cfpdБюллетень физиологии и патологии дыханияBulletin Physiology and Pathology of Respiration1998-5029Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания10.36604/1998-5029-2022-84-137-143cfpd-1030Research ArticleЛЕКЦИИLECTURESМетоды диагностики дисфункции мелких дыхательных путей и равномерности вентиляции лёгких: их применение после перенесенной новой коронавирусной инфекцииMethods for diagnosing dysfunction of small airways and uniformity of lung ventilation: their use after a novel coronavirus infectionhttps://orcid.org/0000-0002-7486-4990СавушкинаО. И.SavushkinaO. I.

Ольга Игоревна Савушкина, канд. биол. наук, старший научный сотрудник лаборатории функциональных и ультразвуковых методов исследования; зав. отделением исследований функции внешнего дыхания Центра функционально-диагностических исследований

115682, г. Москва, Ореховый бульвар, 28

105229, г. Москва, пл. Госпитальная, 3

Olʹga I. Savushkina, PhD (Biol.), Senior Staff Scientist of the Laboratory of Functional and Ultrasonic Research Methods; Head of the Department of Lung Function Testing, Center of Functional Diagnostic Investigations

28 Orekhovuy Boulevard, Moscow, 115682, Russian Federation

3 Gospitalʹnaya Sq., Moscow, 105094, Russian Federation

olga-savushkina@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2001-5504ЧернякА. В.CherniakA. V.

Александр Владимирович Черняк, канд. мед. наук, зав. лабораторией функциональных и ультразвуковых методов исследования

115682, г. Москва, Ореховый бульвар, 28

Alexander V. Cherniak, MD, PhD (Med.), Head of the Laboratory of Functional and Ultrasonic Research Methods

28 Orekhovuy Boulevard, Moscow, 115682, Russian Federation

achi2000@mail.ruФедеральное государственное бюджетное учреждение «Научно-исследовательский институт пульмонологии» Федерального медико-биологического агентства России; Федеральное государственное бюджетное учреждение «Главный военный клинический госпиталь имени академика Н.Н.Бурденко» Министерства обороны Российской ФедерацииPulmonology Scientific Research Institute of Federal Medical and Biological Agency; Acad. N.N.Burdenko Main Military Clinical Hospital of Russian Federation Ministry of DefenceФедеральное государственное бюджетное учреждение «Научно-исследовательский институт пульмонологии» Федерального медико-биологического агентства РоссииPulmonology Scientific Research Institute of Federal Medical and Biological Agency202209072022084137143Copyright © Савушкина О.И., Черняк А.В., 20222022Савушкина О.И., Черняк А.В.Savushkina O.I., Cherniak A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://cfpd.elpub.ru/jour/article/view/1030

В настоящей лекции рассмотрены методы и подходы к диагностике дисфункции мелких дыхательных путей, такие как метод вымывания азота при множественном дыхании, импульсная осциллометрия, а также расчет индекса неэффективности легочной вентиляции (индекс PCF – poorly communicating fraction) как отношение общей емкости легких к альвеолярному объему. Выявление патологии мелких дыхательных путей с помощью перечисленных выше диагностических инструментов позволяет устанавливать функциональные нарушения системы дыхания на ранних стадиях бронхолегочных заболеваний, когда результаты традиционных легочных функциональных тестов сохраняются в пределах нормальных значений. Так, хорошо стандартизованным и наиболее доступным методом выявления патологии периферических отделов дыхательных путей является бодиплетизмография, с помощью которой диагностируется наличие «воздушных ловушек». Однако на ранних стадиях бронхолегочной патологии возможности данного метода ограничены. В лекции сделан акцент, прежде всего на результаты наших собственных исследований, выполненных пациентам, перенесшим новую коронавирусную инфекцию, осложненную вирусным поражением легких. Всем пациентам, включенным в этот анализ, были проведены спирометрия, бодиплетизмография, диффузионный тест, импульсная осциллометрия, вымывание азота при множественном дыхании, а также был рассчитан индекс неэффективности легочной вентиляции. Описание индекса PCF, метод его расчета, диапазон нормальных значений, а также возможности применения в клинической практике в отечественной литературе приводятся впервые. Изложенные в лекции подходы к оценке дисфункции мелких дыхательных путей в настоящее время широко не используются, однако мы надеемся, что знания, которые пока применяются в научных лабораториях, будут постепенно внедряться в рутинную клиническую практику.

In this lecture, we discussed methods and approaches to the diagnosis of small airways dysfunction, such as multiple breath nitrogen washout test, impulse oscillometry, as well as the calculation of poorly communicating fraction (PCF) as the ratio of total lung capacity to alveolar volume. The detection of the small airways dysfunction with the help of the diagnostic tools listed above makes it possible to establish functional disorders of the respiratory system in the early stages of bronchopulmonary diseases, when the results of traditional pulmonary functional tests remain within normal values. Thus, a well-standardized and the most accessible method for detecting the peripheral airways dysfunction is body plethysmography, which is used to diagnose the presence of “air trappings”. However, in the early stages of bronchopulmonary diseases, the possibilities of this method are limited. The lecture focuses primarily on the results of our own researches which were performed on patients who have suffered from a novel coronavirus infection complicated by viral pneumonia. Spirometry, body plethysmography, diffusion test, impulse oscillometry, multiple breath nitrogen washout test were conducted, and PCF index was calculated in all patients included in this analysis. The description of the PCF index, the method of its calculation, the range of normal values, as well as the possibilities of application in clinical practice are given for the first time in the Russian literature. The approaches to assessing the dysfunction of the small airways described in the lecture are not widely used at present, however, we hope that the knowledge that is currently being applied in scientific laboratories will gradually be introduced into routine clinical practice.

дисфункция мелких дыхательных путейиндекс PCFновая коронавирусная инфекцияsmall airways dysfunctionPCF indexnovel coronavirus infectionReferencesWeibel E.R. Principles and methods for the morphometric study of the lung and other organs // Lab. Invest. 1963. Vol.12. P.131–155.Weibel E.R. Principles and methods for the morphometric study of the lung and other organs. Lab. Invest. 1963; 12:131–155.McNulty W., Usmani O.S. Techniques of assessing small airways dysfunction // Eur. Clin. Respir. J. 2014. Vol.1. Article number: 25898. https://doi.org/10.3402/ecrj.v1.25898McNulty W., Usmani O.S. Techniques of assessing small airways dysfunction. Eur. Clin. Respir. J. 2014; 1:25898. https://doi.org/10.3402/ecrj.v1.25898Usemann J., Yammine S., Singer F., Latzin P. Inert gas washout: background and application in various lung diseases // Swiss. Med. Wkly. 2017. Vol.147. Article number: w14483. https://doi.org/10.4414/smw.2017.14483Usemann J., Yammine S., Singer F., Latzin P. Inert gas washout: background and application in various lung diseases. Swiss. Med. Wkly 2017; 147:w14483. https://doi.org/10.4414/smw.2017.14483Verbanck S., Thompson B.R., Schuermans D., Kalsi H., Biddiscombe M., Stuart-Andrews C., Hanon S., Van Muylem A., Paiva M., Vincken W., Usmani O. Ventilation heterogeneity in the acinar and conductive zones of the normal ageing lung // Thorax. 2012. Vol.67, Iss.9. P.789–795. https://doi.org/10.1136/thoraxjnl-2011-201484Verbanck S., Thompson B.R., Schuermans D., Kalsi H., Biddiscombe M., Stuart-Andrews C., Hanon S., Van Muylem A., Paiva M., Vincken W., Usmani O. Ventilation heterogeneity in the acinar and conductive zones of the normal ageing lung. Thorax 2012; 67(9):789–795. https://doi.org/10.1136/thoraxjnl-2011-201484Robinson P.D., Latzin Ph., Verbanck S., Hall G.L., Horsley A., Gappa M., Thamrin C., Arets H.G.M., Aurora P., Fuchs S.I., King G.G., Lum S., Macleod K., Paiva M., Pillow J.J., Ranganathan S., Ratjen F., Singer F., Sonnappa S., Stocks J., Subbarao P., Thompson B.R., Gustafsson P.M. Consensus statement for inert gas washout measurement using multiple- and single breath tests // Eur. Respir. J. 2013. Vol.41, Iss.3. P.507–522. https://doi.org/10.1183/09031936.00069712Robinson P.D., Latzin Ph., Verbanck S., Hall G.L., Horsley A., Gappa M., Thamrin C., Arets H.G.M., Aurora P., Fuchs S.I., King G.G., Lum S., Macleod K., Paiva M., Pillow J.J., Ranganathan S., Ratjen F., Singer F., Sonnappa S., Stocks J., Subbarao P., Thompson B.R., Gustafsson P.M. Consensus statement for inert gas washout measurement using multiple- and single breath tests. Eur. Respir. J. 2013; 41(3):507–522. https://doi.org/10.1183/09031936.00069712Мустафина М.Х., Черняк А.В. Методы вымывания инертных газов: значение в диагностике заболеваний органов дыхания // Практическая пульмонология. 2014. №1. С.39–44.Mustafina M.H., Chernjak A.V. [Methods of washing out inert gases: significance in the diagnosis of respiratory diseases]. Prakticheskaya pul'monologiya 2014; (1):39–44 (in Russian).Robinson P.D., Goldman M.D., Gustafsson P.M. Inert Gas Washout: Theoretical Background and Clinical Utility in Respiratory Disease // Respiration. 2009. Vol.78, Iss.3. P.339–355. https://doi.org/10.1159/000225373Robinson P.D., Goldman M.D., Gustafsson P.M. Inert Gas Washout: Theoretical Background and Clinical Utility in Respiratory Disease. Respiration 2009; 78(3):339–355. https://doi.org/10.1159/000225373Wielpütz M.O., Weinheimer O., Eichinger M., Wiebel M., Biederer J., Kauczor H.U., Heußel C.P., Mall M.A., Puderbach M. Pulmonary emphysema in cystic fibrosis detected by densitometry on chest multidetector computed tomography // PLoS One. 2013. Vol.8, №8. Article number: e73142. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0073142Wielpütz M.O., Weinheimer O., Eichinger M., Wiebel M., Biederer J., Kauczor H.U., Heußel C.P., Mall M.A., Puderbach M. Pulmonary emphysema in cystic fibrosis detected by densitometry on chest multidetector computed tomography. PLoS One 2013; 8(8):e73142. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0073142Черняк А.В., Неклюдова Г.В., Красовский С.А., Михайличенко К.Ю., Науменко Ж.К., Поливанов Г.Э. Метод вымывания азота при множественном дыхании и структурные изменения бронхолегочной системы у взрослых больных муковисцидозом // Пульмонология. 2020. Т.30, №2. С.193–203. https://doi.org/10.18093/0869-0189-2020-30-2-193-203Chernyak A.V., Neklyudova G.V., Krasovskiy S.A., Mikhaylichenko K.Yu., Naumenko Z.K., Polivanov G.E. [Nitrogen leaching in multiple breathing and structural changes in the bronchopulmonary system in adult patients with cystic fibrosis]. Pulmonologiya 2020; 30(2):193–203 (in Russian). https://doi.org/10.18093/0869-0189-2020-30-2-193-203Savushkina O.I., Cherniak A.V., Zaitsev A.F., Kryukov E.V. Ventilation heterogeneity after COVID-19 // Eur. Respir. J. 2021. Vol.58, Supl.65. OA2681. https://doi.org/10.1183/13993003.congress-2021.OA2681Savushkina O.I., Cherniak A.V., Zaitsev A.F., Kryukov E.V. Ventilation heterogeneity after COVID-19. Eur. Respir. J. 2021; 58(Suppl.65):OA2681 https://doi.org/10.1183/13993003.congress-2021.OA2681Крюков Е.В., Савушкина О.И., Черняк А.В., Кулагина И.Ц. Диагностика неравномерности легочной вентиляции методом вымывания азота при множественном дыхании у больных, перенесших COVID-19 // Пульмонология. 2021. Т.31, №1. С.30–36. https://doi.org/10.18093/0869-0189-2021-31-1-30-36Kryukov E.V., Savushkina O.I., Chernyak A.V., Kulagina I.C. [Diagnosing ventilation inhomogeneity after COVID- 19 by multiple-breath nitrogen washout test]. Pulmonologiya 2021; 31(1):30–36 (in Russian). https://doi.org/10.18093/0869-0189-2021-31-1-30-36Galant S.P., Komarow H.D., Shin H.-W., Siddiqui S., Lipworth B.J. The case for impulse oscillometry in the management of asthma in children and adults // Ann. Allergy Asthma Immunol. 2017. Vol.118, Iss.6. P.664–671. https://doi.org/10.1016/j.anai.2017.04.009Galant S.P., Komarow H.D., Shin H.-W., Siddiqui S., Lipworth B.J. The case for impulse oscillometry in the management of asthma in children and adults. Ann. Allergy Asthma Immunol. 2017; 118(6):664–671. https://doi.org/10.1016/j.anai.2017.04.009Brashier B., Salvi S. Measuring lung function using sound waves: role of the forced oscillation technique and impulse oscillometry system // Breathe. 2015. Vol.11, №1. Р.57–65. https://doi.org/10.1183/20734735.020514Brashier B., Salvi S. Measuring lung function using sound waves: role of the forced oscillation technique and impulse oscillometry system. Breathe 2015; 11(1):57–65. https://doi.org/10.1183/20734735.020514Каменева М.Ю., Савушкина О.И., Черняк А.В. Импульсная осциллометрия // Легочные функциональные тесты: от теории к практике: руководство для врачей / под ред. Савушкиной О.И., Черняка А.В. М.: Фирма Стром, 2017. С.121–148.Kameneva M.Yu., Savushkina O.I., Chernyak A.V. [Impulse oscillometry. In: Savushkina O.I., Chernyak A.V., editors. Pulmonary functional tests: from theory to practice. A guide for doctors]. Moscow: Firm Strom; 2017:121–148 (in Russian).Neder A., O’Donnell C.D.J., Cory J., Langer D., Ciavaglia C.E., Ling Y., Webb K.A., O’Donnell D.E. Ventilation Distribution Heterogeneity at Rest as a Marker of Exercise Impairment in Mild-to-Advanced COPD // COPD. 2015. Vol.12, P.249–256. https://doi.org/10.3109/15412555.2014.948997Neder A., O’Donnell C.D.J., Cory J., Langer D., Ciavaglia C.E., Ling Y., Webb K.A., O’Donnell D.E. Ventilation Distribution Heterogeneity at Rest as a Marker of Exercise Impairment in Mild-to-Advanced COPD. COPD 2015; 12(3):249–256. https://doi.org/10.3109/15412555.2014.948997Pisi R., Aiello M., Luigino C., Frizzelli A., Alfieri V., Bertorelli G., Pisi G., Chetta A. Ventilation Heterogeneity in Asthma and COPD: The Value of the Poorly Communicating Fraction as the Ratio of Total Lung Capacity to Alveolar Volume // Respiration. 2021. Vol.100, Iss.5. P.404–410. https://doi.org/10.1159/000513954Pisi R., Aiello M., Luigino C., Frizzelli A., Alfieri V., Bertorelli G., Pisi G., Chetta A. Ventilation Heterogeneity in Asthma and COPD: The Value of the Poorly Communicating Fraction as the Ratio of Total Lung Capacity to Alveolar Volume. Respiration 2021; 100(5):404–410. https://doi.org/10.1159/000513954Frantz S., Nihlén U., Dencker M., Engström G., Löfdahl C.G., Wollmer P. Impulse oscillometry may be of value in detecting early manifestations of COPD // Respir. Med. 2012. Vol.106, Iss.8. Р.1116–1123. https://doi.org/10.1016/j.rmed.2012.04.010Frantz S., Nihlén U., Dencker M., Engström G., Löfdahl C.G., Wollmer P. Impulse oscillometry may be of value in detecting early manifestations of COPD. Respir. Med. 2012; 106(8):1116–1123. https://doi.org/10.1016/j.rmed.2012.04.010Савушкина О.И., Черняк А.В., Крюков Е.В. Возможности импульсной осциллометрии в диагностике дисфункции мелких дыхательных путей у больных бронхиальной астмой // Медицинский альянс. 2020. Т.8, №2. С.72–78. https://doi.org/10.36422/23076348-2020-8-2-72-78Savushkina O.I., Cherniak A.V., Kryukov E.V. [Possibilities of pulse oscillometry in the diagnosis of small airway dysfunction in patients with bronchial asthma]. Medical Alliance 2020; 8(2):72–78. https://doi.org/10.36422/23076348-2020-8-2-72-78 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.