The quality of voice in coal-miners after burn/inhalation injury due to methane explosure

Transkrypt

1 102 The quality of voice in coal-miners after burn/inhalation injury due to methane explosure Boguslawa Orecka 2, Zbigniew Paluch, Andrzej Krzywiecki 3, Alicja Grzanka 4 SUMMARY The job as a coal-miner exposes to the great risk. One of the most dangerous health hazard is a burn/inhalation injury during the methane explosion. The victims undergo physical trauma, effect of high temperature and inhalation of toxic gases and products of incomplete combustion. As a result of inhalation injury both, upper and lower airways are affected. The aim of the study was to analyse the relationship between burn/inhalation injury and quality of voice in affected coal-miners. A group of 23 patients (men) in age from 28 to 59 (mean 38.5) 3 years after burn/inhalation injury participated in this study. The voice evaluation based on ENT examination, videlaryngostroboscopy, acoustic analysis, MPT parameter and GRBAS analysis was performed. The special control group of coal-miners served as a control. On the basis of the subjective evaluation and the objective acoustic analysis, aerodynamic parameter and videlaryngostroboscopy the worse quality of voice in the group of injured coalminers was shown in comparison to the control group. No substantial correlation between the acoustic parameters, MPT parameter and ventilating rates was found. uraz inhalacyjny, wideolaryngoskopia, analiza akustyczna, parametry aerodynamiczne burn/inhalation injury, videlaryngostroboscopy, acoustic analysis, aerodynamic parameter / Górnicy węgla kamiennego narażeni są na różnorakie urazy podczas swojej pracy. Oparzenia w wyniku wybuchu metanu w kopalniach są jednym z poważniejszych zagrożeń. Oparzenia te dotyczą przede wszystkim powłok ciała, ale również dróg oddechowych. W wyniku wybuchu metanu ma miejsce uraz termiczny, który jest zjawiskiem złożonym. Na organizm działa bowiem fala uderzeniowa powodująca stłuczenia, zmiażdżenia, złamania. Jest ona następstwem około 10-krotnego wzrostu ciśnienia w przestrzeni zamkniętej, jaką jest wyrobisko. Następnie górnicy poddani są działaniu wysokiej temperatury, która osiąga wartość od 850 do 1500 C w najbliższym otoczeniu oraz toksycznym produktom spalania metanu. Sumując wymienione czynniki, mówimy o urazie inhalacyjnym niezwykle dotkliwie okaleczającym drogi oddechowe [1 4]. W szczególności narażone są górne drogi oddechowe. Mechanizmy ochronne na poziomie krtani zapobiegają częściowo przedostawaniu się gorącego powietrza z toksynami do drzewa oskrzelowego. Gwałtowność wybuchu powoduje, że część dopalającego się metanu dostaje się do dolnych dróg oddechowych [4, 5]. Początkowo dochodzi do obrzęku błony śluzowej i uszkodzenia nabłonka, który traci swe zdolności transportowania wydzieliny. Pojawiają się pęcherze, nadżerki. Uszkodzona błona śluzowa, oddzielając się od zdrowej tkanki, może być przyczyną mechanicznej niedrożności każdego z odcinków drogi oddechowej. Następują zaburzenia wentylacji, a za nimi zaburzenia dyfuzji i perfuzji. W wielospecjalistycznym procesie leczenia zawsze rozważana jest, a wykonywana w zależności od stopnia oparzenia, intubacja dotchawicza lub tracheotomia [6 9]. Te zachodzące po sobie zdarzenia muszą mieć wpływ na morfologię i czynność górnych dróg oddechowych, nawet już po zakończeniu leczenia. Chorzy

2 103 ci bowiem przez lata skarżą się na suchość dróg oddechowych, towarzyszący suchy kaszel, a czasem na współistniejącą zmianę głosu. Podstawową trudnością towarzyszącą próbie oceny zmian na poziomie krtani po urazie inhalacyjnym u górników jest zwykle niewielka tylko chorych. Dodatkowo grupę górników, którzy ulegli wspomnianemu urazowi, zawsze należy rozdzielić na górników oraz ratowników górniczych (jeśli tacy też ulegli oparzeniu), gdyż są oni w zupełnie inny sposób zabezpieczeni przed urazem inhalacyjnym [3, 10, 11]. Z oczywistych powodów nigdy nie dysponujemy precyzyjnymi wynikami badań sprzed urazu, zatem nie ma odniesienia do stanu wyjściowego. W standardzie badania zarówno wstępnego, jak i okresowego, górników czy ratowników górniczych nie ma bowiem badania wideolarygostroboskopowego. Nie zmienia to faktu, że w naszej opiece stale pozostają chorzy po takich urazach, z wymienionymi wcześniej objawami. Zatem wydaje się zasadne, by podjąć próbę odpowiedzi, jakie powstają zmiany w obrębie krtani i jak zmienia się głos po przebytym urazie inhalacyjnym po wybuchu metanu w kopalni. Szczególnie że piśmiennictwo w tym zakresie jest niezwykle skąpe. 1. Ocena narządu głosu i jakości głosu u oparzonych górników. 2. Próba znalezienia zależności pomiędzy wybranymi parametrami wentylacyjnymi a akustycznymi i aerodynamicznymi. Badania wykonano u 23 mężczyzn, górników w wieku lat (średnia wieku 38,5 roku), którzy podczas pracy w kopalni węgla kamiennego na Górnym Śląsku doznali urazów oparzeniowych w trakcie wybuchu metanu. Badania przeprowadzono po upływie 3 lat od urazu. W gronie chorych stwierdzono oparzenie III stopnia u 14 górników, a u 9 IV stopnia, wg skali oparzeń Haponika [12]. Wszyscy chorzy poddani byli intubacji po przyjęciu do szpitala. Czas trwania intubacji wynosił: u ośmiu 3 dni, u jedenastu 7 dni, a u czterech 14 dni. U żadnego z chorych nie wykonano tracheotomii. Z grupy wyłączono górników z silnym urazem mechanicznym (złamanie żeber, stłuczenie płuc). W celu porównania uzyskanych wyników utworzono grupę kontrolną. Stanowiło ją 23 zdrowych górników, aktualnie pracujących w śląskich kopalniach w wieku lat (średnia 36,4 roku). Wszyscy oparzeni górnicy do momentu urazu palili nałogowo papierosy, dlatego w grupie kontrolnej umieszczono również palących mężczyzn. W obu ch wykonano następujące badania: 1. laryngologiczne, 2. wideolaryngoskopię i wideolaryngostroboskopię, 3. analizę akustyczną, 4. ocenę wskaźnika aerodynamicznego MPT, 5. ocenę percepcyjną jakości głosu w oparciu o skalę GRBAS. Dokonano próby korelacji wskaźników akustycznych i wskaźnika aerodynamicznego ze wskaźnikami wentylacyjnymi (których analizę przeprowadzono w innej publikacji). Do przeprowadzenia badań uzyskano zgodę Komisji Bioetycznej Śląskiej Akademii Medycznej NN /06 z dnia 25 stycznia Ad. 1. Przeprowadzono wywiad z chorymi, a następnie poddano ich rynoskopii, nasopharyngoskopii, otoskopii i laryngoskopii pośredniej. Ad. 2. Wideolaryngostroboskopię wykonano wideolaryngostroboskopem lupowym firmy Storz: laryngostrobe 8020 i kamerą telcam SL pal Obraz krtani zapisywano na dysku komputera PC w formie plików filmowych avi oprogramowanie Iris, z modułem rejestracji wideo. Ad. 3. Analiza akustyczna głos chorych był nagrywany za pomocą mikrofonu połączonego z komputerem badany trzymał mikrofon w odległości ok cm od ust i wypowiadał samogłoskę a tak długo, jak było to możliwe przy jednorazowym wydechu. Zarejestrowany głos poddano analizie akustycznej i wyniki przedstawiono pod postacią analizy tonu krtaniowego. Wykorzystano tu parametry względnej zmiany częstotliwości (Jitt%, Fo) oraz parametry względnej zmiany amplitudy (Shim%). Ad. 4. Oceniono MPT, czyli czas, przez jaki badany fonował po wcześniejszym maksymalnym wdechu. Ad. 5. Skala GRBAS. Każda z cech głosu: G stopień chrypki, R szorstkość głosu, B głos o charakterze chuchającym, A głos słaby hypofunkcjonalny, S głos napięty hyperfunkcjonalny, oceniana była w czterostopniowej skali zaburzenia głosu od 0 do 3. Analizę statystyczną przeprowadzono przy zastosowaniu programu Statistica 7.1 PL. Celem porównania badanych parametrów w wyodrębnionych ch zastosowano dla wartości o rozkładzie normalnym test t-studenta, a dla wartości o rozkładzie innym niż normalny test U Manna-Whitneya. Liczebność w badanych ch porównano testem Chi 2, W analizie zależności pomiędzy zmiennymi zastosowano korelację liniową Pearsona. Wyniki przedstawiono w postaci średniej i odchylenia standardowego. Jako istotne przyjęto wartości p<0,05. Wywiad potwierdził występujące dolegliwości w postaci suchości w gardle i krtani, chrząkania i suchego kaszlu u wszystkich, którzy przebyli oparzenie. W badaniu laryngologicznym stwierdzono zaczer-

3 104 Tabela I. Voice evaluation in the study group based on GRBAS scale R A S wienioną, podsychającą i połyskującą błonę śluzową w gardle i nosie. U dwóch chorych stwierdzono zrosty małżowinowoprzegrodowe, u jednego ubytek części skrzydełek nosa, u trzech kolejnych ubytki w części chrzęstnej przegrody nosa, u czterech chorych cechy zanikowego nieżytu nosa (szerokie przewody nosowe) i zmiany bliznowate na skórze twarzy i szyi u wszystkich oparzonych. Wyniki percepcyjnej oceny jakości głosu w oparciu o skalę GRBAS w grupie badanej przedstawiono w tabeli I. Wyniki badań akustycznych, wideolaryngoskopii i wideolaryngostroboskopii oraz analiza akustyczna głosu i ocena parametru MPT średnie wartości wskaźników grupy kontrolnej i badanej: Jitt% średnia wartość parametru jest istotnie wyższa w grupie badanej niż w kontrolnej (Ryc. 1), F0 średnia wartość parametru w grupie badanej i kontrolnej jest zbliżona (Ryc. 2), Shim% średnia wartość parametru jest istotnie wyższa w grupie badanej niż w kontrolnej (Ryc. 3), MPT średnia wartość parametru aerodynamicznego jest istotnie niższa w grupie badanej niż kontrolnej (Ryc. 4). Większość wartości parametrów uległa znaczącym zmianom (p<0,05), poza jednym wskaźnikiem F0. Wideolaryngoskopia W badaniu wideolaryngoskopowym zaobserwowano w grupie badanej różnego rodzaju zmiany w morfologii krtani. Nie były one charakterystyczne dla wszystkich badanych, lecz występowały w pojedynczych przypadkach. Najczęściej występującą zmianą była połyskująca błona śluzowa z zasychającą wydzieliną. 4 pacjentów zgrubienie fałdów głosowych z zaczerwienieniem, 3 pacjentów zaniki fałdów rzekomych, odsłonięcie kieszonek krtaniowych, 2 pacjentów pogrubiała nagłośnia, 2 pacjentów przerost błony śluzowej okolicy międzynalewkowej, 1 pacjent przerost fałdów przedsionkowych. W grupie kontrolnej w oparciu o badanie wideolaryngoskopowe nie stwierdzono istotnych zmian patologicznych w obrębie krtani. Wideolaryngostroboskopia Tabela II przedstawia wyniki badania wideostroboskopowego w wartościach bezwzględnych. Dotyczy to zarówno grupy badanej, jak i grupy kontrolnej. Przeanalizowano również korelacje pomiędzy uzyskanymi parametrami akustycznymi i aerodynamicznymi a wybranymi wskaźnikami wentylacyjnymi pętli przepływ objętość w grupie badanej i kontrolnej. Wyniki wentylacyjne u ww. chorych są przedmiotem innej publikacji. Oparzenie w wyniku wybuchu metanu w kopalni jest zawsze połączeniem oparzenia powłok skórnych oraz urazu inhalacyjnego dróg oddechowych. Wytworzona podczas wybuchu energia cieplna działa uszkadzająco na nabłonek i błonę śluzową dróg oddechowych. Fala uderzeniowa niesie pyły i toksyny, które dodatkowo uszkadzają wyściółkę dróg oddechowych. Za typowe uważa się oparzenia do końca szyjnego odcinka tchawicy [8, 3, 13]. Zatem w obszarze największego narażenia na wczesne i odległe skutki oparzenia pozostaje krtań. Uzyskane wyniki w zakresie jakości głosu metodą odsłuchową wskazują na gorszą jakość głosu u oparzonych w porównaniu z grupą kontrolną. Wykazano znaczny odsetek chorych z chrypką o różnym nasileniu oraz głosem szorstkim, napiętym hyperfunkcjonalnym. Część autorów jest zdania, że samo badanie jakości głosu w oparciu o skalę GRBAS jest zbyt subiektywne i dopiero w powiązaniu z badaniami akustycznymi i wideostroboskopią przedstawia istotną wartość diagnostyczną [5, 14 16]. W ocenie akustycznej głosu wskaźniki Jitt% i Shim% były istotnie wyższe od analogicznych wartości grupy kontrolnej, co znajduje potwierdzenie w badaniach Casper i wsp. [5]. Współczynnik Jitt% oznacza względną zmianę częstotliwości z okresu na okres i wyraża stabilność fałdów głosowych w procesie tworzenia głosu. Im większa wartość współczynnika Jitt%, tym większa niestabilność fałdów głosowych w trakcie wibracji. W subiektywnym odbiorze oznacza to większą chrypkę chorego z wyższym współczynnikiem Jitt%. Podobnie współczynnik Shim%

4 JITT 2 1 SHIM Ryc. 1. Ryc FO MPT Ryc. 2. Ryc. 4. wyrażający względną zmianę amplitudy z okresu na okres, który w grupie badanej był istotnie wyższy niż w grupie kontrolnej, wskazywał na mniejszą stabilność fałdów głosowych w procesie tworzenia głosu [5, 14]. Częstotliwość F0, która jest odwzorowaniem współczynnika wibracji i decyduje o wysokości głosu, nie różniła się istotnie w porównywanych ch. Do podobnych wniosków dochodzi także w swoich publikacjach Casper i wsp. [5]. Kolejnym ocenianym parametrem był maksymalny czas fonacji (MPT). Był on istotnie niższy w grupie badanej w porównaniu z kontrolną. Taki wynik był zgodny z oczekiwaniem, choć trudno wskazać jednoznacznie przyczynę takiego stanu rzeczy. Cenną częścią badania laryngologiczno-foniatrycznego była wideolaryngoskopia i wideolaryngostroboskopia. Pierwsze badanie potwierdziło niewielkie zmiany morfologii krtani. Głównie polegały one na cechach przerostu fałdów głosowych, przedsionkowych, pogrubienia nagłośni i okolicy międzynalewkowej oraz przetrwałej suchości błony śluzowej. Wielu autorów opisuje obecność ziarniny na fałdach głosowych jako

5 106 Tabela II. Results of videosroboscopy in study group and control Tabela III. Study group correlation between acoustic parameters and MPT, and inspiratory and expiratory parameters of FO Tabela IV. Study group correlation between acoustic parameters and MPT, and inspiratory and expiratory parameters of FO

6 107 Tabela V. Control group correlation between acoustic parameters and MPT, and inspiratory and expiratory parameters of FO Tabela VI. Control group correlation between acoustic parameters and MPT, and inspiratory and expiratory parameters of FO następstwo przebytego urazu inhalacyjnego lub też owrzodzeń, we wczesnym okresie pooparzeniowym [5, 15, 16]. W przedstawionym materiale nie odnotowano podobnych zmian ani też zwężeń krtani i/lub tchawicy. Należy zatem podjąć próbę odpowiedzi, dlaczego głos oparzonych uległ pogorszeniu. Czy wpływ na to ma samo oparzenie, intubacja, czy jedno i drugie, łącznie. Mimo że w przedstawionym materiale badawczym nie odnotowano przetrwałych zmian w krtani i tchawicy, to potwierdzone w wideostroboskopii zmiany dotyczące charakteru drgań, amplitudy, przesunięcia brzeżnego i zwarcia fonacyjnego poparte subiektywnym odczuciem chrypki należy uznać za dolegliwość pourazową, aczkolwiek bez możliwości ustalenia jednoznacznej przyczyny. Bartlem i wsp. wskazują na wątpliwości przy podejmowaniu decyzji o intubacji oparzonych chorych. Lund wskazuje na okres 21 dni, po przekroczeniu którego konsekwencje intubacji mogą być bardzo niekorzystne dla górnych dróg oddechowych [9, 17]. W przedstawionym materiale okres intubacji nie przekroczył u żadnego z chorych 14 dni. Ze względu na małą liczebność grupy nie decydowano się na podział na podgrupy i próbę znalezienia zależności pomiędzy czasem trwania intubacji a jakością głosu. FEV1 i MEF50 (zmiana wartości w krótkim czasie) najskuteczniej wpływa na częstotliwość głosu i ustala tę zależność. Badając zależność głosu od przepływu powietrza w drogach oddechowych, należało bardziej oczekiwać pewnych relacji pomiędzy wskaźnikami wydechowymi i/lub FVC a czasem maksymalnej fonacji (MPT), którego średnia wartość była istotnie niższa w grupie badanej niż kontrolnej. Być może ma tu wpływ fakt porównywania wyników z grupą kontrolną, a nie danymi wyjściowymi sprzed oparzenia. Jak wspomniano wcześniej, nie było takiej możliwości ze względu na brak danych wyjściowych,

7 108 co stanowi problem potwierdzany przez wielu badaczy [2, 5, 18]. Jakość głosu zależy głównie od zdolności wibracyjnej fałdów głosowych, ich elastyczności, zdolności otwierania i zamykania głośni, a przez to wytwarzania optymalnego ciśnienia powietrza, które, przepływając, wprawia fałdy głosowe w drgania. Zatem konsekwencje urazu oparzeniowego dróg oddechowych i/lub intubacji oraz sposobu leczenia mogą wpływać na jakość głosu. Zaburzenia głosu, jakie stwierdzono u części chorych na podstawie metody odsłuchowej GRBAS, udokumentowano pewnymi nieprawidłowościami w funkcjonowaniu głośni na podstawie wideolaryngostroboskopii, co może być czynnikiem powstałym w wyniku urazu oparzeniowego. Wydaje się, że dyskomfort w postaci przewlekłego kaszlu, uczucia zasychania w gardle, nawet czasem duszności może mieć również wpływ na jakość głosu, ale jest niezwykle trudny do udokumentowania obiektywnymi metodami. 1. W oparciu o badania subiektywne i obiektywne potwierdza się gorszą jakość głosu u chorych po urazie inhalacyjnym w porównaniu z grupą kontrolną, co może wskazywać na wpływ przebytego oparzenia. 2. Uzyskane wyniki nie potwierdzają wpływu obniżenia wskaźników wentylacyjnych na jakość głosu oparzonych, co ogranicza przyczyny zaburzeń głosu do górnych dróg oddechowych. 1. Smith DL, Cairns BA, Ramadan F et al. Effect of inhalation injury, burn size, and age on mortality: a study of 1447 consecutive burn patients. J Trauma, 1994;37(4): Clark CJ, Reid WH, Gilmour WH, Campbell D. Mortality probability in victims of fire trauma: revised equitation to include inhalation injury. BMJ, 1986;292: Krzywiecki A. Uszkodzenie tkanki płucnej wywołane oparzeniem termicznym. [W:] Płusa T, red. Stany zagrożenia życia w pneumonologii i alergologii. Warszawa: Wyd. Sanmedia; 1993, s Hasleton PS, McWilliam L, Haboubi NY. The lung parenchyma in burns. Histopathology, 1983;7(3): Casper JK, Clark WR, Kelley RT, Colton RH. Laryngeal and phonatory status after burn/inhalation injury: a long term follow-up study. J Burn Care Rehabil, 2002;23(4): Strużyna J. Oparzenia. Przegląd Piśmiennictwa Chirurgicznego. Warszawa: Fundacja Polski Przegląd Chirurgiczny; 2003: Demling RH, Chen C. Pulmonary function in the burn patient. Semin Nephrol, 1993;13(4): Strużyna J. Wczesne leczenie oparzeń. Warszawa: Wydawnictwo Lekarskie, PZWL; Lund T, Goodwin CW, McManus WF et al. Upper airway sequelae in burn patients requiring endotracheal intubation or tracheostomy. Ann Surg, 1985;201: Jethon J, Strużyna J. Oparzenia. Przegląd Piśmiennictwa Chirurgicznego 1997, s Krzywiecki A, Ziora D, Jastrzębski D. Oparzenia dróg oddechowych współczesny problem diagnostyczny i terapeutyczny. [W:] Płusa T, red. Postępy w pulmonologii. Warszawa: Wyd. Medpress; 1994, s Haponik EF, Munster AM. Diagnosis, impact, and classification of inhalation injury. [In:]. Haponik EF, Munster AM, ed. Respiratory injury smoke: inhalation and burns. Ed. New York: McGraw-Hill Inc; 1990, s Traber DL, Linares HA, Herndon DN, Prien T. The pathophysiology of inhalation injury-a review. Burns Incl Therm Inj, 1988;14(5): Pruszewicz A, Obrębowski A, Wika T, Świdziński P, Demenko G, Leszczyńska M. Zastosowanie komputerowej analizy głosu w diagnostyce wczesnych zmian nowotworowych głośni. Otolaryng Pol, 1997;51(24): Hirano M. Clinical Examination of Voice. Springer Verlag, NY; 1981, s Hirano M. Videostroboscopic examination of the larynx. San Diego, California: Singular Publishing Group Inc Bartlett RH, Niccole M, Travis MJ, Allyn PA, Furnas DW. Acute management of the upper airway in facial burns and smoke inhalation. Arch Surg, 1976; 111: Geissert HA, Lofgren RH, Grillo HC. Upper airway compromise after inhalation injury: complex stricture of the larynx and trachea and their management. Ann Surg, 1993;218: