Осциллометрия: клиническая значимость и применение

Осциллометрия (метод форсированных осцилляций) достаточно широко представлена в Российской Федерации. Это простой неинвазивный метод функциональной диагностики, имеющий уникальные преимущества в ситуациях, когда спирометрия и другие тесты, при помощи которых оценивается функция легких, не подходят, например, у детей младшего возраста, ослабленных больных, при физических и когнитивных препятствиях для выполнения тестов, при проведении которых требуются усилия и координация.

Целью работы явились анализ данных научной литературы и собственные результаты, а также оценка значимости и области применения осциллометрии в клинической практике. Для этого рассмотрены физиологические принципы осциллометрии и основы интерпретации результатов исследования, представлено описание известных в настоящее время фактов об осциллометрии как чувствительном диагностическом инструменте оценки сопротивления дыхательных путей (ДП), чувствительности при бронхолитических и бронхопровокационных тестах, реакции на медикаментозную терапию, особенно при бронхиальной астме и хронической обструктивной болезни легких. Являясь полезным инструментом для диагностики обструктивного варианта вентиляционных нарушений, осциллометрия используется в качестве дополнительного теста при спирометрии для уточнения фенотипов заболеваний с поражением мелких ДП. Однако, несмотря на широкие перспективы осциллометрии в качестве полезного диагностического инструмента, при рестриктивной патологии необходимы дополнительные доказательства клинической полезности метода.

Заключение. Осциллометрия считается дополнительным, а иногда и альтернативным спирометрии и бронходилатационному тесту методом, поскольку она хорошо стандартизирована, результаты тестирования обладают высокой повторяемостью, при проведении исследования от пациента не требуется максимальных усилий, процедура проводится при спокойном дыхании.

1. Каменева М.Ю., Черняк А.В., Айсанов З.Р. и др. Спирометрия: методическое руководство по проведению исследования и интерпретации результатов. Межрегиональная общественная организация «Российское респираторное общество» Общероссийская общественная организация «Российская ассоциация специалистов функциональной диагностики» Общероссийская общественная организация «Российское научно-медицинское общество терапевтов». Пульмонология. 2023; 33 (3): 307–340. DOI: 10.18093/08690189-2023-33-3-307-340.

2. Graham B.L., Steenbruggen I., Miller M.R. et al. Standardization of spirometry 2019 update. An Official American Thoracic Society and European Respiratory Society Technical Statement. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2019; 200 (8): e70–88. DOI: 10.1164/rccm.201908-1590ST.

3. Bhakta N.R., McGowan A., Ramsey K.A. et al. European Respiratory Society/American Thoracic Society technical statement: standardisation of the measurement of lung volumes, 2023 update. Eur. Respir. J. 2023; 62 (4): 2201519. DOI: 10.1183/13993003.01519-2022.

4. Dubois A.B., Brody A.W., Lewis D.H., Burgess B.F. Jr. Oscillation mechanics of lungs and chest in man. J. Appl. Physiol. 1956; 8 (6): 587–594. DOI: 10.1152/jappl.1956.8.6.587.

5. Muller E., Vogel J. [Measurement and model-interpretation of new parameters of lung mechanics (author's transl)]. Z. Erkr. Atmungsorgane. 1981; 157 (3): 340–344 (in German).

6. King G.G., Bates J., Berger K.I. et al. Technical standards for respiratory oscillometry. Eur. Respir. J. 2020; 55 (2): 1900753. DOI: 10.1183/13993003.00753-2019.

7. Williamson P.A., Clearie K., Menzies D. et al. Assessment of small-airways disease using alveolar nitric oxide and impulse oscillometry in asthma and COPD. Lung. 2011; 189 (2): 121–129. DOI: 10.1007/s00408-010-9275-y.

8. Anderson W.J., Zajda E., Lipworth B.J. Are we overlooking persistent small airways dysfunction in community-managed asthma? Ann. Allergy Asthma Immunol. 2012; 109 (3): 185–189.e2. DOI: 10.1016/j.anai.2012.06.022.

9. Postma D.S., Brightling C., Baldi S. et al. Exploring the relevance and extent of small airways dysfunction in asthma (ATLANTIS): baseline data from a prospective cohort study. Lancet Respir. Med. 2019; 7 (5): 402–416. DOI: 10.1016/S2213-2600(19)30049-9.

10. Oppenheimer B.W., Goldring R.M., Herberg M.E. et al. Distal airway function in symptomatic subjects with normal spirometry following World Trade Center dust exposure. Chest. 2007; 132 (4): 1275–1282. DOI: 10.1378/chest.07-0913.

11. Berger K.I., Turetz M., Liu M. et al. Oscillometry complements spirometry in evaluation of subjects following toxic inhalation. ERJ Open Res. 2015; 1 (2): 00043-2015. DOI: 10.1183/23120541.00043-2015.

12. Кирюхина Л.Д., Лаврушин А.А., Аганезова Е.С. Критерии отклонения от нормы некоторых параметров импульсной осциллометрии. Пульмонология. 2004; (5): 41–44. Доступно на: https://journal.pulmonology.ru/pulm/article/view/2468/1916

13. Oostveen E., MacLeod D., Lorino H. et al. The forced oscillation technique in clinical practice: methodology, recommendations and future developments. Eur. Respir. J. 2003; 22 (6): 1026–1041. DOI: 10.1183/09031936.03.00089403.

14. Dellacà R.L., Santus P., Aliverti A. et al. Detection of expiratory flow limitation in COPD using the forced oscillation technique. Eur. Respir. J. 2004; 23 (2): 232–240. DOI: 10.1183/09031936.04.00046804.

15. Aarli B.B., Calverley P.M., Jensen R.L. et al. Variability of within-breath reactance in COPD patients and its association with dyspnea. Eur. Respir. J. 2015; 45 (3): 625–634. DOI: 10.1183/09031936.00051214.

16. Wouters E.F., Polko A.H., Schouten H.J., Visser B.F. Contribution of impedance measurement of the respiratory system to bronchial challenge tests. J. Asthma. 1988; 25 (5): 259–267. DOI: 10.3109/02770908809073211.

17. Meraz E.G., Nazeran H., Ramos C.D. et al. Analysis of impulse oscillometric measures of lung function and respiratory system model parameters in small airway-impaired and healthy children over a 2-year period. Biomed. Eng. Online. 2011; 10: 21. DOI: 10.1186/1475-925X-10-21.

18. Kaminsky D.A., Simpson S.J., Berger K.I. et al. Clinical significance and applications of oscillometry. Eur. Respir. Rev. 2022; 31 (163): 210208. DOI: 10.1183/16000617.0208-2021.

19. Стручков П.В., Лукина О.Ф., Дроздов Д.В. Спирометрия. В кн.: Берестень Н.Ф., Сандриков В.А., Федоров С.И., ред. Функциональная диагностика. Национальное руководство. М.: ГЭОТАР-Медиа; 2019: 574–596.

20. Wenzel S.E. Complex phenotypes in asthma: current definitions. Pulm. Pharmacol. Ther. 2013; 26 (6): 710–715. DOI: 10.1016/j.pupt.2013.07.003.

21. Wadsworth S.J., Sandford A.J. Personalised medicine and asthma diagnostics/management. Curr. Allergy Asthma Rep. 2013; 13 (1): 118–129. DOI: 10.1007/s11882-012-0325-9.

22. Usmani O.S. Treating the small airways. Respiration. 2012; 84 (6): 441–453. DOI: 10.1159/000343629.

23. Alfieri V., Aiello M., Pisi R. et al. Small airway dysfunction is associated to excessive bronchoconstriction in asthmatic patients. Respir. Res. 2014; 15 (1): 86. DOI: 10.1186/s12931-014-0086-1.

24. Downie S.R., Salome C.M., Verbanck S. et al. Ventilation heterogeneity is a major determinant of airway hyperresponsiveness in asthma, independent of airway inflammation. Thorax. 2007; 62 (8): 684–689. DOI: 10.1136/thx.2006.069682.

25. Sorkness R.L., Bleecker E.R., Busse W.W. et al. Lung function in adults with stable but severe asthma: air trapping and incomplete reversal of obstruction with bronchodilation. J. Appl. Physiol. (1985). 2008; 104 (2): 394–403. DOI: 10.1152/japplphysiol.00329.2007.

26. Савушкина О.И., Крюков Е.В., Черняк А.В. и др. Применение импульсной осциллометрии у больных бронхиальной астмой. Бюллетень физиологии и патологии дыхания. 2019; (73): 34–41. DOI: 10.36604/1998-5029-2019-73-34-41.

27. Савушкина О.И., Черняк А.В., Крюков Е.В. и др. Импульсная осциллометрия в диагностике обструкции дыхательных путей среднетяжелой степени выраженности. Клиническая практика. 2018; 9 (4): 33–39. DOI: 10.17816/clinpract9433–39.

28. Kjellberg S., Houltz B.K., Zetterström O. et al. Clinical characteristics of adult asthma associated with small airway dysfunction. Respir. Med. 2016; 117: 92–102. DOI: 10.1016/j.rmed.2016.05.028.

29. Williamson P.A., Clearie K., Menzies D. et al. Assessment of small-airways disease using alveolar nitric oxide and impulse oscillometry in asthma and COPD. Lung. 2011; 189 (2): 121–129. DOI: 10.1007/s00408-010-9275-y.

30. Леонтьева Н.М., Демко И.В., Собко Е.А. и др. Метод импульсной осциллометрии в диагностике ранних изменений функционального состояния респираторной системы у больных бронхиальной астмой легкого течения. Архивъ внутренней медицины. 2019; 9 (3): 213–221. DOI: 10.20514/2226-6704-2019-9-3-213-221.

31. Klug B., Bisgaard H. Lung function and short-term outcome in young asthmatic children. Eur. Respir. J. 1999; 14 (5): 1185–1189. DOI: 10.1183/09031936.99.14511859.

32. Oostveen E., Dom S., Desager K. et al. Lung function and bronchodilator response in 4-year-old children with different wheezing phenotypes. Eur. Respir. J. 2010; 35 (4): 865–872. DOI: 10.1183/09031936.00023409.

33. Song T.W., Kim K.W., Kim E.S. et al. Utility of impulse oscillometry in young children with asthma. Pediatr. Allergy Immunol. 2008; 19 (8): 763–768. DOI: 10.1111/j.1399-3038.2008.00734.x.

34. Akamatsu T., Shirai T., Shimoda Y. et al. Forced oscillation technique as a predictor of FEV1 improvement in asthma. Respir. Physiol. Neurobiol. 2017; 236: 78–83. DOI: 10.1016/j.resp.2016.11.013.

35. Thamrin C., Dellacà R.L., Hall G.L. et al. Technical standards for respiratory oscillometry: test loads for calibration and verification. Eur. Respir. J. 2020; 56 (4): 2003369. DOI: 10.1183/13993003.03369-2020.

36. Cottee A.M., Seccombe L.M., Thamrin C. et al. Bronchodilator response assessed by the forced oscillation technique identifies poor asthma control with greater sensitivity than spirometry. Chest. 2020; 157 (6): 1435–1441. DOI: 10.1016/j.chest.2019.12.035.

37. Kuo C.R., Chan R., Lipworth B. Impulse oscillometry bronchodilator response and asthma control. J. Allergy Clin. Immunol. Pract. 2020; 8 (10): 3610–3612. DOI: 10.1016/j.jaip.2020.07.031.

38. Di Mango A.M., Lopes A.J., Jansen J.M., Melo P.L. Changes in respiratory mechanics with increasing degrees of airway obstruction in COPD: Detection by forced oscillation technique. Respir. Med. 2006; 100 (3): 399–410. DOI: 10.1016/j.rmed.2005.07.005.

39. Wei X., Shi Zh., Cui Y. et al. Impulse oscillometry system as an alternative diagnostic method for chronic obstructive pulmonary disease. Medicine (Baltimore). 2017; 96 (46): e8543. DOI: 10.1097/MD.0000000000008543.

40. Mousa H., Kamal E. Impulse oscillation system versus spirometry in assessment of obstructive airway diseases. Egypt. J. Chest Dis. Tuberc. 2018; 67 (2): 106. DOI: 10.4103/ejcdt.ejcdt_3_18.

41. Su Z.Q., Guan W.J., Li S.Y. et al. Significances of spirometry and impulse oscillometry for detecting small airway disorders assessed with endobronchial optical coherence tomography in COPD. Int. J. Chron. Obstruct. Pulmon. Dis. 2018; 13: 3031–3044. DOI: 10.2147/COPD.S172639.

42. Jarenbäck L., Eriksson G., Peterson S. et al. Bronchodilator response of advanced lung function parameters depending on COPD severity. Int. J. Chron. Obstruct. Pulmon. Dis. 2016; 11: 2939–2950. DOI: 10.2147/COPD.S111573.

43. Kerby G.S., Rosenfeld M., Ren C.L. et al. Lung function distinguishes preschool children with CF from healthy controls in a multi-center setting. Pediatr. Pulmonol. 2012; 47 (6): 597–605. DOI: 10.1002/ppul.21589.

44. Ramsey K.A., Ranganathan S.C., Gangell C.L. et al. Impact of lung disease on respiratory impedance in young children with cystic fibrosis. Eur. Respir. J. 2015; 46 (6): 1672–1679. DOI: 10.1183/13993003.00156-2015.

45. Nielsen K.G., Pressler T., Klug B. et al. Serial lung function and responsiveness in cystic fibrosis during early childhood. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2004; 169 (11): 1209–1216. DOI: 10.1164/rccm.200303-347OC.

46. Лукина О.Ф. Особенности нарушения функции легких при муковисцидозе у детей. В кн.: Капранов Н.И., Каширская Н.Ю., ред. Муковисцидоз. М.: Медпрактика-М; 2014: 229–248.

47. Черняк А.В., Амелина Е.Л. Применение импульсной осциллометрии у больных муковисцидозом. Пульмонология. 2005; (2): 84–88. DOI: 10.18093/0869-0189-2005-0-2-84-88.

48. Lima A.N., Faria A.C., Lopes A.J. et al. Forced oscillations and respiratory system modeling in adults with cystic fibrosis. Biomed. Eng. Online. 2015; 14: 11. DOI: 10.1186/s12938-015-0007-7.

49. Жукова Е.М., Краснов В.А., Вохминова Л.Г. Комплексное изучение состояния бронхиальной проходимости у больных активным туберкулезом легких до и по завершении стационарного лечения. Туберкулез и болезни легких. 2015; (8): 32–37 Доступно на: https://www.tibl-journal.com/jour/article/view/783/784

50. Кирюхина Л. Д., Володич О. С., Денисова Н. В. и др. Импульсная осциллометрия в диагностике обструктивных вентиляционных нарушений у больных туберкулезом легких. Туберкулез и болезни легких. 2019; 97 (11): 34–40. DOI: 10.21292/2075-1230-2019-97-11-34-40.

51. Кирюхина Л.Д., Каменева М.Ю., Новикова Л.Н. Возможности импульсной осциллометрии в диагностике рестриктивного варианта вентиляционных нарушений. Международный научно-исследовательский журнал. 2017; (5): 136–141. DOI: 10.23670/IRJ.2017.59.032.

52. Савушкина О.И., Черняк А.В., Каменева М.Ю. и др. Информативность импульсной осциллометрии в выявлении вентиляционных нарушений рестриктивного типа. Бюллетень физиологии и патологии дыхания. 2018; (67): 8–16. DOI: 10.12737/article_5a9f258fe6d932.79474351.

53. Semenova E., Kameneva M., Tishkov A. et al. Relationship between the impulse oscillometry parameters and the lung damage in idiopathic pulmonary fibrosis patients. Eur. Respir. J. 2013; 42 (Suppl. 57): 1284. Available at: https://erj.ersjournals.com/content/42/Suppl_57/P1284

54. Fujii M., Shirai T., Mori K. et al. Inspiratory resonant frequency of forced oscillation technique as a predictor of the composite physiologic index in interstitial lung disease. Respir. Physiol. Neurobiol. 2015; 207: 22–27. DOI: 10.1016/j.resp.2014.12.009.

55. Sugiyama A., Hattori N., Haruta Y. et al. Characteristics of inspiratory and expiratory reactance in interstitial lung disease. Respir. Med. 2013; 107 (6): 875–882. DOI: 10.1016/j.rmed.2013.03.005.