RU2405429C1 - Method of controlling state of ventilation function of human lungs under unfavourable impact - Google Patents
Method of controlling state of ventilation function of human lungs under unfavourable impact Download PDFInfo
- Publication number
- RU2405429C1 RU2405429C1 RU2009125096/14A RU2009125096A RU2405429C1 RU 2405429 C1 RU2405429 C1 RU 2405429C1 RU 2009125096/14 A RU2009125096/14 A RU 2009125096/14A RU 2009125096 A RU2009125096 A RU 2009125096A RU 2405429 C1 RU2405429 C1 RU 2405429C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ventilation function
- duration
- dynamics
- lungs
- threshold value
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к медицине и может быть использовано для неинвазивного оперативного контроля состояния вентиляционной функции легких при неблагоприятных воздействиях на дыхательную систему человека.The invention relates to medicine and can be used for non-invasive surgical monitoring of the state of the ventilation function of the lungs with adverse effects on the human respiratory system.
Известны и широко применяются в клинической практике субъективные акустические способы диагностики нарушений вентиляционной функции легких, основанные на выслушивании врачом возникающих в легких звуковых явлений - аускультация легких. Аускультация легких осуществляется путем прикладывания к поверхности грудной клетки инструмента для выслушивания дыхательных звуков (Аускультация. БМЭ, Т.2. М.: 1957, C.1155-1158; Пропедевтика внутренних болезней. Под ред. В.Х.Василенко и А.Л.Гребнева. М.: Медицина, 1983, С.54-57 и 132-143; Пропедевтика детских болезней: Практикум / Под ред. В.В.Юрьева. - СПб.: Питер, 2002. - С.262-266).Subjective acoustic methods for diagnosing disorders of the ventilation function of the lungs are known and widely used in clinical practice, based on the doctor listening to sound phenomena occurring in the lungs - auscultation of the lungs. Auscultation of the lungs is carried out by applying a tool to the surface of the chest to listen to respiratory sounds (Auscultation. BME, T.2. M .: 1957, C.1155-1158; Propaedeutics of internal diseases. Edited by V.Kh. Vasilenko and A.L. Grebneva, Moscow: Medicine, 1983, pp. 54-57 and 132-143; Propaedeutics of childhood diseases: Workshop / Edited by V.V. Yuryev. - St. Petersburg: Peter, 2002. - P.262-266) .
Способом объективной акустической диагностики является способ определения одной из характеристик вентиляционной функции легких, а именно бронхиальной проходимости, в основе которого лежит вычисление такого физиологического параметра, как нормированная продолжительность шумового процесса (п. РФ №2291666).A method of objective acoustic diagnostics is a method for determining one of the characteristics of the ventilation function of the lungs, namely, bronchial patency, which is based on the calculation of such a physiological parameter as the normalized duration of the noise process (Section RF No. 2291666).
Недостатком способов-аналогов является невозможность их непосредственного использования для оперативного контроля состояния вентиляционной функции легких человека при неблагоприятных воздействиях.The disadvantage of analogue methods is the impossibility of their direct use for operational monitoring of the state of the ventilation function of the lungs of a person under adverse effects.
В качестве прототипа рассмотрен способ контроля состояния вентиляционной функции легких человека при бронхопровокационных пробах с метахолином (Восприимчивость дыхательных путей. Стандартизированные провокационные тесты с фармакологическими физическими и сенсибилизирующими раздражителями у взрослых. Доклад рабочей группы «Стандартизация легочных функциональных тестов» европейского сообщества стали и угля» // Приложение к журналу Пульмонология, 1993 С.64-68), при котором в качестве значимого физиологического параметра вентиляционной функции легких измеряют объем форсированного выдоха за первую секунду (ОФВ1) до и после воздействия. Вычисляют динамику данного параметра в процентах после воздействия относительно его значения до воздействия, сравнивают величину динамики параметра в процентах с ранее полученным пороговым значением и путем сравнения полученных значений принимают решение о наличии изменений вентиляционной функции легких в ответ на данное неблагоприятное воздействие.As a prototype, a method for monitoring the state of the ventilation function of the lungs of a person with bronchial provocative tests with methacholine (Susceptibility of the respiratory tract. Standardized provocative tests with pharmacological physical and sensitizing irritants in adults. Report of the working group "Standardization of pulmonary functional tests" of the European community of steel and coal "// Appendix to the journal Pulmonology, 1993 S. 64-68), in which, as a significant physiological parameter of ventilation lung function measures forced expiratory volume in the first second (FEV1) before and after exposure. The dynamics of this parameter in percent after exposure relative to its value before exposure is calculated, the dynamics of the parameter in percent is compared with the previously obtained threshold value and, by comparing the obtained values, a decision is made on the presence of changes in the ventilation function of the lungs in response to this adverse effect.
Недостатками прототипа являются недостаточная чувствительность к начальным минимальным изменениям вентиляционной функции легких, а также опасность перекрестного воздушно-капельного инфицирования обследуемых, поскольку измерения проводятся во вдыхаемых/выдыхаемых человеком потоках воздуха. Для борьбы с последним недостатком необходима стерилизация оборудования либо запас одноразовых расходных материалов (мундштуки, фильтры). Однако эти решения затрудняют использование способа-прототипа в полевых условиях.The disadvantages of the prototype are the lack of sensitivity to the initial minimal changes in the ventilation function of the lungs, as well as the risk of cross airborne infection of the subjects, since the measurements are carried out in the inhaled / exhaled human air flow. To combat the last drawback, equipment sterilization or a stock of disposable consumables (mouthpieces, filters) are necessary. However, these decisions make it difficult to use the prototype method in the field.
Задача заявляемого способа - повышение чувствительности способа к начальным минимальным изменениям вентиляционной функции легких и исключение опасности перекрестного воздушно-капельного инфицирования обследуемых в полевых условиях.The objective of the proposed method is to increase the sensitivity of the method to the initial minimum changes in the ventilation function of the lungs and to eliminate the danger of cross airborne infection of the subjects in the field.
Поставленная задача достигается тем, что для контроля состояния вентиляционной функции легких человека используют способ, основанный на измерении нового физиологического параметра, характеризующего вентиляционную функцию легких - динамики продолжительности шумов форсированного выдоха, зарегистрированных на трахее в полосе частот 200-2000 Гц до и после воздействия, при этом продолжительность шумов форсированного выдоха определяют по огибающей шумового процесса, вычисление динамики данного параметра осуществляют в процентах относительно его значения до воздействия, сравнивают величины динамики параметра в процентах с ранее определенным пороговым значением данного параметра и при превышении полученной величиной порогового значения фиксируют наличие негативных изменений в вентиляционной функции легких в ответ на неблагоприятное воздействие.This object is achieved in that in order to monitor the state of the ventilation function of the lungs of a person, a method based on measuring a new physiological parameter characterizing the ventilation function of the lungs is used — the dynamics of the duration of forced expiratory noise recorded on the trachea in the frequency band 200-2000 Hz before and after exposure, this, the duration of the forced expiratory noise is determined by the envelope of the noise process, the dynamics of this parameter are calculated as a percentage of the relative but its values before exposure, compared dynamics parameter values as a percentage with a threshold value previously determined, and when this parameter exceeds the threshold value obtained is fixed presence of negative changes in pulmonary ventilation function in response to an adverse effect.
Диапазон основных шумов форсированного выдоха лежит в полосе частот сигнала от 200 до 2000 Гц, чем и определяется выбор данного интервала частот в заявляемом способе (Коренбаум В.И. и др. Акустические эффекты в системе дыхания человека при форсированном выдохе // Акустический журнал, 1997. Т.43. №1. С.78-86).The range of the main noises of forced expiration lies in the frequency band of the signal from 200 to 2000 Hz, which determines the choice of this frequency range in the claimed method (Korenbaum V.I. et al. Acoustic effects in the human respiratory system during forced expiration // Acoustic Journal, 1997 T.43. No. 1. P.78-86).
Вычисление пороговых значений основывается на известных методических подходах вычисления пороговых значений физиологических параметров, например, R.Pellegrino, G.Viegi, V.Brusasco, et al. Interpretative strategies for lung function tests // Eur Respir J 2005; 26. P.949, заключающихся в определении границы 95% доверительного интервала нормальных значений. Так, пороговое значение динамики продолжительности шумов форсированного выдоха можно определить предварительно на репрезентативной выборке здоровых лиц, одного с обследуемым пола и возрастной группы, подвергая их конкретному неблагоприятному воздействию и вычисляя 95% перцентиль динамики продолжительности шумов форсированного выдоха в процентах после воздействия относительно ее значения до воздействия по данной группе. Или более точно пороговое значение динамики продолжительности шумов форсированного выдоха можно определить для каждого обследуемого индивидуально, вычисляя величину, равную 1,65 коэффициента вариации, по результатам трех воспроизводимых измерений продолжительности шумов форсированного выдоха, выполненных до неблагоприятного воздействия.The calculation of threshold values is based on well-known methodological approaches for calculating threshold values of physiological parameters, for example, R. Pellegrino, G.Viegi, V. Brusasco, et al. Interpretative strategies for lung function tests // Eur Respir J 2005; 26. P.949, consisting in determining the border of the 95% confidence interval of normal values. Thus, the threshold value of the dynamics of the duration of forced expiratory noise can be determined previously on a representative sample of healthy individuals, one with the examined gender and age group, subjecting them to specific adverse effects and calculating the 95% percentile of the dynamics of the duration of forced expiratory noise in percent after exposure relative to its value before exposure for this group. Or more accurately, the threshold value of the dynamics of the duration of the forced expiratory noise can be determined individually for each subject, by calculating a value equal to 1.65 of the coefficient of variation, according to the results of three reproducible measurements of the duration of the forced expiratory noise performed before an adverse effect.
Заявляемый способ с использованием данного акустического параметра позволяет повысить чувствительность способа контроля состояния вентиляционной функции легких человека в ответ на неблагоприятные воздействия, резко упростить и обезопасить процедуру обследования и делает его пригодным для применения в полевых и экстремальных условиях (водолазные погружения, космические полеты, автономное подводное плавание и т.д.), а также в чрезвычайных ситуациях (технологические и природные катастрофы, химические отравления, боевые действия и т.д.) для контроля состояния попавших в эти условия людей с целью своевременного проведения лечебных мероприятий (сортировки пострадавших), исключения несчастных случаев и продления сроков профессионального долголетия у лиц, профессионально работающих в экстремальных условиях.The inventive method using this acoustic parameter allows you to increase the sensitivity of the method of monitoring the state of the ventilation function of the lungs of a person in response to adverse effects, dramatically simplify and secure the examination procedure and makes it suitable for use in field and extreme conditions (diving, space flights, autonomous scuba diving etc.), as well as in emergency situations (technological and natural disasters, chemical poisoning, military operations, etc.) to monitor the condition of people who fell into these conditions in order to conduct timely medical measures (sort the injured), to eliminate accidents and extend the period of professional longevity for people who work professionally in extreme conditions.
Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.
Обследуемому на область трахеи (боковая стенка гортани или яремная впадина) устанавливают акустический датчик. Обследуемый выполняет маневр форсированного выдоха (максимально полное и быстрое опорожнение легких после полного вдоха). Сигнал с акустического датчика записывается в компьютер и обрабатывается с использованием разработанной программы. Определяется продолжительность трахеальных шумов форсированного выдоха в полосе частот сигнала 200-2000 Гц путем вычисления огибающей шумового сигнала форсированного выдоха методом скользящего среднего с периодом осреднения 0,01 с и вычисления максимума амплитуды огибающей. По уровню 0,5% от максимального значения полученного значения амплитуды измеряют моменты начала и окончания шумового процесса. По разности моментов окончания и начала определяют продолжительность трахеальных шумов форсированного выдоха. Фиксируют результаты трех воспроизводимых попыток маневра форсированного выдоха, но в качестве оценки величины параметра до воздействия берется максимальная продолжительность, как характеризующая наилучшим образом выполненный маневр форсированного выдоха. Затем обследование повторяется после (или в процессе) неблагоприятного воздействия. Тело обследуемого должно находиться в том же положении, что и при измерениях до начала неблагоприятного воздействия. Обследуемый вновь выполняет три воспроизводимых маневра форсированного выдоха, продолжительности которых определяют так же, как и раньше. В качестве оценки величины параметра после неблагоприятного воздействия также берется максимальная полученная продолжительность, которая характеризует наилучшим образом выполненный маневр форсированного выдоха. Затем определяют динамику продолжительности трахеальных шумов форсированного выдоха в процентах, вычисляя разность значения после воздействия и значения до воздействия, деля ее на значение до воздействия и умножая на 100. Полученную величину динамики в процентах сравнивают с пороговым значением и при превышении полученной величиной порогового значения фиксируют наличие негативных изменений в вентиляционной функции легких в ответ на неблагоприятное воздействие.The subject is placed an acoustic sensor on the trachea (lateral wall of the larynx or jugular cavity). The subject performs a forced expiratory maneuver (the most complete and rapid emptying of the lungs after a full breath). The signal from the acoustic sensor is recorded in a computer and processed using the developed program. The duration of tracheal noises of forced expiration in the frequency band of the signal 200-2000 Hz is determined by calculating the envelope of the noise signal of forced expiration using the moving average method with an averaging period of 0.01 s and calculating the maximum envelope amplitude. At the level of 0.5% of the maximum value of the obtained amplitude value, the moments of the beginning and end of the noise process are measured. The difference in the moments of the end and the beginning determines the duration of the tracheal noises of forced expiration. The results of three reproducible forced expiratory maneuver attempts are recorded, but the maximum duration is taken as an estimate of the parameter value before exposure, as characterizing the best performed forced expiratory maneuver. Then the examination is repeated after (or in the process) adverse effects. The body of the subject should be in the same position as in the measurements before the onset of adverse effects. The subject again performs three reproducible forced expiratory maneuvers, the durations of which are determined in the same way as before. After evaluating the value of the parameter after an adverse effect, the maximum obtained duration is also taken, which characterizes the best performed forced expiratory maneuver. Then, the dynamics of the duration of tracheal noises of forced expiration is determined in percent, calculating the difference between the value after exposure and the value before exposure, dividing it by the value before exposure and multiplying by 100. The obtained dynamic value in percent is compared with the threshold value and, if the threshold value is exceeded, the presence is fixed negative changes in the ventilation function of the lungs in response to an adverse effect.
Конкретное пороговое значение может быть получено двумя способами. Первый - более грубый способ - заключается в определении порогового значения по ансамблю здоровых лиц одного с обследуемым пола и той же возрастной группы, которых подвергают модельному неблагоприятному воздействию. В этом случае в качестве порогового значения определяют 95% перцентиль динамики продолжительности трахеальных шумов форсированного выдоха до и после модельного воздействия по исследуемому ансамблю лиц. Второй - более точный способ - заключается в индивидуальном определении порогового значения для конкретного индивидуума. В этом случае пороговое значение динамики продолжительности шумов форсированного выдоха определяют для каждого обследуемого индивидуально, вычисляя величину, равную 1,65 коэффициента вариации, по результатам трех воспроизводимых измерений продолжительности шумов форсированного выдоха, выполненных до неблагоприятного воздействия.A specific threshold value can be obtained in two ways. The first - a more crude way - is to determine the threshold value for an ensemble of healthy individuals of the same sex and the same age group, which are subjected to a model adverse effect. In this case, the threshold percent value is determined by the 95% percentile of the dynamics of the duration of tracheal noises of forced expiration before and after the model exposure of the studied ensemble of individuals. The second - a more accurate way - is to individually determine the threshold value for a particular individual. In this case, the threshold value of the dynamics of the duration of the forced expiratory noise is determined individually for each subject, calculating a value equal to 1.65 of the coefficient of variation, according to the results of three reproducible measurements of the duration of the forced expiratory noise performed before an adverse effect.
Первый способ задания порогового значения удобен в применении к лицам незапланированно попавшим в неблагоприятные для дыхательной системы условия, когда конкретно для них не имеется готовых нормативов пороговых значений. Второй способ задания порогового значения более удобен и точен для контроля состояния лиц, профессионально работающих в неблагоприятных условиях, для каждого из которых норматив порогового значения может быть определен в нормальных условиях заранее.The first way to set a threshold value is convenient in applying to persons who have unplannedly found themselves in adverse conditions for the respiratory system, when specifically for them there are no ready-made standards for threshold values. The second way of setting the threshold value is more convenient and accurate for monitoring the status of persons professionally working in adverse conditions, for each of which the threshold value norm can be determined in advance under normal conditions.
Сравнение предлагаемого способа с известными способами контроля состояния вентиляционной функции легких показывает, что он является новым и обладает изобретательским уровнем, поскольку для контроля вентиляционной функции легких предлагается использовать новый ранее для решения поставленной задачи не применяемый акустический параметр - относительную динамику продолжительности трахеальных шумов форсированного выдоха до и после неблагоприятного воздействия и сравнение его с определенными ранее для данного параметра пороговыми значениями. Именно это существенное отличие обеспечивает повышение чувствительности заявляемого способа, особенно к минимальным реакциям дыхательной системы человека на неблагоприятные воздействия по сравнению с прототипом, а также полностью исключает опасность перекрестного воздушно-капельного инфицирования обследуемых, характерную для прототипа.Comparison of the proposed method with known methods for monitoring the state of the ventilation function of the lungs shows that it is new and has an inventive step, since it is proposed to use a new, previously unacceptable acoustic parameter to control the ventilation function of the lungs - the relative dynamics of the duration of tracheal noises of forced expiration to and after adverse effects and comparing it with threshold values defined earlier for this parameter by opinions. It is this significant difference that provides an increase in the sensitivity of the proposed method, especially to minimal reactions of the human respiratory system to adverse effects compared to the prototype, and also completely eliminates the risk of cross-droplet infection of the subjects, typical for the prototype.
Проиллюстрируем применение предлагаемого способа на конкретном примере. Способ был использован для контроля состояния вентиляционной функции легких в ответ на неблагоприятное воздействие - погружение под воду в кислородном дыхательном аппарате. До и после погружения обследовано 48 мужчин, которые совершили одиночные погружения в кислородных аппаратах ИДА-71. Водолазы, участвовавшие в погружениях, были сравнительно молодого возраста (18-29 лет) и имели преимущественно небольшой стаж подводных работ. Глубина погружений составила 3-10 м, время экспозиции - 15-90 мин. По группе в целом спирографический параметр (ОФВ1) до и после погружения находился в пределах нормальных значений. В то же время после погружения обнаружено его статистически значимое снижение, что свидетельствует о тенденции к ухудшению вентиляционной функции легких и согласуется с известными ранее результатами о неблагоприятном влиянии водолазных погружений на дыхательную систему.We illustrate the application of the proposed method on a specific example. The method was used to monitor the state of the ventilation function of the lungs in response to an adverse effect - immersion in water in an oxygen breathing apparatus. Before and after the dive, 48 men were examined who performed single dives in oxygen devices IDA-71. Divers who participated in the dives were relatively young (18-29 years old) and had mostly a short history of underwater work. The depth of immersion was 3-10 m, the exposure time was 15-90 minutes. In the group as a whole, the spirographic parameter (FEV1) before and after immersion was within normal values. At the same time, after diving, a statistically significant decrease was found, which indicates a tendency to worsen ventilation function of the lungs and is consistent with previously known results on the adverse effects of diving diving on the respiratory system.
Затем был выполнен анализ индивидуальной динамики продолжительности трахеальных шумов форсированного выдоха до и после погружения (Таблица).Then, an analysis of the individual dynamics of the duration of tracheal noises of forced expiration before and after immersion was performed (Table).
Для записи трахеальных шумов форсированного выдоха использовали акустический датчик, чувствительным элементом которого служил универсальный электретный микрофон. Датчики подключают к стандартной 16-разрядной звуковой карте компьютера. Для ввода сигналов использовали специализированный пакет прикладных программ ПФТ-99 (Коренбаум В.И., Тагильцев А.А., Шубин С.Б. и др. Сб. Резюме 12-го Национального конгресса по болезням органов дыхания. (11-15 ноября 2002). L012. М.: НИИ Пульмонологии МЗ РФ, 2002), а для обработки сигналов - программные продукты SpectraLab (Sound Technology Inc.), MatLab (MathWorks Inc.).An acoustic sensor was used to record the forced expiratory tracheal noises, the universal electret microphone serving as a sensitive element. Sensors connect to a standard 16-bit computer sound card. To input the signals, we used the specialized PFT-99 application package (Korenbaum V.I., Tagiltsev A.A., Shubin S.B. et al. Sat. Summary of the 12th National Congress on Respiratory Diseases. (November 11-15 2002) .L012. M .: Research Institute of Pulmonology, Ministry of Health of the Russian Federation, 2002), and for signal processing - software SpectraLab (Sound Technology Inc.), MatLab (MathWorks Inc.).
Для оценки порогового значения динамики продолжительности трахеальных шумов использовался подход, связанный с определением 95% перцентиля динамики продолжительности трахеальных шумов форсированного выдоха по группе лиц, подвергнутых модельному воздействию. Группа состояла из 33 мужчин той же возрастной группы (18-29 лет). Модельное воздействие представляло из себя физическую нагрузку (степ-тест) в водолазном снаряжении, но на суше. При этом не у кого из обследуемых не было выявлено респираторных симптомов, динамика спирографического показателя ОФВ1 также оставалась у все нормальной. 95% перцентиль динамики продолжительности трахеальных шумов форсированного выдоха по группе составил 19,6%. Именно эта величина и была использована далее в качестве порогового значения для анализа результатов погружения.To assess the threshold value of the dynamics of the duration of tracheal noises, we used an approach related to the determination of the 95% percentile of the dynamics of the duration of tracheal noises of forced expiration from a group of individuals exposed to model exposure. The group consisted of 33 men of the same age group (18-29 years old). The model impact was physical activity (step test) in diving equipment, but on land. At the same time, none of the subjects showed respiratory symptoms, the dynamics of the spirographic index of FEV1 also remained normal in everything. The 95% percentile of the dynamics of the duration of tracheal noises of forced expiration in the group was 19.6%. It is this quantity that was used further as a threshold value for analyzing the results of the dive.
В Таблице приведены результаты проведенного исследования динамики продолжительности трахеальных шумов форсированного выдоха после погружения и наличие респираторных симптомов, вызванных погружением.The table shows the results of a study of the dynamics of the duration of tracheal noises of forced expiration after immersion and the presence of respiratory symptoms caused by immersion.
Как мы видим из таблицы, у 10 человек №1, 5, 9, 16, 22, 23, 27, 35, 42, 46 (20,8% всей группы водолазов) отмечено значимое увеличение продолжительности трахеальных шумов форсированного выдоха на величину более 19,6%.As we can see from the table, 10 people No. 1, 5, 9, 16, 22, 23, 27, 35, 42, 46 (20.8% of the entire group of divers) showed a significant increase in the duration of tracheal noise of forced expiration by more than 19 , 6%.
Из 10 человек с существенной динамикой продолжительности трахеальных шумов форсированного выдоха у 2 водолазов (№1 и №23) наблюдалось одновременное ухудшение как акустических, так и спирографических параметров, при этом у них появилось першение за грудиной и малопродуктивный кашель, которых не было до погружения. Еще у одного водолаза (№27) со значимым увеличением продолжительности трахеальных шумов форсированного выдоха, но без спирографических изменений, в процессе погружения возникли позывы на кашель. У остальных обследуемых явных респираторных симптомов во время погружения и после него не наблюдалось.Out of 10 people with significant dynamics in the duration of tracheal noises of forced expiration, 2 divers (No. 1 and No. 23) showed a simultaneous deterioration in both acoustic and spirographic parameters, while they developed perspiration behind the sternum and an unproductive cough that did not exist before diving. Another diver (No. 27) with a significant increase in the duration of tracheal noises of forced expiration, but without spirographic changes, urged to cough during diving. The remaining subjects showed no obvious respiratory symptoms during and after the dive.
Как мы видим, у 3 водолазов из 10, отреагировавших на погружение существенной динамикой продолжительности трахеальных шумов форсированного выдоха, после погружения имели место симптомы, характерные для начальных проявлений легочной формы отравления кислородом: першение за грудиной, позывы на кашель (Правила водолазной службы военно-морского флота. Часть II. Медицинское обеспечение водолазов военно-морского флота / Под наблюдением С.В.Никонова. - Москва: Воениздат, 2004. - С.122-137). С учетом модельных данных (Korenbaum VI, Pochekutova IA. Regression simulation of the dependence of forced expiratory tracheal noises duration on human respiratory system biomechanical parameters. J Biomechanics 2008. 41:63-68) полученные результаты свидетельствуют о появлении нарушений вентиляционной функции легких. Данный вывод подтверждается и наблюдаемыми у этих трех водолазов респираторными симптомами. В этом свете бессимптомное увеличение продолжительности трахеального шума форсированного выдоха после погружения у остальных 7 водолазов характеризует скрытую доклиническую фазу токсического воздействия кислорода на легкие, то есть свидетельствует о начальном минимальном изменении вентиляционной функции легких.As we can see, in 3 out of 10 divers who reacted to immersion with a significant dynamics in the duration of tracheal noises of forced expiration, after immersion there were symptoms characteristic of the initial manifestations of pulmonary oxygen poisoning: tickling behind the sternum, urging to cough (Rules of the Navy Diving Service of the Navy - Part II: Medical Support for Divers of the Navy / Under the supervision of S.V. Nikonov - Moscow: Military Publishing House, 2004. - P.122-137). Based on model data (Korenbaum VI, Pochekutova IA. Regression simulation of the dependence of forced expiratory tracheal noises duration on human respiratory system biomechanical parameters. J Biomechanics 2008. 41: 63-68), the results indicate the appearance of impaired ventilation function of the lungs. This conclusion is confirmed by the respiratory symptoms observed in these three divers. In this light, an asymptomatic increase in the duration of tracheal noise of forced expiration after immersion in the remaining 7 divers characterizes the latent preclinical phase of the toxic effects of oxygen on the lungs, that is, indicates an initial minimal change in the ventilation function of the lungs.
Токсическое воздействие высоких концентрации кислорода на бронхолегочную систему подтверждено многочисленными исследованиями, проведенными как на животных, так и с участием людей. В зависимости от величины парциального давления кислорода, экспозиции, индивидуальной чувствительности, сочетанного воздействия других неблагоприятных факторов (избыток углекислого газа, низкая и высокая температура, тяжелая физическая нагрузка) характер, выраженность, продолжительность нарушений функционального состояния респираторной системы могут быть различными. Механизмы возникновения и развития токсического эффекта кислорода на респираторную систему являются предметом интенсивного изучения. Неблагоприятные факторы, сопровождающие погружения, такие как увеличенное сопротивление дыханию, гипероксия, примесь в дыхательной смеси частичек натронной извести (поглотитель) или паров щелочи (регенеративное вещество) могут вызывать сужение просвета дыхательных путей, за счет утолщения их стенки вследствие воспаления. Так же одним из возможных механизмов уменьшения просвета дыхательных путей является наличие гиперреактивности бронхов, которая может быть результатом как врожденного биологического дефекта, либо быть приобретенной, в том числе и вследствие влияния хронической гипероксии.The toxic effect of high oxygen concentrations on the bronchopulmonary system is confirmed by numerous studies conducted both on animals and on humans. Depending on the magnitude of the partial pressure of oxygen, exposure, individual sensitivity, the combined effects of other adverse factors (excess carbon dioxide, low and high temperature, severe physical exertion), the nature, severity, duration of violations of the functional state of the respiratory system can be different. The mechanisms of the occurrence and development of the toxic effect of oxygen on the respiratory system are the subject of intensive study. Unfavorable factors accompanying diving, such as increased resistance to breathing, hyperoxia, an admixture of particles of soda lime (absorber) or alkali vapor (regenerative substance) can cause a narrowing of the lumen of the airways due to thickening of their wall due to inflammation. One of the possible mechanisms for reducing the lumen of the respiratory tract is the presence of bronchial hyperreactivity, which may be the result of a congenital biological defect, or be acquired, including due to the influence of chronic hyperoxia.
Обращает на себя внимание, что признаки токсического поражения бронхолегочной системы развились у обследованных нами водолазов в сроки, которые не превышали допустимое время водолазных работ (Правила водолазной службы военно-морского флота. Часть II. Медицинское обеспечение водолазов военно-морского флота / Под наблюдением С.В.Никонова. - Москва: Воениздат, 2004. - С.122-137). Хотя следует заметить, что существующие на сегодняшний день лимиты экспозиции гипероксией разрабатывались произвольно, с ориентацией на более тяжелые системные токсические поражения (судорожная и сосудистая формы). До настоящего времени риски развития токсического повреждения легких плохо охарактеризованы, а значит, и нет возможности прогнозирования развития легочной формы отравления кислородом у конкретного водолаза. С учетом этого осуществление контроля состояния вентиляционной функции легких во время погружения, направленное на оперативное выявление ранних, желательно доклинических признаков вентиляционных нарушений, представляется весьма актуальным. Полученные нами результаты свидетельствуют о перспективности использования предлагаемого акустического способа в этих целях. Применение заявляемого способа в данном назначении позволит избежать несчастных случаев при погружениях и продлить сроки профессионального долголетия водолазов.It is noteworthy that the symptoms of toxic damage to the bronchopulmonary system developed in the divers examined by us in terms that did not exceed the permissible time for diving operations (Rules for the Diving Service of the Navy. Part II. Medical Support for Divers of the Navy / Under the supervision of C. V. Nikonova. - Moscow: Military Publishing House, 2004 .-- S.122-137). Although it should be noted that the current exposure limits for hyperoxia were developed arbitrarily, with a focus on more severe systemic toxic lesions (convulsive and vascular forms). To date, the risks of developing toxic damage to the lungs are poorly characterized, which means that there is no way to predict the development of pulmonary oxygen poisoning in a particular diver. With this in mind, monitoring the state of the ventilation function of the lungs during a dive, aimed at promptly identifying early, preferably preclinical, signs of ventilation disorders, appears to be very relevant. Our results indicate the promise of using the proposed acoustic method for these purposes. The application of the proposed method for this purpose will avoid accidents when diving and extend the professional longevity of divers.
Назначение предлагаемого способа не исчерпывается рассмотренным примером водолазных погружений. Он может быть аналогично применен для оценки динамики вентиляционной функции легких и в других задачах специальной физиологии и медицины катастроф.The purpose of the proposed method is not limited to the considered example of diving diving. It can be similarly applied to assess the dynamics of the ventilation function of the lungs and in other tasks of special physiology and disaster medicine.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009125096/14A RU2405429C1 (en) | 2009-06-30 | 2009-06-30 | Method of controlling state of ventilation function of human lungs under unfavourable impact |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009125096/14A RU2405429C1 (en) | 2009-06-30 | 2009-06-30 | Method of controlling state of ventilation function of human lungs under unfavourable impact |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2405429C1 true RU2405429C1 (en) | 2010-12-10 |
Family
ID=46306233
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009125096/14A RU2405429C1 (en) | 2009-06-30 | 2009-06-30 | Method of controlling state of ventilation function of human lungs under unfavourable impact |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2405429C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2625274C1 (en) * | 2016-09-19 | 2017-07-12 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТОИ ДВО РАН) | Method for control of physiological parameters of divers respiratory system |
| RU2654613C1 (en) * | 2017-06-05 | 2018-05-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТОИ ДВО РАН) | Method for control of the state of the respiratory system of patients with obstructive pulmonary disease at home |
| RU2743244C1 (en) * | 2020-06-16 | 2021-02-16 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТОИ ДВО РАН) | Method for diagnosing the state of the ventilation function of human lungs (options) |
| RU2817491C1 (en) * | 2023-11-16 | 2024-04-16 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук | Acoustic method of determining respiratory minute volume of diver under water |
-
2009
- 2009-06-30 RU RU2009125096/14A patent/RU2405429C1/en active
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| ПОЧЕКУРОВА И.А. и др. Параметры трахеальных шумов форсированного выдоха у подростков из семей с хроническими обструктивными заболеваниями легких. Проблемы сохранения здоровья семьи. Сб. науч. трудов. - Владивосток, 2000, с.115-123. PELLEGRINO. R. et. al. Interpretative strategies for lung function test EVR. Respir. J. 2005, 26, 949. * |
| Стандартизация легочных функциональных тестов. Доклад рабочей группы. Приложение к журналу Пульмонология, 1993, 64-68. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2625274C1 (en) * | 2016-09-19 | 2017-07-12 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТОИ ДВО РАН) | Method for control of physiological parameters of divers respiratory system |
| RU2654613C1 (en) * | 2017-06-05 | 2018-05-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТОИ ДВО РАН) | Method for control of the state of the respiratory system of patients with obstructive pulmonary disease at home |
| RU2743244C1 (en) * | 2020-06-16 | 2021-02-16 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТОИ ДВО РАН) | Method for diagnosing the state of the ventilation function of human lungs (options) |
| RU2817491C1 (en) * | 2023-11-16 | 2024-04-16 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук | Acoustic method of determining respiratory minute volume of diver under water |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Vizel et al. | Validation of an ambulatory cough detection and counting application using voluntary cough under different conditions | |
| Paraskakis et al. | Measurement of bronchial and alveolar nitric oxide production in normal children and children with asthma | |
| Goozée et al. | The effects of age and gender on laryngeal aerodynamics | |
| Gavriely et al. | Respiratory health screening using pulmonary function tests and lung sound analysis | |
| RU2405429C1 (en) | Method of controlling state of ventilation function of human lungs under unfavourable impact | |
| Voortman et al. | Pulmonary function changes in Navy divers during their professional careers. | |
| RU2354285C1 (en) | Acoustic spectral analysis of obstructive pulmonary diseases | |
| Chen et al. | Automatic lung tidal volumes estimation from tracheal sounds | |
| Mendonça et al. | Airway resistance at maximum inhalation as a marker of asthma and airway hyperresponsiveness | |
| RU2565018C1 (en) | Method of screening assessment of development of chronic obstructive pulmonary disease, associated with presence of arterial hypertension | |
| Bhandare et al. | Correlation of peak expiratory flow rate and single breath count in normal adults | |
| RU2304928C2 (en) | Method for acoustic diagnostics of focal alterations in human lungs | |
| ÇEÇEN et al. | Objective and subjective voice evaluation in Covid 19 patients and prognostic factors affecting the voice | |
| Schulze et al. | Correlation of spirometry and body plethysmography during exercise-induced bronchial obstruction | |
| RU2755390C1 (en) | Method for diagnosing respiratory failure in chronic obstructive pulmonary disease | |
| Joshi et al. | Phonation quotient using three aerodynamic instruments in the disordered voice | |
| Geneid et al. | Association of breathing sound spectra with glottal dimensions in exercise-induced vocal cord dysfunction | |
| RU2368307C1 (en) | Method of bronchial obstruction diagnostics | |
| Glazova et al. | A method and algorithm for remote monitoring of patients in asthma | |
| RU2518338C1 (en) | Method for assessing functional reserves of human body | |
| RU2304919C2 (en) | Method for predicting the disorders of bronchial permeability | |
| Charleston-Villalobos et al. | Adventitious lung sounds imaging by ICA-TVAR scheme | |
| RU2480151C1 (en) | Method of estimating professional adaptation of cadets of educational institutions of emercom of russia | |
| RU2431444C2 (en) | Method for detecting functional condition of diaphragm in patients with chronic obstructive pulmonary disease | |
| Nepal et al. | Spirometric evaluation of pulmonary functions of medical students in Nepal |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20210126 Effective date: 20210126 |