Мобильная версия

Журнал «Здоровье ребенка» Том 17, №2, 2022

Діагностична цінність функціональних проб у визначенні стану кардіореспіраторної системи

Авторы: Бен Отмен М., Нечитайло Ю.М.
Буковинський державний медичний університет, м. Чернівці, Україна

Рубрики: Педиатрия/Неонатология

Разделы: Клинические исследования

Мета: вивчити характер змін кардіореспіраторної системи при явищах короткотривалої гіпоксемії при проведенні довільних тестів із затримкою дихання. Матеріали та методи. У роботі подані результати обстеження дітей шкільного віку, хворих на гострий бронхіт, з обструктивним синдромом і без нього (60 пацієнтів) і групи здорових дітей (52 особи). У пацієнтів проводилась пульсоксиметрія в поєднанні з довільними гіпоксичними тестами на затримку дихання з реєстрацією даних на комп’ютері й виконувалася проба Руф’є. Результати. У пацієнтів тяжкість перебігу бронхіту в першу добу була середньою — 7,79 ± 0,19 бала за шкалою BSS-ped. Рівень сатурації крові киснем відповідав нормальним показникам (понад 95 %), але між групами була різниця: у пацієнтів з обструктивним синдромом він становив 98,60 ± 0,04 %, а за відсутності цього синдрому — 98,80 ± 0,03 %, що було нижче, ніж у контрольній групі — 99,00 ± 0,01 % (p < 0,05). Тривалість затримки дихання не мала суттєвої різниці між групами, але після її проведення спостерігалося незначне зниження рівня сатурації. Більшою була реакція на затримку дихання на видиху. Підтримка рівня оксигенації у хворих на бронхіт досягалася за рахунок збільшення частоти серцевих скорочень. Через явища відносної гіпоксемії периферичних тканин у період реконвалесценції відмічено зниження толерантності до фізичного навантаження за пробою Руф’є. Висновки. Встановлено, що навіть при нетяжких формах гострого бронхіту в дітей за даними функціональних проб реєструється зниження резервів газообміну, особливо за наявності обструктивного синдрому. Компенсаторні механізми для підтримки сатурації крові базуються на збільшенні системного кровотоку за рахунок зростання частоти серцевих скорочень.

Background. The purpose was to study the nature of changes in the cardiorespiratory system in the case of short-term hypoxemia during functional tests with breath-holding. Materials and methods. The paper presents the results of a survey of school-age children with acute bronchitis with and without obstructive syndrome (60 patients) and a group of healthy children (52 people). Patients underwent pulse oximetry in combination with hypoxic tests for breath-holding with data recording on a computer and performed a Rufier test. Results. The severity of bronchitis in patients in the first days was average on the BSS-ped scale — 7.79 ± 0.19 points. The level of blood oxygen saturation was normal (above 95 %), but there was a difference between the groups: in patients with obstructive syndrome it was 98.60 ± 0.04 %, in the absence of this syndrome — 98.80 ± 0.03 %, which was lower than in the control group — 99.00 ± 0.01 % (p < 0.05). Time of breath-holding did not differ significantly between groups, but there was a slight decrease in saturation after them. There was greater reaction to breath-holding on exhalation. Level of oxygenation in patients with bronchitis achieved by increasing heart rate. Due to the phenomena of relative hypoxemia of peripheral tissues during convalescence, there was a decrease in tolerance to physical loading after the Rufier test. Conclusions. It is established that even in mild forms of acute bronchitis in children, according to functional tests, there is a decrease in gas exchange reserves, especially in the presence of obstructive syndrome. Compensatory mechanisms to maintain blood saturation are based on increasing systemic blood flow due to increased heart rate.

Ключевые слова

діти; гострий бронхіт; пульсоксиметрія; тести із затримкою дихання

children; acute bronchitis; pulse oximetry; breath-holding tests

doi: http://dx.doi.org/10.22141/2224-0551.17.2.2022.1501

Вступ

Захворювання дихальної системи в дітей різних вікових груп є найбільш частою патологією, що має широкий спектр клінічних проявів, коливається за тривалістю перебігу й наявністю наслідків [1]. У дитячому віці відбувається формування найважливіших фізіологічних кардіореспіраторних функцій. При цьому дихальна система безпосередньо контактує із зовнішнім середовищем і одна з перших реагує на його зміни, унаслідок чого патологічні й несприятливі мікросоціальні умови впливають на функціонування дитячого організму в цілому. Найважливішим показником дихальної системи є забезпечення ефективного газообміну. Зниження показника сатурації крові киснем і виникнення гіпоксемії відображають дефіцит газообміну й рівень кардіометаболічних змін [2, 3]. Газообмін страждає з різних причин у всі періоди дитячого віку й може мати значний вплив на розвиток дитини, а в деяких ситуаціях — навіть загрожувати життю. Особлива увага сьогодні приділяється цій патофізіологічній проблемі у зв’язку з епідемією COVID-19, що спонукала до широкого застосування найбільш доступного методу контролю — периферійної пульсоксиметрії [4, 5].

Комплексний розвиток діагностичних і моніторингових технологій оцінки газообміну в поєднанні з функціональними пробами в сучасній медицині допомагає краще оцінити його зміни при різних захворюваннях, у перебігу яких можуть виникнути гострі розлади кровообігу, у критичних випадках, при фізичних і спортивних навантаженнях тощо [6, 7]. У педіатрії моніторинг регіонарної тканинної оксигенації набув широкого застосування з появою простих неінвазійних приладів для пульсоксиметрії. І, звичайно, контроль забезпечення тканин киснем є обов’язковим у клініці невідкладних станів, у реанімаційних відділеннях, при захворюваннях кардіореспіраторної системи різної тяжкості [8]. Оцінка гемодинамічного стану пацієнта важлива для покращання оксигенації тканин кінцевих органів для мінімізації розвитку ускладнень при різних захворюваннях і навіть запобігання смерті. Часто спостерігаються явища дисонансу між нормальною макроперфузією (серцевий викид і артеріальний тиск) і гіпоперфузією тканин унаслідок дефектів мікроциркуляції в капілярному руслі [7, 9]. Неінвазійна тканинна оксиметрія може допомогти вчасно виявити гемодинамічну нестабільність і непомітну гіпоксію, встановити толерантність до фізичних навантажень [10]. У педіатричній клінічній практиці найбільш часто пульсоксиметрія застосовується в неонатології, реаніматології, при пневмоніях, бронхіолітах, бронхіальній астмі та при апное різного генезу, а також у спортивній і шкільній медицині [8, 10–12].

Крім клінічних, інструментальних і морфометричних показників в оцінці стану кардіореспіраторної системи широко застосовуються функціональні тести. До них входять проби з дозованим фізичним навантаженням, проби з довільною затримкою дихання, реакція на вдихання вуглекислого газу й кисню, на медикаментозні препарати тощо [13, 14]. Функціональні проби із затримкою дихання, запропоновані досить давно, тривалий час не використовувалися як діагностичний засіб у клінічних обстеженнях, але останнім часом вони стали досить популярними, особливо в поєднанні з пульсоксиметрією. Усе ж таки питання оцінки стану кардіореспіраторної системи за допомогою цих методик потребують додаткового вивчення.

Мета дослідження: вивчити характер змін кардіореспіраторної системи при явищах короткотривалої гіпоксемії при проведенні довільних тестів із затримкою дихання.

Матеріали та методи

У роботі проаналізовано результати обстеження дітей, які перебували на стаціонарному лікуванні з приводу гострого бронхіту (ГБ), з обструктивними явищами (перша група) і без них (друга група) — по 30 пацієнтів, а також контрольної групи клінічно здорових дітей — 52 особи. У пацієнтів вивчалися клінічна симптоматика, тяжкість перебігу й ступінь обструкції. Тяжкість бронхіту оцінювали в динаміці за дитячим варіантом шкали BSS-ped (Bronchitis Severity Scale), яка включає п’ятибальну оцінку трьох основних симптомів — інтенсивності кашлю, кількості хрипів при аускультації та ступеня задухи [15]. Показники пульсу й сатурації реєструвалися за даними пульсоксиметрії впродовж 5–10 хвилин і записувалися в графічному й табличному інтерфейсі на комп’ютері. Дослідження виконувалось як у стані спокою, так і разом із довільними гіпоксичними тестами на затримку дихання на вдиху й на видиху. Така методика дозволяє встановити оксигенацію тканин і виявити гемодинамічну нестабільність кровотоку й приховану гіпоксію. Результати обстеження порівнювалися з даними контрольної групи й оброблялися методами статистики з використанням програми Statistica 6.0 (StatSoft).

Результати та обговорення

Розвитку ГБ передували прояви гострої респіраторної інфекції у верхніх відділах: явища ринофарингіту домінували в дітей другої групи (56,7 % проти 26,5 % у першій групі), прояви ларинготрахеїту були частішими в пацієнтів першої групи (32,3 % проти 13,3 % у другій групі). Діти при госпіталізації мали незначне підвищення температури тіла (в середньому 37,4 ± 0,5 °С), хоча в частини дітей (20,6 %) температура була понад 38 °С. У цілому переважав бронхіт середньої тяжкості, а показник BSS у першу добу становив 7,79 ± 0,19 бала. На 2-гу — 3-тю добу перебування в стаціонарі, після нормалізації температури, у дітей проводився запис пульсоксиметрії і виконувалися проби з довільною затримкою дихання. Рівень сатурації крові киснем (SPO2) був у межах 95–99 %, що відповідає нормальним показникам, але між групами була встановлена вірогідна різниця — найнижчий рівень був у дітей першої групи (98,60 ± 0,04 %), у другій він був дещо вищим (98,80 ± 0,03 %), але обидва показники були меншими, ніж у контрольній групі (99,00 ± 0,01 %), p < 0,05 (рис. 1).

У подальшому аналізувалась тривалість довільної затримки дихання, показники частоти пульсу й рівня сатурації. Величина затримки дихання на вдиху (проба Штанге) в обстежених дітей не різнилася між групами й становила в першій групі 35,80 ± 2,27″, у другій — 37,80 ± 2,63″ і в контрольній — 36,70 ± 1,60″. Але медіана тривалості затримки дихання на вдиху в першій групі була в межах 25–30″, у другій — 30–35″, тоді як у контрольній пік припадав на діапазон 35–40″. Порівняння показників сатурації і частоти серцевих скорочень (ЧСС) після проведення тесту показало компенсаторне зростання частоти пульсу для збереження ефективного кровотоку й насичення крові киснем (рис. 2). При цьому найбільше зростання ЧСС реєструвалося в дітей першої групи, хоча було недостатнім для підтримання рівня сатурації, який становив у середньому 94,80 ± 0,48 %, а в 7 дітей (23,3 %) він був нижчим за 94 %. У другій групі рівень сатурації становив у середньому 97,60 ± 0,08 % і не знижувався менше за 95 % у жодної дитини. У контрольній групі рівень сатурації становив у середньому 98,50 ± 0,07 %, також без реєстрації зниження менше за 95 % у жодної дитини.

Більш динамічною була реакція серцево-судинної системи зі зростанням ЧСС у дітей дослідних груп після проведення тесту із затримкою дихання на видиху (тест Генчі). Середня тривалість затримки дихання не різнилася вірогідно між групами й становила в першій групі 21,00 ± 1,39″, у другій — 22,50 ± 1,88″ і в контрольній — 23,20 ± 1,75″. Не було також відмічено вірогідної різниці між групами в показниках сатурації крові (рис. 3). Утім, стабільність показника сатурації досягалася за рахунок значного прискорення ЧСС. Так, показник ЧСС у першій групі становив 100,5 ± 2,0, у другій — 91,1 ± 2,2, у контрольній — 84,1 ± 1,5 (p < 0,05).

Оскільки обидві проби відображають стан функціональних резервів при транспортуванні кисню до тканин, їх зниження можна вважати свідченням порушень газообміну, яке частково компенсується збільшенням частоти дихання й прискоренням ЧСС. Схожі дані були отримані в пацієнтів із хронічними обструктивними станами в дослідженні, проведеному у відділенні пульмонології університетської клініки ЛаРабта в Тунісі [6]. Авторами також було показано функціональні зв’язки газообміну з вентиляційними порушеннями.

Перед випискою зі стаціонару в пацієнтів проводили тест на толерантність до фізичного навантаження (проба Руф’є). У контрольній групі показник «добре» (5–10 балів) був у 94,6 % дітей, показник «задовільно» (10–15 балів) — у 5,4 %. У першій групі показник «добре» був у 55,6 % дітей, показник «задовільно» — у 35,5 %, показник «погано» (15–20 балів) — у 8,9 %. У другій групі показник «добре» був у 86,3 % дітей, показник «задовільно» — у 13,7 %. Дані цього тесту вказують на значне зниження толерантності до фізичного навантаження в дітей з обструктивним синдромом, що, можливо, пов’язано із загальною інтоксикацією і відносною гіпоксемією периферичних тканин.

Висновки

Отже, навіть при нетяжких формах гострого бронхіту в дітей при проведенні функціональних проб реєструється зменшення резервів газообміну. Ступінь їх зниження був більший за наявності обструктивного синдрому. Компенсаторні механізми для підтримки сатурації крові базуються на збільшенні системного кровотоку за рахунок зростання ЧСС.

Перспективи подальших досліджень. Перспективним при подальших дослідженнях є вивчення можливостей корекції виявлених порушень.

Конфлікт інтересів. Автори заявляють про відсутність конфлікту інтересів і власної фінансової зацікавленості при підготовці даної статті.

Отримано/Received 31.01.2022

Рецензовано/Revised 10.02.2022

Прийнято до друку/Accepted 18.02.2022

Список литературы

Антипкін Ю.Н., Волосовець O.П., Майданник В.Х. Динаміка захворюваності та поширеності бронхолегеневої патології в дітей. Современная педиатрия. 2016. 2(74). 73-77.
Cui Y., Sun X.G., Ci Z. et al. The effectiveness of different respiration models to the amplitude of waveform information in arterial blood gas. Zhongguo Ying Yong Sheng Li Xue Za Zhi. 2021 Jan. 37(1). 40-44. Chinese. doi: 10.12047/j.cjap.0078.2021.103.
Park H.Y., Kim J.W., Nam S.S. Metabolic, cardiac, and hemorheological responses to submaximal exercise under light and moderate hypobaric hypoxia in healthy men. Biology (Basel). 2022 Jan 15. 11(1). 144. doi: 10.3390/biology11010144.
Crooks C.J., West J., Morling J.R. et al. Pulse oximeters’ measurements vary across ethnic groups: An observational study in patients with Covid-19 infection. Eur. Respir. J. 2022 Jan 27. 2103246. doi: 10.1183/13993003.03246-2021.
Messineo L., Perger E., Corda L. et al. Breath-holding as a novel approach to risk stratification in COVID-19. Crit. Care. 2021 Jun 14. 25(1). 208. doi: 10.1186/s13054-021-03630-5.
Hedhli A., Slim A., Ouahchi Y. et al. Maximal voluntary breath-holding tele-inspiratory test in patients with chronic obstructive pulmonary disease. Am. J. Mens Health. 2021 May-Jun. 15(3). 15579883211015857. doi: 10.1177/15579883211015857.
Ideguchi H., Ichiyasu H., Fukushima K. et al. Validation of a breath-holding test as a screening test for exercise-induced hypoxemia in chronic respiratory diseases. Chron. Respir. Dis. 2021 Jan-Dec. 18. 14799731211012965. doi: 10.1177/14799731211012965.
Poorzargar K., Pham C., Ariaratnam J. et al. Accuracy of pulse oximeters in measuring oxygen saturation in patients with poor peripheral perfusion: a systematic review. J. Clin. Monit. Comput. 2022 Feb 4. doi: 10.1007/s10877-021-00797-8.
Yang X., Diao L., Chen Y. et al. Feasibility of pulse oxygen saturation for the condition evaluation of acute respiratory distress syndrome patients in the Lijiang region. Zhonghua Wei Zhong Bing Ji Jiu Yi Xue. 2021 Dec. 33(12). 1447-1452. Chinese. doi: 10.3760/cma.j.cn121430-20210518-00737.
Martín-Escudero P., Cabanas A.M., Fuentes-Ferrer M., Galindo-Canales M. Oxygen saturation behavior by pulse oximetry in female athletes: breaking myths. Biosensors (Basel). 2021 Oct 14. 11(10). 391. doi: 10.3390/bios11100391.
Taboni A., Fagoni N., Fontolliet T. et al. Breath holding as an example of extreme hypoventilation: experimental testing of a new model describing alveolar gas pathways. Exp. Physiol. 2020 Dec. 105(12). 2216-2225. doi: 10.1113/EP088977.
Urakov A., Urakova N., Gurevich K., Muhutdinov N. Cardiology, respiratory failure, and tolerance of hypoxia in the context of COVID-19: a multidisciplinary perspective. Rev. Cardiovasc. Med. 2022 Jan 17. 23(1). 21. doi:10.31083/j.rcm2301021.
Oka H., Nakau K., Nakagawa S. et al. Comparison of myocardial T1 mapping during breath-holding and free-breathing. Cardiol. Young. 2021 Aug 9. 1-5. doi: 10.1017/S1047951121003292.
Романчук О.П., Величко В.І., Бажора Я.І. Реактивність кардіореспіраторної системи в пацієнтів з бронхіальною астмою за даними тестів з керованим диханням. Запорізький медичний журнал. 2019. 4(115). 449-457. DOI: 10.14739/2310-1210.2019.4.173191.
Абатуров О.І., Токарева Н.М. Можливості використання шкали Bronchitis Severity Score для оцінки ефективності лікування гострого бронхіту в дітей. Здоров’я дитини. 2020. 6(15). 420-428. https://doi.org/10.22141/2224-0551.15.6.2020.215527.