Особенности функционального состояния диафрагмы у больных хронической обструктивной болезнью легких по данным ультразвуковых методов исследования

Актуальность. Болезни органов дыхания до настоящего времени остаются одной из значимых проблем здравоохранения и являются широко распространенными заболеваниями, что приводит к экономическим потерям вследствие временной нетрудоспособности и инвалидности, характеризуется неблагоприятным прогнозом (Кокосов А.Н., 1999; Чучалин А. Г., 2005; Федосеев Г. Б., 2006). Хроническая обструктивная болезнь легких занимает одно из ведущих мест среди всех причин смерти в промышленно развитых странах (ВОЗ, 2003; 2007). В Санкт-Петербурге регистрируется 15,2 случаев ХОБЛ на 1000 населения (в абсолютных цифрах — 65 368 человек). В структуре инвалидности вследствие болезней органов дыхания на ХОБЛ приходится 26%, смертность от ХОБЛ в Санкт-Петербурге составляет 14,5 на 100 тыс. населения (Илькович М.М., Симаненков В. И., 2007). Легочная гипер-тензия и хроническое легочное сердце — являются наиболее частыми и об-лигатными осложнениями ХОБЛ, приводящими к летальному исходу (Невзорова В.А., Гельцер Б. И., 1997; Lee Т. et al., 2008). ХЛС занимает второе место в структуре общей смертности больных ХОБЛ, уступая лишь дыхательной недостаточности (Лещенко И.В. и соавт., 2002). Существенную роль в развитии дыхательной недостаточности у больных ХОБЛ играет прогрессирующая слабость дыхательной мускулатуры, и в первую очередь главной дыхательной мышцы — диафрагмы (Бичев А.А., Чучалин А. Г., 1992; Rochester DF., 1993; Vassilakopoulos Т, et al., 1996).

До настоящего времени основным методом оценки функции дыхательных мышц оставались тесты функции внешнего дыхания (ФВД). Наиболее простыми из них являлись оценка максимального инспираторного (PImax) и экспираторного (РЕшах) давлений в полости рта К недостатками метода относится его зависимость от кооперации с больным и «нефизиологичность» дыхательного маневра (Авдеев С.Н., 2004).

Альтернативным методом, позволяющим оценить функцию диафрагмы является ультразвуковое сканирование. До сих пор, посредством ультразвукового метода, различные исследователи оценивали либо высоту стояния купола диафрагмы и определяли толщину диафрагмальной мышцы у больных ХОБЛ в зависимости от степени дыхательной недостаточности (Сивякова О.А., 1997; Скляр И. В., Меньшикова И. Г., 2002; Naeije R., 2005), либо оценивали эхоструктуру диафрагмы и степень ее утончения на высоте вдоха (Got-tyman Е., McCool F.D., 1997; Spahija В. J., Kaminski D., 2001). Бузуева И. И. и соавт., (1986) производили морфометрический анализ изменений ультраструктуры мышечных волокон диафрагмы при физических нагрузках. Макеев Ю. П. (1998), изучал роль сократительной слабости диафрагмы в патогенезе недостаточности кровообращения у больных ХОБЛ. Сивякова О. Н., Ма-жарова О.А. (1997), выявляя степень утомления диафрагмальной мышцы, определяли толщину мышечной части и экскурсию диафрагмы.

К преимуществам ультразвукового метода относится возможность визуализации диафрагмы на протяжении дыхательного цикла в реальном масштабе времени. Кроме того, появляется возможность оценивать разные отделы диафрагмы — мышечную и сухожильную, с высокой точностью определять толщину, подвижность, геометрию диафрагмы. Кроме того исследование возможно проводить даже у пациентов с выраженной одышкой и гиперинфляцией легких.

Таким образом, оценка диагностических и прогностических возможностей ультразвуковых методов исследования для выявления, как начальной дисфункции диафрагмы, так и ее роли в формировании артериальной легочной гипертензии с последующим развитием хронического легочного сердца, представляет особый практический интерес.

Цель работы:

Определить особенности функционального состояния диафрагмы при формировании и прогрессировании дыхательной недостаточности и ХЛС у больных ХОБЛ.

Задачи исследования:

1. Выявить изменения функционального состояния диафрагмы у больных ХОБЛ различной степени тяжести течения заболевания.

2. Определить ультразвуковые критерии развития дисфункции диафрагмы у больных ХОБЛ.

3. Изучить изменения параметров легочно-сердечной гемодинамики у больных ХОБЛ на различных этапах формирования ХЛС.

4. Оценить взаимосвязь показателей дисфункции диафрагмы и легочно-сердечной гемодинамики у больных ХОБЛ при развитии ХЛС.

5. Составить математическое описание функционального состояния диафрагмы с определением вероятности отсутствия или наличия её дисфункции.

Научная новизна.

Впервые с помощью ультразвуковой диагностической системы экспертного класса VIVID 7 Dimension GE (США), по оригинальной методике, у больных ХОБЛ выявлено значительное нарушение функции диафрагмы, которое может усугублять дыхательную недостаточность, приводить к возрастанию легочной гипертензии и формированию хронического легочного сердца.

Впервые для больных ХОБЛ, различной степенью тяжести течения заболевания, разработаны ультразвуковые критерии ранней диагностики дисфункции диафрагмы.

Новыми являются результаты проведенного корреляционного анализа показателей функционального состояния диафрагмы и легочно-сердечной гемодинамики у больных ХОБЛ.

Впервые описана математическая модель функционального состояния диафрагмы, позволяющая выявить наличие или отсутствие дисфункции диафрагмы, и, в частности, решить вопрос о необходимости проведения тренировок дыхательной мускулатуры в тех случаях, когда это показано и может дать положительный результат.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. У больных ХОБЛ, по мере прогрессирования заболевания, нарастания бронхиальной обструкции, гиперинфляции легких, артериальной гипок-семии и легочной гипертензии наблюдается изменение функционального состояния диафрагмы.

2. Наиболее информативными параметрами функционального состояния диафрагмы, значимо связанными с показателями кардиогемодинамики являются скоростные показатели, амплитуда экскурсии купола диафрагмы и степень гипертрофии мышечной части диафрагмы.

3. Математическая модель прогноза функционального состояния диафрагмы, по мере прогрессирования хронической обструктивной болезни легких, позволяет рассчитать наличие или отсутствие дисфункции диафрагмы, используя данные ультразвукового сканирования.

Практическая значимость.

Разработаны критерии ранней оценки дисфункции диафрагмы и выявлены взаимосвязи между выраженностью дисфункции диафрагмы, нарушением легочно-сердечной гемодинамики и функции внешнего дыхания у больных ХОБЛ в зависимости от степени тяжести течения заболевания.

Выявление особенностей нарушения функции диафрагмы на разных этапах формирования ХЛС у больных ХОБЛ чрезвычайно важно для оценки состояния больного, дифференцированного подхода к выбору адекватной терапии, улучшения прогноза заболевания и качества жизни этих пациентов.

Результаты исследования позволяют осуществлять раннее выявление усталости и слабости дыхательной мускулатуры, предложить рекомендации для составления реабилитационных программ с выделением пациентов, которым тренировка дыхательной мускулатуры принесет положительный эффект, и лиц, которым тренировка дыхательной мускулатуры не показана, изза возможного прогрессирования дыхательной недостаточности, что может отрицательно отразиться на течении заболевания.

Апробация работы.

Имеется приоритет на право получения патента, заявка № 2009.144 410/14 от 30.11.2009. «Способ выявления функционального состояния диафрагмы у больных хронической обструктивной болезнью легких». Материалы диссертации были представлены на 17 Национальном конгрессе по БОД (Казань, 2007), на 18 Конгрессе ERS (Германия, Берлин, 2008), на 19 Конгрессе ERS (Австрия, Вена, 2009), доложены и обсуждены на Була-товских чтениях (Санкт-Петербург, СПбГМУ им. акад. И. П. Павлова, 2008), на пульмонологической секции Санкт-Петербургского общества терапевтов им. С. П. Боткина (Санкт-Петербург, 2009).

Реализация работы.

Результаты исследования внедрены в практическую работу стационара дневного пребывания, пульмонологического отделения, консультативно-диагностического отделения клиники НИИ пульмонологии, клиники госпитальной хирургии № 1 СПбГМУ им. акад. И. П. Павлова, внедрены в учебный процесс кафедры пульмонологии ФПО СПбГМУ им. акад. И. П. Павлова.

Личное участие автора в проведении исследования.

Исследования, представленные в диссертационной работе, выполнены при непосредственном участии автора в НИИ пульмонологии ГОУ ВПО «СПбГМУ им. акад. И. П. Павлова» Министерства здравоохранения и социального развития РФ. Самостоятельно проводилась расшифровка УЗИ — исследования диафрагмы и сердца с расчетом показателей функционального состояния диафрагмы и кардиогемодинамики на компьютеризированном рабочем месте «EchoPack, GE — США». На исследования, выполненные в соавторстве, имеются совместные публикации. Доля участия автора в накоплении, обобщении, статистической обработке и анализе материала составила 100%.

Публикации по теме исследования.

По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ, из них в научных журналах, рекомендуемых ВАК — 2, в сборниках трудов Национальных конгрессов — 1, в сборниках трудов международных конгрессов — 2.

Объем и структура диссертации.

Диссертация изложена на 147 страницах компьютерного текста и состоит из введения, 5 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы. Работа иллюстрирована 16 таблицами и 50 рисунками. Библиографический указатель содержит 166 источников, в том числе 80 — зарубежных авторов.

выводы.

1. Разработанная методика исследования диафрагмы, посредством ультразвукового сканирования, выявила изменения её функционального состояния у больных ХОБЛ в разные стадии развития хронического легочного сердца. У больных с ХОБЛ 2 ст. наблюдалось умеренное увеличение толщины диафрагмы, уменьшение ее экскурсии как при форсированном, так и при спокойном дыхании. Для больных ХОБЛ 3 ст. характерным являлось значительное увеличение толщины диафрагмы, резкое ограничение ее подвижности при спокойном и форсированном дыхании.

2. Критериями ранних нарушений функциональной способности диафрагмы у больных ХОБЛ являются: увеличение толщины мышечной части диафрагмы, изменение скорости расслабления мышечной части диафрагмы, снижение экскурсии купола диафрагмы при спокойном и форсированном дыхании.

3. Состояние легочно-сердечной гемодинамики у больных ХОБЛ определялось уровнем развития легочной гипертензии. У больных ХОБЛ 2 ст. кардиогемодинамика была почти не нарушена и выявлялись лишь начальные признаки ремоделирования и диастолической дисфункции сердцау больных ХОБЛ 3 ст. определялось снижение сократительной функции миокарда правого желудочка, начинающиеся признаки нарушения сократительной функции левых отделов сердца, ремоделирование и диастолическая дисфункция желудочков сердца.

4. На основании корреляционного анализа было установлено, что у больных ХОБЛ по мере прогрессирования заболевания, нарастания патологических изменений функции диафрагмы и нарушения кардиогемодинамики, наиболее информативными показателями дисфункции диафрагмы являются скоростные показатели движения купола диафрагмы и величина экскурсии купола диафрагмы. При этом у больных ХОБЛ 3 ст. к указанным признакам присоединяется гипертрофия мышечной части диафрагмы.

5. Предложенная математическая формула определения функционального состояния диафрагмы, позволяет с высокой степенью достоверности рассчитать наличие или отсутствие дисфункции диафрагмы, с использованием результатов широко доступной ультрасонографической методики.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ.

1. Для выявления ранних признаков нарушения функционального состояния диафрагмы в комплексное обследование больных ХОБЛ рекомендуется включать высокоинформативный метод — ультразвуковое сканирование диафрагмы.

2. Для объективной оценки дисфункции диафрагмы, в качестве критериев диагностики ранних нарушений, следует считать увеличение толщины мышечной части диафрагмы, уменьшение её экскурсии при форсированном дыхании и замедление скорости расслабления.

3. Для решения вопроса о наличии или отсутствии дисфункции диафрагмы следует использовать предложенные математические формулы определения функционального состояния диафрагмы с применением показателей ультразвукового сканирования.