NOVEL PATHOPHYSIOLOGICAL MECHANISMS OF CURRENT RESPIRATORY AND CARDIOVASCULAR DISEASES AND PROSPECTS OF DEVELOPING DIAGNOSTIC METHODS BASED ON THORACIC ELECTRICAL IMPEDANCE MEASUREMENT

Authors

  • V.Ju. Mishlanov Пермская государственная медицинская академия им. ак. Е.А. Вагнера
  • V.E. Vladimirskiy Пермская государственная медицинская академия им. ак. Е.А. Вагнера
  • L.I. Syromyatnikova Пермская государственная медицинская академия им. ак. Е.А. Вагнера
  • V.V. Savkin Пермская государственная медицинская академия им. ак. Е.А. Вагнера
  • A.L. Zuev Институт механики сплошных сред УрО РАН
  • A.I. Sudakov Институт механики сплошных сред УрО РАН
  • N.V. Shakirov Институт механики сплошных сред УрО РАН
  • S.G. Ezov Пермская государственная медицинская академия им. ак. Е.А. Вагнера

DOI:

Keywords:

electrical impedance, experimental and clinical study, electrical impedance spirometry, high frequency electrical impedance structural and functional heart analysis, bronchial asthma, pneumonia, coronary disease, arterial hypertension, heart failure

Abstract

Our results let us draw the conclusion that alteration of thoracic electrical impedance is affected by geometrical forms of conductive “channels” which are airways, if we use electrical impedance spirometry, or heart chambers and main vessels in the case of high frequency electrical impedance structural and functional heart analysis. Inspiratory flow value is of great significance for the electroimpedance spirometry results, too. It has been determined that electroimpedance spirometry is a high-accuracy method for bronchial obstruction and lung parenchyma damage determination. High-frequency structural and functional electroimpedance heart analysis results correlated with structural and functional heart characteristics, which were revealed by echocardiography. The final results let us elaborate lung failure conception in the case of pneumonia. The latter results from inspiratory flow insufficiency not only in the impaired lung but also in the healthy one. The small airways disease was revealed in the group of controlled bronchial asthma patients with normal conventional sripometry results. Identical heart electrical impedance changes were revealed among arterial hypertension patients with left ventricular hypertrophy and with concentrically left ventricular remodulation signs. Opposed findings were demonstrated among the ischemic heart disease patients with dilatation of the left ventricular. These results compose the basis of structural and functional electroimpedance heart examination methodology.

Supporting Agencies
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект № 11-04-96017-р_урал_а).

Author Biographies

  • V.Ju. Mishlanov, Пермская государственная медицинская академия им. ак. Е.А. Вагнера
    доктор медицинских наук, заведующий кафедрой пропедевтики внутренних болезней № 1
  • V.E. Vladimirskiy, Пермская государственная медицинская академия им. ак. Е.А. Вагнера
    кандидат медицинских наук, доцент кафедры пропедевтики внутренних болезней № 1
  • L.I. Syromyatnikova, Пермская государственная медицинская академия им. ак. Е.А. Вагнера
    доктор медицинских наук, доцент кафедры пропедевтики внутренних болезней № 1
  • V.V. Savkin, Пермская государственная медицинская академия им. ак. Е.А. Вагнера
    доцент кафедры нормальной физиологии
  • A.L. Zuev, Институт механики сплошных сред УрО РАН
    доктор физико-математических наук, старший научный сотрудник
  • A.I. Sudakov, Институт механики сплошных сред УрО РАН
    старший научный сотрудник
  • N.V. Shakirov, Институт механики сплошных сред УрО РАН
    старший научный сотрудник
  • S.G. Ezov, Пермская государственная медицинская академия им. ак. Е.А. Вагнера
    преподаватель кафедры нормальной физиологии

References

  1. Nacional’nye rekomendacii OSSN, RKO i RNMOT po diagnostike i leceniu HSN (cetvertyj peresmotr) // Serdecnaa nedostatocnost’. - 2013. - T. 14. - No 7 (81).
  2. Cucalin A.G. Funkcional’naa diagnostika v pul’monologii: prakticeskoe rukovodstvo. - M. Atmosfera, 2009. - 192 s.
  3. Bioimpedansnyj analiz sostava tela celoveka / D.V. Nikolaev, A.V. Smirnov, I.G. Bobrinskaa, S.G. Rudnev - M.: Nauka, 2009. - 392 s.
  4. Ronkin M.A., Ivanov L.B. Reografia v kliniceskoj praktike. - M.: MBN, 1997. - 403 s.
  5. Reokardiografia: prosloe, sovremennost’, perspektivy / M.A. Zubarev, V.U. Mislanov, A.A. Dumler, V.E. Vladimirskij, G.A. Zorina, O.S. Kiseleva, O.R. Parandej // Funkcional’naa diagnostika. - 2008. - No 4. - S. 42-46.
  6. Svan H.P., Foster K.R. Vozdejstvie vysokocastotnyh polej na biologiceskie sistemy: // Elektriceskie svojstva i biofiziceskie mehanizmy: sb. nauc. tr. - TIIER, 1980. - S. 121-132.
  7. Schwan H. Electrical properties of tissue and cell suspensions // Advances of Biological and Medical Physics. - 1957. - Vol. 5. - R. 147-209.
  8. Stenqvist F.O., Weiler N., Wolf G.K. Whither lung EIT: Where are we, where do we want to go and what do we need to get there? // Physiol. Meas. - 2012. - Vol. 33. - R. 679-694.
  9. Nguyen D.T., Jin C., Thiagalingam A., McEwan A.L. A review on electrical impedance tomography for pulmonary perfusion imaging // Physiol. Meas. - 2012. - Vol. 33. - R. 695-706.
  10. Mislanov V.U. Issledovanie funkcii vnesnego dyhania putem izmerenia elektriceskogo impedansa legkih i dyhatel’nyh putej na razlicnyh castotah zondiruusego peremennogo elektriceskogo toka // Vestn. sovr. klin. med. - 2011. - T. 4. - No 4. - S. 24-28.
  11. Patent na izobretenie No 2487662 ot 20.07.2013 <> dla ego osusestvlenia>>. Avtory: Mislanov V.U., Mislanova I.V., Mislanov A.V., Mislanova S.L.
  12. Patent No 2499553 ot 27.11.2013 <>. Avtory: Mislanov V.U., Mislanova I.V., Mislanov A.V.

Published

2014-09-12

Issue

Section

Research: theory and experiment

How to Cite

Mishlanov, V. ., Vladimirskiy, V. ., Syromyatnikova, L. ., Savkin, V. ., Zuev, A. ., Sudakov, A. ., Shakirov, N. ., & Ezov, S. . (2014). NOVEL PATHOPHYSIOLOGICAL MECHANISMS OF CURRENT RESPIRATORY AND CARDIOVASCULAR DISEASES AND PROSPECTS OF DEVELOPING DIAGNOSTIC METHODS BASED ON THORACIC ELECTRICAL IMPEDANCE MEASUREMENT. Perm Federal Research Centre Journal, 2, 87-100. https://journal.permsc.ru/index.php/pscj/article/view/PSCJ2014n2p9