Журнал «Здоровье ребенка» Том 14, №8, 2019
Вернуться к номеру
Особливості функції зовнішнього дихання в дітей із позалікарняною пневмонією
Авторы: Усенко Д.В.
Одеський національний медичний університет, м. Одеса, Україна
Рубрики: Педиатрия/Неонатология
Разделы: Клинические исследования
Версия для печати
Актуальність. Нові можливості покращання функції зовнішнього дихання (ФЗД) пов’язані із застосуванням високочастотної осциляції грудної клітки (ВЧОГК), що дозволяє відновити дренаж бронхіального дерева й оптимізувати легеневу вентиляцію. Мета дослідження — вивчення та оцінка ФЗД у дітей із позалікарняною пневмонією (ПП). Матеріали та методи. Проведено обстеження 107 дітей (основна група (ОГ) — 55 осіб та контрольна група (КГ) — 52 особи) віком 6–17 років із ПП із гострим та неускладненим перебігом. Діти ОГ отримували базисну терапію (БТ) із проведенням процедур ВЧОГК, тоді як діти КГ отримували виключно БТ. Досліджували ФЗД у динаміці лікування, застосовуючи спірометрію. Результати. На початку терапії ПП показники ФЗД у досліджуваних групах мали незначні відмінності. При аналізуванні параметрів ФЗД у дітей ОГ на 10-й день БТ відмічено поліпшення ОФВ1 (88,36 ± 1,55 %, p = 0,02), життєвої ємності легень (ЖЄЛ) (88,18 ± 1,53 %, p = 0,02), форсованої ЖЄЛ (ФЖЄЛ) (86,77 ± 1,37 %, p = 0,03), максимальної об’ємної швидкості повітря на рівні видиху 25 % (МОШ25) (90,10 ± 2,99 %, p = 0,02) та максимальної вентиляції легень (МВЛ) (88,31 ± 1,70 %, p = 0,04). Порівнюючи показники ФЗД дітей КГ, виявили менш виражену динаміку, зокрема, ОФВ1 (81,65 ± 2,44 %, p = 0,02), ЖЄЛ (82,95 ± 2,56, p = 0,02), ФЖЄЛ (80,85 ± 2,09, p = 0,03), МОШ25 (82,63 ± 3,08 %, p = 0,02) та МВЛ (85,65 ± 1,99 %, p = 0,02). При проведенні ROC-аналізу динаміка відновлення ФЗД у дітей ОГ більш помітна за рахунок покращання МВЛ, про що свідчить найбільша площа під ROC-кривою (ППК) — 0,99, ОФВ1 — ППК 0,94 та ОФВ1/ФЖЄЛ — ППК 0,94. У дітей КГ була менш виражена динаміка досліджуваних параметрів ФЗД, що підтверджується МВЛ — ППК 0,63, ОФВ1 — ППК 0,79 та ОФВ1/ФЖЄЛ — ППК 0,89. Висновки. Для покращення вентиляційної функції легень у дітей із ПП необхідно проводити процедури бронходренажу, використовуючи ВЧОГК у складі БТ, про що свідчать отримані позитивні результати спірометрії.
Актуальность. Новые возможности улучшения функции внешнего дыхания (ФВД) связаны с применением высокочастотной осцилляции грудной клетки (ВЧОГК), которая позволяет восстановить дренаж бронхиального дерева и оптимизировать легочную вентиляцию. Цель исследования — изучение и оценка ФВД у детей с внебольничной пневмонией (ВП). Материалы и методы. Проведено обследование 107 детей (основная группа (ОГ) — 55 человек и контрольная группа (КГ) — 52 человека) в возрасте 6–17 лет с ВП с острым и неосложненным течением. Дети ОГ получали базисную терапию (БТ) с проведением процедур ВЧОГК, тогда как дети КГ получали исключительно БТ. Исследовали ФВД в динамике лечения, применяя спирометрию. Результаты. В начале терапии ВП показатели ФВД в исследуемых группах имели несущественные различия. При анализе параметров ФВД у детей ОГ на 10-й день БТ отмечено повышение объема форсированного выдоха за 1-ю секунду (ОФВ1) (88,36 ± 1,55 %, p = 0,02), жизненной емкости легких (ЖЕЛ) (88,18 ± 1,53 %, p = 0,02), форсированной жизненной емкости легких (ФЖЕЛ) (86,77 ± 1,37 %, p = 0,03), максимальной объемной скорости воздуха на уровне выдоха 25 % (МОШ25) (90,10 ± 2,99 %, p = 0,02) и максимальной вентиляции легких (МВЛ) (88,31 ± 1,70 %, p = 0,04). Сравнивая показатели ФВД детей КГ, выявили менее выраженную динамику, в частности, ОФВ1 (81,65 ± 2,44 %), ЖЕЛ (82,95 ± 2,56), ФЖЕЛ (80,85 ± 2,09), МОШ25 (82,63 ± 3,08 %) и МВЛ (85,65 ± 1,99 %). При проведении ROC-анализа динамика восстановления ФВД у детей ОГ более заметна за счет улучшения МВЛ, о чем свидетельствует самая большая площадь под кривой ROC (ППК) — 0,99, ОФВ1 — ППК 0,94 и ОФВ1/ФЖЕЛ — ППК 0,94. У детей КГ была менее выражена динамика исследуемых параметров ФВД, что подтверждается МВЛ — ППК 0,63, ОФВ1 — ППК 0,79 и ОФВ1/ФЖЕЛ — ППК 0,89. Выводы. Для улучшения вентиляционной функции легких у детей с ВП необходимо проводить процедуры бронходренажа, используя ВЧОГК в составе БТ, о чем свидетельствуют полученные положительные результаты спирометрии.
Background. New opportunities for improving the respiratory function are associated with the use of high-frequency chest wall oscillation, which allows us to restore the drainage function of the bronchial tree and optimize pulmonary ventilation. The purpose was to study and estimate the respiratory function in children with community-acquired pneumonia. Materials and methods. The study involved 107 children (the main group — 55 persons and the control group — 52 persons) aged 6–17 years with acute and uncomplicated community-acquired pneumonia. Children of the main group received basic therapy with high-frequency chest wall oscillation, while patients of the control group received only basic therapy. The evaluation of respiratory function was performed in the dynamics of treatment using spirometry. Results. At the beginning of therapy for community-acquired pneumonia, the respiratory function indices in the studied groups had insignificant differences. Consequently, analysis of respiratory function parameters in children of the main group on the 10th day of basic therapy has shown the improvement of forced expiratory volume in 1 second (FEV1) (88.36 ± 1.55 %, p = 0.02), vital capacity (VC) (88.18 ± 1.53 %, p = 0.02), forced vital capacity (FVC) (86.77 ± 1.37 %, p = 0.03), maximal expiratory flow at 25 % of FVC (MEF25) (90.10 ± 2.99 %, p = 0.02) and maximal voluntary ventilation (MVV) (88.31 ± 1.70 %, p = 0.04). Moreover, when comparing indicators of the respiratory function in the control group children, a less pronounced dynamics was noted, in particular FEV1 (81.65 ± 2.44 %, p = 0.02), VC (82.95 ± 2.56, p = 0.02), FVC (80.85 ± 2.09, p = 0.03), MEF25 (82.63 ± 3.08 %, p = 0.02) and also MVV (85.65 ± 1.99 %, p = 0.04). As a result of the receiver operating characteristic (ROC) analysis, the dynamics of the respiratory function restoration in the main group children is more significant due to the improvement in MVV, as evidenced by the large area under the ROC curve (AUC) — 0.99, FEV1 — AUC 0.94 and FEV1/FVC — AUC 0.94. In control group children, the dynamics of the studied parameters of the respiratory function was less pronounced, which is confirmed by the MVV — AUC 0.63, FEV1 — AUC 0.79 and FEV1/FVC — AUC 0.89. Conclusions. To improve the ventilation function of the lungs in children with community-acquired pneumonia, it is necessary to carry out bronchial drainage procedures using high-frequency chest wall oscillation as a part of basic therapy, as evidenced by the positive results obtained from spirometry.
функція зовнішнього дихання; спірометрія; високочастотна осциляція грудної клітки; пневмонія; діти
функция внешнего дыхания; спирометрия; высокочастотная осцилляция грудной клетки; пневмония; дети
respiratory function; spirometry; high-frequency chest wall oscillation; pneumonia; children
Вступ
Пневмонія залишається однією з найпоширеніших нозологій серед захворювань респіраторного тракту в дітей [1, 2]. Важливе діагностичне значення при захворюваннях дихальних шляхів, зокрема при пневмонії в дітей, відводиться дослідженням функції зовнішнього дихання (ФЗД). Визначення показників ФЗД важливо як для виявлення ступеня тяжкості захворювання, так і для своєчасного призначення оптимальної терапії, що певною мірою дозволяє спрогнозувати перебіг патологічного процесу [3, 4].
Оцінка ФЗД дозволяє допомогти верифікувати клінічний діагноз, спланувати оптимальні режими лікування [5]. Спірометрія є корисним інструментом, що дозволяє виявити порушення вентиляційної функції легень, визначити її тип та встановити причини порушень газообміну, що характерно для пневмонії [6].
Сучасним методом відновлення ФЗД у дітей із пневмонією є високочастотна осциляція грудної клітки (ВЧОГК) із використанням системи очищення дихальних шляхів The Vest Airway Clearance System шляхом вібраційно-компресійного впливу на бронхолегеневу систему [7–9].
Вібраційний вплив здійснюється за рахунок високочастотних малоамплітудних коливань бронхіальної стінки, направлений на мобілізацію патологічного секрету в бронхи великого калібру шляхом відкашлювання, а також покращання реології мокротиння. За рахунок компресійної дії відбувається покращання функціональних та об’ємних показників легень, що призводить до відновлення ФЗД [10, 11].
Мета дослідження — вивчення й оцінка функції зовнішнього дихання в дітей із позалікарняною пневмонією (ПП) із гострим та неускладненим перебігом.
Матеріали та методи
Під час дослідження були обстежені 107 дітей із ПП із гострим та неускладненим перебігом, які перебували на лікуванні в пульмонологічному відділенні Одеської обласної дитячої клінічної лікарні. Діагноз пневмонії відповідав сучасним стандартам діагностики пневмонії, ґрунтувався на рентгенологічному підтвердженні вогнищево-інфільтративного процесу в легенях та встановлювався відповідно до критеріїв, затверджених наказом № 18 МОЗ України [12]. У дослідження були включені діти віком від 6 до 17 років, середній вік яких становив 11,73 ± 0,53 року. Серед них було 58 хлопчиків (54,21 %) та 49 дівчаток (45,79 %). Усі діти в рамках нашого дослідження були розподілені на групи. Першу групу (основна — ОГ) становили 55 дітей (30 хлопчиків і 25 дівчаток), які отримували базисну терапію (БТ) [12] із додатковим призначенням методу ВЧОГК із застосуванням апарата The Vest, модель 105 (Hill-Rom, США). У положенні сидячи проводили процедури за допомогою надміцного пневматичного жилета, з’єднаного з генератором, ділянка впливу — грудна клітка. Лікувальний ефект досягався за рахунок неінвазивного впливу, що сприяє виникненню високочастотних і малоамплітудних коливань стінок бронхів. Процедури ВЧОГК виконувалися з урахуванням таких критеріїв: вік дітей, тип конституції, індекс маси тіла, згідно з якими призначалися режими ВЧОГК за принципом step-by-step із наростанням параметрів осциляцій. Другу групу (контрольна — КГ) становили 52 дитини (25 хлопчиків і 27 дівчаток), які отримувалии БТ без призначення процедур ВЧОГК.
Для оцінки основних параметрів вентиляційної функції легень у дітей застосовували метод спірометрії на портативному спірометрі MicroLab, модель ML 3500 (Micro Medical, Англія). Спірометричне дослідження виконувалося з урахуванням показань, вимог із підготовки і послідовності виконання маневрів і відповідає критеріям якості, розробленим Американським торакальним та Європейським респіраторним товариствами (ATS/ERS, 2005) [13–15].
Отримані абсолютні значення показників оцінювали у відсотковому співвідношенні до належних значень, відповідних до загальноєвропейських норм, закладених у прилад [16].
Оцінювали такі показники ФЗД: життєву ємність легень (ЖЄЛ), форсовану життєву ємність легень (ФЖЄЛ), об’єм форсованого видиху за 1-шу секунду (ОФВ1), співвідношення ОФВ1 до ЖЄЛ (індекс Тифно) (ОФВ1/ЖЄЛ), співвідношення ОФВ1 до ФЖЄЛ (індекс Генслера) (ОФВ1/ФЖЄЛ), пікову швидкість видиху (ПШВ), максимальні об’ємні швидкості повітря на рівні видиху 25, 50 і 70 % ФЖЄЛ (МОШ25, МОШ50, МОШ75), максимальну вентиляцію легень (МВЛ).
Для статистичного аналізу використовувався пакет прикладних програм IBM SPSS Stаtistics 22.0, MedCalc 14.8.1 та Microsoft Excel 2010. Обробка матеріалу проводилася з обчисленням середньої арифметичної величини (М) і стандартної помилки (m). Статистично значущими вважалися показники при p < 0,05. Порівняльний аналіз між групами проводився з використанням ROC-аналізу у вигляді площі під ROC-кривою (ППК) на основі порівняння чутливості та специфічності методу.
Результати
Усім 107 дітям проведена спірометрія на 3–4-й день після надходження в стаціонар (1-й день) і в динаміці (5-й день) та перед випискою (10-й день). На початку лікування в спірограмах в обох групах виявлено порушення вентиляційної функції легень. В ОГ порушення ФЗД реєструвалося у вигляді: рестриктивного типу — у 46 (83,64 %) дітей, з яких легкий ступінь був у 21 (38,18 %) дитини, помірний ступінь — у 9 (16,36 %), тяжкий ступінь — у 16 (29,09 %); обструктивного типу помірного ступеня у 4 (7,27 %) дітей та змішаного типу — в 3 (5,45 %). У 2 (3,64 %) дітей не виявлено порушень вентиляційної функції легень.
У КГ порушення вентиляційної функції легень відмічені у вигляді: рестриктивного типу в 40 (76,92 %) дітей, з яких легкий ступінь — у 19 (36,54 %) дітей, помірний — у 8 (15,38 %), тяжкий — у 13 (25,00 %) дітей; обструктивного типу помірного ступеня — у 2 (3,85 %) дітей, обструктивного типу тяжкого ступеня — у 2 (3,85 %) та змішаного типу — в 5 (9,61 %). У 3 (5,77 %) дітей не виявлено порушень вентиляційної функції легень.
Аналіз динаміки показників спірограм на початку терапії ПП виявив незначно нижчий рівень ЖЄЛ (66,23 ± 1,82 %), ОФВ1 (70,09 ± 1,78 %) у дітей основної групи порівняно з показниками в дітей КГ (66,80 ± 2,53 % та 71,00 ± 2,48 % відповідно). Рівень ФЖЄЛ у дітей контрольної групи був незначно нижчим, ніж у дітей ОГ (66,85 ± 2,32 % проти 67,32 ± 1,53 % відповідно). У дітей основної групи вірогідно нижчими виявилися й швидкісні (МОШ25–75) досліджувані показники ФЗД (табл. 1).
Після проведення 5 процедур ВЧОГК у складі БТ пневмонії виявили зміни вентиляційної функції легень в обох досліджуваних групах. У дітей ОГ було відмічено відновлення ОФВ1 (81,32 ± 1,68 %, p = 0,04) порівняно з групою контролю (77,45 ± 2,44 %, p = 0,04). У дітей КГ вірогідно вищими виявилися швидкісні досліджувані показники ФЗД, наприклад МОШ25 (83,20 ± 3,04 %, p = 0,01), МОШ50 (71,10 ± 2,68 %, p = 0,03), порівняно з показниками дітей основної групи (73,27 ± 3,01 %, p = 0,01 та 64,05 ± 2,53 %, p = 0,03 відповідно) (табл. 2).
/23-1.jpg)
При проведенні ROC-аналізу динаміка відновлення вентиляційної функції легень у дітей ОГ більш помітна за рахунок покращання МВЛ, про що свідчить найбільша ППК — 0,97, ОФВ1 — ППК 0,93 та
ОФВ1/ФЖЄЛ — ППК 0,88. У дітей КГ була менш виражена динаміка досліджуваних показників ФЗД, що підтверджується МВЛ — ППК 0,61, ОФВ1 — ППК 0,78 та ОФВ1/ФЖЄЛ — ППК 0,86 відповідно (табл. 3).
При порівнянні результатів обстеження в дітей у показниках вентиляційної функції легень на 10-й день комплексної терапії відмічені зміни. У дітей основної групи був відмічений вірогідно вищий рівень усіх показників ФЗД, зокрема об’ємних — ОФВ1 (88,36 ± 1,55 %, p = 0,02), ЖЄЛ (88,18 ± 1,53 %, p = 0,02), ФЖЄЛ (86,77 ± 1,37 %, p = 0,03), швидкісного показника МОШ25 (90,10 ± 2,99 %, p = 0,02) та МВЛ (88,31 ± 1,70 %, p = 0,04).
Для групи контролю характерний вірогідно нижчий рівень зазначених вище показників (81,65 ± 2,44 %, 82,95 ± 2,56, p = 0,02; 80,85 ± 2,09, p = 0,03; 82,63 ± 3,08 %, p = 0,02 та 85,65 ± 1,99 %, p = 0,04 відповідно) (табл. 4).
При аналізуванні досліджуваних показників вентиляційної функції легень на 10-й день комплексної терапії із застосуванням ROC-аналізу відмічені позитивні зміни в дітей основної групи на основі найвищих значень МВЛ, ППК якого становила 0,99, ОФВ1 та ОФВ1/ФЖЄЛ — 0,94. У дітей контрольної групи нижчий рівень зазначених вище досліджуваних показників ФЗД, що підтверджується МВЛ — ППК 0,63, ОФВ1 — ППК 0,79 та ОФВ1/ФЖЄЛ — ППК 0,89 (табл. 5).
/24-1.jpg)
Обговорення
Оцінка респіраторної функції є однією з важливих патогенетичних ланок у веденні дітей із пневмонією. Основною метою сучасних методів дослідження ФЗД, зокрема спірометрії, є найбільш повне функціональне відображення змін у легенях і формування функціонального діагнозу, що дозволяє разом із клінічним більш глибоко оцінити стан пацієнтів і проведену терапію.
У всіх дітей із ПП, включених до дослідження, зафіксовано порушення вентиляційної функції з переважанням рестриктивного типу у 86 (80,37 %) дітей, тільки у 8 (7,48 %) дітей був обструктивний тип та у 8 (7,48 %) — змішаний. На початку лікування захворювання параметри спірограм в обох групах хворих мали незначні відмінності.
При динамічній оцінці спірограм на 5-й та 10-й дні терапії в дітей основної групи, які отримували комплексну терапію з включенням процедур ВЧОГК, значно краще показники ФЗД відновлювалися за рахунок найвищих показників ОФВ1 (88,36 ± 1,55 %, p = 0,02), ЖЄЛ (88,18 ± 1,53 %, p = 0,02), ФЖЄЛ (86,77 ± 1,37 %, p = 0,03), швидкісного показника МОШ25 (90,10 ± 2,99 %, p = 0,02) та МВЛ (88,31 ± 1,70 %, p = 0,04).
Аналізуючи показники вентиляційної функції легень із застосуванням ROC-аналізу, підтвердили позитивні зміни ФЗД у дітей основної групи на основі поліпшення МВЛ, ППК якого становила 0,99, ОФВ1 та ОФВ1/ФЖЄЛ — 0,94 порівняно з показниками контрольної групи: МВЛ — ППК 0,63, ОФВ1 — ППК 0,79 та ОФВ1/ФЖЄЛ — ППК 0,89.
Динамічне спостереження за дітьми з ПП із повторними проведеннями дослідження ФВД дозволяє вносити зміни в лікування, прогнозувати перебіг і навіть результат захворювання.
Висновки
1. Особливостями ФЗД у дітей із ПП є зміни вентиляційної функції легень за рестриктивним типом у більшості (80,37 %) хворих.
2. Визначення МОШ25 і МОШ50 у дітей, хворих на пневмонію, несе додаткову інформацію для оцінки обструктивного типу порушення вентиляційної функції легень.
3. У дітей із використанням ВЧОГК у складі комплексного лікування пневмонії значно краще відновилися об’ємні (ОФВ1, ЖЄЛ, ФЖЄЛ), МВЛ та швидкісний (МОШ25) показники ФЗД порівняно з дітьми групи контролю.
Конфлікт інтересів. Автор заявляє про відсутність конфлікту інтересів та власної фінансової зацікавленості при підготовці даної статті.
1. Edmond K., Scott S., Korczak V., Ward C., Sanderson C., Theodoratou E. et al. Long term sequelae from childhood pneumonia; systematic review and meta-analysis. PLoS One. 2012. 7. e31239.
2. Kronman M.P., Hersh A.L., Feng R., Huang Y.S., Lee G.E., Shah S.S. Ambulatory visit rates and antibiotic prescribing for children with pneumonia, 1994–2007. Pediatrics. 2011. 127. Р. 411-8.
3. Chan J.Y., Stern D.A., Guerra S., Wright A.L., Morgan W.J., Martinez F.D. Pneumonia in Childhood and Impaired Lung Function in Adults: A Longitudinal Study. Pediatrics. 2015. 135(4). Р. 607-16.
4. Vogt B., Falkenberg C., Weiler N., Frerichs I. Pulmonary function testing in children and infants. Physiol Meas. 2014 Mar. 35(3). Р. 59-90. DOI: 10.1088/0967-3334/35/3/R59.
5. Escobar H., Carver T.W. Jr. Pulmonary function testing in young children. Curr. Allergy Asthma Rep. 2011 Dec. 11(6). Р. 473-81. doi: 10.1007/s11882-011-0220-9.
6. Dombkowski K.J., Hassan F., Wasilevich E.A., Clark S.J. Spirometry use among pediatric primary care physicians. Pediatrics. 2010. 126 (4). Р. 682-687.
7. Chakravorty I., Chahal K., Austin G. A pilot study of the impact of high-frequency chest wall oscillation in chronic obstructive pulmonary disease patients with mucus hypersecretion. Int. J. Chron. Obstruct. Pulmon. Dis. 2011. 6. Р. 693-699.
8. Kempainen R.R., Milla C., Dunitz J. et al. Comparison of settings used for high frequency chest-wall compression in cystic fibrosis. Respir. Care. 2010. 55. 6. Р. 695-701.
9. Yuan N., Kane P., Shelton K. et al. Safety, tolerability, and efficacy of high-frequency chest wall oscillation in pediatric patients with cerebral palsy and neuromuscular diseases: an exploratory randomized controlled trial. J. Child Neurol. 2010. 25(7). Р. 815.
10. Hess D.R. Airway Clearance and Lung Expansion Therapy, in Respiratory Care Principles and Practice. Jones and Bartlett Learning: Burlington, MA, 2016. Р. 379.
11. Lester M.K., Flume P.A. Airway-clearance therapy guidelines and implementation. Respir. Care. 2009. 54(6). Р. 733-753.
12. Про затвердження Протоколів надання медичної допомоги дітям за спеціальністю «дитяча пульмонологія» від 13.01.2005 р. № 18. URL: https://zakon.rada.gov.ua/rada/show/v0018282-05.
13. Miller M.R., Hankinson J., Brusasco V. et al. Standardisation of spirometry. Eur. Respir. J. 2005. 26. Р. 319-338. DOI: 10.1183/09031936.05.00034805.
14. Pellegrino R., Viegi G., Brusasco V. et al. Interpretative strategies for lung function tests. Eur. Respir. J. 2005. 26. Р. 948-968.
15. Bruce H. Culver. Recommendations for a Standardized Pulmonary Function Report. An Official American Thoracic Society Technical Statement. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2017. 196(11).
Р. 1463-1472.
16. Johnson J.D., Theurer W.M. A Stepwise Approach to the Interpretation of Pulmonary Function Tests. Am. Fam. Physician. 2014. 89(5). Р. 359-366.