Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Проблемы диагностики пневмонии в терапевтической практике 10
1.1. Актуальность совершенствования диагностики пневмонии 10
1.2. Акустические методы в диагностике патологического очага в легком ...
1.2.1. Аускультация легких 12
1.2.2. Современные методы респираторной акустики 18
ГЛАВА 2. Материалы и методы исследования 28
2.1. Клиническая характеристика группы обследованных лиц 28
2.1.1. Клиническая характеристика группы обследованных лиц с внебольничной пневмонией
2.1.2.Клиническая характеристика группы обследованных лиц с внебольничной пневмонией на фоне хронической обструктивной болезни легких
2.1.3. Клиническая характеристика группы обследованных лиц с внебольничной пневмонией на фоне хронической сердечной недостаточности
2.1.4. Клиническая характеристика группы здоровых лиц 40
2.2. Сравнительная характеристика клинических групп 41
2.3. Методы специального исследования
2.3.1. Методы акустического анализа фонопневмографии 52
2.3.2. Методы статистического анализа
ГЛАВА 3. Результаты исследования 61
3.1. Акустическая характеристика группы здоровых 61
3.2. Cравнение акустических параметров группы обследованных лиц с внебольничной пневмонией и здоровых
3.3. Акустические особенности у группы обследованных лиц с внебольничной пневмонией на фоне хронической обструктивной болезни легких .
3.4. Акустические особенности у группы обследованных лиц с внебольничной пневмонией на фоне хронической сердечной недостаточности
3.5. Сравнительный анализ различий акустических параметров в исследуемых группах и их диагностическое значение 106
Обсуждение результатов исследования 111
Выводы 119
Практические рекомендации 121
Список литературы
- Акустические методы в диагностике патологического очага в легком
- Клиническая характеристика группы обследованных лиц с внебольничной пневмонией
- Клиническая характеристика группы здоровых лиц
- Акустические особенности у группы обследованных лиц с внебольничной пневмонией на фоне хронической обструктивной болезни легких
Акустические методы в диагностике патологического очага в легком
Объективное изучение акустических свойств легких стало возможно в 70-80 гг. прошлого века после появления компьютерных методов регистрации и обработки данных [1,10]. Предпринимались попытки современного компьютерного анализа акустических данных, акустического анализа дыхательных шумов, внедрения различных инструментальных методов аускультативного исследования легких, тем самым побуждая к появлению такого направления науки, как респираторная акустика. В настоящее время респираторная акустика – это признанное научное направление, основными задачами которого являются теоретическое исследование явлений распространения и генерации звуков в легких и разработка объективных акустических методов диагностики легочных заболеваний [29]. Их диагностические возможности и значение для клинической практики до конца еще не определены, что побуждает к дальнейшим исследованиям.
В настоящее время опубликовано большое число работ по респираторной акустике [7-9, 17,20-24,28,35,36-42,45-59,61,70,71 72,77,85,87,92,101-114,117,120-125,131,137,139,142,145,146,151,153,157-159,163-167,169-171,174-181,186-191,193-195,197-203,206-215,217,220]. Мы сосредоточимся лишь на кратком описании методов респираторной акустики, позволяющих объективизировать данные аускультации, интерпретация которых традиционно в большой мере субъективна [18,29]. Анализ данных литературы по акустическим методам выявления патологических очагов в легких позволяет заключить следующее: 1. Аускультация легких позволяет выявлять патологический очаг в легких у всех категорий пациентов. 2. Общепринятого метода акустической диагностики патологического очага в легких не разработано. Рекомендации международной ассоциации легочных звуков ILSA в отношении классификации и оценки дыхательных шумов постоянно ориентируют на прогресс в данной области. 3. Все акустистические методы можно подразделить на просветные и эмиссионные. Эффективность их неодинакова [7,48], однако нуждается в дальнейшем изучении. 4. Все акустические методы безвредны, просты, доступны. Средняя продолжительность исследования составляет от 15 до 30 минут. 5. Применение акустических методов позволяет объективизировать процедуру регистрации и сравнения аускультативных данных по частоте, амплитуде и т.д. 6. Диагностическая чувствительность объективных акустических методов составляет от 75% до 93 %, а специфичность от 83% до 94%. Точность субъективного метода традиционной аускультации имеет диагностическую чувствительность 47-69%, а специфичность 58-75% [75, 176]. 7. Применение методов респираторной акустики позволяет уменьшить количество рентгеновских исследований, определить конкретные сроки их проведения. 8. Объективный контроль системы дыхания, может быть, достигнут путем неоднократного обследования пациента в рамках определенной системы диагностики и сравнения результатов в динамике. При существующей цепочке ведения электронной документации (амбулаторные истории болезни) врач всегда имеет, возможность, оперативно обратиться к результатам предшествующих обследований и осуществить их сравнительный анализ.
К акустическим методам, позволяющим выявлять патологический очаг в легком, относят просветные и эмиссионные методы. Среди наиболее распространенных: картирование дополнительных дыхательных шумов, картирование характеристик основных дыхательных шумов и характеристик проведения естественных или искусственных зондирующих сигналов. Работами С. Крамана и др. [152-153], предложившего метод «раздельной фонопневмографии» показано, что везикулярные шумы генерируются не в паренхиме, но все же значительно ближе к периферии бронхиального дерева, чем бронхиальные. В работе Murphy [177] содержится детальное описание акустических характеристик дополнительных дыхательных шумов. В работе Gavriely [142] приводятся характеристики нормальных дыхательных шумов, авторы считают, что в зависимости от глубины дыхания зона образования везикулярных звуков может располагаться от 13 до 7 поколений бронхиального дерева.
Метод билатеральной бронхофонографии основан на сравнении звуковых сигналов с симметричных участков легких, был ранее представлен в ряде работ [42]. Билатеральная бронхофонография (ББФГ) проводится по методике традиционной бронхофонографии. В качестве источника звукового сигнала выбран звук голоса человека, что позволяет выявить характеристики акустического тракта дыхательной системы без дополнительных вешних источников звука, и создает достаточно высокий уровень отношения сигнал/помеха в принимаемом сигнале. Исследование проведения звука голоса на симметричных участках лежит в основе метода билатеральной бронхофонографии. Данные метод, разработан на базе института информационных технологий
Клиническая характеристика группы обследованных лиц с внебольничной пневмонией
В состав этой группы были включены 36 человек в возрасте от 55 до 80 лет (Me – 59,0 лет). Масса тела от 62 до 81 кг (Me – 78,9 кг). Средний рост от 165 до 180 см (Me – 182,2 см).
Критерии включения: ВП и наличие сопутствующей ХСН не выше II ФК по NYHA. ИБС. Стабильная стенокардия I ФК. ХСН I стадии 2 ФК не выше. Гипертоническая болезнь 2 стадии. АГ 1 степени, риск 3 ст.
Критерии исключения: несоответствие критериям включения; наличие острого инфаркта миокарда, а также перенесенного инфаркта миокарда в течение последних 6 месяцев; острого нарушения мозгового кровообращения, а также перенесенного инсульта в течение последних 6 месяцев; кардиомиопатии; врожденного порока сердца.
Диагноз ХСН согласно Национальным рекомендациям основан на объединении классификации стадий ХСН Стражеско – Василенко и ФК NYHA. В группу исследования были включены пациенты с диагнозом ВП нетяжелого течения на фоне Хронической сердечной недостаточности: I ст. I ФК составили 87% (31/36), I ст. II ФК – 13% (5/36).
В первые трое суток от начала заболевания поступило в стационар 50% (18/36), на 4-7 сутки 31% (11/36), на второй неделе 19% (7/36) пациентов. Жалобы на постоянный продуктивный кашель предъявляли 33% (12/36) пациентов, сухой кашель - 22% (8/36), продуктивный кашель - 28% (10/36) , редкий кашель - 16 % (6/36) пациентов. Боли в грудной клетке при дыхании, кашле и движении отмечали 41% (15/36) пациентов. Одышку при физической нагрузке (согласно классификации сердечной недостаточности по ФК) имели: I ФК – 55% (20/36), II ФК – 44% (16/36). Быстрая утомляемость, общая слабость отмечалась у 12% (26/36), сердцебиение - у 61% (22/36). Интоксикация легкой степени тяжести (повышение температуры от 37 до 37,9С) наблюдалась у 50% (18/36), средней степени тяжести (от 38 до 38,9 С) - у 33% (12/36), тяжелой степени тяжести (от 39С и выше) - у 11% (4/36) пациентов. У 5% (2/36) пациентов повышения температуры не отмечено. Частота дыхания составила до 22 в минуту у 72% (26/36) пациентов, до 30 в минуту у 27% (10/36) пациентов. Учащение пульса свыше 90 ударов в минуту выявлено у 77% (28/36).
При перкуссии легких - укорочение перкуторного тона над зоной поражения отмечено у 55% (20/36). При аускультации легких ослабление везикулярного дыхания над зоной инфильтрации выявлено у 83% (30/36). Влажные мелкопузырчатые хрипы над зоной инфильтрации выслушивались у 72% (26/36), сухие хрипы - у 27% (10/36). При перкуссии сердца отмечали смещение левой границы относительной тупости сердца 5% (2/36), границы сердца в пределах возрастной нормы у 95% (34/36).
При рентгенологическом обследовании по локализации -определялась верхнедолевая пневмония у 16% (6/36), среднедолевая - у 22% (8/36), нижнедолевая - у 61% (22/36), двусторонняя - у 11% (4/36) пациентов, односторонняя - у 89% (32/36). По распространенности процесса: очаговая пневмония - у 50% (18/36), полисегментарная - у 16% (6/36), долевая - у 33% (12/36) пациентов, правосторонняя - у 77% (28/36), левосторонняя - у 11% (4/36).
В клиническом анализе крови лейкоцитоз выявлен у 27% (10/36), лейкопения - у 22% (8/36), палочкоядерный сдвиг лейкоцитарной формулы влево у 13% (5/36), ускоренное СОЭ у 27% (10/36) пациентов, снижение гемоглобина (менее 120 г/л) у 13% (5/36). В биохимическом анализе крови повышение фибриногена выявлено у 27% (10/36) пациентов. При электрокардиографическом обследовании у 48% (17/36) отмечена синусовая тахикардия, у 33% (12/36) единичные экстрасистолы. В анализе мочи лейкоцитурия выявлена у 16 % (6/36) пациентов. В анализе мокроты обнаружены макрофаги у 50% (18/36), эритроциты - у 22% (8/36), альвеолярные клетки - у 16% (6/36) пациентов. У 11 % (4/36) пациентов лейкоциты в мокроте определялись в единичном количестве. У 41 % (15/36) пациентов мокрота имела серозный характер. В качестве возбудителя ВП в диагностически значимом титре (106 – 107 МЕ) выделен пневмококк – у 10 (28%), смешанная микрофлора – 20 (56%). Возбудитель не верифицирован – у 6 (16%) пациентов. Для диагностики ХСН проводился нагрузочный тест с 6-минутной ходьбы.
Функциональное обследование вентиляционной функции легких проводилось у 55% (20/36) пациентов. Рестриктивные нарушения обнаружены - у 27% (10/36), смешанные - у 50% (18/36) пациентов. При выписке из стационара рентгенологическая положительная динамика отмечена у 83% (30/36), не полностью разрешившийся пневмонический очаг имел место у 8% (3/36), фиброзные изменения легочной ткани выявлялись у 2% (1/26). Затяжное течение пневмонии (более четырех недель) отмечено у 3% (2/36) пациентов.
При выписке из стационара в клиническом анализе крови лейкоцитоз, палочкоядерный сдвиг лейкоцитарной формулы влево сохранялся у 41% (15/36), лимфоцитоз - у 16% (6/36), ускорение СОЭ у 41% (15/36) пациентов.
Следовательно, у пациентов с ХСН течение ВП протекало сложнее [13,25,34,44,49,60,78,80,88,98,132,134,167,186,193,195,219] маскировалась клиникой основного заболевания (p 0,01).
Клиническая характеристика группы здоровых лиц
Стетоскопическая головка акустического датчика имеет форму усеченного конуса с диаметром основания 40 мм и глубиной 6 мм. Головка приклеена к 1-дюймовому конденсаторному микрофону типа МК102 (RFT). Выравнивание внешнего давления и давления в стетоскопической камере, при прижатии ее к телу, происходит через капиллярный канал микрофона. Перед началом записи с помощью переключателя фильтров на шумомере 00023 (RFT) устанавливается частотная характеристика типа «А», понижающая уровень регистрируемых сигналов в области низких частот, особенно существенно – ниже 200 Гц (Табл.9) [86]. Данная частотная характеристика соответствует восприятию слухом человека звуков малой громкости. Сигналы с микрофона, пропущенные через шумомер, подавались на один из каналов электронного самописца.
На второй вход электронного самописца был подключен спирометр (ADInstruments), ко входу которого присоединена трубка Лилли. Спирометр с трубкой Лилли позволял в режиме пневмотахографа регистрировать объемную скорость проходящего потока воздуха. Трубка Лилли выдает сигнал, пропорциональный градиенту давления на ее сетке, программно производилась калибровка спирометра в единицах объемной скорости (л/с) с помощью 3 литрового калибровочного шприца. На третий вход электронного самописца дополнительно был подключен пьезоэлектрический датчик пульса, фиксируемый на кончике пальца обследуемого.
Частотная характеристика фильтрации сигнала в режиме «А» Частота, Гц 80 100 125 160 200 250 315 400 500 Уровеньослабления,дБ 22,5 19,1 16,1 13,4 10,9 8,6 6,6 4,8 3,2 Запись ДШ, скорости потока вдыхаемого воздуха и пульсовой волны производилась синхронно с частотой дискретизации 10 кГц. Во время записи обследуемый выполнял несколько вдохов через трубку Лилли и самостоятельно отслеживал скорость потока в реальном времени на экране компьютера, стараясь дышать так, чтобы кривая скорости не выходила за пределы заданной врачом целевой объемной скорости (рис.4, канал 1). Затем выполнялась задержка дыхания для измерения фоновой помехи.
Сигналы обрабатывались в программе Chart (ADInstruments). Выбросы уровня ДШ, соответствующие ударам пульса, имеющие ту же периодичность, что и пульсовая волна, удалялись из записи. При анализе ДШ из общего потока данных (канал 2) с помощью показаний канала 1 выделяли фазу вдоха и фазу задержки дыхания - фон. Для этого путем визуальной настройки курсора выделяли горизонтальные участки с объемной скоростью около 1 л/с для вдоха и около 0 л/с – для фона. В результате для вдоха получали совокупность фрагментов записи ОДШ с примерно постоянной объемной скоростью потока.
Фрагмент записи стандартизованных по потоку (1 л/с) дыхательных шумов: канал 1 – объемная скорость потока, канал 2 – дыхательные шумы, канал 3 – пульсовая волна. Аналогичные записи получали для фона. Из записей дополнительно удалялись импульсные выбросы, соответствующие псевдозвуковой помехе, связанной с вариациями прижатия акустического датчика к поверхности тела. Из записи вырезались совокупности фрагментов шумового сигнала (вдох, фон), которые затем сохранялись в wave формате. Для каждой совокупности фрагментов ОДШ вдоха в расширении DataPad пакета Chart определялись среднее значение и стандартная девиация объемной скорости потока.
Далее wave файл обрабатывался в пакете программ SpectraLab (SoundTech). Для сглаживания разрывов (образовавшихся при вырезании фрагментов, с постоянной скоростью потока) сигнал пропускался через фильтр высоких частот с частотой среза 10 Гц. Затем вычислялся амплитудный спектр сигнала (логарифмический масштаб по амплитуде, число отсчетов 1024, перекрытие 50%, окно Хэнинга). Полученные спектры (рис. 4) сохранялись как текстовые файлы MS Excel.
Так как спектры шумов вдоха имеют приблизительно одинаковую форму (рис. 5, верхняя кривая), применен единый алгоритм оценки спектральных характеристик. Из спектральных значений дыхательных шумов вдоха отнимали спектральные значение фона (пауза, когда обследуемый задерживает дыхание). Для разностного спектра находили нижнее и верхнее значения частот, на которых наблюдается превышение исследуемых ОДШ вдоха над фоном на 10 дБ. От уровня основного спектра ОДШ вдоха (рис. 5, верхняя кривая), на нижней частоте превышение разностного спектра над фоном 10 дБ откладывали уровень « -3» дБ и таким образом находили частоту среза (f-3dB). В диапазоне от нижней частоты превышения исследуемого спектра над фоном на 10 дБ до частоты среза f-3dB по основному спектру определяли среднее значение амплитуды ДШ «A». От среднего значения амплитуды откладывали уровень «-20» дБ и таким образом находили частоту среза (f-20dB).
Акустические особенности у группы обследованных лиц с внебольничной пневмонией на фоне хронической обструктивной болезни легких
Акустические критерии f-3дБ и f-20дБ наблюдались в точках ЗП13, ЗП14, ЗП15, ЗП16, ЗП18 , что сопоставимо с физикальными данными и рентгенологическими признаками. Сочетание акустических критериев f 3дБ и f-20дБ было установлено у 3 пациентов с тяжелым течением внебольничной пневмонии, и подтверждено физикально и рентгенологически, однако в большинстве случаях встречался критерий f-3дБ (24 человек) (табл.20). Это были пациенты с нетяжелым течением внебольничной пневмонии, у 2 пациентов из этой группы была неяркая клиническая картина, но имелись подтвержденные рентгенологические данные. Акустический критерий f-20дБ самостоятельно встречался только в 2 случаях, был сопоставим рентгенологически и физикально, чаще в ЗП11, ЗП12, ЗП13. Выявленные акустические изменения полностью соответствовали локализации установленной верхнедолевой пневмонии. В нашем исследовании мы установили еще один тип акустической картины очаговой патологии – сочетание всех акустических критериев. Данную группу составили всего лишь 2 человека, имеющих подтвержденную рентгенологически двустороннюю ВП в нижних долях легких, с яркими клиническими проявлениями. Причем данное сочетание критериев в дальнейшем при повторном обследовании пациентов, вновь заболевших в течение года, больше не встречалось, были отмечены только критерии f-3дБ и f-20дБ.
Группа с внебольничной пневмонией на фоне ХОБЛ показала чаще сочетание превышения акустических параметров f-3дБ и f-20дБ (26 человек – 72,2%) (табл.20). Это были пациенты с нетяжелым течением внебольничной пневмонии на фоне ХОБЛ с подтвержденными рентгенологически данными, чаще с множеством точек по задней поверхности (межлопаточная область, нижняя подлопаточная область). Акустический критерий f-3дБ был отмечен у 2 пациентов и был наиболее информативен в точках ЗП„, ЗП, ЗП, ЗПі4, ЗПі8, которые полностью совпали с рентгенологическими и физикальными данными. Акустический критерий 20дБ самостоятельно встречался только в 1 случае и был сопоставим рентгенологически и физикально. Установлено, что в данной группе наши пациенты были в большей степени отнесены к 3 типу акустической картины очага, когда встречалось сочетание критериев превышения акустических параметров 3дБ и -20дБ, сопоставимых рентгенологически и клинически, что говорит о наличии патологического очага в легком на фоне ХОБЛ.
В группе пациентов ВП на фоне ХСН чаще встречался критерий превышения акустического параметра 20дБ (63,9%) (табл.20). Это были пациенты с нетяжелым течением ВП на фоне ХСН с подтвержденными рентгенологическими данными, чаще с множеством точек на задней поверхности (межлопаточная область). Акустический критерий 3дБ был отмечен у 1 пациента, наиболее информативен в точках ЗП12, ЗП13, ЗП14, ЗП15, ЗП16, ЗП18, которые полностью совпали с рентгенологическими и физикальными данными. Сочетание акустического параметра 3дБ и 20дБ встречались в 4 случаях, были сопоставимы с рентгенологическими и физикальными данными, чаще регистрировались в точках ЗПі4, ЗПі5, ЗП16, ЗП18.
Таким образом, мы установили типы акустической картины очага по наличию акустических критериев, условно разделив их на 1,2,3 тип, и их пороговые значения для каждой группы пациентов, подразделив их согласно существующим требованиям: Пациенты группы с ВП: превышение акустического параметра 3дБ в точке ЗП18 в пределах 443,6; ЗПп - 463,1; ЗПі6 - 451,4; ЗПі5 - 459,2; ЗПw - 428,0; ЗПі3 - 392,8; ЗПіг - 396,7; ЗПц - 482,7 Гц - соответствовало 1 типу акустической картины, отражавшей уплотнение легочной ткани, сопоставимой рентгенологически и клинически, что подтверждает нам наличие патологического очага в легком. Пациенты с ВП на фоне ХОБЛ: превышение акустического параметра 3дБ в точке ЗП18 в пределах 443,6; ЗП17 - 463,1; ЗП16 - 451,4; ЗП15 - 459,2; ЗП14 - 428,0; ЗП13 - 392,8; ЗПіг - 396,7; ЗПц - 482,7 Гц; превышение акустического параметра 20дБ в точке ЗП18 в пределах 631,1; ЗП17 - 713,1; ЗП 16 - 630,2; ЗП15 - 660,6; ЗПМ - 658,4; ЗПі3 - 664,3; ЗПі2 - 619,4; ЗП„ - 662,3 Гц - соответствовало 3 типу акустической картины. Пациенты с ВП на фоне ХСН: превышение акустического параметра Г20дБ в точке ЗПі8 в точке ЗПі8 в пределах 631,1; ЗПП - 713,1; ЗП 16 - 630,2; ЗПі5 - 660,6; ЗПМ- 658,4; ЗП13 - 664,3; ЗП12 - 619,4; ЗП„ - 662,3 Гц - соответствовало 2 типу акустической картины.
С учетом полученных данных можно заключить, что преимущественные типы акустической картины очага (критерии), соответствуют форме заболевания. Наличие фоновых заболеваний, таких как ХСН, ХОБЛ, затрудняет рентгенологическую верификацию ВП. Использование акустических методов диагностики ВП, в частности, потокостандартизированной фонопневмографии, помогает в постановке диагноза и определении дальнейшей тактики.