Способ оценки эффективности работы дыхательной мускулатуры у детей Российский патент 2024 года по МПК A61B5/00 A61B5/08 

Изобретение относится к медицине, а именно к функциональной диагностике, и может быть использовано для определения эффективности работы дыхательных мышц у детей в комплексной оценке функции внешнего дыхания.

Одним из актуальных направлений в оценке функции внешнего дыхания является определение силы респираторных мышц. К настоящему времени описано множество способов определения их функционального и морфологического состояния. Известны накожная и стимуляционная миография (Badalyan L.O., Skvortsov I.A. Clinical electroneuromyography. Moscow: Medicine.1996;368; Bourgeily-Harb G., Rochester C. L. Randomised controlled trial of transcutaneous electrical muscle stimulation of the lower extremities in patients with chronic obstructive pulmonary disease // Thorax. 2002; (57): 1045-1049), различные способы определения трансдиафрагмального давления (Steier J.,  Kaul S., Seymour J. et al. The value of multiple tests of respiratory muscle strength // Thorax. 2007; 62(11): 975-980; Flaminiano L.E., Celli B.R. Respiratory muscles testing // Clin. Chest Med. 2001; (22): 661-677), ультразвуковое сканирование диафрагмы (Sarwal A., Walker FO., Cartwright MS. Neuromuscular ultrasound for evaluation of the diaphragm // Muscle Nerve. 2013; 47(3): 319-329), определение давления в ротовой полости при выполнении максимального вдоха или выдоха с целью оценки силы экспираторных и инспираторных мышц (Avdeev S.N. Functional tests evaluating respiratory muscle strength in clinical practice // Pulmonologya. 2004; (4): 104-113).

Большинство перечисленных способов болезненны, инвазивны, технически сложны для выполнения в педиатрической практике, особенно у пациентов дошкольного и младшего школьного возраста.

Определение окклюзионного давления (ОД) в ротовой полости с перекрытием дыхательных путей в первые 0,1 секунды вдоха после достижения функциональной остаточной емкости легких (ФОЕ) является одним из простых, неинвазивных и безболезненных методов инструментальной диагностики, используемых в медицине с различными целями, выбрано нами в качестве прототипа.

Данный метод, по мнению исследователей, позволяет решить, в какой степени патология дыхания вызвана поражением непосредственно лёгких или ухудшением регуляции работы респираторных мышц (Раввин М.С. Окклюзионное давление дыхательных путей как объективный критерий центральной регуляции дыхания при интенсивной респираторной терапии и анестезиологическом пособии / Автореф. дис. ... канд. наук. – Санкт-Петербург, 1992. – С. 3-5; Fernandez R., Raurich J. M., Mut T. et al. Extubation failure: diagnostic value of occlusion pressure (P0.1) and P0.1-derived parameters // Intensive Care Med. 2004; 30 (Suppl. 2): 234-240) В анестезиологии подобный метод широко известен и используется в качестве предиктора успешной экстубации пациентов (Okamoto K., Sato T., Morioka T. Airway occlusion pressure (P0.1) – a useful predictor for the weaning outcome in patients with acute respiratory failure // J. Anesth. 1990; 4(2): 95-101). К настоящему времени методика измерения ОД в ротовой полости в первые 0,1 секунды вдоха модифицирована. Принято считать, что ее результаты являются показателем центральной регуляции дыхания, так называемого нейрореспираторного драйва. Однако данный способ может быть положен в основу способа оценки скоординированной работы инспираторных и экспираторных дыхательных мышц у детей с отражением эффективности механики респираторной мускулатуры, нарушение которой является важным патогенетическим звеном.

Технический результат заключается в способе оценки скоординированности работы дыхательной мускулатуры ребенка при спокойном дыхании и нагрузке с определением процентного отношения полученных результатов относительно должных значений и их последующей клинической интерпретации.

Технический результат отличается тем, что сначала в положении ребенка сидя проводят определение показателя «Р0.1» при наиболее регулярном спокойном дыхании и показателя максимального значения «P0.1 max» при выполнении маневра максимальной вентиляции легких; затем рассчитывают в процентах полученные абсолютные значения «Р0.1» и «Р0.1 max» относительно этих же показателей у условно здоровых детей с аналогичными росто-весовыми данными; после чего выполняют клиническую интерпретацию результата, оценивая скоординированность работы дыхательной мускулатуры ребенка в покое как удовлетворительную, если вычисленный показатель «Р0.1» соответствует 10–90-центильному интервалу, сниженную, если он менее 10 центиля или повышенную, если показатели превышают 90 центиль; скоординированность работы дыхательной мускулатуры ребенка при нагрузке оценивается как удовлетворительная, если вычисленный показатель «Р0.1 max» соответствует 10–90-центильному интервалу, сниженная, если он менее 10 центиля или повышенная, если показатели превышают 90 центиль.

Способ осуществляется следующим образом: пациента детского возраста обследуют в положении сидя и просят дышать ртом через мундштук с использованием носового зажима для предотвращения утечки воздуха; измерение проводят при спокойном дыхании и при выполнении маневра максимальной вентиляции легких (МВЛ), при этом необходимо выполнить до 5 попыток с перерывами длительностью не менее 1 минуты с целью исключения быстрого утомления мышц; результаты подсчитывают в килопаскалях (кПа), для анализа принимают лучший показатель «Р0.1» при наиболее регулярном спокойном дыхании и максимальное значение «P0.1 max» при выполнении маневра МВЛ; для клинической интерпретации полученные результаты представляют в процентах относительно должных величин и оценивают с помощью центильной таблицы как удовлетворительные, если они соответствуют 10-90 центильному интервалу, сниженные, если они менее 10 центиля, или повышенные, если показатели превышают 90 центиль.

Описываемый результат подтверждается в следующих клинических примерах.

Клинический пример 1. Определение должных величин и границ референсных значений показателей «Р0.1» и «P0.1 max»

Для определения должных величин и границ референсных значений показателей «Р0.1» и «P0.1 max» набрана группа из условно здоровых детей. На аппарате для комплексного исследования функции внешнего дыхания MasterScreen (CareFusion, Jaeger, Германия) c интегрированной программой «Эффективность работы дыхательной мускулатуры» (ЭРДМ) обследовано 93 ребенка, из которых 44 мальчики, с нормальными показателями спирометрии в возрасте от 5 до 18 лет с ростом от 104 до 190,5 см, массой тела от 17 до 109,4 кг. При оценке физического развития у 23 детей росто-весовые показатели выходили за границы 3 и 97 центилей, физическое развитие было дисгармоничным. Остальные 70 детей в возрасте от 5 до 18 лет, из которых 38 мальчики, имели гармоничное физическое развитие с нормальными антропометрическими данными и индексом массы тела (ИМТ).

При вычислении представленных параметров на общей группе обследованных (n=93) выявлена корреляционная связь между показателями роста, веса, индекса массы тела обследуемого ребенка (см. таблицу 1 в графич. части).

При расчете должных значений в зависимости от показателей роста для «Р0.1» и ИМТ для «Р0.1 max» в общей группе детей (n=93) получены формулы, при использовании которых отмечено следующее центильное распределение показателей ЭРДМ (см. таблицу 2 в графич. части):

Клинический пример 2

В рамках комплексного исследования функции внешнего дыхания перед проведением аллогенной трансплантации гемопоэтических стволовых клеток в ФГБУ «НМИЦ ДГОИ им. Дмитрия Рогачева» Минздрава России обследована пациентка С. с диагнозом «приобретенная идиопатическая апластическая анемия» в возрасте 16 лет с ростом 157 см, весом 48,8 кг, индексом массы тела 19,8. Оценивали вентиляционную функцию легких методом спирометрии, показатели в границах нормы (форсированная жизненная емкость легких (ФЖЕЛ) 122%, объем форсированного выдоха за 1 секунду (ОФВ₁) 140%, индекса Генслера (ФЖЕЛ/ОФВ1) 97; пиковая скорость выдоха (ПСВ) 111%; максимальная объемная скорость выдоха на участке кривой «поток-объем» 25% (МОС 25%) 124%; максимальная объемная скорость выдоха на участке кривой «поток-объем» 50% (МОС 50%) 148%; максимальная объемная скорость выдоха на участке кривой «поток-объем» 75% (МОС 75%) 195%; средняя объемная скорость выдоха на участке кривой «поток-объем» 25-75% (СОС 25-75%) 153%). При исследовании эффективности работы дыхательной мускулатуры по заявленному способу показатель «Р0.1» составил 0,15 кПа и 93,7% от должных значений, что укладывается в 10–90-центильный интервал (таблица 2). Показатель «Р0.1 max» составил 2,84 кПа и 99,6% от должных значений, что также укладывается в 10–90-центильный интервал (таблица 2). Таким образом, по результатам проведенного исследования можно сделать вывод об удовлетворительной эффективности работы дыхательной мускулатуры пациентки в покое и при нагрузке.

Клинический пример 3

В рамках комплексного исследования функции внешнего дыхания через 6 месяцев после проведения аллогенной трансплантации гемопоэтических стволовых клеток в ФГБУ «НМИЦ ДГОИ им. Дмитрия Рогачева» Минздрава России обследована пациентка С. с диагнозом «приобретенная идиопатическая апластическая анемия» в возрасте 17 лет с ростом 158,4 см, весом 43,6 кг, индексом массы тела 17,4. Оценивали вентиляционную функцию легких методом спирометрии, показатели в границах нормы (форсированная жизненная емкость легких (ФЖЕЛ) 117%, объем форсированного выдоха за 1 секунду (ОФВ₁) 134%, индекса Генслера (ФЖЕЛ/ОФВ1) 97; пиковая скорость выдоха (ПСВ) 99%; максимальная объемная скорость выдоха на участке кривой «поток-объем» 25% (МОС 25%) 106%; максимальная объемная скорость выдоха на участке кривой «поток-объем» 50% (МОС 50%) 133%; максимальная объемная скорость выдоха на участке кривой «поток-объем» 75% (МОС 75%) 189%; средняя объемная скорость выдоха на участке кривой «поток-объем» 25-75% (СОС 25-75%) 142%. При исследовании эффективности работы дыхательной мускулатуры по заявленному способу показатель «Р0.1» составил 0,15 кПа и 93,7% от должных значений, что укладывается в 10–90-центильный интервал (таблица 2). Показатель «Р0.1 max» составил 1,6 кПа и 60% от должных значений, что укладывается в 0–10-центильный интервал (таблица 2). Таким образом, по результатам проведенного исследования можно сделать вывод об удовлетворительной эффективности работы дыхательной мускулатуры пациентки в покое и о снижении показателей эффективности работы респираторных мышц при нагрузке.

Клинический пример 4

В рамках комплексного исследования функции внешнего дыхания через 1,5 года после проведения аллогенной трансплантации гемопоэтических стволовых клеток в ФГБУ «НМИЦ ДГОИ им. Дмитрия Рогачева» Минздрава России обследована пациентка К. с диагнозом «острый миелобластный лейкоз» в возрасте 13 лет с ростом 148 см, весом 41,5 кг, индексом массы тела 18,95. Оценивали вентиляционную функцию легких методом спирометрии, где выявили значительно выраженное генерализованное нарушение бронхиальной проходимости на фоне умеренного снижения объемных показателей (форсированная жизненная емкость легких (ФЖЕЛ) 68%, объем форсированного выдоха за 1 секунду (ОФВ₁) 39%, индекса Генслера (ФЖЕЛ/ОФВ1) 48; пиковая скорость выдоха (ПСВ) 55%; максимальная объемная скорость выдоха на участке кривой «поток-объем» 25% (МОС 25%) 19%; максимальная объемная скорость выдоха на участке кривой «поток-объем» 50% (МОС 50%) 14%; максимальная объемная скорость выдоха на участке кривой «поток-объем» 75% (МОС 75%) 12%; средняя объемная скорость выдоха на участке кривой «поток-объем» 25-75% (СОС 25-75%) 13%. При исследовании эффективности работы дыхательной мускулатуры по заявленному способу показатель «Р0.1» составил 0,34 кПа и 179% от должных значений, что превышает 90 центиль (таблица 2). Показатель «Р0.1 max» составил 2,56 кПа и 90% от должных значений, что укладывается в 10–90-центильный интервал (таблица 2). Таким образом, по результатам проведенного исследования можно сделать вывод о повышенной работе дыхательной мускулатуры при спокойном дыхании на фоне имеющихся у пациентки выраженных вентиляционных нарушений при нагрузке.

Представленные результаты измерения показателей «Р0.1» и «Р0.1 max» вследствие доступности и простоты выполнения могут служить для оценки эффективности скоординированной работы дыхательных мышц у обследуемых дошкольного и школьного возраста как с гармоничным, так и дисгармоничным физическим развитием. Рассчитанные величины должных значений могут быть использованы как у здоровых детей и подростков, так и у педиатрических пациентов с различной патологией. Также данная методика представляет возможность врачам анализировать полученные изменения в динамике и диагностировать нарушение вентиляционной функции легких вследствие снижения эффективности работы дыхательной мускулатуры в комплексной диагностике респираторной системы.

Исследование проведено в соответствии с действующими нормативными правовыми и этическими требованиями, предъявляемыми к клиническим исследованиям с участием детей (Федеральный закон «Об основах охраны здоровья граждан в Российской Федерации» от 21.11.2011 г. №323-ФЗ в действующей редакции, Приказ Министерства здравоохранения Российской Федерации от 01.04.2016 г. №200н «Об утверждении правил надлежащей клинической практики»).

Изобретение относится к медицине, а именно к функциональной диагностике, и может быть использовано для определения эффективности работы дыхательных мышц у детей в комплексной оценке функции внешнего дыхания. Проводят определение показателя «Р0.1» при наиболее регулярном спокойном дыхании и показателя максимального значения «P0.1 max» при выполнении маневра максимальной вентиляции легких; затем рассчитывают в процентах полученные абсолютные значения «Р0.1» и «Р0.1 max» относительно этих же показателей у условно здоровых детей с аналогичными росто-весовыми данными. После этого выполняют клиническую интерпретацию результата, оценивая скоординированность работы дыхательной мускулатуры ребенка в покое как удовлетворительную, если вычисленный показатель «Р0.1» соответствует 10–90-центильному интервалу, сниженную, если он менее 10 центилей, или повышенную, если показатели превышают 90 центилей. Скоординированность работы дыхательной мускулатуры ребенка при нагрузке оценивается как удовлетворительная, если вычисленный показатель «Р0.1 max» соответствует 10–90-центильному интервалу, сниженная, если он менее 10 центилей, или повышенная, если показатели превышают 90 центилей. Способ обеспечивает возможность оценить скоординированность работы дыхательной мускулатуры при спокойном дыхании и нагрузке с определением процентного отношения полученных результатов относительно должных значений. 2 табл., 4 пр.

Способ оценки эффективности работы дыхательной мускулатуры у детей, отличающийся тем, что сначала в положении ребенка сидя проводят определение показателя «Р0.1» при наиболее регулярном спокойном дыхании и показателя максимального значения «P0.1 max» при выполнении маневра максимальной вентиляции легких; после чего выполняют клиническую интерпретацию результата по таблице 2, оценивая скоординированность работы дыхательной мускулатуры ребенка в покое как удовлетворительную, если вычисленный показатель «Р0.1» соответствует 10–90-центильному интервалу, сниженную, если он менее 10 центилей, или повышенную, если показатели превышают 90 центилей; скоординированность работы дыхательной мускулатуры ребенка при нагрузке оценивается как удовлетворительная, если вычисленный показатель «Р0.1 max» соответствует 10–90-центильному интервалу, сниженная, если он менее 10 центилей, или повышенная, если показатели превышают 90 центилей.