Научный отчет № 4875

Название

К вопросу об информативности кривой "Поток-объем" форсированного выдоха.

Авторы

Любимов Г.А., Сахарова Г.М., Скобелева И.М., Суворов А.В.

Аннотация

Приводится пример использования разработанной авторами ранее [4,5] математической модели форсированного выдоха для анализа результатов пульмонологических функциональных тестов. Анализируются результаты трехлетнего исследования параметров легких пациента, прекратившего курение. Объем функциональных исследований состоял из спирографии, плетизмографии всего тела и кривой "поток-объем" форсированного выдоха. При расчетах в качестве параметров модели задавались измеренные величины характерных легочных объемов и сопротивление дыхательных путей. Сопоставление результатов расчета с опытными данными осуществлялось по значениям характерных для кривой "поток-объем" скоростей и изменениям объема легких в течение форсированного выдоха. Сложность трактовки рассматриваемых экспериментальных данных состояла в том, что в течение трех лет после прекращения курения у данного испытуемого не наблюдалось заметного изменения кривой "поток-объем", что противоречит представлениям о положительной динамике аппарата дыхания после прекращения курения. Приведенные расчеты показали, что всю совокупность опытных данных нельзя описать на основе модели однородных легких. В связи с этим были проведены расчеты на основе модели неоднородных по сопротивлениям легких. Эти расчеты показали, что наблюдаемая слабая зависимость формы кривой "поток-объем" от времени, прошедшего с момента прекращения курения, при заметных изменениях характерных легочных объемов и сопротивления дыхательных путей может быть связана с изменением параметров, не контролировавшихся во время данного исследования (растяжимость легких, параметры, определяющие сопротивление дыхательных путей при форсированных маневрах, упругие свойства стенок дыхательных путей). Показано, что для соответствии расчетных и экспериментальных кривых "поток-объем" необходимо предположить, что у испытуемого в момент прекращения курения растяжимость легких была намного больше нормы, податливость существенной части крупных бронхов была повышена, а податливость мелких дыхательных путей была снижена. В процессе реабилитации растяжимость легких и податливость мелких бронхов пришли в норму. Податливость крупных бронхов уменьшилась, но не настолько, чтобы легкие при форсированном дыхании вели себя как однородные. При спокойном дыхании, как следует из опытных данных, легкие данного испытуемого после трехлетнего периода ведут себя как однородные. Вопрос о том, как морфологические изменения паренхимы и стенок бронхов приводят к указанным изменениям их свойств, остается вне рамок данного исследования. Полученные в работе результаты показывают, что привлечение математических моделей легких может существенно повысить информативность стандартных пульмонологических тестов. Кроме того, модельные расчеты могут указать те дополнительные функциональные тесты, которые станут существенными для повышения диагностической достоверности выводов функционального исследования.

Год публикации

2007 г.

Объём

45 с.

Научный руководитель

Любимов Г.А.

Ключевые слова

математическая модель, механика дыхания, тест форсированного выдоха, кривая "поток-объем", курение, легкие, дыхательные пути.