Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Литературный обзор 10
1.1. Современные представления о кашле. Анатомия кашлевого рефлекса 10
1.2. Физиология кашля 13
1.3. Роль кашля в механизмах трахеобронхиального очищения 17
1.4. Осложнения кашля 18
1.5. Классификация, клиника и диагностика кашля 20
1.6. Бронхиальная астма: современные представления об эпидемиологии, этиологии, патогенезе, патоморфологии 40
1.7. Диагностика бронхиальной астмы 47
1.8. Кашлевой вариант бронхиальной астмы 53
1.9. Современные методы исследования кашля и бронхиальной обструкции 55
ГЛАВА 2. Материалы и методы исследования 59
2.1. Анализ распространенности факторов риска и бронхиальной астмы среди студентов ВГМА 59
2.2. Клиническая характеристика больных и принцип разделения на группы 69
2.3. Методы обследования больных бронхиальной астмой 73
2.4.Статистический анализ 79
ГЛАВА 3. Собственные данные по разработке и применению методов исследования кашля и бронхиальной обструкции у больных бронхиальной астмой 83
3.1 .Метод исследования трахеобронхиального клиренса 83
3.2.Метод туссографии 87
3.3. Методологический подход к спектральной туссографии
3.4. Метод спектральной туссофонобарографии 95
ГЛАВА 4. Клиническая оценка кашля и бронхиальной обструкции у больных бронхиальной астмой и кашлевым вариантом астмы с применением инулинового теста и туссографии 130
4.1. Результаты исследования кашля и бронхиальной обструкции у больных бронхиальной астмой в динамике с применением инулинового теста и туссо-графии с 130
4.2. Результаты исследования кашля и бронхиальной проходимости у больных кашлевым вариантом астмы в динамике с применением инулинового теста и туссографии 139
ГЛАВА 5. Результаты исследования кашля и бронхиальной проходимости у здоровых добровольцев и больных бронхиальной астмой и кашлевым вариантом астмы в динамике с помощью метода спектральной туссофонобаро графии 146
5.1. Результаты исследования кашля и бронхиальной проходимости у здоровых добровольцев 146
5.2. Результаты исследования кашля и бронхиальной проходимости у больных бронхиальной астмой и кашлевым вариантом астмы с помощью метода спектральной туссофонобарографии
5.2.1. Результаты исследования кашля и бронхиальной обструкции у больных бронхиальной астмой в динамике с помощью метода спектральной туссофонобарографии 163
5.2.2. Результаты исследования кашля и бронхиальной проходимости у больных кашлевым вариантом астмы в динамике с помощью метода спектральной туссофонобарографии 186
Обсуждение результатов 211
Выводы 220
Практические рекомендации 222
Список литературы
- Роль кашля в механизмах трахеобронхиального очищения
- Клиническая характеристика больных и принцип разделения на группы
- Методологический подход к спектральной туссографии
- Результаты исследования кашля и бронхиальной проходимости у больных бронхиальной астмой и кашлевым вариантом астмы с помощью метода спектральной туссофонобарографии
Введение к работе
1. Актуальность проблемы
Болезни органов дыхания продолжают оставаться одними из широко распространенных заболеваний человека. Под данным академика А Г. Чучалина, болезни легких устойчиво занимают третье место в структуре заболеваемости населения и являются одним из главных факторов постоянной и временной нетрудоспособности. Так в Великобритании астмой болеет каждый пятый ребенок и каждый восьмой взрослый человек. В Австралии распространенность бронхиальной астмы среди детей достигает 19,3 %, среди взрослых - 16,3 %, в странах Западной Европы — до 10 % детей. Согласно эпидемиологическим данным в нашей стране бронхиальная астма распространена более чем у 9 % (Чучалин А.Г., 2004) детей, что согласуется с распространенностью этого заболевания в Западной Европе. Особое внимание уделяется методам ранней диагностики бронхиальной астмы. Задолго до нарушения бронхиальной проходимости, типичного для бронхиальной астмы, хроническое воспаление в бронхах на ранних стадиях заболевания может проявляться изолированным сухим кашлем. Хронический сухой кашель - самый частый симптом заболеваний органов дыхания и единственное проявление кашлевого варианта бронхиальной астмы, эозинофильного бронхита, гастроэзофагеальной рефлюксной болезни и синдрома глоточного затека, на долю которых приходится до 95 % известных причин хронического кашля у некурящих пациентов с нормальными показателями функции внешнего дыхания (Irwin R.S., Madison J.M., 2002). Одним из важных исследовательских направлений является объективная оценка кашля, которая важна для практической деятельности врача, оценки результатов проводимой терапии, в экспертных целях, а также в научных исследованиях, так как, базируясь лишь на жалобах больного, невозможно получить представление о научной достоверности полученных результатов. Актуальность кашля в клинической практике послужила импульсом для углубленного изучения механизмов образования кашля и разработки объективных методов его исследования.
Для суточного мониторирования кашля мы использовали прибор «Туссограф ИКТ-1», разработанный инженерами ОКБМ г. Воронежа совместно с сотрудниками кафедры внутренних болезней ВГМИ (Провоторов В.М. и соавт.,1992). Для регистрации, анализа звуков кашля и объективной оценки степени нарушения бронхиальной проходимости у больных бронхиальной астмой нами был разработан и применен метод спектральной туссофонобарографии.
Противоречивы данные литературы об исследовании спектра звуков кашля у больных бронхиальной астмой и нет сведений об изучении спектральной энергии кашля у больных кашлевым вариантом бронхиальной астмы.
Работа выполнена в соответствии с отраслевой программой по фтизиопульмоноло-гии Воронежской государственной медицинской академии им. Н.Н. Бурденко.
Цель исследования: разработать и применить методы исследования кашля и бронхиальной обструкции у больных бронхиальной астмой для оптимизации диагностики и оценки динамики патологического процесса.
Задачи исследования: 1. Изучить распространенность бронхиальной астмы и факторов риска среди
жителей г.Воронежа на примере студентов, сотоудникоа-ВСМА,. пациентов
поликлиник по обращаемости и активному выявл ;нй8- НАЦИОНАЛЬНАЯ |
-
Разработать метод спектральной туссофонобарографии для анализа акустических свойств звуков кашля и определить значения временно-частотных параметров, присущие спектральным туссофонобарограммам здоровых лиц.
-
Оценить зависимость временно-частотных параметров звуков кашля здоровых от показателей ФВД, индекса массы тела, возраста и пола.
-
Определить временно-частотные параметры, присущие спектральным туссофонобарограммам больных бронхиальной астмой и кашлевым вариантом астмы и сравнить их со спектральными туссофонобарограммами здоровых лиц.
-
Сравнить спектральные туссофонобарограммы продуктивного и сухого кашля.
-
Оценить клинико-диагностическое значение метода спектральной туссофонобарографии у больных бронхиальной астмой и кашлевым вариантом астмы.
-
Оценить тяжесть кашля у больных бронхиальной астмой и кашлевым вариантом астмы с помощью туссографии.
-
Разработать критерии диагностики трахеобронхиального клиренса у больных бронхиальной астмой и кашлевым вариантом астмы с помощью инулинового теста.
-
Определить место туссографии для диагностики кашля, индуцированного га-строэзофагеальной рефлюксной болезнью.
10.Оценить значение методов спектральной туссофонобарографии и туссографии для диагностики кашлевого варианта бронхиальной астмы и прогнозирования перехода ее в бронхиальную астму.
11. Оценить степень тяжести бронхиальной обструкции и ее обратимость у больных бронхиальной астмой на основе анализа спектральных туссофоно-барограмм.
В работе получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной:
новый диагностический подход к исследованию кашля и бронхиальной обструкции у больных бронхиальной астмой посредством спектральной туссофонобарографии, который позволяет получить информацию о патофизиологических механизмах' кашля, указывая на изменения тканей в процессе лечения, характеризующиеся различными моделями кашля;
методика, позволяющая создавать архив звуков кашля для получения количественных характеристик показателей динамики патологического процесса и реализованная в виде программного продукта;
объективные критерии диагностики бронхиальной обструкции и степени ее обратимости у больных бронхиальной астмой на основании анализа продолжительности и баланса спектральной энергии звуков кашля;
временно-частотные параметры для оценки туссофонобарограмм;
база данных, созданная на основе проведенного анализа результатов обследования больных бронхиальной астмой и позволившая разработать научно обоснованный подход к диагностике, прогнозированию течения заболевания и оценке эффективности проводимой терапии;
объективные критерии оценки трахеобронхиального очищения у больных БА с помощью инулинового теста;
туссограф ИКТ-1 применен для оптимизации диагностики кашля, индуцированного гастроэзофагеальной рефлюксной болезнью.
Практическая значимость:
-
Прибор туссограф ИКТ-1, внедренный в клиническую практику, позволяет решить проблему мониторирования кашля.
-
Разработана и внедрена в клиническую практику методика оценки времени выделения бронхиального секрета по инулину (патент на изобретение Ru/2027998. CI G01 №33/68. 4920287/14 от 19.03.91), позволяющая объективно оценивать трахеобронхиальный клиренс.
-
Разработан и внедрен в клиническую практику метод спектральной туссо-фонобарографии, применение которого позволяет изучать патофизиологические характеристики кашля, оценивать его тяжесть, степень бронхиальной обструкции (положительное решение по заявке на изобретение № 002133714/14 от 6.04.04) и эффективность проводимого лечения (положительное решение по заявке на изобретение № 2003104843/14 от 30.04.04).
-
Методика применения туссографа ИКТ-1 позволяет оптимизировать диагностику кашля, индуцированного гастроэзофагеальной рефлюксной болезнью (подана заявка на изобретение).
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
-
Туссография является объективным методом мониторинга и объективной оценки интенсивности кашля у больных бронхолегочной патологией.
-
Спектральная туссофонобарография является методом объективной оценки бронхиальной обструкции и степени ее обратимости у больных бронхиальной астмой.
-
Для диагностики бронхиальной астмы и каш левого варианта бронхиальной астмы, прогнозирования исхода и эффективности проводимой терапии следует использовать комплекс методов объективной оценки кашля. Внедрение в практику.
Результаты работы внедрены в клиническую практику пульмонологических отделений МУЗ ГКБ № 9 (СМИ) и МУЗ ГКБ № 17 г. Воронежа. Материалы диссертации включены в учебный процесс для студентов лечебного, педиатрического, стоматологического факультетов, студентов международного факультета медицинского образования, обучающихся на кафедре факультетской терапии, а также на факультете усовершенствования врачей ВГМА, используются при подготовке аспирантов и клинических ординаторов по специальностям 14.00.05 - «внутренние болезни», 14.00.43 -«пульмонология».
Апробация работы.
Основные материалы диссертационных исследований докладывались и обсуждались на III, ГУ, V, XI, XII, XIII Национальных конгрессах по болезням органов дыхания (Санкт-Петербург, 1992; Москва, 1994, 1995, 2001, 2002; Санкт-Петербург, 2003), 15-ой Воронежской областной конференции врачей-терапевтов «Вопросы диагностики и лечения внутренних болезней» (Воронеж, 1995), юбилейной научной конференции «Современные методы профилактики, диагностики, ле-
чения важнейших заболеваний» (Воронеж, 1998), Межрегиональной научно-практической конференции «Доказательная медицина» (Воронеж, 2000), I и II межрегиональных научно-практических конференциях с международным участием «Санкт-Петербургские научные чтения» (Санкт-Петербург, 2001,2002), юбилейной научно-практической конференции «Профилактика и лечение заболеваний в современных эколого-гигиенических условиях», посвященной 85-летию ВГМА им. Н.Н. Бурденко (Воронеж, 2003), внутрибольничной конференции в МУЗ ГКБ №9 (СМП) (Воронеж, 2003).
Результаты диссертационной работы публиковались в материалах IX и XIV Национальных конгрессов по болезням органов дыхания (Москва, 1999, 2004). Всероссийской научной конференции «Эфферентные методы в медицине» (Анапа, 1992). Они получили отражение в монографии В.М. Провоторова. В.В. Кузнецова, Н.Ю. Полевого, Г.Г. Семенковой «Бронхиальная астма: клиника, диагностика и лечение с использованием математического моделирования на основе нейросетей», в ряде статей и методических рекомендациях.
На Международном Салоне инноваций и инвестиций в 2003 году в г. Москва за разработку туссографа получены диплом и серебряная медаль, за разработку метода спектральной туссофонобарографии - диплом и бронзовая медаль, а также диплом Министерства Промышленности и Науки РФ за участие в конкурсе инновационных проектов. По материалам диссертации получены авторское свидетельство № 1732273 на изобретение с приоритетом от 17.07.89 г.; 2 патента: Ru/2027998. CI G01 № 33/68. 4920287/14 от 19.03.91, Ru/2070045. СІ. 6А 61 К 33/14. 93002840/14 от 15.01.93, 2 положительных решения по заявкам на изобретения: №2002133714/14(035602) отб.04.04, №2003104843/14(004912) от30.04.04.
Публикации.
По материалам диссертации опубликовано 52 работы.
Объем и структура диссертации.
Диссертация изложена на 251 странице машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов, 3-х глав собственных наблюдений, выводов, практических рекомендаций и списка литературы. Текст иллюстрирован 89 рисунками и 21 таблицами. Список литературы содержит 73 источника отечественных и 224 зарубежных авторов.
Роль кашля в механизмах трахеобронхиального очищения
Тонкий слой слизи, покрывающий трахеобронхиальный эпителий, очищается при помощи движения мукоцилиарного эскалатора [150, 247]. Кашель помогает очищению дыхательных путей от большого количества инородных веществ, слизи вследствие чрезмерной ее секреции или ослабления мукоцилиарного клиренса и/или гноя. Кашель включает сложную рефлекторную дугу. Рефлекс начинается с возбуждения рецептора.
Кашлевые рецепторы принадлежат к группе быстро адаптирующихся ирритантных рецепторов [195]. Гистологические исследования дыхательных путей животных и человека показали, что нервные окончания расположены в толще эпителия почти на всем протяжении системы органов дыхания [135]. Наибольшее их количество располагается по задней стенке трахеи, в области карины и в точках разветвления крупных бронхов, и меньшее - в дистальных отделах дыхательных путей. Нервные окончания не были обнаружены ниже уровня дыхательных бронхиол. Чем дистальнее расположены кашлевые рецепторы, тем они более чувствительны [276]. Вне респираторного тракта кашлевые рецепторы были обнаружены при гистологическом исследовании только в глотке. Высказывается предположение, что они должны находиться и в других органах, так как механическое раздражение наружных слуховых проходов, барабанных перепонок, придаточных пазух носа, диафрагмы, плевры, перикарда и желудка также вызывают кашель. Несмотря на то, что гортанные и трахеобронхиальные рецепторы могут возбуждаться иод воздействием химических и механических раздражителей, наиболее вероятно, что рецепторы, расположенные за пределами органов дыхания, способны реагировать только на механические раздражители [207].
Механические рецепторы чувствительны к прикосновению и смещению. Они сконцентрированы в области гортани, трахеи, карины, и их количе 11 ство значительно уменьшается по направлению к дистальным отделам трахеобронхиалыюго дерева. Химические рецепторы чувствительны, прежде всего, к вредным газам и парам. Их количество в гортани и бронхах больше, чем в трахее. Хотя чувствительность механических и химических рецепторов снижается под воздействием непрерывного раздражения, механические рецепторы адаптируются быстрее [207]. Адаптация механических рецепторов замечена у тех пациентов, которые способны выдерживать длительное эн-дотрахеалыюе зондирование без анастезии, а также у детей с инородным телом в просвете бронхов.
Часть кашлевых рецепторов иннервируются ветвями блуждающего нерва. Легочные ветви блуждающего нерва несут импульсы от раздражения трахеобронхиальных и плевральных рецепторов. Другие ветви блуждающего нерва, вовлеченные в кашлевой рефлекс, включают ушную ветвь (нерв Арнольда), проводящую импульсы от наружного слухового прохода и барабанной перепонки; глоточные ветви, проводящие импульсы от глотки; верхние гортанные ветви, шшервирующие гортань; желудочные ветви, иннервирую-щие желудок; кардиальные и пищеводные ветви - от диафрагмы. Хотя физиологи считают, что кашель - исключительно вагусное явление, однако существуют клинические данные, на основании которых можно предположить, что и другие афферентные нервы могут участвовать в возникновении кашля. Существует мнение, что языкоглоточный, тройничный и диафрагмальный нервы проводят импульсы от кашлевых рецепторов, расположенных соответственно в глотке, в полости носа и придаточных пазухах, перикарде [23]. Так как кашель можно произвольно воспроизвести, сдержать или подавить, то должен существовать и афферентный вход от ЦНС. Импульс, проходящий через блуждающий нерв, играет ведущую роль в возникновении кашля вследствие раздражения рецепторов трахеобронхиального дерева и гортани. Это подтверждается следующими наблюдениями: вагусная денервация трахеобронхиалыюго дерева вследствие трансплантации кардиореспираторного комплекса устраняет кашель, который обычно провоцируется ингаляцией дистиллированной воды [280], и кашель может вызываться с глоточных ре 12 цепторов даже при отсутствии стимуляции верхнего гортанного нерва. Хотя немиелинизированные С-волокна вагуса также могут проводить импульсы от кашлевых рецепторов [77], но наиболее важную роль в опосредовании кашля играют высокоскоростные миелинизированные афферентные вагусные волокна [195]. Роль миелинизированных афферентных волокон вагуса, идущих из нижних отделов дыхательных путей, была изучена при охлаждении блуждающего нерва [276]. В этих условиях механическое или химическое возбуждение рецепторов гортани или трахеобронхиального дерева не вызывало кашель.
В дополнении к проведению в кашлевой центр, афферентные импульсы могут стимулировать секрецию слизи подслизистыми железами дыхательных путей [125, 244]. Это является защитным барьером против химических раздражителей, а также улучшает клиренс дыхательных путей.
Существование кашлевого центра оспаривается; если он существует, то требуется более тщательное его исследование. Афферентные волокна сначала передают импульсы в область ядер tractus solitarius. Затем эти импульсы интегрируются в координированный кашлевой ответ в продолговатом мозге, вероятно, отдельно от дыхательного центра. При проведении электрической стимуляции различных областей мозга было обнаружено, что кашлевой центр расположен диффузно [113, 216].
Опиаты при центральном их введении тормозят кашлевой рефлекс. Их влияние блокируется налоксоном, что предполагает присутствие и-рецепторов. Вероятно, 5-гидрокситриптамин (5-ГТ) также опосредует проти-вокашлевое действие морфина. Наиболее вероятно, что опиаты воздействуют непосредственно на кашлевой центр. Местное введение в легкие опиатов и аналога 443 С81 периферического действия не имеет такого же противокаш-левого влияния, какое наблюдается при системном их введении.
Двигательные нейроны кашлевого центра находятся в вентральной респираторной группе, включающей nucleus retroambigualis, от которого отходят мотонейроны к экспираторным и инсппраторным дыхательным мышцам, и nucleus ambiguus - к гортани и бронхиальному дереву [185]. Эфферентные импульсы кашлевого рефлекса передаются к дыхательной мускулатуре через диафрагмальный нерв и другие спинномозговые двигательные нервы, к гортани - через возвратный гортанный нерв, являющийся ветвью вагуса. Вагусные эфферентные пути также ведут к трахеобронхиаль-ному дереву и вызывают спазм гладких мышц бронхов, что, как предполагается, усиливает кашель, сужая дыхательные пути и, таким образом, увеличивая скорость воздушного потока [264]. Эксперименты на децеребрировапных кошках и анализ историй болезни пациентов показали, что кашлевые эфферентные пути анатомически отличаются от тех, которые в норме участвуют в непроизвольной вентиляции легких [136].
Клиническая характеристика больных и принцип разделения на группы
Оценка степени тяжести астмы, как описано выше, включает оценку клинических симптомов, функциональных тестов для выявления степени бронхиальной обструкции (ПСВ, ОФВь или его вариабельность), степени гиперреактивности дыхательных путей, качества жизни, воспалительные маркеры дыхательных путей и сыворотки крови. Оценка тяжести кашля включает: частоту кашля (днем и ночью), его интенсивность [90], субъективную оценку с помощью отметки на визуальной аналоговой шкале (ВАШ), качество жизни и определение порога чувствительности рецепторов кашля (ЧРК), например, к капсаицину [111], лимонной или уксусной кислотам [112]. Исследование кашля имеет определенные ограничения, так как редкий кашель [249], как и ночной [92], трудно зарегистрировать, кашель может внезапно прекращаться [158] и во многом зависит от состояния психики пациента [251].
За рубежом существуют приборы для регистрации количества и силы кашлевых толчков [75], но они не доступы для использования в широкой клинической практике из-за дороговизны. В последнее время пристальное внимание стали уделять исследованию легочных звуков, в том числе и кашля у здоровых [227] и больных различными заболеваниями легких [51, 137, 285].
Представления о легочных звуках сохранились неизмененными еще со времен Лаэннека, который изобрел стетоскоп [232]. Однако в настоящее время интерес к проблеме акустики дыхания непрерывно растет, о чем свидетельствуют публикации в ведущих пульмонологических и физиологических журналах [33, 43]. Для стандартизации компьютеризированного анализа дыхательных шумов проводятся международные исследования, которые материально обеспечиваются Европейской комиссией.
Применение компьютерных технологий обеспечило новый подход к исследованию акустических механизмов и возможность оценки клинической значимости дыхательных шумов, с тех пор как был опубликован последний большой обзор, посвященный легочным звукам [232]. Сопоставление легочной акустики с традиционными методами оценки дыхания, например, «поток - объем», и использование цифровых технологий для получения информации о среднестатистических показателях в стандартных условиях, положили начало исследованию легочных шумов без применения стетоскопа.
Большое внимание привлек анализ легочных шумов для выявления бронхиальной обструкции, например, во время бронхопровокационных тестов, так как он не требовал больших дыхательных нагрузок и мог использоваться у детей. Оценка легочных шумов могла быть многообещающей для исследования патологии верхних дыхательных путей, например, у пациентов с обструктивным сонным апноэ и стенозом трахеи.
Ранее была обнаружена тесная взаимосвязь между потоком воздуха и интенсивностью трахеальпых звуков [43]. С тех пор, как появились методики мониторирования с минимальным количеством помех, были предприняты попытки измерить воздушный поток с помощью акустической техники.
Lessard и Wong [232] зафиксировали линейное увеличение средних частот трахеальпых звуков вплоть до скорости воздушного потока 0,75 л/с и минимальные изменения этих показателей при дальнейшем увеличении интенсивности потока воздуха. Трахсальные звуки характеризуются как много-сиектровый шум, диапазон частот которого включает значения от 100 Гц и менее до 1500 Гц и более, причем при частотах около 800 Гц происходит резкое падение мощности звуков. Совсем недавно было показано, что спектры трахеальпых звуков представлены системой пиков и провалов, что связано с размерами дыхательных путей, с изменением вязкости вдыхаемого газа, а также с изменением резонанса воздуха в дыхательных путях. Sanchez н Paserkamp [232] проанализировали трахеальные звуки при стандартных характеристиках потока воздуха у взрослых и детей и обнаружили тесную связь между ростом и «срезом частот». У детей с короткими трахеями регистрировались более высокие значения срезовых частот, чем у взрослых. В другом исследовании эти ученые подтвердили, что спектральные пики трахеальпых звуков увеличиваются до 60 %, если человек дышит гелиево-кислородной смесью. Спектральная характеристика трахеальных звуков широко варьирует среди индивидов, но стабильна у одного и того же человека, отражая тем самым индивидуальные особенности анатомического строения дыхательных путей. Именно из-за этой вариабельности сложнее описать параметры трахеальных звуков, нежели легочных. Измерения силы волн в узком диапазоне частот и анализ основной составляющей успешно применялись в этих работах.
Изучение трахеальных звуков обеспечивает ценную и во многом уникальную информацию о состоянии органов дыхания. Мониторинг на предмет обнаружения апноэ у детей и взрослых путем простой регистрации трахеальных звуков — вот еще одно применение полученных знаний.
Pasterkamp и коллеги [232] регистрировали нормальные трахеальные звуки при стандартном потоке воздуха у бодрствующих пациентов с об-структивным ночным апноэ и у храпящих индивидов без этого синдрома. Пациенты с обструктивным ночным апноэ показали значительно большее увеличение интенсивности трахеальных звуков в положении лежа на спине. Предполагается, что это явление можно связать со структурными и функциональными недостатками у пациентов с данной патологией. Сужение подгор-танного пространства также может быть изучено при помощи анализа трахеальных звуков. Было обнаружено, что характеристики трахеальных звуков могут отражать степень инспираторной обструкции у детей с инфекционным I ларинготрахеитом.
Кашель представляет собой внезапное выталкивание воздуха из дыхательных путей, которое характеризуется типичным звуком. Этот звук настолько характерный, что позволяет идентифицировать кашель и отличает его от других вокальных проявлений. Звук кашля - очень важный симптом более 100 заболеваний и других состояний. Кашель недостаточно научно исследован [197] и не всеми признается как легочный звук, хотя исследуется теми же методами.
Методологический подход к спектральной туссографии
Клинический пример 2. Больная О., 23 лет, студентка, обратилась с жалобами на сухой кашель, продолжавшийся в течение 8-ми недель, несколько уменьшающийся после приема бронхолитиков, которые при длительном применении периодически вызывали тошноту и ощущение дискомфорта в эпигастральной области. Из анамнеза известно, что больная более 5 лет страдает хроническим гастритом. Проведение рентгенологического, клинического обследования (общий анализ крови и мочи, биохимические исследования, ЭКГ, оценка ФВД, осмотр лор-врачом) не выявило никакой патологии. При ЭГДС выявлены признаки гастрита. Больной провели 24-часовую рН-метрию («Гастроскан-24) в сочетании с туссографией (ИКТ-1). При одновременном анализе туссограммы и рН-граммы не было обнаружено временной связи эпизодов рефлюкса с эпизодами кашля. От бронхопровокацпонной пробы больная категорически отказалась. Больной был поставлен предвари тельный диагноз «кашлевой вариант бронхиальной астмы» и назначена терапия симбикортом в дозе 160/4,5 мкг/мг по 2 ингаляции в сутки. Через 4 недели у больной улучшилось самочувствие, кашель прекратился.
Данный способ позволяет достоверно выявить наличие временной связи между эпизодами гастроэзофагеалыюго рефлюкса и кашля и тем самым определить ГЭРБ как причину хронического кашля у пациента.
Для исключения у больного синдрома глоточного затека проводилась рентгенография (и/или компьютерная томография) придаточных пазух носа, которая описывалась опытным рентгенологом. Исследование уха, горла, носа проводилось ЛОР-врачом, который не знал о симптомах пациента и который оценивал степень выраженности воспаления носоглотки по 4-х бальной шкале [16]: 0 - отсутствие постназалыюго затека (ПНЗ), 1 - минимальное раздражение ввиду ПНЗ, 2 - легкое раздражение ввиду ПНЗ, 3 - выраженное раздражение ввиду ПНЗ, 4 - выраженное раздражение и выделение секрета.
У всех пациентов производили анализ мокроты, а при отсутствии проводили ее индукцию [172]. Вначале оценивали тяжесть бронхиальной обструкции по уровню ОФВі и ЖЕЛ. Затем проводили ингаляцию Р2-агониста (сальбутамол, 400 мкг) для профилактики возможного бронхоспазма, вызванного ингаляцией солевого раствора, и повторно измеряли ОФВ Ингали-ровали аэрозоль гипертонического солевого раствора с помощью ультразвукового распылителя, в концентрациях 3 %, 4 % и 5 % с интервалом 7 мин. В конце каждой ингаляции, или раньше, в случае появления заложенности в груди или одышки, повторно измеряли ОФВі. Ингаляции прекращали в случае снижения ОФВ! 20 %. После каждой ингаляции испытуемого просили прочистить нос, прополоскать рот водой и сделать глоток воды для снижения загрязнения мокроты глоточным секретом или слюной. Затем пациента просили откашлять мокроту в специальную емкость. Для получения надежных результатов необходимо, чтобы было достаточное количество мокроты (ми-нималыюе количество - 70 мг), а также опытность медработника, проводящего индукцию, и пациента. Особое внимание уделялось безопасности выполнения процедуры. Мы определили, что данная процедура безопасна при астме средней тяжести, а при тяжелой астме мы применяли ее, начиная с ингаляции физиологического раствора и сократив периоды ингаляции 7 мин. Методика, которую мы использовали, выполнялась следующим образом. Мокроту исследовали в течение 2 часов после ее индукции. Мокроту выливали в чашку Петри, более непрозрачные и желатиновые компоненты мокроты, которые по внешнему виду отличались от слюны, выбирали тупоконечными щипцами и помещали в другую чашку Петри. Затем выбранную часть центрифугировали для удаления оставшейся слюны, и затем помещали в предварительно взвешенную трубку. Для определения веса порции мокроты трубку с мокротой взвешивали снова. Добавляли четыре объема 0,1%-го раствора дитиотрейтола, а затем смесь аккуратно аспирировали пипеткой и выливали, перемешивали и качали на балансире лабораторного стола в течение 15 минут. Затем добавляли 4 объема фосфорнокислого буферного солевого раствора, смесь качали еще 5 минут и фильтровали через марлю для удаления зубного налета и оставшейся слизи. Общий клеточный индекс и жизнеспособность клеток определяли в гемоцитометре с использованием трипана синего.
При невозможности получения анализа мокроты проводили фиброб-ронхоскоиию с исследованием клеточного состава БАЛ Ж [70]. Бронхоскопию выполняли фпбробронхоскопом (Фирма «Олимпус», Япония) с обяза-тельной премедикацией преднизолоном (30-60 мг в/м), транквилизаторами и атропином. Диагностический БАЛ проводился в соответствии с техническими рекомендациями Европейского общества пульмонологов. При ФБС в по I ложении лежа визуально оценивалось состояние слизистой бронхов больно-го, делали БАЛ под местной анестезией с распылением 2%-го лидокаина. БАЛ производили после тщателыюй аспирации бронхиального содержимого введением фиброскопа в устье сегментарного бронха, как правило БЗ, Б4, Б5. Теплый стерильный изотонический раствор хлорида натрия вводили через канал фиброскопа в количестве 100 мл, выход составлял в среднем 50 мл. Общее количество клеток подсчитывали в камере Горяева, жизнеспособность клеток определяли окрашиванием 0,1 %-го раствора трипанового синего.
Процентное соотношение в БАЛЖ устанавливали при подсчете 500 клеток (без учета эритроцитов и клеток бронхиального эпителия) после окрашивания по методу Романовского-Гимзы. Предварительно визуально оценивали степень выраженности воспаления бронхов от 0 до 4 степени [47, 50] и при возможности проводили биопсию. За нормальный клеточный состав БАС у больных БА принимали значения, полученные ранее Филипповым В.П. и соавторами [66]: эозинофилы - 1 ± 1 %, нейтрофилы - 1,6 ± 2,1 %, лимфоциты - 13,8 ± 7,2 %, альвеолярные макрофаги - 83,6 ± 7,7 %.
Качество жизни пациентов оценивали с помощью анкеты по кашлю [141]. Так как в русскоязычной литературе доступных методик, основанных на самооценке качества жизни больных, страдающих кашлем, мы не встретили, то перевели анкету на русский язык и адаптировали ее в клинической практике. При выборе анкеты мы руководствовались тем, чтобы она была валидной, воспроизводимой и чувствительной. В анкету входили 28 вопросов и включены 3 шкалы: социальной активности, психического и физического здоровья (таблица 2.5).
Результаты исследования кашля и бронхиальной проходимости у больных бронхиальной астмой и кашлевым вариантом астмы с помощью метода спектральной туссофонобарографии
Проверка в режиме реального времени и автономно подтвердила безошибочное выполнение на протяжении длительного периода времени. Система в целом была оценена в плане чувствительности, точности, безошибочности и надежности.
Перед регистрацией звуков каждого испытуемого обучали правильному выполнению маневра кашля. Лица были проинструктированы, что по возможности необходимо достичь, но не превысить определенную силу кашля, для того, чтобы амплитуда была приблизительно одинаковой у всех. Для этого микрофон располагали параллельно полу на расстоянии 15-20 см от полости рта. Таким образом, требования для сравнения спектров частот были выполнены. Для уменьшения влияния шума и предотвращения наложения мы отфильтровывали все звуковые сигналы, используя фильтры в полосе от 60 до 6000 Гц (48 dB/октава; Баттерворда).
Производится регистрация по меньшей мере 3-х каскадов кашля и подвергаются анализу звуки первых кашлей. Для обеспечения возможности слухового контроля звуковые сигналы от микрофона усиливаются аналоговым способом. Зарегистрированные в свободном акустическом поле звуки кашля преобразуется в цифровую запись и анализируется с помощью специально разработанной нами компьютерной программы.
Модель звука кашля представляется вначале в виде аналоговой записи, отражающей изменение амплитуды во времени. На аналоговой записи четко выделяются 2 или 3 фазы кашля. Первая фаза соответствует быстрому открытию голосовой щели. Воздух под давлением, созданным во время фазы сжатия, выходит наружу в момент внезапного открытия голосовой щели, который выслушивается, как характерный «щелчок». Вторая фаза, стационарная, более продолжительная, соответствует интервалу постоянного потока воздуха через широко открытую голосовую щель, а заключительный «щелчок» (3-я фаза), если таковой имеется, возникает вследствие задержки потока воздуха внезапным закрытием голосовой щели и последующей периодической вибрации голосовых связок. Аналоговая запись звуков характеризуется следующими параметрами: продолжительность (с), форма 1-й фазы, относительная амплитуда фаз.
Сигналы подвергаются цифровой обработке в диапазоне частот от 60 до 6000 Гц с 12-битным разрешением и интервалом времени 10 мс. Благодаря этому разрешение для частот доходит до 6 Гц. Анализ звуков кашля производился с задержкой сигнала на 200 мс. Для исследования отдельных звуков кашля использовали трехмерную графическую запись, которая показывает связь времени (t, с - ось X), частоты (f, кГц - ось Z) и амплитуды (энергии) (а, у.е. - ось Y). Данный график получил название спектральной туссо-фонобарограммы. Интенсивность записей звуков может быть различной, поэтому производится нормирование амплитуды звука к 1, что дает возможность сравнивать между собой отдельные звуки кашля. Повторное исследование одного и того же звука давало сходные значения. Спектральный анализ подтверждает различия звуковых записей, и каждая запись характерна для конкретного испытуемого, как его личная подпись. Для стандартизации звуков кашля и получения общего представления о кашле необходимо было выбрать отдельные частотные параметры.
Согласно классификации легочных звуков по полосам частот, нормальный спектр включает низкие (60-330 Гц), средние (330-660 Гц) и высокие ( 660 Гц) частоты [91]. В образовании звуков 1-й и 3-й фаз кашля принимают участие голосовые связки, и в норме их спектр находится в диапазоне частот от 100 до 600 Гц. В спектре 2-й фазы кашля у здоровых и больных преобладает энергия высоких частот (600-6000 Гц), но у больных БА это преобладание является подавляющим. Поэтому мы предложили коэффициент q, представляющий собой отношение суммарной энергии низких и средних частот к энергии высоких частот: q = Е (60-600 Гц)/Е (600-6000 Гц) [59].
Для характеристики спектра частот в ранних исследованиях использовали следующие параметры звуков легких, к которым относится и кашель: срединная частота, частота с самой высокой мощностью, квантильные частоты и мощность частотных полос [91].
Мы остановились на вычислении средних значений (от каждого испытуемого по 3 кашля) следующих параметров звуков кашля: Т0бЩ (мс) -общая продолжительность звуков кашля; Ті, Т2, Т3 (мс) - продолжительность каждой фазы в отдельности; FmaX (Гц) - частота максимальной энергии звуков кашля; F5o (Гц) - срединная частота, разделяющая спектр на 2 части, каждая из которых содержит 50 % энергии звуков кашля, F9o (Гц) - частота, на которую приходится 90 % энергии звуков кашля, коэффициент q.
Для получения стандартных акустических параметров кашля и проведения статистического анализа использовали методики математической обработки, позволяющие представить усредненную модель звуков кашля. Оценивали интегральные значения распределения спектральной энергии по частотам, представленные в виде гистограммы и круговой диаграммы.
У здоровых лиц крайне редко бывает спонтанный кашель. Вызвать кашель можно либо путем провокации, либо попросив его покашлять. Про 99 извольные звуки кашля у одного и того же испытуемого в некоторых случаях отличаются друг от друга, а также от индуцированного кашля. Для использования анализа звуков кашля с целью диагностики нам необходимо было разработать параметры звуковой модели кашля и определить их значения у здоровых лиц.
Кашель у здоровых добровольцев вызывали путем ингаляции гипертонического раствора (4,5 %) натрия хлорида или красного перца. Вначале регистрировали звуки кашля здоровых добровольцев и сравнивали их между собой, а затем со звуками кашля больных БА по аналоговой записи. Аналоговая запись- это запись звукового сигнала до цифровой обработки.
На аналоговой записи звука кашля можно выделить две или три фазы кашля, определить общую продолжительность кашля (Т0бЩ) и продолжительность каждой фазы (Ть Т2, Тз). Аналоговые записи звуков кашля здоровых различались: 1) по продолжительности кашля, 2) по форме открытия голосовой щели, 3) по распределению спектральной энергии звука. Аналоговые записи кашлей здоровых, как правило, состоят из 3-х фаз, продолжительность кашля - Т0бщ - не превышает 400 мс, точка максимальной амплитуды находится в 1-й или 3-й фазе, а амплитуда 2-й фазы всегда минимальная и «монотонная». У здоровых лиц во время спонтанного кашля воздух, находящийся под большим давлением за закрытой голосовой щелью, при ее открытии с большой скоростью выходит наружу. Пик амплитуды находится в конце 2-й фазы (рисунок 3.9).
