Методы исследования органов дыхания: Исследование легких: методы диагностики заболеваний дыхательной системы

Содержание

Page not found – МЕДИЦИНСКИЙ ЦЕНТР ГАЛИЛЕЯ

Dropdown *выберите странуАвстралияАвстрияАзербайджанАлбанияАлжирАнгильяАнголаАндорраАнтигуаАргентинаАрменияАрубаАфганистанБагамские о-ваБангладешБарбадосБахрейнБеларусьБелизБельгияБенинБермудские о-ваБолгарияБоливияБосния и ГерцеговинаБотсванаБразилияБрунейБуркина-ФасоБурундиБутанВануатуВатиканВеликобританияВенгрияВенесуэлаВиргинские о-ва (Великобритания)Виргинские о-ва (США)Восточное — Самоа (США)Восточный ТиморВьетнамГабонГавайские о-ваГаитиГайанаГамбияГанаГваделупаГватемалаГвиана – французскаяГвинеяГвинея-БисауГерманияГернсиГибралтарГондурасГонконгГренадаГренландияГрецияГрузияГуамДанияДжерсиДжибутиДиего Гарсия о-ваДоминикаДоминиканская РеспубликаЕгипетЗамбияЗанзибар о-вЗападное СамоаЗимбабвеИзраильИндияИндонезияИорданияИракИранИрландияИсландияИспанияИталияЙеменКабо-ВердеКазахстанКайманКамбоджаКамерунКанадаКатарКенияКипрКиргизияКирибатиКитайКокосовы (Килинг) о-ваКолумбияКоморские о-ваКонгоКонго (Демократическая республика)Корея СевернаяКорея ЮжнаяКоста-РикаКот-д’ИвуарКубаКувейтКука о-ваЛаосЛатвияЛесотоЛиберияЛиванЛивияЛитваЛихтенштейнЛюксембургМаврикийМавританияМадагаскарМайоттаМакаоМакедонияМалавиМалайзияМалиМальдивыМальтаМарианские о-ваМароккоМартиникаМаршалловы о-ваМексикаМидуэйМикронезияМозамбикМолдавияМонакоМонголияМонтсерратМьянмаМэнНамибияНауруНепалНигерНигерияНидерландыНикарагуаНиуэ о-вНовая ЗеландияНовая КаледонияНорвегияНормандские о-ваНорфолкОбъединённые Арабские ЭмиратыОлдерниОльстерОманПакистанПалауПалестинаПанамаПапуа Новая ГвинеяПарагвайПеруПольшаПортугалияПуэрто-РикоРеюньонРоссийская ФедерацияРуандаРумынияСальвадорСамоаСан-МариноСан-Томе и ПринсипиСаудовская АравияСвазилендСвятой Елены о-ваСейшельские о-ваСенегалСент-Винсент и ГренадиныСент-Кристофер и НевисСент-ЛюсияСент-Пьер и МиелокСербия и ЧерногорияСеута и МелильяСингапурСирияСловакияСловенияСоединенные Штаты АмерикиСоломоновы о-ваСомалиСуданСуринамСьерра-ЛеонеТаджикистанТаиландТайваньТанзанияТеркс и Кайкос о-ваТогоТокелауТонгаТринидад и ТобагоТристан-Да-Кунья ос-вТувалуТунисТуркменияТурцияУгандаУзбекистанУкраинаУоллис и Футуна о-ваУругвайУэйкФарерские о-ваФиджиФилиппиныФинляндияФолклендские (Мальвинские) о-ваФранцияФранцузская ПолинезияХорватияЦентральноафриканская РеспубликаЧадЧехияЧилиШвейцарияШвецияШпицбергенШри-ЛанкаЭквадорЭкваториальная ГвинеяЭритреяЭстонияЭфиопияЮжно-Африканская РеспубликаЯмайкаЯпония

Single Line Text

Диагностика заболеваний легких и дыхательных путей

Рентгенография легких показывает структуру органа, его изменения, воспалительные процессы и проходимость контрастного вещества. Где можно сделать рентгенографию?Компьютерная томография позволяет получать рентгенологические снимки легких повышенной четкости, выполненные с разных ракурсов. Узнать стоимость…Ультразвуковое исследование легких незаменимо в тех случаях, когда необходимо исследовать связки и суставы в динамике. Где можно сделать ультразвуковое исследование легких?Магнитно-резонансная томография легких назначается врачами в тех случаях, когда требуется подтвердить диагноз либо получить более точную информацию о состоянии лимфоидной ткани или сосудов. Показания и стоимость…Цитологическое исследование мокроты позволит выявить наличие инфекционных поражений дыхательных путей. Подробнее…Специальная дисконтная программа позволит сократить расходы на медицинском обследовании! Узнать больше…В современных диагностических центрах обследование дыхательный путей проводятся с учетом индивидуальных особенностей пациента. Полученные результаты могут быть записаны на цифровой носитель. Посмотреть на примере независимой лаборатории «ИНВИТРО»…

Заболевания дыхательных путей доставляют дискомфорт не только самому больному, но и окружающим, которые могут слышать хрипы, кашель, храп. Если у вас или у ваших близких наблюдаются подобные симптомы, не следует откладывать решение проблемы «на потом». Стоит определить причину этих явлений, чтобы вовремя начать лечить болезнь и не спровоцировать осложнения.

Заболевания легких и дыхательных путей, увы, встречаются очень часто. По статистике около 45% всех болезней приходится именно на легкие и бронхи. Среди самых распространенных заболеваний такие как: трахеиты, плевриты, бронхиты, бронхиальные астмы, абсцессы, пневмонии, туберкулез, новообразования в легких – и это далеко не полный список проблем, связанных с дыхательными путями. Как же их вовремя распознать? Поговорим об этом подробно.

Методы исследования легких

Болезни дыхательных путей отличаются длительностью течения. Они часто ведут к общему ослаблению организма и к осложнениям, ухудшая тем самым качество жизни и даже сокращая ее. Вот почему очень важно вовремя поставить диагноз и приступить к лечению. Современные средства диагностики позволяют распознать болезни бронхов и легких на ранних стадиях. Существует множество методов обследования: функциональные – характеризуют работу органов, аппаратные – «показывают» клиническую картину с помощью медицинской техники, лабораторные – осуществляют исследование биоматериалов пациента. В зависимости от симптомов и тяжести заболевания, врач может ограничиться одним методом дагностики легких, а может прибегнуть сразу к нескольким. Функциональные методы обычно используют при работе с пациентами, имеющими патологии органов дыхания. Аппаратные методы диагностики заболеваний легких применимы как при явных симптомах болезней дыхательных путей, так и в профилактических целях. Лабораторные методы, такие как анализ крови и мочи, показаны всем, а вот тем, кто страдает затяжным кашлем, назначают анализ мокроты.

Общие методы

Данные способы исследования дают общее представление о состоянии пациента, позволяют предположить у него то или иное заболевание.

  • Осмотр – первичный этап диагностики. Во время осмотра доктор слушает дыхание пациента, определяет частоту вдохов, глубину, ритм. Принимает во внимание также строение грудной клетки.
  • Пальпация – обследование с помощью прикосновений. Доктор, применяя определенную методику, ощупывает грудные мышцы, ребра, межреберные промежутки, подлопаточные области.
  • Перкуссия – обследование легких, выполняемое с помощью постукивания по грудной клетке и верхней части спины.

Профилактика заболеваний легких и дыхательных путей Чтобы сохранить здоровыми органы дыхания, запомните несколько простых правил:

  • Чаще бывайте на свежем воздухе.
  • Помните о необходимости физических нагрузок: во время даже самых простых упражнений происходит активная вентиляция легких.
  • Регулярно проветривайте жилое и рабочее помещения.
  • Если вы курите, как можно быстрее избавьтесь от этой пагубной привычки.
  • Если после простуды долгое время не проходит кашель, обратитесь к врачу.
  • Раз в год делайте флюорографию.

Лабораторные методы

Анализ биологического материала, выполненный в лаборатории, позволяет конкретизировать заболевание.

  • Исследование мокроты – метод, позволяющий выявить болезнетворные микроорганизмы, клетки злокачественных новообразований, примеси – гной, кровь. Кроме того, данный анализ помогает определить чувствительность к антибиотикам. Мокроту сдают утром натощак, предварительно хорошо почистив зубы. Накануне следует принимать отхаркивающие средства и пить больше теплой воды. Результаты исследования готовятся около трех дней. Анализ назначается при кашле с мокротой, а также при уже выявленных заболеваниях: бронхите, туберкулезе, пневмонии и других.
  • Исследование газов крови – анализ, показывающий уровень обеспеченности организма кислородом. При этом забор крови делают из артерии путем пункции. После процедуры на место прокола накладывают на несколько минут тугую повязку, чтобы избежать возможного кровотечения. В лаборатории определяют парциальное давление углекислого газа, кислорода, насыщение кислородом гемоглобина в эритроцитах, pH крови. Процедура обычно проводится в стационаре, специальной подготовки не требует. Информативна при выявлении ацидозов.

Исследование функций легких

  • Спирометрия – метод, анализирующий функции внешнего дыхания. Для этого специальный аппарат (спирометр) фиксирует дыхание пациента в спокойном состоянии, на сильном выдохе, в процессе кашля и т.д. Прежде использовались механические спирометры, сейчас им на смену пришли цифровые, позволяющие проанализировать показания и сделать заключение сразу же по окончании процедуры.
  • УЗИ легких – исследование, проводимое с помощью ультразвуковых волн. УЗИ позволяет увидеть структуру легких во всех мельчайших подробностях, поэтому патологии органов, воспалительные процессы, новообразования визуализируются уже во время процедуры. УЗИ помогает диагностировать опухоли, воспаление легких, жидкость в плевральной полости и другие отклонения. При проведении обследования врач смазывает гелем кожу пациента и специальным датчиком водит по телу в области грудной клетки, межреберных промежутков, спины. Заключение делается сразу по завершении процедуры. УЗИ является абсолютно безвредным методом диагностики, специальной подготовки не требует.

Рентгенологическое исследование легких

  • Рентгеноскопия – осмотр легких в «режиме реального времени». Зону исследования просвечивают рентгеновским аппаратом, и изображение отражается на экране. Рентгеноскопия показывает структуру органа, его изменения, воспалительные процессы, проходимость контрастного вещества (если оно используется) и т.д. Хрипы, грудной кашель, негативные результаты лабораторных исследований являются показаниями к рентгеноскопии. Достоинством метода является его оперативность. С появлением цифровых аппаратов возникла возможность сохранить изображение и распечатать его на бумаге, а лучевая нагрузка снизилась. При рентгеноскопии, как и при всех иных методах рентгенологической диагностики, организм все же получает незначительное облучение, поэтому процедура противопоказана беременным. Специальная подготовка не требуется.
  • Рентгенография – метод, схожий с рентгеноскопией. Отличие состоит в том, что изображение органов дыхания проецируется на пленку. Заключение может быть составлено, как только появятся снимки. В зависимости от клиники на его составление уходит от 30-40 минут до 2 дней.
  • Бронхография – исследование трахей и бронхов посредством рентгена с введением контрастных веществ. Показанием обычно служат острые и хронические трахеиты и бронхиты. Перед процедурой пациента проверяют на переносимость йодистых препаратов, выписывают отхаркивающие и бронхорасширяющие средства. За 2 часа до обследования следует воздержаться от приема пищи. Бронхография – процедура достаточно болезненная, поэтому ее проводят под наркозом или местной анестезией. Для применения контрастного вещества, которое окрашивает дыхательные пути, в трахеи вводят катетер. Чтобы жидкость равномерно заполнила бронхиальное дерево, положение пациента несколько раз меняют. После процедуры вещество удаляют с помощью дренажа или отхаркивания. Затем производят рентгеновские снимки. Заключение делают по мере подготовки снимков. Помимо беременности, противопоказанием являются почечная и дыхательная недостаточность, общее тяжелое состояние, сердечно-сосудистая декомпенсация.
  • Компьютерная томография легких (КТ) – высокоинформативный метод лучевой диагностики. С помощью компьютерного томографа производится ряд послойных снимков, позволяющих видеть состояние внутригрудных лимфоузлов, изменения в легочной и плевральной полостях, распространение опухолевого процесса, если таковой имеется. КТ назначают при обнаружении туберкулеза, пневмонии, рака. Во время процедуры пациент неподвижно лежит на специальной кушетке, раздевшись до пояса и сняв украшения. Кушетка помещается в томограф, чаще цилиндрический, но существуют и открытые модели данного аппарата. Снимки отображаются и сохраняются в компьютере. Их можно перенести и на цифровые носители. Процедура проведения компьютерной диагностики легких безвредна и безболезненна, специальной подготовки не требует, не показана беременным. Полное описание снимков и заключение обычно бывают готовы через несколько часов.
  • Флюорография – рентгенологический метод исследования органов грудной клетки, применяемый для скрининга новообразований легких и туберкулеза. Сейчас пленочная флюорография заменяется цифровой, что позволяет сохранить изображение в электронной форме. В профилактических целях рекомендуется делать флюорографию один раз в год. Абсолютных противопоказаний не существует, специальной подготовки не требуется.
  • Рентгеноэлектрокимография – способ оценки вентиляционной функции легких, а также движений диафрагмы. Метод основан на регистрации колебаний оптической плотности изображения дыхательных органов на рентгеновском экране.
  • Плеврография – лучевое исследование плевральной полости с введением контрастного вещества. Показаниями являются плевробронхиальные свищи и гнойный плеврит. Контрастное вещество (масляное или водорастворимое) вводят с помощью пункции или через дренажную трубку в область грудной клетки, затем делают снимки в прямой и боковой проекциях. При обострении гнойного процесса данное исследование противопоказано. Кроме того, имеют место те же противопоказания, что и при бронхографии. КТ постепенно вытесняет этот метод.
  • Газовая медиастинография – способ обследования грудной клетки с введением в качестве контрастного вещества газа, обычно кислорода. Для этого делают прокол в межреберье или над грудиной. Метод раньше применяли для оценки состояния лимфоузлов средостения и определения метастазов опухоли. Сейчас на смену газовой медиастинографии пришла КТ.
  • Ангиография – исследование сосудов легких после введения в них контрастного вещества при помощи катетера. Когда сосуды заполнены контрастным веществом, производят ряд рентгеновских снимков. Данный метод диагностики практикуют для уточнения возможности операции при раке легкого, для диагностики тромбоэмболии легочной артерии и в некоторых других случаях. Наиболее полная «картина» представляется в сочетании ангиографии с КТ.

Визуальные методы анализа

  • Ларингоскопия – метод исследования голосовых связок и гортани. Осмотр производится либо с помощью зеркала (непрямая ларингоскопия), либо с помощью ларингоскопа (прямая ларингоскопия). Помогает определить причины охриплости голоса, болей в горле, обнаружить повреждения гортани.
  • Бронхоскопия – метод осмотра трахей и бронхов, оценки их слизистых оболочек с помощью оптического прибора: бронхоскопа. Изображение сразу же передается на экран. Бронхоскопию назначают при кашле, затруднении дыхания, кровянистых или гнойных выделениях в мокроте. Противопоказания: гипертония, аритмия, ишемическая болезнь сердца. Процедуру рекомендуется проводить утром натощак. Процедура болезненна, поэтому врач может предложить обезболивание.
  • Торакоскопия – диагностика плевральной полости с помощью торакоскопа. Метод позволяет осмотреть париетальную и висцеральную плевры, обнаружить новообразования, произвести биопсию. Как правило, торакоскоп вводят в IV-V межреберье.
  • Медиастиноскопия – метод исследования переднего средостения и передней поверхности трахеи с помощью медиастиноскопа. Медиастиноскопия применяется для пункции или удаления лимфатических узлов, для гистологического исследования при лимфогранулематозе, метастазах, опухолях переднего средостения.

Как мы убедились, на сегодняшний день существует множество способов диагностики дыхательных путей. Выбирая подходящий метод, следует учитывать клиническую картину заболевания. Конечно, наилучший вариант – предпочесть современные методы, являющиеся более информативными и безопасными. Это может быть УЗИ, КТ, флюорография. Какой метод подойдет именно вам, может сказать только врач на предварительной консультации.

Обследование легких и бронхов в Москве

Сегодня в российской столице существует множество клиник, диагностирующих заболевания дыхательных путей. Какую же выбрать? Главные требования к медицинскому центру при проведении подобных обследований – это высокоточное оборудование и внимательные квалифицированные сотрудники.

Рекомендуем обратить внимание на сеть клиник «ИНВИТРО». В медицинских центрах «ИНВИТРО» работают настоящие профессионалы, владеющие новейшими методиками диагностики. А техника, которой оснащена клиника, соответствует мировым стандартам. Кроме того, «ИНВИТРО» — это точность, надежность, оперативность.

Лицензия на осуществление медицинской деятельности № ЛО-50-01-009134 от 26 октября 2017 г.

Repository of Kharkiv National Medical University: Современные методы исследования сердца, сосудов и органов дыхания : учебное пособие

Kharkiv National Medical University Repository

Learn More

Please use this identifier to cite or link to this item:
http://repo.knmu.edu.ua/handle/123456789/22733

Title:  Современные методы исследования сердца, сосудов и органов дыхания : учебное пособие
Authors:  Оспанова, Татьяна Сунгашевна
Бильченко, Ольга Семеновна
Бездетко, Татьяна Васильевна
Бильченко, Александр Викторович
Химич, Татьяна Юрьевна
Ерёменко, Галина Владмировна
Красовская, Екатерина Александровна
Пионова, Елена Николаевна
Keywords:  НП2016
Issue Date:  2017
Citation:  Современные методы исследования сердца, сосудов и органов дыхания : учебное пособие для студентов высших медицинских учреждений, врачей-интернов, семейных врачей / под ред. Т. С. Оспановой. – Харьков : ФЛП Бровин А. В., 2016. – 164 с.
Abstract:  В учебном пособии описаны современные разнообразные инструментальные методы исследований сердца, сосудов и органов дыхания, которыми должен владеть врач: нагрузочные ЭКГ пробы, пиклуометрия, радионуклеидные методы диагностики, КТ с использование болюсного контрастирования. Изложена клини-ческая интерпретация этих методов.
Для студентов высших медицинских учреждений, врачей-интернов, семейных врачей.
Description:  Утверждено ученым советом ХНМУ
Протокол № 2 от 18.02.2016 г
URI:  http://repo.knmu.edu.ua/handle/123456789/22733
Appears in Collections: Навчально-методичні видання. Кафедра пропедевтики внутрішньої медицини № 2 та медсестринства

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.

Том 27, № 2 (2017)

Болезни органов дыхания (БОД) (класс X J00–J99 по Международной классификации болезней и проблем, связанных со здоровьем (10-й пересмотр), 1989) являются одними из наиболее распространенных заболеваний. По данным Министерства здравоохранения Российской Федерации (Минздрав России), в2014 г. общее число лиц с БОД составило 55 872 470 человек, а общая заболеваемость – 38 198,9 случая на 100 тыс. населения, в т. ч. детей 0–14 лет – 120 756,3; 15–17 лет – 76 213,7; взрослых 18 лет и старше – 19 841,4; взрослых в возрасте старше трудоспособного – 19 292,8 случая на 100 тыс. населения соответствующего возраста. БОД ежегодно наносят большой экономический ущерб обществу в связи с временной и стойкой утратой трудоспособности, снижением качества жизни и преждевременной смертью больных. Профилактика БОД – задача государственной значимости, на решение которой направлены усилия ученых Российской Федерации. Огромный вклад в решение поставленных задач внесен коллективом Федерального государственного бюджетного учреждения «Научно-исследовательский институт пульмонологии Федерального медико-биологического агентства России» (ФГБУ «НИИ пульмонологии ФМБА России»), 25-летие которого отмечается в текущем году. С целью совершенствования методов первичной и вторичной профилактики БОД проводилась разработка, изучение, оценка эффективности инновационных технологий, направленных на диагностику, лечение и реабилитацию пациентов с острыми и хроническими БОД. Подготовлен ряд методических документов по совершенствованию организации и повышению качества пульмонологической помощи (ПП). Изданы руководства, атласы, монографии, статьи в журналах для практических врачей. За последние 5 лет произошли значительные позитивные изменения в организации и качестве ПП населению Российской Федерации, в результате которых достигнуто снижение смертности от БОД. В приведенном обзоре научных исследований, трудов, статей, клинических рекомендаций сотрудников ФГБУ «НИИ пульмонологии ФМБА России» отражен значительный вклад коллектива в процессы совершенствования ПП и улучшение здоровья населения России.

Как проверить легкие: виды диагностики

Многие из нас сталкиваются с проверкой органов дыхания только в виде ежегодного снимка для допуска к работе или учёбе. Но если вас беспокоят боли в груди, кашель и затруднённое дыхание, вам необходимо задуматься и о том, как проверить лёгкие и бронхи на наличие заболеваний.

Когда следует задуматься о проверке грудной клетки?

Обычному человеку делать флюорографию и проверять состояние легких необходимо раз в год. Для некоторых категорий граждан, например, работающих в учебных заведениях, с детьми, требуют делать это два раза в год. Это необходимо для раннего выявления больных туберкулёзом — заболеванием, которое быстро распространяется в коллективе.

Помимо профилактики, проверить лёгкие также необходимо при первых признаках заболеваний. К ним относят:

  • одышку в состоянии покоя,
  • долгие приступы кашля: сухого или с вкраплениями крови и гноя в мокроте,
  • хрипы и свисты при дыхании,
  • чувство тяжести в грудной клетке,
  • повышенная температура, общее ухудшение самочувствия, снижение аппетита.

Обычно проверку лёгких назначает лечащий врач. Только специалист сможет оценить симптомы и определить, какой из видов диагностики подойдёт в вашем случае. Но есть случаи, при которых доктора можно посетить с уже готовыми материалами:

  • У вас произошёл рецидив болезни, о которой вы уже знаете.
  • Симптомы не выражены ярко, нет острого болевого синдрома.

В любом случае, если вы покажете доктору уже сделанные снимки, это ускорит постановку диагноза.

Проверка лёгких входит в полное обследование организма.

Варианты диагностики органов грудной клетки

Виды диагностики, доступные без направления, ограничиваются неинвазивными методами. Эндоскопию без заключения со стороны лечащего врача вам не выполнят. Но даже так видов диагностики достаточно много:

  • Ультразвуковое исследование не сможет показать вам заболевания лёгких. Обычно его используют для выявления жидкости в плевральной полости, поэтому, если вы не знаете своего диагноза, нет смысла отправляться на УЗИ.
  • Флюорография: самый быстрый способ исследования лёгких. Во время процедуры грудную клетку просвечивают низкой дозой рентгеновского излучения. Изображение печатается на плёнке или отображается на мониторе. Её несомненный плюс в безопасности: ФЛГ для профилактики делают детям от 14 лет. Однако на полученном снимке можно обнаружить патологию, но нельзя рассмотреть в деталях. Скорее всего, после флюорографии врач направит вас на более подробное исследование — КТ легких.
  • Рентгенография — это уже более высокие дозы облучения. Рентген даст снимок высокого качества, на котором можно будет хорошо рассмотреть все детали. Результат будет напечатан на плёнке. Но врачи не рекомендуют часто проводить такое обследование, так как можно получить большую дозу излучения.

Томография как способ проверить легкие

Более точным и безопасным способом как проверить легкие является томография. Она даёт высокоточный результат о состоянии легочной ткани и органов средостения.

Сейчас все больше завоевывает авторитет исследование НДКТ легких — низкодозная компьютерная томография. Это исследование в десятки раз превосходит флюорографию и рентгенографию по информативности, а доза облучения у него ниже.

Мультиспиральная компьютерная томография легких также действует с помощью рентгеновских лучей, поэтому её нельзя проводить беременным и кормящим женщинам. МСКТ назначают, чтобы подготовить пациента к операции или оценить результаты оперативного вмешательства. Может проводиться как без контраста, так и с контрастным усилением.

С помощью этого вида обследования можно отследить отклонения, выявить травмы грудной клетки, новообразования на ранних стадиях и воспалительные заболевания. При помощи данного метода можно увидеть патологические изменения легких, бронхов и трахеи на 3D изображении. Детальная картина помогает врачу поставить безошибочный диагноз.

Компьютерную томографию назначают для выявления:

  • туберкулеза,
  • саркоидоза,
  • абсцесса легких,
  • рака легких,
  • воспалительных заболеваний легких, бронхов, плевры,
  • инородных тел,
  • лимфопролиферативных заболеваний,
  • патологий органов средостения.

Также КТ отслеживают для наблюдения за послеоперационным и дооперационным состоянием проблемного органа.

Инвазивные способы проверки лёгких

Есть ряд исследований, которые даже в платных центрах выполняют только по назначению. Это эндоскопические методы. Благодаря ним можно детально рассмотреть органы и взять образцы тканей на анализ, а в некоторых случаях сразу же провести лечение. К таким обследованиям относятся:

  • Бронхоскопия: эндоскоп вводится через носоглотку. Можно осмотреть трахею и бронхи.
  • Торакоскопия — это введение датчика прямо в лёгкие через проколы в грудной клетке. Выполняется это исследование только под общим наркозом.
  • Торакотомия — разрез грудной клетки, чтобы врач смог самостоятельно осмотреть все органы.
  • Пункции плевральной полости и биопсия плевры помогут найти причину воспаления, сделать анализы на антитела к злокачественным опухолям и определить инфекцию.

На эти обследования вас направит ваш доктор, если будет необходимо. Однако на такие обследования направляют только в довольно тяжёлых случаях, поэтому скорее всего при проблемах с легкими вам понадобятся флюорография, снимок или томография.

Современные методы диагностики в пульмонологии и ЛОР-клинике | #08/04


Одной из актуальных задач современной пульмонологии является создание единых стандартов диагностики и лечения различных заболеваний легких. Диагноз необходимо строить на основании данных анамнеза, клинических, лабораторных и других видов исследований.


В программе обследования больных с различной патологией легких и ЛОР-органов важное место занимает комплексное применение лучевых диагностических методов. В настоящее время рентгеновское изображение получают, используя прямые аналоговые, непрямые аналоговые и цифровые технологии.


Рентгенологический метод остается одним из основных способов исследования и включает общие и специальные виды исследования. Общие виды исследования, при которых отсутствует цифровая обработка, предполагают применение традиционной стандартной рентгенографии, рентгеноскопии и линейной продольной томографии. Рентгенография относится к методу прямой аналоговой технологии и обладает самым высоким пространственным разрешением. Это исследование отличается доступностью, помогает выявить широкий спектр патологических изменений, обеспечивает информацией, в большинстве случаев достаточной для постановки диагноза и определения тактики лечения. При динамическом наблюдении за пациентом рентгенография дает возможность произвести точную оценку течения заболевания, позволяет отследить формирование остаточных изменений, а при наличии возникающих осложнений — определить их характер.


Обследование больного следует начинать с производства снимков в двух взаимно перпендикулярных проекциях, лучше на пленке размерами 35 х 43 см на аппарате «Сиреграф Д-2М» с усилителем рентгеновского изображения (УРИ) на 3 рабочих места фирмы Siemens, «DX-90», фирмы Apelem или «Proteus XR/a» фирмы General Electric. Полипроекционная рентгенография позволяет судить о локализации и протяженности воспалительного процесса в легких, состоянии легких в целом, корней легких, плевры, средостения и диафрагмы. Снимок только в прямой проекции допускается для больных, находящихся в очень тяжелом состоянии.


Обзорные снимки грудной клетки выполняют при следующих технических данных: от фокуса рентгеновской трубки до пленки — 1,5 м (телеснимок) с применением отсеивающего растра 12; напряжение на рентгеновской трубке — 70–95 кВ, анодный ток — 100–250 мА, выдержка — 0,1–0,3 с. Однако снимки грудной клетки следует производить с использованием техники жесткого излучения (анодное напряжение — 120 кВ, выдержка — 0,02 с). На таких снимках прослеживается легочный рисунок в норме до периферии, выявляются патологические образования за тенью сердца, диафрагмы и мелкие субплевральные, которых не видно на обычных снимках. При этом появляется возможность интерпретировать интерстициальную структуру. Эффективная дозовая нагрузка составляет не более 1,0 мЗв.


В настоящее время все более широкое распространение получает цифровая рентгенография. К современным системам цифровой рентгенографии относятся цифровая рентгенография с экрана электронно-оптического преобразователя, цифровая люминесцентная рентгенография, цифровая селеновая рентгенография. Люминесцентная пластина обладает значительно большей экспозиционной широтой, чем общепринятые комбинации пленка–экран, благодаря чему расширяется интервал между недо- и переэкспонированием, что важно для получения снимка хорошего качества.


При цифровой рентгенографии (Agfa Diagnostic, Villa Systemi, «Амико», «Медицинские технологии», «Электрон») удается обнаружить участки инфильтрации в легком позади тени сердца, в паравертебральной области. Дозовая нагрузка при этом виде исследования составляет 0,03–0,6 мЗв. Важной особенностью малодозовой цифровой рентгенографии является возможность составления электронных архивов памяти и передачи изображений на расстояние. Создание электронных систем обработки и передачи изображений (РАСS) — новый шаг к формированию рентгеновских отделений будущего.


Рентгеноскопия — функциональный метод исследования, позволяющий исследовать сердце и органы дыхания во время их движения, судить об их функции. Для снижения лучевых нагрузок на пациента необходимо использовать рентгенодиагностические аппараты, оборудованные цифровыми УРИ. К ним относится флюорографический аппарат ФЦМБ «Ренекс — Флюоро», «Проскан–2000» и «Проскан–7000», ОКО ФЦ. Метод применяется по показаниям для выявления симптомов наличия плевральной жидкости и ее исходов. Важным методом дифференциальной диагностики различных заболеваний легких является линейная томография (послойный вид исследования). Послойное исследование устраняет суммационный эффект, свойственный рентгенографии. Томография позволяет определить характер, структуру и распространенность патологического процесса, локализующегося в паренхиме легкого и плевре, изучить состояние трахеобронхиального «дерева», корней легких, средостения.


Линейная томография легких (Philips, Siemens, Toshiba), в зависимости от поставленной задачи, проводится: в прямой, боковой и косых проекциях; с продольным, косым и поперечным видом размазывания теней; при вертикальном или горизонтальном положении пациента. Толщина выделяемого слоя при томографии зависит от угла поворота рентгеновской трубки. Чем он больше, тем меньше толщина выделяемого среза. При поперечном виде размазывания выделяемый слой тоньше, чем при продольном. При этом лучше отображаются контуры и структура томографируемого образования. Выделение толстого слоя при угле поворота рентгеновской трубки до 12 называется зонографией. Основное внимание при томографии уделяется правильному выбору глубины среза, определяющему диагностическую ценность получаемых томограмм. Для уточнения характера инфильтрата в паренхиме легкого следует проводить томографию в двух взаимно перпендикулярных проекциях.


Гортань и трахею следует томографировать в двух взаимно перпендикулярных проекциях, главные и верхнедолевые бронхи — в прямой и косой проекциях. Оптимальной проекцией для нижнедолевых бронхов легких является боковая, для среднедолевого и язычкового бронхов — косая. Бронхи верхушечного, заднего и переднего сегментов обоих легких томографируют в прямой и боковой проекциях. Оптимальной проекцией для получения просветов сегментарных бронхов средней доли и язычковых сегментов является косая проекция с углом поворота пациента на 50–55° относительно длины оси тела. Для получения просветов верхушечных сегментарных бронхов нижних долей используют боковую томографию. Томография базальных сегментов проводится в прямой и боковой проекциях. В этих проекциях получают отображение просветы базальных бронхов нижней доли. Зонография — более толстый выделяемый слой. Ее лучше применять для уточнения характера диссеминированных процессов легких, детализации рентгенологической картины фиброзных и склеротических изменений, легочного рисунка и корней легких.


Из современных специальных методов получения изображения в диагностике заболеваний легких и ЛОР-органов методом выбора является компьютерная томография (КТ). Цифровая вычислительная томография, основанная на высокой чувствительности метода и возможности количественной оценки, зарекомендовала себя как один из самых эффективных методов медицинской визуализации. Одними из наиболее современных и надежных компьютерных томографов являются спиральные, рентгеновские компьютерные томографы «Аура» (Philips), «Аквильон» (Toshiba), «Пронто» (Hitachi Medical). Поперечное изображение грудной полости позволяет изучить топографо-анатомическое соотношение нормальных и патологических изменений в легких, установить взаимосвязь с плеврой, корнями легких и бронхами. Чувствительность компьютерной томографии высокого разрешения при определении заболеваний легких составляет около 94% по сравнению с 80% при рентгенографии грудной клетки. При КТ рентгеноморфологические проявления воспалительных процессов в легких удается обнаружить на более ранних сроках заболевания. Спиральная компьютерная томография (СКТ) дает возможность значительно сократить время исследования, снизить облучение больного и выявлять в легких мелкие узелковые образования и патологические фокусы, не всегда определяемые при обычной КТ. СКТ во многих случаях способна заменить инвазивное исследование — ангиографию. Фирмой Picker разработана новая система для СКТ, позволяющая реализовать принцип «виртуальной эндоскопии». Эта система предназначена в первую очередь для выявления больных с обструктивными процессами верхних дыхательных путей, что позволяет заранее выбрать место биопсии. Данная методика может использоваться в качестве самостоятельной, а также служить связующим звеном между томографическим и обычным эндоскопическим исследованием. Доза облучения больного при компьютерной томографии не превышает получаемой при обычном рентгенологическом исследовании.


Альтернативными методами медицинской интроскопии, применяемыми в диагностике заболеваний легких, являются ультразвуковое исследование (УЗИ) и магнитно-резонансная томография (МТР) — томография на основе эффекта ядерно-магнитного резонанса.


При ультразвуковом сканировании получают информацию о состоянии плевры, плевральной полости, субплевральных зон легочной ткани. Если имеется необходимость уточнения наличия малого количества выпота в плевральной полости, не выявляемого при обычном рентгенологическом исследовании, и определения его характера, лучше применять УЗИ. Проходит клинические испытания новый способ визуализации в УЗИ — специализированный компьютерный метод обработки для синтеза ультразвуковых изображений с большим полем зрения при помощи обычных ручных ультразвуковых датчиков, позволяющий врачу более полно регистрировать исследуемые структуры.


Магнитно-резонансная томография — метод неинвазивной диагностики — широкого распространения пока не получила и требует дальнейшего изучения и уточнения. Преимущество МРТ (Hitachi Medical, Siemens) перед другими способами заключается в оценке сосудистого русла малого круга кровообращения.


Радионуклидные методы исследования используют для определения степени нарушения регионарного кровотока и региональной вентиляции. Метод дополняет данные рентгенографии. Он технически прост, не имеет противопоказаний, лучевая нагрузка незначительная.


В настоящее время невозможно себе представить клиники, не имеющей базы для проведения эндоскопических исследований. Эндоскопические методы, использовавшиеся вначале исключительно для диагностики, очень скоро превратились в лечебные и нередко соперничают с полостными операциями.


Бронхоскопию (Pentax, Karl Storz, Ломо) выполняют после обязательного предварительного рентгенологического исследования органов грудной полости в прямой и боковой проекциях, так как во время бронхоскопии можно осмотреть бронхи до V–VI порядков включительно и нельзя увидеть периферические отделы легких. Показаниями к бронхоскопии являются центральные или периферические, доброкачественные или злокачественные опухоли легких, выявленные рентгенологически, хронический бронхит, бронхоэктатическая болезнь, длительно текущая пневмония, муковисцидоз, абсцесс легкого, кровохарканье и легочное кровотечение неясной этиологии, опухоли средостения и патология плевры, инородные тела трахеобронхиального «дерева», подозрение на туберкулез.


При наличии у больного кровохарканья или длительно текущего кашля на фоне проводимого лечения при отрицательных рентгенологических данных, а также при изменении характера кашля у курильщика показания к бронхоскопии абсолютные.


Абсолютными противопоказаниями к плановым эндоскопическим исследованиям являются инфаркт миокарда в острой стадии, инсульт в острой стадии, сердечно-сосудистая и сердечно-легочная недостаточность 3-й степени, пароксизмальная тахикардия и мерцательная аритмия.


Несмотря на то что эндоскопические исследования с каждым годом все шире внедряются в клиническую практику, многие врачи, особенно в поликлинической сети, мало знакомы с возможностями диагностической и тем более лечебной бронхоскопии и склонны преувеличивать ее опасность. Конечно, при использовании инструментальных методов исследования не может не возникать осложнений, но в связи с усовершенствованием эндоскопических приборов (уменьшение диаметра и увеличение гибкости аппарата) их количество сводится к минимуму, и обусловлены они, как правило, не небрежностью или низким уровнем подготовки врача-эндоскописта, а основным или сопутствующими заболеваниями пациента. В настоящее время большинство лечебных учреждений оснащено современной дорогостоящей эндоскопической аппаратурой, и не использовать ее недопустимо.


В нашей стране наибольшей популярностью пользуются фиброэндоскопы и видеоэндоскопы японских фирм «Фуджинон», «Пентакс» и «Олимпас», так как они надежны в эксплуатации, имеют небольшой наружный и большой диаметр биопсийного канала, что очень важно при выполнении лечебных манипуляций. В современных видеоэндоскопах благодаря использованию высокоэффективных линз и точных систем цифровой обработки сигнала с помощью мегапиксельных ПЗС-матриц удается получить четкое высококачественное изображение, увеличенное примерно в 100 раз, при этом цветопередача не ухудшается. Видеоэндоскопы более надежны в работе, так как их можно изгибать под любым углом и даже завязывать узлом, не боясь повредить эндоскоп. Значительно уменьшилась нагрузка на глаза врача-эндоскописта. Благодаря использованию видеоэндоскопов удается выявить мельчайшие изменения слизистой оболочки пищевода, желудка, двенадцатиперстной и толстой кишки, а также трахеи и бронхов, что позволяет диагностировать рак этих органов на ранней стадии развития.


Диагностическое эндоскопическое исследование дает возможность поставить диагноз, верифицировать его морфологически, оценить распространенность процесса и выработать оптимальную лечебную тактику. Благодаря постоянному усовершенствованию эндоскопической аппаратуры и подсобного эндоскопического инструментария, а также разработке и внедрению новых способов лечения многие заболевания можно лечить через эндоскоп.


Среди всех эндоскопических методов исследования бронхоскопия давно занимает особое место. Сегодня это не только один из первых диагностических методов, но и важнейший и эффективный способ лечения пациентов с хроническими воспалительными и нагноительными заболеваниями носоглотки, гортани, трахеи и легких.


Как показал наш многолетний опыт, единичные курсы лечебных бронхоскопий эффективны при пневмонии, абсцедирующей пневмонии или абсцессе легкого, а при хроническом бронхите, муковисцидозе, бронхоэктатической болезни необходимо проводить лечебные бронхоскопии курсами. Основными лекарственными веществами, которые врачи используют во время лечебных бронхоскопий, являются антисептики, антибиотики, муколитики и иммуномодуляторы. В ходе лечебной бронхоскопии удается восстановить дренажную функцию бронхов, удаляя гнойное содержимое из бронхиального «дерева», осуществлять целенаправленное воздействие на микрофлору бронхов и вводить препараты, снижающие вязкость секрета. Санационные бронхоскопии выполняют через день. При этом лечение можно проводить в амбулаторных условиях. В зависимости от степени интенсивности воспалительного процесса в бронхах выполняют от 5–6 до 8–10 санационных бронхоскопий на курс лечения.


Из оперативных методов лечения во время бронхоскопии наиболее распространены удаление доброкачественных опухолей и извлечение инородных тел. Особенно актуальна проблема диагностики и удаления инородных тел для педиатрии.


Методика удаления доброкачественных опухолей носоглотки, гортани, трахеи и крупных бронхов с помощью радиоволновой коагуляции (прибор «Сургитрон») безопасна, так как на месте отсеченной опухоли не образуется коагуляционный струп, как при электрокоагуляции, который может отторгнуться на 3–7-е сутки и вызвать кровотечение.


В заключение следует подчеркнуть, что для выявления заболевания на ранней стадии развития необходимо проведение комплексного обследования, включающего клинические, лабораторные, лучевые, эндоскопические и морфологические исследования. Усилия врачей различных специальностей должны быть направлены в конечном итоге на раннюю диагностику злокачественных заболеваний носоглотки, гортани, трахеи бронхов и легких.


В России рак легкого занимает первое место в структуре заболеваемости злокачественными новообразованиями и ежегодно диагностируется более чем у 66 тыс. пациентов.


К сожалению, в настоящее время, как и в прошлые годы, центральный рак легкого чаще всего диагностируют на основании клинических симптомов, наличие которых уже указывает на распространенный характер опухолевого поражения, т. е. в поздней стадии заболевания.


Наиболее благоприятными для излечения являются самые начальные фазы развития рака легкого, когда еще нет метастазирования или его вероятность невысока. В настоящее время для этой категории пациентов разрабатывают новые методы органосохраняющих операций. К ним относятся различные варианты эндобронхиальной хирургии и терапии, включая: электрокоагуляцию, криодеструкцию, Nd:YAG-лазерную хирургию, брахитерапию и фотодинамическую терапию.


Свертывание во многих странах, включая и Россию, профилактических программ скрининга и диспансерного наблюдения в группах риска уменьшило и без того невысокий процент ранней диагностики рака легкого. Единственным источником активного массового выявления заболевания на ранней стадии развития остаются рентгенологическое и бронхоскопическое исследования, предпринимаемые по поводу различных доброкачественных заболеваний легких.


Повышение качества ранней диагностики рака легкого связано с использованием новых профилактических программ скрининга, основанных на применении компьютерного анкетирования, новых молекулярных, генетических биомаркеров и высокоинформативных методов уточняющей диагностики: флуоресцентной бронхоскопии, низкодозной спиральной томографии, цитологического исследования мокроты с использованием цитометрии и иммуноцитохимического исследования.


Техническое развитие и совершенствование указанных диагностических методов направлено в первую очередь на повышение их разрешающих возможностей и выявление раннего рака минимальных размеров, вплоть до интраэпитеальных микроочагов.



Н. Е. Чернеховская, доктор медицинских наук, профессор
Г. Г. Федченко, кандидат медицинских наук
А. В. Поваляев
РМАПО, Москва

Диссертации к защите 2021 | Научно-исследовательский институт медицины труда имени академика Н.Ф. Измерова

13 сентября 2021 г.

Наумова Ольга Вячеславовна

МОЛЕКУЛЯРНО-БИОХИМИЧЕСКИЕ МАРКЕРЫ ЭНДОТЕЛИАЛЬНОЙ ДИСФУНКЦИИ ПРИ ХРОНИЧЕСКОМ ВОЗДЕЙСТВИИ
РТУТИ

диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 3.2.4 — Медицина труда. Диссертационный Совет 24.1.176.01
(Д.001.012.01). Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Научно-исследовательский институт медицины труда имени академика Н.Ф. Измерова»

105275, г. Москва, проспект Буденного, 31, тел. +7(495)365-02-09; e-mail: [email protected]


28 июня 2021 г.

Русанова Дина Владимировна

МЕХАНИЗМЫ И ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ
ПОРАЖЕНИЙ ПРОВОДЯЩИХ ПУТЕЙ ЦЕНТРАЛЬНОЙ И
ПЕРИФЕРИЧЕСКОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ
МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ РТУТИ
(КЛИНИКО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ)

диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук по специальности 3.2.4 — Медицина труда. Диссертационный Совет 24.1.176.01
(Д.001.012.01). Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Научно-исследовательский институт медицины труда имени академика Н.Ф. Измерова»

105275, г. Москва, проспект Буденного, 31, тел. +7(495)365-02-09; e-mail: [email protected]


28 июня 2021 г.

Брылёва Мария Сергеевна

СОЦИАЛЬНО-ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СМЕРТНОСТИ НАСЕЛЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ МОНОГОРОДОВ АРКТИКИ

диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 3.2.4 — Медицина труда. Диссертационный Совет 24.1.176.01
(Д.001.012.01). Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Научно-исследовательский институт медицины труда имени академика Н.Ф. Измерова»

105275, г. Москва, проспект Буденного, 31, тел. +7(495)365-02-09; e-mail: [email protected]


 

24 июня 2021 г.

Финагина Елизавета Андреевна

АНДРОГЕННЫЙ ДЕФИЦИТ И ПОКАЗАТЕЛИ МУЖСКОГО ЗДОРОВЬЯ У МАШИНИСТОВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук по специальности 3.2.4 — Медицина труда. Диссертационный Совет 24.1.176.01
(Д.001.012.01). Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Научно-исследовательский институт медицины труда имени академика Н.Ф. Измерова»

105275, г. Москва, проспект Буденного, 31, тел. +7(495)365-02-09; e-mail: [email protected]


 

17 марта 2021 г.

Объявление о защите Кузьминой Светланы Валерьевны

Диссертационный совет Д 001.012.01 при Федеральном государственном бюджетном научном учреждении «Научно-исследовательский институт медицины труда имени академика Н.Ф. Измерова» (105275, г. Москва, проспект Буденного, 31; тел. 365-02-09; web: www.irioh.ru; e-mail: [email protected]) объявляет, что Кузьмина Светлана Валерьевна представила диссертацию «РИСКИ НАРУШЕНИЯ МЕНТАЛЬНОГО ЗДОРОВЬЯ РАБОТНИКОВ ПРОИЗВОДСТВ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ. КЛИНИКО-ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РАННЕЙ ДИАГНОСТИКИ И ПРОФИЛАКТИКИ» на соискание ученой степени доктора  медицинских наук по специальности 14.02.04 — Медицина труда.

Защита диссертации состоится 28 июня 2021 года в конференц-зале института.

Председатель диссертационного совета Д 001.012.01 Бухтияров Игорь Валентинович.

 

10 февраля 2021 г.

Кузьмина Светлана Валерьевна

РИСКИ НАРУШЕНИЯ МЕНТАЛЬНОГО ЗДОРОВЬЯ РАБОТНИКОВ ПРОИЗВОДСТВ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ. КЛИНИКО-ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РАННЕЙ ДИАГНОСТИКИ И ПРОФИЛАКТИКИ

диссертация на соискание ученой степени доктора медицинских наук по специальности 14.02.04 — Медицина труда. Диссертационный Совет Д.001.012.01. Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Научно-исследовательский институт медицины труда имени академика Н.Ф. Измерова»

105275, г. Москва, проспект Буденного, 31, тел. +7(495)365-02-09; e-mail: [email protected]


Тестирование дыхательной системы различных типов

Тревожное количество респираторных заболеваний является серьезной проблемой для отрасли здравоохранения. Существуют различные способы диагностики респираторных заболеваний. В этой статье представлены наиболее часто используемые методы тестирования.

Princy A. J | 06 сентября 2020

В связи со вспышкой COVID-19 число респираторных заболеваний растет.Нарушение легких — один из основных симптомов болезни. Респираторные расстройства включают грипп, астму, туберкулез, пневмокониоз, хроническую обструктивную болезнь легких (ХОБЛ), облитерирующий бронхиолит, мезотелиому и силикоз. Загрязнение воздуха и курение табака являются основными причинами роста таких заболеваний.

Исследования показали, что ежегодно миллионы людей во всем мире страдают от респираторных заболеваний. Согласно исследованию, проведенному Global Burden of Diseases (GBD) в 2017 году, хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) заняла 3 балла.2 миллиона человек и астма унесли 495 тысяч жизней в год. Тем не менее, распространенные случаи хронических респираторных заболеваний (ХЗЗ) среди всех возрастов были зарегистрированы на уровне 545 миллионов.

Существуют различные типы тестов дыхательной системы, которые проводятся для выявления любого заболевания или информации о легких. Некоторые из них упомянуты ниже:

  1. Спирометрия

Спирометрия — наиболее распространенный вид респираторных тестов. С помощью этого типа теста измеряется объем и частота дыхания.Врачи используют этот метод также для мониторинга и диагностики респираторных заболеваний, таких как астма, фиброз легких и хроническое обструктивное заболевание легких (ХОБЛ).

Для выполнения этого теста используется портативное устройство, спирометр.

С зажимом на носу пациенту необходимо максимально сильно вдохнуть и выдохнуть через мундштук спирометра. При этом мундштук должен плотно прилегать к губам пациента. Пациенту следует быстро выдохнуть на полную катушку до тех пор, пока не останется воздуха для выдоха.Этот маневр выполняется минимум три раза, чтобы гарантировать стабильный результат.

  1. Объем легких и сопротивление дыхательных путей

Двумя способами определения общей емкости легких являются методы газового разбавления и плетизмография тела.

Плетизмография тела также используется для измерения сопротивления дыхательных путей. Это метод принудительных колебаний, который помогает оценить уровень сопротивления всей дыхательной системы. Для этого типа тестирования не требуются дыхательные техники, такие как спирометрия.

  1. Измерение объема легких

Плетизмография — это метод тестирования, используемый для измерения объема воздуха в легких. Пациенту предлагается сделать глубокий вдох и полный выдох. Этот метод также используется для диагностики фиброза легких.

Пациент должен дышать через трубку, подключенную к компьютеру, для измерения объема легких. Иногда пациентам также рекомендуется вдохнуть газообразный азот или гелий, а затем выдохнуть.Объем воздуха указывает объем легкого.

  1. Способность к диффузии в легких

По диффузионной способности легких измеряется перенос кислорода из легких в кровоток. Пациенту необходимо вдохнуть воздух через трубку, задержать дыхание на некоторое время, а затем выдохнуть воздух через трубку. Этот тест определяет функции легочной ткани и приток крови в легкие.

  1. Газы артериальной крови

Другой тип исследования дыхательной системы — анализ газов артериальной крови.Этот медицинский процесс измеряет уровни кислорода и углекислого газа в крови пациента. С помощью небольшой иглы берется небольшой образец крови из артерии запястья.

  1. Упражнения

Тесты с физической нагрузкой в ​​основном представляют собой 6-минутную прогулку. Этот тест проводится для проверки влияния респираторного заболевания на повседневную деятельность человека.

Влияние COVID-19 на индустрию тестирования дыхательной системы

Спрос на оборудование для респираторного тестирования резко вырос во время пандемии COVID-19.Тем не менее, ведущие игроки рынка тестирования дыхательной системы сосредотачиваются на разработке и выпуске новых продуктов для удовлетворения потребностей испытательных центров.

Например, компания BATM, пионер в области медицинских устройств и технологий реального времени, недавно выпустила 3 ​​новых диагностических комплекта, чтобы помочь с диагностикой COVID-19 и определить другие респираторные заболевания. Эти 3 теста включают тест на антиген COVID-19, серологический тест на COVID-19 и молекулярную диагностику.

Такие шаги указывают на положительный рост рынка в ближайшие годы.

Визуальные и количественные методы анализа респираторных паттернов для респираторной закрытой ПЭТ / КТ

Мы объединили визуальные и количественные методы для анализа стабильности дыхания, используя четыре метода: диаграммы фазового пространства, спектры Фурье, карты Пуанкаре и показатели Ляпунова. Паттерны дыхания 139 пациентов были сгруппированы на основе комбинации регулярности амплитуды, периода и исходного положения.Визуальная оценка была произведена путем проверки формы диаграммы и разделена на два состояния: регулярное и нерегулярное. Количественное определение производилось путем измерения стандартного отклонения координат x и v карты Пуанкаре (SD x , SD v ) или высоты основного пика ( A 1 ) в Спектр Фурье или вычисление разницы между максимальным дрейфом вверх и вниз. Каждая группа показала характерный образец при визуальном анализе.Между четырьмя группами наблюдалась разница количественных параметров (SD x , SD v , A 1 и MUD-MDD) (однофакторный дисперсионный анализ для MUD-MDD, SD x и SD v , для A 1 ). При анализе ROC значения отсечки составляли 0,11 для SD x (AUC: 0,982,), 0,062 для SD v (AUC: 0,847,), 0,117 для A 1 (AUC: 0 .876,) и 0,349 для MUD-MDD (AUC: 0,948,). Это первое исследование, в котором анализируются различные аспекты дыхания с использованием различных математических построений, и даются количественные показатели респираторной стабильности и определяются количественные пороговые значения для различения регулярного и нерегулярного дыхания.

1. Введение

Одной из ключевых проблем, связанных с визуализацией опухолей грудной клетки с использованием современных систем ПЭТ / КТ, является дыхательное движение [1]. Дыхание приводит к нечеткости опухоли в течение нескольких циклов дыхания и к недооценке метаболического поглощения, а также к завышению объема опухоли [2].ПЭТ / КТ с синхронизацией по дыханию коррелирует получение данных ПЭТ с фазой дыхания и позволяет реконструировать несколько изображений ПЭТ, связанных с разными фазами дыхания, в виде отдельных сканирований [3]. Это уменьшает смазывание дыхательных путей и позволяет более точно определять объем опухоли и улучшать ее стандартизованное значение поглощения (SUV) [4].

Несмотря на повышенную точность ПЭТ / КТ с синхронизацией дыхательных путей, результаты зависят от пациента, поскольку характер дыхания зависит от пациента.Дыхание — это динамическое явление, контролируемое сложными механизмами нейрофизиологической обратной связи и прямой связи [5]. Ключом к успешному гейтированию дыхания является высокостабильное дыхание, обеспечивающее точное объединение данных [3]. Следовательно, если можно проанализировать и оценить характерные для пациента модели дыхания до получения ПЭТ / КТ, можно разработать индивидуальные методы коррекции движения.

Моделирование дыхательного движения остается важной проблемой в области лучевой терапии.Несколько авторов исследовали характеристики дыхательных паттернов и их вариации во время лечения, чтобы минимизировать влияние дыхательных движений и повысить точность доставки. Основные характеристики дыхательного движения были обобщены ранее [6]. Модель конечного состояния была предложена для представления дыхательного движения с использованием отрезков линий и регистрации циклов с точки зрения продолжительности, пройденного расстояния и скорости [7]. Были проанализированы амплитуда, период, исходное положение и положение дыхания в конце вдоха и в конце выдоха, и была предложена чисто периодическая модель; однако предлагаемая модель не может удовлетворительно объяснить крайне нерегулярное дыхание [8].Асимметричное движение опухоли было проанализировано с точки зрения амплитуды движения опухоли в трех направлениях, разницы в уровнях дыхания во время лечения, гистерезиса (разница между траекториями вдоха и выдоха опухоли при наличии разности фаз) и амплитуда движения опухоли, вызванной движением сердца [9]. Амплитудно-временные кривые дыхания были разложены на различные подкомпоненты, такие как размах амплитуды, период, среднее положение положения в конце выдоха и максимальные смещения вверх и вниз [10].Было представлено несколько сценариев движения во время респираторно-управляемой лучевой терапии, отражающих различия между моделируемой и связанной с лечением КТ, такие как изменение цикла, смещение базовой линии, изменение смещения и изменение типа дыхания (брюшное или грудное дыхание) [11].

Методологии, представленные в вышеупомянутых исследованиях, ограничивались разложением кривых время-амплитуда на несколько подкомпонентов. Здесь мы преобразовали кривые время-амплитуда в математические конструкции, такие как диаграммы фазового пространства, спектры Фурье, графики Пуанкаре и показатели Ляпунова.Предлагая различные инструменты для анализа респираторных паттернов, каждый из которых имеет свои отличительные достоинства и ограничения, мы предлагаем выбрать наиболее подходящие методы, отвечающие потребностям конкретной клинической ситуации. Важно отметить, что наши исследования позволяют сгруппировать респираторные паттерны в несколько функционально различных категорий и предлагают визуальные и количественные критерии для классификации регулярных и нерегулярных респираторных паттернов. Наконец, наш подход объединяет визуальные и количественные методы оценки стабильности дыхания.

В этом исследовании мы представляем визуальные и количественные методы анализа респираторных паттернов во время респираторной закрытой ПЭТ / КТ. Мы проанализировали дыхательные движения, вызванные свободным дыханием 139 пациентов, с использованием диаграмм фазового пространства, спектрального анализа, карт Пуанкаре и показателей Ляпунова. Затем мы сгруппировали модели дыхания пациентов с аналогичными характеристиками движений в несколько функционально различных категорий. Наконец, мы сравнили различные методы с точки зрения их преимуществ и ограничений.

2. Материалы и методы
2.1. Исследуемая популяция

С июля 2013 г. по апрель 2014 г. 139 пациентам было выполнено 18 ПЭТ / КТ сканирований с F-FDG для оценки рака. Каждого пациента просили свободно дышать во время ПЭТ / КТ 18 F-FDG без какой-либо тренировки по дыханию. Информация о пациентах представлена ​​в таблице 1. После голодания в течение не менее 8 часов пациентам внутривенно вводили 5,2 МБк / кг 18 F-FDG.Получение ПЭТ / КТ началось через 60 минут после введения радиоактивного индикатора. Использование данных в исследовательских целях было одобрено, а необходимость письменного информированного согласия была отклонена наблюдательным советом учреждения (IRB-15-026).

Рак желудка

рак

90 280

2.2. Сканер ПЭТ / КТ

Протокол дыхательной закрытой ПЭТ / КТ состоял из негерметичной КТ и негерметичной ПЭТ вместе с закрытым ПЭТ (Varian RPM) на заранее определенных кроватях с последующей закрытой КТ. Данные ПЭТ получали с использованием сканера ПЭТ / КТ Discovery 710 (General Electric Medical System, Waukesha, WI, США). Для каждого пациента было выполнено сканирование КТ без коррекции затухания с толщиной среза 3,75 мм, шагом 0,969: 1, индексом шума 25,00, временем вращения 0,5 с и при 120 кВпик и 80–100 мА. , в зависимости от массы тела.После сканирования без использования ПЭТ было получено сканирование ПЭТ с респираторной синхронизацией в положении с двумя кроватями (10 мин на каждую кровать) (разбиение по фазам). Данные ПЭТ с синхронизацией по дыханию были объединены в пять бункеров (продолжительность: 120 мс), синхронизированных с дыхательным циклом пациента. Для респираторных стробированных изображений коррекция затухания проводилась с использованием синхронизированной синхронизированной компьютерной томографии. КТ-сканирование с синхронизацией дыхательных путей в кинорежиме с использованием протокола сверхмалой дозы проводилось с толщиной среза 5 мм, индексом шума 120,00, временем вращения 0.5 с, время киносъемки между изображениями 0,35 с, при 100 кВп и 10–40 мА, в зависимости от веса тела. Изображения ПЭТ были реконструированы с использованием полной итеративной трехмерной реконструкции с функцией рассеяния точки (PSF): матрица 192 × 192, 3 итерации и 16 подмножеств.

2.3. Респираторная стробирующая система

Дыхательные сигналы регистрировались с помощью респираторной стробирующей системы управления положением в реальном времени (RPM) (Varian Medical Systems, Пало-Альто, Калифорния, США, версия программного обеспечения номер 1.7.5). Для каждого пациента продолжительность записи составила 20 мин.В системе RPM легкий пластиковый блок с парой инфракрасных отражающих маркеров был прикреплен к брюшной полости пациента примерно на полпути между мечевидным отростком и пупком, и его движение контролировалось и отслеживалось с помощью инфракрасной видеокамеры на столе для ПЭТ. Более подробную информацию о системе RPM можно найти в Chang et al. [12].

2.4. Методы анализа респираторных паттернов

Наблюдались амплитудно-временные кривые респираторных паттернов 139 пациентов, которые были разделены на четыре группы с помощью визуального анализа, основанного на сочетании регулярности амплитуды и периода.В группе А респираторный паттерн был регулярным как по амплитуде, так и по периоду. Группа B показала образец, в котором амплитуда была регулярной, но период был нерегулярным. Группа C показала образец, в котором амплитуда была нерегулярной, но период был регулярным. Группа D показала, что амплитуда и период нерегулярны. Каждая группа далее подразделяется в зависимости от наличия дрейфа базовой линии. Визуальная градация амплитуды и периода была сделана путем проверки формы диаграммы фазового пространства или спектра Фурье и классифицирована на два состояния: регулярное и нерегулярное.Посредством проверки кривой время-амплитуда визуальная градация стабильности базовой линии подразделяется на два состояния, независимо от того, присутствует ли дрейф базовой линии или нет. Затем в каждой группе проводится количественная оценка респираторной стабильности. Регулярность амплитуды или периода выражалась путем измерения стандартного отклонения (AP-направление) и координат карты Пуанкаре (SD x , SD v ) или измерения высоты основного пика ( A 1). ) в Фурье-спектре.Стабильность исходного положения была выражена количественно путем расчета разницы между положением максимального дрейфа вверх (MUD) и положением максимального дрейфа вниз (MDD) (Рисунок 1) [10]. Менее 5% цикла дыхания не коррелировало с большей частью паттерна; этот цикл был исключен из анализа.

Для каждой кривой время-амплитуда информация о респираторном сигнале была математически преобразована в диаграмму фазового пространства, спектр Фурье, карту Пуанкаре и показатель Ляпунова.

Диаграмма фазового пространства показывает скорость, как функцию смещения, в разное время. Хотя частотную информацию нельзя получить из диаграммы фазового пространства, этот метод полезен для визуализации колебательных процессов, таких как дыхание. Амплитуда дыхания считалась регулярной при визуальном анализе, если форма диаграммы фазового пространства показывала четко очерченный, гладкий край эллипса и согласованные паттерны, как и в случае фантома, как показано на рисунке 2 (b).

Во-вторых, стабильность дыхания оценивалась путем анализа частотного распределения мощности сигнала, так называемого спектра мощности. Амплитудно-временные кривые были преобразованы в частотную область с помощью алгоритма быстрого преобразования Фурье (БПФ) [13, 14]. Наиболее заметный спектральный пик называется основной частотой, представляющей среднюю частоту дыхания пациента. При визуальном анализе период дыхания определялся как регулярный, если его соответствующий спектр удовлетворял следующим условиям: (1) спектр содержит один пик основной частоты, высота которого превышает среднее значение других пиков как минимум в два раза; (2) спектр имеет форму колокола и сосредоточен вокруг основной частоты.При количественном анализе мы измерили высоту основного пика ( A 1 ), чтобы выразить регулярность периода.

Карта Пуанкаре (или секция Пуанкаре) фиксирует временной ряд процесса в фазовом пространстве, где пары последовательных точек во временном ряду определяют точки на графике [14]. Его часто использовали для изображения динамики колебаний между интервалами, например, в исследованиях вариабельности сердечного ритма между ударами [15–17]. Мы сгенерировали сечения Пуанкаре, построив пересечения заданной траектории на диаграмме фазового пространства с подпространством состояний меньшей размерности, называемым плоскостью Пуанкаре, трансверсальным траектории [18, 19].Здесь, что касается расположения поперечного сечения, мы допустили изменение обоих, и, поскольку, если или фиксировано, большая часть респираторного сигнала будет потеряна, потому что дыхание реального пациента имеет нерегулярные и поступательные характеристики. Итак, мы применили модифицированную методику, поместив плоскость Пуанкаре в среднюю точку между максимальной и минимальной точками дыхания. Карту Пуанкаре можно интерпретировать как снимок, сохраняющий свойства исходной траектории. В этом исследовании качественный анализ графиков Пуанкаре проводился путем визуального изучения форм, образованных точками на графиках, и оценки регулярности сигналов.Амплитуда дыхания считалась регулярной, если форма Пуанкаре показывала плотно собранный узор, как и в случае фантома, как показано на рисунке 2 (c). Однако простой визуальной классификации недостаточно, поскольку в некоторых сомнительных случаях она очень субъективна. Следовательно, графики были количественно проанализированы путем расчета стандартных отклонений (SD) по горизонтали (SD x ) и вертикальным координатам (SD v ) для оценки дисперсии [14].

Наконец, вычисляя показатели Ляпунова, мы оценили динамический и хаотический характер дыхания. Хаотический характер дыхания был продемонстрирован ранее путем расчета показателей Ляпунова для данных, собранных во время нормального дыхания в состоянии покоя у восьми взрослых [20]. В данном исследовании наибольшие показатели Ляпунова (LLEs) 139 пациентов были рассчитаны с использованием ранее предложенного алгоритма [21–25]. LLE количественно оценивает ожидаемую дивергенцию или сходимость изначально близких траекторий в пространстве состояний по мере развития системы во времени [5].Наличие положительного LLE достаточно для диагностики хаоса и представляет собой нестабильность в определенном направлении. Наличие отрицательного LLE представляет тенденцию системы к стабильному состоянию. В случае чисто регулярного дыхания LLE равен 0. В этом исследовании мы сравнили LLE с временными изменениями соответствующих кривых амплитуды времени.

2,5. Статистический анализ

Односторонний дисперсионный анализ (ANOVA) с апостериорным анализом Шеффа и многовариантный дисперсионный анализ (MANOVA) были выполнены для определения статистически значимой разницы между количественными параметрами между четырьмя группами, которые были разделены на основе визуальной оценки.Кроме того, был проведен анализ кривой рабочей характеристики приемника (ROC) для определения количественного значения отсечки амплитуды (SD x , SD v ), периода ( A 1 ) и дрейфа ( MUD-MDD) для различения регулярного и нерегулярного дыхания. Все значения p считались значимыми при <0,05. Статистический пакет для социальных наук (версия 16.0) и программное обеспечение MedCalc (версия 15.8) использовались для статистического анализа.

3. Результаты

Мы классифицировали респираторные паттерны 139 пациентов на четыре группы в соответствии с сочетанием регулярности амплитуды и периода, как показано в таблице 2. Как показано на рис. 3, паттерны дыхания 38 пациентов (группа A) имеют регулярные амплитуды и периоды. Все пациенты в группе А не показали отклонения от базовой линии (среднее значение MUD-MDD было). В дыхательных паттернах для Группы А, как показано на Рисунке 3 (а), кривые время-амплитуда выявили регулярные амплитуды и частоты, а диаграммы фазового пространства показали формы постоянной формы и размера.Частотные спектры выявили узкие колоколообразные распределения вокруг выдающихся пиков основной частоты (среднее значение A, , 1 ). Карты Пуанкаре показали, что точки образуют плотно собранные узоры (в среднем SD x и SD v были,).


Характеристики Значение

Пол
Женский
Медиана 62
Диапазон 44–81
Тип рака
Рак желудка 36
36
35
Рак легкого 30
Гепатоцеллюлярный рак 22
Первичная карцинома неизвестного происхождения 3

Дрейф да

Период

)

9017 9017 9017 9017 у пациентов наблюдались регулярные амплитуды и нерегулярные периоды, как показано на рисунке 3 (b).Только 4 пациента показали отклонение от исходного уровня, а 19 пациентов не показали отклонения от исходного уровня (среднее значение MUD-MDD было). На кривых время-амплитуда обнаружены регулярные амплитуды, но нерегулярные частоты. Диаграммы фазового пространства показывают формы постоянной формы и размера. Карты Пуанкаре показали, что точки образуют плотно собранные узоры (в среднем SD x и SD v были,). В частотных спектрах обнаружены более широкие распределения с пиками дисперсионного шума (среднее значение A 1 было равно 0.078 ± 0,017).

В группе C у 54 пациентов наблюдались нерегулярные амплитуды, но регулярные периоды, как показано на рисунке 3 (c). У 39 пациентов наблюдалось отклонение от базовой линии, а у 15 пациентов не было отклонения от базовой линии (среднее значение MUD-MDD было). На кривых время-амплитуда обнаружены регулярные амплитуды, но нерегулярные частоты. Диаграммы фазового пространства показали нерегулярные и несогласованные паттерны. Карты Пуанкаре показали, что точки были сильно разбросаны (среднее SD x и SD v было,).Однако частотные спектры показали более широкие распределения с пиками дисперсионного шума (среднее значение A, , 1 ).

В группе D у 24 пациентов наблюдалась нерегулярная амплитуда и периоды, как показано на рисунке 3 (d). У всех пациентов наблюдалось отклонение от исходного уровня (среднее значение MUD-MDD составило 0,793 ± 0,550). Амплитудно-временные кривые выявили нерегулярные амплитуды и частоты. Диаграммы фазового пространства показали нерегулярные и несогласованные паттерны. Карты Пуанкаре показали, что точки были разбросаны случайным образом без какого-либо направления (среднее значение SD x и SD v было равно 0.251 ± 0,136, 0,095 ± 0,047). В частотных спектрах обнаружены более широкие распределения с пиками дисперсионного шума (среднее значение A 1 составило 0,121 ± 0,054).

Наблюдалась статистически значимая разница количественных параметров (SD x , SD v , A 1 и MUD-MDD) между четырьмя группами (однофакторный дисперсионный анализ для MUD-MDD, SD x и SD v , для A 1 ) (Таблица 3).В апостериорном анализе Scheffe было различие MUD-MDD, SD x и SD v между группами A, B и C, D и разница в A 1 между A, C и группы B, D. Кроме того, мы провели многовариантный дисперсионный анализ (MANOVA) для сравнения разницы количественных параметров (SD x , SD v , A 1 и MUD-MDD) между группами в зависимости от визуальный период, визуальная амплитуда и визуальный дрейф.Что касается визуального периода, была разница в MUD-MDD ( F = 5,242), SD x ( F = 3,954) и A 1 ( F = 26,109) между группами ( Лямбда Уилкса = 0,684,). Что касается визуальной амплитуды, была разница в MUD-MDD ( F = 11,005), SD x ( F = 16,326) и SD v ( F = 31,394) между группами ( Лямбда Уилкса = 0,741,). Однако частичная корреляция не выявила значимых взаимодействий визуальной амплитуды визуального периода, смещения визуального периода, смещения визуальной амплитуды, смещения визуальной амплитуды визуального периода.


Амплитуда
Обычный Необычный

Дрейф нет Дрейф нет Дрейф нет
0 38 39 15

D период

Дрейф да Дрейф нет Дрейф да Дрейф нет
4 19 24 0

A, B

251

900


Количественные параметры N Среднее значение SD p Scheffe
38 0,242 0,102 0,0001 A, B
B 23 0,231 0,088
C 54445 0,278
D 24 0,793 0,550

SD x
B 23 0,071 0,019
C 54 0,151 0,152
D 0,136

SD v A 38 0,053 0,029 0,0001 9017 A, B 9017 A, B 23 0,035 0,015
C 54 0,091 0,037
D 24 0,095 0,047
А 38 0.178 0,123 0,0002 A, C> B, D
B 23 0,078 0,017
C 54 24 0,122 0,054

Кроме того, был проведен анализ кривой рабочей характеристики приемника (ROC) для определения количественного значения отсечки амплитуды (SD x , SD v ), период ( A 1 ) и дрейф (MUD-MDD) для различения регулярного и нерегулярного дыхания (рисунки 4 и 5).Что касается результата бинарного визуального анализа в качестве эталона стандарта, количественные пороговые значения для различения регулярных и нерегулярных подкомпонентов дыхания составили 0,11 для SD x (AUC: 0,982,), 0,062 для SD v (AUC: 0,847,), 0,117 для A 1 (AUC: 0,876,) и 0,349 для MUD-MDD (AUC: 0,948,).

Наконец, данные для всех 139 пациентов показали отрицательные LLE в диапазоне от -3,76 до -0,43. (среднее: -1.94, стандартное отклонение: 0,46). Значения LLE не коррелировали с результатами анализа фазового пространства, спектра мощности и карты Пуанкаре. Визуальное сравнение временных рядов с LLE (рис. 6) показало, что более отрицательные показатели Ляпунова соответствуют более быстрой регуляризации изначально нерегулярных паттернов.

(a) LLE = −2,54
(b) LLE = −1,71
(a) LLE = −2,54
(b) LLE = −1,71

4. Обсуждение

В этом исследовании , мы предложили как визуальные, так и количественные методы анализа стабильности дыхания при респираторной закрытой ПЭТ / КТ.Используя диаграммы фазового пространства, спектры Фурье, карты Пуанкаре и показатели Ляпунова, мы классифицировали респираторные паттерны 139 пациентов на четыре группы в соответствии с комбинацией регулярности амплитуды и периода, а также исходным положением. Каждая группа выявила характерную форму и узор при визуальном анализе, а также показала статистически значимое различие количественных параметров между группами и количественного порогового значения для различения регулярного и нерегулярного дыхания.

Преимущества и ограничения различных методов приведены в таблице 4.


Преимущество Ограничение

Это позволяет интуитивно визуализировать стабильность дыхания. (i) Количественный анализ затруднен (невозможно установить пороговое значение).
(ii) Сложность визуальной оценки двусмысленных паттернов.
(iii) Анализ становится трудным, когда закономерности амплитуды, частоты и исходного положения не согласуются или когда дыхательный паттерн состоит из регулярных и нерегулярных паттернов.

Спектр мощности (i) Стабильность оценивается в зависимости от частоты.
(ii) Возможны как визуальный, так и количественный анализ.
(i) Невозможно получить информацию об амплитуде и положении базовой линии.

Карта Пуанкаре (i) Она использует форму и направленность паттернов распределения на карте Пуанкаре как дифференциальные точки и позволяет легко анализировать случаи, когда амплитуда и положение базовой линии расходятся.
(ii) Возможен как визуальный, так и количественный анализ.
(i) Не удается получить информацию о частоте.
(ii) Различные карты Пуанкаре могут быть сгенерированы в зависимости от различных методов подгонки и секционирования.

Показатель Ляпунова (i) Дыхание оценивается с точки зрения временной дивергенции или конвергенции. (i) Он не коррелирует с методами фазового пространства, спектра мощности и карты Пуанкаре.

Особым преимуществом метода диаграммы фазового пространства является то, что он позволяет интуитивно визуализировать колебательные процессы, такие как дыхание, с первого взгляда.Паттерны фазового пространства зависят от пациента. По сравнению с кривой время-амплитуда этот метод становится особенно полезным, когда информация о сигнале дыхания собирается в длительном временном масштабе. Однако количественный анализ затруднен, потому что порог для классификации регулярных и нерегулярных респираторных паттернов не может быть легко установлен путем визуального осмотра диаграммы фазового пространства. Более того, в сомнительных случаях, которые нельзя четко разделить на регулярные или нерегулярные, визуальная категоризация непроста.Наконец, анализ становится трудным, когда закономерности амплитуды, частоты и базовой линии противоречат друг другу или когда имеется смешанный паттерн, состоящий как из регулярных, так и нерегулярных дыхательных паттернов. В этих случаях требуется дополнительная оценка, и могут быть полезны другие методы количественного анализа, такие как спектр мощности или карта Пуанкаре.

В методе спектра Фурье информация об амплитуде и положении базовой линии теряется во время преобразования Фурье. Этот метод полезен для анализа случаев, показывающих несоответствие между частотами, амплитудами или базовыми положениями (Группа B2).

Сложные случаи, которые демонстрируют несоответствие между амплитудами и базовыми положениями (например, группы B1, B2 и C), могут быть проанализированы с использованием метода карты Пуанкаре. Однако основным ограничением этого метода является то, что может быть сгенерировано более одной карты Пуанкаре, в зависимости от методов секционирования. В этом исследовании поверхности Пуанкаре располагались на полпути между точками максимального и минимального дыхания, поскольку считалось, что на среднюю точку не влияют колебания крайних точек конца вдоха или конца выдоха.Кроме того, на результаты этого анализа может повлиять метод подбора. В некоторых исследованиях формы на картах Пуанкаре были подогнаны под эллипсы [26], в то время как в других исследованиях использовалась корреляция Пирсона [27]. Наконец, был разработан ряд методов для количественной оценки геометрических форм в отображениях Пуанкаре. Например, качественный, визуальный метод классификации был расширен до количественного за счет включения стандартной статистики во временной области в существующие категории графиков Пуанкаре [28, 29].В нашем исследовании мы использовали простой способ выразить степень дисперсии, измерив стандартное отклонение по горизонтальной координате карты.

Используя метод экспоненты Ляпунова, мы предложили новую методологию анализа форм дыхательных волн, рассматривая дыхательную систему как динамическую систему. LLE для всех 17 пациентов были отрицательными, что означает, что во всех случаях временной ряд дыхания был привлечен к стабильным периодическим орбитам. Вычисляя корреляцию между временными рядами и соответствующими показателями Ляпунова, мы показали, что большее количество отрицательных показателей соответствует более быстрой регуляризации изначально нерегулярных дыхательных паттернов.В будущем метод показателя Ляпунова будет особенно полезен в клинических условиях с целью оценки улучшения воспроизводимости паттернов дыхания с помощью респираторного коучинга.

Настоящее исследование имеет некоторые преимущества по сравнению с предыдущими исследованиями.

Во-первых, хотя в других исследованиях рассматривались разные подкомпоненты респираторных паттернов, в прошлом не было попыток сгруппировать дыхательные паттерны в функционально различные категории. Здесь мы впервые продемонстрировали наличие характерных и отличительных форм и закономерностей при визуальном анализе и доказали, что существует значительная разница количественных параметров между группами.

Во-вторых, мы впервые объединили визуальный и количественный подходы для оценки стабильности дыхания. В нашем исследовании были предложены конкретные визуальные и количественные критерии для классификации регулярных и нерегулярных респираторных паттернов. В методах количественного анализа (например, спектре мощности, отображении Пуанкаре и методе показателей Ляпунова) степень регулярности фиксировалась с помощью непрерывных числовых переменных. Это первое исследование, обеспечивающее количественные показатели стабильности дыхания и определение порогового значения для различения регулярного и нерегулярного дыхания.

В-третьих, анализ в предыдущих исследованиях проводился путем разложения подкомпонентов кривой время-амплитуда дыхания. Однако этот метод не может раскрыть полную картину лежащей в основе сложной динамики дыхания. В нашем исследовании кривые время-амплитуда были преобразованы в различные математические конструкции, такие как диаграмма фазового пространства, спектр Фурье, отображение Пуанкаре и показатель Ляпунова. Это первое исследование, в котором анализируются различные аспекты дыхания с использованием различных методов анализа, каждый из которых имеет свои преимущества, ограничения и показания.Амплитудно-временных кривых и диаграмм фазового пространства достаточно для характеристики стабильности дыхания в типичных случаях, например, в группе A или группе D. Однако, когда существует некоторая несогласованность между амплитудами, частотами и базовыми положениями (группа B или группа C), становятся полезными дополнительные инструменты количественного анализа, такие как спектры Фурье и карты Пуанкаре. Метод спектра Фурье полезен для классификации стабильности дыхания на основе частоты. Напротив, карты Пуанкаре можно использовать для анализа сложных случаев, которые демонстрируют дрейф базового положения или комбинацию регулярных и нерегулярных дыхательных паттернов.Метод показателей Ляпунова может быть использован для выявления временной дивергенции или сходимости временных рядов. Таким образом, эти разные методы подходят для разных клинических ситуаций.

Следует упомянуть несколько ограничений этого исследования. Во-первых, визуальная система оценивания — это бинарная система. Во-вторых, мы использовали данные о дыхании, полученные с помощью монитора внешнего дыхания, который фиксирует движение передней поверхности живота пациента. Хотя в нескольких исследованиях сообщалось, что внешний маркер представляет внутреннее движение, недавние исследования показали несоответствие между внешним дыхательным движением и внутренним движением опухоли [30].В-третьих, поскольку эта статья сосредоточена только на анализе респираторного паттерна, потенциальные исследовательские приложения, касающиеся влияния паттернов дыхания на изображения ПЭТ / КТ, не исследовались.

Работу, представленную в этой статье, можно расширить несколькими способами. Во-первых, в будущих исследованиях для визуального анализа диаграмм фазового пространства могут применяться множественные системы визуальной оценки. Во-вторых, другие параметры, такие как разница между SUV поражения или объемы изображений ПЭТ / КТ без движения и с размытыми движениями, могут использоваться в качестве эталона для количественного определения порога.В будущей работе мы планируем изучить влияние различных респираторных паттернов на количественные параметры метаболизма, такие как SUV и объем. Наконец, было бы целесообразно исследовать изменения качественных и количественных показателей стабильности дыхания, которые были упомянуты в этом исследовании, до и после респираторного коучинга в респираторно-управляемой ПЭТ / КТ.

Эти методы анализа могут помочь в разработке респираторных методик для конкретных пациентов. На изображении ПЭТ / КТ с дыхательной синхронизацией наблюдается некоторое изменение SUV по сравнению с неискаженным изображением.Смена SUV между стробированием и безымянным изображением может происходить либо из-за самого стробирования, либо из-за эффекта нестабильного дыхания. В таких ситуациях, если у нас нет информации о респираторном паттерне пациента, мы не можем судить, вызвано ли изменение SUV самим закрытием или нестабильным дыханием. Итак, чтобы судить, как мы доверяем изменяющийся внедорожник закрытому ПЭТ, мы должны сначала оценить стабильность дыхания. Таким образом, если мы оценим респираторную стабильность перед получением изображения ПЭТ / КТ, мы можем выбрать пациентов с нестабильным дыханием и дать этим пациентам респираторную тренировку перед выполнением ПЭТ / КТ.

5. Выводы

В этом исследовании мы объединили как визуальные, так и количественные методы для анализа стабильности дыхания во время дыхательной закрытой ПЭТ / КТ, используя четыре метода: диаграммы фазового пространства, спектры Фурье, карты Пуанкаре и показатели Ляпунова. Здесь мы продемонстрировали, что каждая группа выявила характерную форму и паттерн при визуальном анализе, а также продемонстрировала значительную разницу количественных параметров между группами и определение количественного порогового значения для различения регулярного и нерегулярного дыхания.Эти методы анализа могут помочь в разработке респираторных методик для конкретных пациентов в будущем.

Этическое одобрение

Исследование было одобрено экспертным советом учреждения или его эквивалентом и проводилось в соответствии с этическими стандартами, изложенными в Хельсинкской декларации 1964 года и более поздних поправках к ней.

Согласие

Все субъекты исследования дали письменное информированное согласие или наблюдательный совет учреждения отказался от необходимости получать информированное согласие.

Конкурирующие интересы

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации этой статьи.

Благодарности

Эта работа была поддержана исследовательским фондом столичного города Пусана (2014).

Инвазивные и неинвазивные методы исследования легочной функции у мышей | Респираторные исследования

Широкое использование генетически измененных мышиных моделей экспериментальной астмы стимулировало развитие методов исследования функции легких in vivo для характеристики функциональных результатов генетических манипуляций.Возможность определять in vivo дыхательную функцию у лабораторных мышей представляет большой интерес, поскольку эти животные играют важную роль в биомедицинских, фармакологических и токсикологических исследованиях. В настоящее время мыши являются предпочтительными видами, используемыми в качестве экспериментальной модели аллергического заболевания дыхательных путей. Это в значительной степени связано с рядом преимуществ, включая хорошо охарактеризованный геном и иммунную систему, короткие периоды разведения, доступность инбредных и трансгенных штаммов, подходящие генетические маркеры, способность легко вызывать генетические модификации и прагматичные относительно низкие затраты на обслуживание.Разработка жизнеспособных моделей мышей во многом способствовала лучшему пониманию патомеханизмов, лежащих в основе аллергического воспаления дыхательных путей и гиперчувствительности дыхательных путей (AHR) [1–3].

Однако для полного изучения ценности экспериментальной астмы на мышах необходимо разработать чувствительные физиологические методики, позволяющие количественно оценить чувствительность дыхательных путей у интактных организмов. Очевидно, что измерение функции легких у мышей представляет серьезные проблемы из-за небольшого размера их дыхательных путей.В последние годы был достигнут значительный прогресс в разработке достоверных и подходящих показателей функции легких мышей. Соответственно, было разработано несколько различных инвазивных и неинвазивных методов определения функции легких для характеристики фенотипа экспериментальных моделей заболеваний легких [4–7]. В таблице 1 перечислены некоторые из основных преимуществ и ограничений инвазивных и неинвазивных методов исследования функции легких.

Таблица 1 Основные преимущества и недостатки инвазивных и неинвазивных методов

Важно понимать, что каждый подход представляет собой компромисс между точностью, неинвазивностью и удобством.В результате существует корреляция между инвазивностью метода измерения и его точностью [8]. Чем менее инвазивным является измерение, тем меньше вероятность получения согласованных, воспроизводимых и значимых данных.

Инвазивный мониторинг функции легких с использованием таких параметров, как сопротивление легких (R L ) или динамическая податливость (C dyn ), является классическим методом точного и специфического определения легочной механики. R L представляет собой сумму сопротивления дыхательных путей (Raw) и ткани (Rti), которые довольно сопоставимы при нормальной частоте дыхания.К недостаткам традиционных инвазивных методологий, в частности, относятся хирургические инструменты трахеи, что часто исключает практичность повторных измерений. Модификации инвазивного подхода, включающие оротрахеальную интубацию, однако, теперь позволили проводить повторный мониторинг легочной механики у наркозависимых, спонтанно дышащих мышей [9, 10]. Этот подход по-прежнему требует анестезии, а также высоких технических навыков для достижения воспроизводимой последовательности.

Еще более подробные измерения легочной механики могут быть получены с помощью метода низкочастотных вынужденных колебаний (LFOT) [4, 11].У мышей LFOT применяется у анестезированных, парализованных, трахеостомированных животных для измерения комплексного входного импеданса (Z) легких. Низкочастотный импеданс (Z) отражает характерно различные частотные зависимости дыхательных путей и отделов тканей. Одним из основных преимуществ этого подхода является возможность различать механику дыхательных путей и тканевую механику в легких.

Чтобы обойти значительные технологические проблемы, связанные с прямыми измерениями легочной механики у мышей, на находящихся в сознании животных были изучены более удобные, но менее специфические неинвазивные плетизмографические методы [4, 5, 10, 12, 13].

В этом отчете делается попытка рассмотреть некоторые из инвазивных и неинвазивных технологий, используемых в настоящее время для измерения легочной функции у интактных мышей, с особым вниманием к практическим соображениям. Этот обзор отражает наш собственный практический опыт использования нескольких различных методов определения функции легких у мышей. В этом контексте мы описываем различные технологии, включая их экспериментальные подтверждения, практические применения, а также возможности и ограничения каждой методологии.

Инвазивные методы изучения легочной функции у мышей

Методы, используемые для прямого измерения легочной механики у мышей, представляют собой «золотой стандарт», но обычно требуют анестезии, интубации и опыта в обращении.

Определение легочного сопротивления (R

L ) и динамической податливости (C dyn ) у мышей после трахеостомии и механической вентиляции

Классическим подходом к определению функции легких у мышей является измерение легочного сопротивления (R L ) и динамическое соответствие (C dyn ) в ответ на неспецифические бронхоконстрикторы.В 1988 г. Мартин и др. продемонстрировали возможность измерения R L и C dyn у мышей, подвергнутых анестезии, трахеотомии и искусственной вентиляции легких [14]. Для оценки R L и C dyn требуется определение транспульмонального давления и потока. Было показано, что у мышей грудная стенка представляет небольшую механическую нагрузку по сравнению с механической нагрузкой на легкие [15], если нет какой-либо патологии грудной стенки. Таким образом, прямое измерение транспульмонального давления, как правило, не является обязательным [16].Приливный поток обычно определяется путем дифференциации сигнала объема. Затем можно рассчитать R L и C dyn путем подгонки уравнения движения к измерениям давления, расхода и объема [4]. В этом уравнении P TP = V × R L + VT / C dyn , P TP — транспульмональное давление (или у мыши ≈ трансдыхательное давление), V — приливный воздушный поток, R L — это транспульмонарное давление. легочное сопротивление, V T — дыхательный объем, а C dyn — динамическое податливость легких.Инвазивное измерение R L и C dyn с помощью плетизмографии тела обычно требует хирургического инструментария трахеи у анестезированных животных. Обычно в качестве анестетика используют пентобарбитал натрия (70–90 мг / кг), вводимый внутрибрюшинно, поскольку он обычно обеспечивает адекватную глубину анестезии не менее 30 минут. Описаны альтернативные схемы анестезии у мышей [6, 7]. Важно заранее не беспокоить и не волновать животное, так как это может повлиять на качество последующих измерений.Полезные рефлексы для обеспечения адекватной глубины анестезии включают потерю рефлекса выпрямления (утраченного в начале анестезии) и рефлекса защемления пальца (потеря во время средней и глубокой анестезии). Если животное пытается отвести конечность, значит, оно недостаточно обезболено, и ему следует ввести дополнительную дозу (~ 10–20% от начальной дозы).

Определение R L и C dyn не только обеспечивает классическое определение чувствительности дыхательных путей, но также дает более подробное представление о механике легких.R L отражает как сужение проводящих дыхательных путей, так и вязкость паренхимы. В отличие от этого считается, что C dyn в первую очередь отражает эластичность паренхимы легких, но также подвержен влиянию поверхностного натяжения, сокращения гладких мышц и неоднородности периферических дыхательных путей. Многочисленные методы определения R L и C dyn были описаны на анестезированных и обработанных инструментами мышах [4, 5, 7]. Один из вариантов — использовать бокс для плетизмографии тела (постоянной массы) с трахеальной канюлей, выходящей из плетизмографа [17, 18].Когда показана искусственная вентиляция легких, трахеостомия обычно выполняется для эндотрахеальной интубации глубоко анестезированного животного. Хирургически обнаженную трахею осматривают напрямую, и в верхней трети трахеи делают разрез, чтобы обеспечить правильное введение канюли и избежать артефактов при измерении.

Затем трахеостомическую трубку можно присоединить к четырехстороннему коннектору, где два порта коннектора присоединены к инспираторной и экспираторной сторонам аппарата ИВЛ, а оставшаяся трубка — к датчику давления, который измеряет давление в трахее.Затем следует настроить вентиляцию на скорость, сравнимую с нормальным дыханием (около 150 вдохов / мин, дыхательный объем ≈ 8–10 мл / кг) с положительным давлением в конце выдоха (ПДКВ) 2–5 см H 2 O. Важно использовать PEEP у мышей даже с закрытой грудной клеткой, поскольку функциональная остаточная емкость (FRC) у мышей в сознании обычно поддерживается при активном тонусе инспираторных мышц, который минимален или полностью отсутствует у анестезированных животных [16]. Изменения объема легких необходимо оценивать путем калибровки плетизмографического давления.Для стабилизации объемного сигнала для теплового дрейфа камера плетизмографа тела может быть соединена с большой бутылкой, заполненной медной сеткой.

Для оценки чувствительности дыхательных путей животным вводят холинергические бронхостенозные агенты, такие как метахолин (MCh), в увеличивающихся дозах либо путем аэрозольной ингаляции, либо системно путем внутривенного введения через хвостовую или яремную вену. Чувствительность дыхательных путей оценивается либо как изменение R L по сравнению с исходным уровнем, либо как пиковый ответ после контрольного заражения.Перед каждой серией контрольных доз легкое следует кратковременно подвергнуть гиперинфляции, чтобы стандартизировать объемную историю. Измеряются абсолютные значения ответов C dyn и R L и в процентах от базового уровня, определенные при исходном испытании транспортного средства.

Ключевым преимуществом инвазивного подхода является воспроизводимая и точная оценка временных изменений легочной механики у мышей. Введение трахеальной трубки также позволяет избежать измерения изменений в верхних дыхательных путях и дает возможность взять образцы бронхоальвеолярного лаважа (БАЛ) после измерения функции легких.К недостаткам традиционных инвазивных измерений относится хирургическая трахеостомия, исключающая повторные измерения, необходимость анестезии, искусственной вентиляции легких и опыт обращения.

Повторная оценка R

L и C dyn у мышей с интубацией трахеи

Как указано выше, полезность инвазивного определения функции легких мыши обычно ограничена несколькими факторами. Однако последние методические достижения улучшили возможность многократного измерения механики легких [19].Эти модификации, включающие прямую ларингоскопию, теперь позволяют многократно определять легочную механику (R L и C dyn ) в сочетании с местным введением аэрозоля через ротрахеальную трубку у интактных животных [9, 10, 20].

При одном из этих подходов интубация проводится с помощью стандартной тефлоновой канюли 20G × 32 мм (1 1/4 дюйма) (например, канюля Abbocath ® -T, Abott, Ирландия) у анестезированных мышей, подвешенных за верхнюю часть тела. резцы из резиновой ленты и средней части грудной клетки, удерживаемые эластичной лентой на опоре из оргстекла под углом 65 ° для облегчения интубации.Мы получили положительный опыт использования анестезии в сочетании с анальгезией с использованием этогоидата 20–30 мг / кг и 0,05 мг / кг фентанила внутрибрюшинно (внутрибрюшинно) с минимальными добавками по мере необходимости или летучей анестезии с использованием 1,5% галотана плюс пропофола 70 мг / кг внутрибрюшинно. Паралич не является обязательным. Металлический ларингоскоп (длина 12 см плюс дополнительные 1,8 см под углом 135 °, с 0,3 см) используется в качестве инструмента, позволяющего визуализировать отверстие трахеи, которое просвечивается ниже голосовых связок галогенным источником света.Прямая визуализация трахеи позволяет аккуратно ввести канюлю в отверстие трахеи [19, 21]. Оротрахеальная интубация анестезированной мыши занимает около пяти минут и также успешно применялась в кардиохирургических операциях на мышах [21]. В качестве альтернативы была описана методика Сельдингера с использованием оптического световода 0,5 мм в качестве интродьюсера, по которому канюля вводится в проксимальный отдел трахеи [22]. Затем интубированное, спонтанно дышащее животное помещают в положение лежа на спине в контролируемый термостатом плетизмограф всего тела (рис. 1).Оротрахеальная трубка напрямую присоединяется к пневмотахографу / датчику дифференциального давления для регистрации приливного потока. Для измерения транспульмонального давления (PTP) в пищевод до уровня средней грудной клетки вводят трубку из полиэтилена (PE) -90, наполненную водой, и присоединяют к датчику давления. R L и C dyn рассчитываются для полного дыхательного цикла методом интегрирования по расходам, объемам и давлению [10, 23]. Сопротивление оротрахеальной трубки (0.63 см H 2 Ом · с · мл -1 ) вычитается из записей L .

Рис. 1

Схема плетизмографа, используемого для тестирования функции легких у мышей, находящихся под наркозом и интубированной через рот трахе . Контейнер с термостатом (37 ° C), встроенный в камеру плетизмографа, обеспечивал температуру тела 34–35 ° C, измеренную ректальным термометром. Определенные концентрации метахолина в аэрозолях, измеренные с помощью аэрозольного фотометра, доставлялись в дыхательные пути через ротрахеальную трубку.Для расчета легочного сопротивления (R L ) через пищеводную трубку регистрировалось транспульмональное давление (P TP ), а приливный поток определялся пневмотахографом, прикрепленным непосредственно к ротрахеальной трубке. ПТ, датчик давления. Взято из [10] с разрешения.

Этот подход был проверен на нескольких группах мышей BALB / c [10]. Результаты показали, что дозозависимое увеличение R L и C dyn при ингаляционной холинергической нагрузке с MCh воспроизводилось в течение коротких и продолжительных интервалов, не вызывая значительных цитологических изменений в ЖБАЛ или соответствующих гистологических изменений в проксимальных отделах трахеи и гортани. независимо от количества интубаций трахеи.

Ключевым преимуществом этого метода, который сочетает в себе оротрахеальную интубацию с помощью прямой ларингоскопии и местное введение аэрозолей непосредственно в легкие, является повторяющаяся оценка классических показателей легочной механики для определенных ингаляционных проблем у интактных отдельных мышей. Поскольку оротрахеальная канюля сужается, при ее введении в проксимальный отдел трахеи образуется плотное уплотнение. Это позволяет использовать этот метод при спонтанном дыхании, а также при механической вентиляции мышей.Оротрахеальная интубация также дает возможность многократно собирать образцы ЖБАЛ in vivo у одних и тех же животных [24]. Ограничения включают необходимость анестезии, инструментовки трахеи и опыта обращения с ней.

Техника низкочастотных вынужденных колебаний

Другим подходом к инвазивной оценке функции дыхательных путей у мышей является метод низкочастотных вынужденных колебаний (LFOT). LFOT был получен из аналогичных методов, используемых на людях и более крупных животных, и дает оценки импеданса легких (Z), который можно считать наиболее подробным измерением легочной механики, доступным в настоящее время [4, 8, 11, 25, 26].

Различные части частотного спектра импеданса отражают разные части дыхательной системы. Данные импеданса могут быть дополнительно проанализированы с использованием модели постоянной фазы, которая обеспечивает подходящую оценку легочной механики [27]. Подгонка модели постоянной фазы к осцилляционным данным позволяет различать механические компоненты дыхательных путей и тканей.

До недавнего времени было мало что известно об импедансе легких мышей, особенно из-за технических трудностей с точным измерением импеданса легких.Импеданс легкого состоит из двух частей. Одна часть импеданса, сопротивление (R), по существу, описывает сопротивление проводящих дыхательных путей (Raw) и ткани (Rti). Вторая часть импеданса, называемая реактивным сопротивлением (X), отражает респираторную податливость (1 / эластичность) и характеризует паренхиму легких. Однако вклад инертности (I) газа в дыхательные пути мыши существенен только на частотах ≥ 20 Гц. Основное преимущество этого подхода к измерению функции легких по сравнению с классическими методами оценки сопротивления дыхательных путей и динамической податливости заключается в том, что более сложные математические модели могут лучше отражать сложность неповрежденного легкого.

Два разных метода были разработаны для оценки импеданса легких у мелких животных. В одном методе используется небольшая пластиковая волновая трубка, которая помещается в трахею и прикрепляется к громкоговорителю [4, 28].

У правильно миниатюрной волновой трубки точно известная геометрия и постоянная материала. Во время измерения вентиляция приостанавливается, и настройка переключается с вентиляции на контур измерения. Громкоговоритель создает колебательный поток через трубку, и импеданс легких оценивается по измерениям потока и давления вдоль трубки.По спектрам давления вдоль трубки можно оценить импеданс легких [29]. Этот метод особенно полезен для точных измерений у очень молодых мышей, где другие методы, такие как генератор поршневого насоса, могут иметь решающее значение [30]. Во втором методе используется поршневой насос с компьютерным управлением. Эта система не только обеспечивает механическую вентиляцию животного, но и позволяет точно контролировать частоту и амплитуду применяемых колебаний. Затем модель постоянной фазы соответствует данным, полученным от нескольких частот, одновременно применяемых к отверстию дыхательных путей, что позволяет определять импеданс дыхательных путей и легочной ткани.Эта модель включает три независимых переменных: сопротивление дыхательных путей (R) как маркер сопротивления центральных дыхательных путей, демпфирование ткани (G) связано с сопротивлением ткани и отражает диссипативные свойства, а эластичность ткани (H) описывает эластичные свойства легочной ткани. .

LFOT хорошо коррелирует с классическими измерениями сопротивления легких и успешно использовался для оценки чувствительности дыхательных путей на мышиных моделях аллергического заболевания дыхательных путей [4, 15, 25, 28, 31–33]. Аппарат ИВЛ с компьютерным управлением также позволяет оценивать квазистатическое соответствие.Как и в случае других инвазивных методов, животных необходимо анестезировать, интубировать трахею и затем подключить к управляемому компьютером вентилятору (например, установить частоту 150 вдохов в минуту и ​​дыхательный объем 10 мл / кг) с применением 2 –5 см В 2 O PEEP. Затем мышам можно вводить бронхоконстрикторы путем ингаляции или внутривенно. Следует учитывать, что, хотя LFOT можно использовать только во время апноэ, паралич не является обязательным для анестезированных мышей.

Основным преимуществом этого метода является подробный анализ функции дыхательных путей и, в частности, четкое различие между центральными дыхательными путями и более периферическими изменениями.Этот подход, однако, имеет аналогичные недостатки с другими инвазивными методами, как показано в таблице 1. Кроме того, по крайней мере, для оценки гиперчувствительности дыхательных путей все еще неясно, какую дополнительную ценность обеспечивают записи импеданса легких по сравнению с более простыми измерениями легочной механики [34].

Неинвазивные методы исследования легочной функции у мышей

Неинвазивные плетизмографические методы мониторинга легочной функции предпочтительны для долгосрочных серийных исследований, а также для скрининга большого количества мышей в сознании.Во многих случаях для полного понимания физиологического значения респираторного фенотипа требуется сочетание инвазивных и неинвазивных методов.

Барометрическая плетизмография всего тела

При барометрической плетизмографии всего тела мышей помещают в закрытую камеру и регистрируют колебания давления, возникающие во время дыхательного цикла [35]. В отличие от инвазивных измерений функции дыхательных путей, животные не подвергаются анестезии, инструментам и относительно свободны.Основным преимуществом этого неинвазивного метода является то, что повторяющиеся измерения можно проводить на одной и той же мыши. С помощью датчика давления оценивают разницу давлений между основной камерой плетизмографа, куда помещается животное, и эталонной камерой (рис. 2).

Рисунок 2

Схема барометрического плетизмографа для всего тела (взято из [35] с разрешения). (A) Основная камера, содержащая животное (B), подключенная к датчику давления (C), который также подключен к контрольной камере (B).(D) Пневмотахограф. Главный вход для аэрозоля. Воздушный поток со смещением 0,2 л / мин был прекращен во время аэрозольных проб.

Из этой кривой зависимости давления от времени можно определить несколько параметров, включая частоту дыхания, время вдоха и выдоха, а также максимальное давление в камере во время вдоха и выдоха. Ни одна из этих переменных не является специфической или достаточно чувствительной, чтобы служить подходящим маркером чувствительности дыхательных путей. На основе сигнала давления в коробке во время вдоха и выдоха и сравнения времени раннего и позднего выдоха был вычислен безразмерный параметр, называемый «усиленная пауза» (Penh).Примечательно, что мы не ссылаемся на еще не утвержденный метод измерения Penh у свободно движущихся мышей.

Для отслеживания реакции мышей подвергают воздействию распыляемого бронхоконстриктора, такого как MCh, и регистрируют изменения Penh в течение ~ 2–5 минут для каждой аэрозольной пробы. Обычно ответ выражается как кратное увеличение Penh для каждой концентрации MCh по сравнению со значениями Penh после первоначального введения буферного раствора с аэрозольным носителем.

Ранние исследования на мышах и других видах показали корреляцию между изменениями Penh после провокации метахолином и параметрами функции легких, определенными с помощью инвазивных измерений функции легких, и этот метод широко использовался [18, 36–39].Основанный на этой ранней работе и из-за удобного обращения с животными, этот метод приобрел популярность во многих исследовательских лабораториях. Однако все большее количество наблюдений ставит под сомнение правомерность Penh отражать сужение дыхательных путей. В нескольких отчетах были обнаружены расхождения в степени реактивности дыхательных путей при сравнении Penh с обычными параметрами легочной механики [40–42]. Дальнейшая оценка Penh показала, что события, совершенно не связанные с механикой легких, такие как увлажнение и нагревание вдыхаемого газа, гипероксия и время вентиляции, имеют большое влияние на измерение [31, 41].Эти более тщательные и теоретические открытия, таким образом, привели к обоснованному скептицизму в отношении использования Penh в качестве надежного маркера обструкции дыхательных путей [43–45].

Тем не менее, в принципе и в соответствии с текущими предостережениями, Penh может быть полезен для общего скрининга общей функции легких у мелких животных [43]. Однако сам по себе Пень ничего не говорит о чувствительности дыхательных путей, и исследователи, которые используют его, должны подтверждать измерения параллельными, независимыми прямыми измерениями легочной механики [5, 7, 44, 45].Плюсы и минусы этого метода приведены в таблице 2.

Таблица 2 Плюсы и минусы неинвазивной барометрической плетизмографии всего тела

Головная плетизмография тела

Недавний акцент на преимуществах неинвазивных технологий возродил интерес к анализу паттернов приливного выдоха как инструмента оценки обструкции дыхательных путей. Хотя неинвазивное измерение респираторной функции мышей фактически стало синонимом широко используемого метода барометрической плетизмографии всего тела [35], были описаны некоторые другие неинвазивные методы [13, 46–48].

Неинвазивное измерение срединэкспираторного потока (EF 50 ), измеренное с помощью плетизмографии тела (рис. 3), было впервые описано как подходящий инструмент для измерения чувствительности дыхательных путей у мышей в сознании Alarie et al [48]. При использовании этого метода сужение дыхательных путей вызывает характерные изменения в структуре приливного потока, которые лучше всего проявляются по уменьшению приливного срединного экспираторного потока (EF 50 , [мл / с]) (рис. 4). Изменение EF 50 обычно связано с уменьшением дыхательного объема (VT), частоты дыхания (f) и увеличения времени выдоха (TE).EF 50 можно определить с помощью системы плетизмографии тела со стеклянной головкой наружу. Животных осторожно помещают в плетизмографы тела, в то время как голова каждого животного выступает через шейный воротник в вентилируемую камеру для экспонирования головы. Аэрозоли могут подаваться непосредственно через камеру экспонирования головки. Измерение приливного потока производится откалиброванным пневмотахографом и датчиком дифференциального давления, прикрепленным к верхнему отверстию каждой камеры тела. Усиленные и оцифрованные сигналы потока интегрируются со временем для получения дыхательного объема.Из этих сигналов можно получить несколько стандартных респираторных параметров, включая дыхательный объем, частоту дыхания, время вдоха и выдоха, а также EF 50 с помощью программного анализа.

Рис. 3

Схематическое изображение плетизмографа для тела , вынесенного наружу. На рисунке показано крепление шейного воротника (сделанного из дентальной дамбы с центральным отверстием 7–8 мм для мыши весом 20–25 г) к плетизмографу. Адаптер вставляется в переднее отверстие плетизмографа, и вязкоупругое кольцо надевается на фиксированную резиновую прокладку в носовой части плетизмографа, фиксируя таким образом воротник.Затем находящееся в сознании животное помещают в стеклянный плетизмограф и присоединяют через конус к вентилируемой камере для экспонирования головы. Подвижный стеклянный цилиндр, встроенный в завинчивающуюся крышку, обеспечивает атравматичное расположение мыши. Калибровка объема (1–1,5 мл воздуха) плетизмографа (закрытые переднее и заднее отверстие) выполняется перед каждым измерением. Перед сбором данных мышам дают возможность акклиматизироваться в течение не менее 10 минут в плетизмографах тела.

Рисунок 4

Характерные изменения нормального дыхания у находящихся в сознании мышей BALB / c . A : нормальный характер дыхания мышей BALB / c, дышащих комнатным воздухом. B : характерная картина обструкции дыхательных путей во время аэрозольной провокации MCh, иллюстрирующая снижение EF 50 . A и B , top трассировки: сигналы воздушного потока пневмотахографа. A и B , нижние кривые : соответствующий интегрированный сигнал ТН. Горизонтальная линия на нулевом потоке отделяет инспираторный (Insp; вверх; +) от выдыхаемого (Exp; вниз; -) воздушный поток.V, приливный поток. VT, дыхательный объем. Т.И., время вдохновения. TE, время истечения. Рисунок взят из [49] с разрешения.

Валидационные исследования на мышах продемонстрировали, что снижение EF 50 при ингаляционной холинергической и аллергической нагрузке близко отражает снижение одновременно регистрируемой легочной проводимости (G L = 1 / R L ) и динамической податливости (C dyn ) [10]. Метод EF 50 применялся в нескольких экспериментальных ситуациях, в том числе на животных моделях экспериментальной астмы, постпневмонэктомии, гипероксии, а также для изучения эффектов переносимых по воздуху токсикологических агентов [31, 39, 48–54].Преимуществами этого подхода являются его неинвазивность и возможность простых, быстрых и повторяемых измерений нескольких находящихся в сознании животных одновременно. Более того, EF 50 основан на физиологических принципах и имеет физическое значение [мл / с], которое напрямую связано с сопротивлением дыхательных путей, что позволяет количественно интерпретировать изменения дыхательных путей между животными [55]. В принципе, плетизмография тела без головы, как описано Alarie et al. также позволяет оценить потенциал сенсорного раздражения вдыхаемых агентов путем регистрации продления постинспираторной паузы у мышей [48, 51].

Обеспокоенность вызывает неопределенность в отношении потенциального вклада сопротивления верхних дыхательных путей. Чтобы свести к минимуму влияние сдерживающего стресса на реакцию, мониторинг дыхательной функции не следует начинать, пока животные и индивидуальные измерения не установятся на стабильном уровне. Поскольку было показано, что EF 50 может недооценивать величину бронхоспазма [9, 10], до сих пор неясно, насколько это ограничивает его использование для выявления менее выраженных изменений гиперреактивности дыхательных путей.Соответственно, при наличии таких обстоятельств измерения EF 50 должны подтверждаться более прямыми оценками легочного сопротивления. В таблице 3 приведены плюсы и минусы измерений EF 50 .

Таблица 3 Плюсы и минусы неинвазивного измерения среднеэкспираторного потока при отливе

Методы и приложения в респираторной физиологии

Эта тема исследования является частью серии «Методы и приложения в физиологии» серии .Другие названия в этой серии:

Методы и приложения в водной физиологии
Методы и приложения в клинической и трансляционной физиологии
Методы и приложения в вычислительной физиологии и медицине
Методы и приложения в окружающей среде , Авиация и космическая физиология
Методы и приложения в физиологии упражнений
Методы и приложения в фрактальной физиологии
Методы и приложения в интегративной физиологии
Методы и приложения в • Физиологии беспозвоночных 8 9030 и приложения в метаболической физиологии
Методы и приложения в физиологическом журнале
Методы и приложения в физиологии поперечно-полосатых мышц
Методы и приложения в физиологии сосудов
Новые методы исследования красных кровяных телец rch and Diagnosis, Volume II
Сочетание вычислительных и экспериментальных подходов к характеристике ионных каналов и переносчиков

Пожалуйста, отправьте вашу статью в ту тему исследования, которая лучше всего подходит для вашего исследования.

Введение и общие руководящие принципы
Эта серия статей призвана осветить новейшие экспериментальные методы и методы, используемые для понимания самых фундаментальных вопросов физиологических исследований, от молекулярных функций до функций органов в живых организмах. Приветствуются обзорные статьи или мнения о методологиях или приложениях, включая преимущества и ограничения каждого из них. Эта тема будет охватывать последние достижения в области технологий и новейшие методы, которые помогают продвигать науку.

Вклады в этот сборник будут подвергаться экспертной оценке, но критерии могут быть скорректированы в соответствии с настоящей Темой исследования; например, хотя новизна не обязательно имеет решающее значение, полезность метода или протокола должна быть очевидной. Мы приветствуем материалы, охватывающие все аспекты физиологии, и они будут обрабатываться командой тематических редакторов в соответствующих разделах.

Frontiers in Physiology поддерживает принципы FAIR (находимость, доступность, функциональная совместимость и возможность повторного использования) для управления научными данными и руководства (Wilkinson et al., Sci. Данные 3: 160018, 2016).

В данной теме исследования приветствуются:
• Методы: включить либо существующие методы, которые значительно улучшены или адаптированы для конкретных целей, либо новые методы, которые также могут включать первичные (исходные) данные.
• Протоколы: должны содержать подробное описание с ошибками и поиском и устранением неисправностей, и быть незамедлительными для читателей. Должно быть доказано, что протоколы работают.
• Перспективные или общие комментарии к методам и протоколам, относящимся к физиологическим исследованиям.
• Обзоры и мини-обзоры текущих методов и протоколов, подчеркивающие важные будущие направления в этой области.

Для получения дополнительной информации о описании и форматах различных типов товаров см. здесь .

Руководство по респираторной физиологии
Методы и приложения в респираторной физиологии приветствует вклад в новые или существующие методы и протоколы, которые рассматривают дыхательную систему под органами, тканями, клетками, субклеточными и молекулярными линзами.Также высоко ценится взаимодействие внутри системы и с другими органами и функциями организма. Приветствуются материалы, основанные на биологических, биохимических, биофизических, инженерных, математических, поведенческих и клинических подходах.

Ключевые слова :
Дыхательная система, методы, протоколы

Важное примечание :
Все материалы по данной теме исследования должны находиться в рамках того раздела и журнала, в который они были отправлены, как это определено в их заявлениях о миссии.Frontiers оставляет за собой право направить рукопись, выходящую за рамки объема, в более подходящий раздел или журнал на любом этапе рецензирования.

Новый метод может облегчить исследование дыхательных путей у детей

«Использование CRC — потенциально мощный трансляционный подход, проливающий свет на молекулярные механизмы, которые контролируют эпителиальный иммунный ответ дыхательных путей у младенцев и детей младшего возраста. Этот новый подход позволяет нам изучать истоки респираторных заболеваний и их хроническое прогрессирование в детстве и за его пределами », — отмечает Густаво Нино, М.Н., Детский пульмонолог, старший автор исследования.

Новый метод, усовершенствованный командой Детской национальной системы здравоохранения, может помочь расширить исследования легочных заболеваний, с которыми сталкиваются младенцы и дети — малоизученная, но клинически важная возрастная группа. Исследование, описывающее новую технику, было опубликовано в декабрьском выпуске журнала Pediatric Allergy and Immunology за декабрь 2017 года.

Используя условно перепрограммированные клетки (CRC), метод, который позволяет неограниченное размножение клеток в лаборатории, команда смогла получить культуры клеток, которые имеют ряд преимуществ по сравнению со стандартными культурами и могут упростить и повысить эффективность проведения исследований. в педиатрические респираторные иммунные реакции.

Эпителиальные клетки, выстилающие дыхательные пути человека, играют решающую роль в контроле иммунных реакций на вирусы, аллергены и другие факторы окружающей среды. Функция и дисфункция этих эпителиальных клеток дыхательных путей (AEC) играют ключевую роль в развитии астмы, муковисцидоза и других легочных заболеваний, многие из которых начинаются в раннем возрасте.

Чтобы получить достаточное количество этих клеток для исследований, ученые культивируют AEC из первичных образцов носовых и бронхиальных клеток. Клетки, полученные от взрослых, стимулировали исследования, ведущие к новым методам лечения и открытию ключевых биомаркеров.Но на младенцах проводилось мало сопоставимых исследований. О взятии проб из дыхательных путей у недоношенных детей не сообщалось, вероятно, из-за ограничений размера дыхательных путей и сопутствующих заболеваний. Точно так же отбор проб у младенцев ограничен необходимостью проведения бронхоскопии и седативных препаратов.

«Основным препятствием было отсутствие хорошей системы для культивирования эпителиальных клеток, поскольку забор проб дыхательных путей у младенцев и детей является проблемой», — говорит со-ведущий автор, Джеованни Ф. Перес, доктор медицины, содиректор Детского отделения тяжелой бронхолегочной медицины. Программа дисплазии.«Нам нужен был лучший способ культивирования клеток в этой возрастной группе».

Хотя первичные AEC не выживают долго в лаборатории, это препятствие недавно было преодолено с помощью процесса, который генерирует CRC из первичных AEC взрослых, что позволяет быстро генерировать культуры клеток из образцов.

В этом исследовании команда Детей адаптировала этот подход, производя CRC из первичных AEC новорожденных и младенцев. Индукция CRC успешно позволила получить культуры AEC от недоношенных младенцев и из бронхиальных образцов маленьких детей.

«Основным препятствием было отсутствие хорошей системы для культивирования эпителиальных клеток, поскольку забор проб дыхательных путей у младенцев и детей является проблемой», — говорит со-ведущий автор, Джеованни Ф. Перес, доктор медицины, содиректор Детского отделения тяжелой бронхолегочной медицины. Программа дисплазии. «Нам нужен был лучший способ культивирования клеток в этой возрастной группе».

«Мы обнаружили, что CRC имеют более длительную клеточную жизнь и большую способность к пролиферации, чем стандартные культуры эпителиальных клеток. Они сохранили свои первоначальные характеристики даже после многократных экспериментов.И они показали врожденный иммунный ответ, аналогичный тому, который наблюдается в первичных эпителиальных клетках человека во время респираторных вирусных реакций у детей », — говорит д-р Перес.

«Использование CRC является потенциально мощным трансляционным подходом, чтобы пролить свет на молекулярные механизмы, которые контролируют эпителиальный иммунный ответ дыхательных путей у младенцев и детей младшего возраста. Этот новый подход позволяет нам изучать истоки респираторных заболеваний и их хроническое прогрессирование в детстве и за его пределами », — отмечает Густаво Нино, М.Н., Детский пульмонолог, старший автор исследования.

Авторы отмечают, что необходимы дальнейшие исследования для более точного определения различий и сходств в иммунных ответах CRC и не-CRC, происходящих от первичных AEC. Однако они пришли к выводу, что CRC представляет собой новый эффективный метод изучения врожденных иммунных ответов AEC у младенцев.

В дополнение к Drs. Среди соавторов Детского центра генетической медицины Перес и Нино — соавтор С. Вольф; Лана Мухареш; Наталья Исаза Брандо, М.D .; Диего Пресиадо, доктор медицины, доктор философии; Роберт Дж. Фрейштат, доктор медицины, магистр медицины; Динеш Пиллаи, доктор медицины; и М. К. Роуз.

Финансовая поддержка этого исследования была предоставлена ​​Национальным институтом аллергии и инфекционных заболеваний в рамках гранта № R21AI130502; Национальный институт детского здоровья и развития человека Юнис Кеннеди Шрайвер, грант № HD001399; Национальный институт сердца, легких и крови под номером гранта HL0

; и Национальный центр развития трансляционных наук в рамках гранта UL1TR000075.

исследовательских возможностей и достижений в области заболеваний легких | Генетика и геномика | JAMA

Заболевания легких вызывают заболеваемость, смертность и экономическое бремя. Восприимчивость
патогенезу большинства заболеваний легких в результате сложного взаимодействия
соответствующий вызов со стороны окружающей среды, генетического фона и природы
ответов хозяина. Передовые исследования болезней легких в настоящее время сосредоточены на
понимание легких как генетически детерминированного биологического органа, который функционирует
для посредничества в обмене газа и защиты от враждебной окружающей среды.Основным
Задача состоит в том, чтобы определить иерархию экспрессии генов, которая объединяет
функция нескольких типов клеток в этой сложной анатомии. Новые методы лечения
которые будут играть важную роль в будущем лечении заболеваний легких, включают:
использование рекомбинантных белков, в том числе моноклональных антител, клеточная терапия
(включая стволовые клетки) и генная терапия. Будущие достижения будут включать
лечение основных наследственных заболеваний легких с помощью генной терапии, новые методы лечения
при астме, хронической обструктивной болезни легких и интерстициальной болезни легких;
разработка вакцин для защиты легких от основных легочных патогенов; а также
патоген-специфические «дизайнерские» методы лечения для искоренения хронических инфекций легких.

Проблема болезней легких

Болезни легких вызывают серьезную заболеваемость, смертность и экономическое бремя. 1 К наиболее частым формам относятся астма, хроническая обструктивная
легочные заболевания (ХОБЛ, включая бронхит и эмфизему), пневмония, интерстициальная
(фиброзные) и ингаляционные расстройства, а также тромбоэмболия легочной артерии.В 1998 г. легкое
болезни составили 251 000 смертей (10%) в Соединенных Штатах. Для
В 2000 году прогнозируемые прямые экономические затраты на заболевание легких составили 91,6 миллиарда долларов.
что составляет 7,3% затрат на здравоохранение в США. 1
ХОБЛ, занимающая четвертое место по причинам смерти, стала причиной 109 000 смертей.
в 1998 году. Пневмония является пятой по значимости причиной смерти. Астма и хроническая
бронхит является причиной значительной заболеваемости во всех возрастах. Астма влияет на
15 миллионов человек в США, 2
и дает более 1.5 млн обращений в отделения неотложной помощи, 500 000
госпитализации и более 5500 смертей каждый год, многие из которых
дети. По оценкам, астма является причиной 11,3 миллиарда долларов США.
прямые и косвенные затраты в год. Синдром острого респираторного дистресс-синдрома (ОРДС)
(легочная недостаточность, требующая искусственной вентиляции легких и дорогостоящей интенсивной терапии)
имеет оценочную заболеваемость 75 человек на 100000 в год в
Соединенные Штаты. 3

Прогресс в борьбе с болезнями легких неоднозначен.С 1988-1998 гг.
уровень смертности от астмы и ХОБЛ снизился у мужчин, но существенно увеличился.
у женщин. 1 Смертность от большинства легких младенцев
заболеваний, в том числе снижение смертности от
респираторный дистресс-синдром новорожденного, но заболевание легких по-прежнему является причиной
на 41% всех случаев смерти младенцев младше 1 года. 1

Замечательные достижения были достигнуты за последние 25 лет в характеристике,
этиология, патогенез и лечение заболеваний легких.Усилия от
1950-1975 гг. Были направлены на понимание физиологии газа.
обмен, тогда как исследования за последние 25 лет были сосредоточены на легких
как биологический орган, применяя биохимию, клеточную биологию, молекулярную биологию,
и генетика, чтобы понять функцию легких при здоровье и болезнях. 4
Эти усилия вместе с эпидемиологическими методами и улучшениями в диагностике
привели к значительному прогрессу в понимании, профилактике и лечении
болезни легких.

Одним из величайших достижений было признание того, что респираторный дистресс
синдром новорожденных (болезнь гиалиновой мембраны) вызван дефицитом
поверхностно-активного вещества, белково-липидного комплекса, который снижает поверхностное натяжение на
граница раздела воздух-жидкость в альвеолах. 5 недоношенными
роды, если клетки альвеолярного эпителия II типа недостаточно дифференцировались
чтобы обеспечить достаточное количество поверхностно-активного вещества, чтобы позволить открыться достаточному количеству альвеол, газообмен
после родов заметно ухудшается.У этих новорожденных интратрахеальное введение
поверхностно-активного вещества в форме липида или липидно-белкового комплекса снижает
поверхностное натяжение и увеличивает газообмен до тех пор, пока эпителий легких не сможет обеспечить
нормальный набор эндогенного сурфактанта в альвеолах. 6
Приблизительно 2000 новорожденных ежегодно спасаются в Соединенных Штатах с помощью сурфактанта.
замена. 5

Генетическая медицина оказала большое влияние на диагностику, понимание,
и лечение заболеваний легких.Основные клинические проявления 2 из
Наиболее частые летальные наследственные заболевания у белых, муковисцидоз (МВ) и дефицит α 1 -антитрипсина (ААТ), находятся в легких. Эти расстройства имеют
охарактеризованы на генетическом уровне, 7 -13
и стратегия, используемая для идентификации регулятора трансмембранной проводимости CF
( CFTR ) ген стал парадигмой для выявления болезнетворных
гены, кодирующие неизвестные белки. 8 , 11 , 12
Функция белков AAT и CFTR и общий патогенез
оба расстройства теперь хорошо изучены.При дефиците ААТ назначают аугментационную терапию.
с очищенным ААТ выпускается более 10 лет. 14
Несколько генетических аномалий связаны с повышенной восприимчивостью
при гиперкоагуляции и тромбоэмболии легочной артерии. 15 , 16
Признание того, что астма связана с мутациями определенных генов, имеет
привели к серьезным усилиям по определению функции этих генов и разработке
препараты, соответствующие этим целям. 17

Эпидемиологические исследования сыграли важную роль в уменьшении легочного
болезнь.Были выявлены миирадные причины интерстициального (фиброзного) заболевания легких, 18 и установлена ​​взаимосвязь степени
воздействие и риск развития интерстициальных профессиональных расстройств
привело к снижению допустимых уровней переносимых по воздуху асбеста, кремнезема и
уголь на рабочем месте, и, в свою очередь, сокращение числа случаев заболевания легких.
болезнь от этих агентов. 19 Хотя много
реже заболеваемость острым и хроническим интерстициальным заболеванием легких (ILD)
также уступила место контролю на рабочем месте в результате тщательного
эпидемиологические исследования. 20 Связь астмы
к специфическим аллергенам в городской среде, например, от тараканов,
привела к разработке стратегий, позволяющих избежать такого воздействия. 21
(Рисунок 1)

Замечательная технология была разработана для диагностики заболеваний легких и
для лечения дыхательной недостаточности. Волоконно-оптическая бронхоскопия позволяет:
более точно оцените дыхательные пути и альвеолы, чтобы выявить инфекционные, воспалительные,
а злокачественные заболевания теперь можно диагностировать более легко и безопасно. 22 Лазерные методы, эндобронхиальное облучение (брахитерапия),
и разработка стентов дыхательных путей предлагают паллиативное лечение обструкции дыхательных путей у
продвинутая злокачественная опухоль легких. 22 Техника
бронхоальвеолярный лаваж с помощью оптоволоконного бронхоскопа произвел революцию
клиническое исследование воспалительных заболеваний легких, разрешающее безопасное, повторяющееся
забор образцов воспалительных клеток на поверхности респираторного эпителия и
адаптация молекулярной биологии к изучению болезней легких человека. 23 , 24 Исследования нижних дыхательных путей
заболевания (ILD, эмфизема) и заболевания дыхательных путей (астма, бронхит) установлены
что эти расстройства представляют собой дисфункцию воспалительных / иммунных реакций хозяина.
Достижения в области мониторинга и техники искусственной вентиляции легких имеют
снижение смертности от дыхательной недостаточности из-за респираторного дистресс-синдрома,
застойная сердечная недостаточность и астма. 25 The
стратегии мониторинга легочной медицины и неврологии привели к
определение различных нарушений сна, связанных с дисфункцией в
газообмен. 26

Компьютерная томография грудной клетки, включая шлиф и спираль
компьютерная томография, позволяет проводить сложную, неинвазивную и быструю диагностику
многих заболеваний легких, включая раннюю диагностику рака легких в группе высокого риска
людям, прямая анатомическая оценка степени эмфиземы и
диагностика тромбоэмболии легочной артерии. 27 -29
Разработаны методы ядерной медицины для диагностики тромбоэмболии легочной артерии.
(сканирование вентиляции / перфузии) и для оценки воспаления легких (сканирование с галлием). 30 Видеоассистированная тораскопическая хирургия значительно сократилась
заболеваемость, связанная с биопсией легкого и ограниченной пневмонэктомией. 31

Текущий научный фонд

Две общие концепции являются краеугольными камнями размышлений о легочных заболеваниях.
болезнь: (1) предрасположенность к заболеваниям легких является результатом сложного взаимодействия
среди окружающей среды, генетики и ответов хозяина; и (2) патогенез большинства
незлокачественные заболевания легких связаны с несоответствующим воспалительным процессом.
процессы, которые повреждают или изменяют легкое.

Окружающая среда, генетика и реакции хозяина

Типичный индивидуум меняет 8000 л газа в день, постоянно подвергая
респираторный эпителий в окружающую среду, с его бременем инфекционных
агенты, аллергены и твердые частицы. Однако, несмотря на аналогичные проблемы в воздухе,
только у меньшинства людей развивается заболевание легких, и степень заболевания
в результате вдыхания этих агентов также варьируется.

Проиллюстрировано взаимодействие между окружающей средой, генетикой и защитными механизмами хозяина.
двумя распространенными аутосомно-рецессивными легочными заболеваниями — дефицитом МВ и ААТ.
При МВ мутации в обоих родительских генах CFTR приводят к
при дефиците уровня CFTR или, реже, нарушении функции CFTR,
в эпителиальных клетках дыхательных путей. 13 Белок CFTR
опосредует движение хлорида и натрия на апикальной поверхности эпителия в
эпителий дыхательных путей. 13 , 32 Однако,
дисфункция транспорта электролитов не оказывает серьезного прямого влияния на
se. Скорее, хроническая инфекция дыхательных путей, вызванная Pseudomonas .
и других организмов, и последующее воспаление эпителия дыхательных путей
поверхности несут ответственность за клинические проявления CF. 13 , 33
В этом контексте маловероятно, что генетические аномалии CFTR
мутации имели бы значительные клинические легочные последствия без
экологическая проблема Pseudomonas и других
организмы.Кроме того, в то время как неспособность системы защиты хозяина защищать
против вдыхания инфекционных организмов позволяет организмам колонизировать
легкое при МВ, система защиты хозяина также опосредует повреждение дыхательных путей.
Хотя лекарства от МВ нет, смертность снизилась за счет агрессивных методов лечения.
лечение легочной инфекции и стратегии по удалению выделений из дыхательных путей. 13

Дефицит ААТ характеризуется выраженными недостатками в уровнях
ААТ в крови и легких. 7 , 9 , 13
Однако система защиты хозяина и окружающая среда также способствуют легкому.
болезнь. ААТ — это антипротеаза, защищающая альвеолы ​​от разрушения.
вызвано эластазой нейтрофилов (протеазой нейтрофилов, которая обычно разрушает
инфекционных организмов и очищает легкие от белковых остатков). 34
Когда уровни ААТ недостаточны, высвобождение эластазы нейтрофилов в
альвеолы ​​раскрепощены и разрушают альвеолы, что в конечном итоге приводит к
при эмфиземе. 35 Эмфизема возникает намного раньше
при дефиците ААТ, если человек курит сигареты (т. е. без вредных для окружающей среды
последствия сигаретного дыма, у людей с дефицитом ААТ могут развиться легкие
заболевание, возникающее на 10-15 лет позже, чем у лиц с дефицитом ААТ
кто курит сигареты). 7 , 9

Еще один пример взаимодействия генетики, окружающей среды и хозяина.
ответом является повышенная восприимчивость к тромбоэмболии легочной артерии
люди с мутациями в генах, кодирующих факторы свертывания крови (например,
как фактор V Лейден, протромбин и антитромбин). 15 , 16
Эти мутации склоняют баланс свертывающей системы в сторону прокоагуляции.
Мутации в этих генах часто протекают бессимптомно, вероятно, из-за того, что
сочетание окружающей среды (например, обезвоживание, травма теленка, операция с
длительный постельный режим, длительные поездки в автомобиле без упражнений или оральных контрацептивов)
и неадекватные ответы хозяина (например, компенсация антикоагулянтной рукой
система свертывания крови) необходимы, чтобы вызвать клинически значимое легочное
эмболы.

Долгосрочное воздействие (> 15-20 лет) высоких концентраций переносимых по воздуху
асбест вызывает асбестоз, фиброзное заболевание альвеол. 19 , 36 , 37
Фиброз вызывается не асбестом как таковым, а реакцией организма хозяина.
хроническое воспаление в присутствии асбеста. Однако лишь меньшинство
подвергшихся воздействию людей развивают клинический асбестоз, скорее всего, из-за
вариабельность защитных сил организма, которые предотвращают вдыхание асбеста.
достигая альвеол, удаляет частицы из легких и защищает от
воспаление. 36 , 37

Аллергены в окружающей среде также могут спровоцировать болезни легких, а также индивидуальные
восприимчивость играет решающую роль в определении того, у кого разовьются клинические
болезнь. Например, во время эпидемии приступов астмы в Барселоне,
Испания, вызванная переносимыми по воздуху аллергенами сои, возникающими в результате образования пыли.
от выгрузки сои в доках города, 38
Количество обращений в отделения неотложной помощи в связи с приступами астмы увеличилось, и несколько человек умерло.
произошло, но пострадала лишь небольшая часть населения.Другой
Примером является реакция на вдыхание аллергенов голубей птицеводами.
У большинства голубеводов циркулируют антитела против голубиного белка,
но только у небольшой части развивается гиперчувствительный пневмонит, потенциально
фатальный ILD. 39 Точно так же многие рабочие, которые
подвергаются воздействию бериллия, чувствительны к металлу по сравнению с небольшими
числа, у которых развивается бериллиоз. 40

Эти примеры иллюстрируют общий принцип, согласно которому генетические вариации
определить индивидуальную предрасположенность к легочным заболеваниям и выявить их проявления
легочных заболеваний требуют сложного взаимодействия между вызовом со стороны
окружающая среда и ответы хозяина в легких.

Большинство незлокачественных заболеваний легких связаны с накоплением
воспалительных клеток, обычно в ответ на провоцирующий агент или событие, которое
привлекает и активирует воспалительные клетки.

Респираторный дистресс-синдром у взрослых характеризуется острой недостаточностью
газообмена функции легких. 3 Хотя
причина не всегда ясна, ОРДС связан с острым воспалением
альвеол, вызванных конкретным агентом (например, вирусной инфекцией), событием (например,
подавляющая травма) или и то, и другое.Потому что обычно невозможно предотвратить
провоцирующее событие, исследования ARDS были сосредоточены в первую очередь на воспалительных процессах.
процессы, вызывающие альвеолярную дисфункцию.

Патогенез хронических ИЛЗ аналогичен патогенезу ОРДС 36 , 41
в том, что воспаление вызывает повреждение альвеол, что приводит к фиброзу легких.
и потеря функции легких. Для некоторых ILD известные агенты (например, асбест, наркотики,
органическая пыль) вызывают воспалительные процессы в
альвеолы. 36 Хотя этиология неизвестна
для других ILD (например, идиопатический фиброз легких, саркоидоз, связанный с ILD
с сосудистыми нарушениями коллагена), все ILD связаны с хроническим воспалением. 18

Астма — это обратимое ограничение воздушного потока, вызванное острым сужением.
бронхиальной стенки. 42 За последние 10 до
15 лет назад стало очевидно, что астма — хроническое воспалительное заболевание.
дыхательных путей, при этом степень воспаления определяется окружающей средой.
факторы, эндогенные факторы или и то, и другое.Эмфизема у курильщиков сигарет с
нормальный уровень ААТ является результатом хронического воспаления нижних дыхательных путей.
тракт. 34 , 35,43 Сигарета
дым привлекает и активирует воспалительные клетки в альвеолах и ухудшает
противовоспалительная защита легких за счет оксидантов в сигарете
курите этот неактивный AAT. 44

Эти примеры иллюстрируют еще один общий принцип, согласно которому патогенез
большинства заболеваний легких связано с местным накоплением и активацией
воспалительных клеток в ответ на специфические раздражители и невозможность
местная защита для защиты легких от медиаторов воспаления.

Ключевые проблемы, вопросы и проблемы

Ключевые проблемы, вопросы и проблемы легочной болезни для
будущее включает определение генетической основы восприимчивости к заболеваниям легких,
идентификация и характеристика генов, контролирующих механизмы травмы
к легочной ткани и защитным силам хозяина от изучаемого повреждения легких, нарушение
контроля кровотока и воздушного потока и определения нормальных процессов в легких
восстановления и как эти механизмы не работают при легочных заболеваниях.Пока исследования
за последнее десятилетие добился значительных успехов во всех этих областях, многие параллельные
пути вносят свой вклад в эти биологические процессы, и главная задача состоит в том, чтобы расставить приоритеты
биологические процессы и понять иерархию экспрессии генов, которая
модулирует внутриклеточные и межклеточные биологические сети, контролирующие рост,
ремонт и функция легких.

Когда-то считался относительно неактивным органом, который просто пропускал газ
обмена, легкое, как известно, состоит из многих типов клеток, каждый из которых экспрессирует
множество генов, продукты которых регулируют отдельные клетки и
также интегрированная функция органа.Передовые исследования болезней легких
сосредоточен на понимании легкого как генетически детерминированного комплекса,
биологический орган, который опосредует газообмен и защищает от враждебных
среда.

Исследования легких в первой четверти 21 века будут сосредоточены на
по 5 основным направлениям: (1) характеристика экспрессии генов в легких в
здоровье и болезнь, начиная с определенных типов клеток, а затем интегрируя
эта информация влияет на общее функционирование легких; (2) идентификация
вариации последовательности генов, связанных со специфическими заболеваниями легких, и
выяснение роли этих генетических вариантов в заболевании; (3) понимание
роль окружающей среды в модулировании функции легких, особенно для
расстройства, связанные с факторами окружающей среды; (4) характеристика генетического
вариации инфекционных организмов, связанных с заболеванием легких, и взаимодействия
генов хозяина и патогенов, влияющих на восприимчивость к инфекционным заболеваниям;
и (5) использование достижений генетической медицины, включая генную терапию,
разработать методы лечения заболеваний легких.(Рис. 1. Возможности исследования
и прогноз.)

Легкое состоит как минимум из 10 основных типов клеток, более чем из 20 клеток.
типы, которые встречаются реже, но играют важную роль в функции легких, и
воспалительные клетки, происходящие из крови, участвующие в защите хозяина. 4
Технология была разработана для выделения и культивирования большинства этих типов клеток, 45 , и подготовлена ​​почва для оценки экспрессии генов в
клетки легких в состоянии здоровья и болезни.Технология функциональной геномики с использованием
массивы генов адаптируются для оценки экспрессии генов легких. 46
Должна быть возможность определить, какие гены активируются и подавляются в
нормальное легкое и как экспрессия определенных генов и кластеров генов
модулируются при заболевании с использованием животных моделей 47
и клетки из легких при определенных заболеваниях человека. Многообещающее исследование
будет оценка экспрессии гена в развивающемся легком, с
конечная цель применения модуляции экспрессии генов для восстановления легочного
ткань.Другой ключевой задачей при оценке экспрессии генов легких является интеграция
эта информация поможет понять физиологию и патофизиологию легких.

Генетическая изменчивость и предрасположенность к болезням

С идентификацией и характеристикой AAT 7 , 10
и CF 7 , 8,11 -13
гены и другие единичные генные расстройства в семьях с астмой 17
и легочная гипертензия, 48 легкие приложения
генов на функцию легких.В то время как индивидуальная восприимчивость
также играет роль в легочных инфекциях, ХОБЛ и ILD, 17 , 43 , 49
это связано с множеством генов. Идентификация генов, участвующих в восприимчивости
заболеванию легких потребуется сочетание новых парадигм эпидемиологической
исследование вместе с разработкой методов выявления соответствующих
роли соответствующих генов и вариантов последовательностей, которые модулируют восприимчивость
к заболеванию и как оно проявляется у данного человека.

Среда-генетические взаимодействия

Генетическая предрасположенность к болезням, даже к аутосомно-рецессивным заболеваниям
(т. е. дефицит AAT и CF), часто имеет значение только в контексте окружающей среды.
стресс, связанный с этим заболеванием. Идентификация конкретных генов
связанных с восприимчивостью к астме, позволит определить
специфические раздражители окружающей среды, которые вызывают заболевание у людей. 17 Для ХОБЛ и профессиональных заболеваний легких ситуация
обратный — раздражитель окружающей среды известен (например, курение сигарет
и конкретные частицы, такие как асбест или диоксид кремния, при профессиональных заболеваниях),
но гены, отвечающие за индивидуальную восприимчивость, не были
идентифицированы. Идентифицируя гены, участвующие в защите хозяина и в
патогенез заболевания легких, связанный с факторами окружающей среды, следует
можно снизить частоту этих расстройств, если
избегайте контакта с соответствующими агентами окружающей среды, к которым они восприимчивы.

Генетические взаимодействия хозяина и патогена

Теперь, когда геномы нескольких патогенов человека секвенированы,
и другие скоро будут охарактеризованы, сцена готова для определения вариаций
генома патогена с течением времени у одного и того же восприимчивого индивидуума, а также от
от человека к человеку (включая влияние возраста, этнической и географической принадлежности)
место нахождения).Не менее важны, чем геном патогена, гены хозяина, которые
защищаться от каждого патогена и определять, как патоген и хозяин взаимодействуют
во время разных фаз заражения. Такой подход должен сделать возможным
для определения терапевтических мишеней возможности, оба патогенных гена для нацеливания
антибиотиками нового поколения и генами защиты хозяина, которые могут быть усилены
при соответствующей терапии.

Генетическая медицина и легкие

Генетическая медицина включает определение предрасположенности к болезням
гены и модуляция экспрессии генов в терапевтических целях.Генная терапия
является одной из актуальных технологий, в которой кодирующие последовательности терапевтических генов
используются ex vivo или in vivo для лечения или профилактики конкретного заболевания. 50 , 51 У человека возможно временное
исправить дефицит экспрессии гена CFTR в
эпителий дыхательных путей у лиц с МВ. 52 -54
У животных можно использовать генную терапию для увеличения уровня в крови и легких.
ААТ. 53 , 55 , 56 Генетический
вакцины, использующие голые плазмиды или генетические модификации дендритных клеток,
показывают многообещающие результаты, направленные против легочных патогенов в экспериментальных исследованиях на животных. 57 , 58

Технология рекомбинантной ДНК для «гуманизации» мышиных моноклональных антител
используется для разработки стратегий лечения астмы путем взаимодействия с
клетки и медиаторы, участвующие в приступах астмы. 53 , 55 , 59 , 60
Поскольку эпителиальная поверхность нижних дыхательных путей взрослого составляет приблизительно
размером с теннисный корт, а поскольку белки могут распространяться по легочным
эпителий и эндотелий, 61 -63
аэрозольная технология используется для доставки терапевтических белков человека в
альвеолы, где они могут диффундировать в кровь, обеспечивая тем самым новый, неинвазивный
способ системного введения терапевтических белков, 64
и для местной доставки терапевтических белков, таких как AAT, в легкие.

Критические элементы для продвижения

Технические инструменты доступны для достижения целей определения
гены, контролирующие рост легких, и характеризующие экспрессию генов в состоянии здоровья
и болезни, включая культивирование первичных клеток легких различных типов, и
использование методов массива генов для оценки экспрессии генов.То же верно и для
определение вариаций последовательностей в конкретных генах, ответственных за различные легочные
расстройства, для понимания взаимодействия окружающей среды с геном
экспрессия в нормальном и больном легких, а также для определения патогена и
гены защиты хозяина, относящиеся к легочным инфекциям.

Следующие шаги, иерархическое ранжирование категорий задействованных генов,
в том числе, где в легких, в какой степени и в какие сроки во взаимоотношениях
экспрессии других генов, представляют собой серьезную проблему.Серьезная проблема
в ближайшей перспективе — разработать инструменты для понимания связанных выражений
многих генов во многих клетках в сложных физиологических и патологических условиях,
и восстановить дисциплину физиологии легких в контексте легочной
функциональная геномика. Современные технологии, в том числе трансгенные, подделки
и стратегии нокаута у животных, 47 и
Перенос генов ex vivo и in vivo, 65 может только
зашли так далеко, потому что эти экспериментальные стратегии были ограничены оценкой
экспрессии 1 или максимум нескольких генов.Чтобы понять функцию большого
количество генов на физиологическом уровне, необходимы новые технологии для
включать и выключать гены в легких по желанию и кластерами во времени, пространстве,
и степень.

Генная терапия, рекомбинантные белки, рекомбинантные моноклональные антитела,
и клеточная терапия будет применяться к человеческим болезням, но пока не появятся новые парадигмы
разработаны, эти подходы будут ограничены нацеливанием на 1 или несколько генов
в то же время.

При определении экспрессии большого количества генов в здоровье и болезнях
в легких будет достигнуто в ближайшем будущем, доступных технологий нет
сейчас или на горизонте, чтобы модулировать эти гены в терапевтических целях.Задача устрашающая — легкое сложное, и его функции зависят от
на комплексную функцию многих компонентов. Подойти к терапии
мультигенных расстройств, необходимо разработать технологию, чтобы модулировать
экспрессия разных генов в разное время и в разном месте. В качестве альтернативы,
необходимо будет определить «главные гены», которые контролируют большие компоненты
этих патологических процессов. Также будет важно понимать
контроль генов, участвующих в развитии легких и их функции.В то время как
усилия были предприняты в этой области, 66 , 67
потребуется много лет, чтобы понять, как множество критических генов
регулируются в нормальном легком и при заболевании легких.

Прогноз основных достижений исследований

Основные достижения в понимании, профилактике и лечении легких
болезнь, скорее всего, возникнет в результате сосредоточения внимания на экспрессии генов в легких.
в контексте хоста и окружающей среды.На что это предвещает
основные заболевания легких?

Гены, участвующие в предрасположенности к астме, будут определены и охарактеризованы.
В контексте того, что стимулы окружающей среды играют важную роль в запуске
астматические приступы у восприимчивых людей, астма будет прототипом заболевания
в котором отпечаток пальца ДНК будет определять восприимчивость и предупреждать человека
избегать взаимодействия со стимулами, специфичными для их астмы.
Идентификация генов восприимчивости к астме также предоставит новые терапевтические
цели для предотвращения и лечения этого расстройства.

2 основных генетических заболевания легких, МВ и дефицит ААТ, большинство
скорее всего, излечится генной терапией. Возможно исправить генетический
недостаточность функции CFTR в эпителии дыхательных путей 68
и для коррекции дефицита уровней ААТ в легких. 53 , 56
Основной проблемой при лечении МВ является создание векторов для переноса генов, которые
экспрессируют кодирующую последовательность CFTR в эпителии дыхательных путей
длительный срок.При дефиците ААТ основной проблемой является разработка векторов, которые
может поддерживать достаточный уровень ААТ для защиты легких. Генетические факторы
несомненно, способствуют развитию других заболеваний легких, и это будет проблемой
определить гены, влияющие на каждое заболевание.

Самый эффективный метод профилактики эмфиземы и бронхита — это
прекратить продажу табачных изделий или убедить людей не курить. Запрет
такие серьезные социологические изменения, прогресс в определении этапов патогенеза
этих расстройств, которые могут быть уязвимы для терапевтического вмешательства, и
разработка методов лечения, специально ориентированных на эти этапы, будет медленной.Одна из возможностей — разработать антипротеазы и антиоксиданты для защиты уязвимых
легочные ткани от медиаторов воспаления.

Прогресс должен произойти в разработке новых поколений антибиотиков,
в том числе «дизайнерские» пептидные антибиотики. Введение противоинфекционных препаратов
аэрозольным путем, и разработка вакцины станет более популярной.
важный аспект исследований в этой области, особенно в области генных вакцин.
Понимание защиты легких от хозяина и способности генетически модифицировать клетки
участвующие в защите хозяина, приведут к разработке новых вакцин против
основные легочные патогены.Выяснение генома патогенов и генов
участвует в защите хозяина, что приведет к пониманию защиты легких
против острой инфекции и искоренение хронической инфекции. Идентификация
специфических генов вирулентности при инфекциях, таких как Mycobacterium
tuberculosis
и Pseudomonas aeruginosa следует
способствовать разработке «дизайнерских» схем лечения антибиотиками и, возможно, вакцин,
для конкретного штамма патогенов, поражающих данного человека.

Прогресс в идентификации основных генов, участвующих в патогенезе
ИЛЗ должны привести к определению целей для новых методов лечения для защиты
альвеолы ​​от последствий хронического воспаления. Легочная гипертония
сложно, потому что выбор методов лечения, специально нацеленных на это
сосудистое русло ограничено. Идентификация генов, контролирующих восприимчивость
к и развитию легочной гипертензии приведет к новым терапевтическим
цели.Как для интерстициального заболевания, так и для легочной гипертензии, гуманизированный
моноклональные антитела против соответствующих рецепторов могут обеспечить новый терапевтический
возможность. Выявление генов предрасположенности к развитию венозной
тромбоз должен позволить разработать методы лечения для предотвращения легочного
эмболия.

Хотя трансплантация легких полезна при прогрессирующей дыхательной недостаточности,
особенно с разработкой новых схем приема лекарств, чтобы избежать отторжения,
наличие подходящих органов для трансплантации остается ограничивающим фактором
фактор, 69 и сомнительно, что наличие
будет решена в ближайшие 25 лет путем ксенотрансплантации.Конечная цель
для замещения пораженной легочной ткани означает вырастить новое функциональное легкое.
Благодаря доступной технологии для идентификации генов, контролирующих рост легких,
основные успехи в этой области должны произойти в ближайшие несколько десятилетий. Это только
вопрос времени до того, как стволовые клетки легких будут идентифицированы, как внутри легких
и циркулирует. Пока неясно, в каком направлении пойдет это исследование.
принимать во внимание такой клеточный и анатомически сложный орган, как легкое,
способность перепрограммировать рост легких — цель, к которой стоит стремиться.

1. Национальный институт сердца, легких и крови. Статистика заболеваний. В: Факт Национального института сердца, легких и крови
Забронируйте 1999 финансовый год.
Bethesda, MD: National Heart, Lung, and Blood
Информационный центр института; 1999 г. Доступно по адресу: http://www.nhlbi.nih.gov/about/factpdf.htm. По состоянию на 9 августа 2000 г. 3. Ware LB, Matthay MA. Острый респираторный дистресс-синдром. N Engl J Med. 2000; 342: 1334-1349. Google Scholar4.

Crystal RG, West JB, Weibel ER, Barnes PJ. Легкое: научные основы. Филадельфия, Пенсильвания: Lippencott-Raven Inc; 1997.

5.

Whitsett JA. Легочный сурфактант и респираторный дистресс-синдром у новорожденных
младенец. В: Crystal RG, West JB, Weibel ER, Barnes PJ, eds. Легкое: научные основы. Филадельфия, Пенсильвания: Липпенкотт-Рэйвен
Inc; 1997: 2167-2177.

6.Jobe AH. Легочная сурфактантная терапия. N Engl J Med. 1993; 328: 861-868.Google Scholar7.Crystal RG. Дефицит альфа-1-антитрипсина, эмфизема и заболевание печени: генетические
основы и стратегии терапии. J Clin Invest. 1990; 85: 1343-1352. Google Scholar 8, Kerem B, Rommens JM, Buchanan JA.
и другие. Идентификация гена муковисцидоза: генетический анализ. Наука. 1989; 245: 1073-1080.Google Scholar 9.

McElvaney NG, Crystal RG. Унаследованная восприимчивость легких к протеолитическим повреждениям. В: Crystal RG, West JB, Weibel ER, Barnes PJ, eds. Легкое: научные основы. Филадельфия, Пенсильвания: Липпенкотт-Рэйвен
Inc; 1997: 2537-2553.

10. Нукива Т., Сато К., Брантли М.Л.и другие. Выявление второй мутации в последовательности, кодирующей белок
гена альфа-1-антитрипсина z-типа. J Biol Chem. 1986; 261: 15989-15994. Google Scholar 11. Риордан Дж. Р., Ромменс Дж. М., Керем Б.
и другие. Идентификация гена муковисцидоза: клонирование и характеристика
комплементарной ДНК. Наука. 1989; 245: 1066-1073. Google Scholar, 12. Ромменс Дж. М., Яннуцци М.К., Керем Б.
и другие. Идентификация гена муковисцидоза: хромосомная ходьба и
прыжки. Наука. 1989; 245: 1059-1065.Google Scholar 13.

Валлийский MJ, Tsui L-C, Boat TF, Beaudet AL. Муковисцидоз. В: Scriver CR, Beaudet AL, Sly WS, Valle D, eds. Метаболические и молекулярные основы наследственных заболеваний. Нью-Йорк, Нью-Йорк:
Макгроу-Хилл; 1995: 3799-3876.

14.Wewers MD, Casolaro MA, Sellers SE.
и другие. Заместительная терапия дефицита альфа-1-антитрипсина, связанного с
эмфизема. N Engl J Med. 1987; 316: 1055-1062.Google Scholar 15. Goldhaber SZ.Легочная эмболия. N Engl J Med. 1998; 339: 93-104.Google Scholar 16. Мурин С., Марелич Г.П., Арролига А.С., Маттай Р.А. Наследственная тромбофилия и венозная тромбоэмболия. Am J Respir Crit Care Med. 1998; 158: 1369-1373. Google Scholar17, Санфорд А.Дж., Паре П.Д. Генетика астмы. Am J Respir Crit Care Med. 2000; 161: S202-S206.Google Scholar 18.

Кристалл RG. Интерстициальное заболевание легких. В: Wyngaarden JB, Smith LHJ, eds. Учебник Сесила
медицины.
18 изд. Филадельфия, Пенсильвания: WB Saunders Co; 1988: 421-435.

19.

Parkes WR. Профессиональные заболевания легких. Оксфорд, Англия: Баттерворт-Хайнеманн Лтд; 1994.

20.

Waldron HA. Неопухолевые заболевания, вызванные металлическими, химическими и физическими агентами. В: Parkes WR, ed. Профессиональные заболевания легких. Оксфорд, Англия: Баттерворт-Хайнеманн Лтд; 1994: 593-643.

21.Rosenstreich DL, Eggleston P, Kattan M.
и другие. Роль аллергии на тараканов и воздействие аллергена на тараканов в
вызывает заболеваемость астмой среди детей из городских районов. N Engl J Med. 1997; 336: 1356-1363. Google Scholar 22.

Wang K-P, Mehta AC. Гибкая бронхоскопия. Кембридж, Массачусетс: Blackwell Science; 1995.

23.

Бевиг Б., Хакетт Н.Р., Кристал Р.Г. Инструменты молекулярной биологии, используемые для исследования легких. В: Crystal RG, West JB, Weibel ER, Barnes PJ, eds. Легкое: научные основы. Филадельфия, Пенсильвания: Липпенкотт-Рэйвен
Inc; 1997: 395-414.

24.

Русси Т.Дж., Кристалл РГ. Бронхоальвеолярный лаваж. В: Crystal RG, West JB, Weibel ER, Barnes PJ, eds. Легкое: научные основы. Филадельфия, Пенсильвания: Липпенкотт-Рэйвен
Inc; 1997: 371-382.

25.

Тобин MJ. Принципы и практика мониторинга интенсивной терапии. Нью-Йорк, Нью-Йорк: McGraw-Hill Inc; 1998.

26. Strollo PJJ, Rogers RM. Обструктивное апноэ во сне. N Engl J Med. 1996; 334: 99-104.Google Scholar 27.

Найдич Д.П., Уэбб В.Р., Моллер Н.Л.
и другие. Компьютерная томография и магнитный резонанс
Грудная клетка.
Филадельфия, Пенсильвания: Lippincott-Raven Publishers Inc; 1998 г.

28. Rathbun SW, Raskob GE, Whitsett TL. Чувствительность и специфичность спиральной компьютерной томографии в диагностике
легочной эмболии: систематический обзор. Ann Intern Med. 2000; 132: 227-232.Google Scholar 29. Реми-Жардин М., Реми Дж. Спиральная КТ-ангиография малого круга кровообращения. Радиология. 1999; 212: 615-636.Google Scholar 30.

Уорсли Д., Готтшалк А. Методы и приложения ядерной медицины. В: Murray JF, Nadel JA, Mason RJ, Boushey HA Jr, ред. Учебник респираторной медицины. Филадельфия, Пенсильвания: WB Saunders Co;
2000: 697-723.

31.

Щиты TW. Общая торакальная хирургия. Филадельфия, Пенсильвания: Lea & Febiger; 2000.

32. Frizzell RA. Физиологические обзоры: физиология муковисцидоза. Физиологические обзоры. 1999; 79 (доп.): 1-103. Google Scholar 33.

Галлин Дж. И., Гольдштейн И. М., Снайдерман Р. Воспаление. Нью-Йорк, Нью-Йорк: Raven Press; 1992: 983.

34.

МакЭлвейни Н.Г., Кристал РГ. Антипротеазы и защита легких.В: Crystal RG, West JB, Weibel ER, Barnes PJ, eds. Легкое: научные основы. Филадельфия, Пенсильвания: Липпенкотт-Рэйвен
Inc; 1997: 2219-2235.

35.

МакЭлвейни Н.Г., Кристал РГ. Протеазы и повреждение легких. В: Crystal RG, West JB, Weibel ER, Barnes PJ, eds. Легкое: научные основы. Филадельфия, Пенсильвания: Липпенкотт-Рэйвен
Inc; 1997: 2205-2218.

36.

Харви Б.Г., Кристалл Р.Г. Легочные реакции на хроническое воздействие неорганической пыли. В: Crystal RG, West JB, Weibel ER, Barnes PJ, eds. Легкое: научные основы. Филадельфия, Пенсильвания: Липпенкотт-Рэйвен
Inc; 1997: 2339-2352.

37.

Кристалл РГ. Альфа-1-антитрипсин: ключ к эмфиземе. В: Берштейн Э, изд. Ежегодник по медицине и здравоохранению. Чикаго, штат Иллинойс: Британская энциклопедия; 1984: 271-275.

38. Анто Дж. М., Суньер Дж., Родригес-Ройзин Р., Суарес-Сервера М., Васкес Л. для Токсико-эпидемиологического комитета. Вспышки астмы, связанные с вдыханием сои
пыль. N Engl J Med. 1989; 320: 1097-1102. Google Scholar, 39.

Роза CS. Гиперчувствительный пневмонит. В: Murray JF, Nadel JA, Mason RJ, Boushey HA Jr, ред. Учебник респираторной медицины. Филадельфия, Пенсильвания: WB Saunders Co;
2000: 1867–1884.

40.

Becklake MR, Cowie RL. Пневмокониозы. В: Murray JF, Nadel JA, Mason RJ, Boushey HA Jr, ред. Учебник респираторной медицины. Филадельфия, Пенсильвания: WB Saunders Co;
2000: 1811–1851.

41.

Вольф Г, Кристалл РГ. Биология легочного фиброза.В: Crystal RG, West JB, Weibel ER, Barnes PJ, eds. Легкое: научные основы. Филадельфия, Пенсильвания: Липпенкотт-Рэйвен
Inc; 1997: 2509-2524.

42.

Барнс П.Дж., Лефф А.Р., Грюнштейн М.М., Вулкок А.Дж. Asthma. Филадельфия, Пенсильвания: Липпинкотт-Рэйвен; 1997.

43.Barnes PJ. Медицинский прогресс: хроническая обструктивная болезнь легких. N Engl J Med. 2000; 343: 269-280. Google Scholar. 44. Гадек Дж. Э., Феллс Г. А., Кристал РГ. Курение сигарет вызывает функциональный дефицит антипротеиназы в
нижние дыхательные пути человека. Наука. 1979; 206: 1315-1316.Google Scholar 45.

Finkbeiner WE. Культура респираторных клеток. В: Crystal RG, West JB, Weibel ER, Barnes PJ, eds. Легкое: научные основы. Филадельфия, Пенсильвания: Липпенкотт-Рэйвен
Inc; 1997: 415-433.

47.

Whitsett JA, Gerard C. Трансгенные мыши для исследования легочных заболеваний. В: Crystal RG, West JB, Weibel ER, Barnes PJ, eds. Легкое: научные основы. Филадельфия, Пенсильвания: Липпенкотт-Рэйвен
Inc; 1997: 383-392.

48.Deng Z, Morse JH, Slager SL.
и другие. Семейная первичная легочная гипертензия (ген PPh2) вызвана мутациями
в гене рецептора-II костного морфогенетического белка. Am J Hum Genet. , 2000; 67: 737-744. Google Scholar, 49. Биттерман ПБ, Реннард С.И., Кио Б.А., Веверс М.Д., Адельберг С., Кристал Р.Г. Семейный идиопатический фиброз легких: свидетельство воспаления легких
у здоровых членов семьи. N Engl J Med. 1986; 314: 1343-1347. Google Scholar, 51. Crystal RG. Передача генов человеку: первые уроки и препятствия на пути к успеху. Наука. 1995; 270: 404-410.Google Scholar 52. Кристалл Р.Г., МакЭлвейни Н.Г., Розенфельд М.А.
и другие. Введение аденовируса, содержащего кДНК CFTR человека, в
дыхательные пути людей с муковисцидозом. Nat Genet. 1994; 8: 42-51. Google Scholar. 53. Розенфельд М.А., Зигфрид В., Йошимура К.
и другие. Опосредованный аденовирусом перенос рекомбинантного гена альфа-1-антитрипсина
к эпителию легкого in vivo. Наука. 1991; 252: 431-434.Google Scholar 54.Розенфельд М.А., Йошимура К., Трапнелл BC.
и другие. Перенос in vivo трансмембранной проводимости муковисцидоза человека
ген-регулятор эпителия дыхательных путей. Cell. , 1992; 68: 143-155. Google Scholar, 55. Гарвер-младший, Р. И., Хитил, А., Кортни, М., Кристал Р. Клональная генная терапия: трансплантированные клоны фибробластов мыши экспрессируют человеческие
ген альфа-1-антитрипсина in vivo. Наука. 1987; 237: 762-764.Google Scholar 56.Song S, Morgan M, Ellis T.
и другие. Устойчивая секреция человеческого альфа-1-антитрипсина мышцами мышей
трансдуцированные аденоассоциированными вирусными векторами. Proc Natl Acad Sci U S. A. 1998; 95: 14384-14388. Google Scholar 57. Gurunathan S, Klinman DM, Seder RA. ДНК-вакцины: иммунология, применение и оптимизация. Annu Rev Immunol. 2000; 18: 927-974.Google Scholar 58. Кикучи Т., Воргалл С., Сингх Р., Мур М.С., Кристал Р.Г. Дендритные клетки, модифицированные для экспрессии лиганда CD40 и обработанные Pseudomonas , вызывают CD4 + независимые от Т-клеток гуморальные защитные клетки.
иммунитет против бронхолегочной инфекции, вызванной Pseudomonas . Nat Med. 2000; 6: 1154-1159. Google Scholar, 59, Barnes PJ. Терапия анти-IgE антителами при астме. N Engl J Med. 1999; 341: 2006-2008. Google Scholar, 60. Milgrom H, Fick RBJ, Su JQ.
и другие. для исследовательской группы rhuMAb-E25. Лечение аллергической астмы моноклональными анти-IgE антителами. N Engl J Med. 1999; 341: 1966-1973. Google Scholar, 61. Хаббард Р.К., МакЭлвейни Н.Г., Селлерс С.Е., Хили Д.Т., Черски Д.Б., Кристал Р.Г. Продуцируемый рекомбинантной ДНК альфа-1-антитрипсин, вводимый в виде аэрозоля
усиливает антинейтрофильную эластазную защиту нижних дыхательных путей у людей
при дефиците альфа-1-антитрипсина. J Clin Invest. 1989; 84: 1349-1354.Google Scholar 62. Hubbard RC, Brantly ML, Sellers SE, Mitchell ME, Crystal RG. Защита нижних дыхательных путей от нейтрофилов и эластазы
дефицит альфа-1-антитрипсина напрямую усиливается аэрозолем альфа
1-антитрипсин. Ann Intern Med. 1989; 111: 206-212.Google Scholar, 63. Hubbard RC, Crystal RG. Стратегии аэрозольной терапии дефицита альфа-1-антитрипсина
аэрозольный путь. Легкое. 1990; 168 (доп.): 565-578.Google Scholar64.Cannizzo SJ, Frey BM, Raffi S.
и другие. Увеличение уровня тромбоцитов в крови путем интратрахеального введения
аденовирусного вектора, кодирующего кДНК тромбопоэтина человека. Nat Biotechnol. 1997; 15: 570-573.Google Scholar 65.

Мастрангели А, Харви Б.Г., Кристалл РГ. Генная терапия при заболеваниях легких. В: Crystal RG, West JB, Weibel ER, Barnes PJ, eds. Легкое: научные основы. Филадельфия, Пенсильвания: Липпенкотт-Рэйвен
Inc; 1997: 2795-2811.

66. Perl AK, Whitsett JA.Молекулярные механизмы, контролирующие морфогенез легких. Clin Genet. 1999; 56: 14-27.Google Scholar67.Whitsett J. Множество факторов транскрипции. Nat Genet. 1998; 20: 7-8. Google Scholar. 68. Harvey BG, Leopold PL, Hackett NR.
и другие. Экспрессия мРНК CFTR эпителия дыхательных путей у пациентов с муковисцидозом
после многократного введения рекомбинантного аденовируса. J Clin Invest. 1999; 104: 1245-1255.Google Scholar 69.Arcasoy SM, Kotloff RM. Трансплантация легких. N Engl J Med. 1999; 340: 1081-1091.Google Scholar

Новые методы диагностики и лечения респираторных заболеваний

S99 СРАВНЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЯ РЕАКЦИИ БРОНХОДИЛЯТОРОВ У ПАЦИЕНТОВ С АСТМОЙ И ЗДОРОВЫХ ВОЛОНТЕРОВ С ПОМОЩЬЮ СПИРОМЕТРИИ И ИМПУЛЬСНОЙ ОСЦИЛЛОМЕТРИИ

1 JH Ward A. Би Джей Липуорт. 1 Больница и медицинская школа Найнуэллс, Данди, Великобритания, 2 Группа исследований астмы и аллергии, Больница и медицинская школа Найнуэллс, Данди, Великобритания

Введение Обратимая обструкция воздушного потока часто используется в качестве критерия для поддержки клинический диагноз астмы.Обратимость бронходилататора обычно измеряется спирометрическими маневрами форсированного выдоха, но она зависит от усилий и требует сотрудничества пациента. Импульсная осциллометрия (ИОС) — это не требующий усилий и удобный для пациента метод определения функции легких, который кажется привлекательной альтернативой, но есть ограниченные данные, коррелирующие реакцию бронходилататора с использованием этих двух методов у взрослых с астмой и здоровых добровольцев.

Цели Сопоставить клинические измерения, выполненные спирометрией и ИОС в ответ на введение бронходилататора у взрослых с астмой и здоровых добровольцев.

Методы Исследование представляло собой проспективный аудит пациентов с астмой и здоровых добровольцев, проходящих плановый скрининг в исследовательском отделении университетской больницы. Тестирование обратимости проводилось с использованием стандартизованных критериев ATS / ERS после введения 400 мкг саллбутамола через спейсер с клапаном. Спирометрия (объем форсированного выдоха за 1 с (FEV 1 )) и измерения IOS (R5, R20, X5) выполнялись в соответствии с рекомендациями ERS / ATS.

Результаты Скрининг прошли 95 пациентов с астмой и 61 здоровый доброволец.Средний прогнозируемый процент (SEM) исходного пребронходилататора FEV 1 составлял 83,99 (2,23) для пациентов с астмой и 99,25 (1,72) для здоровых добровольцев. Базовые процентные прогнозируемые осциллометрические индексы в группе с астмой составили 162,22 (7,5) для R5; 154,73 (4,71) для R20; и 441,72 (173,86) для X5. У здоровых добровольцев это было 111,01 (3,96) для R5; 127,75 (4,12) для R20; и -229,80 (125,75) для X5.R5 было единственным измерением импульсной осциллометрии, которое показало корреляцию со спирометрическими показателями (ОФВ 1 ).Среднее процентное прогнозируемое (SEM) постбронходилататорное изменение ОФВ 1 и R5 в группе с астмой составило 6,35 (0,65) и -33,78 (4,43), соответственно; соответственно у здоровых добровольцев он составил 2,24 (0,32) и -14,91 (2,48). Отрицательная корреляция была продемонстрирована между двумя показателями r = -0,40, p <0,001. Моделирование линейной регрессии показало, что изменение ОФВ на 1 единицу в% ОФВ 1 соответствует изменению на 2,5% в% R5.

Выводы Низкочастотные измерения IOS (R5) и спирометрические измерения коррелируют.Линейная регрессия позволяет предсказать это изменение. Перед использованием в клинической практике необходимо провести дополнительные исследования, чтобы убедиться в воспроизводимости этой меры.

S100 СРАВНЕНИЕ ПРИНУДИТЕЛЬНЫХ ВЫХОДНЫХ ОБЪЕМОВ, ИЗМЕРЕННЫХ С ПОМОЩЬЮ СТРУКТУРИРОВАННОЙ СВЕТОВОЙ ПЛЕТИЗМОГРАФИИ И ПНЕВМАТАХНОЙ СПИРОМЕТРИИ

1 E. Lau, 1 DH Brand, 1 9016 R. Кэмерон, 1 П. Бридж, 3 W.Hills, 3 G. Roberts, 1 R. Iles, 2 J. Lasenby. 1 Addenbrooke’s Hospital NHS Trust, Кембридж, Великобритания, 2 Инженерный факультет Кембриджского университета, Кембридж, Великобритания, 3 PneumaCare Ltd, Кембридж, Великобритания

Введение В данном резюме представлен неинвазивный метод мониторинга, называемый структурированная световая плетизмография1 (SLP) (PneumaScan) и сравнивает свои измерения объемов форсированного выдоха с результатами пневматической спирометрии (PNT).

Методы Одновременные измерения SLP и PNT были выполнены у 27 здоровых субъектов (20 мужчин; возраст 9–61 год; индекс массы тела 15,9–33,6) во время маневра форсированного выдоха. Сетка из черных и белых квадратов проецировалась на грудную клетку и брюшную стенку испытуемых, обеспечивая покрытие от вырезки грудины выше передних верхних гребней подвздошной кости снизу. Движение сетки фиксировалось двумя цифровыми камерами и фиксировалось изменение объема. Алгоритмическая реконструкция и анализ данных позволили рассчитать объемы форсированного выдоха.Испытуемые были одеты в простую, светлую и обтягивающую футболку, стоя на черном фоне. Спины испытуемых были прикреплены к стене в трех разных точках (затылок, лопатки и крестец) для минимизации движений. Параллельные измерения были выполнены с использованием спирометра MasterScope и экспортированы через программное обеспечение производителя J-scope. Данные были нормализованы до форсированной жизненной емкости легких (FVC), а дрейфы, возникающие в результате поправок BTPS (температура и давление тела и насыщенность водяным паром), и ошибки интеграции были удалены, чтобы позволить прямое сравнение данных SLP и PNT.

Результаты Используя парный t-критерий Стьюдента, данные SLP показали высокую степень согласия с PNT для объема форсированного выдоха за 1 с (FEV 1 ) и FEV 1 / FVC (p = 0,085 и p = 0,1752, соответственно). Коэффициенты корреляции Пирсона для FEV 1 и FEV 1 / FVC были> 0,85. Кроме того, анализ Бланда – Альтмана не показал связанных с объемом изменений разницы в тенденциях.

Заключение Объемы принудительного выдоха из SLP сопоставимы с объемами, полученными с помощью традиционной пневматической спирометрии.Таким образом, SLP представляет собой альтернативу пневматической спирометрии для измерения форсированного выдоха. Постоянно ведется работа по автоматизации и совершенствованию метода.

S101 ИЗМЕРЕНИЕ ПРИЛИВНОГО ДЫХАНИЯ: СРАВНЕНИЕ СТРУКТУРИРОВАННОЙ СВЕТОВОЙ ПЛЕТИЗМОГРАФИИ С ПНЕВМАТАХОГРАФИЕЙ

1 DH Brand, 1 E. Lau, 1 9016 R. . Cameron, 1 P. Bridge, 3 W. Hills, 3 G.Roberts, 2 J. Lasenby, 1 R. Iles. 1 Addenbrooke’s Hospital NHS Trust, Кембридж, Великобритания, 2 Инженерный факультет Кембриджского университета, Кембридж, Великобритания, 3 PneumaCare Ltd, Кембридж, Великобритания

Введение При диагностике можно использовать измерения приливного дыхания респираторных заболеваний. Мы представляем новое неинвазивное устройство для определения функции легких, структурированную световую плетизмографию1 (SLP) (PneumaScan), а также результаты сравнения приливного дыхания, измеренного с помощью SLP, с данными, измеренными с помощью традиционной пневматахографии.

Метод SLP использует две цифровые камеры для отслеживания трехмерного положения шахматной сетки, проецируемой на переднюю часть груди и брюшную стенку объекта. Данные от 23 здоровых взрослых людей в возрасте 19–61 лет, одетых в относительно тесную одежду, были собраны в положении лежа, сидя и стоя (n = 69). Реконструкция и анализ алгоритмических данных позволили рассчитать параметры приливного дыхания. Одновременные сигналы пневматики и SLP собирались в течение 1 мин в каждой позиции.Исследуемые параметры включали частоту дыхания (RR), дыхательный объем (TV), время вдоха (IT) и время выдоха (ET). Поскольку SLP в настоящее время производит относительные объемы, данные были преобразованы в данные пневматической обработки, чтобы получить реальные числовые объемы для целей сравнения.

Результаты корреляция Пирсона r 2 значений были рассчитаны для RR (r 2 = 0,999, p <0,001), TV (r 2 = 0,964, p <0,001), IT (r 2 = 0,978, p <0,001) и ET (r 2 = 0.988, р <0,001). Анализ парного t-критерия Стьюдента не показал статистически значимой разницы между средними значениями RR (p = 0,9071), TV (p = 0,6968), IT (p = 0,7328) или ET (p = 0,9134). Анализ различий в измерениях между SLP и пневматическими данными обобщен в таблице 1. Различные положения тела не давали статистически значимых различий в корреляции между SLP и пневматическими данными.

Выводы Была замечена отличная корреляция между SLP и пневматическим приводом по всем параметрам.ДИ для средних значений разницы были узкими. В данном случае SLP представляет собой клиническое устройство, сравнимое с пневматическим устройством. Хорошее согласование в положении лежа на спине может привести к применению для непрерывного наблюдения за приливным дыханием. Текущие работы позволят провести независимую автоматическую калибровку объема системы SLP.

S102 ОЦЕНКА КЛЕТОЧНЫХ ПРОФИЛЕЙ БРОНХОАЛЬВЕОЛЯРНОГО ЛАВАЖА С ПОМОЩЬЮ ПОТОКОВОЙ ЦИТОМЕТРИИ У ПАЦИЕНТОВ С ЗАБОЛЕВАНИЕМ ЛЕГКИХ И СИСТЕМНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ

1 A. R. C. Patel, 2 S.Джамал, 1 К. Кумар, 2 С. Лир, 2 М. Лоуделл, 2 Ф. Тахами, 1 М. Беклс, 2 Р. Чи, 1 М. К. И. Липман. 1 Отделение респираторной медицины, Королевская Фри Госпиталь, Лондон, Великобритания, 2 Отделение иммунологии, Королевская Фри Госпиталь, Лондон, Великобритания

Предпосылки Анализ клеточной жидкости с помощью бронхоальвеолярного лаважа (БАЛ) может быть полезен в диагностика и лечение некоторых заболеваний легких.Обычно это выполняется с использованием микроскопии с помощью иммуногистохимии, определяющей конкретные подтипы клеток. Однако это трудозатратно, требует много времени и потенциально может вызвать предвзятость оператора. Проточная цитометрия позволяет проводить быстрый, автоматический подсчет клеток в большом объеме. Здесь мы оцениваем его использование при оценке количества дифференциальных клеток ЖБАЛ в больнице, респираторной популяции.

Методы Одноцентровое ретроспективное обследование взрослых с клиническими показаниями для БАЛ в период с октября 2006 г. по июнь 2009 г.Используя четырехцветный проточный цитометр, отфильтрованную и концентрированную часть образца окрашивали с использованием комбинаций моноклональных антител против CD45 (пан-лейкоцитарный маркер), CD3, CD4, CD8 (лимфоцитов), CD15 (нейтрофилов) и CD23 (маркера эозинофилов). ). Было зафиксировано минимум 100 000 событий, что дало как минимум 5000 событий в пулах лимфоцитов или гранулоцитов. Критерии оценки заключались в вариабельности внутри анализа (IAV) и взаимосвязи между дифференциальным числом клеток в ЖБАЛ и окончательным клиническим диагнозом.

Результаты Полная клиническая и лабораторная информация была доступна по 118 из 124 пациентов. ВИА оценивали с использованием 10 случайно выбранных образцов с трехкратным проведением анализов. Коэффициент дисперсии был хорошим, со средним значением <2% (диапазон 0–9%). 31 пациент имел подозрение на предбронхоскопию легочного саркоидоза. У 20 (65%), у которых был подтвержден диагноз, среднее соотношение CD4: CD8 составляло 4,4 (межквартильный размах (IQR) 2,7-8,3) по сравнению с 0,7 (0,5-1,0) у остальных, у которых был альтернативный диагноз (p < 0.001). Подтверждено наличие у восьми из 33 подозреваемых на туберкулез. Их средний процент лимфоцитов от общего количества клеток ЖБАЛ составил 59% (IQR 51–61%) против 9% (4–24,5%) в других 25 случаях (p = 0,001). Процент нейтрофилов в популяции клеток ЖБАЛ был значительно выше при бактериальной инфекции (в среднем 15%, IQR 8,8–30%) по сравнению с другими небактериальными инфекциями (4%, 2–10%, p = 0,007). В таблице 1 приведены медианные (IQR) клеточные дифференциалы для состояний с> 2 случаями (n = 104).

Выводы Жидкость БАЛ можно анализировать с помощью проточной цитометрии в обычных лабораторных условиях.Техника проста, точна и позволяет различать конкретные клинические процессы. Необходима дальнейшая работа, чтобы определить, добавляет ли это значение другим текущим диагностическим исследованиям.

S103 СОЧЕТАНИЕ EBUS-TBNA СО СТАНДАРТНЫМИ БРОНХОСКОПИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ САРКОИДОЗА ЛЕГКИХ

1 N. Navani, 1 HL Booth, 2 B.Sheinman, N. , Джейнс. 1 Университетский колледж Лондона, Лондон, Великобритания, 2 Университетская больница Северного Миддлсекса, Лондон, Великобритания, 3 Больница Уиттингтона, Лондон, Великобритания

Введение Трансбронхиальная биопсия легкого (TBLB) и эндобронхиальная биопсия ( EBBs) являются стандартными методами диагностики легочного саркоидоза с доходностью до 75%.Когортные исследования предполагают, что эндобронхиальная трансбронхиальная игольчатая аспирация под контролем УЗИ (EBUS-TBNA) может быть полезным инструментом для диагностики саркоидоза. Однако в настоящее время нет данных о безопасности и эффективности комбинации стандартных бронхоскопических методов с EBUS-TBNA. Поэтому было проведено проспективное исследование, чтобы оценить диагностическую ценность EBUS-TBNA, TBLB, EBB и их комбинации у пациентов с подозрением на саркоидоз, для которых клинически требовалось патологическое подтверждение.

Методы Пациенты с увеличенными средостенными лимфатическими узлами и подозрением на саркоидоз (стадии 1 и 2) прошли EBUS-TBNA. У всех пациентов эндоскоп EBUS был удален и заменен стандартным видеобронхоскопом под седацией с сознанием, а также были выполнены TBLB и EBB.

Результаты Двадцать семь пациентов с подозрением на саркоидоз прошли EBUS-TBNA и бронхоскопию. В целом у 16 ​​пациентов был диагностирован саркоидоз, у 7 — туберкулез, у 2 — реактивная лимфаденопатия, у 1 — лимфома (диагностирована на EBUS-TBNA) и 1 остается в процессе наблюдения.Чувствительность EBUS-TBNA для получения неказеозных гранулем у пациентов с саркоидозом составила 81%. Чувствительность только стандартных бронхоскопических методов была значительно ниже — 44% (p = 0,029). Выход на процедуру в зависимости от стадии саркоидоза суммирован в таблице 1. У пациентов с отрицательным EBUS-TBNA неказеозные гранулемы были получены с помощью TBLB рентгенологически нормальной паренхимы легкого у одного пациента и EBB нормальной эндобронхиальной слизистой оболочки у одного пациента. Чувствительность комбинированной EBUS и стандартной бронхоскопической техники составила 94%.Никаких серьезных осложнений, связанных с EBUS-TBNA или седативным действием, не наблюдалось. Один пациент, перенесший TBLB, перенес пневмоторакс, потребовавший госпитализации, но не межреберного дренажа.

Заключение Комбинирование EBUS-TBNA со стандартными бронхоскопическими методами является безопасной процедурой и оптимизирует диагностический результат у пациентов с легочным саркоидозом. Необходимы дальнейшие проспективные исследования с экономическим анализом, чтобы определить, может ли комбинация EBUS-TBNA со стандартными бронхоскопическими методами избежать медиастиноскопии у пациентов с подозрением на саркоидоз, которым требуется патологическое подтверждение.

Abstract S103 Таблица 1

Диагностическая ценность EBUS-TBNA и бронхоскопии в зависимости от стадии саркоидоза

S104 ОПЫТ ТРЕТИЧЕСКОГО ЦЕНТРА СО СЪЕМНЫМИ САМОРАСШИРЯЕМЫМИ МЕТАЛЛИЧЕСКИМИ СТЕНТАМИ

Дж. Алсада, Н. Навани, ХЛ Бут, С. М. Джейнс Дж. Джордж. Отделение торакальной медицины, Госпиталь университетского колледжа, Лондон, Великобритания

Введение и цели Использование саморасширяющихся металлических стентов (SEMS) для лечения обструкции больших дыхательных путей и герметизации свищей стало более распространенным с появлением съемных стентов.Как специализированный центр, мы имеем значительный опыт установки стентов в дыхательные пути. Мы сообщаем о нашем опыте и оцениваем клиническую эффективность и безопасность съемных SEMS.

Методы Мы провели ретроспективное исследование в период с января 2005 г. по июль 2009 г. Анализ данных проводился с использованием SPSS.

Результаты Всего было установлено 36 стентов 33 пациентам (20 мужчин и 13 женщин). Средний возраст составил 59,7 ± 14,4 года (от 22 до 81 года). 32 стента (84,2%) были развернуты при злокачественных новообразованиях и 4 (10.5%) при доброкачественных заболеваниях. 81,8% пациентов имели злокачественную обструкцию дыхательных путей и 6,1% — трахео-пищеводные свищи. Обструкция находилась в трахее в 44,4% случаев. 88,9% пациентов сообщили об улучшении симптомов в первые 24 часа. 62,9% пациентов имели тяжелую респираторную недостаточность до введения SEMS с немедленным улучшением после этого. Осложнения были зарегистрированы в 14 стентах, 2 из которых возникли в течение 24 часов. Мы зарегистрировали 1 случай перелома стента, 6 случаев миграции, 5 случаев закупорки слизью, 1 незначительный разрыв бронхов, связанный с установкой стента, и 1 случай инфекции дыхательных путей, связанной со стентом.12 стентов были легко удалены без сопутствующих осложнений. Сообщалось о 17 смертельных случаях, ни один из которых не был связан с установкой стента, и все они произошли от пациентов с запущенным злокачественным заболеванием.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *