RU2304928C2 - Способ акустической диагностики очаговых изменений в легких человека - Google Patents
Способ акустической диагностики очаговых изменений в легких человека Download PDFInfo
- Publication number
- RU2304928C2 RU2304928C2 RU2005130965/14A RU2005130965A RU2304928C2 RU 2304928 C2 RU2304928 C2 RU 2304928C2 RU 2005130965/14 A RU2005130965/14 A RU 2005130965/14A RU 2005130965 A RU2005130965 A RU 2005130965A RU 2304928 C2 RU2304928 C2 RU 2304928C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- parameter
- threshold value
- examination
- pathological
- values
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Abstract
Изобретение относится к медицине и может быть использовано для акустической диагностики очаговых изменений в легких человека. В качестве оцениваемых характеристик проведенного на поверхность грудной клетки звука голоса используют амплитуды (А) и частоты (f) трех спектральных максимумов, расположенных на гармонически связанных частотах и имеющих уровень не ниже 60 дБ от уровня первого максимума, затем вычисляют отношения A12/f21, A23/f32, разность ΔА12 величин А1 и А2 над симметричными точками обследования справа (D) и слева (S), при этом сравнение полученных величин проводят с соответствующими пороговыми значениями для данного типа заболевания. Патологическое снижение пневмотизации в точке обследования фиксируют, если выполняется одно из условий, выбранное из A12/f21 меньше первого порогового значения данного параметра (A12/f21)п1, A23/f32 меньше первого порогового значения данного параметра (A23/f32)п1, f1 больше порогового значения данного параметра (f1)п, ΔА12 меньше первого порогового значения данного параметра (ΔA12)п1 для точек обследования правого легкого, ΔА12 больше второго порогового значения данного параметра (ΔА12)п2 для точек обследования левого легкого. Патологическое увеличение пневматизации в точке обследования фиксируют, если A12/f21 больше второго порогового значения данного параметра (A12/f21)п2 и/или A23/f32 больше второго порогового значения данного параметра (A23/f32)п2. Способ позволяет проводить диагностику патологических очаговых нарушений в легких человека за счет выявления новых, более информативных, объективно и автоматически оцениваемых характеристик проведенного на поверхность грудной клетки звука голоса, обладающих высокой дискриминирующей способностью. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.
Description
Изобретение относится к медицине и может быть использовано в практической медицине для неинвазивной диагностики очаговых изменений в легких человека.
Известны и широко применяются в клинической практике акустические способы диагностики очаговых изменений в легких человека, основанные на субъективном выслушивании возникающих в легких звуковых явлений - аускультации легких. Аускультация легких осуществляется путем прикладывания к поверхности грудной клетки инструмента для выслушивания. Одним из способов получения диагностических признаков при аускультации легких является определение бронхофонии, т.е. оценка сравнительного проведения звука голоса с гортани по воздушному столбу бронхов на поверхность грудной клетки (см. "Аускультация". БМЭ, Т.2. М., 1957, С.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). Недостатком способов - аналогов является низкая эффективность выявления очаговых патологических изменений, имеющая место вследствие, во-первых, субъективности оценки, во-вторых, вариабельности акустических параметров, в-третьих, зависимости оценки от опыта врача и свойств его слухового аппарата. Данные недостатки нашли отражение в том, что аускультация легких в медицинской практике ("Болезни органов дыхания: Руководство для врачей": в 4 т. Под общей редакцией Н.Р.Палеева. T.1. "Общая пульмонология" /Н.И.Александрова, А.Г.Бобков, Н.А.Богданов и др.; под ред. Н.В.Путова. - М.: Медицина, 1989, с.253) считается методикой малоценной и скорее вспомогательной по отношению к современным объективным неакустическим способам диагностики очаговых изменений в легких человека: рентгеновским, магниторезонансным, радиографическим и т.д.
В качестве прототипа рассмотрен объективный способ акустической диагностики очаговых изменений в легких человека - способ определения бронхофонии (патент СССР №1777560, опубл. 23.11.92), заключающийся в регистрации и сравнительной оценке амплитуд проведенного звука голоса на поверхности грудной клетки в симметрично расположенных точках обследования, справа и слева. При этом улучшается точность оценки акустических параметров.
Однако используемые для сравнения амплитудные параметры проведенных голосовых звуков справа и слева не полностью отражают особенности распространения звуков в системе дыхания, поэтому недостаток, связанный с недостаточной эффективностью выявления очаговых патологических изменений, сохраняется и для прототипа.
Техническая задача заявляемого способа - повышение эффективности диагностики патологических очаговых нарушений в легких человека за счет выявления новых более информативных объективно оцениваемых параметров проведенных голосовых звуков.
Поставленная задача достигается тем, что в способе акустической диагностики очаговых изменений в легких человека, включающем регистрацию проведенного звука голоса на поверхности грудной клетки в стандартных точках обследования, симметрично расположенных справа и слева, вычисление спектра зарегистрированного сигнала в полосе частот от 80 до 2000 Гц в логарифмическом масштабе по амплитуде в каждой точке обследования, измерение амплитуды (А) и частоты (f) первого (A1, f1) второго (А2, f2), третьего (A3, f3) спектральных максимумов, расположенных на гармонически связанных частотах и имеющих уровень не ниже 60 дБ от уровня первого максимума, вычисление отношений A12/f21, равного (A1-A2)/(f2-f1), и А23/02, равного (A2-A3)/(f3-f2), разности величин ΔА12, равной (A1-А2)D-(A1-A2)S над симметричными точками справа (D) и слева (S), и сравнение полученных величин с соответствующими пороговыми значениями для данного типа заболевания, при этом патологическое снижение пневматизации в точке обследования фиксируют, если выполняется, по крайней мере, одно из условий: A12/f21 меньше первого порогового значения данного параметра (A12/f21)п1, A23/f32 меньше первого порогового значения данного параметра (A23/f32)п1, f1 больше порогового значения данного параметра (f1)п, ΔА12 меньше первого порогового значения данного параметра (ΔА12)п1 для точек обследования правого легкого, ΔА12 больше второго порогового значения данного параметра (ΔА12)п2 для точек обследования левого легкого, а патологическое увеличение пневматизации в точке обследования фиксируют, если A12/f21 больше второго порогового значения данного параметра (A12/f21)п2 и/или A23/f32 больше второго порогового значения данного параметра (A23/f32)п2, причем величины первого и второго пороговых значений вычисляют, соответственно, как 5% и 95% персентили распределения данных параметров по группе здоровых.
Для повышения достоверности диагностики очаговых изменений в легких величины пороговых значений вышеприведенных параметров проведенных голосовых звуков, получаемые как 5% и 95% персентили распределения по группе здоровых, затем уточняют путем максимизации показателей чувствительности и специфичности по обучающей выборке, состоящей из здоровых и больных определенным типом очагового заболевания легких, определяя относительные значения пороговых величин.
В случае выявления пневмонии экспериментально определено, что
- патологическое снижение пневматизации в точке обследования над правым легким определяют, если выполняется условие ΔА12 меньше (ΔA12)п1, равного (-13) дБ, а патологическое снижение пневматизации в точке обследования над левым легким определяют, если выполняется условие ΔА12 больше (ΔА12)п2, равного 13 дБ;
- все значения параметра f1 для данного обследуемого располагают в виде ранжированного ряда, исключают 5 максимальных значений, определяют медиану оставшихся значений, вычисляют отклонение значения параметра в каждой точке обследования от медианы этого параметра в процентах (f1%), а патологическое снижение пневматизации в точке обследования определяют, если f1% больше порогового значения данного параметра (f1)п, равного 20,5%;
- при выявлении пневмонии все значения каждого из параметров A12/f21, A23/f32 для данного обследуемого располагают в виде ранжированного ряда, исключают 5 минимальных значений, определяют медиану оставшихся значений, вычисляют отклонение значения параметра в каждой точке обследования от медианы этого параметра в процентах A12/f21%, A23/f32%, а патологическое снижение пневматизации в точке обследования фиксируют, если A12/f21% меньше первого порогового значения данного параметра (A12/f21)п1, равного (-50)%, и/или A23/f32% меньше первого порогового значения данного параметра (A23/f32)п1, равного (-70)%, а патологическое увеличение пневматизации в точках обследования, для которых не определено снижение пневматизации, фиксируют, если A12/f21% больше второго порогового значения данного параметра (A12/f21)п2, равного 50%, и/или A23/f32% больше второго порогового значения данного параметра (A23/f32)п2, равного 70%;
- патологический очаг у обследуемого диагностируют, если имеются, по крайней мере, три компактно расположенные точки обследования с патологическими снижением или увеличением пневматизации, лежащие в зоне проекции одного легочного сегмента на поверхность грудной клетки.
Использование предлагаемого способа позволяет существенно повысить эффективность акустического выявления очаговых изменений в легких человека за счет обнаружения заявителем новых, более надежных, объективно и автоматически оцениваемых характеристик проведенного на поверхность грудной клетки звука голоса, обладающих высокой дискриминирующей способностью, а именно параметра f1, отношений A12/f21, A23/f32, разностного параметра ΔА12, а также вычисления соответствующих относительных пороговых значений этих параметров для случаев патологического снижения или увеличения пневматизации легочной ткани при диагностике пневмонии и определения порогового количества патологически измененных точек обследования при выявлении очага пневмонии.
Для пояснения сущности предлагаемого изобретения на фиг.1 показана карта точек обследования на поверхности грудной клетки спереди (а) и сзади (б). Для правого (D) легкого точки 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6 соответствуют 1, 2, 3, 4, 5 и 6 межреберьям по окологрудинной (парастернальной) линии справа; точки 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6 соответствуют 1, 2, 3, 4, 5 и 6 межреберьям по среднеключичной линии; точки 3.1, 3.2, 3.3, 3.4 соответствуют 4, 5, 6, 7 межреберьям по передней подмышечной линии; точки 4.1, 4.2, 4.3, 4.4 - 5, 6, 7, 8 межреберьям по средней подмышечной линии; точки 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 соответствуют 6, 7, 8 и 9 межреберьям по задней подмышечной линии; 6.1, 6.2, 6.3 (6.4 - в зависимости от возраста) - 6, 7, 8, 9 межреберьям по лопаточной линии и точки 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.5, 7.6, 7.7 соответствуют 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 межреберьям по околопозвоночной (паравертебральной) линии справа. Верхушке правого легкого соответствуют точки 15.1 (спереди) и 15.2 (сзади). Для левого (S) легкого точки 8.1, 8.2, 8.3 соответствуют окологрудинной линии слева по 1, 2, 3 межреберьям; точки 9.1, 9.2 и 9.3 - 1, 2, 3 межреберья среднеключичной линии; точки 10.1, 10.2, 10.3, 10.4 - 4, 5, 6, 7 межреберья по передней подмышечной линии; точки 11.1, 11.2, 11.3, 11.4 соответствуют 5, 6, 7, 8 межреберьям по средней подмышечной линии; 12.1, 12.2, 12.3, 12.4 это 6, 7, 8 и 9 межреберье по задней подмышечной линии; 13.1, 13.2, 13.3, (13.4 - в зависимости от возраста) - 6, 7, 8, 9 межреберье по лопаточной линии и точки 14.1, 14.2, 14.3, 14.4, 14.5, 14.6, 14.7 соответствуют 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 межреберьям по околопозвоночной линии слева. Верхушке левого легкого соответствуют точки 16.1 (спереди) и 16.2 (сзади).
На фиг.2 приведена сигналограмма проведенного голосового звука «Три-три» на поверхности грудной клетки (здоровая обследуемая 15 лет, точка 15.2).
На фиг.3 приведен спектр проведенного голосового звука «Три-три» (здоровая обследуемая 15 лет, точка 4.3 фиг.1), где 1, 2, 3 - первый, второй и третий спектральный максимум, а А1=-41,49dB и f1=226.7681 Hz - амплитуда и частота первого спектрального максимума.
На фиг.4 приведена таблица рассчитанных параметров по точкам обследования для больного двухсторонней пневмонией П., 11 лет.
На фиг.5 показана итоговая карта точек обследования для больного двухсторонней пневмонией П., построенная на основе сопоставления данных таблицы фиг.4 с предложенными пороговыми значениями, где серым цветом выделены точки обследования без патологических изменений, черным - точки обследования с патологически сниженной пневматизацией, белым - точки с патологически повышенной пневматизацией.
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. Обследования выполняют в положении сидя. Акустический датчик в виде электретного микрофона со стетоскопической насадкой удерживается врачом на стенке грудной клетки, строго по межреберьям, в стандартных точках поверхности грудной клетки (фиг.1): по окологрудинной (парастернальной), среднеключичной, передней, средней, задней подмышечным, лопаточной и по околопозвоночной (паравертебральной) линиям справа и слева. Акустический датчик подключают к усилителю-формирователю (коэффициент усиления 20 дБ, частота среза фильтра высоких частот 80 Гц). Выход усилителя-формирователя подключен к линейному входу звуковой карты персонального компьютера. Обследуемый произносит условную фразу, содержащую долгий звук "И", например, "Три-три" на спокойном выдохе, следующим за спокойным вдохом.
Отклик микрофона (фиг.2) на произносимую пациентом фразу «Три-три» в каждой точке обследования оцифровывается с частотой дискретизации 8 кГц и записывается в виде цифровых файлов стандартного формата *.wav. в соответствующем пакете программ, например SpectraLab (Sound Tech. Inc).
Дальнейшая обработка записанных цифровых файлов включает в себя спектральный анализ (фиг.3) методом БПФ (Быстрого преобразования Фурье) в пакете SpectraLab (амплитудный спектр, масштаб логарифмический, окно Хэннинга, подвыборки длиной 1024 временных отсчета, перекрытие 50%). В спектре регистрируются амплитуды (A1, A2, A3) и частоты (f1, f2, f3) первых трех спектральных пиков, расположенных на гармонически связанных частотах, в динамическом диапазоне 60 дБ ниже максимального значения амплитуды спектра (обычно A1). Настройку на спектральные пики (фиг.3) на гармонически связанных частотах выполняют гармоническим курсором пакета SpectraLab. Значения амплитуд и частот измеряют следящим курсором пакета SpectraLab при его настройке на максимум пика. Вычисляют: разность между амплитудами первого и второго пиков А12=(A1-A2), разность между амплитудами второго и третьего пиков А23=(A2-A3), отношения A12/f21=(A1-A2)/(f2-f1), A23/R2=(A2-A1)/(f3-f2), разность величин (A1-A2) над симметричными точками справа и слева ΔА12=(A1-А2)D-(A1-A2)S. Полученные в каждой точке обследования значения вышеназванных параметров заносят в электронную таблицу, сформированную для каждого пациента.
Полученные значения по каждой точке обследования сравнивают с пороговыми значениями каждого параметра и при превышении последнего диагностируют патологические изменения в конкретной точке обследования.
Так, патологическое снижение пневматизации в точке обследования над правым легким диагностируют, если выполняется условие ΔА12 меньше (ΔA12)п1. При этом при выявлении пневмонии (ΔА12)п1 равно (-13)дБ. Патологическое снижение пневматизации в точке обследования над левым легким определяют, если выполняется условие ΔА12 больше (ΔА12)п2. При этом при выявлении пневмонии (ΔА12)п2 равно 13 дБ.
Патологическое снижение пневматизации в точке обследования диагностируют, если f1 больше (f1)п. При этом при выявлении пневмонии все значения параметра f1 для данного обследуемого располагают в виде ранжированного ряда, исключают 5 максимальных значений, определяют медиану оставшихся значений, вычисляют отклонение значения параметра в каждой точке обследования от медианы этого параметра в процентах, f1%, причем патологическое снижение пневматизации в точке обследования определяют, если f1% больше порогового значения данного параметра (f1)п, равного 20,5%.
Патологическое снижение пневматизации в точке обследования определяют, если A12/f21 меньше (A12/f21)п1 или A23/D2 меньше (A23/f32)п1. При этом при выявлении пневмонии все значения каждого из параметров A12/f21, A23/f32 для данного обследуемого располагают в виде ранжированного ряда, исключают 5 минимальных значений, определяют медиану оставшихся значений, вычисляют отклонение значения параметра в каждой точке обследования от медианы этого параметра в процентах A12/f21%, A23/f32%, а патологическое снижение пневматизации в точке обследования диагностируют, если A12/f21% меньше первого порогового значения данного параметра (A12/f21)п1, равного (-50)%, и/или A23/f32% меньше первого порогового значения данного параметра (A23/f32)п1, равного (-70)%.
Патологическое увеличение пневматизации в точках обследования, для которых ранее не определено снижение пневматизации, определяют, если A12/f21 больше (A12/f21)п2 и/или A23/f32 больше (A23/f32)п2. При этом при выявлении пневмонии все значения каждого из параметров A12/f21, A23/f32 для данного обследуемого располагают в виде ранжированного ряда, исключают 5 минимальных значений, определяют медиану оставшихся значений, вычисляют отклонение значения параметра в каждой точке обследования от медианы этого параметра в процентах A12/f21%, A23/f32%, а патологическое увеличение пневматизации в точке обследования диагноституют, если A12/f21% больше второго порогового значения данного параметра (A12/f21)п2, равного 50%, и/или A23/f32% больше второго порогового значения данного параметра (A23/f32)п2 равного 70%.
Для удобства работы и повышения наглядности полученные значения описанных параметров, превышающие пороговые значения этих параметров, заносят в таблицу. Для ускорения обработки сравнение с пороговыми значениями и построение таблицы (фиг.4) осуществляют автоматически с помощью специально разработанной программы.
Далее полученные в таблице (фиг.4) результаты переносят на карту точек обследования (фиг.5). Квадраты, соответствующие точкам обследования, закрашиваются серым цветом, если не один из критериев патологического отклонения для данной точки обследования не срабатывает. Если срабатывает любой критерий патологического снижения пневматизации, точка закрашивается черным цветом. Если срабатывает любой критерий патологического увеличения пневматизации, точка закрашивается белым цветом. При этом приоритетными считают признаки патологического снижения пневматизации, поскольку в очаге пневмонии наблюдается консолидация тканей, т.е. уплотнение и, следовательно, снижение воздухонаполнения - пневматизации. Так, например, для точки обследования 5.2 (фиг.4) выполняются два критерия A12/f21% больше (A12/f21)п2 и A23/f32% меньше (A23/f32)п1, но поскольку приоритетным рассматривают критерий патологического снижения пневматизации, поэтому эта точка закрашена черным цветом (фиг.5). Для точки обследования 5.3 (фиг.4) также выполняются 2 критерия ΔА12 меньше (ΔA12)п1 и A23/f32% больше (A23/f32)п2, но приоритетным считают первый критерий, соответствующий патологическому снижению пневматизации, поэтому эта точка также закрашена черным цветом (фиг.5).
Затем при выявлении очага пневмонии определяют группирование точек с патологическими отклонениями пневматизации. Если у пациента с помощью вышеописанной процедуры выявлено, по крайней мере, три компактно расположенных точки обследования с патологическими снижением или увеличением пневматизации, лежащие в зоне проекции одного легочного сегмента на поверхность грудной клетки, диагностируют патологический очаг пневмонии. В данном случае (фиг.5) компактно расположенные точки 4.1, 5.1, 5.2, 5.3 и 6.3 справа лежат в зоне проекции шестого сегмента легких, а компактно расположенные точки 12.1, 12.2, 12.3 лежат в зоне проекции шестого сегмента слева. Таким образом, у обследуемого диагностируют двухстороннюю пневмонию в шестых сегментах легких, что совпадает с независимо поставленным (клинические и рентгенологический признаки) медицинским диагнозом.
Пороговые значения предложенных параметров для различных типов очаговой легочной патологии могут быть определены различным способом (В.В.Власов. Эффективность диагностических исследований. М.: Медицина, 1988), например, при сопоставлении представительных выборок здоровых и больных лиц соответствующей возрастной группы и пола, в том числе и по обучающей группе здоровых как 5% и 95% персентили распределения по этой группе.
Однако при этом пороговые значения будут зависеть от возраста и пола обследуемых.
Возможно также определение относительных пороговых значений, не зависящих от возраста и пола обследуемого путем максимизации показателей чувствительности и специфичности по обучающей выборке, состоящей из здоровых и больных определенным типом очагового заболевания легких. Эти пороговые значения были определены следующим образом.
На первом этапе использована выборка из 29 здоровых детей и подростков: 13 человек в возрасте от 7 до 11 лет и 16 человек в возрасте от 12 до 14 лет.
Обследуемым определены вышеперечисленные параметры ΔА12, A12/f21%, A23/f32%, f1% в каждой точке обследования. Для всей этой выборки с применением непараметрической описательной статистики (программа Statistica 6.0) рассчитаны 5% (Q5) и 95% (Q95) персентили (квантили) распределения каждого из описанных выше параметров. Эти квантили определяют пороговые значения используемых параметров с достоверностью р<0,1, т.е. соответствуют чувствительности и специфичности метода порядка 90%. Значения квантилей составили: Q95(A12/A21%) равно 49%, Q5(A12/A21%) равно (-49)%; Q95(A23/A32%) равно 71%, Q5(A23/A32%) равно (-71)%; Q95(f1%) равно 18%, Q5(f1%) равно (-18)%; Q95(ΔА12) равно 13,4 дБ, Q5(ΔA12) равно (-13) дБ.
На втором этапе пороговые значения были уточнены по обучающей выборке, которая состояла из 13 здоровых детей в возрасте от 7 до 11 лет и 28 больных детей того же возраста, которым был выставлен диагноз внебольничной пневмонии: у 11 больных процесс был правосторонним, у 7 - левосторонним и у 10 - двусторонним. Диагноз был выставлен на основании клинических, лабораторных данных и подтвержден рентгенологически. Всего у 28 больных выявлено 39 очагов пневмонии. Обследуемым определены вышеперечисленные параметры ΔА12, A12/f21%, A23/f32%, f1% в каждой точке обследования. Пороговые значения определялись путем максимизации показателей чувствительности и специфичности по обследуемой выборке (метод ROC-анализа) (Власов В.В. Эффективность диагностических исследований. М.: Медицина, 1988. С.104-127).
При величинах пороговых значений: (ΔА12)п1, равном 13 дБ, (ΔА12)п2, равном (-13) дБ; (A12/f21)п1, равном 50%, (A12/f21)п2, равном (-50)%; (A23/f32)п1, равном 70%, (A23/f32)п2, равном (-70)%; (f1)п, равном 20,5%, достигаются максимальная специфичность по группе здоровых 84,6% и максимальная чувствительность выявления у больного хотя бы одного очага пневмонии по группе больных 92,9%. В то же время из 39 рентгенологически определенных очагов пневмонии предлагаемым акустическим методом выявлено 33, то есть 84,6%.
Достигнутая таким образом чувствительность намного превышает чувствительность субъективной аускультации 45-60% (Блауэрт И. Пространственный слух. Пер. с нем. И.Д.Гудвица. М.: Энергия, 1978. - 222 с.; Вотчал Б.Е. с соавт. Акустические характеристики стетофонендоскопов и их измерение // Мед. Техника. - 1072 - №2. - С.16-20; Дьяченко А.И., Любимов Г.А. Распространение звука в легочной паренхиме. // Изв. АН СССР. - 1988. - №5. - С.3-15). Достигнутые значения чувствительности и специфичности предлагаемого способа являются достаточно высокими и позволяют использовать его не только для межрентгеновского мониторинга пневмоний, что само по себе является чрезвычайно ценным, но и для их первичного дорентгеновского выявления.
Величины относительных пороговых значений для других возрастных групп не будут существенно отличаться от полученных выше вследствие способа их относительного определения.
Сравнение предлагаемого способа с известными показывает, что он является новым и обладает изобретательским уровнем, поскольку заключается в выявлении очаговых патологических изменений в легких человека на основании оценки новых ранее не используемых параметров A12/f21, A12/f21%, А23/f32, A23/f32%, f1, f1%, ΔА12 проведенных на стенку грудной клетки голосовых звуков и сравнении величин этих параметров с пороговыми значениями, повышая эффективность акустической диагностики очаговых патологических изменений в легких (и в том числе пневмоний).
Выбор данных параметров в качестве критериев оценки патологическогих состояний впервые сделан авторами на основе проведенных экспериментальных исследований с учетом акустической модели респираторного тракта (Коренбаум В.И., Тагильцев А.А., Кулаков Ю.В. Особенности акустических явлений, наблюдаемых при аускультации легких //Акустический журнал. 2003. т.49, №3, С.376-388).
Проиллюстрируем применение предлагаемого способа на конкретном примере. Больной П., 11 лет поступил в детскую больницу с жалобами: на влажный кашель с трудно отделяемой мокротой, частый, иногда приступообразный, чаще по утрам; повышение температуры до фебрильных цифр; вялость, нарушение сна и аппетита. Из anamnesis morbi выяснено, что болен 5-е сутки, заболевание началось с повышение температуры до 39°, сухого изнурительного кашля. На 3-й день заболевания кашель стал влажным и малопродуктивным, но присоединилась вялость, температурная кривая имела фебрильный характер. Больной был осмотрен участковым педиатром и направлен на стационарное лечение. При поступлении: состояние средней тяжести, за счет симптомов интоксикации, гипертермии, бронхолегочного синдрома. Частота дыхания 24 в 1 минуту, при незначительной физической нагрузке - с участием вспомогательной мускулатуры. Перкуторно: укорочение перкуторного звука в нижних отделах по задней подмышечной линии с обеих сторон. Аускультативно: дыхание жесткое, влажные мелкопузырчатые хрипы (больше справа) в нижних отделах легких, справа по средней и задней подмышечным линиям выслушивается крепитация. На рентгенограмме органов грудной клетки: усиление легочного рисунка по полям со сгущением к корням и нижнемедиальным отделам, особенно справа. Справа в S6 (частично в S8) определяется средней интенсивности уплотнение легочной ткани, слева в S6 уплотнение слабой интенсивности, имеющее нечеткую горизонтальную нижнюю границу. На основании вышеперечисленных данных был выставлен клинический диагноз: внебольничная двусторонняя (сегментарная) пневмония, неосложненная, ДН I степени, острое течение.
В каждой точке обследования пациенту определены параметры проведенных на грудную клетку голосовых звуков: A12/f21, A12/f21%, А23/f32, A23/f32%, f1, f1%, ΔА12. Величины параметров A12/f21%, A23/f32%, f1%, ΔА12 сравнены с соответствующими порогами по описанной выше процедуре. В результате получена таблица параметров, превышающих пороговые значения (фиг.4). На ее основе согласно вышеописанной процедуре построена карта точек обследования пациента П (фиг.5), на которой более чем три компактно расположенные точки обследования 4.1, 5.1, 5.2, 5.3, 6.3 со снижением пневматизации справа лежат в зоне проекции шестого сегмента легких и образуют патологический очаг. По крайней мере, три компактно расположенные точки обследования со снижением пневматизации слева: 12.1, 12.2, 12.3 лежат в зоне проекции шестого сегмента легких и также образуют патологический очаг. Двух компактно лежащих точек обследования со снижением пневматизации 1.1, 2.2 для диагностирования патологического очага недостаточно. Точки с увеличением пневматизации 3.3 и 10.3 лежат отдельно и для диагностирования патологического очага их недостаточно. Таким образом, у пациента П. акустически выявлена двухсторонняя пневмония в шестых сегментах легких, что полностью совпадает с подтвержденным рентгенологически клиническим диагнозом.
Предлагаемый способ при довольно высокой чувствительности и специфичности (86,4%) совершенно безопасен для обследуемых, не связан с вредными облучениями и весьма прост в реализации. Его основное назначение межрентгеновский мониторинг состояния больных с очаговыми процессами в легких (прежде всего пневмонии). Способ может также использоваться для первичного выявления пневмоний в амбулаторных условиях.
Claims (6)
1. Способ акустической диагностики очаговых изменений в легких человека, включающий регистрацию и вычисление спектра акустических сигналов проведенного звука голоса на поверхности грудной клетки в симметрично расположенных справа и слева точках обследования, измерение и сравнительную оценку их амплитуд, отличающийся тем, что спектр зарегистрированного сигнала вычисляют в полосе частот от 80 до 2000 Гц в логарифмическом масштабе по амплитуде в каждой точке обследования, измеряют амплитуды и частоты первого (A1, f1), второго (А2, f2), третьего (A3, f3) спектральных максимумов, расположенных на гармонически связанных частотах и имеющих уровень не ниже 60 дБ от уровня первого максимума, вычисляют отношения A12/f21, равное отношению (А1-А2) к (f2-f1), A23/f32, равное (А2-А3) к (f3-f2), разность ΔА12 величин A1 и А2 над симметричными точками справа (D) и слева (S), при этом сравнение полученных величин проводят с соответствующими пороговыми значениями для данного типа заболевания, а патологическое снижение пневмотизации в точке обследования фиксируют, если выполняется, по крайней мере, одно из условий: A12/f21 меньше первого порогового значения данного параметра (A12/f21)п1, A23/f32 меньше первого порогового значения данного параметра (A23/f32)п1, f1 больше порогового значения данного параметра (f1)п, ΔA12 меньше первого порогового значения данного параметра (ΔA12)п1 для точек обследования правого легкого, ΔА12 больше второго порогового значения данного параметра (ΔА12)п2 для точек обследования левого легкого, а патологическое увеличение пневмотизации в точке обследования фиксируют, если A12/f21 больше второго порогового значения данного параметра (A12/f21)п2 и/или A23/f32 больше второго порогового значения данного параметра (A23/f32)п2, причем выличины первого и второго пороговых значений вычисляют как 5% и 95% персентили распределения данных параметров по группе здоровых.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что пороговое значение дополнительно уточняют путем максимизации показателей чувствительности и специфичности по обучающей выборке, состоящей из здоровых и больных определенным типом очагового заболевания легких.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что при выявлении пневмонии патологическое снижение пневмотизации в точке обследования над правым легким определяют, если выполняется условие ΔА12 меньше (ΔA12)п1, равного (-13) дБ, а патологическое снижение пневмотизации в точке обследования над левым легким определяют, если выполняется условие ДА 12 больше (ΔА12)п2, равного 13 дБ.
4. Способ по п.2, отличающийся тем, что при выявлении пневмонии все значения параметра f1 для данного обследуемого располагают в виде ранжированного ряда, исключают 5 максимальных значений, определяют медиану оставшихся значений, вычисляют отклонение значения параметра в каждой точке обследования от медианы этого параметра в процентах (f1%), причем патологическое снижение пневмотизации в точке обследования определяют, если f1% больше порогового значения данного параметра (f1)п, равного 20,5%.
5. Способ по п.2, отличающийся тем, что при выявлении пневмонии все значения каждого из параметров A12/f21, A23/f32 для данного обследуемого располагают в виде ранжированного ряда, исключают 5 минимальных значений, определяют медиану оставшихся значений, вычисляют отклонение значения параметра в каждой точке обследования от медианы этого параметра в процентах A12/f21%, A23/f32%, причем патологическое снижение пневмотизации в точке обследования диагностируют, если A12/f21% меньше первого порогового значения данного параметра (A12/f21)п1, равного (-50%), и/или A23/f32% меньше первого порогового значения данного параметра (A23/f32)п1, равного (-70%), а патологическое увеличение пневмотизации в точках обследования для которых не определено снижение пневмотизации определяют, если A12/f21% больше второго порогового значения данного параметра (A12/f21)п2, равного 50%, и/или A23/f32% больше второго порогового значения данного параметра (A23/f32)п2, равного 70%.
6. Способ по п.2, отличающийся тем, что при выявлении пневмонии патологический очаг у обследуемого диагностируют, если имеется, по крайней мере, три компактно расположенные точки обследования с патологическими снижением или увеличением пневмотизации, лежащие в зоне проекции одного легочного сегмента на поверхность грудной клетки.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005130965/14A RU2304928C2 (ru) | 2005-10-05 | 2005-10-05 | Способ акустической диагностики очаговых изменений в легких человека |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005130965/14A RU2304928C2 (ru) | 2005-10-05 | 2005-10-05 | Способ акустической диагностики очаговых изменений в легких человека |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2005130965A RU2005130965A (ru) | 2007-04-10 |
| RU2304928C2 true RU2304928C2 (ru) | 2007-08-27 |
Family
ID=38000152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005130965/14A RU2304928C2 (ru) | 2005-10-05 | 2005-10-05 | Способ акустической диагностики очаговых изменений в легких человека |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2304928C2 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2528653C2 (ru) * | 2012-06-20 | 2014-09-20 | Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ГБОУ ВПО ТГМУ Минздрава России) | Способ акустической диагностики очаговых образований в легких человека |
| RU2554211C1 (ru) * | 2013-12-26 | 2015-06-27 | Владимир Николаевич Абросимов | Способ выявления патологии органов дыхания и бронхоскоп для осуществления способа |
| RU2574713C2 (ru) * | 2013-11-18 | 2016-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Диагностика+" | Устройство анализа бронхофонограмм |
| WO2019229543A1 (en) | 2018-05-29 | 2019-12-05 | Healthy Networks Oü | Managing respiratory conditions based on sounds of the respiratory system |
-
2005
- 2005-10-05 RU RU2005130965/14A patent/RU2304928C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| КОРЕНБАУМ В.И. Новые акустические методы исследования системы дыхания человека. Вестник новых медицинских технологий, 1996, т.3, №3, с.87, 88. * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2528653C2 (ru) * | 2012-06-20 | 2014-09-20 | Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ГБОУ ВПО ТГМУ Минздрава России) | Способ акустической диагностики очаговых образований в легких человека |
| RU2574713C2 (ru) * | 2013-11-18 | 2016-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Диагностика+" | Устройство анализа бронхофонограмм |
| RU2554211C1 (ru) * | 2013-12-26 | 2015-06-27 | Владимир Николаевич Абросимов | Способ выявления патологии органов дыхания и бронхоскоп для осуществления способа |
| WO2019229543A1 (en) | 2018-05-29 | 2019-12-05 | Healthy Networks Oü | Managing respiratory conditions based on sounds of the respiratory system |
| DE202019005960U1 (de) | 2018-05-29 | 2023-09-14 | Chestpal Ltd. | Verwalten von Atembeschwerden auf Basis von Geräuschen des Atemsystems |
| EP4451286A2 (en) | 2018-05-29 | 2024-10-23 | ChestPal Ltd. | Managing respiratory conditions based on sounds of the respiratory system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2005130965A (ru) | 2007-04-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5519778B2 (ja) | 生体音検査装置、及び、生体音検査方法 | |
| Bednarek et al. | Current place of impulse oscillometry in the assessment of pulmonary diseases. | |
| Taplidou et al. | Wheeze detection based on time-frequency analysis of breath sounds | |
| Brashier et al. | Measuring lung function using sound waves: role of the forced oscillation technique and impulse oscillometry system | |
| JP4504383B2 (ja) | 呼吸管の空気流を解析する方法およびシステム | |
| Gross et al. | The relationship between normal lung sounds, age, and gender | |
| Bentur et al. | Wheeze monitoring in children for assessment of nocturnal asthma and response to therapy | |
| Huq et al. | Acoustic breath-phase detection using tracheal breath sounds | |
| JP2001505085A (ja) | フォノニューモグラフ・システム | |
| RU2354285C1 (ru) | Способ акустического спектрального анализа обструктивных заболеваний легких | |
| Kutor et al. | Speech signal analysis as an alternative to spirometry in asthma diagnosis: investigating the linear and polynomial correlation coefficient | |
| Faria et al. | Assessment of respiratory mechanics in patients with sarcoidosis using forced oscillation: correlations with spirometric and volumetric measurements and diagnostic accuracy | |
| Wang et al. | Obstructive sleep apnea detection based on sleep sounds via deep learning | |
| RU2304928C2 (ru) | Способ акустической диагностики очаговых изменений в легких человека | |
| Mazic et al. | Analysis of respiratory sounds in asthmatic infants | |
| Furman et al. | Computer-assisted assay of respiratory sounds of children suffering from bronchial asthma | |
| Bandyopadhyaya et al. | Automatic lung sound cycle extraction from single and multichannel acoustic recordings | |
| Xin et al. | A bone-conduction transducer-based detection system for sleep apnea screening in the family units | |
| Kondo et al. | Clinical application of high-pitched breath sound in children with asthma | |
| RU2368307C1 (ru) | Способ диагностики бронхиальной обструкции | |
| RU2372621C1 (ru) | Способ диагностики бронхиальной астмы | |
| Muthusamy et al. | An overview of respiratory airflow estimation techniques: Acoustic vs non-acoustic | |
| Pal et al. | Automatic breathing phase identification based on the second derivative of the recorded lung sounds | |
| RU2304919C2 (ru) | Способ диагностики нарушений бронхиальной проходимости | |
| Saha et al. | Relationship between vowel sound features and pharyngeal airway cross-sectional area during normal breathing |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121006 |