RU2368307C1 - Способ диагностики бронхиальной обструкции - Google Patents
Способ диагностики бронхиальной обструкции Download PDFInfo
- Publication number
- RU2368307C1 RU2368307C1 RU2008124595/14A RU2008124595A RU2368307C1 RU 2368307 C1 RU2368307 C1 RU 2368307C1 RU 2008124595/14 A RU2008124595/14 A RU 2008124595/14A RU 2008124595 A RU2008124595 A RU 2008124595A RU 2368307 C1 RU2368307 C1 RU 2368307C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- obstruction
- bronchial obstruction
- range
- energy
- bronchial
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Abstract
Изобретение относится к медицине, в частности к пульмонологии, и предназначено для неинвазивной диагностики бронхиальной обструкции. Проводят измерение окружности грудной клетки (Окр.гр.кл.) при спокойном дыхании. Измеряют следующие параметры звуков форсированного выдоха (ФВ) - общую продолжительность звука ФВ (Тобщ), время нарастания амплитуды (Тнараст), частоту максимальной энергии звука ФВ (Fmах), коэффициент (Qвыд) - отношение суммарной энергии низких (НЧ) и средних (СЧ) частот к энергии высоких частот (ВЧ), доли относительной энергии ВЧ, СЧ и НЧ в процентах. Кроме того, определяют индекс массы тела (ИМТ), пиковую скорость выдоха (ПСВ), индекс «курильщика» (ИК), причем ИК рассчитывают по формуле ИК=количество выкуриваемых сигарет в день · стаж курения/20; наличие профессиональной вредности, причем отсутствие профессиональной вредности (Проф. вредн.) в анамнезе оценивается как 0 баллов, наличие профессиональной вредности в анамнезе оценивается как 1 балл. Определяют степень бронхиальной обструкции по формуле: Коэффициент обструкции =-34,2749+0,8512·ИМТ+0,1894·Окр.гр.кл.-0,0048·ИК-2,7608·Проф.Вредн.+0,6681·ПСВ-0,3080·Тобщ-13,9132·Тнараст+0,0056·Fmax-6,8414·Qвыд-0,0691·НЧ+0,685·СЧ+0,0117·ВЧ. Если коэффициент обструкции находится в диапазоне от 100 до 86,456, то бронхиальной обструкции нет, если в диапазоне от 86,455 до 80,887 ставят диагноз легкая бронхиальная обструкция, если в диапазоне 80,886 до 43,684 - ставят диагноз бронхиальная обструкция средней степени тяжести, если в диапазоне от 43,683 до 0 - тяжелая бронхиальная обструкция. Способ позволяет повысить эффективность диагностики бронхиальной обструкции за счет выявления более надежных объективно оцениваемых характеристик звуков ФВ в зависимости от сложения и физического развития обследуемых, пикфлоуметрических данных, а также влияния факторов риска.
Description
Изобретение относится к медицине, в частности к пульмонологии, и предназначено для неинвазивной диагностики бронхиальной обструкции.
В клинике известны и широко применяются способы выявления бронхиальной обструкции на основе определения потоко-объемных характеристик дыхания (спирография) и бодиплетизмографии (Оценка функции внешнего дыхания: Методические подходы и диагностическое значение. А.А.Белов, Н.А.Лакшина. М: «Издательский дом «Русский врач», 2002, 67 с). Недостатком указанных способов является низкая эффективность выявления нарушений бронхиальной проходимости обструктивного типа (в особенности на ранних этапах заболевания), а также их малая приспособленность для проведения массовых обследований как вследствие трудоемкости самих способов, так и ввиду высокой стоимости аппаратуры, предназначенной для их осуществления.
Известен способ диагностики нарушения бронхиальной проходимости, заключающийся в измерении звуков кашля и определении нарушения бронхиальной проходимости при превышении доли относительной энергии высоких частот >65% (патент РФ №2002133714, опубл. 20.06.2005). Недостатком данного способа является ограниченная эффективность выявления нарушений из-за отсутствия кашля у некоторых пациентов при наличии выраженной одышки.
Наиболее близким к предлагаемому является способ диагностики нарушений бронхиальной проходимости, описанный в патенте РФ №№2291666, опубл. 20.01.2007. Он заключается в регистрации и анализе дыхательного шума на трахее во время выполнения пациентом маневра ФВ. При превышении величиной нормированной продолжительности (Tn) шумового процесса порогового значения определяется нарушение бронхиальной обструкции. Недостатком прототипа является недостаточная эффективность выявления бронхиальной обструкции, связанная с использованием для анализа малого количества акустических параметров, в частности частотных характеристик звуков ФВ; а также влияние посторонних шумов, вызванных сердцебиением и сокращением мышц (связанных со способом регистрации звуков на трахее накожным датчиком) на акустические характеристики звуков ФВ.
Цель изобретения заключается в повышении эффективности выявления бронхиальной обструкции за счет учета индивидуальных временно-частотных характеристик звуков ФВ.
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. Запись звука осуществляют с помощью микрофона, подключенного к входу звуковой платы. Микрофон должен иметь трансформаторный тип с полосой пропускания 60 Гц-24 КГц, сопротивлением 300 Ом и чувствительностью 90 Дб.
Перед регистрацией звуков каждого испытуемого обучают правильному выполнению маневра ФВ. Испытуемые должны быть проинструктированы о необходимости после максимально полного вдоха выполнить резкий выдох настолько форсированно, насколько это возможно. Для того чтобы амплитуда была приблизительно одинаковой у всех испытуемых, микрофон располагают на расстоянии 7-12 см от губ с помощью специального кронштейна. Таким образом, требования для сравнения спектров частот будут выполнены. Для уменьшения влияния шума и предотвращения наложения все звуковые сигналы отфильтровываются с помощью фильтров с полосой пропускания от 60 до 6000 Гц (48 dB/октава; Баттерворда).
Анализу подвергают, как минимум, 3 ФВ и вычисляют средние значения показателей. Сначала проводят регистрации аналоговых записей, характеризующих зависимость амплитуды звука ФВ от времени, с помощью которых определяют временные характеристики звуков ФВ: Тобщ (сек) - общую продолжительность звука ФВ и Тнараст (сек) - время нарастания амплитуды. Затем сигналы подвергаются цифровой обработке с помощью быстрого преобразования Фурье, в результате чего получается модель звука форсированного выдоха - спектрограмма, отражающая связь энергии звука, частоты и времени. Оценивают Fmax (Гц) - частоту максимальной энергии звука форсированного выдоха, коэффициент Qвыд - отношение суммарной энергии низких (60-300 Гц) и средних частот (300-600 Гц) к энергии высоких частот (600-5000 Гц) и доли относительной энергии высоких, средних и низких частот (%).
Антропометрические данные измеряют стандартными способами с использованием электронных весов и ростомера. Индекс массы тела рассчитывают по формуле: ИМТ=вес(кг)/рост2(м). Окружность грудной клетки при спокойном дыхании измеряют сантиметровой лентой, которая накладывается сзади на уровне нижних углов лопаток, спереди у мужчин прикрывает нижние сегменты околососковых кружков, а у женщин накладывается выше молочных желез.
Пиковую скорость выдоха определяют электронным пикфлоуметром и вычисляют процент от должного значения в зависимости от пола, роста и возраста.
Индекс «курильщика» (ИК) рассчитывается по формуле: ИК(пачек/лет)=(количество выкуриваемых сигарет в день · стаж курения (годы))/20.
При опросе пациентов выясняют наличие профессиональной вредности, отсутствие которой оценивают как 0 баллов, наличие в анамнезе - 1 балл.
На основе измеренных величин вычисляется коэффициент обструкции по формуле:
Обструкция=-34,2749+0,8512·ИМТ+0,1894·Окр.гр.кл.-0,0048·ИК-2,7608·Проф.вредн.+0,6681·ПСВ-0,3080·Тобщ-13,9132·Тнараст+
0,0056·Fmax-6,8414·Qвыд-0,0691·НЧ+0,685·СЧ+0,0117·ВЧ.
Данная формула была получена путем многошагового анализа, в процессе которого с помощью статистико-математических критериев осуществлен отбор факторов и уточнена форма связи каждого фактора с результативным признаком. Определение числовых значений параметров уравнения множественной регрессии производилось методом наименьших квадратов, для чего строилась и решалась система нормальных уравнений.
Оценка значимости определялась исходя из степени взаимосвязи показателей состояния больного (пол, возраст, ИМТ, окружность грудной клетки, профессиональная вредность, длительность заболевания, ИК, бальная оценка кашля и одышки по визуальной аналоговой шкале, ПСВ, Тобщ, Тнараст, Fmax, F50 (срединная частота, разделяющую спектр на 2 части, каждая из которых содержит 50% энергии звука ФВ), F90 (частота, на которую приходится 90% энергии звуков ФВ); Qвыд, НЧ, СЧ, ВЧ) с показателем бронхиальной обструкции по выборке посредством ранговых оценок.
Отбор моделей со значимыми коэффициентами осуществлялся с использованием пошаговой регрессии. В результате были отобраны следующие параметры: ИМТ, окружность грудной клетки, профессиональная вредность, ИК, ПСВ, Тобщ, Тнараст,
Fmax, Qвыд, НЧ, СЧ, ВЧ.
Использована обучающая выборка из 235 человек, которую составили 55 здоровых людей и 180 больных хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ) (легкого, среднего и тяжелого течения) в возрасте 33-78 лет.
Опытным путем были определены пороговые значения бронхиальной обструкции для каждой из групп пациентов. Если коэффициент обструкции расположен в диапазоне от 100 до 86,455 - бронхиальной обструкции нет; если в диапазоне от 86,456 до 80,886 - легкая бронхиальная обструкция; если в диапазоне от 80,887 до 43,683 - бронхиальная обструкция средней степени тяжести; если в диапазоне от 43,684 до 0 - тяжелая бронхиальная обструкция.
Наличие ХОБЛ подтверждалось определением повышенного уровня лимфоцитов, носителей маркера CD8+ в венозной крови пациентов методом моноклональных антител.
При корреляционном анализе (коэффициент ранговой корреляции Спирмена) экспериментальных данных по обучающей выборке выявлена достоверная корреляционная связь между показателями объема форсированного выдоха за 1-ю секунду (ОФВ1) и бронхиальной обструкции -R=0,924 (р=0,001).
Эффективность предлагаемого способа была проверена на непересекающейся с обучающей контрольной выборке обследуемых в составе 55 человек, в которую вошли 15 здоровых людей в возрасте 33-78 лет, 12 больных ХОБЛ легкого течения, 17 больных ХОБЛ средней степени тяжести и 11 больных ХОБЛ тяжелого течения (мужчины и женщины в группах не отличались по возрасту, росту и весу).
При этом специфичность предлагаемого способа диагностики составила 94%. Чувствительность предлагаемого способа составила 100%, что выше, чем у прототипа (96%).
Предлагаемый способ показал большую эффективность по сравнению со спирографией для выявления бронхиальной обструкции у больных с легким течением ХОБЛ.
Ниже приводятся примеры использования заявленного способа.
Пример 1
Мужчина Л., 35 лет, не курит, работает преподавателем в ВУЗе, рост -180 см, вес - 64,8 кг, ИМТ - 20 кг/м2, окружность грудной клетки - 88 см. ПСВ - 101% от должного.
Временно-частотные параметры звуков ФВ:
Тобщ - 0,5804 сек
Тнараст - 0,0434 сек
Fmax - 1036,87 Гц
ВЧ - 44,25 Гц
СЧ - 41,33 %
НЧ - 14,42 %
Qвыд - 0,292 %
Коэффициент обструкции - 97,752.
Заключение: так как коэффициент обструкции находится в диапазоне от 100 до 86,455, делаем вывод, что у обследуемого нет признаков бронхиальной обструкции, что подтверждается результатами медицинского обследования.
Пример 2
Женщина А., 43 лет, не курит, работает медсестрой в поликлинике, рост - 168 см, вес - 62,1 кг, ИМТ - 22 кг/м2, окружность грудной клетки - 89 см. ПСВ - 84% от должного.
Временно-частотные параметры звуков ФВ:
Тобщ - 0,44 сек
Тнараст - 0,12 сек
Fmax - 1113,09 Гц
ВЧ - 63,37 Гц
СЧ - 30,5 %
НЧ - 7,32 %
Qвыд - 0,273 %
Коэффициент обструкции - 81,117.
Заключение: так как коэффициент обструкции находится в диапазоне от 86,455 до 80,886, делаем вывод о наличии признаков легкой бронхиальной обструкции. Этот вывод подтверждается независимо поставленным медицинским диагнозом с использованием результатов компьютерной томографии: XOБЛ I стадия, обострение.
Способ позволяет повысить эффективность диагностики бронхиальной обструкции за счет выявления более надежных объективно оцениваемых характеристик звуков ФВ в зависимости от сложения и физического развития обследуемых, пикфлоуметрических данных, а также влияния факторов риска (курения, профессиональных вредностей).
Claims (1)
- Способ диагностики бронхиальной обструкции, включающий измерение параметров звуков форсированного выдоха и окружности грудной клетки (Окр.гр.кл.) при спокойном дыхании, отличающийся тем, что измеряют следующие параметры звуков форсированного выдоха (ФВ): общую продолжительность звука ФВ (Тобщ), время нарастания амплитуды (Тнараст), частоту максимальной энергии звука ФВ (Fmах), коэффициент (Qвыд) - отношение суммарной энергии низких (НЧ) и средних (СЧ) частот к энергии высоких частот (ВЧ), доли относительной энергии ВЧ, СЧ и НЧ в процентах, кроме того, определяют индекс массы тела (ИМТ), пиковую скорость выдоха (ПСВ), индекс «курильщика» (ИК), причем ИК рассчитывают по формуле ИК=количество выкуриваемых сигарет в день * стаж курения/20, наличие профессиональной вредности, причем отсутствие профессиональной вредности (Проф. вредн.) в анамнезе оценивается как 0 баллов, наличие профессиональной вредности в анамнезе оценивается как 1 балл, и с помощью уравнения множественной регрессии определяют степень бронхиальной обструкции по формуле:
Коэффициент обструкции =-34,2749+0,8512·ИМТ+0,1894·Окр.гр.кл.-0,0048·ИК-2,7608·Проф.Вредн.+0,6681·ПСВ-0,3080·Тобщ-13,9132·Тнараст+0,0056·Fmax-6,8414·Qвыд-0,0691·НЧ+0,685·СЧ+0,0117·ВЧ;
если коэффициент обструкции находится в диапазоне от 100 до 86,456, то бронхиальной обструкции нет, если в диапазоне от 86,455 до 80,887 - ставят диагноз легкая бронхиальная обструкция, если в диапазоне 80,886 до 43,684 - ставят диагноз бронхиальная обструкция средней степени тяжести, если в диапазоне от 43,683 до 0 - тяжелая бронхиальная обструкция.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008124595/14A RU2368307C1 (ru) | 2008-06-16 | 2008-06-16 | Способ диагностики бронхиальной обструкции |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008124595/14A RU2368307C1 (ru) | 2008-06-16 | 2008-06-16 | Способ диагностики бронхиальной обструкции |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2368307C1 true RU2368307C1 (ru) | 2009-09-27 |
Family
ID=41169378
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008124595/14A RU2368307C1 (ru) | 2008-06-16 | 2008-06-16 | Способ диагностики бронхиальной обструкции |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2368307C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2460456C1 (ru) * | 2011-02-22 | 2012-09-10 | Государственное бюджетное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования "Новокузнецкий государственный институт усовершенствования врачей" Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации (ГБОУ ДПО НГИУВ Минздравсоцразвития России) | Способ диагностики обструктивных нарушений проходимости дыхательных путей у пациентов, находящихся на аппаратном дыхании |
| RU2579423C2 (ru) * | 2014-07-22 | 2016-04-10 | Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ГБОУ ВПО ЮУГМУ Минздрава России) | Способ ранней диагностики заболеваний легких в молодом возрасте |
| RU2692229C1 (ru) * | 2019-02-21 | 2019-06-21 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный медицинский университет имени Н.Н. Бурденко" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО ВГМУ им. Н.Н. Бурденко Минздрава России) | Способ определения степени бронхиальной обструкции у больных бронхиальной астмой и сопутствующим ожирением |
-
2008
- 2008-06-16 RU RU2008124595/14A patent/RU2368307C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ТАТАРСКИЙ А.Р. и др. Хроническая обструктивная болезнь легких. Журнал CJNSILIUM MEDICUM, 2004, том 6, N4, [найдено в Интернет 22.01.2009, http://www.consilium-medicum.com/media/consilium/04-04/259.shtml]. ДЗЮБАЙЛО А.В. Психология лечебного процесса никотиновой зависимости у курильщиков с хронической обструктивной болезнью легких. Вестник СамГУ - Естественнонаучная серия. 2006, N6/2, с.214-223. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2460456C1 (ru) * | 2011-02-22 | 2012-09-10 | Государственное бюджетное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования "Новокузнецкий государственный институт усовершенствования врачей" Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации (ГБОУ ДПО НГИУВ Минздравсоцразвития России) | Способ диагностики обструктивных нарушений проходимости дыхательных путей у пациентов, находящихся на аппаратном дыхании |
| RU2579423C2 (ru) * | 2014-07-22 | 2016-04-10 | Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ГБОУ ВПО ЮУГМУ Минздрава России) | Способ ранней диагностики заболеваний легких в молодом возрасте |
| RU2692229C1 (ru) * | 2019-02-21 | 2019-06-21 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный медицинский университет имени Н.Н. Бурденко" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО ВГМУ им. Н.Н. Бурденко Минздрава России) | Способ определения степени бронхиальной обструкции у больных бронхиальной астмой и сопутствующим ожирением |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Bednarek et al. | Current place of impulse oscillometry in the assessment of pulmonary diseases. | |
| JP4504383B2 (ja) | 呼吸管の空気流を解析する方法およびシステム | |
| Brashier et al. | Measuring lung function using sound waves: role of the forced oscillation technique and impulse oscillometry system | |
| Bentur et al. | Wheeze monitoring in children for assessment of nocturnal asthma and response to therapy | |
| CN103153183B (zh) | 用于诊断阻塞性睡眠呼吸暂停的装置和方法 | |
| EP2044883B1 (en) | System and method for the automatic detection of the expiratory flow limitation | |
| CN108670200A (zh) | 一种基于深度学习的睡眠鼾声分类检测方法及系统 | |
| US10004452B2 (en) | System and methods for estimating respiratory airflow | |
| Faria et al. | Forced oscillation, integer and fractional-order modeling in asthma | |
| US8152734B2 (en) | System and method for diagnosis of bovine diseases using auscultation analysis | |
| Kim et al. | Estimation algorithm of the bowel motility based on regression analysis of the jitter and shimmer of bowel sounds | |
| RU2368307C1 (ru) | Способ диагностики бронхиальной обструкции | |
| Young et al. | Frequency dependence of forced oscillatory respiratory mechanics in horses with heaves | |
| Nilsen et al. | Comparison of two methods of determining lung de-recruitment, using the forced oscillation technique | |
| Mazic et al. | Analysis of respiratory sounds in asthmatic infants | |
| Saha et al. | Effects of increased pharyngeal tissue mass due to fluid accumulation in the neck on the acoustic features of snoring sounds in men | |
| Poreva et al. | Detection of COPD's diagnostic signs based on polyspectral lung sounds analysis of respiratory phases | |
| Kulkas et al. | New tracheal sound feature for apnoea analysis | |
| Veneroni et al. | Closing volume detection by single-breath gas washout and forced oscillation technique | |
| RU2304928C2 (ru) | Способ акустической диагностики очаговых изменений в легких человека | |
| Muthusamy et al. | An overview of respiratory airflow estimation techniques: Acoustic vs non-acoustic | |
| RU2304919C2 (ru) | Способ диагностики нарушений бронхиальной проходимости | |
| Pham et al. | Automated quality control of forced oscillation measurements: respiratory artifact detection with advanced feature extraction | |
| Koeipensri et al. | The development of biosignal processing system (BPS-SWU V1. 0) for learning and research in biomedical engineering | |
| RU2291666C1 (ru) | Способ диагностики нарушений бронхиальной проходимости |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100617 |