Спосіб багатопараметричної діагностики легеневих захворювань

Спосіб багатопараметричної діагностики легеневих захворювань, який грунтується на реєстрації і аудіовізуальній обробці дихальних шумів з наступною комп'ютерною обробкою, який відрізняється тим, що реєстрацію дихальних шумів здійснюють 3 41825 4 дихання, і по результатах такої обробки відносять В якості параметрів, що фігурують в діагностованого пацієнта до одного з класів – “нопроцедурі прийняття рішення "норма-патологія" рма” чи “патологія” і наступним поданням діагносвикористовують як часові, так і спектральні характу ресіпросопограм, класу “патологія” для податеристики сигналу, що зареєструвався на грудній льшого аудівізуального аналізу. клітині. "Відстань" між усередненими по часу оціСаме багатоканальна синхронна реєстрація нками спектральної щільності сигналів, що зареєдихальних шумів, на відміну від попередніх зразструвалися на грудній клітині пацієнта оцінюють ків, дає можливість використовувати в якості діагпо формулі (Бендат Д., Пирсол А. Прикладной ностично значимих ознак параметри таких статианализ случайных данных. -М.: "Мир", 1989, 540 стичних характеристик як взаємні спектри та фунс.): 2 кцію когерентності, а також проводити перехрес-1 G1 ( f j ) ù é1 1 ù N é не статистичне порівняння автоспектрів та огина2 Dik = ê + ú ú êlog ючих зареєстрованих по кожному із каналів сигë n1 n2 û j = 1 ê G2 ( f j ) ú û ë налів. Вектор параметрів діагностичних ознак, де 1 и 2 - число усереднень оцінок який формується при цьому дозвляє значно підспектральної щільності G 1() та G 2() в тій самій вищити ефективність діагностики легеневих захворювань не тільки за рахунок появи принципово полосі частот (a, b) шириною =а–b, =B/D f , D рознових параметрів, але й в зв'язку з тим, що з'яврізняюча здатність спектрів 1( f ) и 2(). Індекс i ляється можливість отримати ці параметри при меншому співвідношенні сигнал/завада, що дуже коло параметру пов'язаний з тим, "відстані»" між важливо для виявлення захворювань на ранніх якими саме функціями вимірюється (наприклад стадіях хвороби. між автоспектрами в попарносимметричних тоПрактика використання розробленого спосочках), а індекс k залежить від номера точки і ребу в умовах стаціонару показала, що саме такий жиму дихання. Оскільки виміри проводять в двох підхід – автоматична оцінка інтегральних харакпарах попарпосимметричних точок і при двох теристик дихальних шумів з наступним візуальрежимах дихання, то k =1,...,4. ним аналізом респіросонограм – є найбільш ефеРозглядають такі параметри: ктивним і дозволяє оцінити систему, що пропонується як таку, що має великі можливості не тільки – “Відстань” D1k між середньою зваженою в силу високої діагностичної ефективності, але й частотою через свою практично абсолютну екологічну чистоту. Комп'ютерний комплекс, на якому здійснюється діагностика (фіг. 1) складається з високочутливих мініатюрних п’єзокерамічних акустичних сенсорів 1, багатоканальних малошумних підсив понарносимметричннх точках для двох лювачів з системою фільтрів високих і низьких частот 2, персонального комп'ютера зі спеціалізорежимів дихання. Тут Gl ( f j, t m ) - короткочасні ваним програмним забезпеченням 3, розроблеспектри дихальних шумів в момент t m для лівої ним авторами винаходу. Для контролю якості сигналу використовуються головні телефони 4, підк( l =1) і правої ( l =2) точок відповідно (аналог лючені до виходу частотних фільтрів підсилюваогинаючої в (разовій площині частота-час); ча, а також комп'ютерна мультимедійна перифе– “Відстань” між усередненими по часу орія. цінками спектральної щільності сигналів, що Спосіб здійснюється таким чином. Реєстрація зареєструвалися в попарносиметричнпх точках дихальних шумів проводиться в двох парах попана грудної клітині пацієнта окремо для вдиху та рно симетричних точок на поверхні грудної клітидля видоху для нормального і дихання, що ни пацієнта (синхронно в кожній парі): на рівні 2форсувалося. го ребра по середньоключичній лінії (праворуч і – "Відстань" між усередненими по часу ліворуч) – в подальшому ці точки позначаються, оцінками спектральної щільності вдиху і видиху як точки № 2; на рівні 7-го ребра під кутом лопатдля кожного каналу ( D4 k , D5 k ), для двох ки (праворуч та ліворуч) – точки № 7. Перевірка пропонованого способу здійснюварежимів дихання. лась на реперезентативній вибірці з 32-х пацієн– “Відстань” між усередненими по часу оцінтів. Було досліджено 17 пацієнтів з різними патоками спектральної щільності кожної з "еталонної" логіями дихальних шляхів (бронхіальна ядуга, обспектральної щільності дихальних шумів здорової структивний бронхіт, бронхопневмонія). У декільлюдини ( D6 k ). В якості "еталонної" спектральної кох хворих реєстрація дихальних шумів проводищільності використовувався запис дихальних шлася декілька разів під час їхнього перебування в стаціонарі. В якості "тренувальної" вибірки викоумів пацієнта з "тренувальної" вибірки, відібраний ристовувались записи дихальних шумів 16-ти палікарем-експертом. цієнтів, верифікованих лікарями як здорові. Вік Після обчислення кожного з перелічених пацієнтів (як "тренувальної", так і "екзаменованої" параметрів їх приводять до середнього і нормують па дисперсію "тренувальної" вибірки вибірки) складав 7-14 років. Запис проводився в (яка знаходиться в пам'яті компьютера). При сидячому положенні в двох режимах: а) нормальцьому, пороговий рівень формують таким чином, не дихання і б) форсоване дихання. å 2 5 41825 6 щоб можливість гіпердіагностики була осі ординат. виключена. На малюнку добре прослідковується позитивВ результаті, після введення "робочої" на динаміка течії захворювання пацієнта, що досреалізації (тобто запису дихальних шумів ліджувався. Тобто, координати параметрів змінюдосліджуваного пацієнта), алгоритм формує ються від виміру до виміру в напрямку до порогохарактеристичний вектор, компоненти якого вого рівня для кожного з параметрів. Координати, порівнюють з пороговим рівнем (див. фіг. 2). На що відповідають останньому виміру (вимір № 4 цьому малюнку лінією 1 позначені компоненти на осі абсцис) в день виписки пацієнта з характеристичного вектору, сформованого при стаціонару не перевищують порогового рівня для аналізі дихальних шумів хворого пацієнта, лінією жодного параметру. 2 – цього ж пацієнта після одужання, а лінією 3 – В Таблиці 1 представлені результати аналізу горизонтальна пряма позначає пороговий рівень. ефективності різних параметрів при виявленні На основі порівняння компонентів легеневих патологій. Якість розпізнання характеристичного вектору з пороговим рівнем характеризувалася відношенням правильно приймають рішення про належність пацієнта до ідентифікованих пацієнтів, що відносяться класу одного з класів "норма" чи "патологія". В “патологія”, до загальної кількості пацієнтів цього останньому випадку на екрані дісплея малюють ж класу. поліхромну респіросонограму дихальних шумів, Значення, виставлені в шпальті "Загалом" позареєстрованих в двох парах казують кількість правильно ідентифікованих папопарносиметричних точок на грудній клітині цієнтів, коли хоча б одне значення параметру пепацієнта (фіг. 3). Це дає можливість більш ревершує пороговий рівень. детально візуально дослідити "акустичний Виявлено такі закономірності: портрет" пацієнта – тобто розглянутиї які саме – Найбільш діагностично ефективними є пераускультативні ознаки свідчать про патологічний ші три параметри: відстань між середньою зважепроцес (хрипи, крепітації, ослаблене чи посилене ною частотою, відстань між спектрами вдохів і відихання), в якій фазі дихального циклу ці ознаки дстань між спектрами видихів в попарносиметрибули зафіксовані, частота їх повторення, і т. п. чних точках. Крім того, можливість об'єктивізації – Параметри № 4 і № 5 (відстань між спектаускультативних ознак дихальних шумів дає ром вдиху і спектром видиху) для кожного з каналікареві змогу на кількісному рівні лів майже вдвічі відрізняються по кількості правипрослідковувати динаміку одужання льно ідентифікуваних хворих. Це пов'язано з тієї досліджуваного пацієнта. обставиною, що в екзаменованій вибірці пацієнтів В якості ілюстрації останнього на фіг. 4 домінувала кількість хворих з правобічною патопредставлені результати обробки дихальних логією легенів, а саме за що сторону і "відповішумів одного з пацієнтів, що були зареєстровані дає" параметр D5 k . на різних стадіях видужання. По осі абсцис – Найменш ефективним є параметр № 6 -"вівідкладені номери записів, проведених в різні дні дстань" між усередненими по часу оцінками спеквід початку госпіталізації, по осі ординат – тральної щільності кожної з "еталонних" спектраномери парметрів, а по осі аплікат відповідні льних щільності дихальних шумів здорової людзначення параметрів. Номери параметрів ини. Це пов'язане з сильною залежністю спектрів відкладалися в тому порядку, в якому вони дихальних шумів від конституційних особливостепредставлені в Таблиці 1 (всього 5х4 параметрів, й пацієнта і від інтенсивності дихання. В силу цієї останній – шостий параметр не представлений обставини пороговий рівень, для цього парамена малюнку через його малу інформативність в тру виявився значно вище пороговнх рівнів для інаведеному прикладі). нших параметрів. Пацієнт, параметри якого представлені на – Діагмостнчно ефективними є режими замалюнку, поступив в клінику з діагнозом правобіпису як при "нормальному" так і при “форсочна вогнищева бронхопневмонія, середнього стуваному” диханні (з деякою перевагою останньопеня тяжкості, ДН0-1. Хворий мав нормостенічну го). статуру, вік – 14 років. Занедужав за тиждень до Крім того, виявлено, що різні параметри в різнадходження в стаціонар. Захворювання почалоній мірі чутливі до різних патологій у різних ся з підвищення температури, катаральних явищ, пацієнтів, тобто, якщо якийсь із параметрів для дпомірних ознак інтоксикації. Амбулаторно пройаного пацієнта не перевершує порогового рівня, шов курс лікування з приводу гострого респіратото його (рівень) можуть перевищити інші паррного вірусного захворювання. В зв'язку з тим, аметри. Саме в силу цієї обставини загальне чищо в стані і самопочутті хворого позитивної динасло правильно ідентифікованих хворих (у яких хміки не відзначалося, погіршилася аускультативоча б один параметр перевищував пороговий на картина в легенях, дитина була госпіталізоварівень) в екзаменованій вибірці склало 17 із 17-на в стаціонар. Діагноз – вогнищева бронхопневти. Таким чином, запропонований нами спосіб рмонія був підтверджений рентгенологічно. Записи еєстрації і аналізу дихальних шумів не лише ддихальних шумів проводилися на 2-й, 4-й, 8-й і озволяє швидко оцінювати стан пацієнта з точки 12-й день від моменту госпіталізації. Значення зору наявності чи відсутності у нього будь-яких параметрів, відповідні 1-му, 2-му, 3-му і 4-му залегеневих патологій в широкому діапазоні копису відкладені, як вже говорилося, по осі абсцис. нституційних особливостей пацієнтів (саме ця заПороговий рівень для кожного запису представдача – боротьба з варіабельністю, виділення лений на малюнку прямою лінією, паралельною 3 7 41825 8 діагностичне ефективних параметрів і вилучення обливості дихальних шумів пацієнта в процесі параметрів, що не несуть корисної інформації, стлікування. авилася на початку досліджень). Періодичне використання в процесі лікування розробленого спДжерела інформації: особу дозволяє кількісно прослідковувати тен1. А.с. № 1595472 кл. А61В7/04, 1990. деції динаміки захворювання пацієнта, а побудо2. А.с. № 1227184 кл. А61В7/04, 1986 СРСР. ва відповідних респіросонограм дозволяє 3. Пат. США № 4720866 кл. А61В7/00, 1988. детально відслідковувати та документувати ос 4 9 41825 5 10 11 41825 12 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул. Сім’і Хохлових, 15, м. Київ, 04119, Україна Тел.: (+38044) 456-2090 6