Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Современные представления об интегральной и регионарной механике дыхания (обзор литературы) 15
1.1. Интегральная механика дыхания. Основные фундаментальные противоречия 15
1.2. Современное представление о неравномерности вентиляции легких по регионам. Регионарная механика дыхания 24
Глава 2. Материал и методы исследования 28
2.1. Дизайн исследования 28
2.2. Объект исследования 30
2.2.1. Общая характеристика контрольной группы 30
2.2.2. Общая характеристика основной группы 30
2.3 Методы клинического и лабораторно-инструментального обследования 32
2.4. Методы исследования интегральной механики дыхания .. 33
2.5. Методы исследования регионарной механики дыхания... 42
2.6. Методы статистической обработки полученных данных.. 44
Глава 3. Вентиляционные показатели и показатели механики дыхания у лиц контрольной группы 45
3.1. Вентиляционная функция легких и интегральная механика дыхания в ортостатическом и клиностатическом положении тела 45
3.2. Регионарная вентиляция и механика дыхания в ортостатическом положении тела 49
3.3. Регионарная вентиляция и механика дыхания в клиностатическом положении тела 65
3.4. Сравнение показателей регионарной вентиляции и механики дыхания в ортостатическом и клиностатическом положении тела 70
3.5. Отрицательный регионарный гистерезис легких 72
Глава 4. Клиническая характеристика, вентиляционная функция легких и механика дыхания у пациентов основной группы 79
4.1. Особенности клинической картины, вентиляционная функция легких 79
4.2. Интегральная механика дыхания у пациентов хронической обструктивной болезнью легких в сравнении с группой здоровых лиц в ортостатическом положении тела 82
4.3. Интегральная механика дыхания у пациентов хронической обструктивной болезнью легких в сравнении с группой здоровых лиц в клиностатическом положении тела 84
4.4. Интегральная механика дыхания у пациентов хронической обструктивной болезнью легких в ортостатическом и клиностатическом положении тела... 86
4.5. Регионарная механика дыхания у пациентов хронической обструктивной болезнью легких в ортостатическом положении тела 87
4.6. Регионарная механика дыхания у пациентов хронической обструктивной болезнью легких в клиностатическом положении тела 95
4.7. Регионарная механика дыхания у пациентов хронической обструктивной болезнью легких в сравнении с группой здоровых лиц 97
4.7.1. Регионарные свойства легких пациентов основной группы в сравнении с группой контроля в ортостатическом положении тела 97
4.7.2. Регионарные свойства легких пациентов основной группы в сравнении с группой контроля в клиностатическом положении тела 101
4.8. Отрицательный регионарный гистерезис легких у пациентов основной группы 114
Глава 5. Влияние бронхолитика на показатели интегральной и регионарной механики дыхания 116
5.1. Клиническая картина и интегральная механика дыхания больных хронической обструктивной болезнью легких в ортостатическом и клиностатическом положениях тела после применения беротека 116
5.1.1. Клиническая картина 116
5.1.2. Интегральная механика дыхания в ортостатическом положении тела 117
5.1.3. Интегральная механика дыхания в клиностатическом положении тела 117
5.1.4. Интегральная механика дыхания при переходе из ортостатического положения тела в клиностатическое 121
5.2. Регионарная механика дыхания больных хронической обструктивной болезнью легких в ортостатическом и клиностатическом положении тела после применения беротека 122
5.2.1. Регионарная механика дыхания в ортостатическом положении тела 122
5.2.2. Регионарная механика дыхания в клиностатическом положении тела 123
5.2.3. Регионарные различия механических характеристик легких в ортостатическом и клиностатическом положении тела 133
5.3. Регионарный отрицательный гистерезис у больных хронической обструктивной болезнью легких в ортостатическом и клиностатическом положении тела
после применения беротека 139
Глава 6. Обсуждение результатов исследования 141
6.1.Интегральная механика дыхания 141
6.2.Регионарная механика дыхания 141
6.2.1. Регионарная механика дыхания в контрольной группе 144
6.2.2. Регионарная механика дыхания в основной группе 145
Выводы 154
Практические рекомендации 156
Список литературы 157
- Современное представление о неравномерности вентиляции легких по регионам. Регионарная механика дыхания
- Методы исследования интегральной механики дыхания
- Регионарная вентиляция и механика дыхания в клиностатическом положении тела
- Регионарная механика дыхания у пациентов хронической обструктивной болезнью легких в ортостатическом положении тела
Введение к работе
Актуальность проблемы
В настоящее время исследование механики дыхания получает все более широкое распространение. Основные сведения по механике дыхания освещены во многих справочниках и монографиях [8, 14, 25, 26, 29, 43]. Активное исследование механики дыхания в настоящее время важно, прежде всего, с целью изучения недостаточно изученных биомеханических процессов дыхания, что необходимо для понимания патогенеза и оценки эффективности терапии заболеваний респираторной системы. Кроме того показатели механики дыхания являются наиболее точными и объективными в диагностике нарушений функции аппарата внешнего дыхания, так как не зависят от сотрудничества пациента во время проведения исследования. Большинство вопросов механики дыхания к настоящему времени хорошо изучено, однако, в литературе имеется и достаточно значительное количество неясных фактов, связанных с несовершенством знаний о биомеханике легких на современном уровне. Анализ литературы и собственные исследования приводят к мысле о том, что классические законы механики дыхания не могут полностью объяснить механические характеристики такой сложной системы, как аппарат внешнего дыхания. Вероятно, это связано с особыми свойствами биодинамической системы легких, которые обусловливают характер механического поведения легких в норме и при патологии и, по-видимому, играют роль компенсаторных механизмов. В настоящее время эти свойства остаются малоизученными.
Кроме того, в течение последних лет в литературе существует мнение, что у здоровых людей и при патологии имеется неравномерность вентиляции легких по регионам [11, 36, 82] Она обусловлена не только анатомическим строением и функцией легких, а еще тем, что в верхних отделах легких бронхи имеют больший диаметр просвета, чем в нижних в связи с влиянием сил гравитации на внутриплевральное давление таким образом, что над верхними
отделами легких оно более отрицательное, чем над нижними [88, 149]. Из этого следует, что соотношение показателей аэродинамического сопротивления обратное, то есть в верхних отделах эти значения сравнительно меньше, чем в нижних. При заболеваниях легких регионарные различия вентиляции, очевидно, усугубляются действием патологических факторов: эмфиземы легких, воспалительных, диффузных или очаговых склеротических изменений [14, 147]. Описанное представление общепризнанное, на нем базируется теория об экспираторном закрытии дыхательных путей.
Однако, известно, что дыхательные колебания внутриплеврального давления в различных участках имеют в среднем одинаковую амплитуду. Усреднение давления, равномерное распределение его над поверхностью легких является основным физиологическим назначением плевральной полости [67]. В то же время, объем вентиляции легких значительно меньше в верхних отделах и много больше в нижних [42, 82]. Таким образом, растяжимость верхних отделов легких много меньше, чем нижних, а бронхиальное сопротивление оказывается значительно больше в верхних отделах, чем в нижних. Эти результаты были ожидаемыми, однако они противоречат общепринятому положению, что бронхи верхних отделов легких имеют больший просвет [147], и известному положению о достаточно устойчивой гомогенности легочных структур во всех отделах [10]. Противоречие в состоянии учения о регионарных механических функциях легких, таким образом, состоит в том, что более отрицательное внутриплевральное давление механистически авторы переносят на умозрительное увеличение просвета бронхов в верхних отделах. Гомогенность же просвета бронхов невозможно вообразить, учитывая существенную разницу внутриплеврального давления над верхними и нижними отделами легких.
Согласно последней точке зрения бронхи должны иметь одинаковый диаметр в нижних и верхних отделах [10]. В связи с этим необходимо знание регионарных свойств легких.
Регионарные функции легких до настоящего времени остаются малоизученными. В доступной нам литературе были обнаружены единичные работы, посвященных этому вопросу [7, 41, 42]. В связи с чем необходимо продолжить исследование регионарных механических свойств легких для разрешения указанных противоречий.
Цель исследования:
Изучить регионарную механику дыхания в сопоставлении с интегральной механикой у здоровых лиц и при хронической обструктивной болезни легких.
Задачи исследования:
Изучить вентиляционные показатели у здоровых лиц и больных хронической обструктивной болезнью легких в ортостатическом положении тела.
Изучить показатели интегральной механики дыхания у здоровых лиц и пациентов хронической обструктивной болезнью легких в ортостатическом и клиностатическом положении тела.
Изучить изменения интегральной механики дыхания у пациентов хронической обструктивной болезнью легких в ортостатическом и клиностатическом положении тела после ингаляции беротека.
Изучить показатели регионарной механики дыхания у здоровых лиц и пациентов хронической обструктивной болезнью легких в ортостатическом и клиностатическом положении тела.
Изучить изменения показателей регионарной механики дыхания в ортостатическом и клиностатическом положении тела у больных хронической обструктивной болезнью легких после ингаляции беротека.
Научная новизна работы:
В настоящей работе впервые:
Разработаны две компьютерные программы по обработке результатов исследования интегральной и регионарной механики дыхания.
Разработана методика исследования регионарной механики дыхания с помощью одновременной регистрации зональных реограмм и транспульмонального давления, пригодная для исследования субъекта в ортостатическом и клиностатическом положениях.
Показано, что у здоровых лиц имеется неравномерность механических свойств легких по регионам, заключающаяся в снижении неэластического и эластического сопротивления легких сверху вниз и сохраняющаяся в клиностатическом положении тела в правом легком и, в меньшей степени, в левом легком. Эта особенность регионарных свойств легких названа регионарным механическим гомеостазисом. Природа способности легких поддерживать механический гомеостазис остается неизвестной. В частности, неизвестным является физиологическое назначение избыточного транспульмонального давления над верхними зонами легких (избыточное транспульмональное давление — это избыточная амплитуда действующего внутрилегочного давления). Показано, что при хронической обструктивной болезни легких регионарные различия механических свойств легких выравниваются.
Под влиянием ингаляции беротека регионарные показатели механики дыхания у больных хронической обструктивной болезнью легких I и II стадии изменяются в направлении их нормализации только в ортостатическом положении тела. В клиностатическом положении изменения регионарных показателей механики дыхания не происходит.
Обнаружен и описан ранее неизвестный феномен отрицательного регионарного гистерезиса легких, дано объяснение этого феномена как
проявления регионарной механической активности легких у здоровых лиц и больных хронической обструктивной болезнью легких. 6. Сформулирована гипотеза, что регионарная механическая активность легких является инструментом, поддерживающим их механический гомеостазис в норме и при патологии.
Теоретическая значимость работы:
Обнаружен феномен извращения регионарной дыхательной петли, что является фундаментальным противоречием классической концепции Ф.К. Дондерса и доказывает существование регионарной механической активности легких. Показано, что в норме легкие характеризуются неравномерностью механических свойств по регионам. Но при этом, механическая неравномерность имеет четкую сбалансированность по направлению сверху вниз, что характеризует регионарный механический гомеостазис легких, при патологии механические характеристики различных регионов легких выравниваются, зоны легких становятся идентичными по своим механическим свойствам, исчезает сбалансированность показателей по направлению от апикальных участков легких к базальным.
Практическая ценность работы:
Разработана программа по обработке результатов исследования интегральной и регионарной механики дыхания, которая значительно облегчает трудоемкие расчеты, делает их более точными и исключает влияние субъективного фактора на результаты измерения показателей, что способствует объективной оценке функционального состояния механической системы легких.
Разработана методика изучения регионарных свойств легких в ортостатическом положении тела, что является наиболее удобным положением для пациента, особенно при выраженной недостаточности внешнего дыхания и
позволяет сопоставлять показатели регионарной и интегральной механики дыхания, которая в классическом варианте исследуется в положении сидя.
Предложен метод определения регионарной механической активности легких по наличию феномена извращения регионарной петли гистерезиса легких.
На защиту выносятся следующие положения
В норме легкие имеют неравномерность механических свойств по регионам. Но при этом, механическая неравномерность имеет четкую сбалансированность, заключающуюся в снижении неэластического и эластического сопротивления легких сверху вниз, что, с нашей точки зрения, характеризует регионарный механический гомеостазис легких.
В клиностатическом положении тела у здоровых лиц в правом легком полностью сохраняется сбалансированность показателей регионарной механики дыхания по направлению от верхушек к основанию, а в левом наблюдается выравнивание механических свойств по регионам.
При хронической обструктивной болезни легких механические характеристики различных регионов легких выравниваются, зоны легких становятся идентичными по своим механическим свойствам, исчезает сбалансированность показателей по направлению от апикальных участков к базальным в левом легком полностью, в правом - сохраняется увеличение только неэластической работы дыхания за счет ее фракции на выдохе по направлению сверху вниз.
Легкие обладают регионарной механической активностью, доказательством наличия которой является феномен извращения регионарной дыхательной петли. Регионарная механическая активность легких поддерживает их механический гомеостазис в норме и при хронической обструктивной болезни легких.
5. Над верхними зонам легких у здоровых лиц и при хронической обструктивной болезни легких имеет место «избыточное» транспульмонального давление. Его природа и физиологическое назначение остается неизвестными.
Апробация работы:
Основные положения диссертации доложены на X, XI, XII, XVI, XVII Национальных конгрессах по болезням органов дыхания, на 61 Всероссийской итоговой научной студенческой конференции имени Н.И. Пирогова (Томск, 2002 г.), на XI Всероссийской научно-технической конференции «Энергетика, экология, надежность, безопасность» (Томск 2005г.), на Всероссийской научно-практической конференции (Томск 2007г.).
Публикации:
По теме диссертации опубликовано 14 научных работ, в том числе 3 - в центральной печати. Получено два свидетельства об официальной регистрации программы и один патент на изобретение.
Объем и структура диссертации:
Диссертация изложена на 172 страницах машинописного текста. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов, практических рекомендаций. Библиографический указатель содержит 88 отечественных и 65 иностранных источников. Иллюстративный материал представлен 29 таблицами и 44 рисунками.
Современное представление о неравномерности вентиляции легких по регионам. Регионарная механика дыхания
Учитывая описанные выше парадоксальные явления, обнаруженные при исследовании показателей интегральной механики дыхания, было актуальным изучить регионарные механические свойства легких.
Легкие имеют сложную структуру, состоящую из проводящей зоны (дыхательные пути от трахеи до респираторных бронхиол), где газообмен отсутствует, переходной зоны - генерации бронхов с 17 по 23, в которой присутствуют элементы проводящей и респираторной зоны и респираторной зоны, включающей альвеолы и тесно контактирующие с ними капилляры [8, 128]. В то же время эта сложная структура имеет четкую пространственную организацию: терминальная бронхиола, заканчивающаяся альвеолярными мешочками, в стенках которых находятся альвеолы, представляет собой ацинус. Ацинусы объединяются в более сложные морфофункциональные структуры -дольки, которые в свою очередь образуют сегменты, сегменты - доли, а доли -легкие. Учитывая такую организацию, появляется возможность выделения в легких отдельных регионов, имеющих определенные анатомические границы, в которых осуществляются процессы вентиляции и газообмена. Во многих экспериментальных исследованиях было доказано, что отдельные регионы легкого имеют различную удельную вентиляцию, то есть отношение альвеолярной вентиляции к альвеолярному объему [11, 36, 108]. Таким образом в литературе сложилось представление о неравномерности вентиляции легких по регионам. Считается, что неравномерность вентиляции легких по регионам обусловлена анатомической и морфофункциональной гетерогенностью легочных структур по регионам (различиями в количестве сурфактанта, эластических структур, кровенаполнения, содержания секрета в просвете бронхов, локальным различием в тонусе сосудов и бронхов и др.), воздействием сил гравитации, весом органов средостения. Было выявлено, что имеет место неравномерность вентиляции апикальных и базальных участков легкого при спокойном дыхании даже у здоровых людей, что связывали с воздействием сил гравитации и возникновением градиента плеврального давления в условиях ортостатического положения тела пациента [25, 46, 54, 132]. Данные о влиянии градиента внутриплеврального давления неоднозначны. Так, например, методом электро-плетизмографии был подтвержден факт сохранения апикально-базальных различий воздушности регионов легких несмотря на клиностатическое положении тела человека [49, 51, 101]. Существует мнение, что силы гравитации действуют на легкие таким образом, что в области верхушек внутриплевральное давление имеет более отрицательные значения, чем у основания, в связи с чем диаметр бронхов и альвеол в апикальных участках легких больше, по сравнению с базальными [89], что означает большую воздушность верхних зон легких по сравнению с нижними [83], а таюке то, что в верхних зонах легких бронхиальное сопротивление меньше, чем в нижних. В то же время в литературе есть противоположные данные, что общее неэластическое сопротивление в верхних зонах наибольшее и его значения убывают в апикально-базальном направлении, как у здоровых людей, так и при различных формах патологии бронхолегочной системы (бронхиальная астма, хронический бронхит, хроническая обструктивная болезнь легких, внебольничная пневмония.) [41]. Кроме того, проводились исследования, которые убедительно доказывают, что дыхательные колебания внутриплеврального давления в различных участках легких имеют в среднем одинаковую амплитуду. Усреднение давления, равномерное распределение его над поверхностью легких является основным физиологическим назначением плевральной полости [68]. В то же время, объем вентиляции легких значительно меньше в верхних отделах и много больше в нижних. Таким образом, растяжимость верхних отделов легких много меньше, чем нижних, а бронхиальное сопротивление оказывается значительно больше в верхних отделах, чем в нижних [41]. Эти результаты были ожидаемыми, однако они противоречат общепринятому положению, что бронхи верхних отделов легких имеют больший просвет [149, 150]. В то же время, морфометрические исследования легких, напротив, указывают на гомогенность легочных структур [10].
За последние годы нами была найдено очень мало работ, посвященых изучению регионарной механики дыхания [6, 40, 41, 130]. Поэтому в нашей работе мы уделили наибольшее внимание именно этому вопросу.
Кроме группы практически здоровых лиц, были исследованы пациенты хронической обструктивной болезнью легких. При обструктивных нарушениях механики дыхания происходит увеличение общей работы дыхания за счет ее неэластической фракции, увеличивается неэластическая работа вдоха и выдоха, причем, преимущественно повышается неэластическая работа вдоха, снижается динамическая растяжимость легких и уменьшается процентное соотношение эластической фракции работы дыхания к общей, увеличивается общее неэластическое сопротивление, в большей степени на выдохе, хотя работа дыхания, как уже было сказано, повышается более значительно на вдохе [42, 66, 106]. В настоящее время ведется исследование структуры общего неэластического сопротивления легких, найдены новые факты об асинфазном сопротивлении и роли тканевого трения [7, 55, 70], однако, наше внимание не направлено на изучение структуры общего неэластического сопротивления в регионах легких, так как в данный период времени нет подходов к его изучению. Наш научный поиск распространяется на изучение регионарной механики дыхания, с этой стороны мы попытаемся решить поставленные вопросы, объяснить некоторые описанные противоречия. Выбор хронической обструктивной болезни легких для изучения был обусловлен тем, что большинство авторов указывают на появление регионарного перераспределения вентиляции у таких пациентов. Тем не менее, в литературе нет единого мнения, объясняющего это перераспределение. Некоторые авторы считают, что причиной этого может являться повышение возбудимости дыхательного центра [44, 48], неврогенные нарушения альвеолярной вентиляции и ритма дыхания [54, 77], дисбаланс вегетативной регуляции [19], повышение активности вспомогательной дыхательной мускулатуры [60, 103], различия градиента плеврального давления во время дыхания [111], избирательное повышение активности мышц вдоха, которое может существенно изменять регионарный градиент плеврального давления [146], неоднородность механических свойств легких, заключающаяся в различии регионарного сопротивления дыхательных путей и регионарной растяжимости [135], нарушение бронхиальной проходимости [2, 21, 46, 52].
Таким образом, анализ литературы показывает, что к настоящему времени накоплен теоретический, экспериментальный и практический материал об интегральных и регионарных механических свойствах легких. Но данные часто содержат противоречивые сведения и парадоксальные, с позиции классических представлений, факты. Это, по-видимому, связано с тем, что легкие обладают особыми свойствами, обуславливающими характер их механического поведения в норме и при патологии, которые невозможно изучать только с позиции классических законов механики.
Методы исследования интегральной механики дыхания
В основной группе при объективном обследовании во время аускультации легких у 20 пациентов было выявлено ослабленное везикулярное дыхание, у 11 - жесткое, при этом высокие сухие хрипы выслушивались у 25 пациентов, в клиностатическом положении - у 28 больных, а при форсированном выдохе - у всех обследуемых. При рентгенологическом исследовании органов грудной клетки у всех пациентов выявлены признаки эмфиземы легких и/или пневмофиброза различной степени выраженности.
Изучение показателей вентиляции легких проводилось на базе отделения функциональной диагностики клиник СибГМУ с помощью прибора MASTERLAB Pro "ERICH JAEGER" (Германия). Исследование проводилось утром натощак в условиях относительного покоя в ортостатическом положении больного. За 12 часов до исследования пациенты прекращали прием бронхоактивных препаратов. Методами спирографии и пневмотахографии определяли следующие вентиляционные показатели: спирографически проводилась запись дыхательного объема (ДО), частоты дыхания (ЧД), минутного объема дыхания (МОД), жизненной емкости легких (ЖЕЛ), функциональной жизненной емкости легких (ФЖЕЛ), максимальной вентиляции легких (МВЛ) и объема форсированного выдоха за первую секунду (ОФВі) (брались лучшие из 3 маневров) [29]. Пневмотахография включала запись кривых поток-объем выдоха с расчетом пиковой объемной скорости (ПОС), минутной объемной скорости за 25 % выдоха (МОС25), минутной объемной скорости за 50 % выдоха (МОС5о), и минутной объемной скорости за 75 % выдоха (МОС75) [29]. С помощью плетизмографии определяли внутригрудной объем газа (ВГО) на уровне функциональной остаточной емкости легких (усредненный из 5 маневров) и общее внутрилегочное сопротивление (Rtot) (усредненное из 5 петель зависимости между кабинным давлением и скоростью воздушного потока у рта). Имея показатели ВГО, РОВыд, ЖЕЛ вычисляли остаточный объем легких (ООЛ) и остаточную емкость легких (ОЕЛ), процентное отношение ООЛ к ОЕЛ. Показатели ООЛ, ОЕЛ, ДО, МОД, ЖЕЛ, ФЖЕЛ, ОФВ], ПОС, МОС25, МОС50, МОС75 выражали в процентах к должным величинам.
Нарушение вентиляционной функции легких оценивалось по отношению ЖЕЛ, ОФВі к должным величинам. Если эти соотношения составляли 85% и более, то данные показатели рассматривались как нормальные. Снижение ЖЕЛ, ОФВ] более чем на 15% по отношению к должной величине считали патологическим. Степени снижения вентиляционных показателей определяли следующим образом: I степень - уменьшение на 16 - 35%, П степень - на 36 -55%, Ш степень - более чем на 55% от должной величины. Изолированное снижение МВЛ или ОФВі расценивали как обструктивный тип вентиляционных нарушений, соответственно I, П, Ш степени. Параллельное снижение ЖЕЛ и ОФВ] расценивали как рестриктивный тип вентиляционных нарушений. Смешанным типом вентиляционных нарушений считали случаи, когда наблюдалось преимущественное снижение ОФВі по сравнению с ЖЕЛ [27].
Показатели механики дыхания изучали в ортостатическом положении, а затем в клиностатическом положении тела исследуемых с помощью одновременной регистрации спирограммы, пневмотахограммы и транспульмонального давления (разница между давлением во рту и в нижней трети пищевода) [14, 38, 43, 47, 78, 136, 148] Давление в пищеводе определяли с помощью специального зонда, введенного в нижнюю треть пищевода через нижний носовой ход [66]. Разницу внутрипищеводного давления и давления в ротовой полости определяли с помощью дифференцированного датчика давления ПДП 1000 МД. Пневмотахограмму регистрировали с помощью пневмотахографа с интегратором (СКГБ - Медфизприбор).
Все пациенты заранее были инструктированы о порядке проведения процедуры и обучались правильному выполнению дыхательных маневров.
До настоящего времени в лаборатории кафедры пропедевтики внутренних болезней СибГМУ проводили запись кривых спирограммы, пневмотахограммы и транспульмонального давления на бумаге при помощи самописца, вручную производили построение дыхательных петель и планиметрически рассчитывали показатели механики дыхания. В результате на правильность расчетов могли повлиять следующие факторы: инерция пера и трение его о бумагу при записи кривых, погрешности при ручном построении петель и планиметрических измерениях, погрешности вычислений, а также субъективный компонент измерений. Нами использовалась усовершенствованная методика обсчета показателей интегральной механики дыхания: созданная и запатентованная нами компьютерная программа [56], с помощью которой производилась запись кривых спирограммы, пневмотахограммы и транспульмонального давления (рис. 1), а также построение дыхательных петель и непосредственный расчет показателей интегральной механики дыхания (рис. 4), что исключало указанные выше погрешности измерений. По величине площади дыхательной петли рассчитывали общую работу дыхания (ОРД) и ее фракции - эластическую работу дыхания (ЭРД), неэластическую работу вдоха и выдоха (НРДвд, НРДвыд), отношение эластической фракции работы дыхания к общей, выраженное в процентах (ЭРД/ОРД) и неэластическую фракцию работы дыхания с учетом ее процентного отношения к ОРД (НРД/ОРД).
Регионарная вентиляция и механика дыхания в клиностатическом положении тела
Учитывая, что при одинаковой частоте дыхательных движений в верхних и нижних отделах легких, имеются такие выраженные различия вентиляции, можно ожидать наличие различий в значениях МОВр. Этот показатель по зонам легких распределялся следующим образом: в верхней зоне правого легкого он составлял 4,709±0,636 Ом/мин, в средней - 5,927±0,667 Ом/мин и в нижней -16,464±2,166 Ом/мин; в левом легком, соответственно: 7,082±0,875 в верхней, 6,320±0,850 в средней, и 11,729±1,078 Ом/мин в нижней зоне (см. табл. 3 и 4). Таким образом, в нижней зоне правого легкого этот показатель больше на 29,96% по сравнению с верхней (р=0,000009), а слева на 8,93% соответственно (табл. 6 и 7) (рис. 9).
Механические свойства легких изучались методом построения регионарных дыхательных петель по кривым зональных реограмм и транспульмонального давления. Качественный анализ регионарных дыхательных петель показал, что различные отделы легких характеризуются рядом особенностей механических свойств.
В правом легком были обнаружены статистически значимые различия в механических свойствах верхних и нижних зонах по следующим показателям: ОРДр, ЭРДР, ЭРДр/ОРДр, НРДвДр, НРДвыДр, НРДр, НРДр/ОРДр, Сдинр, ОНСвдр, а в левом - картина, в целом, соответствовала правому легкому, но достоверных отличий в показателях ОРДр, ЭРДР, НРДвыдр, НРДр/ОРДр, ОНСвдр, ОНСвыдр не было выявлено. Эти данные приведены в таблице 6 и 7.
У здоровых лиц форма дыхательных петель во всех отделах легких, в большинстве случаев, была одинаковой. При этом площадь петель гистерезиса в верхних отделах была наименьшей, а в нижних - наибольшей. Угол наклона эластической оси к плевральному давлению также увеличивался в апикально-базальном направлении с одинаковой степенью выраженности в симметричных зонах. В связи с этим, в нижних отделах правого легкого ОРДр была больше на 22,66% (р=0,00007) по сравнению с верхними, а в левом легком - на 9,85% (р=0,007) соответственно (рис. 10). Повышение общей работы дыхания в нижней зоне происходило за счет ее обеих фракций: ЭРДР и НРДР.ЭРДр в нижней зоне справа была больше на 18,93% (р=0,00001), чем в верхней, а слева - на 6,19% (р=0,016) (рис. 11).
НРДР в базальных отделах правого легкого имела большие значения по сравнению с апикальными на 26,29% (р=О,00005), в левом легком соотношение сохранялось, разница составляла 11,32% (р=0,033) (рис. 12). Справа увеличение НРДР в нижних зонах происходило за счет обоих компонентов: НРДвдр, НРДвыДр, а в левом легком только за счет НРДвдр. На настоящем этапе исследований данное явление объяснить не представляется возможным, вероятно, это нужно рассматривать как вариант нормы.
Теперь рассмотрим более подробно: HPДвдр справа в нижней зоне легкого была больше, чем в верхней на 27,38% (р=0,00009), а слева - на 13,92% (р=0,012) (рис. 13). НРДвыДр справа в базальных отделах была повышена на 23,72% (р=0,00009) по сравнению с верхушками (рис. 14).
Так как было обнаружено увеличение ЭРДР, в нижних зонах правого и левого легкого в меньшей степени, чем ОРДр, вполне ожидаемым явилось повышение процентного соотношения ЭРДр/ОРДр в обратном, базально-апикальном направлении. Так, в правом легком это повышение составило 4,88% (р=0,007) в верхних отделах легких по сравнению с нижними, а в левом -6,31% (р=0,008) (рис. 15).
Увеличение НРДр в нижних отделах правого легкого в большей степени, чем ОРДр, очевидно, вызвало повышение процентного соотношения НРДр/ОРДр в апикально-базальном направлении справа. Так, в нижних зонах это соотношение было больше, чем в верхних на 11,33% (р=0,009) (рис. 16). В левом легком подобного явления не наблюдалось.
Исследование показателя регионарной динамической растяжимости в группе здоровых лиц выявило, что его значения полностью повторяли величины регионарных объемов дыхания, то есть наибольшему растяжению подвергались нижние отделы легких. Справа в базальных отделах Сдинр была на 21,6% больше по сравнению с апикальными (р=0,000009). Слева на 10,69% (р=0,0005) соответственно (рис. 19).
У здоровых лиц максимальные показатели ОНСвдр были выявлены в верхних отделах как правого, так и левого легкого. В правом легком значения этого показателя уменьшались по направлению от верхушек к основанию, таким образом, что в верхней зоне ОНСвдр было больше на 11,01% по сравнению с нижней (р=0,003). В левом легком различий показателей ОНСвдр в верхних, средних и нижних отделах легких не определялось (рис. 17). Числовые значения ОНСвыДр во всех зонах обоих легких не отличались.
При сравнении механических свойств легких в верхней и средней зоне - левого легкого, статистически значимых различий обнаружено не было. Справа отношение ЭРДр/ОРДр в верхней зоне было больше на 5,1% (р=0,024). Показатель Сдинр был ниже на 6,2% в верхней зоне по сравнению с нижней (р=0,012). Остальные показатели справа и слева не отличались. Это означает, что верхняя и средняя зоны легких имеют, практически, одинаковую механическую характеристику.
Учитывая, что показатели регионарной механики дыхания верхней зоны легких значительно отличаются от таковых нижней зоны, можно предположить, что механические свойства средней и нижней зоны также должны быть различными. Действительно, при сравнении показателей механики дыхания средней и нижней зоны легких были выявлены отличия, которые, в целом, соответствовали различиям, обнаруженным при сравнении верхней и нижней зоны соответствующих легких (см. табл. 6 и 7).Так, ДОр и МОВр в нижней зоне справа были на 18,5% больше, чем в средней (р=0,0001), а слева - на 9,9% (р=0,0005) (см. рис. 8 и 9).
Регионарная механика дыхания у пациентов хронической обструктивной болезнью легких в ортостатическом положении тела
Показатели интегральной механики дыхания в основной группе по сравнению с контрольной в клиностатическом положении тела представлены в табл. 11. Было отмечено изменение ОНСвыд в сторону увеличения у пациентов основной группы. В группе контроля этот показатель составлял 4,556±0,437 см.вод.ст./л/с, а у больных основной группы - 9,302±1,102 см.вод.ст./л/с (р=0,0003). Повышение ОНСвыд в клиностатическом положении тела в основной группе можно объяснить действием дорзо-вентрального градиента плеврального давления на пораженные патологическим процессом бронхи таким образом, что бронхи в положении лежа суживаются, что влечет за собой повышение ОНСвыд. Увеличение ОНСвыд приводит к повышению НРДвыд. НРДвыд в контрольной группе - 0,028±0,007 кг-м/мин, а в основной увеличена в 3 раза -0,124±0,043 кг-м/мин (р=0,0008).
Кроме того у пациентов обнаружено увеличение и НРДвд. Так у здоровых лиц (группа контроля) НРДвд составляла 0,038±0,006 кг-м/мин, а у пациентов ХОБЛ (основная группа) она была в 3 раза больше - 0,127±0,045 кг-м/мин (р=0,046).
Высокие значения НРДвд и НРДвыд приводят к аналогичному изменению показателя НРД. В основной группе НРД увеличена до - 0,251 ±0,088 кг-м/мин по сравнению с контрольной группой - 0,064±0,011 кг-м/мин (р=0,007).
Увеличение неэластической фракции работы дыхания в структуре ОРД в основной группе способствовало повышению значения показателя соотношения НРД/ОРД и снижению значения соотношения ЭРД/ОРД. Отношение НРД/ОРД у здоровых лиц контрольной группы составляло 48,816±4,986 %, а у пациентов основной группы - 73,797±3,557 %, что больше в 1,5 раза (р=0,0009). ЭРД/ОРД соответствовало значениям 71,100±3,675 % и 54,943±3,304 % в контрольной и основной группе соответственно (р=0,004).
Таким образом, при сравнении показателей интегральной механики дыхания в контрольной и основной группе при условии нахождения в исследуемых в клиностатическом положении тела, было обнаружено, что картина механических свойств легких, практически, аналогична таковой при сравнении показателей интегральной механики дыхания у здоровых лиц и больных ХОБЛ в ортостатическом положении тела: увеличены ОНСвыд, НРДвыд, НРДвд, НРД, НРД/ОРД, снижено отношение ЭРД/ОРД. Обращает на себя внимание тот факт, что в основной группе при сравнении с группой контроля в клиностатическом положении тела не определялись большие значения ОРД, хотя при сравнении этих групп в ортостатическом положении тела ОРД у пациентов было больше. Это сложно объяснить с позиций классической теории механики дыхания.
Далее производили сопоставление показателей механики дыхания у пациентов ХОБЛ при различных положениях тела (см. табл. 11). Было обнаружено, что при переходе из ортостатического положения тела в клиностатическое у этой группы исследуемых в полтора раза повышается ОНСвыд, это, как уже было сказано, является проявлением действия вентро-дорзального градиента плеврального давления, который появляется в горизонтальном положении тела. Возникновение этого градиента приводит к сужению просвета патологически измененных бронхов, что проявляется повышением значений ОНСвыд. ОНСвыд в ортостатическом положении в основной группе составляло 5,740±0,707 см.вод.ст./л/с, а в клиностатическом оно было увеличено до 9,302±1,102 см.вод.ст./л/с (р=Ю,0012). Кроме того, в горизонтальном положении тела имело место уменьшение значений Сдин: 0,292±0,036 л/см.вод.ст в ортостатическом положении и 0,177±0,020 см.вод.ст./л/с в клиностатическом (р=0,01). Снижение Сдин при переходе из вертикального положения в горизонтальное можно объяснить повышением тканевого трения за счет перераспределения кровотока в клиностатическом положении тела. Остальные показатели интегральной механики дыхания у больных ХОБЛ достоверно не отличались в вертикальном и горизонтальном положении тела.
Таким образом, в результате исследования показателей механики дыхания у пациентов основной группы при перемене положения тела, было обнаружено, так лее, как и у здоровых лиц, снижение Сдин в горизонтальном положении. Кроме того, в основной группе имело место достоверное повышение ОНСвыд в положении лежа. Полученные данные, в целом, соответствовали литературным [41, 109]. Однако, результаты исследования свидетельствуют, что в основной группе прослеживается действие источника поддержания механического гомеостазиса легких, это выражается в том, что при переходе из ортостатического положения в клиностатическое у обследуемых не отмечается увеличения ОРД, несмотря на повышение значений ОНСвыд.
Результаты исследования регионарной механики дыхания у пациентов основной группы в ортостатическом положении тела приведены в табл. 12 и 13. В табл. 16 представлены результаты статистического сравнения показателей регионарной механики дыхания различных зон легких. Рассмотрим регионарные механические характеристики правого легкого. При сравнении механических свойств верхней и нижней зоны было выявлено, что в нижней зоне правого легкого НРДР (рис. 25) составляла 20,746±6,535 Ом-м/мин, что было больше, чем в верхней - 5,629±1,752 Ом-м/мин (р=0,035). Увеличение НРДр в нижней зоне происходило за счет повышения НРДвыдр (рис. 26) до 9,977±2,989 Ом-м/мин по сравнению с верхней зоной, где этот показатель составлял 2,628±0,947 Ом-м/мин (р=0,017). Кроме того, в нижней зоне наблюдалось увеличение процентной доли неэластической фракции работы дыхания в структуре общей работы дыхания: соотношение НРДр/ОРДр (рис. 28) было повышено до 72,192±6,916%, а в верхней зоне оно составляло 41,799±9,428% (р=0,024).
![Механика дыхания у больных туберкулезным плевритом [Электронный ресурс]](/i/i/4452/206008.png "Механика дыхания у больных туберкулезным плевритом [Электронный ресурс] Хабибуллина Лилия Вилевна")
