RU2354285C1 - Acoustic spectral analysis of obstructive pulmonary diseases - Google Patents
Acoustic spectral analysis of obstructive pulmonary diseases Download PDFInfo
- Publication number
- RU2354285C1 RU2354285C1 RU2007133969/14A RU2007133969A RU2354285C1 RU 2354285 C1 RU2354285 C1 RU 2354285C1 RU 2007133969/14 A RU2007133969/14 A RU 2007133969/14A RU 2007133969 A RU2007133969 A RU 2007133969A RU 2354285 C1 RU2354285 C1 RU 2354285C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- breathing
- respiratory
- acoustic
- ard3
- ard1
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к медицине, а именно к пульмонологии.The invention relates to medicine, namely to pulmonology.
В литературе встречаются описания различных методов исследования дыхательных шумов. Например, пневмофонография - исследование дыхательных шумов с определением амплитуды и частоты спектра параллельно тяжести бронхолегочного процесса (Kraman S. et al., 1995, Schreur H. et al., 1994), где используется компьютерный спектральный анализ параметров звуков с помощью сенсорных датчиков на трахее и грудной стенке (Gavriely N., 1995). Туссофонобарография - анализ звука кашлевого толчка (Провоторов В.М. и др. 2003), трахеофонография - анализ шума над трахеей, возникающий при выполнении маневра форсированного выдоха (Pasterkamp H. et al., 1996, Aeries J. et al., 2000). В Европе осуществляется проект исследований по стандартизации компьютерного анализа легочных звуков (CORSA - Computerized Respiratory Sound Analysis). Чилийскими учеными (Sanchez J., Vizcaya С. 2003) получены спектры паттернов трахеальных и легочных звуков, которые, по мнению авторов, позволят сравнивать нормальные паттерны с паттернами больных рестриктивными и обструктивными заболеваниями. Cavriely N., Nissan M. и др. (1995) произвели запись звуков дыхания у 353 здоровых субъектов с поверхности грудной клетки для сравнения с патологическими звуками при различных заболеваниях.In the literature there are descriptions of various methods for studying respiratory noise. For example, pneumophonography is a study of respiratory noise with the determination of the amplitude and frequency of the spectrum in parallel with the severity of the bronchopulmonary process (Kraman S. et al., 1995, Schreur H. et al., 1994), which uses computer-aided spectral analysis of sound parameters using sensory sensors on the trachea and chest wall (Gavriely N., 1995). Tussofonobarography - analysis of the sound of a cough push (Provotorov V.M. et al. 2003), tracheophonography - analysis of noise over the trachea that occurs when performing a forced expiratory maneuver (Pasterkamp H. et al., 1996, Aeries J. et al., 2000) . In Europe, a research project is underway to standardize computer analysis of pulmonary sounds (CORSA - Computerized Respiratory Sound Analysis). Chilean scientists (Sanchez J., Vizcaya S. 2003) obtained spectra of patterns of tracheal and pulmonary sounds, which, according to the authors, will allow us to compare normal patterns with those of patients with restrictive and obstructive diseases. Cavriely N., Nissan M. et al. (1995) recorded breath sounds in 353 healthy subjects from the surface of the chest for comparison with pathological sounds in various diseases.
Критика аналоговCriticism of analogues
1. Большинство исследований ведется в диапазоне 1-2 кГц, что необоснованно, на наш взгляд, сужает диапазон частот, используемых для акустического анализа. Предложена следующая классификация частотного диапазона дыхательных звуков: низкие - до 100 Гц, средние - 200-600 Гц, высокие 600-1200 Гц. При этом отмечено, что в низком звуковом диапазоне шумы сердца наслаиваются и поэтому этот спектр диапазона должен быть отфильтрован для оценки легочных звуков (Pasterkamp H., Gavriely N.).1. Most studies are conducted in the range of 1-2 kHz, which is unreasonable, in our opinion, narrows the range of frequencies used for acoustic analysis. The following classification of the frequency range of respiratory sounds is proposed: low - up to 100 Hz, medium - 200-600 Hz, high 600-1200 Hz. It was noted that in the low sound range, heart murmur is superimposed and therefore this spectrum of the range should be filtered to assess pulmonary sounds (Pasterkamp H., Gavriely N.).
2. Используемая аппаратура (например, контактные акселерометры) отличается дороговизной и хрупкостью. Кроме того, они дают внутренний резонанс в диапазоне, близком к частотам легочных звуков (Pasterkamp H.).2. The equipment used (for example, contact accelerometers) is expensive and fragile. In addition, they give an internal resonance in the range close to the frequencies of pulmonary sounds (Pasterkamp H.).
3. В ряде работ паттерны трахеальных и легочных звуков получены при обследовании небольших групп пациентов (17 человек в работе чилийских ученых) либо производилась однократная запись звуков дыхания с поверхности грудной клетки (Gavriely N. и др.). При этом «шум» работающего сердца, различная толщина грудной стенки у различных пациентов существенно влияют, по мнению самих авторов, на результаты исследований.3. In a number of works, tracheal and pulmonary sounds patterns were obtained when examining small groups of patients (17 people in the work of Chilean scientists) or one-time recording of breathing sounds from the surface of the chest (Gavriely N. et al.). Moreover, the “noise” of the working heart, the different thickness of the chest wall in various patients significantly affect, according to the authors themselves, the research results.
4. Отсутствует количественная оценка акустических феноменов. Результаты исследований носят описательный характер.4. There is no quantitative assessment of acoustic phenomena. The research results are descriptive.
Прототип изобретенияPrototype of the invention
Анализ временных и частотных характеристик спектра дыхательных шумов, возникающих при изменении диаметра воздухоносных путей (ВП), и лег в основу метода бронхофонографии (БФГ). Метод основан на регистрации (сканировании) респираторного цикла с целью обнаружения специфических акустических признаков изменений в дыхательных путях. Метод был разработан для использования его при диагностике легочных заболеваний (Малышев B.C. и соавт. Способ регистрации дыхательных шумов, обусловленных бронхолегочной патологией у детей. Патент РФ №5062396, А61В 5/08. Опуб. 27.06.95. Бюл. N 18) - прототип.The analysis of time and frequency characteristics of the spectrum of respiratory noise arising from a change in the diameter of the airways (VP), and formed the basis of the method of bronchophonography (BFG). The method is based on registration (scanning) of the respiratory cycle in order to detect specific acoustic signs of changes in the respiratory tract. The method was developed for use in the diagnosis of pulmonary diseases (Malyshev BC et al. Method for recording respiratory sounds caused by bronchopulmonary pathology in children. RF patent No. 5062396, А61В 5/08. Publish. 06/27/95. Bull. N 18) - prototype .
Параметры, оцениваемые с помощью БФГ:Parameters evaluated using BFG:
1. Длительность вдоха и выдоха.1. The duration of inhalation and exhalation.
2. Длительность респираторного цикла.2. The duration of the respiratory cycle.
3. Мгновенный спектр процесса дыхания с интеграцией в трех частотных диапазонах (0,2-12,6 кГц, 1,2-5,0 кГц, 5,0-12,6 кГц).3. The instant spectrum of the breathing process with integration in three frequency ranges (0.2-12.6 kHz, 1.2-5.0 kHz, 5.0-12.6 kHz).
4. Акустический эквивалент работы дыхания (АРД), являющийся итоговой интегральной характеристикой, представляющей собой количественную оценку энергетических затрат бронхолегочной системы на возбуждение специфического акустического феномена в течение всего респираторного цикла или отдельной его фазы, рассчитывается как площадь под кривой на БФГ во временной области, единица измерения - миллиджоуль (мДж).4. The acoustic equivalent of breathing (ARD), which is the total integral characteristic, which is a quantitative estimate of the energy costs of the bronchopulmonary system to excite a specific acoustic phenomenon throughout the entire respiratory cycle or its individual phase, is calculated as the area under the curve on the BFG in the time domain, unit measurements are millijoules (mJ).
Компьютерно-диагностический комплекс (КДК) «Паттерн» состоит из датчика и аналого-цифрового преобразователя (встраиваемая плата для персонального компьютера).Computer-diagnostic complex (CDC) “Pattern” consists of a sensor and an analog-to-digital converter (built-in board for a personal computer).
Принцип работы «Паттерна» основан на фиксировании и последующей оценке амплитудно-частотных характеристик дыхательных шумов и позволяет визуализировать и объективно оценивать звуковые характеристики дыхания, часто не выявляемые при физикальном обследовании.The principle of operation of the “Pattern” is based on recording and subsequent evaluation of the amplitude-frequency characteristics of respiratory noise and allows visualizing and objectively evaluating the sound characteristics of breathing, which are often not detected during physical examination.
Датчик, снабженный специальным загубником, помещается в ротовую полость пациента (носовое дыхание перекрывается с помощью зажима), чувствительный элемент датчика направлен в сторону гортани. Процедура записи дыхательных шумов производится в положении сидя при спокойном дыхании в течение короткого промежутка времени 5-7 секунд трехкратно. Непосредственная регистрация дыхательных шумов осуществляется с помощью датчика, обладающего высокой чувствительностью в широкой полосе воспринимающих частот (включая те частоты, которые не фиксируются при выслушивании традиционным фонендоскопом) 0,2-12,6 кГц. В аппаратную часть комплекса входит набор специальных фильтров, предназначенных для формирования частотного спектра, который содержит информацию о специфических акустических феноменах, возникающих во время респираторного цикла. С целью исключения маскирующего влияния кардиальных шумов, обусловленных работой сердца, применяются специальные отсекающие низкочастотные фильтры и сканирование респираторного цикла производится в частотном диапазоне от 200 до 12600 Гц. Результаты компьютерной обработки данных сканирования отображаются на экране компьютера в виде множества эквидистантных мгновенных спектров, образующих трехмерную «поверхность состояний», которая отображает специфические акустические феномены. Полученное таким образом графическое изображение бронхофонограммы получило название «паттерн дыхания» (ПД) (Малышев B.C. «Научный метод обработки информации при акустической диагностике влияния производственной среды на здоровье человека». Автореф. дисс.… д-ра биол. наук. - Тула, 2002).A sensor equipped with a special mouthpiece is placed in the patient's oral cavity (nasal breathing is blocked by a clamp), the sensor element is directed towards the larynx. The procedure for recording respiratory noise is performed in a sitting position with calm breathing for a short period of time 5-7 seconds three times. Direct registration of respiratory noise is carried out using a sensor with high sensitivity in a wide band of sensing frequencies (including those frequencies that are not fixed when listening with a traditional phonendoscope) 0.2-12.6 kHz. The hardware of the complex includes a set of special filters designed to form the frequency spectrum, which contains information about specific acoustic phenomena that occur during the respiratory cycle. In order to eliminate the masking effect of cardiac noises due to the work of the heart, special low-pass filters are applied and the respiratory cycle is scanned in the frequency range from 200 to 12,600 Hz. The results of computer processing of the scanning data are displayed on the computer screen in the form of a multitude of equidistant instantaneous spectra forming a three-dimensional “state surface” that displays specific acoustic phenomena. The graphic image of the bronchophonogram thus obtained is called the “breathing pattern” (PD) (Malyshev BC “Scientific method of processing information in the acoustic diagnosis of the influence of the working environment on human health.” Abstract of dissertation ... Dr. Biol. Sciences. - Tula, 2002 )
Для акустического контроля дыхания пациента в конфигурацию включен канал индивидуального сканирования (через наушники врач может слышать дыхание пациента и сравнивать с результатами компьютерной обработки). В состав диагностического комплекса наряду с аппаратной частью, предназначенной для регистрации специфического акустического эффекта, возникающего при прохождении воздушного потока по ВП, входит пакет прикладных программ:For acoustic monitoring of the patient’s breathing, an individual scan channel is included in the configuration (through the headphones, the doctor can hear the patient’s breathing and compare with the results of computer processing). The diagnostic complex, along with the hardware designed to register a specific acoustic effect that occurs when the air flows through the airspace, includes a package of application programs:
- Pattern - обработка и визуализация результатов регистрации специфических акустических сигналов;- Pattern - processing and visualization of the results of the registration of specific acoustic signals;
- Pattern Analyzer - обработка данных для расчета количественных показателей, характеризующих респираторный цикл: АРД - акустический эквивалент работы дыхательных мышц в различных частотных диапазонах (АРД0 - 0,2-1,2 кГц - «нулевой» или базовый диапазон, АРД1 - 1,2-12,6 кГц - общий диапазон, АРД2 - 5,0-12,6 кГц - высокочастотный диапазон, АРД3 - 1,2-5,0 кГц - низкочастотный диапазон), выраженный в мДж. К - коэффициент, отражающий те же параметры в относительных единицах: К1=АРД1/АРД0×100 - отражает весь спектр частот, К2=АРД2/АРД0×100 - высокочастотный диапазон, К3=АРД3/АРД0×100 - низкочастотный диапазон.- Pattern Analyzer - data processing for calculating quantitative indicators characterizing the respiratory cycle: ARD - the acoustic equivalent of respiratory muscles in different frequency ranges (ARD0 - 0.2-1.2 kHz - “zero” or basic range, ARD1 - 1.2 -12.6 kHz - the general range, ARD2 - 5.0-12.6 kHz - the high-frequency range, ARD3 - 1.2-5.0 kHz - the low-frequency range), expressed in mJ. K - coefficient reflecting the same parameters in relative units: K1 = ARD1 / ARD0 × 100 - reflects the entire frequency spectrum, K2 = ARD2 / ARD0 × 100 - high-frequency range, K3 = ARD3 / ARD0 × 100 - low-frequency range.
Комитетом по новой медицинской технике МЗ РФ (протокол №4 заседания комиссии по аппаратам, приборам и инструментам от 28.04.2000 г.) компьютерный диагностический комплекс рекомендован к постановке на производство и применению в медицинской практике.The Committee on New Medical Technology of the Ministry of Health of the Russian Federation (protocol No. 4 of the meeting of the Commission on Devices, Devices and Instruments of April 28, 2000), the computer diagnostic complex is recommended for production and use in medical practice.
Критика прототипаPrototype criticism
1. Исследования проводились среди детей от 2 до 14 лет.1. Studies were conducted among children from 2 to 14 years old.
2. Отсутствуют образцы дыхания («усредненные» паттерны) здоровых и больных различными заболеваниями легких.2. There are no breath patterns (“averaged” patterns) of healthy and sick with various lung diseases.
3. Разработанная модель для проведения дифференциальной диагностики и отнесения паттерна дыхания к конкретной нозологической форме бронхолегочного заболевания построена на основе критерия близости центроидов в форме обобщенной меры расстояния.3. The developed model for differential diagnosis and attributing the pattern of respiration to a specific nosological form of bronchopulmonary disease is based on the criterion of proximity of centroids in the form of a generalized measure of distance.
Цель изобретения: создание способа акустического анализа обструктивных заболеваний легких. Поставленная цель реализуется путем формирования образцов дыхания здоровых лиц и больных обструктивными заболеваниями легких для проведения сравнительного акустически-спектрального анализа дыхательных звуков.The purpose of the invention: the creation of a method for the acoustic analysis of obstructive pulmonary disease. The goal is realized by forming breathing patterns of healthy individuals and patients with obstructive pulmonary diseases to conduct a comparative acoustic spectral analysis of respiratory sounds.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Сущность изобретения заключается в следующем.The invention consists in the following.
Разработанный способ акустического анализа обструктивных заболеваний легких основан на формировании образцов (паттернов) дыхания здоровых лиц и больных обструктивными заболеваниями легких для проведения сравнительного акустически-спектрального анализа дыхательных звуков. Термин «паттерн» упоминается нами для удобства проведения сравнительного анализа с прототипом. В прототипе используют термин «паттерн». В предлагаемом изобретении мы используем термин «образец». Разработанные образцы сравниваются с индивидуальными акустическими образцами пациентов, или паттернами, как их могут называть в медицинской специальной литературе.The developed method for the acoustic analysis of obstructive pulmonary diseases is based on the formation of breathing patterns (samples) of healthy individuals and patients with obstructive pulmonary diseases for conducting a comparative acoustic spectral analysis of respiratory sounds. The term “pattern” is mentioned by us for the convenience of conducting a comparative analysis with the prototype. In the prototype, the term "pattern" is used. In the present invention, we use the term "sample". Designed samples are compared with individual patient acoustic samples, or patterns, as they can be called in the medical literature.
Образцы индивидуальных акустических дыхательных звуков (так называемый акустический портрет дыхания) формировали следующим образом.Samples of individual acoustic breathing sounds (the so-called acoustic portrait of breathing) were formed as follows.
Нами обследовано 108 здоровых лиц (50 мужчин и 58 женщин без жалоб со стороны органов дыхания, имевших нормальные показатели функции внешнего дыхания), 166 больных (85 мужчин и 81 женщина) хроническими обструктивными заболеваниями легких (ХОЗЛ): из них 91 больной бронхиальной астмой (БА), 62 - хроническим обструктивным бронхитом (ХОБЛ) и 13 больных с сочетанием симптомов этих заболеваний. У всех больных отмечались нарушения функции внешнего дыхания по обструктивному типу. Проведена бронхофонография на компьютерно-диагностическом комплексе «Паттерн» (запись дыхательных звуков в режиме спокойного и форсированного дыхания и последующая математическая обработка, основанная на аппарате быстрого преобразования Фурье с получением в результате этого количественной оценки акустической работы дыхания). Проанализировано более 1000 бронхофонограмм спокойного и форсированного дыхания.We examined 108 healthy individuals (50 men and 58 women without complaints from the respiratory system, who had normal indicators of external respiration function), 166 patients (85 men and 81 women) with chronic obstructive pulmonary diseases (COPD): 91 of them had bronchial asthma ( BA), 62 - chronic obstructive bronchitis (COPD) and 13 patients with a combination of symptoms of these diseases. All patients had obstructive respiratory dysfunction. Bronchophonography was performed on the computer-diagnostic complex “Pattern” (recording of respiratory sounds in the mode of calm and forced breathing and subsequent mathematical processing based on the apparatus of fast Fourier transform with the result of a quantitative assessment of the acoustic work of breathing). More than 1000 bronchophonograms of calm and forced breathing were analyzed.
Оценивались следующие параметры:The following parameters were evaluated:
- АРД в различных частотных диапазонах (АРД0 - 200-1200 Гц - «нулевой» или базовый диапазон, АРД1 - 1200-12600 Гц общий, АРД2 - 5000-12600 Гц - высокочастотный, АРД3 - 1200-3000 Гц - низкочастотный диапазоны соответственно, выраженные в миллиджоулях),- ARD in various frequency ranges (ARD0 - 200-1200 Hz - “zero” or basic range, ARD1 - 1200-12600 Hz general, ARD2 - 5000-12600 Hz - high-frequency, ARD3 - 1200-3000 Hz - low-frequency ranges, respectively, expressed in millijoules)
- К - коэффициент, отражающий эти же параметры в относительных единицах (К1=АРД1/АРД0×100 отражает весь спектр частот, К2=АРД2/АРД0×100 - высокочастотный диапазон, К3=АРД3/АРД0×100 - низкочастотный диапазон),- K - coefficient reflecting the same parameters in relative units (K1 = ARD1 / ARD0 × 100 reflects the entire frequency spectrum, K2 = ARD2 / ARD0 × 100 - high-frequency range, K3 = ARD3 / ARD0 × 100 - low-frequency range),
- ΔК - прирост показателей коэффициентов К (определялся как К форс - К спок/К спок × 100),- ΔK - an increase in the indicators of the coefficients K (defined as K force - K spock / K spock × 100),
- ИПК - индекс прироста К, т.е. отношение ΔК2/ΔК1.- IPC - growth index K, i.e. ΔК2 / ΔК1 ratio.
При статистической обработке материала применяли непараметрические критерии, так как распределение показателей АРД и К отличалось от нормального. Для характеристик вариации вычисляли медиану (Me), ее доверительные границы (25 и 75 процентили). Статистическую значимость различия между показателями БФГ в сравниваемых группах оценивали по критериям Манна-Уитни (М-У).In the statistical processing of the material, nonparametric criteria were used, since the distribution of ARD and K indices was different from normal. For the characteristics of the variation, the median (Me) was calculated, its confidence limits (25 and 75 percentiles). The statistical significance of the differences between the BFG indices in the compared groups was evaluated according to the Mann-Whitney (M-U) criteria.
Полученные результаты отражены в таблицах 1, 2.The results are shown in tables 1, 2.
Как мы видим (таблица 1), показатели АРД1, АРД3, К1, К3 (т.е. по всему спектру в целом и его низкочастотной части) у здоровых лиц и больных ХОЗЛ существенно (р<0,05) отличаются в режиме спокойного дыхания. В режиме форсированного выдоха эти различия еще более выражены и отмечаются уже по всем диапазонам АРД и К. Это не противоречит и клинической практике (вспомним, как при скудных аускультативных данных мы просим больного дышать глубоко и форсированно и часто выслушиваем хрипы там, где их не было при спокойном дыхании).As we can see (table 1), the indicators of ARD1, ARD3, K1, K3 (i.e., over the whole spectrum and its low-frequency part) in healthy individuals and patients with COPD significantly (p <0.05) differ in the mode of calm breathing . In forced expiratory mode, these differences are even more pronounced and are already observed in all ranges of ARD and K. This does not contradict clinical practice (we recall how, with scanty auscultatory data, we ask the patient to breathe deeply and forcefully and often listen to wheezing where they were not with calm breathing).
ΔК (таблица 2) здоровых лиц во всех диапазонах практически одинаков и превышает 400% (по медиане), а у больных ХОЗЛ в высокочастотном диапазоне (К2) отмечается значительный прирост, сопоставимый с показателями здоровых лиц. Но в низкочастотном диапазоне и по всему спектру показатели значительно ниже (164,9% и 185,9% по медиане соответственно), то есть имеет место т.н. «срыв турбулентности». Это позволяет ввести т.н. «индекс прироста» К (ИПК), т.е. отношение ΔК2/ΔК1, который достоверно отличается в исследуемых группах (см. табл.2): доверительный интервал в границах 25 и 75 процентили составил в группе здоровых лиц 0,35-1,76 (Me=0,86). У больных ХОЗЛ 1,16-5,04 (Me=2,58). To есть показатель ИПК менее 2, с высокой степенью достоверности, может указывать на отсутствие обструктивных нарушений функции внешнего дыхания. Точность диагноза повышается при комплексном учете показателей АРД и К. Суммируя все вышеизложенное, мы предлагаем следующий алгоритм диагностики обструктивных заболеваний легких:ΔK (table 2) of healthy individuals in all ranges is almost the same and exceeds 400% (median), and in patients with COPD in the high-frequency range (K2) there is a significant increase comparable to that of healthy individuals. But in the low-frequency range and throughout the spectrum, the indicators are significantly lower (164.9% and 185.9% in the median, respectively), that is, the so-called "Disruption of turbulence." This allows you to enter the so-called “Growth index" K (IPC), i.e. ΔК2 / ΔК1 ratio, which is significantly different in the studied groups (see Table 2): the confidence interval at the 25th and 75th percentiles was 0.35-1.76 in the group of healthy individuals (Me = 0.86). In patients with COPD 1.16-5.04 (Me = 2.58). That is, the IPC indicator is less than 2, with a high degree of reliability, may indicate the absence of obstructive disturbances in the function of external respiration. The accuracy of the diagnosis is improved with a comprehensive accounting of the indicators of ARD and K. Summarizing all of the above, we offer the following algorithm for the diagnosis of obstructive pulmonary diseases:
1. Показатели АРД1 и АРД3 более 100 мДж (в режиме спокойного дыхания). При возможности выполнения форсированного выдоха в качестве дополнительных критериев можно применить эти же показатели (более 900 мДж).1. Indicators ARD1 and ARD3 more than 100 mJ (in the mode of calm breathing). If it is possible to perform forced expiration, the same indicators (more than 900 mJ) can be used as additional criteria.
2. Показатели К1, К3 более 15 при спокойном дыхании и дополнительный критерий более 50 при форсированном.2. Indicators K1, K3 more than 15 with calm breathing and an additional criterion of more than 50 with forced.
3. ΔК1 и ΔК3 менее 200%.3. ΔК1 and ΔК3 less than 200%.
4. ИПК 2 и более.4. IPC 2 and more.
Таким образом, на основе вышеизложенного предлагается новый метод диагностики обструктивных заболеваний легких, основанный на сравнительном анализе образцов (паттернов) дыхания (акустически-спектральный анализ легочных звуков) по разработанным критериям: АРД, К, ΔК, ИПК.Thus, on the basis of the foregoing, a new method for the diagnosis of obstructive pulmonary diseases is proposed, based on a comparative analysis of breathing patterns (acoustic spectral analysis of pulmonary sounds) according to the developed criteria: ARD, K, ΔK, IPC.
Пример конкретного выполнения способаAn example of a specific implementation of the method
1. Больная О (История болезни №218). Поступила с жалобами на одышку, кашель, иногда «свисты» в грудной клетке по ночам. В 2003 году лечилась стационарно с диагнозом «хронический обструктивный бронхит». В январе 2006 г. после простуды поднялась температура до 39 градусов, сильный кашель. Амбулаторно лечилась антибиотиками по поводу обострения ХОБ, направлена на стационарное обследование с этим же диагнозом. При обследовании: в крови лейкоцитов1. Patient O (medical history No. 218). Received with complaints of shortness of breath, cough, sometimes "whistles" in the chest at night. In 2003, she was treated inpatiently with a diagnosis of chronic obstructive bronchitis. In January 2006, after a cold, the temperature rose to 39 degrees, a strong cough. She was treated on an outpatient basis with antibiotics for an exacerbation of COPD, she was sent to a stationary examination with the same diagnosis. On examination: in the blood of white blood cells
- 5,0×109/л, СОЭ - 10 мм/час, абсолютное количество эозинофилов крови - 0,250×109/л, мокрота слизистая, белая, L - единичные в поле зрения, ВК(-), рентгеноскопия грудной клетки - очагово-инфильтративных изменений не выявлено. Сосудистый рисунок усилен. Консультация ЛОР - аллергический риносинусит. ФВД - ЖЕЛ 2,92 л (99,26% от должной), ФЖЕЛ 2,85 л (102,08%), ОФВ1 - 1,82 л (76,43%), ОФВ1/ФЖЕЛ 63,76% (74,9%). После пробы с сальбутамолом отмечается прирост ОФВ1 на 25%. Заключение ФВД: бронхиальная обструкция умеренно выражена. Положительная проба с сальбутамолом. Больной выставлен предварительный диагноз: Бронхиальная астма, впервые выявленная. Кашлевой вариант течения? Анамнестических и объективных данных за ХОБ не выявлено. Больной проведена БФГ. Получены следующие показатели: АРД1 - 46,6/685,1 мДж, АРД2 - 3,7/58,2 мДж, АРД3 - 42,9/626,9 мДж, K1 - 6,45/30,26 (ΔK1 - 369%), K2 - 0,52/2,57 (ΔК2 - 394,2%), К3 - 5,93/27,69 (ΔК3 - 367%). ИПК=1,1.- 5.0 × 10 9 / l, ESR - 10 mm / hour, the absolute number of blood eosinophils - 0.250 × 10 9 / l, mucous sputum, white, L - single in the field of view, VK (-), chest fluoroscopy - focal-infiltrative changes were not detected. The vascular pattern is reinforced. Consultation of ENT - allergic rhinosinusitis. FVD - VEL 2.92 L (99.26% of the due), VVF 2.85 L (102.08%), FEV1 - 1.82 L (76.43%), FV1 / VVF 63.76% (74 ,9%). After the test with salbutamol, FEV1 increased by 25%. Conclusion FVD: bronchial obstruction is moderate. A positive test with salbutamol. The patient is exposed to a preliminary diagnosis: Bronchial asthma, first detected. Coughing flow? Anamnestic and objective data for COB have not been identified. The patient underwent BFG. The following indicators were obtained: ARD1 - 46.6 / 685.1 mJ, ARD2 - 3.7 / 58.2 mJ, ARD3 - 42.9 / 626.9 mJ, K1 - 6.45 / 30.26 (ΔK1 - 369 %), K2 - 0.52 / 2.57 (ΔK2 - 394.2%), K3 - 5.93 / 27.69 (ΔK3 - 367%). IPC = 1.1.
Т.о., показатели БФГ не соответствовали данным группы больных ХОЗЛ, что соотносилось с минимальными изменениями показателей ФВД данной больной, аускультативной симптоматикой (везикулярное дыхание, единичные сухие хрипы). Эти данные также не подтверждали диагноз направившего учреждения (ХОБ) и отличались от показателей, характерных для клинически выраженной БА (не исключая, возможно, легкую степень БА).Thus, the BFG indices did not correspond to the data of the COPD patient group, which was correlated with the minimal changes in the VFD of this patient, auscultatory symptoms (vesicular breathing, single dry rales). These data also did not confirm the diagnosis of the referring institution (COB) and differed from the indicators characteristic of clinically expressed AD (not excluding, possibly, a mild degree of AD).
2. Больной И. (История болезни №199). Клинический диагноз - БА тяжелой степени, фаза обострения. В легких при аускультации множество рассеянных сухих свистящих хрипов, преимущественно на выдохе. Данные обследования: общий анализ крови L - 4,9×109/л, СОЭ - 11 мм/час, эоз. - 3% (абсолютное количество - 0,149×109/л), флюорография грудной клетки - усиление корневого рисунка, очагово-инфильтративных изменений не выявлено. ФВД: ЖЕЛ 3,2 л (64,7% от должной), ФЖЕЛ 2,88 л (60,2%), ОФВ1 - 1,59 л (40,53%), ОФВ1/ФЖЕЛ 55,23% (67,33%). После пробы с беротеком отмечается прирост ОФВ1 на 66,7%. Заключение ФВД: Значительное снижение вентиляционной способности легких вследствие вентиляционных нарушений обструктивно-рестриктивного типа. Бронхиальная обструкция резко выражена. Положительная проба с беротеком.2. Patient I. (medical history No. 199). The clinical diagnosis is severe asthma, an exacerbation phase. In the lungs during auscultation, there are many scattered dry wheezing, mainly on exhalation. Examination data: general blood test L - 4.9 × 10 9 / l, ESR - 11 mm / hour, eos. - 3% (absolute amount - 0.149 × 10 9 / l), chest fluorography - strengthening of the root pattern, focal-infiltrative changes were not detected. FVD: VEL 3.2 L (64.7% of the due), VVF 2.88 L (60.2%), FEV1 - 1.59 L (40.53%), FV1 / VVF 55.23% (67 , 33%). After the test with berotek, there is an increase in FEV1 by 66.7%. Conclusion FVD: Significant reduction in ventilation capacity of the lungs due to ventilation disorders of the obstructive-restrictive type. Bronchial obstruction is pronounced. Positive test with berotek.
Больному проведена БФГ. Получены следующие показатели: АРД1 - 133,5/1328,8 мДж, АРД2 - 9,2/172 мДж, АРД3 - 124,3/1156,7 мДж, K1 - 17,47/53,66 (ΔK1 - 207,2%), K2 - 1,2/6,95 (ΔK2 - 479,2%), К3 - 16,27/46,71 (ΔК3 - 187,1%). ИПК=2,3.The patient underwent BFG. The following indicators were obtained: ARD1 - 133.5 / 1328.8 mJ, ARD2 - 9.2 / 172 mJ, ARD3 - 124.3 / 1156.7 mJ, K1 - 17.47 / 53.66 (ΔK1 - 207.2 %), K2 - 1.2 / 6.95 (ΔK2 - 479.2%), K3 - 16.27 / 46.71 (ΔK3 - 187.1%). IPC = 2.3.
Таким образом, показатели БФГ свидетельствовали об обструктивной патологии легких.Thus, BFH indices indicated obstructive pulmonary pathology.
Признаки изобретения, отличительные от прототипаFeatures of the invention, distinctive from the prototype
1. Исследования проводились среди взрослого населения (от 18 лет и старше).1. Studies were conducted among adults (18 years of age and older).
2. Созданы образцы дыхания («акустические портреты») здоровых лиц и больных обструктивными заболеваниями легких (БА, ХОБЛ).2. Respiratory samples (“acoustic portraits”) of healthy individuals and patients with obstructive pulmonary diseases (BA, COPD) were created.
3. Разработан алгоритм для проведения диагностики обструктивных заболеваний легких на основе сравнительного анализа образцов обследуемого и созданных образцов по разработанным критериям: АРД, К, ΔК, ИПК.3. An algorithm has been developed for the diagnosis of obstructive pulmonary diseases based on a comparative analysis of the samples of the subject and the created samples according to the developed criteria: ARD, K, ΔK, IPC.
Положительный эффект изобретенияThe beneficial effect of the invention
Полученные результаты позволяют надеяться, что объективная характеристика дыхательных звуков улучшит понимание патологических процессов в легких. Компьютерный анализ легочных звуков поможет практическим врачам в диагностике заболеваний легких. Формирование образцов дыхания здоровых лиц и больных обструктивными заболеваниями легких позволяет проводить сравнительный акустический спектральный анализ дыхательных звуков. Анализ респираторных звуков, используемый как критерий эффективности проводимой терапии, повышает качество лечения.The results obtained allow us to hope that the objective characterization of respiratory sounds will improve understanding of pathological processes in the lungs. Computer analysis of pulmonary sounds will help practitioners diagnose lung diseases. The formation of breathing patterns of healthy individuals and patients with obstructive pulmonary diseases allows a comparative acoustic spectral analysis of respiratory sounds. An analysis of respiratory sounds, used as a criterion for the effectiveness of the therapy, improves the quality of treatment.
Источники информацииInformation sources
1. Kraman SS., Wodicka GR, Oh Y et al. Measurement of respiratory acoustic signals. Effect of microphone air cavity width, shape and venting Chest 1995; 108; 1004-1008.1. Kraman SS., Wodicka GR, Oh Y et al. Measurement of respiratory acoustic signals. Effect of microphone air cavity width, shape and venting Chest 1995; 108; 1004-1008.
2. Schreur HJ., Vanderchoot J., Zwinderman AN et al. Abnormal lung sounds in patient with asthma during episodes with normal lung function. 1994; Chest 106, 91-99.2. Schreur HJ., Vanderchoot J., Zwinderman AN et al. Abnormal lung sounds in patient with asthma during episodes with normal lung function. 1994; Chest 106, 91-99.
3. Gavriely N., Nissan M., Rubin AE et al. Spectral characteristics of chest wall breath sounds in normal subjects. Thorax 1995; 50: 1292-1300.3. Gavriely N., Nissan M., Rubin AE et al. Spectral characteristics of chest wall breath sounds in normal subjects. Thorax 1995; 50: 1292-1300.
4. Провоторов В.М., Семенкова Г.Г. Исследование бронхиальной обструкции при бронхиальной астме с помощью туссофонобарографии. В кн. 13 Национальный конгресс по болезням органов дыхания, СПб., 2003, с.307.4. Provotorov V.M., Semenkova G.G. The study of bronchial obstruction in bronchial asthma using tussofonobarografii. In the book. 13 National Congress on Respiratory Diseases, St. Petersburg, 2003, p.307.
5. Pasterkamp H., Powell, RE, Sanchez I. Lung sounds spectra at standardized air flow in normal infants, children and adults. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 1996; 154: (2, p1): 424-430.5. Pasterkamp H., Powell, RE, Sanchez I. Lung sounds spectra at standardized air flow in normal infants, children and adults. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 1996; 154: (2, p1): 424-430.
6. Aeries JE., Cheethman BM. Current methods used for computerized respiratory sound analysis. Eur. Respir. Rev. 2000; 10(77):586-590.6. Aeries JE., Cheethman BM. Current methods used for computerized respiratory sound analysis. Eur. Respir. Rev. 2000; 10 (77): 586-590.
7. Sanchez J., Vizcaya C. Tracheal and lung sounds repeatability in normal adults. Resp. Med. 2003; 97: 1257-1260.7. Sanchez J., Vizcaya C. Tracheal and lung sounds repeatability in normal adults. Resp. Med. 2003; 97: 1257-1260.
8. Патент РФ №5062396. Способ регистрации дыхательных шумов. /Малышев B.C., Ардашникова С.Н., Каганов С.Ю. и др. Бюл. изобрет. 1995; №18 - прототип.8. RF patent No. 5062396. A method of registering respiratory sounds. / Malyshev B.C., Ardashnikova S.N., Kaganov S.Yu. et al. Bull. invented. 1995; No. 18 is a prototype.
9. Малышев B.C. Научный метод обработки информации при акустической диагностике влияния производственной среды на здоровье человека: Автореф. дисс. … д-ра биол. наук. - Тула, 2002. - 45 с.9. Malyshev B.C. The scientific method of information processing in acoustic diagnostics of the influence of the working environment on human health: Abstract. diss. ... Dr. Biol. sciences. - Tula, 2002 .-- 45 p.
Спокойное дыханиеIndicators of acoustic work of respiration (mJ)
Calm breathing
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007133969/14A RU2354285C1 (en) | 2007-09-11 | 2007-09-11 | Acoustic spectral analysis of obstructive pulmonary diseases |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007133969/14A RU2354285C1 (en) | 2007-09-11 | 2007-09-11 | Acoustic spectral analysis of obstructive pulmonary diseases |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2354285C1 true RU2354285C1 (en) | 2009-05-10 |
Family
ID=41019780
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007133969/14A RU2354285C1 (en) | 2007-09-11 | 2007-09-11 | Acoustic spectral analysis of obstructive pulmonary diseases |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2354285C1 (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2545422C1 (en) * | 2014-03-26 | 2015-03-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТОИ ДВО РАН) | Method for localising whistling noise in individual's lungs |
RU2570165C1 (en) * | 2014-06-25 | 2015-12-10 | Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ГБОУ ВПО ЯГМУ Минздрава России) | Method for prediction of bronchial asthma in infants suffered acute obstructive bronchitis accompanying mild posthypoxic perinatal central nervous system damage |
RU2572750C1 (en) * | 2014-07-31 | 2016-01-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Государственный научный центр Российской Федерации-Федеральный медицинский биофизический центр имени А.И. Бурназяна" | Diagnostic technique for respiratory passage health |
RU2646576C1 (en) * | 2017-04-28 | 2018-03-05 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Красноярский Государственный Медицинский Университет Имени Профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого Министерства Здравоохранения Российской Федерации" | Method of early diagnostics of bronchial asthma in persons over 18 |
RU2678952C1 (en) * | 2018-01-17 | 2019-02-04 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО ОмГМУ Минздрава России) | Method of diagnostics of obstructive disturbances of external respiration functions in children with cystic fibrosis |
RU2706601C1 (en) * | 2018-11-13 | 2019-11-19 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский ветеринарный институт патологии, фармакологии и терапии Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВНИВИПФиТ Россельхозакадемии) | Method for assessing the risk of side effects from the use of mucolytics in respiratory diseases of bovine animals |
WO2019229543A1 (en) | 2018-05-29 | 2019-12-05 | Healthy Networks Oü | Managing respiratory conditions based on sounds of the respiratory system |
-
2007
- 2007-09-11 RU RU2007133969/14A patent/RU2354285C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Гусейнов А.А., Керимова А.М. Акустический анализ дыхательных звуков в оценке обратимости бронхиальной обструкции у больных бронхиальной астмой. // Пульмонология. - 2005, №6, [он-лайн], [найдено 21.05.2008], найдено из Интернета, http://www.pulmonology.ru/old/Sod/sod-05-6.htm. Коренбаум В.И. и др. Акустическая диагностика системы дыхания человека на основе объективного анализа дыхательных звуков. Вестник ДВО РАН. - 2004, №5, с.68. Абросимов В.Н. и др. Новые методы акустического анализа дыхательных звуков. XIII Национальный конгресс по болезням органов дыхания, 2003 [онлайн], [найдено 21.05.2008], найдено из Интернета, http://www.pulmonology.ru/old/Sod/Tezis-13/part-50.htm. Гусейнов А.А. Сравнение паттернов дыхания здоровых лиц и больных рестриктивными заболеваниями легких. // Успехи современного естествознания. - 2006, №3. * |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2545422C1 (en) * | 2014-03-26 | 2015-03-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТОИ ДВО РАН) | Method for localising whistling noise in individual's lungs |
RU2570165C1 (en) * | 2014-06-25 | 2015-12-10 | Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ГБОУ ВПО ЯГМУ Минздрава России) | Method for prediction of bronchial asthma in infants suffered acute obstructive bronchitis accompanying mild posthypoxic perinatal central nervous system damage |
RU2572750C1 (en) * | 2014-07-31 | 2016-01-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Государственный научный центр Российской Федерации-Федеральный медицинский биофизический центр имени А.И. Бурназяна" | Diagnostic technique for respiratory passage health |
RU2646576C1 (en) * | 2017-04-28 | 2018-03-05 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Красноярский Государственный Медицинский Университет Имени Профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого Министерства Здравоохранения Российской Федерации" | Method of early diagnostics of bronchial asthma in persons over 18 |
RU2678952C1 (en) * | 2018-01-17 | 2019-02-04 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО ОмГМУ Минздрава России) | Method of diagnostics of obstructive disturbances of external respiration functions in children with cystic fibrosis |
WO2019229543A1 (en) | 2018-05-29 | 2019-12-05 | Healthy Networks Oü | Managing respiratory conditions based on sounds of the respiratory system |
RU2706601C1 (en) * | 2018-11-13 | 2019-11-19 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский ветеринарный институт патологии, фармакологии и терапии Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВНИВИПФиТ Россельхозакадемии) | Method for assessing the risk of side effects from the use of mucolytics in respiratory diseases of bovine animals |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Gross et al. | The relationship between normal lung sounds, age, and gender | |
Nam et al. | Estimation of respiratory rates using the built-in microphone of a smartphone or headset | |
Bentur et al. | Wheeze monitoring in children for assessment of nocturnal asthma and response to therapy | |
RU2354285C1 (en) | Acoustic spectral analysis of obstructive pulmonary diseases | |
CN103153183B (en) | For diagnosing the apparatus and method of obstructive sleep apnea | |
EP0944355B1 (en) | A phonopneumograph system | |
US6436057B1 (en) | Method and apparatus for cough sound analysis | |
Huq et al. | Acoustic breath-phase detection using tracheal breath sounds | |
CA2464029A1 (en) | Non-invasive ventilation monitor | |
KR20070009577A (en) | Method and system for analysing respiratory tract air flow | |
Tabata et al. | A novel method for detecting airway narrowing using breath sound spectrum analysis in children | |
WO2022068677A1 (en) | Pulmonary exercise function measurement system based on thoracic impedance | |
Hult et al. | A bioacoustic method for timing of the different phases of the breathing cycle and monitoring of breathing frequency | |
US20090171221A1 (en) | System apparatus for monitoring heart and lung functions | |
Sanchez et al. | Tracheal and lung sounds repeatability in normal adults | |
JPH0482538A (en) | Inhaling sound diagnosing apparatus | |
Lev et al. | Computerized lung acoustic monitoring can help to differentiate between various chest radiographic densities in critically ill patients | |
Shimoda et al. | Prediction of airway inflammation in patients with asymptomatic asthma by using lung sound analysis | |
Mazic et al. | Analysis of respiratory sounds in asthmatic infants | |
Poreva et al. | Detection of COPD's diagnostic signs based on polyspectral lung sounds analysis of respiratory phases | |
RU2304928C2 (en) | Method for acoustic diagnostics of focal alterations in human lungs | |
Messner et al. | Respiratory airflow estimation from lung sounds based on regression | |
RU2301621C1 (en) | Method for diagnosing bronchial obstruction syndrome | |
Kondo et al. | Clinical application of high-pitched breath sound in children with asthma | |
Gross et al. | Electronic auscultation based on wavelet transformation in clinical use |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090912 |