Введение

Импульсная осциллометрия (ИОМ) — это современный неинвазивный метод исследования функции внешнего дыхания, который активно внедряется в клиническую практику пульмонологов. В отличие от традиционной спирометрии ИОМ позволяет оценивать механические свойства дыхательной системы, включая сопротивление дыхательных путей, эластичность легочной ткани и инерционные характеристики, что особенно важно для диагностики заболеваний, сопровождающихся обструктивными или рестриктивными изменениями. Метод основан на анализе реакции дыхательной системы на внешние колебания давления, генерируемые аппаратом, что делает его применимым даже у пациентов с ограниченными возможностями выполнения форсированных дыхательных маневров (дети, пожилые лица или пациенты с тяжелыми формами бронхиальной обструкции) [1].

В последние годы ИОМ получила широкое признание благодаря своей высокой информативности и простоте выполнения. Она позволяет не только диагностировать нарушения на ранних стадиях, но и мониторировать эффективность терапии при таких заболеваниях, как бронхиальная астма, хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) и муковисцидоз. Кроме того, метод применяется в педиатрической практике, где традиционные методы исследования часто оказываются недостаточно точными или трудновыполнимыми [1, 2].

Цель статьи — на основе имеющихся данных литературы, практического опыта представить теоретические аспекты ИОМ, ее возможности в диагностике и контроле эффективности лечения ХОБЛ и бронхиальной астмы.

Основные принципы работы и параметры при импульсной осциллометрии

Импульсная осциллометрия — метод, созданный в начале второй половины XX века, когда появилась новая концепция, основанная на применении звуковых волн в исследовании функции дыхательных путей. Новый диагностический инструмент с использованием техники вынужденных колебаний (Forced Oscillation Technique, FOT) был впервые предложен в 1956 г. Устройство генерирует синусоидальные звуковые волны, которые передаются в дыхательную систему во время спокойного дыхания [3]. В свою очередь, ИОМ является модификацией теста вынужденных колебаний, которая была разработана Михельсоном в 1976 г. [4] и выпущена на рынок медицинских услуг в 1990-х годах [5].

Основной показатель, определяемый при ИОМ, — общее респираторное сопротивление (респираторный импеданс — Z). Респираторный импеданс (Z) складывается из трех видов сопротивления: 1) фрикционного сопротивления (Rfr) — сопротивления потоку, оказываемого стенками трахеобронхиального дерева; 2) эластического (Rel) — сопротивления, формируемого эластическими свойствами легких и грудной клетки; 3) инерционного (Rin) — сопротивления воздуха, легких и грудной клетки. Последние два вида сопротивления объединяют общим термином «реактанс — X» [6]. Во время проведения ИОМ в дыхательные пути подается поток воздуха с навязанными осцилляциями в диапазоне от 5 до 35 Гц с последующим анализом давления и потока выдыхаемого воздуха. Звуковые волны высокой частоты (20 Гц) распространяются на меньшие расстояния и достигают преимущественно крупных дыхательных путей. Таким образом, сопротивление на частоте 20 Гц (R20) отражает сопротивление крупных дыхательных путей. В то же время звуковые волны низкой частоты (5 Гц) способны преодолевать большие расстояния и достигают мелких дыхательных путей. В связи с этим сопротивление на частоте 5 Гц (R5) характеризует сопротивление крупных и мелких дыхательных путей. Разница между R5 и R20 (R5−R20) позволяет оценить сопротивление, возникающее в мелких дыхательных путях. Реактивное сопротивление дыхания представляет собой несимметричный компонент (мнимую часть) импеданса легких, который характеризует емкостные и инерционные свойства дыхательных путей, обусловленные противоположно направленными силами. Реактивное сопротивление на частоте 5 Гц (X5) отражает способность периферических дыхательных путей к упругой отдаче, что связано с емкостной энергией легких [7, 8]. При заболеваниях, снижающих эластичность легких, значение X5 может меняться как в положительную, так и в отрицательную сторону. Сопротивление дыханию представляет собой совокупность всех сил, противодействующих создаваемому импульсу, включая как реальное сопротивление дыханию, так и мнимое реактивное сопротивление [7].

Резонансная частота (Fres) — частота, при которой инерционные свойства дыхательных путей уравновешиваются емкостными свойствами периферических отделов легких. В этой точке общее сопротивление дыхательной системы достигает нуля. В норме резонансная частота находится в диапазоне 6—11 Гц. Однако при обструкции мелких дыхательных путей или фиброзе легких значение Fres увеличивается [7].

Область реактивного сопротивления (Ax) — это интегральный показатель низкочастотного реактивного сопротивления, рассчитываемый в диапазоне от 5 Гц до Fres. Ax связан с податливостью дыхательных путей, их проходимостью на уровне мелких бронхов и коррелирует с разницей между сопротивлением на частотах 5 Гц (R5) и 20 Гц (R20) [7].

Таким образом, основными анализируемыми выходными параметрами при ИОМ являются R5, R20, X5, Ax и Fres. При обструкции проксимальных дыхательных путей наблюдается повышение значений R5 и R20, при этом X5 и Fres остаются в пределах нормы. В случае обструкции периферических дыхательных путей отмечается увеличение R5, нормальное значение R20, а также повышение X5 и Fres [8—14].

Импульсная осциллометрия в клинической практике

Осциллометрия активно применяется для оценки функциональных нарушений при бронхиальной астме. У пациентов с данным заболеванием, особенно в фазу обострений, наблюдается рост сопротивления дыхательных путей, преимущественно на уровне мелких бронхов. Характерными маркерами являются повышенные значения Rrs5 и Fres при нормальных показателях R20, а также смещение Xrs5 в отрицательную область [15]. Метод также эффективен для мониторинга контроля астмы: увеличение Rrs5—Rrs20 и Ax позволяет предположить недостаточный контроль над заболеванием [16]. Испанские исследователи выявили значимые различия осциллометрических параметров при разной степени контроля астмы, однако классификация пациентов исключительно на основе этих данных оказалась затруднительной. Была отмечена взаимосвязь между показателями осциллометрии и спирометрии [17]. Аналогичные выводы представлены в обзоре S. Galant и соавт. [18], в котором подчеркивается роль оценки мелких дыхательных путей. T. Carr и соавт. [19] в своем анализе подтвердили, что диагностика поражения мелких бронхов (SAD) с использованием неинвазивных методов, включая осциллометрию, способна оптимизировать терапию. Важно, что метод выявляет изменения в мелких дыхательных путях до клинических проявлений и отклонений в спирометрии [20], что позволяет своевременно корректировать лечение. Динамика параметра Ax служит индикатором ответа на терапию при астме [21].

При ХОБЛ осциллометрия демонстрирует выраженный рост параметра Rrs5 относительно Rrs20, что увеличивает разницу Rrs5—Rrs20 [14, 22—24]. Параметры Fres, Rrs5, Xrs5 и Ax коррелируют с тяжестью заболевания по шкале GOLD1—GOLD4, как показало масштабное исследование Eclipse (2054 пациентов) [25]. Китайские ученые X. Wei и соавт. [26] выявили, что у пациентов с объемом форсированного выдоха за 1-ю секунду менее 50% осциллометрия может служить альтернативой стандартным тестам. Польское исследование T. Piorunek и соавт. [27] подтвердило связь осциллометрических параметров с уровнем обструкции и тяжестью ограничения воздушного потока. R. Eddy и соавт. [28] установили, что Rrs5—Rrs20 и X5 отражают вентиляционные дефекты, а частота обострений ХОБЛ ассоциирована с ростом Ax [22]. Несмотря на диагностическую ценность, применение осциллометрии для мониторинга прогрессирования ХОБЛ требует дальнейшего изучения [10].

Клинические наблюдения

Теоретические преимущества ИОМ находят подтверждение в клинической практике. В отличие от спирометрии метод позволяет не только количественно оценить сопротивление дыхательных путей, но и локализовать уровень обструкции, что критически важно для выбора тактики лечения. Ниже представлены клинические случаи, иллюстрирующие диагностическую ценность ИОМ у пациентов с разными формами обструктивных заболеваний.

Случай 1. Пациент В., 69 лет. Диагноз: «ХОБЛ, среднетяжелая степень тяжести, с выраженными симптомами (CAT 16 баллов, mMRC 2), редкими обострениями. Стадия дыхательной недостаточности 0 (ДН0)».

Данные спирометрии (рис. 1) свидетельствовали об обструкции: FEV1 — 70% от должного, FEV1/FVC — 44,7%, обструктивный тип кривой «поток—объем».

Рис. 1. Данные спирометрии пациента В., 69 лет с хронической обструктивной болезнью легких, среднетяжелой, с выраженными симптомами (CAT 16 баллов, mMRC 2), редкими обострениями.

По данным ИОМ (рис. 2) отмечалось увеличение R5 — 176% от должного, снижение X5 — 237% от должного, увеличение Fres — 252% от должного, увеличение Ax — 1230% от должного, что в совокупности указывало на дистальную обструкцию. Также обращало на себя внимание графическое увеличение площади над кривой Xrs в частотном диапазоне от 5 Гц до Fres — Ax (треугольник Гольдмана). Дополнительно с помощью ИОМ можно оценить обратимость бронхиальной обструкции. При проведении бронходилатационного теста реакция считается положительной при снижении R5 на 40%, увеличении X5 на 50% и снижение Ax на 80% [29]. Выполнение ИОМ у данного пациента было необходимо для оценки состояния мелких дыхательных путей, учитывая выраженность одышки и легкую степень обструкции, по данным спирометрии.

Рис. 2. Данные импульсной осциллометри пациента В., 69 лет с хронической обструктивной болезнью легких, среднетяжелой степенью тяжести, с выраженными симптомами (CAT 16 баллов, mMRC 2), редкими обострениями.

Случай 2. Пациент П., 67 лет. Диагноз: «Бронхиальная астма, атопическая форма, средней степени тяжести, неконтролируемое течение. ДН0».

По данным спирометрии, снижение FEV1/FVC составило 67,2% (рис. 3), по данным ИОМ (рис. 4) увеличение R5 составило 154% от должного, увеличение R20 — 152% от должного, снижение X5 — 149% от должного, увеличение Fres — 130% от должного и пограничное значение Ax — 193% от должного, что свидетельствовало об изменениях, характерных для бронхиальной астмы. В данном примере ИОМ проводилась с целью контроля эффективности лечения.

Рис. 3. Данные спирометрии пациента П., 67 лет с бронхиальной астмой, атопической формой, средней степенью тяжести, неконтролируемым течением. ДН0.

Рис. 4. Данные импульсной осциллометрии пациента П., 67 лет с бронхиальной астмой, атопической формой, средней степенью тяжести, неконтролируемым течением. ДН0.

Случай 3. Пациент К., 69 лет. Диагноз: «Бронхиальная астма, неаллергическая форма, тяжелое неконтролируемое течение. ДН0».

По данным спирометрии (рис. 5), FEV1 составляло 33% от должного, FEV1/FVC — 30,6% от должного — тяжелая обструкция. По данным ИОМ (рис. 6), увеличение R5 составляло 190% от должного, пограничное значение R20 — 121% от должного, снижение X5 — 298% от должного, увеличение Fres — 260% от должного и Ax — 1697% от должного (особенно показательно изменение Ax отражены на графике: увеличение площади треугольника Гольдмана), что свидетельствовало о дистальной обструкции. Подобные изменения также наблюдали в первом клиническом случае у пациента с ХОБЛ. В данной ситуации они связаны с тяжелым течением бронхиальной астмы. С учетом тяжести течения бронхиальной астмы ИОМ была выполнена для оценки состояния мелких дыхательных путей и коррекции терапии.

Рис. 5. Данные спирометрии пациента К., 69 лет с бронхиальной астмой, неаллергической формой, тяжелым неконтролируемым течением. ДН0.

Рис. 6. Данные импульсной осциллометрии пациента К., 69 лет с бронхиальной астмой, неаллергической формой, тяжелым неконтролируемым течением. ДН0.

Обсуждение

Представленные клинические случаи демонстрируют диагностическую ценность ИОМ при бронхиальной астме и ХОБЛ, которая не только может быть сопоставима с спирометрией, но и может давать более полную информацию о состоянии мелких дыхательных путей. С учетом простоты выполнения ИОМ пациентам с тяжелыми обструктивными нарушениями и значимыми коморбидными заболеваниями выполнение этого функционального теста дается намного легче и без потери информативности исследования.

Заключение

Импульсная осциллометрия является чувствительным методом расчета периферического сопротивления дыхательных путей. Параметры R5, разница R5−R20 достоверно отражают состояние мелких дыхательных путей при самых разных обструктивных заболеваниях легких. Несмотря на преимущества, метод требует дальнейшего изучения: стандартизации нормативных показателей (особенно для ХОБЛ), валидации в различных популяциях и интеграции в международные клинические рекомендации. С учетом простого выполнения исследования и доступности, ИОМ может быть рассмотрена в качестве скринингового метода диагностики обструктивных бронхолегочных заболеваний. ИОМ — это не просто альтернатива традиционным тестам, а самостоятельный инструмент, расширяющий границы современной пульмонологии. Ее роль в клинической практике будет расти по мере накопления данных и технологического совершенствования аппаратуры.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.