cfpdБюллетень физиологии и патологии дыханияBulletin Physiology and Pathology of Respiration1998-5029Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания10.36604/1998-5029-2022-86-62-67cfpd-1057Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯORIGINAL RESEARCHСпособ определения воздухонаполненности легких у больных бронхиальной астмой с осмотической гиперреактивностью дыхательных путейMethod for lung inflation determining in asthma patients with osmotic airway hyperresponsivenessАфанасьеваЕ. Ю.Afanas'evaE. Yu.

Евгения Юрьевна Афанасьева, канд. мед. наук, младший научный сотрудник, лаборатория молекулярных и трансляционных исследо­ваний; научный сотрудник лаборатории математического моделиро­вания сложных физических и биологических систем

675000, г. Благовещенск, ул. Калинина, 22

675027, г. Благовещенск, Игнатьевское шоссе, 21

Evgeniya Yu. Afanas'eva, PhD (Med.), Junior Staff Scientist of Labo­ratory of Molecular and Translational Research; Staff Scientist of La­boratory of Mathematical Modeling of Complex Physical and Biological Systems

22 Kalinina Str., Blagoveshchensk, 675000

21 Ignatievskoe Highway, Blagoveshchensk, 675027

evgeniyananev@yandex.ruФедеральное государственное бюджетное научное учреждение «Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания»; Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Амурский государственный университет»РоссияFar Eastern Scientific Center of Physiology and Pathology of Respiration; Amur State UniversityRussian Federation2022221220220866267Copyright © Афанасьева Е.Ю., 20222022Афанасьева Е.Ю.Afanas'eva E.Y.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://cfpd.elpub.ru/jour/article/view/1057Цель

Цель. Разработать способ определения воздухонаполненности легких по параметрам спирометрии «поток-объем» форсированного выдоха.

Материалы и методы

Материалы и методы. У 43 пациентов с легкой персистирующей некон­тролируемой бронхиальной астмой в сочетании с осмотической гиперреактивностью дыхательных путей была проведена оценка параметров вентиляционной функции легких методами спирометрии с применением бронхо­дилатационного теста и бодиплетизмографии.

Результаты

Результаты. Из всей совокупности параметров при помощи ре­грессионного анализа были построены два уравнения, с включением основных спирометрических показателей (ОФВ1 в % от должной величины, АОФВ1 и АМОС75 после бронходилатационного теста, в %). Полученные урав­нения позволяют рассчитать показатели воздухонаполненности легких у больных бронхиальной астмой с осмо­тической гиперреактивностью дыхательных путей для отбора больных для направления на проведение бодиплетизмографии и мультиспиральной компьютерной томографии легких с целью диагностики выраженности гиперинфляции.

Заключение

Заключение. Разработанные регрессионные модели предоставляют возможность предваритель­ной оценки наличия и степени гиперинфляции легких у больных бронхиальной астмой с осмотической гипер­реактивностью дыхательных путей, определять персональные подходы к базисной противовоспалительной терапии и при необходимости своевременно проводить ее коррекцию.

Aim

Aim. To develop a method for determining the lung inflation by the indexes of forced expiratory flow­volume spirometry.

Materials and methods

Materials and methods. In 43 patients with mild persistent uncontrolled asthma in combination with osmotic airway hyperresponsiveness, the lung function indexes were assessed by spirometry using a bronchodilation test and bodyplethysmography.

Results

Results. From the entire set of parameters, using regression analysis, two equations were con­structed, with the inclusion of the main spirometric indicators (FEV1 in % of the due value, AFEVt and AFEF75 after the bronchodilation test, in %). The equations obtained make it possible to calculate lung inflation indices in asthma patients with osmotic airway hyperresponsiveness to select patients for referral for bodyplethysmography and multispiral computed tomography of the lungs in order to diagnose the severity of hyperinflation.

Conclusion

Conclusion. The developed regression models provide an opportunity for a preliminary assessment of the presence and degree of lung hyperinflation in asthma patients with osmotic airway hyperresponsiveness, to determine personal approaches to basic anti-inflammatory therapy and, if necessary, to correct it in a timely manner.

бронхиальная астмаосмотическая гиперреактивность дыхательных путейгиперинфляция легкихрегрессионная модельbronchial asthmaosmotic airway hyperresponsivenesslung hyperinflationregression modelИсследование выполнено при частичной поддержке Министерства науки и высшего образования (проект 122082400001-8)The study was partially supported by the Ministry of Science and High Education of the Russian Federation (Project No. 122082400001-8)ReferencesLui J.K., Lutchen K.R. The role of heterogeneity in asthma: a structure-to-function perspective // Clin. Transl. Med. 2017. Vol.6, Iss.1. Article number: 29. https://doi.org/10.1186/s40169-017-0159-0Lui J.K., Lutchen K.R. The role of heterogeneity in asthma: a structure-to-function perspective. Clin. Transl. Med. 2017; 6(1):29. https://doi.org/10.1186/s40169-017-0159-0Приходько А.Г., Перельман Ю.М., Колосов В.П. Гиперреактивность дыхательных путей. Владивосток: Дальнаука, 2011. 204 с. ISBN: 978-5-8044-1220-4. EDN: POBRZA.Prikhodko A.G., Perelman J.M., Kolosov V.P. [Airway hyperresponsiveness]. Vladivostok: Dal'nauka; 2011 (in Russian). ISBN: 978-5-8044-1220-4Перельман Ю.М., Наумов Д.Е., Приходько А.Г., Колосов В.П. Механизмы и проявления осмотической гиперреактивности дыхательных путей. Владивосток: Дальнаука, 2016. 240 с. ISBN: 978-5-8044-1627-1Perelman J.M., Naumov D.E., Prikhodko A.G., Kolosov V.P. [Mechanisms and manifestations of osmotic airway hyperresponsiveness]. Vladivostok: Dal'nauka; 2016 (in Russian). ISBN: 978-5-8044-1627-1Donovan G.M. Inter-airway structural heterogeneity interacts with dynamic heterogeneity to determine lung function and flow patterns in both asthmatic and control simulated lungs // J. Theor. Biol. 2017. Vol.435. Р.98-105. https://doi.org/10.1016/j.jtbi.2017.08.024Donovan G.M. Inter-airway structural heterogeneity interacts with dynamic heterogeneity to determine lung function and flow patterns in both asthmatic and control simulated lungs. J. Theor. Biol. 2017; 435:98-105. https://doi.org/10.1016/j.jtbi.2017.08.024Foy B.H., Kay D. A computational comparison of the multiple-breath washout and forced oscillation technique as markers of bronchoconstriction // Respir. Physiol. Neurobiol. 2017. Vol.240. Р.61-69. https://doi.org/10.1016/j.resp.2017.02.016Foy B.H., Kay D. A computational comparison of the multiple-breath washout and forced oscillation technique as markers of bronchoconstriction. Respir. Physiol. Neurobiol. 2017; 240:61-69. https://doi.org/10.1016/j.resp.2017.02.016Афанасьева Е.Ю., Приходько А.Г., Ильин А.В., Перельман Ю.М. Изменения воздухонаполненности легких у больных бронхиальной астмой с осмотической гиперреактивностью дыхательных путей // Пульмонология. 2021. Т.31. №6. С.749-758. EDN: SMCDUL. https://doi.org/10.18093/0869-0189-2021-31-6-749-758Afanas'eva E.Yu., Prikhodko A.G., Il'in A.V., Perelman J.M. [Changes in lung inflation in asthma in patients with osmotic airway hyperresponsiveness]. Pulmonologiya 2021; 31(6):749-758 (in Russian). https://doi.org/10.18093/0869-0189-2021-31-6-749-758Ильин А.В., Перельман Ю.М., Леншин А.В., Приходько А.Г. Применение компьютерной томографии с трехмерной волюметрией в диагностике нарушений вентиляционной функции легких у больных бронхиальной астмой // Бюллетень физиологии и патологии дыхания. 2014. Вып.51. С.33-37. EDN: RZAQMJ.Il'in A.V., Perelman J.M., Lenshin A.V., Prikhodko A.G. [Application of computer-aided tomography with 3D volumetry in the diagnose of lung function disorders in patients with bronchial asthma]. Bulleten' fiziologii ipatologii dyhania = Bulletin Physiology and Pathology of Respiration 2014; (51):33-37 (in Russian).Ильин А.В., Перельман Ю.М., Приходько А.Г., Леншин А.В. Взаимосвязь проходимости и реактивности мелких бронхов с гиперинфляцией легких у больных бронхиальной астмой с холодовой гиперреактивностью дыхательных путей // Дальневосточный медицинский журнал. 2014. Вып.3. С.18-22. EDN: SYQJGB.Il'in A.V., Perel'man J.M., Prikhodko A.G., Lenshin A.V. [Interrelation of potency and reactivity of small bronchi with lung hyperinflation in patients with bronchial asthma and cold airway hyperresponsiveness]. Dal'nevostochnyy meditsinskiy zhurnal 2014; (3):18-22 (in Russian).Ильин А.В., Перельман Ю.М., Приходько А.Г., Леншин А.В. Изменения воздухонаполненности легких у больных бронхиальной астмой в зависимости от степени контроля над заболеванием // Бюллетень физиологии и патологии дыхания. 2014. Вып.52. С.34-40. EDN: SFMIBF.Il'in A.V., Perelman J.M., Prikhodko A.G., Lenshin A.V. [The changes in lungs inflation in asthmatics depending on the degree of asthma control]. Bulleten' fiziologii i patologii dyhania = Bulletin Physiology and Pathology of Respiration 2014; (52):34-40 (in Russian).Dubsky S., Zosky G.R., Perks K., Samarage C.R., Henon Y., Hooper S.B., Fouras A. Assessment of airway response distribution and paradoxical airway dilation in mice during methacholine challenge // J. Appl. Physiol. 2017. Vol.122, Iss.3. Р.503-510. https://doi.org/10.1152/japplphysiol.00476.2016Dubsky S., Zosky G.R., Perks K., Samarage C.R., Henon Y., Hooper S.B., Fouras A. Assessment of airway response distribution and paradoxical airway dilation in mice during methacholine challenge. J. Appl. Physiol. 2017; 122 (3):503-510. https://doi.org/10.1152/japplphysiol.00476.2016Plantier L., Pradel A., Delclaux C. Mechanisms of non-specific airway hyperresponsiveness: Methacholine-induced alterations in airway architecture // Rev. Mal. Respir. 2016. Vol.33, Iss.8. Р.735-743. https://doi.org/10.1016/j.rmr.2015.10.742Plantier L., Pradel A., Delclaux C. Mechanisms of non-specific airway hyperresponsiveness: Methacholine-induced alterations in airway architecture. Rev. Mal. Respir. 2016; 33(8):735-743. https://doi.org/10.1016/j.rmr.2015.10.742Global Initiative for Asthma (GINA). Global strategy for asthma management and prevention (Updated 2022). URL: https://ginasthma.org.Global Initiative for Asthma (GINA). Global strategy for asthma management and prevention (Updated 2022). Available at: https://ginasthma.org.Miller M.R., Hankinson J., Brusasco V., Burgos F., Casaburi R., Coates A., Crapo R., Enright P., van der Grinten C. P.M., Gustafsson P., Jensen R., Johnson D.C., MacIntyre N., McKay R., Navajas D., Pedersen O.F., Pellegrino R., Viegi G., Wanger J. Standardisation of spirometry // Eur. Respir. J. 2005. Vol.26.Р.319-338. https://doi.org/10.1183/09031936.05.00034805Miller M.R., Hankinson J., Brusasco V., Burgos F., Casaburi R., Coates A., Crapo R., Enright P., van der Grinten C.P.M., Gustafsson P., Jensen R., Johnson D.C., MacIntyre N., McKay R., Navajas D., Pedersen O.F., Pellegrino R., Viegi G., Wanger J. Standardisation of spirometry. Eur. Respir. J. 2005; 26:319-338. https://doi.org/10.1183/09031936.05.00034805Coates A.L., Wanger J., Cockcroft D.W., Culver B.H., Kai-Hakon Carlsen, Diamant Z., Gauvreau G., Hall G.L., Hallstrand T.S., Horvath I., de Jongh F.H.C., Joos G., Kaminsky D.A., Laube B.L., Leuppi J.D., Sterk P.J. ERS technical standard on bronchial challenge testing: general considerations and performance of methacholine challenge tests // Eur. Respir. J. 2017. Vol.49. Article number: 1601526. https://doi.org/10.1183/13993003.01526-2016Coates A.L., Wanger J., Cockcroft D.W., Culver B.H., Kai-Hakon Carlsen, Diamant Z., Gauvreau G., Hall G.L., Hallstrand T.S., Horvath I., de Jongh F.H.C., Joos G., Kaminsky D.A., Laube B.L., Leuppi J.D., Sterk P.J. ERS technical standard on bronchial challenge testing: general considerations and performance of methacholine challenge tests. Eur. Respir. J. 2017; 49:1601526. https://doi.org/10.1183/13993003.01526-2016Wanger J., Clausen J.L., Coates A., Pedersen O.F., Brusasco V., Burgos F., Casaburi R., Crapo R., Enright P., van der Grinten C.P.M., Gustafsson P., Hankinson J., Jensen R., Johnson D., MacIntyre N., McKay R., Miller M.R., Navajas D. , Pellegrino R., Viegi G. Standardisation of the measurement of lung volumes // Eur. Respir. J. 2005. Vol.26, Iss.3. Р.511-522. https://doi.org/10.1183/09031936.05.00035005Wanger J., Clausen J.L., Coates A., Pedersen O.F., Brusasco V., Burgos F., Casaburi R., Crapo R., Enright P., van der Grinten C.P.M., Gustafsson P., Hankinson J., Jensen R., Johnson D., MacIntyre N., McKay R., Miller M.R., Navajas D., Pellegrino R., Viegi G. Standardisation of the measurement of lung volumes. Eur. Respir. J. 2005; 26(3):511-522. https://doi.org/10.1183/09031936.05.00035005Hallstrand T.S., Leuppi J.D., Joos G., Hall G.L., Carlsen K.H., Kaminsky D.A., Coates A.L., Cockcroft D.W., Culver B.H., Diamant Z., Gauvreau G.M., Horvath I., de Jongh F.H.C., Laube B.L., Sterk P.J., Wanger J. ERS technical standard on bronchial challenge testing: pathophysiology and methodology of indirect airway challenge testing // Eur. Respir. J. 2018. Vol.52, Iss.5. Article number: 1801033. https://doi.org/10.1183/13993003.01033-2018Hallstrand T.S., Leuppi J.D., Joos G., Hall G.L., Carlsen K.H., Kaminsky D.A., Coates A.L., Cockcroft D.W., Culver B.H., Diamant Z., Gauvreau G.M., Horvath I., de Jongh F.H.C., Laube B.L., Sterk P.J., Wanger J. ERS technical standard on bronchial challenge testing: pathophysiology and methodology of indirect airway challenge testing. Eur. Respir. J. 2018; 52(5):1801033. https://doi.org/10.1183/13993003.01033-2018

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