Патент на изобретение №2368307
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ БРОНХИАЛЬНОЙ ОБСТРУКЦИИ
(57) Реферат:
Изобретение относится к медицине, в частности к пульмонологии, и предназначено для неинвазивной диагностики бронхиальной обструкции. Проводят измерение окружности грудной клетки (Окр.гр.кл.) при спокойном дыхании. Измеряют следующие параметры звуков форсированного выдоха (ФВ) – общую продолжительность звука ФВ (Тобщ), время нарастания амплитуды (Тнараст), частоту максимальной энергии звука ФВ (Fmах), коэффициент (Qвыд) – отношение суммарной энергии низких (НЧ) и средних (СЧ) частот к энергии высоких частот (ВЧ), доли относительной энергии ВЧ, СЧ и НЧ в процентах. Кроме того, определяют индекс массы тела (ИМТ), пиковую скорость выдоха (ПСВ), индекс «курильщика» (ИК), причем ИК рассчитывают по формуле ИК=количество выкуриваемых сигарет в день · стаж курения/20; наличие профессиональной вредности, причем отсутствие профессиональной вредности (Проф. вредн.) в анамнезе оценивается как 0 баллов, наличие профессиональной вредности в анамнезе оценивается как 1 балл. Определяют степень бронхиальной обструкции по формуле: Коэффициент обструкции =-34,2749+0,8512·ИМТ+0,1894·Окр.гр.кл.-0,0048·ИК-2,7608·Проф.Вредн.+0,6681·ПСВ-0,3080·Тобщ-13,9132·Тнараст+0,0056·Fmax-6,8414·Qвыд-0,0691·НЧ+0,685·СЧ+0,0117·ВЧ. Если коэффициент обструкции находится в диапазоне от 100 до 86,456, то бронхиальной обструкции нет, если в диапазоне от 86,455 до 80,887 ставят диагноз легкая бронхиальная обструкция, если в диапазоне 80,886 до 43,684 – ставят диагноз бронхиальная обструкция средней степени тяжести, если в диапазоне от 43,683 до 0 – тяжелая бронхиальная обструкция. Способ позволяет повысить эффективность диагностики бронхиальной обструкции за счет выявления более надежных объективно оцениваемых характеристик звуков ФВ в зависимости от сложения и физического развития обследуемых, пикфлоуметрических данных, а также влияния факторов риска.
Изобретение относится к медицине, в частности к пульмонологии, и предназначено для неинвазивной диагностики бронхиальной обструкции. В клинике известны и широко применяются способы выявления бронхиальной обструкции на основе определения потоко-объемных характеристик дыхания (спирография) и бодиплетизмографии (Оценка функции внешнего дыхания: Методические подходы и диагностическое значение. А.А.Белов, Н.А.Лакшина. М: «Издательский дом «Русский врач», 2002, 67 с). Недостатком указанных способов является низкая эффективность выявления нарушений бронхиальной проходимости обструктивного типа (в особенности на ранних этапах заболевания), а также их малая приспособленность для проведения массовых обследований как вследствие трудоемкости самих способов, так и ввиду высокой стоимости аппаратуры, предназначенной для их осуществления. Известен способ диагностики нарушения бронхиальной проходимости, заключающийся в измерении звуков кашля и определении нарушения бронхиальной проходимости при превышении доли относительной энергии высоких частот >65% (патент РФ Наиболее близким к предлагаемому является способ диагностики нарушений бронхиальной проходимости, описанный в патенте РФ Цель изобретения заключается в повышении эффективности выявления бронхиальной обструкции за счет учета индивидуальных временно-частотных характеристик звуков ФВ. Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. Запись звука осуществляют с помощью микрофона, подключенного к входу звуковой платы. Микрофон должен иметь трансформаторный тип с полосой пропускания 60 Гц-24 КГц, сопротивлением 300 Ом и чувствительностью 90 Дб. Перед регистрацией звуков каждого испытуемого обучают правильному выполнению маневра ФВ. Испытуемые должны быть проинструктированы о необходимости после максимально полного вдоха выполнить резкий выдох настолько форсированно, насколько это возможно. Для того чтобы амплитуда была приблизительно одинаковой у всех испытуемых, микрофон располагают на расстоянии 7-12 см от губ с помощью специального кронштейна. Таким образом, требования для сравнения спектров частот будут выполнены. Для уменьшения влияния шума и предотвращения наложения все звуковые сигналы отфильтровываются с помощью фильтров с полосой пропускания от 60 до 6000 Гц (48 dB/октава; Баттерворда). Анализу подвергают, как минимум, 3 ФВ и вычисляют средние значения показателей. Сначала проводят регистрации аналоговых записей, характеризующих зависимость амплитуды звука ФВ от времени, с помощью которых определяют временные характеристики звуков ФВ: Тобщ (сек) – общую продолжительность звука ФВ и Тнараст (сек) – время нарастания амплитуды. Затем сигналы подвергаются цифровой обработке с помощью быстрого преобразования Фурье, в результате чего получается модель звука форсированного выдоха – спектрограмма, отражающая связь энергии звука, частоты и времени. Оценивают Fmax (Гц) – частоту максимальной энергии звука форсированного выдоха, коэффициент Qвыд – отношение суммарной энергии низких (60-300 Гц) и средних частот (300-600 Гц) к энергии высоких частот (600-5000 Гц) и доли относительной энергии высоких, средних и низких частот (%). Антропометрические данные измеряют стандартными способами с использованием электронных весов и ростомера. Индекс массы тела рассчитывают по формуле: ИМТ=вес(кг)/рост2(м). Окружность грудной клетки при спокойном дыхании измеряют сантиметровой лентой, которая накладывается сзади на уровне нижних углов лопаток, спереди у мужчин прикрывает нижние сегменты околососковых кружков, а у женщин накладывается выше молочных желез. Пиковую скорость выдоха определяют электронным пикфлоуметром и вычисляют процент от должного значения в зависимости от пола, роста и возраста. Индекс «курильщика» (ИК) рассчитывается по формуле: ИК(пачек/лет)=(количество выкуриваемых сигарет в день · стаж курения (годы))/20. При опросе пациентов выясняют наличие профессиональной вредности, отсутствие которой оценивают как 0 баллов, наличие в анамнезе – 1 балл. На основе измеренных величин вычисляется коэффициент обструкции по формуле: Обструкция=-34,2749+0,8512·ИМТ+0,1894·Окр.гр.кл.-0,0048·ИК-2,7608·Проф.вредн.+0,6681·ПСВ-0,3080·Тобщ-13,9132·Тнараст+ 0,0056·Fmax-6,8414·Qвыд-0,0691·НЧ+0,685·СЧ+0,0117·ВЧ. Данная формула была получена путем многошагового анализа, в процессе которого с помощью статистико-математических критериев осуществлен отбор факторов и уточнена форма связи каждого фактора с результативным признаком. Определение числовых значений параметров уравнения множественной регрессии производилось методом наименьших квадратов, для чего строилась и решалась система нормальных уравнений. Оценка значимости определялась исходя из степени взаимосвязи показателей состояния больного (пол, возраст, ИМТ, окружность грудной клетки, профессиональная вредность, длительность заболевания, ИК, бальная оценка кашля и одышки по визуальной аналоговой шкале, ПСВ, Тобщ, Тнараст, Fmax, F50 (срединная частота, разделяющую спектр на 2 части, каждая из которых содержит 50% энергии звука ФВ), F90 (частота, на которую приходится 90% энергии звуков ФВ); Qвыд, НЧ, СЧ, ВЧ) с показателем бронхиальной обструкции по выборке посредством ранговых оценок. Отбор моделей со значимыми коэффициентами осуществлялся с использованием пошаговой регрессии. В результате были отобраны следующие параметры: ИМТ, окружность грудной клетки, профессиональная вредность, ИК, ПСВ, Тобщ, Тнараст, Fmax, Qвыд, НЧ, СЧ, ВЧ. Использована обучающая выборка из 235 человек, которую составили 55 здоровых людей и 180 больных хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ) (легкого, среднего и тяжелого течения) в возрасте 33-78 лет. Опытным путем были определены пороговые значения бронхиальной обструкции для каждой из групп пациентов. Если коэффициент обструкции расположен в диапазоне от 100 до 86,455 – бронхиальной обструкции нет; если в диапазоне от 86,456 до 80,886 – легкая бронхиальная обструкция; если в диапазоне от 80,887 до 43,683 – бронхиальная обструкция средней степени тяжести; если в диапазоне от 43,684 до 0 – тяжелая бронхиальная обструкция. Наличие ХОБЛ подтверждалось определением повышенного уровня лимфоцитов, носителей маркера CD8+ в венозной крови пациентов методом моноклональных антител. При корреляционном анализе (коэффициент ранговой корреляции Спирмена) экспериментальных данных по обучающей выборке выявлена достоверная корреляционная связь между показателями объема форсированного выдоха за 1-ю секунду (ОФВ1) и бронхиальной обструкции -R=0,924 (р=0,001). Эффективность предлагаемого способа была проверена на непересекающейся с обучающей контрольной выборке обследуемых в составе 55 человек, в которую вошли 15 здоровых людей в возрасте 33-78 лет, 12 больных ХОБЛ легкого течения, 17 больных ХОБЛ средней степени тяжести и 11 больных ХОБЛ тяжелого течения (мужчины и женщины в группах не отличались по возрасту, росту и весу). При этом специфичность предлагаемого способа диагностики составила 94%. Чувствительность предлагаемого способа составила 100%, что выше, чем у прототипа (96%). Предлагаемый способ показал большую эффективность по сравнению со спирографией для выявления бронхиальной обструкции у больных с легким течением ХОБЛ. Ниже приводятся примеры использования заявленного способа. Пример 1 Мужчина Л., 35 лет, не курит, работает преподавателем в ВУЗе, рост -180 см, вес – 64,8 кг, ИМТ – 20 кг/м2, окружность грудной клетки – 88 см. ПСВ – 101% от должного. Временно-частотные параметры звуков ФВ: Тобщ – 0,5804 сек Тнараст – 0,0434 сек Fmax – 1036,87 Гц ВЧ – 44,25 Гц СЧ – 41,33 % НЧ – 14,42 % Qвыд – 0,292 % Коэффициент обструкции – 97,752. Заключение: так как коэффициент обструкции находится в диапазоне от 100 до 86,455, делаем вывод, что у обследуемого нет признаков бронхиальной обструкции, что подтверждается результатами медицинского обследования. Пример 2 Женщина А., 43 лет, не курит, работает медсестрой в поликлинике, рост – 168 см, вес – 62,1 кг, ИМТ – 22 кг/м2, окружность грудной клетки – 89 см. ПСВ – 84% от должного. Временно-частотные параметры звуков ФВ: Тобщ – 0,44 сек Тнараст – 0,12 сек Fmax – 1113,09 Гц ВЧ – 63,37 Гц СЧ – 30,5 % НЧ – 7,32 % Qвыд – 0,273 % Коэффициент обструкции – 81,117. Заключение: так как коэффициент обструкции находится в диапазоне от 86,455 до 80,886, делаем вывод о наличии признаков легкой бронхиальной обструкции. Этот вывод подтверждается независимо поставленным медицинским диагнозом с использованием результатов компьютерной томографии: XOБЛ I стадия, обострение. Способ позволяет повысить эффективность диагностики бронхиальной обструкции за счет выявления более надежных объективно оцениваемых характеристик звуков ФВ в зависимости от сложения и физического развития обследуемых, пикфлоуметрических данных, а также влияния факторов риска (курения, профессиональных вредностей).
Формула изобретения
Способ диагностики бронхиальной обструкции, включающий измерение параметров звуков форсированного выдоха и окружности грудной клетки (Окр.гр.кл.) при спокойном дыхании, отличающийся тем, что измеряют следующие параметры звуков форсированного выдоха (ФВ): общую продолжительность звука ФВ (Тобщ), время нарастания амплитуды (Тнараст), частоту максимальной энергии звука ФВ (Fmах), коэффициент (Qвыд) – отношение суммарной энергии низких (НЧ) и средних (СЧ) частот к энергии высоких частот (ВЧ), доли относительной энергии ВЧ, СЧ и НЧ в процентах, кроме того, определяют индекс массы тела (ИМТ), пиковую скорость выдоха (ПСВ), индекс «курильщика» (ИК), причем ИК рассчитывают по формуле ИК=количество выкуриваемых сигарет в день * стаж курения/20, наличие профессиональной вредности, причем отсутствие профессиональной вредности (Проф. вредн.) в анамнезе оценивается как 0 баллов, наличие профессиональной вредности в анамнезе оценивается как 1 балл, и с помощью уравнения множественной регрессии определяют степень бронхиальной обструкции по формуле:
|
||||||||||||||||||||||||||
2002133714, опубл. 20.06.2005). Недостатком данного способа является ограниченная эффективность выявления нарушений из-за отсутствия кашля у некоторых пациентов при наличии выраженной одышки.