Введение к работе
Актуальность проблемы. Болезни органов дыхания у детей и подростков остаются в центре внимания педиатров, что связано с высоким удельным весом этой патологии в структуре заболеваемости и младенческой смертности [Дриневский В.П., 2003; Таточенко В.К., 2006; Левина Л.И., Куликов А.М., 2006; Чучалин А.Г., 2007; Заплатников А.Л., 2008; Коровина Н.А., 2009; Мизерницкий Ю.Л., 2009; Козлов В.К., 2010; Gendrel D., 2002; Rigsby C.K., Strife J.L., Johnson N.D. et al., 2005]. Важное место в структуре бронхолегочной патологии принадлежит пневмониям [Узунова А.Н., 2005; Чучалин А.Г, Синопальников А.И., Страчунский Л.С., 2006; Мизерницкий Ю.Л., 2006; Морозова Н.В., 2010; Reihert R., Jenkins S., 2004]. Это связано как с высокой частотой поражений респираторного тракта у детей, так и с серьезностью прогноза многих поздно диагностированных и нелеченных пневмоний. Заболеваемость пневмонией у детей в России, согласно исследованиям, проведенным с должным рентгенологическим контролем, находится в пределах 4-17 [Шабалов Н.П., 2003; Таточенко В.К., 2008].
Одной из основных причин увеличения числа пневмоний, является высокий уровень диагностических ошибок и поздняя диагностика при использовании существующих методов [Геппе Н.А., 2002, 2006; Лукина О.Ф., 2003; Баранов А.А., 2005; Комар С.И., 2008; Дворецкий Л.И., 2009; Мизерницкий Ю.Л., Маринина Ю.М., 2010; Enarson P., 1997; Rigsby C.K. et al., 2004]. Значительно увеличился удельный вес пневмоний, при которых клиническая картина не соответствует рентгенологическим данным, увеличилось число малосимптомных форм заболевания [Зайцева О.В., 2002; Таточенко В.К., 2003, 2006; Васильева Е.И., Мизерницкий Ю.Л., 2007; Backingham S.C., 2003]. Несвоевременная коррекция лечения приводит к утяжелению состояния пациента, назначению дополнительных лекарственных препаратов, что отражается на прогнозе заболевания и удорожании лечебного процесса в целом; в связи с чем приобретает не только медицинскую, но и социальную значимость [Дриневский В.П., 2003; Петрова С.И., 2004; Коровина Н.А., Заплатников А.Л., 2005; Узунова А.Н., 2005; Metlay J.P., 2002].
Поэтому поиск в педиатрии новых неинвазивных и неионизирующих методов диагностики, доступных и применимых не только в стационарных условиях, но и амбулаторно, представляется актуальным. Разработка и внедрение акустических методов диагностики при пневмонии у детей, а именно трансторакальной компьютерной бронхофонографии, откроет перспективы для разработки новых диагностических подходов к верификации диагноза и повысит эффективность динамического наблюдения за течением и исходом заболевания.
Цели и задачи исследования
Цель диссертационной работы: усовершенствовать имидж-диагностику и мониторинг течения пневмоний у детей школьного возраста на основании измерения акустических характеристик звукопроведения на поверхность грудной клетки, определяемых методом трансторакальной компьютерной бронхофонографии, и построения математической модели патологического акустического очага в легком.
Задачи исследования:
1) Изучить современные клинико-рентгенологические особенности острой внебольничной пневмонии у детей в различном возрасте.
2) Определить спектральные характеристики проведения на поверхность грудной клетки голосовых звуков у здоровых детей и подростков при трансторакальной компьютерной бронхофонографии.
3) Установить характер акустических изменений в легких у детей с острой внебольничной пневмонией.
4) Разработать акустические критерии патологического очага в легком при острой внебольничной пневмонии у детей школьного возраста на основе данных трансторакальной компьютерной бронхофонографии.
5) Дать сравнительную оценку эффективности рентгенологического и акустического мониторинга за пневмоническим очагом с целью своевременной коррекции тактики ведения больного.
6) Обосновать акустические критерии прогноза острой внебольничной пневмонии на этапе амбулаторно-поликлинической помощи.
Научная новизна
Впервые разработана и научно обоснована методика трансторакальной компьютерной бронхофонографии у детей школьного возраста. При этом доказана взаимосвязь акустических характеристик дыхания при пневмонии с клиническими и рентгенологическими показателями.
В рамках разработки методики определена оптимальная карта проекции точек на переднюю и заднюю поверхность легких ребенка для выполнения трансторакальной компьютерной бронхофонографии и математически обоснована группировка точек по горизонтальным поясам.
Доказана высокая информативность соотношений амплитуды и частоты первого (A1, f1), второго (A2, f2) и третьего (A3, f3) спектральных максимумов с долей участия воздушного и структурного звукопроведения над выделенными поясами легких для акустической верификации пневмонии.
Впервые на основании акустических параметров определены критерии патологического очага в легком. Таковыми оказались: отношение разности амплитуд и частот первого и второго акустических пиков (A1,2 / f2,1 = (A1 - A2) / (f2 - f1)); отношение разности амплитуд и частот второго и третьего акустических пиков (A2,3 / f3,2 = (A2 - A3) / (f3 - f2)); разность амплитуд первых двух акустических пиков над симметричными точками справа и слева (D A1,2 = A1,2 (D) – A1,2 (S)) и частота первого акустического пика (f1) при условии компактного расположения трех измеряемых точек с патологическим снижением пневматизации, лежащих в зоне проекции одного легочного сегмента на поверхность грудной клетки.
Впервые доказана эффективность метода трансторакальной компьютерной бронхофонографии в качестве дополнительного способа динамического наблюдения за патологическим очагом у детей с внебольничной пневмонией.
Практическая значимость
Разработана карта проекции точек на переднюю и заднюю поверхность легких для выполнения трансторакальной компьютерной бронхофонографии, которая может быть использована для характеристики и описания патологического очага в легком при объективном (в т.ч. дистанционном) исследовании ребенка с пневмонией.
Комплекс диагностических мероприятий для постановки диагноза внебольничной пневмонии у детей дополнен методом трансторакальной компьютерной бронхофонографии. На основании этого метода разработаны акустические критерии диагностики патологического очага в легком при внебольничных пневмониях у детей школьного возраста.
Создана компьютерная база данных, содержащая пакет акустических характеристик патологического очага у детей школьного возраста с внебольничной пневмонией.
Определены спектральные акустические характеристики при ТКБФГ у здоровых детей в зависимости от возраста.
Рассчитаны операционные характеристики (диагностическая чувствительность и специфичность) метода ТКБФГ (Se = 87,2%, Sp = 93,9%). Достигнутые значения чувствительности и специфичности предлагаемого способа являются достаточно высокими и позволяют использовать его не только для межрентгеновского мониторинга пневмонии, что само по себе является чрезвычайно ценным, но и для первичного дорентгенологического.
Проведенные исследования позволяют рекомендовать метод трансторакальной компьютерной бронхофонографии для динамического наблюдения за очагом поражения при пневмониях с целью своевременной коррекции тактики лечения больного.
Положения, выносимые на защиту
1. Выявленные у детей школьного возраста современные клинико-рентгенологические особенности течения пневмонии необходимо учитывать при осуществлении лечебно-диагностических мероприятий.
2. Методом трансторакальной компьютерной БФГ определены индивидуальные и групповые закономерности проведения на поверхность грудной клетки голосовых звуков с помощью выделенных объединенных горизонтальных поясов в легких у здоровых детей школьного возраста.
3. Дана характеристика акустических изменений звукопроведения в легких у детей с внебольничной пневмонией (по частоте, амплитуде, соотношениям их спектральных максимумов, разности величин над симметричными точками справа и слева).
4. Разработаны акустические критерии патологического очага при внебольничных пневмониях у детей школьного возраста на основе данных трансторакальной компьютерной бронхофонографии, высоко коррелирующие с клинико-рентгенологическими показателями.
5. Доказана высокая чувствительность и специфичность метода трансторакальной компьютерной бронхофонографии для верификации диагноза пневмонических изменений в легких у детей школьного возраста. Это позволяет использовать в качестве дополнительного данный метод в комплексе диагностики и динамического наблюдения за детьми школьного возраста с внебольничной пневмонией.
Апробация работы
Основные положения диссертационной работы были доложены и обсуждены: на научно-практической конференции «Актуальные вопросы оказания медицинской помощи» (Владивосток, 2003); IV научно-практической конференции «Инфекционная патология в Приморском крае» (Владивосток, 2004); региональной конференции «Здоровье подростков: проблемы и пути их решения» (Владивосток, 2004); II Дальневосточном конгрессе «Человек и лекарство» на секциях «Респираторные заболевания в практике педиатра: сложные стороны «простого» вопроса», «Новые медицинские технологии в пульмонологии» (Владивосток, 2005); III Дальневосточном конгрессе «Человек и лекарство» с международным участием на секции «Актуальные вопросы пульмонологии детского возраста» (Владивосток, 2006); V региональной конференции «Подросток, проблемы роста и развития. Подростковая и школьная медицина» (Владивосток, 2007); VI Дальневосточном региональном конгрессе «Человек и лекарство» с международным участием на секциях «Рациональное применение антибиотиков в педиатрической практике», «Проблемы диагностики в пульмонологии» (Владивосток, 2009); I съезде педиатров Дальнего Востока «Актуальные вопросы охраны материнства и детства на современном этапе» (Хабаровск, 2010).
Материалы диссертационной работы опубликованы в журналах: Педиатрия (2002); Дальневосточный медицинский научно-практический журнал «Здоровье. Медицинская экология. Наука» (2004); Бюллетень физиологии и патологии дыхания (Благовещенск, 2004); Тихоокеанский медицинский журнал (Владивосток, 2005, 2006, 2009, 2010); Физиология человека (2006); Педиатрическая фармакология (2007); Приборы и техника эксперимента (2008); Вопросы практической педиатрии (2007, 2010), Российский вестник перинатологии и педиатрии (2010); Дальневосточный медицинский журнал (2010).
Внедрение в практику
Результаты научных исследований внедрены в практику работы лечебно-профилактических учреждений: МУЗ «Детской клинической больницы № 3» г. Владивостока; МУЗ «Детской городской больницы» г. Арсеньева; НУЗ «Отделенческой больницы на ст. Владивосток ОАО РЖД»; в работу Детского научно-практического пульмонологического центра МЗ СР РФ; в Тихоокеанском океанологическом институте им. В.И. Ильичева ДВО РАН в ходе выполнения НИР «Разработка технологии акустической интроскопии легких человека на основе картирования характеристик проведения на поверхность грудной клетки сложных звуковых сигналов», проводимой в рамках Программы фундаментальных исследований Президиума РАН «Фундаментальной науки - медицине». Вытекающие из научных исследований рекомендации внедрены в учебный процесс и практическую работу кафедр педиатрии № 2 ГОУ ВПО «ВГМУ»; госпитальной терапии с курсом фтизиопульмонологии ГОУ ВПО «ВГМУ»; кафедры поликлинической педиатрии ДВГМУ (г. Хабаровск); кафедры госпитальной педиатрии ЧГМА (г. Чита), кафедры ФПДО, ПК и ППС Тверской ГМА, кафедры поликлинической педиатрии ФДППО ИвГМА (г. Иваново).
Публикация результатов
По теме диссертационной работы опубликовано 63 печатные работы, из них 10 в журналах, рекомендованных Высшей аттестационной комиссией Российской Федерации для докторских диссертаций, получен 1 патент на изобретение РФ 2304928 «Способ акустической диагностики очаговых изменений в легких человека» от 28.08.2007 г., опубликована монография («Аппаратная диагностика пневмонии»).
Объем и структура диссертации
