Использование продолжительности трахеальных шумов форсированного выдоха для контроля вентиляционной функции легких человека в задачах специальной физиологии Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ТРАХЕАЛЬНЫХ ШУМОВ ФОРСИРОВАННОГО ВЫДОХА ДЛЯ КОНТРОЛЯ ВЕНТИЛЯЦИОННОЙ ФУНКЦИИ ЛЕГКИХ ЧЕЛОВЕКА В ЗАДАЧАХ СПЕЦИАЛЬНОЙ ФИЗИОЛОГИИ*

В.В. Малаева1, В.И. Коренбаум1, И.А. Почекутова1, В.П. Катунцев2, В.М. Баранов2, А.Е. Костив, М.В. Лисеенко, С.Н. Шин

1Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН, г. Владивосток, Россия; 2НИИ космической медицины ФГБУ ФНКЦ ФМБА России, г. Москва, Россия

Актуальность. Контроль состояния дыхательной системы человека при воздействии экстремальных условий актуален для многих областей специальной физиологии, включа-щих космические полеты и водолазные погружения. Ранее была показана перспективность применения с этой целью анализа тра-хеальных шумов форсированного выдоха (ФВ) человека (Почекутова, Коренбаум, 2011; Дьяченко и др., 2014).

Цель исследования. Уточнение возможностей акустической оценки продолжительности трахеальных шумов ФВ для контроля состояния вентиляционной функции человека при экстремальных воздействиях.

Материалы и методы. Основной метод -оценка динамики продолжительности трахе-альных шумов ФВ в полосе частот 200-2000 Гц до, после и в процессе воздействий при сопоставлении с данными спирометрии. Трахе-альные шумы ФВ регистрировались и обрабатывались с помощью ранее разработанного портативного аппаратно-программного комплекса (Korenbaum et al., 2013). Спирометрические показатели измерялись портативным компьютерным спирографом MicroLoop (MicroMedical Ltd. UK). Исследования выполнены на выборках из 11 испытателей, подвергнутых моделированию невесомости (антиортостатическая гипокинезия) и лунной гравитации (ортостатическая гипокинезия), и 6 водолазов, совершавших реальные подводные погружения в дыхательном снаряжении замкнутого типа.

Результаты. При моделировании невесомости (антиортостатическая гипокинезия) по группе в целом с помощью теста Манна-Уитни выявлено значимое удлинение акустической продолжительности трахеальных шумов форсированного выдоха и значимое (хотя и в пределах нормальных величин) снижение спирометрических параметров вентиляционной функции легких по сравнению с исходными значениями. Для группы остававшейся в антиортостатическом положении (невесомость) до конца эксперимента с помощью серийного теста Вальда-Вольфовица установлен дальнейший значимый рост акустического показателя. Преобладающей индивидуальной реакцией в группе, переведенной из антиортостатического в ортостатиче-ское положение (лунная гравитация) являлось укорочение продолжительности трахеальных шумов форсированного выдоха. С помощью 2-мерного дисперсионного анализа (2^ау ANOVA) установлена и значимо большая групповая продолжительность тра-хеальных шумов ФВ при антиортостатиче-ской гипокинезии, чем при ортостатической гипокинезии. Спирометрические показатели разницы между этими вариантами гипокинезии не выявили. После прекращения эксперимента общегрупповые показатели продолжительности трахеальных шумов ФВ вернулись к исходным значениям. Из акустико-физиологических соображений удлинение продолжительности трахеальных шумов форсированного выдоха на моделирование неве-

* Исследования выполнены при частичной поддержке НИР № гос. рег. 01201363046 по Программе фундаментальных научных исследований государственных академий наук на 2013-2020 гг. и гранта РФФИ 14-04-00048-а.

сомости (антиортостатическая гипокинезия) может быть объяснено дополнительным по отношению к чисто постуральному (ортоста-тическая гипокинезия) ростом аэродинамического сопротивления дыхательных путей.

Для группы водолазов из 6 чел., совершавших подводные погружения в современных дыхательных аппаратах замкнутого цикла типа Amphora (AquaLung) в прибрежной зоне Японского моря, с помощью теста Колмогорова-Смирнова показано значимое групповое увеличение продолжительности трахе-альных шумов ФВ, свидетельствующее о неблагоприятном влиянии даже непродолжительной гипербарической гипероксии на бронхиальное сопротивление. Этот эффект согласуется с данными, полученными для дыхательных аппаратов замкнутого цикла

предыдущего поколения (Почекутова, Ко-ренбаум, 2011). В то же время оценка индивидуальной реакции акустического параметра на погружение в сопоставлении с естественным внутрииндивидуальным разбросом (Коренбаум и др., 2009) позволила проследить особенности динамики вентиляционной функции каждого из водолазов, невыявляе-мые спирометрическими показателями.

Заключение. Продемонстрировано, что контроль продолжительности трахеальных шумов ФВ в полосе частот 200-2000 Гц может быть использован в качестве простого, доступного и высокочувствительного инструментального средства для оценки воздействия экстремальных факторов на дыхательную систему человека.