История перкуссии грудной клетки

Физикальные методы исследования в течение почти двух столетий являются основой диагностики у постели больного. Нет врача, который не обучался бы этим методам исследования . Современная медицина, особенно после внедрения в клинику рентгенологического метода, за последние десятилетия обогатилась рядом новых, более совершенных диагностических способов исследования, перкуссия, аускультация и стетоскопы http://www.stethoscopes.ru все же продолжают оставаться основными методами исследования, к которым после опроса и осмотра больного врач прибегает, прежде всего.

Перкуссия — выстукивание участков тела и опре-деление по характеру возникающего при этом звука физических свойств расположенных под перкути-руемым местом органов и тканей. Гиппократ с помощью постукивания выявлял скопление в животе жидкости или газа.

Научную основу метода систематической перкуссии разработал венский врач Л.Ауэнбруггер, который в 1761 г. опубликовал трак-тат ‘Новое открытие, позволяющее на основании выстукивания грудной клетки обнаружить скрытые грудные болезни’. Автор предлагал производить перкуссию, нанося удары пальцами правой руки по грудной клетке. К сожалению, этот выдающийся труд Ауэнбруггера не был должным образом оценен и в течение следующих 50 лет не использовался. В 1808 году, уже получивший к тому времени широкую известность и ставший личным врачом императора Наполеона Бонапарта, Жан Корвизар публикует перевод книги Ауэнбруггера и свои комментарии к ней. Эти комментарии, сами по себе представляли фунда-ментальный труд, заняли объем в десять раз больший, чем книга. Ученик Корвизара — Адольф Пьорри в 1826 году предложил применять плессиметр для перкуссии органов грудной клетки. В 1866 году Пьорри публикует свой фундаментальный труд по основам перкуссии посредством плессиметра и молоточка. В отличие от непосредственной перкуссии Ауэнбруггера перкуссия с использованием инструментов называется опосредованной. В это же время другой классик медицины Рене Лаэннек ‘отец’ метода аускультации, сопоставляя результаты выслушивания грудной клетки через предложенный им стетоскоп и материалы, полученные посредством других методов физического исследования: пальпации, перкуссии, сукуссии, с данными патологоанатомических вскрытий, тщательно разработал основы семиотики болезней органов дыхания, изложив их в своем из-вестном трактате, изданном в Париже в 1826 г. .

В России метод выстукивания был впервые применен в конце XVIII века в Петербургском военном госпитале Я.А.Саполовичем, который выявил наличие жидкости в плевральной полости. В дальнейшем многие отечественные клиницисты успешно приме-няли и совершенствовали этот метод. В 1852 г. в Санкт-Петербургском ‘Военно-медицинском журнале’ была напечатана обстоятельная, талантливая работа Юлия Ивановича Мацона ‘Теория постукивания груди, обработанная на основании собственных опытов и наблюдений’. Научный труд Киевского патологоанатома и терапевта Ю.И.Мацона получил высокую оценку современников. Мацон производил разнообразные исследования перкуторных явлений у больных и здоровых лиц; делал специальные опыты на трупах с нормальными и измененными органами, покрывая грудную клетку предметами разной звукопроводимости (своеобразными ‘сурдинами’, ‘демпферами’) и варьируя объем грудной клетки. Получая различные по высоте, силе и тембру звуки, Юлий Иванович мог судить, при каких условиях они образуются.

В 1920 г. вышел первый учебник по перкуссии и аускультации . С.М.Яновский (1928) в своем труде «Курс диагностики внутренних болезней» так-же целые разделы посвятил перкуссии и аускультации .

Несмотря на это, в 1929 г. в Харькове, была опубликована историко-медицинская работа Г. Колосова ‘Начало применения и первые этапы развития перкуссии и аускультации в России’, в которой автор утверждал буквально следующее: ‘Обзор развития у нас перкуссии и аускультации в течение первых 40 лет со дня выхода трактата Лаэннека показывает, что в этой области наша медицина была подражательной, почти не внесла новых идей или усовершенствований, к тому же заметно отставала от движения науки на Западе’. Однако это не так. В 1925 г. В.В. Виноградова и З. В. Михальченко выявляют новый акустический феномен при исследовании легких. С 1925 по 1940 годы появилось множество работ посвященных интерпретации звуковых сигналов . В этих работах не только анализируются перкуторные и аускультативные данные при заболеваниях легких, но и предлагаются различные слуховые методы объективизации.

В 1949 году было напечатано первое издание монографии Германа Рафаиловича Рубинштейна «Диф-ференциальная диагностика заболеваний легких», где автор указывает: «Мы не можем сказать, что все врачи ясно понимают суть акустических процессов, происходящих при перкуссии и аускультации. Врачи из всех дисциплин меньше всего знают физику, а для понимания аускультации и перкуссии необходимо хотя бы минимальное знакомство с законами акустики. Сложность акустических феноменов, которые не всегда доступны исчерпывающему анализу, затрудняет охват этой проблемы» .
Понимание акустики дыхательных звуков оставалось неполным, что констатировали все без исключения авторитеты в рассматриваемой области . Современные отечественные и зарубежные ученые, специалисты в области пульмонологии перкус-сию и аускультацию относят к основным критериям диагностики пневмоний .

При перкуссии мы вызываем постукиванием оп-ределенный звук. Звук — это движение, воспринимаемое нашим ухом. Самая простая форма звука — обыкновенный музыкальный тон, колебания которого отличаются правильностью и периодичностью. Но звучащие тела дают не только один простой тон, а смесь тонов, состоящих из основного, доминирующего тона и довольно большого числа обертонов, или добавочных тонов, число колебаний которых находится в простом соотношении с числом колебаний основного тона . Наш слух обычно не воспринимает обертонов, мы слышим только основной тон, но при достаточном опыте и тренировке можно научиться различать и обертоны. В некоторых же случаях, особенно при наличии высоких обертонов, резко отличающихся от основного тона, они легко воспринимаются ухом, а подчас даже до такой степени раздражают наш слух, что вызывают неприятное, почти болезненное ощущение. От звука необходимо отличать шум. Шум также является смесью тонов, но совершенно иного порядка, чем звук. В то время как обертоны звука в течение всей фазы не меняют ни высоты, ни силы, а число колебаний находится в простом соотношении с числом колебаний основного тона, при шуме, наоборот, число, высота, длительность и сила составных частей этой смеси тонов быстро и притом неправильно меняются. Если изобразить это графически, то звук дает правильную периодическую кривую, шум же — неправильную апериодическую.

Всякий звук обладает известными физическими свойствами. Два звука различаются между собой: 1) силой, т. е. величиной амплитуды, 2) высотой, которая прямо пропорциональна числу колебаний в одну секунду, 3) длительностью, т. е. временем, которое проходит до исчезновения звука, наконец, 4) звукоподобностью перкуторного тона. Чтобы вывести на основании данных перкуссии правильное заключение об изменениях перкутируемого органа, надо, прежде всего, знать, что собственно звучит, когда мы перкутируем грудную клетку, т. е. какая часть грудной клетки дает перкуторный звук.

Ответов на этот вопрос было дано немало. Л.Ауэнбруггер, основоположник перкуссии, дает почти исчерпывающий ответ на этот вопрос: ‘Различия перкуторного звука зависят от тех причин, которые уменьшают или совсем вытесняют то количество воздуха, которое обычно находится в полости грудной клетки’. Приверженцы Германской школы пола-гали, что перкуторный звук дает только грудная клетка, легкие же участвуют в нем лишь постольку, поскольку они пропускают или задерживают колебания. Противоположного взгляда придерживался Й.Шкода (1869): ‘Каждый звук, который получается при перкуссии грудной или брюшной полости и который разнится от звука бедра или кости, зависит от присутствия газа или воздуха в брюшной или грудной полости’. На качество звука влияет легочная ткань: как на барабане высота тона зависит от напряжения кожи, так и тут все зависит от напряжения легочной ткани. Наиболее близкую к истине точку зрения высказывал Р.Цаминер: «Правильнее всего рассматривать легочную паренхиму с интерлобулярной тканью и заключенным в ней воздухом и жидкостью как одно целое, как одну эластическую, способную производить колебания, массу». Более детальное обоснование этот взгляд Р. Цаминера получил в работах А. и Р. Гейгель, которые исходили из того соображения, что легочную ткань физически можно сравнить с пеной: и та, и другая состоит из воздушных пузырьков, заключенных в более плотной среде.
Чтобы получить представление об изменении перкуторного звука грудной клетки при различных условиях. P. Martini сконструировал модели, по строению приближающиеся к грудной клетке. Заполняя их то сухой или влажной ватой, то водой и, наконец, человеческими легкими, он регистрировал с помощью аппарата Франка, соединенного с кимогра-фом Эдельмана, полученный от перкуссии этих моделей звук. В результате экспериментов было установлено, что перкуторный звук нормальной грудной клетки характеризуется громким, низким, довольно длительным тоном, обязанным своим происхождени-ем легкому; высота этого звука, согласно многочисленным объективным графическим регистрациям, определяется в 108-130 колебаний в секунду. При-мерно такая же высота, т. е. 110-125 колебаний в секунду, обнаружена при регистрации перкуторного звука изолированного легкого, извлеченного из груд-ной клетки и надутого до нормального внутреннего давления при дыхании, т. е. до 5-8 мм рт. ст. .

Это обстоятельство заставило Е. Edense совершенно игнорировать влияние грудной клетки на происхождение перкуторного звука. Тот факт, что извлеченное из грудной клетки надутое легкое дает перкуторный звук, совершенно аналогичный звуку, получаемому на живом человеке, ясно показывает, что грудная клетка не играет большой роли в происхождении перкуторного звука. Это верно, однако, только для нормальной ‘средней’ грудной клетки. Иное дело, когда строение грудной клетки изменяется, когда по каким-либо причинам ее эластическая сила увеличивается, когда она изменяет свою подат-ливость. Чем большей эластической силой обладает грудная клетка, чем она толще или плотнее, тем труднее легкому передать ей свои низкие колебания, тем больше будет ее участие в образовании перку-торного тона, который станет более высоким, коротким и тихим. На это также указывал Ф.Мюллер и многие из его учеников, особенно П.Мартини.

Таким образом, в опытах с объективной регистрацией легочного перкуторного звука был выяснен чрезвычайно любопытный факт, имеющий большое значение для понимания перкуссии и правильного теоретического обоснования этого метода в применении на практике, а именно, что высота перкуторного звука остается одинаковой, если перкутировать целое легкое пли часть его.

Ю.И.Мацон на основании своих исследований опроверг утверждение известного чешского клинициста Йозефа Шкоды, о том, что стенка полости не участвует в звукообразовании и что источником звука при перкуссии является лишь воздух. Ю.И.Мацон обоснованно выдвинул более правильное положение, что посредством постукивания грудная клетка приводится в колебания, производящие звук, усиливающийся созвучием воздуха в подлежащих органах. Второй кардинальный вывод, сделанный Ю.И.Мацоном, состоит в том, что ‘при перкуссии груди приводится в колебание не одно ребро, где мы перкутируем, но также и близлежащие ткани’ Третий существенный вывод Ю.И.Мацона относился к дета-лизации свойств перкуторного звука у здорового че-ловека в разных точках грудной клетки. Автор подчеркивал значение для клиники этих наблюдений, указав, что ‘…если в известном месте груди звук уже первоначально изменен в степени своей ясности, то незначительные патологические изменения в состоянии уже вызвать на этом месте заметно тупой звук, между тем как те же самые патологические изменения на других местах груди, не оказывают влияния на изменение степени ясности звука’. Выводы Ю.И.Мацона после проверки подтвердил, известный чешский ученый-клиницист профессор Адальберт Духек, автор ряда общепризнанных руководств по терапии, преемник Й.Шкоды по клинике внутренних болезней Венского университета.
Респираторная акустика как научная дисциплина начала оформляться в середине 50-х годов XX века, что было связано с появлением аппаратуры для записи и анализа акустических сигналов. Но эта аппаратура была предназначена в основном для регистрации аускультативных звуков.

После того как P.Martini впервые осуществил запись дыхательных шумов, к данным исследованиям подключились физики и инженеры. Наиболее суще-ственный качественный сдвиг в этом процессе произошел в 1955 году, когда V.A.McKusik с соавт. к исследованию дыхательных шумов впервые приме-нили спектральный анализ .

Новейший всплеск работ по перкуторной акустики наблюдался в 70-90-х годах . К этому времени (1978) относится создание Международной ассоциации легочных звуков (ILSA), объединившей в своих рядах акустиков, врачей, специалистов биомедицинского профиля. В рамках ILSA постоянно анализируются и обобщаются все научные публика-ции в области респираторной акустики, выделен список наиболее существенных работ в данной области, начиная с 1966 г., насчитывающий более 500 наименований, доступный через Internet. В 80-90 х годах ILSA оказала значительное влияние на координацию и уровень научных работ по респираторной акустики . Одним из первых в 1975 году компьютерную обработку перкуторных звуков применили A.Murray, J.M.Neilson .

G.K.Druzgalsky с коллегами в аппаратуру для записи и анализа дыхательных звуков активно внедряли компьютеры. При этом в качестве спектральной обработки основное место занимала процедура быстрого преобразования Фурье .
Стернальный удар, как один из простейших методов перкуссии давно интересовал специалистов акустиков. A.B.Bohadana, S.S.Kraman в 1989 году пытались регистрировать звуки, производимые стернальным ударом . Ими была построена 3-х мерная карта контура индексов звуковой амплитуды и частоты, чтобы рассмотреть структуру распределения звуков. Экспертиза карт показала область увеличения амплитуды в зонах проектирования костных структур, как у здоровых, так и у больных исследуемых, не выделяя области поражения легочной ткани. Через анализ переданной амплитуды были обнаружены только значительные плевральные выпоты и большие внутрилегочные поражения в то время как более глубокие изменения не определялись . J.R.Guarino, J.C.Guarino с помощью аппаратной регистрации традиционных перкуторных ударов обнаруживали изменения даже при минимальном плеврите .

A.B.Bohadana, S.S.Kraman также в 1992 году про-водили опыт последовательности перкуторного удара, выполненного вручную и механическим способом. При механическом ударе средние результаты не были отличны от таковых при ударе пальцем . J.C. Yernault сравнивал с помощью записывающей аппаратуры перкуторные удары проводимые посредственно и непосредственно . V.McCarthy в 1999 г., регистрировал серии перкуторных ударов и не обнаружил преимущества большой серии ударов . Аппаратную регистрацию перкуторных ударов для диагностики пневмоторакса проводил R. Winter с соавт . S.R.McGee (1995) отмечал высокую специфичность метода для диагностики плевритов, и недостаточную — для пневмоний . P.J.Vos с соавт. определяли чувствительность ме-тода и сравнивали с рентгенологическими исследованиями. В этих наблюдениях чувствительность оказалась очень низкой . R.Pastercamp и его коллеги сравнили прохождение нормального звука легкого в соответствии с весом тела у 29 младенцев и взрослых. Они обнаружили, что различное проведение резонанса при низкой частоте дает различие нормальных звуков легкого у маленьких детей и взрослых .

Акустическая модель дыхательного тракта про-должает изучаться и сегодня . Пауль Харпер — профессор университета Массачусетс, специалист электронной инженерии провел собственный анализ различных акустических моделей дыхательного тракта . Мы являемся свидетелями следующей фазы в развитии легочных исследований — исследований акустическими средствами. Сложность системы органов дыхания замедляет создание всеобъемлющей модели грудной клетки. Акустические модели легких пока только способствуют пониманию легочных звуков. Мощные компьютеры позволяют проводить анализ звуковых сигналов, как на амбулаторном, так и стационарном этапах обследования больных. Анализирующая аппаратура и ее мощность достигла такого уровня, что позволяет проводить сложную обработку сигналов в реальном масштабе времени .
На сегодняшний день используется два типа датчиков для регистрации легочных звуков: электретные микрофоны и акселерометры. Маленькие микрофоны подобно стетоскопу, представляют собой чувствительный преобразователь легочных звуков. Эти устройства с меньшими коническими формами камер более чувствительны к более высоким частотам звука легкого, но также и очень восприимчивы к окружающему шуму.

Таким образом, двухсотлетний опыт применения перкуссии легких для выявления заболеваний органов дыхания обогатился мощной компьютерной регистрирующей и анализирующей аппаратурой. Исследования и разработки методов и алгоритмов автоматической диагностики на базе теории и практики являются одними из главных направлений научно- исследовательских работ и опытно конструкторских разработок по развитию компьютерных медицинских мониторингов