Применение электроимпедансной спирометрии для оценки показателей дыхательной функции

Авторы

  • А.Л. Зуев Пермский федеральный исследовательский центр УрО РАН; Пермский национальный исследовательский политехнический университет
  • В.Ю. Мишланов Пермский государственный медицинский университет им. академика Е.А.Вагнера
  • А.И. Судаков Пермский федеральный исследовательский центр УрО РАН
  • Н.В. Шакиров Пермский федеральный исследовательский центр УрО РАН

DOI:

https://doi.org/10.7242/2658-705X/2019.4.1

Ключевые слова:

лабораторное моделирование, электрический биоимпеданс, проводящая жидкость, аэрозоль, пористая среда, функция дыхания, спирометрия

Аннотация

Описан практический способ изучения динамики дыхательной функции, связанный с регистрацией электрического импеданса выдыхаемых пациентом проводящих биологических жидкостей. В модельной измерительной ячейке экспериментально исследованы физические причины и закономерности изменения проводимости воздушного потока, насыщенного аэрозолем электролитической жидкости, создаваемым ультразвуковым небулайзером. Разработана и апробирована конструкция нового электроимпедансного спирометра в виде мундштука с электрическими датчиками, заполненного пропитанной электролитом пористой средой, через которую производится дыхание пациента. Для регистрации колебаний величины модуля импеданса используется оригинальный аппаратно-программный комплекс, выполненный на базе скоростного аналого-цифрового преобразователя. Предложены методики количественной оценки по данным электроимпедансного анализа таких основных спирометрических медицинских показателей, характеризующих состояние и функционирование дыхательного аппарата пациента, как частота дыхания, скорость входа и выдоха, объем выдыхаемого воздуха, количество и концентрация выдыхаемой легочной жидкости.

Поддерживающие организации
Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, грант № 16-48-590003-р_урал_а.

Биографии авторов

  • А.Л. Зуев, Пермский федеральный исследовательский центр УрО РАН; Пермский национальный исследовательский политехнический университет
    профессор кафедры прикладной физики, Пермский национальный исследовательский политехнический университет (ПНИПУ); профессор кафедры прикладной физики, Пермский национальный исследовательский политехнический университет (ПНИПУ),
  • В.Ю. Мишланов, Пермский государственный медицинский университет им. академика Е.А.Вагнера
    лен-корреспондент РАН, доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой пропедевтики внутренних болезней, Пермский государственный медицинский университет им. академика Е.А. Вагнера (ПГМУ)
  • А.И. Судаков, Пермский федеральный исследовательский центр УрО РАН
    ведущий инженер ИМСС УрО РАН
  • Н.В. Шакиров, Пермский федеральный исследовательский центр УрО РАН
    ведущий инженер ИМСС УрО РАН

Библиографические ссылки

  1. Мишланов В.Ю. Исследование функции внешнего дыхания путем измерения электрического импеданса легких и дыхательных путей на различных частотах зондирующего переменного тока // Вестник современной клинической медицины. - 2011. - Т. 4. - № 4. - С. 24-28.
  2. Мишланов В.Ю., Мишланов Я.В. [и др.] Способ диагностики функции внешнего дыхания с помощью импедансной спирографии и программно аппаратный комплекс для его осуществления // Патент РФ на изобретение № 2487662 от 20.07.2013.
  3. Мишланов В.Ю., Зуев А.Л., Устьянцева Т.Л., Мишланов Я.В., Савкин В.В. Исследование функции внешнего дыхания методом электроимпедансной спирометрии: экспериментально - клинические параллели // Российский физиологический журнал им. И.М.Сеченова. - 2013. - Т. 99, - № 12. - С. 1425-1434.
  4. Mishlanov V., Ustyantzeva T., Nedugov V., Kalinin O., Katkova A. Bronchodilation test estimation using spirometry and electrical impedance analysis in bronchial asthma and COPD patients // Abstr. 25th Int. Congress of the European Respiratory Society, - Amsterdam, Netherlands, 26-30 September 2015. № PA2275.
  5. Mishlanov V., Zuev A., Koshurnikova E. The effectiveness of electrical impedance spirometry in heart insufficiency diagnostics in COPD patients // Abstr. 28th Int. Congress of the European Respiratory Society, - Paris, France, 15-19 September 2018. № PA2469.
  6. Зуев А.Л., Судаков А.И., Шакиров Н.В. Экспериментальное изучение электрической проводимости потока аэрозоля выдыхаемого воздуха // Тез. докл. XХ Зимней школы по механике сплошных сред, - Пермь, 13-16 февраля 2017. - Екатеринбург: РИО УрО РАН, 2017. C. 142.
  7. Зуев А.Л., Мишланов Я.В., Поляков В.Б. Экспериментальное изучение изменений электрического импеданса воздушных каналов, насыщенных аэрозолем раствора электролита // Известия ЮгоЗападного государственного университета. Сер.: Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение. - 2018. - Т. 8. - № 1 (26). - С. 41-53.
  8. Зуев А.Л., Судаков А.И., Шакиров Н.В. Изучение изменения электрической проводимости пористой среды при проведении электроимпедансной спирометрии // Тез. докл. X^I Зимней школы по механике сплошных сред, Пермь, 18-22 февраля 2019. - Пермь: ПФИЦ УрО РАН, 2019. C. 126.
  9. Зуев А.Л., Судаков А.И., Шакиров Н.В. Способ импедансной спирографии для изучения динамики дыхательной функции человека и аппаратно программный комплекс для его осуществления // Патент Российской Федерации на изобретение № 2682936 от 22.03.2019.
  10. Зуев А.Л., Мишланов В.Ю., Судаков А.И., Шакиров Н.В. Автоматизированный приборный комплекс для измерения электрического импеданса биологических сред // Известия Юго-Западного государственного университета. Сер.: Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение. - 2019.- Т. 9. - № 2. - С. 6-21.

Загрузки

Опубликован

2019-12-23

Выпуск

№ 4 (2019)

Раздел

Исследования: теория и эксперимент

Как цитировать

Зуев, А., Мишланов, В., Судаков, А., & Шакиров, Н. (2019). Применение электроимпедансной спирометрии для оценки показателей дыхательной функции. Вестник Пермского федерального исследовательского центра, 4, 6-15. https://doi.org/10.7242/2658-705X/2019.4.1