Спосіб моделювання нормативних показників легеневої вентиляції у хлопчиків і дівчаток різних соматотипів

Спосіб визначення показників легеневої вентиляції у дівчаток та хлопчиків з різними типами соматотипу, який відрізняє ться тим, що визначають комплекс соматотипологічних та антропометричних показників, проводять покроковий регресійний аналіз і створюють математичні моделі визначення показників легеневої вентиляції: (19) (21) u200814495 (22) 16.12.2008 (24) 12.01.2009 (46) 12.01.2009, Бюл.№ 1, 2009 р. (72) ВОВЧУК ОЛЕГ МИХАЙЛОВИЧ, UA, ГУНАС ІГОР ВАЛЕРІЄВИЧ, UA, ШЕВЧУК ЮРІЙ ГРИГОРОВИЧ, UA, ДМІТРІЄВ МИКОЛА ОЛЕКСАНДРОВИЧ, U A (73) ВІННИЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМ.М.І.ПИРОГОВА, UA 2 3 } 38325 4 для хлопчиків екто-мезоморфів: ЖЄЛ = -9,31 + 0,29´ ОППВТ + 0,13´ ПЗРГК + 0,1х ПСГРГК- 0,05´ ЖМС + 0,05 ´ ОСТЕ ЄВ = -3,51 + 0,06´ ОГКСС- 0,13´ ОСТО + 0,06´ ОСТН- 0,33´ ТШЖСПП + 0,09´ ТШЖСС ФЖЄ = -9,43 + 0,11´ ОГКСС – 0,13´ ТШЖСЛ + 0,2 ´ МВВТ ФОВ1 = -4,17 + 0,08´ ОГКСС + 0,52´ ММКС- 0,08´ ТШЖСЛ + 0,09´ МТ- 0,07´ ОТ, де: ЖЄЛ - життєва ємкість легенів (л); ЄВ - ємкість вдиху (л); ФЖЄ - форсована життєва ємкість легенів (л); ФОВ1 - об'єм форсованого видиху за першу секунду (л); ВВАТ - висота вертлюгово ї антропометричної точки (см); ВНГАТ - висота надгрудинної антропометричної точки (см); ВПАТ - висота пальцевої антропометричної точки (см); ВПЛАТ - висота плечової антропометричної точки (см); ЖМС - жирова маса за Сірі (кг); ЗКТ - зовнішня кон'югата таза (см); МВВТ - міжвертлюгова відстань таза (см); МВТ - міжостьова відстань таза (см); ММКС - мезоморфний компонент соматотипу (бал); МОВТ - міжостьова відстань таза (см); МТ - маса тіла (кг); ОГКВД - обхват гр удної клітки на вдиху(см); ОГКСД - обхват грудної клітки при спокійному диханні (см); ОГКСС - обхват грудної клітки у спокійному стані (см); ОК - обхват кисті (см); ОПНС - обхват плеча в напруженому стані (см); ОППВТ - обхват передпліччя у верхній третині (см); ОСТЕ - обхват стегна (см); ОСТН - обхват стегон (см); ОСТО - обхват стопи (см); ОТ - обхват талії (см); ОШ - обхват шиї (см); ПЗРГК - передньо-задній розмір грудної клітки (см); ПНГРГК - поперечний нижньогрудинний розмір грудної клітки (см); ППТ - площа поверхні тіла (м 2); ПСГРГК - поперечний середньогрудинний розмір грудної клітки (см); Р – ріст (см); ТШЖСГ - товщина шкірно-жирової складки на грудях (мм); ТШЖСЖ - товщина шкірно-жирової складки на животі (мм); ТШЖСЗПП - товщина шкірно-жирової складки на задній поверхні плеча (мм); ТШЖСЛ - товщина шкірно-жирової складки під лопаткою (мм); ТШЖСПП - товщина шкірно-жирової складки на передпліччі (мм); ТШЖСППП - товщина шкірно-жирової складки на передній поверхні плеча (мм); ТШЖСС - товщина шкірно-жирової складки на стегні (мм); ШДЕГ - ширина дистального епіфіза гомілки (см); ШДЕПП - ширина дистального епіфіза передпліччя (см); ШП - ширина плечей (см). Корисна модель належить до медицини, а саме до нормальної фізіології, стосується прогностичного моделювання нормативних показників легеневої вентиляції на основі аналізу антропометричних, соматотипологічних показників і компонентного складу маси тіла у міських хлопчиків і дівчаток з різними типами соматотипу. Згідно сучасних наукових досліджень вивчення нормативних морфо-функціональних показників організму, в тому числі і показників легеневої вентиляції, без врахування їх взаємозв'язків з іншими конституціональними параметрами організму здорової людини не дозволяє коректно оцінити стан цих показників та гальмує розвиток діагностики і лікування різних захворювань. Згідно досліджень Б.М. Никитюка і Н.А. Корнетова [1998] отримання максимально повної інформації про зв'язок різних конституційних ознак (в тому числі антропометричних показників, соматотипу, компонентного складу маси тіла) з виникненням мультифакторіальних захворювань є одним із підходів для реалізації феногенетичного аналізу. Однак, для встановлення конституційних критеріїв цих захворювань необхідно чітко провести межу між нормою та патологією, для чого потрібно накопичення фактичних даних про здорову людину [Никитюк Б.М., Мороз В.М., Никитюк Д.Б., 1998]. Таким чином, необхідність вивчення взаємозв'язків показників легеневої вентиляції з антропологічними показниками у здорових міських підлітків різних соматотипів та розробка на основі цих даних нормативних показників легеневої вентиляції без сумніву потребує подальших наукових розробок і визначає актуальність даного дослідження. Прототип способу, що пропонується, невідомий. В основу корисної моделі "Спосіб моделювання нормативних показників легеневої вентиляції у хлопчиків і дівчаток різних соматотипів" поставлене завдання шляхом вивчення антропометричних, соматотипологічних показників, показників легеневої вентиляції та використання математичного 5 38325 апарату і статистичних моделей розробити адекватний підхід до здійснення прогностичної оцінки та моделювання нормативних показників легеневої вентиляції для хлопчиків і дівчаток з різними типами соматотипів. Поставлене завдання досягається способом, в якому згідно з корисною моделлю, визначають комплекс антропометричних, соматотипологічних показників, показників легеневої вентиляції, ком } } } } } } 6 понентний склад маси тіла у практично здорових міських хлопчиків і дівчаток Поділля різних соматотипів, проводять покроковий регресійний аналіз і створюють математичні моделі визначення нормативних індивідуальних показників легеневої вентиляції. Статистична модель, що надає можливість визначити показники легеневої вентиляції, має наступний вигляд: Для дівчаток мезоморфів: ЖЄЛ= -6,11 + 0,04´ Р РІСТ + 0,67´ ШДЕГ - 0,84´ ШДЕПП + + 0,08´ ШП + 0,43 ´ ТШЖСПП - 0,1 ´ ТШЖСС ЄВ = -4,03 + 0,07´ ОСТН + 0,12´ ОСТО- 0,05´ ОСТЕ. ФЖЄ = -3,3 + 0,07´ ОГКВД + 0,11´ МВВТ-0,21´ОПНС + 0,11´ МВТ ФОВ1 = -2,59 + 0,06´ ВП АТ - 0,19´ ТШЖСППП + 0,13´ МОВТ- 0,17´ ОПHС + 0,04´ОГКВД Для дівчаток ектоморфів: ЖЄЛ= -2,0 + 14,42´ ППТ- 0,09´ ВПАТ - 0,16´ МТ - 0,1 ´МВВТ. ЄВ = -3,38 + 0,05´ ОГКВД + 0,1 ´ ПЗРГК. ФЖЄ = -6,54 + 0,13´ ОГКВД- 0,19´ ТШЖСЗПП – 0,1´ ПСГРГК + 0,44´ШДЕПП. ФОВ1 = -5,65 + 0,12´ ОГКВД- 0,11´ТШЖСЗПП - 0,17´ЗКТ- 0,12´ ОСТО + 0,03´Р Для дівчаток екто-мезоморфів: ФЖЄ = -4,19 + 0,35´ МВВТ + 0,04´ ВПЛАТ - 0,14´ ОСТН + 0,09´ МТ + 0,09´ ТШЖСЛ ЖЄЛ= -5,16 + 0,16´ ОГКСД-0,07´ ОСТН + 0,11´ ПСГРГК ФОВ1 = -12,04 + 0,27´ МОВТ + 0,26´ ОК + 0,04´ ВПЛАТ Для хлопчиків мезоморфів: ЖЄЛ= -8,54 + 0,1 ´ ОШ + 0,12´ Р + 0,19´ ТШЖСППП - 0,08´ ВПЛАТ ЄВ = -4,96 + 0,21 ´ ОШ + 0,16´ ПНГРГК- 0,11 ´ МОВТ ФЖЄ = -5,08 + 0,18´ Р - 0,18´ ВПЛАТ + 0,05´ ВВАТ + 0,45´ ТШЖСГ0,54´ ТШЖСППП + 0,05´ МТ-0,13´ МВВТ ФОВ1 = -9,73 + 0,17´ріст - 0,14´ ВНГ АТ - 0,32´ТШЖСПП + 0,19´ ТШЖСГ +0,05 ´ ВВАТ Для хлопчиків ектоморфів: ЖЄЛ =-4,39 + 4,77´ППТ- 0,13´ МВВТ + 0,08´ ПНГРГК + 0,04´ ОГКВД ЄВ = 4,25 +0,11´МТ-0,30´ОППВТ ФЖЄ = -6,45 + 0,35х ОШ- 0,1 х ТШЖСЛ. ФОВ1 = -6,63 + 0,06´ ВНГАТ - 0,14´ ТШЖСЖ + 0,14´ ОШ - 0,09´ ПСГРГК Для хлопчиків екто-мезоморфів: ЖЄЛ = -9,31 + 0,29´ ОППВТ + 0,13´ ПЗРГК + 0,1х ПСГРГК- 0,05´ ЖМС + 0,05 ´ ОСТЕ ЄВ = -3,51 + 0,06´ ОГКСС- 0,13´ ОСТО + 0,06´ ОСТН- 0,33´ ТШЖСПП + 0,09´ ТШЖСС ФЖЄ = -9,43 + 0,11´ ОГКСС – 0,13´ ТШЖСЛ + 0,2 ´ МВВТ. ФОВ1 = -4,17 + 0,08´ ОГКСС + 0,52´ ММКС- 0,08´ ТШЖСЛ + 0,09´ МТ- 0,07´ ОТ де: ЖЄЛ життєва ємкість легенів (л); ЄВ ємкість вдиху (л); ФОВ1 об'єму форсованого видиху за першу секунду (л); ВВАТ висота вертлюгової антропометричної точки (см); ВНГАТ висота надгрудинної антропометричної точки (см); ВПАТ висота пальцевої антропометричної точки (см); ВПЛАТ висота плечової антропометричної точки (см); ЖМС жирова масу за Сірі (кг); ЗКТ зовнішня кон'югату таза (см); МВВТ міжвертлюгова відстань таза (см); МВТ міжостьова відстань таза (см); ММКС мезоморфний компонент соматотипу (бал); МОВТ міжостьова відстань таза (см); МТ маса тіла (кг); ОГКВД обхват гр удної клітки на вдиху (см); ОГКВИ обхват грудної клітки на видиху (см); 7 38325 ОГКСД обхват грудної клітки при спокійному диханні (см); ОГКСС обхват грудної клітки у спокійному стані (см); ОК обхват кисті (см); ОПНС обхват плеча в напруженому стані (см); ОППВТ обхват передпліччя у верхній третині (см); ОСТЕ обхват стегна (см); ОСТН обхват стегон (см); ОСТО обхват стопи (см); ОТ обхват талії (см); ОШ обхват шиї (см); ПЗРГК передньо-задній розмір грудної клітки (см); ПНГРГК поперечний нижньо-грудинний розмір грудної клітки (см); ППТ площу поверхні тіла (м 2); ПСГРГК поперечний середньо-грудинний розмір грудної клітки (см); Р ріст(см); ТШЖСГ товщина шкірно-жирової складки на грудя х (мм); ТШЖСЖ товщина шкірно-жирової складки на животі (мм); ТШЖСЗПП товщина шкірно-жирової складки на задній поверхні плеча (мм); ТШЖСЛ товщина шкірно-жирової складки під лопаткою (мм); ТШЖСПП товщина шкірно-жирової складки на передпліччі (мм); ТШЖСППП товщина шкірно-жирової складки на передній поверхні плеча (мм); ТШЖСС товщина шкірно-жирової складки на стегні (мм); ШДЕГ ширина дистального епіфіза гомілки (см); ШДЕПП ширина дистального епіфіза передпліччя (см); ШП ширина плечей (см). Спосіб здійснюється таким чином. На попередньому етапі визначення показників легеневої вентиляції у здорових підлітків проводили: - Антропометричне дослідження за методикою В.В. Бунака [Бунак В.В. Антропометрия. -М.: Учмедгиз Наркомпроса РСФСР. - 1941. -368с.]. Компонентний склад маси тіла вивчали за методом J. Mateigka [Matiegka J. The testing of physical efficiency //Amer. J. Phys. Antropol. -1921. Vol.2, №3. -P.25-38]. Соматотипування проводили за розрахунковою модифікацією методу В. Heath і J. Carter [Carter J.L., Heath B.H. Somatotyping - development and applications.- Cambridge University Press, 1990. -504p.]. Спірографічне дослідження проводили за загальноприйнятою методикою американської асоціації пульмонологів (American Thoracic Society), прийнятої у 1994 році. Дослідження виконували на апараті Medgraphics Pulmonary Function System 1070 series. Дослідження проводили зранку до обіднього часу. Слід відзначити, що для підвищення достовірності результатів необхідно виконання трьох, а, іноді, й значно більшої кількості спроб. Перед дослідженням обстежуваному рекоменду 8 вали перебувати в спокійному стані протягом 2030 хвилин. За цей час пацієнта ознайомлювали з методикою проведення кожного з 3-х етапів спірометричного дослідження. 1 етап: визначення життєвої ємності легень (ЖЄЛ - SVC), максимальний спокійний об'єм вдиху (IС) та максимальний спокійний об'єм видиху (ERV). Пацієнту пропонували дихати спокійно в мундштук, затиснувши спеціальною прищіпкою ніс. Після 5-6 спокійних актів „вдих-видих" пацієнт максимально глибоко вдихав і одразу після цього максимально спокійно видихав. 2 етап: визначення форсованої життєвої ємності легенів (FVC), об'єм у форсованого видиху за першу секунду (FEV1), відношення об'єму форсованого видиху за першу секунду до форсованої життєвої ємності легенів (FEV1 /FVC), швидкості потоку повітря під час форсованого видиху на різних ділянках розгалуження бронхо-легеневого дерева (БЛД): 25%, 50% та 75% (відповідно FEF25%, FEF50% та FEF75%, максимальна швидкість потоку повітря, що видихається (FEFmax), середня швидкість потоку повітря під час форсованого видиху на ділянках 25-75% та 75-85% розгалуження БЛД (відповідно FEF25-75% та FEF7585%), швидкість потоку повітря на вдиху в середньому відділі БЛД (FIF50%) та відношення показників швидкості потоку повітря при максимально різкому форсованому видиху до вдиху при проведенні проби (FEF50% /FIF50%). При визначенні вище зазначених показників автоматично програмою дослідження реєструвалась форсована ємність легенів на вдиху (FVC). 3 етап: визначення максимальної довільної вентиляції легень (MBЛ - MVV). Це найбільш навантажена частина спірографічного дослідження. Для визначення MVV пацієнту пропонували дихати максимально часто та якомога глибше протягом 12 секунд. При виконанні всіх спроб у програмі фіксували отримані дані, порівнюючи їх з нормативами, які обчислювались програмою з урахуванням попередньо введених санітарно-гігієнічних та антропометричних показників. Таку пробу проводили тричі, враховували кращий результат. Для статистичної обробки отриманих результатів та побудови математичних моделей використовували статистичний пакет "STATISTICA 5.5". На завершальному етапі для розробки математичних моделей для визначення показників легеневої вентиляції застосовували методику прямого покрокового регресійного аналізу, який не вимагає наявності лінійного зв'язку між перемінними величинами та нормального розподілу залишків. При проведенні прямого покрокового регресійного аналізу нами були визначені наступні умови: перша - кінцевий варіант моделі повинен мати коефіцієнт детермінації (R2) не менше 0,50, тобто точність опису ознаки, що моделюється - не менша 50%; друга - значення F-критерію не менше 2,5; третя - кількість вільних членів, що включаються до моделі повинна бути, по можливості, мінімальною. Використання запропонованого підходу надає можливість визначити індивідуальні нормальні показники легеневої вентиляції та адекватно вирі 9 38325 шити завдання діагностики захворювань з урахуванням, соматотипологічних, статеви х, конституціональних та вікових особливостей людини. Приклад 1. Хлопчик М. 14р. має ектоморний тип соматотипу; обхват передпліччя у верхній третині 21.47 (см); маса тіла 50.16 (кг); обхват шиї 31.16 (см); товщина шкірно-жирової складки під лопаткою 3 (мм). Визначити індивідуальні нормальні показники ємкості вдиху та форсованої життєвої ємкості легенів. Комп’ютерна в ерстка Л.Литв иненко 10 Використовуючи запропонований спосіб розрахунок необхідних показників проводимо, використовуючи слідуючі формули: ЄВ = 4,25 + 0,11´МТ-0,31´ОППВТ = 4,25+ 0,11´ 50,16-0,31´21,47 = 3,09 ФЖЄ = -6,45 + 0,35´ОШ-0,1´ ТШЖСЛ = -6,45 + 0,35´31,16- 0,1´ 3 = 4,16 Висновок: Для хлопчика М. індивідуальними нормальними показниками слід вважати: ЄВ - 3.09л, ФЖЄ - 4,16л. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601