Компьютерный анализ респираторных шумов при бронхиальной астме у детей
Цель исследования — разработка метода компьютерной обработки респираторных шумов и определения их спектральных характеристик для диагностики бронхиальной астмы.
Материалы и методы. Предлагаемый метод основывается на анализе параметров быстрого преобразования Фурье (БПФ) спектра респираторных шумов и на их сравнении у больных и здоровых добровольцев. Он был применен для анализа дыхательных шумов у 5 детей с бронхиальной астмой в периоде обострения, имеющих недостаточный контроль заболевания, в возрасте 10,9±2,1 года и у 5 здоровых школьников (12,0±2,2 года). Дыхательные шумы регистрировали в трех точках: на передней поверхности груди справа, над трахеей и внутри ротовой полости. Сигнал регистрировали микрофоном Sony (ECM-77B), усиливали и переводили в дигитальную форму звуковой картой Sound Blaster (Сингапур). Записанный сигнал обрабатывали с помощью персонального компьютера. Компьютерный анализ проводили с использованием программного обеспечения, разработанного на основе стандартного пакета программ MATLAB.
Результаты. Дыхательные шумы больных бронхиальной астмой характеризуются особым свистящим дыханием, которое проявляется в увеличении амплитуд гармоник с частотами вблизи 400 Гц; продолжительность свистящего дыхания составляет от 80 до 250 мс. Эти специфические свойства свистящего дыхания позволили предложить метод компьютерной обработки дыхательных шумов, который базируется на анализе аппроксимационной функции для зависимости амплитуд гармоник от частоты. Аппроксимационная функция выбрана в виде суперпозиции двух функций: первая характеризует естественное затухание шумов с увеличением частоты; вторая описывает характерное для астматического дыхания патологическое увеличение гармонических амплитуд с частотой вблизи 400 Гц.
Разработанная программа самостоятельно диагностирует свистящие хрипы, характерные для бронхиальной астмы у педиатрических пациентов.
Заключение. Метод компьютерной обработки дыхательных шумов может стать основой для создания объективной, не зависящей от субъективных качеств врача, автоматизированной компьютерной диагностики респираторных шумов, характерных для бронхиальной астмы.
