Использование продолжительности трахеальных шумов форсированного выдоха для контроля вентиляционной функции легких человека в задачах специальной физиологии

Актуальность. Контроль состояния дыхательной системы человека при воздействии экстремальных условий актуален для многих областей специальной физиологии, включащих космические полеты и водолазные погружения. Ранее была показана перспективность применения с этой целью анализа трахеальных 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. * 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. Материалы и методы. Основной метод - оценка динамики продолжительности трахеальных шумов ФВ в полосе частот 200-2000 Гц до, после и в процессе воздействий при сопоставлении с данными спирометрии. Трахеальные 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 ортостатическое положение (лунная гравитация) являлось укорочение продолжительности трахеальных шумов форсированного выдоха. С помощью 2-мерного дисперсионного анализа (2-way ANOVA) установлена и значимо большая групповая продолжительность трахеальных шумов ФВ при антиортостатической 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- сомости (антиортостатическая гипокинезия) может быть объяснено дополнительным по отношению к чисто постуральному (ортостатическая 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 трахеальных 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, Коренбаум, 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, невыявляемые 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.