Сезонные изменения функции внешнего дыхания студентов, анализируемые с помощью дисперсионного анализа повторных измерений

СЕЗОННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ФУНКЦИИ ВНЕШНЕГО ДЫХАНИЯ СТУДЕНТОВ, АНАЛИЗИРУЕМЫЕ С ПОМОЩЬЮ ДИСПЕРСИОННОГО АНАЛИЗА ПОВТОРНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ

А.П. Исаев, Р.У. Гаттаров, А.С. Аминов, С.М. Зубков ЮУрГУ, г. Челябинск

Выявлены сезонные изменения показателей функции внешнего дыхания (ФВД), позволяющие вносить коррективы в биоуправление звеньями респираторного каскада у 363 студентов 17-19 лет. Использовались современные методы медико-биологической статистики.

В случае правомерного использования дисперсионного анализа при ненормальном распределении показателей применяется критерий Фридмана. Это непараметрический аналог дисперсионного анализа повторных измерений. Логика критерия Фридмана очень проста. Вначале мы упорядочивали группы исследования, а теперь - значения каждого обследуемого пациента независимо от всех остальных. Получается столько упорядоченных рядов, сколько студентов участвует в исследовании. Далее, для каждой группы (или момента наблюдения) вычислим группу рангов. Если разброс суммы велик - различия статистически значимы [1].

Критерий Фридмана сходен с критерием Крускала-Уоллиса и вычисляется следующим образом. Сначала рассчитаем среднюю сумму рангов, присвоенных одной группе исследования. Затем вычислим сумму квадратов Б отклонений истинных сумм рангов, полученных каждым из методов, от средней суммы.

При большой численности его величина приблизительно следует распределению X2. Если рассчитанные значения X2 превышали критического различия, то они считаются статистически значимыми [1].

Функция лёгких исследовалась на аппарате «Этон» [2]. Исследование проводилось весной (апрель-май), летом (июль-август), осенью (октябрь-ноябрь), зимой (январь-февраль). Результаты исследования ФВД представлены в табл. 1.

Перед тем как осуществлять анализ полученных данных следует сказать, что производные объёмы вычислены по формулам [3]. Различают статические объёмы и ёмкости. В настоящем исследовании анализу подвергались 36 показателей.

Комментируя данные табл. 1, следует отметить, что статистические объёмы и ёмкости (переменные) систематически изменяются согласно времени года (сезонная вариация). Однако на функцию внешнего дыхания влияют и другие факторы: питание, двигательная активность, нагрузки учебного процесса, экологические факторы риска. Самые низкие величины критерия в показателях ЖЕЛ, ФЖЕЛ, ОФВ за 0,5 с и 1 с, отличались зимой и летом, частоты дыхания - весной, летом и осенью, дыхательного объёма, МОД - зимой и осенью, ре-

зервного объёма вдоха и выдоха емкости вдоха -зимой и летом. Индекс Тиффно имел самые низкие показатели критерия осенью и весной, индекс Генс-лера - весной и осенью, МОС 25 % ФЖЕЛ, пиковая скорость выдоха - зимой и летом, МОС 50-75 %, ФЖЕЛ - зимой и осенью, СОС 0,2-1,2 - зимой и летом, СОС 25-75 %, СОС 75-85 % - зимой и осенью, объём форсированного выдоха за 1 с - зимой и осенью, площадь петли ФЖЕЛ - зимой и летом.

Таким образом, функция внешнего дыхания изменялась сезонно, и по критерию Фридмана можно выявить различия между изучаемыми показателями. Например, ЖЕЛ при вдохе после полного выдоха несколько больше, чем при выдохе, так как не происходит блокирования воздуха в мельчайших бронхах (феномен «воздушной ловушки»). Однако по критерию

Индекс Тиффно (ОФВ1/ЖЕЛ х 100 %, в норме 70-80 %) осенью и весной по критерию Фридмана был самым низким, несколько увеличивался зимой. Индекс Генслера имел низкие значения весной и осенью. Индекс Тиффно снижается при обструктивных процессах и может повышаться при «чистой» рестрикции, когда ЖЕЛ снижена, а скорость выдоха не уменьшилась. При смешанных обструктивно-рестриктивных процессах их величина теряет своё диагностирующее значение, и тогда рассчитывается индекс Генслера (ОФВ 1/ФЖЕЛ х 100 %, в норме 85-90 %).

Пиковая скорость выдоха самой низкой была зимой и летом. Данный параметр тонко и точно характеризует нарушения в системе бронхов. По сравнению с пробами Тиффно и Генслера более информативны мгновенные объёмные скорости выдоха (МОС = ЕЕУ в системе, принятой в США) измеренные в точках выдоха 25, 50, 75 и 85 % ЖЕЛ, характеризующие состояние крупных, средних и мелких бронхов соответственно. Самые низкие критерии Фридмана отмечались зимой и летом (МОС 25), зимой и осенью (МОС 50, 75). Средняя объёмная скорость за 1 секунду, начиная с 0,2 с от начала форсированного выдоха, имела низкие критерии зимой и летом, а СОС 25-75 % и СОС 75-85 % объёма ФЖЕЛ - зимой и осенью. Аналогично изменялся объём форсированного выдоха за 1 с.

304

Вестник ЮУрГУ, № 4, 2005

Серия «Образование, здравоохранение, физическая культура», выпуск 5, том 1 305

Таблица 1

Оценка сезонных изменений показателей функции внешнего дыхания (ФВД) студентов по критерию Фридмана

Вре- мя года Пока- за- тели ЖЕЛ вдоха

1 (весна) 2,95 3,02 2,30 3,23 3,13 2,58 3,16 2,82 3,02 2,77 3,06

2(лето) 2,46 2,41 2,41 2,62 2,66 2,47 2,53 2,48 2,52 2,52 2,72

3 (осень) 3,05 3,02 2,48 2,49 2,33 3,22 2,66 3,13 3,02 3,11 2,87

4 (зима) 1,54 1,54 2,80 1,66 1,83 1,74 1,66 1,58 1,43 1,60 1,95

СЫ^иаге 39,353 40,487 3,835 34,520 24,686 30,504 31,752 37,448 46,357 34,817 47,168

с1к 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3

Аэутр^ 0,000 0,000 0,280 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

Продолжение

Вре- мя года Пока- за- тели Индекс Тиффно ОФВ/ЖЕЛ

1 (весна) 2,37 2,19 2,74 2,80 2,98 3,09 2,74 3,02 3,02 3,07 3,11

2 (лето) 2,86 2,84 2,41 2,51 2,80 2,83 2,37 2,80 2,89 2,91 2,50

3 (осень) 2,33 2,35 3,07 3,08 2,72 2.47 3,21 2.70 2,48 2,12 2,96

4 (зима) 2,44 2,63 1,78 1,61 1,50 1,62 1,68 1,48 1,61 1,90 1,43

СЫ^иаге 4,647 6,488 24,809 33,867 37,774 33,941 35,884 39,939 33,678 27,444 47,296

с!к 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3

Азутр^й 0,200 0,090 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

Исаев А.П., Гаттаров Р.У., Сезонные изменения функции внешнего дыхания

Аминов А.С., Зубков СМ.____________________________________________________________________________________________________________ _студентов, анализируемые с помощью...

Вестник ЮУрГУ, № 4, 2005

ы

о

о>

Окончание таблицы 1

Оценка сезонных изменений показателей функции внешнего дыхания (ФВД) студентов по критерию Фридмана

Время года Показа- тели Т-время выдоха ФЖЕЛ

1 (весна) 2,53 2,97 2,86 2,37 2,37 2,93 3,02 2,40 3,11 2,94 2,42

2 (лето) 2,12 2,78 2,27 2,76 2,76 2,54 2,77 2,02 2,47 2,59 2,81

3 (осень) 2,78 1,85 2,45 2,46 2,46 2,13 1,83 3,01 2,88 2,54 2,26

4 (зима) 2,57 2,40 2,42 2,41 2,41 2,39 2,38 2,57 1,54 1,93 2,51

СЫ^иаге 6,444 20,872 5,276 2,609 2,609 9,447 22,727 14,051 39,675 10,912 4,256

ак 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3

Авутр^й 0,092 0,000 0,153 0,456 0,456 0,024 0,000 0,003 0,000 0,012 0,235

Продолжение

Время года Показа- тели Пиковая скорость вдоха

1 (весна) 2,93 2,96 2,93

2(лето) 2,41 2,57 2,57

3 (осень) 2,78 2,63 2,74

4 (зима) 1,87 1,85 1,76

СЫ-^иаге 18,600 18,078 21,991

дк 3 3 3

Азутр^ё 0,000 0,000 0,000

Интегративная физиология, восстановительная и адаптивная физическая культура _____________________________________________________________________________

Исаев А.П., Гаттаров Р.У., Аминов А.С., Зубков С.М.

Сезонные изменения функции внешнего дыхания _______студентов, анализируемые с помощью...

Действительно, формализованные характеристики СОС и ОФВ являются диагностирующими признаками рестритивных нарушений вентиляций и доказательством наличия бронхиальной обструкции [2,3].

Площадь петли ФЖЕЛ в координатах расход-объём по критерию Фридмана имела низкое значение в зимнее время и летом. Общее время для выдоха ФЖЕЛ по изучаемому критерию имело низкие значения летом и весной. Время пиковой скорости выдоха было по критерию - осенью и зимой. Среднее переходное время (усреднённое время, необходимое молекуле воздуха для прохождения от альвеолы до губ пациента во время форсированного выдоха) имело низкие критерии летом и зимой, а отношение МОС 50/ФЖЕЛ весной и зимой, МОС 50/ЖЕЛ - весной и зимой.

Параметры, определяющие степень вогнутости кривой форсированного выдоха Тау МО, М1 -осень и зима, Тау М2 - лето и весна. Низкий критерий был в показателях ФЖЕЛ выдоха - летом и зимой. Форсированная ЖЕЛ вдоха имела низкие критерии зимой и летом. Объём форсированного вдоха до момента ПОС - зимой и осенью. Отношение ОФВ 1 и ФЖЕЛ вдоха - осенью и весной. Пиковая скорость и МОС вдоха, МВЛ имели низкие критерии зимой и летом.

Таким образом, в порядке ранжирования самые низкие критерии Фридмана получены осенью и зимой, затем - летом и весной. Можно полагать, что безмерные ранговые числа дают возможность определить значимость того или иного компонента функции внешнего дыхания в общем каскаде дыхательных процессов. Сезонные изменении показателей «подсказывают» какие компоненты (звенья) ФВД следует реабилитировать, подбирая адекватные комплексы восстановительноадекватной терапии и рекреаций.

Литература

1. С. Гланц Медико-биологическая статистика / С. Гланц: пер. с англ. - М.: Практика, 1998.- 459 с.

2. Рабочая инструкция по проведению и интерпретации результатов исследования функции легких на аппаратах серии «ЭТОН» /

B.Б. Нефёдов, Е.А. Шергина, Л.А. Попова,

C.А. Постное: отв. за выпуск В.Б. Нефедов. -М., 2001. - 53 с.

3. Старшов А.М., Смирнов ИВ. Спирография для профессионалов. Методика и техника исследования функций внешнего дыхания: пособие для врачей. - М., Познавательная книга пресс, 2003 -77 с.

Серия «Образование, здравоохранение, физическая культура», выпуск 5, том 1

307