СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ СИНДРОМА УТОМЛЕНИЯ ДЫХАТЕЛЬНОЙ МУСКУЛАТУРЫ У БОЛЬНЫХ БРОНХИАЛЬНОЙ АСТМОЙ Российский патент 2003 года по МПК A61B5/488 

Все больший интерес в последние годы вызывает исследование физиологической роли дыхательной мускулатуры в формировании компенсированных и декомпенсированных нарушений вентиляции и газообмена у больных с заболеваниями органов дыхания. Мышечная респираторная система при целом ряде заболеваний становится неспособной осуществлять свою насосную функцию, усугубляя тем самым нарушения процессов вентиляции и газообмена в легких (Юсевич Ю.С., 1964; Clark et al., 1969; Чучалин А.Г., Айсанов З.Р., 1987-1998).

У лиц, страдающих длительно БА, возникает практически пожизненная необходимость в повышенной физической нагрузке респираторных мышц, что сопровождается повышенной затратой энергии (Fitting J.W., 1990). Эта напряженная работа дыхательной мускулатуры направлена на компенсацию альвеолярной гипоксии. Создается своеобразный порочный круг: для обеспечения потребления кислорода при альвеолярной гипоксии развивается компенсаторная повышенная работа респираторного мышечного аппарата, с другой стороны, чтобы длительное время выполнять эту напряженную мышечную работу, требуется повышенный приток кислорода. В условиях нарушенного транспорта кислорода развивается процесс, при котором снижается анаэробный порог. При метаболических нарушениях резко снижается толерантность организма, что особенно проявляется при физических нагрузках. Даже в состоянии покоя дыхательные мышцы начинают потреблять до 30% и более поступающего в организм кислорода. Выполнение физической нагрузки становится невозможным, и практически аппарат дыхания работает "на себя", потребляя основную часть кислорода, которую он поставляет в организм (Стручков П. В. , Виницкая Р.С., 1996). Гипоксия на фоне повышенного сопротивления дыханию снижает работоспособность человека, ускоряя развитие утомления дыхательных мышц (Исаев Г.Г., Сегизбаева М.О., 1997).

Дыхательные мышцы при перегрузке устают так же, как и другие мышцы организма человека (Criee C.P. et al., 1989). Среди жалоб больных БА ведущее место занимает одышка. С патофизиологической точки зрения субъективное восприятие больным одышки, как правило, соответствует процессу утомления дыхательной мускулатуры. N. M. T. Braun и соавторы своими исследованиями подтвердили предположение о том, что ощущение одышки у больных бронхиальной обструкцией связано прежде всего с утомлением респираторной мускулатуры (Braun N.M.T. et al., 1983).

В связи с распространенностью синдрома утомления дыхательной мускулатуры актуальной является проблема его клинической диагностики. Клиническими проявлениями утомления диафрагмы или ее предшественниками считаются парадоксальное инспираторное втяжение живота и так называемое респираторное чередование, когда чередуется серия дыхательных движений абдоминального и грудного типа (Asbutoch К. et al., 1975, Tobin M.J., 1988). Нарушения дыхательных движений могут быть надежным клиническим признаком развивающегося утомления респираторных мышц, особенно когда они сопровождаются диспноэ, тахипноэ и гиперкапнией (Cohen С.А. et al., 1982).

Однако клинические признаки не возникают одномоментно, а появляются друг за другом и имеют определенную последовательность.

1. Вначале происходит смещение в силовом спектре спонтанной электромиограммы диафрагмы, когда амплитуда низкочастотных изменений возрастает по сравнению с амплитудой высокочастотных.

2. Вслед за ЭМГ сдвигами появляется частое поверхностное дыхание, субъективное ощущение затруднения дыхания.

3. Дискоординация дыхательных движений появляется после тахипноэ при прогрессировании процесса утомления.

4. Повышение напряжения углекислоты в артериальной крови может регистрироваться либо одновременно с появлением асинхронного дыхания, либо вслед за ним.

5. Углубление гиперкапнии, терминальное падение частоты дыхания и минутной вентиляции являются проявлением крайней степени респираторного утомления.

Появление и развитие симптоматики утомления дыхательной мускулатуры представлено в такой последовательности на основании данных литературных источников (Ashutoch К., et al., 1975; Cohen С.A. et al., 1982; Issa F.G. et al., 1985).

Однако клинические симптомы, перечисленные выше, могут отмечаться не только при утомлении, но и при респираторной мышечной недостаточности, вызванной слабостью или атрофией, а также патологией со стороны нервной регуляции акта дыхания. Поэтому клиницист для того, чтобы убедиться в имеющем место утомлении, должен располагать данными о том, что клиническая симптоматика обусловлена потерей сократительной силы и выносливости дыхательных мышц в результате значительно повышенной работы дыхания в неблагоприятных условиях деятельности.

Инструментально утомление диафрагмы можно выявить по изменению трансдиафрагмального давления (разница между внутрипищеводным и абдоминальным) (Гуков Б. А. , 1988, Иваничев Г.А., Богоявленский В.Ф., Гайнутдинов А.Р., 1991), по индексу напряжение-время (произведение отношения вдоха к длительности всего дыхательного цикла и среднего трансдиафрагмального давления) (Bellemier F. et al., 1982), максимальному инспираторному давлению в полости рта (Morrison N.T. et al., 1989, Zanotti E., et al., 1993), рентгено-функциональное изучение респираторных движений диафрагмы (методика Ротенфельда М. З., модифицированная Линденбратен Л.Д.), ультразвуковая оценка деятельности диафрагмы (Мажарова О.А., Сивякова О.Н., 1996).

Однако для получения информации об этих показателях необходимы достаточно трудоемкие методики, в частности установка внутрипищеводного и внутрижелудочного датчиков и т.д. В литературе имеются данные об оценке состояния дыхательной мускулатуры с помощью электронейромиографии (ЭНМГ) (Мандель И.П, , Федоров Р.В., 1983; Whitelaw et al., 1981). B данных работах ЭНМГ проводилась при спокойном дыхании и представленные результаты весьма противоречивы.

Техническим результатом предложенного способа является повышение точности диагностики и раннее выявление синдрома утомления дыхательной мускулатуры у больных БА, а также определения стадии выявленных нарушений.

За прототип нами выбран существующий в настоящее время клинический способ диагностики синдрома утомления дыхательной мускулатуры у больных БА, разработанный Lindstrom et al. (1977), где проводилась ЭНМГ диафрагмы до и после нагрузочного теста и исследовалась центральная частота спектра ЭНМГ. В качестве нагрузочной пробы использовался тест 12-минутной максимальной вентиляции легких (МВЛ), который мы считаем достаточно нагрузочным для пациентов с БА и неприемлемым для проведения в период обострения заболевания. В литературе имеются данные о проведении ЭНМГ у больных БА с использованием теста 10-секундной МВЛ (Вельтищев Ю.Е., 1979). На наш взгляд, данная методика неинформативна, так как показатели ЭНМГ после проведении этого теста практически не отличаются от исходных, а следовательно, не могут быть использованы для раннего и своевременного выявления синдрома утомления дыхательной мускулатуры, кроме того, оба описанных теста субъективны, так как требуют от больного наибольших усилий. Также описанные выше методики не дают четкого представления о стадии процесса, так как основаны на анализе абсолютных величин амплитуды М-ответа изолированно диафрагмы или только основных респираторных мышц.

Нами разработан способ диагностики синдрома утомления дыхательной мускулатуры с помощью простой доступной методики определения амплитуды М-ответа с дыхательных мышц в покое и после нагрузочного теста, выполняемого с помощью аппарата ТДИ-01 (Тренажера Фролова). Данный тренажер используется в лечебной практике у больных с БА в том числе в период обострения (Балуда М.В., 1999). Теоретическим обоснованием использования данного способа диагностики явилось положение о том, что применение тренажера Фролова в качестве респираторного провокационного теста дает более выраженную нагрузку на все респираторные мышцы благодаря тому, что в нем заложен принцип сочетанного воздействия, а именно - дозируемая гиперкапния, преодоление механического сопротивления, включение диафрагмального дыхания.

Диагностика осуществляется следующим образом. На четырехканальном электронейромиографе "МГ-440" с одновременной записью по всем каналам проводится ЭНМГ с диафрагмальной, межреберных, грудино-ключично-сосцевидной мышц и прямой мышцы живота. Измеряется амплитуда М-ответа этих мышц при стимуляции диафрагмального нерва. Запись ЭНМГ производится с помощью поверхностных электродов на места прикрепления мышц по общепризнанным методикам (Вельтищев Ю.Е., 1979) при спокойном дыхании. Далее проводится разработанный нами нагрузочный респираторный тест, но сначала идет обучение пациента диафрагмальному типу дыхания, когда при вдохе "выпячивается" живот, а при выдохе втягивается брюшная стенка усилием мышц, при этом грудная клетка расслаблена, неподвижна, в дыхании не участвует. Тренировка диафрагмального дыхания идет без тренажера, лежа на спине или сидя в кресле, положив ладонь на живот. Нагрузочный тест проводится натощак или после употребления небольшого количества пищи. Тренажер собирается с заливкой 20 мл теплой воды. Пациент сидит в кресле, держа вертикально в одной руке стакан тренажера так, чтобы дыхательная трубка была на уровне рта пациента. Мундштук во рту, дыхание через рот. Нос отключается от акта дыхания легким наложением наружного зажима на носовые ходы. Сразу после полного выдоха начинается очередной вдох. Время дыхательного цикла контролируется секундомером: вдох 2 секунды, выдох 4 секунды. Время проведения пробы 5 минут. По окончании пробы, которая выполняется с фиксированными электродами, вновь проводится измерение амплитуды М-ответа с четырех выше описанных мышц. Далее идет сопоставление полученных данных с исходными значениями.

Нами обследовано 60 больных с бронхиальной астмой средней степени тяжести в период обострения. Контрольную группу составили 20 пациентов без легочной патологии. Диагноз БА ставился на основании требований Международного консенсуса с учетом клинической картины заболевания и данных пикфлоуметрии.

В ходе исследования нами были установлены следующие показатели амплитуды М-ответа с респираторных мышц (таблица).

Для определения адекватности оценки состояния респираторной мускулатуры по амплитуде М-ответа при ЭНМГ и клиническому способу диагностики мы провели сопоставление данных клинического осмотра с данными предложенного способа. Клиническая картина оценивалась по универсальной форме - истории болезни, где информативными считались прежде всего частота приступов БА и обострений, наличие и доза гормональных препаратов и бронхолитиков, а также показатели пикфлоуметрии.

В результате наших исследований оказалось целесообразным выделить три группы больных БА. В основу дифференцировки были положены степень нарушений М-ответа мышц в покое и при нагрузке, а следовательно, степень утомления и, что представляется более важным, сопоставление данных, полученных при измерении ответа на стимул диафрагмы и других дыхательных мышц.

Таким образом, 1 стадия утомления респираторной мускулатуры ставилась на основании повышения амплитуды М-ответа до 0,55±0,07 (при нормативе 0,45±0,05; р<0,05) и тенденции к увеличению показателей с межреберных и грудино-ключично-сосцевидных мышц. При нагрузке (тренажер ТДИ-01) амплитуда М-ответа диафрагмы снижалась на 70,9%, достигая уровня 0,39±0,05 (р<0,01), тогда как амплитуда М-ответа с вспомогательной мускулатуры незначительно повышалась.

2 стадия синдрома утомления респираторной мускулатуры характеризовалась снижением амплитуды М-ответа диафрагмы до 0,35±0,05 (норматив 0,45±0,05; р<0,05), тогда как вспомогательные мышцы даже в исходном состоянии имели достоверно более высокие показатели, чем норматив (р<0,05). На нагрузку диафрагма отвечала увеличением амплитуды М-ответа, а дополнительная дыхательная мускулатура - снижением этого показателя до нормативной величины (р>0,05).

3 стадия данного синдрома выделялась на основании исходного достоверного снижения амплитуды М-ответа как с диафрагмы, так и с респираторной мускулатуры (р<0,05). Применение дыхательного теста приводило к усугублению выявленных нарушений, особенно со стороны диафрагмы. Показатель в процессе пробы снижался до 0,15±0,06 (на 44% ниже исходных значений). Респираторные мышцы отвечали на нагрузку увеличением М-ответа (р<0,05).

Таким образом, сопоставление показателей М-ответа диафрагмы и респираторных мышц, полученных при использовании нагрузочного дыхательного теста (ТДИ-01), позволяют более точно дифференцировать стадию дыхательных нарушений, имеют отчетливую прогностическую значимость, обеспечивая более достоверную верификацию синдрома утомления респираторной мускулатуры. Это позволяет назначать патогенетическую терапию и факторы физической природы (электростимуляцию, электромагнитные поля, дыхательные тренажеры, ЛФК и т.д. ) обоснованно, не вызывая полипрагмазии и перегрузки пациента при использовании лечебных процедур.

Клинические примеры.

Пример 1. Больной К., 36 лет, поступил в пульмотерапевтическое отделение ОКБ с диагнозом: Бронхиальная астма средней степени тяжести, фаза обострения. ДН 2. Жалобы при поступлении на кашель с вязкой трудноотделяемой мокротой, одышку в покое, усиливающуюся при физической нагрузке, приступы удушья до трех раз в сутки, стеснение в груди. Обострение заболевания началось пять дней назад. Из анамнеза известно, что впервые приступы удушья появились шесть месяцев назад после перенесенной ОРВИ. Объективно: больной правильного телосложения, удовлетворительного питания. Грудная клетка обычной формы. Перкуторно над легкими - легочный звук с коробочным оттенком. С обеих сторон выслушивается жесткое дыхание, сухие свистящие хрипы, преимущественно на выдохе. Тоны сердца ясные. Пульс ритмичный, 76 ударов в минуту. АД 120/80 мм рт.ст. Печень, селезенка не пальпируется, периферических отеков нет.

При рентгенологическом обследовании грудной клетки - легкие без инфильтративных изменений, корни структурны. Легочный рисунок не изменен. Диафрагма расположена обычно. Синусы свободны. Сердце в поперечнике не расширено. На ЭКГ - синусовой ритм, 72 удара/минуты. Вертикальное направление электрической оси.

Общий анализ крови: эритроцитов - 4,7 Т/л, Нb - 149,5 г/л лейкоциты - 10,5 Г/л, сегментоядерные - 52%, моноциты - 6%, лимфоциты - 27%, эозинофилы - 10%, СОЭ - 2 мм/ч.

Анализ мокроты: вязкая, тягучая, белесая, микроскопически - эозинофилы ++, альвеолярные клетки- +.

Исследование функции внешнего дыхания: ЧД - 18 в минуту, ОФВ1 - 2,67 л/с, МОС 75 - 3,95 л/с, МОС 50 - 2,14 л/с, МОС 25 - 1,81 л/с, ПОС - 4,44 л/с, ЖЕЛ - 3,94 л, индекс Тиффно - 68%.

Пиковая скорость выдоха по данным пикфлоуметрии- 250 л/мин.

Параметры стимуляционной электромиографии диафрагмы: М-ответ с диафрагмы - 0,63 мВ, М-ответ с межреберных мышц - 0,56 мВ, М-ответ с грудино-ключично-сосцевидной мышцы - 8,5 мВ.

Показатели ЭНМГ после проведения нагрузочного теста с помощью ТДИ-01 в течение 5 минут по схеме - 2 секунды вдох, 4 секунды выдох: М-ответ с диафрагмы - 0,44 мВ, М-ответ с межреберных мышц - 0,61 мВ, М-ответ с грудино-ключично-сосцевидных - 8,7 мВ. При оценке данных ЭНМГ можно сделать вывод о наличии у пациента синдрома утомления дыхательной мускулатуры 1 стадии.

Итак, заявленный способ оказался более информативным и прогностически точным в сравнении с традиционным клиническим. Полученная информация объективна, получена за короткий срок с использованием стандартных неинвазивных методик, а следовательно, позволяет ставить более точный диагноз, выявляя не только наличие процесса, но и его стадию. Это позволило использовать его в экспертной оценке степени дыхательных нарушений, а также дифференцированно назначить соответствующую терапию.

Пример 2. Больная Б., 34 лет, поступила в пульмотерапевтическое отделение ОКБ с диагнозом: Бронхиальная астма средней степени тяжести, фаза обострения. Хронический обструктивный бронхит. Пневмосклероз. Эмфизема легких. ДН 2 ст. Вазомоторный ринит.

Диагноз установлен с 1995 года. В анамнезе: в 1983 году - пневмония справа, с 1989 года - хронический обструктивный бронхит, с 1994 года - бронхиальная астма. Обострения БА по 2-3 раза в год по 1,5-2 месяца, провоцируются простудными заболеваниями. Настоящее обострение 2 недели.

При поступлении жалобы на кашель, больше в ночное время, трудноотделяемую вязкую слизистую мокроту, одышку, удушья каждые 3 часа, заложенность носа.

При осмотре: состояние средней тяжести, астенического телосложения, кожные покровы бледные и влажные на ощупь. Инспираторное втяжение мышц живота. Грудная клетка бочкообразной формы. Перкуторно-коробочный звук над всей поверхностью легких. Дыхание жесткое, множество сухих жужжащих свистящих хрипов. Тоны сердца приглушены. Пульс 100 ударов в минуту, ритмичный. АД 120/80 мм рт. ст. Печень, селезенка не пальпируются. Периферических отеков нет.

При рентгенологическом исследовании грудной клетки легкие без инфильтративных и очаговых изменений, легочные поля повышенной прозрачности. Корни структурны. Рисунок обогащен в прикорневых отделах. С обеих сторон небольшие плевродиафрагмальные спайки, синусы свободные.

На ЭКГ - синусовая тахикардия. ЧСС 92 в минуту. Гипертрофия правого предсердия и правого желудочка.

Общий анализ крови: эритроциты 5,0 Т/л, Нb 161,6 г/л, лейкоциты 12,7 Г/л, сегментоядерные 84%, моноциты 1%, лимфоциты 13%, СОЭ 2 мм/ч.

Анализ мокроты: слизистая серая вязкая, эозинофилы ++, эпителиальные клетки: плоские +, цилиндрические +, альвеолярные клетки ++.

Функция внешнего дыхания: ОФВ1 - 1,05 л, МОС 75 - 1,3 л/с, МОС 50 - 0,81 л/с, МОС 25 - 1,13 л/с, ПОС - 2,59 л/с, ЖЕЛ - 1,56 л, индекс Тиффно - 67%.

ПСВ по данным пикфлоуметрии - 180 л/мин.

Параметры стимуляционной электромиографии диафрагмы: М-ответ с диафрагмы - 0,33 мВ, М-ответ с межреберных мышц - 0,63 мВ, М-ответ с грудино-ключично-сосцевидной мышцы - 12 мВ.

Показатели ЭНМГ после проведения нагрузочного теста с помощью ТДИ-01 в течение 5 минут по схеме - 2 секунды вдох, 4 секунды выдох: М-ответ с диафрагмы - 0,46 мВ, М-ответ с межреберных мышц - 0,51 мВ, М-ответ с грудино-ключично-сосцевидных - 9,7 мВ. При оценке данных ЭНМГ можно сделать вывод о наличии у пациента синдрома утомления дыхательной мускулатуры 2 стадии.

Пример 3. Больной С., 65 лет, поступил в пульмотерапевтическое отделение ОКБ с диагнозом: Бронхиальная астма средней степени тяжести, фаза обострения. Хронический обструктивный бронхит. Пневмосклероз. Эмфизема легких. ДН2.

Страдает хроническим обструктивным бронхитом около 30 лет. Диагноз бронхиальной астмы установлен с 1984 года. Обострения 3-4 раза в год. Настоящее обострение две недели на момент осмотра, возникло на фоне ОРВИ.

Жалобы: на кашель, больше в ночное время, трудноотделяемую вязкую слизистую мокроту, одышку в покое смешанного характера, приступы удушья до 7 раз в сутки, ощущение стеснения в груди.

При осмотре: состояние средней тяжести, гиперстенического телосложения, кожные покровы бледные и влажные на ощупь. Инспираторное втяжение мышц живота, участие дополнительной мускулатуры в акте дыхания, асинхронность дыхательных движений грудной и брюшной стенок. Грудная клетка бочкообразной формы, расширенные межреберные промежутки. Перкуторно-коробочный звук над всей поверхностью легких. Дыхание жесткое, ослабленное, в нижних отделах множество сухих жужжащих, свистящих хрипов, усиливающиеся на выдохе. Тоны сердца приглушены. Пульс 95 ударов в минуту, ритмичный. АД 150/90 мм рт.ст. Печень, селезенка не пальпируются. Периферических отеков нет.

При рентгенологическом исследовании грудной клетки легкие без инфильтративных и очаговых изменений, легочные поля повышенной прозрачности. Корни расширены, уплотнены. Рисунок обогащен в прикорневых отделах. Низкое стояние купола диафрагмы. ЭКГ - синусовая тахикардия. ЧСС 95 в минуту. Гипертрофия правого предсердия и правого желудочка.

Общий анализ крови: эритроциты 4,3 Т/л, Нb 165,8 г/л, лейкоциты 10,6 Г/л, сегментоядерные 64%, моноциты 8%, лимфоциты 18%, СОЭ 9 мм/ч.

Анализ мокроты: слизистая серая вязкая, эозинофилы ++, эпителиальные клетки: плоские +, цилиндрические +, альвеолярные клетки ++.

Функция внешнего дыхания: ОФВ1 - 1,21 л, МОС 75 - 2,09 л/с, МОС 50 - 1,13 л/с, МОС 25 - 0,64 л/с, ПОС - 2,54 л/с, ЖЕЛ - 1,61 л, индекс Тиффно - 75%.

ПСВ по данным пикфлоуметрии - 150 л/мин.

Параметры стимуляционной электромиографии диафрагмы: М-ответ с диафрагмы - 0,39 мВ, М-ответ с межреберных мышц - 0,43 мВ, М-ответ с грудино-ключично-сосцевидной мышцы - 5,8 мВ.

Показатели ЭНМГ после проведения нагрузочного теста с помощью ТДИ-01 в течение 5 минут по схеме - 2 секунды вдох, 4 секунды выдох: М-ответ с диафрагмы - 0,16 мВ, М-ответ с межреберных мышц - 0,61 мВ, М-ответ с грудино-ключично-сосцевидных - 7,7 мВ. При оценке данных ЭНМГ можно сделать вывод о наличии у пациента синдрома утомления дыхательной мускулатуры 3 стадии.

Следовательно, заявленный способ является объективным, более полно отражает изменения в респираторной системе, что делает возможным провести обоснованную терапию в более ранние сроки. Кроме того, заявленный способ информативен, объективен, доступен в техническом исполнении.

Способ относится к медицине, а именно к терапии, пульмонологии, функциональной диагностике, и предназначен для диагностики синдрома утомления дыхательной мускулатуры у больных бронхиальной астмой. Для этого проводят стимуляционную электронейромиографию с дыхательных мышц в покое и при проведении нагрузочного теста. В качестве нагрузочного теста используют провокационную респираторную пробу с использованием аппарата Фролова. Степень утомления и стадию синдрома утомления устанавливают по показателю амплитуды дыхательных мышц от других нарушений дыхания. 1 табл.

Способ диагностики синдрома утомления дыхательной мускулатуры у больных бронхиальной астмой, включающий проведение стимуляционной электронейромиографии с дыхательных мышц с использованием нагрузочного теста, отличающийся тем, что степень утомления и стадию синдрома утомления устанавливают по показателю амплитуды М-ответа в покое и при проведении нагрузочного теста, в качестве которого используют респираторную провокационную пробу с использованием аппарата Фролова (ТДИ-01).