Мировое сообщество отмечает неуклонный рост бронхолегочных заболеваний, включая обструктивные варианты. Официальные статистические данные свидетельствуют об увеличении случаев выявления бронхиальной астмой и хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ) практически вдвое. По неофициальным же данным случаев патологии значительно больше – многие не спешат за медицинской помощью, предпочитая самостоятельную борьбу с патологией. Исследование функции внешнего дыхания (ФВД) является самым простым способом выявления этих заболеваний.
Анализ функции внешнего дыхания
Это особенно важно для лиц трудоспособного возраста – бронхолегочные заболевания при отсутствии адекватного лечения нередко становятся причиной инвалидности пациентов. В клинической практике бронхообструктивный синдром нередко сочетается с другими патологиями – артериальной гипертензией, коронарной недостаточностью, аритмиями различного происхождения, эндокринными нарушениями. Исследование ФВД (функции внешнего дыхания) является самым простым и надежным способом выявлять бронхолегочные патологии на ранних стадиях.
Несмотря на то что исследование ФВД проводится быстро и не наносит вреда здоровью, оно имеет четкие показания и некоторые ограничения. Сегодня применяются следующие методы исследования функции внешнего дыхания – спирометрия и пневмотахография. На обследование направляются пациенты в следующих случаях:
Легкость такого обследования и его невысокая стоимость позволяют каждому человеку регулярно проходить его.
Исследование функции внешнего дыхания на спирографе
Самостоятельный контроль, проводимый хотя бы раз в год, особенно показан курильщикам со стажем и работникам вредных производств. После 40-50 лет такое обследование рекомендовано каждому.
Вне зависимости от конкретной методики, подобное исследование имеет определенные ограничения, и не назначается в следующих случаях:
Подготовка к спирометрии не требует соблюдения сложных условий. За сутки до обследования исключается алкоголь, крепкие чай и кофе, по возможности рекомендуется ограничить курение. Если человек принимает препараты, оказывающие влияние на работу бронхолегочной системы, об этом нужно заблаговременно поставить в известность своего лечащего врача. Последний прием пищи должен быть за 2 часа до исследования. Остальная подготовка к исследованию функции внешнего дыхания начинается непосредственно в лечебном учреждении.
Перед проведением необходимых проб пациент должен в течение получаса находиться в спокойной обстановке, с исключением активных физических упражнений. Одежда должна быть достаточно свободной, не стесняющей движения и грудную клетку. При наличии бронхиальной астмы ингалятор должен быть с собой, так же как и чистый носовой платок. Как видно, методика подготовки к исследованию функции внешнего дыхания позволяет правильно выполнить все условия даже пациентам в тяжелом состоянии.
Перед тем, как проводится исследование функции внешнего дыхания, пациент находится в положении лежа на менее 15 минут. За это время дыхание приходит в норму, после чего начинается само исследование. Оно может проводиться двумя методами – спирография и пневмотахография.
Первый способ представляет собой графическую регистрацию изменений, происходящих в легких человека при совершении разнообразных дыхательных маневров. Пневмотахография позволяет зафиксировать объемную скорость потока воздуха при спокойном дыхании и во время физической активности. Спирометрическое оборудование, используемое в настоящее время, позволяют одновременно фиксировать пневмотахометрические и спирографические показатели (максимальную вентиляцию легких и показатели функциональных проб) у пациента, что упрощает и ускоряет обследование. В ряде случаев показана спирометрия с бронхолитиком – это исследование помогает точно определить наличие патологии и предотвратить ее развитие.
Современный спирограф
Спирометрия ФВД проводится в положении пациента сидя, руки располагаются на специальных подлокотниках. На аппарат одевается одноразовый мундштук, который пациент берет в рот, на нос одевается зажим. Врач просит человека сделать обычный или чуть более глубокий вдох, после чего спокойно выпустить весь воздух через мундштук. Таким образом определяется дыхательный объем – количество воздуха, вдыхаемого человеком в повседневной обстановке ежедневно.
В дальнейшем фиксируется резервный объем выдоха – при выдохе, совершенном с предельным усилием. Далее пациент должен вдохнуть максимально полно – получают показатели жизненной емкости легких и резервный объем вдоха. Как правило, функция внешнего дыхания требует несколько «подходов», что обеспечивает предельно точные показатели. В дальнейшем врач оценивает получившиеся графики и формирует заключение.
Спирометрия с предварительным введением бронхолитических средств необходима при затруднениях в постановке точного диагноза, а также для оценки степени действенности того или иного лекарственного средства. Вначале исследование проходит в штатном порядке, без воздействия лекарственного средства. После фиксации всех необходимых показателей пациенту дают выбранный препарат, и фиксация показателей ФВД повторяется.
Исследование функции внешнего дыхания может проводиться до и после ингаляции бронходилататора
При использовании средств на основе сальбутамола, замеры повторяются с интервалом 15 минут. Если применяется препарат на основе ипратропиум бромида, перерыв между замерами составляет около получаса. В ряде случаев замерам предшествует физическая нагрузка, но первая регистрация данных всегда осуществляется в состоянии покоя. Поскольку большинство сложных нарушений дыхательной функции невозможно определить только по внешним признакам, все полученные данные вносятся в специальный компьютер, где обрабатываются специальным программным обеспечением. Исследование функций внешнего дыхания с бронхолитиками помогает выявить опасные патологии на самых ранних стадиях.
Перед исследованием категорически запрещен прием любых препаратов, содержащих стимуляторы. Они оказывают влияние не только на сердечно-сосудистую, но и легочную систему, что может привести к искажению данных и неверному диагнозу.
Спирографическая кривая
Исследование функции внешнего дыхания, норма которого отличается в зависимости от возраста и пола пациента, позволяет с достаточной точностью диагностировать основные заболевания бронхолегочной системы. Одним из самых опасных нарушений является обструкция дыхательных путей. Об этом будет свидетельствовать снижение силы выдоха и жизненной емкости легких. Обструкция может говорить о наличии бронхиальной астмы, остром бронхите с астматическим компонентом, а также о хроническом обструктивном бронхите. Расшифровку врач выдает пациенту на руки после анализа и установления диагноза.
Ключевые слова: функция внешнего дыхания, спирография, обструкция, рестриктивные изменения, бронхиальное сопротивление
Роль исследования функции внешнего ды-ха-ния (ФВД) в пульмонологии трудно пере-оце-нить, а единственным достоверным кри-те-рием хронических обструктивных заболеваний лeгких являются дыхательные нарушения, выявленные при спирометрии .
Объективное измерение ФВД в качестве мониторинга при бронхиальной астме анало-гич-но соответствующим измерениям при дру-гих хронических заболеваниях, например из-ме-ре-нию артериального давления при ар-те-ри-аль-ной гипертензии, определению уровня глю-ко-зы при сахарном диабете .
Основные задачи исследования ФВД мож-но сформулировать следующим образом:
Все показатели, характеризующие состо-яние функции внешнего дыхания, условно мож-но разделить на четыре группы.
К первой группе относятся показатели, характеризующие легочные объемы и емкости. К легочным объемам относятся: дыхательный объем, резервный объем вдоха и остаточный объем (количество воздуха, остающееся в лег-ких после максимального глубокого выдоха). К емкостям легких относятся: общая емкость (количество воздуха, находящегося в легких после максимального вдоха), емкость вдоха (количество воздуха, соответствующее дыха-тель-ному объему и резервному объему вдоха), жизненная емкость легких (состоящая из дыхательного объема, резервного объема вдо-ха и выдоха), функциональная остаточная емкость (количество воздуха, остающееся в легких после спокойного выдоха - остаточный воздух и резервный объем выдоха).
Ко второй группе относятся показатели, характеризующие вентиляцию легких: частота дыхания, дыхательный объем, минутный объем дыхания, минутная альвеолярная вентиляция, максимальная вентиляция легких, резерв дыхания или коэффициент дыхательных резервов.
К третьей группе относятся показатели, характеризующие состояние бронхиальной про-ходимости: форсированная жизненная емкость легких (пробы Тиффно и Вотчала) и максимальная объемная скорость дыхания во время вдоха и выдоха (пневмотахометрия).
В четвертую группу входят показатели, ха-рак-теризующие эффективность легочного ды-ха-ния или газообмен. К этим показателям от-носятся: состав альвеолярного воздуха, поглощение кислорода и выделение угле-кис-ло-ты, газовый состав артериальной и венозной крови.
Объем исследования ФВД определяется многими факторами, в том числе тяжестью состояния больного и возможностью (и целесообразностью!) полноценного и все-с-то-рон--него исследования ФВД. Наиболее рас-прос-траненными методами исследования ФВД яв-ля-ются спирография (рис. 1) и спи-ро-мет-рия.
Рис. 1. Спирограмма экспираторного маневра (по Ройтбергу Г.Е. и Струтынскому А.В.)
Оценка показателей ФВД
Количественная оценка спирографических показателей производится путем сопостав-ле-ния их с нормативами, полученными при обследовании здоровых людей. Значительные индивидуальные различия, имеющиеся у здо-ро-вых людей, вынуждают, как правило, ис-поль-зовать не общую среднюю того или иного показателя, а учитывать пол, возраст, рост и вес обследуемых. Для большинства спи-ро-гра-фи-ческих показателей разработаны должные вели-чины, для некоторых - определен диапазон индивидуальных различий здоровых людей. Должную величину в каждом кон-крет-ном случае принимают за 100%, а полученную при обследовании - выражают в процентах должной.
Использование должных величин уменьшает, но не устраняет полностью инди-видуал-ьных различий здоровых людей, кото-рые для большинства показателей находятся в пределах 80-120% должной, а для некоторых - в еще более широком диапазоне. Даже не-боль-шие отклонения от результатов пред-шест-вую-щего обследования больного могут указать на величину и направленность происшедших из-ме-нений. Правильно их оценка может быть дана только с учетом воспроизводимости по-ка-зателя. При этом следует отметить, что при оценке конечного результата исследования физиоло-ги-чески более оправдано использо-ва-ние наибольшей величины, а не средней нес-коль-ких измерений, независимо от числа пов-торений.Ниже подробно будут разобраны критерии оценки отдельных спирографических показа-те-лей.
Минутный объем дыхания (МОД)
При спокойном и ровном дыхании пациента проводится измерение ДО, который рассчи-ты-ва-ется как средняя величина после регистра-ции как минимум шести дыхательных циклов. В процессе исследования может быть оценена привычная для пациента в покое частота ды-ха-ния (ЧД), глубина дыхания и их ка-чест-вен-ное соотношение, так называемый паттерн ды-ха-ния. С учетом частоты дыхания и дыха-тельного объема может быть рассчитан минут-ный объeм дыхания (МОД), как произведение ЧД на ДО.
Общеизвестно, что одним из основных кли-ни-чес-ких проявлений легочной недостаточ-нос-ти является учащение и поверхностный ха-рак-тер дыхания. Однако, по данным инстру-мен-таль-ного исследования, эти признаки име-ют весьма ограниченное диагностическое зна-че-ние .
Объем дыхания у здоровых людей коле-блется в очень широких пределах- в условиях основного обмена у мужчин от 250 до 800, у женщин от 250 до 600, а в условиях отно-си-тельного покоя соответственно от 300 до 1200 и от 250 до 800 мл, что практически лишает эти показатели диагностической ценности. Так, при хронической пневмонии ЧД более 24 в минуту обычно наблюдается всего лишь у 6-8% больных, ОД меньше 300мл - у 1-3%.
Выявлению гипервентиляции в покое раньше придавалось большое диагностическое значение. С ее наличием чуть ли не отож-дест-влялось представление о легочной недостаточ-нос-ти. Действительно, у больных при частом и по-верхностном дыхании и увеличении мерт-во-го пространства вследствие неравномерного распределения воздуха в легких эффектив-ность вентиляции ухудшается. Доля объема дыхания, участвующего в вентиляции альвеол, снижается до 1/3 против 2/3-4/5 в норме. Для обес-печения нормального уровня аль-веол-яр-ной вентиляции необходимо увеличить МОД, что приходится наблюдать во всех случаях, даже при гиповентиляции альвеол.
При неко-то-рых же патологических состояниях возни-кает гипервентиляция, как компенсаторная реак-ция в ответ на нарушения в других звеньях системы дыхания. Следовательно, представление о гипервентиляции в покое как о ценном диагностическом показателе - справедливо, при условии, что исключено вли-яние на вентиляцию эмоционального фактора. Достичь этого удается только при строгом соблюдении условий основного обмена. Усло-вия же относительного покоя, никаких гаран-тий в этом отношении не дают.
При отно-си-тель-ном покое у больных выявляется тенден-ция к большему, чем у здоровых, увеличению МОД. Так при хронической пневмонии МОД более 200% наблюдается в 35-40% случаях, тогда как у здоровых людей - в 15-25% МОД ниже нормы, но не меньше 90% наблюдается крайне редко - всего лишь в 2-5% всех слу-чаев. Это доказывает малую ценность этого по-ка-зателя.
Тест ЖЕЛ, ФЖЕЛ (форсированная ЖEЛ)
Этот наиболее ценный этап исследования функ-ции внешнего дыхания - измерение пото-ков и объeмов при выполнении форсирован-ных вентиляционных маневров. Выполнение теста может спровоцировать приступ кашля, а у некоторых пациентов - даже приступ зат-руд-ненного дыхания.
Жизненная емкость легких у здоровых сос-тавляет от 2.5 до 7.5 л, такой разброс в значениях требует обязательного исполь-зо-ва-ния должных величин. Из множества пред-ло-женн-ых формул расчета должной ЖЕЛ можно рекомендовать следующие:
Границы нормы находятся в диапазоне 80-120% должной. У больных с начальной пато-ло-гией ЖЕЛ ниже нормы регистрируется в 25% случаев. При второй стадии хронической пневмонии этот показатель возрастает почти вдвое и составляет 45-65%. Таким образом, ЖЕЛ имеет высокую диагностическую цен-ность.
Резервный объем вдоха в норме составляет сидя 50 (35-65)% ЖЕЛ, лежа 65 (50-80)% ЖЕЛ. Резервный объем выдоха - сидя 30 (10-50)%, лежа - 15 (5-25)% ЖЕЛ. При паталогии обычно имеет место снижение показателей РОвд, РОвыд в % ЖЕЛ.
Форсированная ЖЕЛ у здоровых людей фак-ти-чески воспроизводит ЖЕЛ и, таким обра-зом, является ее повторением. Различия ЖЕЛ и ФЖЕЛ у мужчин составляют - 200 (-600:::+300) мл, у женщин - 130 (-600:::+300) мл. В случае, если ФЖЕЛ больше ЖЕЛ, что хотя и не часто, но может наблюдаться как в норме, так и при патологии, по общим пра-ви-лам она должна приниматься в расчет как наибольшая величина ЖЕЛ. Диагностическое значение приобретают величины, выходящие за предел воспроизводимости ЖЕЛ .В случае формирования обструкции ФЖЕЛ существенно ниже ЖЕЛ, а при нали-чии рестикции в первую очередь будет сни-жаться ЖЕЛ .
Максимальная произвольная вентиляция легких (МВЛ)
Это наиболее нагрузочная часть спирогра-фи-ческого исследования. Этот показатель ха-рак-теризует предельные возможности аппара-та дыхания, зависящие как от механических свойств легких, так и от способности хорошо выполнить пробу в связи с общей физической тренированностью испытуемого .
У ряда больных, особенно при наличии ве-ге-тативной дистонии, выполнение этого ма-нев-ра сопровождается головокружением, по-те-м-не--нием в глазах, а иногда и обмороком, а у больных с выраженным синдромом бронхиаль-ной обструкции возможно значительное усиле-ние экспираторного диспноэ, поэтому тест дол-жен рассматриваться как потенциально опас-ный для пациента. В то же время ин-фор-мативность метода невысока.
Показатель скорости движения воздуха (ПСДВ) есть отношение МВЛ/ЖЕЛ. ПСДВ принято выражать в л/мин. С его помощью уда-ется дифференцировать ограничительные на-ру-шения вентиляции от нарушения брон-хиаль-ной проходимости. У больных брон-хи-аль-ной астмой он может быть снижен до 8-10, при ограничительном процессе - увеличен до 40 и более.
Объем форсированного выдоха (ОФВ), индекс Тиффно
Этот тест стал золотым стандартом для диаг-ностики бронхиальной астмы и хро-ни-чес-кой обструктивной болезни легких.
Использование пробы с форсированным вы-дохом позволило с помощью методов функ-циональной диагностики контролировать тра-хе-оброн-хиальную проходимость. Результат фор-сированного выдоха определяется ком-плексом анатомо- физиологических свойств легких. Значительную роль играет сопротив-ле-ние потоку выдыхаемого воздуха в крупных брон-хах и трахее. Определяющим фактором слу-жит эластическое и трансмуральное дав-ле-ние, вызывающее компрессию бронхов (Ben-son M. K., 1975 цит. по ). В норме не менее 70% форсированно выдохнутого воз-ду-ха приходится на первую секунду выдоха.
Главным спирографическим показателем обструктивного синдрома является замедле-ние форсированного выдоха за счет увеличе-ния сопротивления воздухоносных путей и умень-шение ОФВ1 и индекса Тиффно. Более надежным признаком бронхообструктивного синдрома является уменьшение индекса Тиффно (ОФВ1\ЖЕЛ), поскольку абсолютная величина ОФВ1 может уменьшаться не только при бронхиальной обструкции, но и при рес-трик-тив-ных расстройствах за счет про-пор-ционального уменьшения всех легочных объе-мов и емкостей, в том числе ОФВ1 и ФЖЕЛ. При нормальной функции легких отношение ОФВ1 /ФЖЕЛ составляет более 80%.
Любые значения ниже приведенных могут предпола-гать бронхиальную обструкцию. Показатели спи-ро-графии теряют свою ценность при зна-че-ниях ОФВ1 менее 1 л. Этот метод исследо-вания бронхиальной проходимости не учиты-вает уменьшения объема форсированного вы-до-ха вследствие экспираторного коллапса брон-хов при выдохе с усилием. Существенным не-достатком теста является необходимость мак-сималь-ного вдоха, предшествующего фор-сиро-ванному выдоху, что может временно у здоровых лиц предотвратить бронхоспазм (Nadel V. A., Tierney D. F., 1961 J, цит. по ), а у больного бронхиальной астмой инду-ци-ровать бронхоконстрикцию (Orehek J. et al., 1975, цит. по ). Метод неприемлем для целей экспертизы, так как целиком и пол-ностью зависит от желания больного. Кроме того, форсированный выдох часто у больных вызывает кашель, из-за чего больные с выра-женным кашлем независимо от своей воли не выполняют пробу как следует.
Измерение объемной скорости воздушного потока
Уже на ранних стадиях развития обструк-тив-ного синдрома снижается расчетный пока-за-тель средней объемной скорости на уровне 25-75% от ФЖЕЛ. Он является наиболее чувствительным спирографическим показа-те-лем, раньше других указывающим на повы-ше-ние сопротивления воздухоносных путей. По мнению некоторых исследователей, коли-чест-вен-ный анализ экспираторной части петли поток-объем позволяет также составить пред-став-ление о преимущественном сужении круп-ных или мелких бронхов (рис. 2).
Рис. 2. Кривые инспираторной и экспираторной объемной скорости (петля поток-обьeм) у здорового человека и больного с обструктивным синдромом (по Ройтбергу Г.Е. и Струтынскому А.В.)
Считается, что для обструкции крупных бронхов характерно снижение объемной ско-рос-ти форсированного выдоха преиму-щест-венно в начальной части петли, в связи с чем резко уменьшаются такие показатели, как пи-ко-вая объемная скорость (ПОС) и максималь-ная объемная скорость на уровне 25% от ФЖЕЛ (МОС 25% или MEF25). При этом объемная скорость потока воздуха в середине и конце выдоха (МОС 50% и МОС 75%) также снижается, но в меньшей степени, чем ПОСвыд и МОС 25%. Наоборот, при обструк-ции мелких бронхов выявляют преимущест-вен-но снижение МОС 50%, тогда как ПОСвыд нормальна или незначительно сни-жена, а МОС 25% снижена умеренно.
Однако следует подчеркнуть, что эти положения в настоящее время представля-ют-ся достаточно спорными и не могут быть реко-мен-до-ваны для использования в клинической практике . Показатели МОС 50% и МОС 25% меньше зависят от усилия, чем МОС75% и более точно характеризуют обструкцию мелких бронхов. В то же время при сочетании обструкции с рестрикцией, приводящей к сни-же-нию ФЖЕЛ и некоторому увеличению ско-рости к концу выдоха, следует очень ос-торо-жно делать вывод об уровне обструкции .
Во всяком случае, имеется больше осно-ва-ний считать, что неравномерность уменьшения объемной скорости потока воздуха при фор-си-ро-ванном выдохе скорее отражает степень бронхиальной обструкции, чем ее локализа-цию. Ранние стадии сужения бронхов сопро-вож-да-ются замедлением экспираторного пото-ка воздуха в конце и середине выдоха (сниже-ние МОС 25%, МОС 75%, СОС 25-75% при малоизмененных значениях МОС 25%, ОФВ1/ФЖЕЛ и ПОС), тогда как при выра-жен-ной обструкции бронхов наблюдается от-но-ситель-но пропорциональное снижение всех скоростных показателей, включая индекс Тиффно, ПОС и МОС25%.
Измерение пиковой объемной скорости потока воздуха во время форсированного выдоха (ПОСвыд) при помощи пикфлуометра
Пикфлуометрия - это простой и доступный метод измерения пиковой объемной скорости воздушного потока во время форсированного выдоха (ПОСвыд). Мониторинг ПСВ явля-ется важным клиническим исследованием, применяющимся в кабинете врача, в отделении неотложной терапии, в стационаре и на дому. Это исследование позволяет оценить тяжесть заболевания, степень суточных колебаний лeгочной функции, которая позволит судить о гиперреактивности дыхательных путей; оно также помогает оценить эффективность тера-пии, выявить клинически бессимптомное нару-ше-ние лeгочной вентиляции и принять меры ещe до того, как положение станет более серьeз-ным .
В большинстве случаев ПОСвыд хорошо коррелирует с показателями ОФВ1 и ОФВ1/ФЖЕЛ, величина которых у больных с бронхообструктивным синдромом изменяется в течение суток в достаточно широких пре-делах . Мониторирование проводится с по-мощью современных портативных и относи-тель-но недорогих индивидуальных пикфлуо-мет-ров, позволяющих довольно точно опреде-лить ПОСвыд во время форсированного выдо-ха. Вариабельность ПСВ оценивается с по-мощью домашнего 2-3-недельного монитори-ро-ва-ния ПСВ с измерением утром, сразу после пробуждения и перед сном.
Лабильность бронхиального дерева оцени-ва-ется по разнице между минимальным утрен-ним и максимальным вечерним показателями ПСВ в % от среднего дневного значения ПСВ; или индексу лабильности с измерением только утренней ПСВ - минимальное значение ПСВ утром до приема бронхолитика в течение одной - двух недель в % от самого лучшего за последнее время (Мин%Макс).
Суточный разброс показателей ПСВ более чем на 20% является диагностическим призна-ком суточной вариабельности бронхиального дере-ва. Утреннее снижение ПСВ считается утрен-ним провалом .Наличие даже одного утреннего провала за время измерения ПСВ свидетельствует о суточной вариабельности бронхиальной проводимости.
ПСВ может недооценивать степень и ха-рактер бронхиальной обструкции. В этой си-туа-ции проводят спирографию с брон-хо-ли-ти-ческим тестом.
При проведении пикфлоуметрии брон-хо-обструктив-ный синдром можно предположить, если:
ПСВ увеличивается более чем на 15% через 15-20 мин после ингаляции (2-агониста быс-тро-го действия, или
ПСВ варьирует в течение суток более чем на 20% у больного, получающего брон-холи-ти-ки (>10% у пациента, их не получающего), или ПСВ уменьшается более чем на 15% после 6 мин непрерывного бега или другой физи-чес-кой нагрузки.
При хорошо контролируемом брон-хо-обс-трук--тив-ном синдроме, в отличие от некон-тро-ли-руемого, колебания ПСВ не превышают 20%.
Измерение легочных объемов
Рассмотренные выше параметры, измеря-мые при помощи спирографии, высокоин-фор-ма-тивны при оценке обструктивных рас-стройств легочной вентиляции. Рестриктивные расстройства могут быть достаточно надежно диагносцированы в том случае, если они не сочетаются с нарушением бронхиальной про-хо-димости, т.е. при отсутствии смешанных расстройств легочной вентиляции. Между тем в практике врача чаще всего встречаются именно смешанные расстройства (например, при бронхиальной астме или хроническом обструктивном бронхите, осложненными эм-фи--земой и пневмосклерозом). В этих случа-ях нарушения легочной вентиляции могут быть диаг-носцированы при помощи анализа вели-чи-ны легочных объемов, в частности структуры общей емкости легких (ОЕЛ или TLC).
Для вычисления ОЕЛ необходимо опреде-лить функциональную остаточную емкость (ФОЕ) и рассчитать показатели остаточного объема легких (ООЛ или RV).
Обструктивный синдром, характеризую-щий-ся ограничением воздушного потока на вы-до-хе, сопровождается отчетливым увели-че-нием ОЕЛ (более 30%) и ФОЕ (более 50%). При-чем эти изменения обнаруживаются уже на ранних стадиях развития бронхиальной обструк--ции. При рестриктивных расстройст-вах легочной вентиляции ОЕЛ значительно ниже нормы. При чистой рестрикции (без со-че-тания с обструкцией) структура ОЕЛ су-щест-венно не изменяется, или наблюдается некоторое уменьшение отношения ООЛ/ОЕЛ. Если рестриктивные расстройства возникают на фоне нарушений бронхиальной прохо-ди-мости, то вместе с отчетливым снижением ОЕЛ наблюдается существенное изменение ее структуры, характерное для бронхообструк-тив--ного синдрома: увеличение ООЛ/ОЕЛ (более 35%) и ФОЕ/ОЕЛ (более 50%). При обо-их вариантах рестриктивных расстройств ЖЕЛ значительно уменьшается.
Таким образом, анализ структуры ОЕЛ поз-вол-яет дифференцировать все три варианта вентиляционных нарушений (обструктивный, рестриктивный и смешанный), в то время как анализ только спирографических показателей не дает возможности достоверно отличить сме--шанный вариант от обструктивного, сопро-вож-дающегося снижением ЖЕЛ (см. таб-ли-цу).
Таблица.
Измерение сопротивления воздухоносных путей
По сравнению с описанными ранее тестами, измерение сопротивления воздухоносных пу-тей применяется в клинической практике не так широко. Однако бронхиальное сопротив-ление является диагностически важным пара-мет-ром легочной вентиляции. В отличие от других методов исследования ФВД, измерение бронхиального сопротивления не требует кооперации пациента и может применяться у детей, а также с целью экспертизы у пациентов любого возраста .
Показатели аэродинамического сопротивле-ния дыхательных путей позволяют отдиф-фе-рен--ци-ро-вать истинную обструкцию от функци-ональ-ных нарушений (так, в случае про-ви-са-ния петли объем-поток нормальные цифры со-про-тивления и ОО говорят о вегетативном дис-балансе иннервации бронхов). Максималь-ный вдох и форсированный выдох могут вы-з-вать сужение бронхов, вследствие чего иногда при назначении бронходилататоров ОФВ1 ос-та-ется прежним или даже снижается. В этих слу-чаях появляется необходимость измерения сопротивления воздухоносных путей методом плетизмографии всего тела (см. ниже).
Как известно, основной силой, обеспечи-ва-ю-щей перенос воздуха по воздухоносным пу-тям является градиент давления между по-лостью рта и альвеолами. Вторым фактором, оп-ре-деля-ющим величину потока газа по воздухоносным путям, является аэродинами-чес-кое сопротивление (Raw), которое в свою оче-редь зависит от просвета и длины воз-духонос-ных путей, а также от вязкости газа. Величина объемной скорости потока воздуха подчиняется закону Пуазейля:
где V-объемная скорость ламинарного потока воздуха;
∆P-градиент давления в ротовой полости и альвеолах;
Raw-аэродинамическое сопротивление воз-духоносных путей.
Следовательно, для вычисления аэроди-на-ми-ческого сопротивления воздухоносных пу-тей необходимо одновременно измерить раз-ность между давлением в полости рта и аль-ве-о-лах, а также объемную скорость потока воз-духа:
Существует несколько методов опре-де-ле-ния сопротивления воздухоносных путей, среди них
Метод плетизмографии всего тела
При плетизмографии обследуемый сидит в герметичной камере и через дыхательную труб-ку дышит воздухом, поступающим из внекамерного пространства. Дыхательная труб--ка начинается загубником и имеет зас-лон-ку, позволяющую перекрывать поток дыха-тель-ных газов. Между загубником и заслонкой расположен датчик давления смеси газов в полости рта. Дистальнее заслонки в дыха-тель-ной трубке расположен датчик потока газовой смеси (пневмотахометр).
Для определения сопротивления воздухо-нос-ных путей выполняют два маневра: вначале обследуемый дышит через открытый шланг, соединенный с пневмотахографом, при этом определяется индивидуальная зависимость меж-ду объемной скоростью воздушного пото-ка (V) и изменяющимся давлением в камере плетизмографа (Ркам). Эта зависимость ре-гис-три-руется в виде так называемой петли бронхиального сопротивления. При этом:
Наклон петли бронхиального сопро-тив-ле-ния к оси Ркам (tgα) обратно пропорционален величине Raw, т.е.чем меньше угол α, тем мень-ше поток воздуха и тем больше сопро-тивление воздухоносных путей.
Для расчeта конкретных значений Raw необходимо установить зависимость между Ральв и Ркам. При закрытой заслонке шланга пациент делает короткие попытки вдоха и выдоха . В этих условиях альвеолярное дав-ле-ние равно давлению в ротовой полости. Это позволяет зарегистрировать вторую зависи-мость между Ральв (или Ррот) и Ркам:
Таким образом, в результате выполнения двух маневров дыхания значение скорости потока воздуха V и альвеолярного давления Ральв, необходимые для расчета, могут быть выражены через давление в камере пле-тизмографа Ркам. Подставляя эти значения в формулу определения Raw получим:
Метод перекрытия воздушного потока
Этот метод используется чаще, так как с его помощью определить бронхиальное сопро-тивление проще. Методика основана на тех же принципах, что и определение с помощью интегральной плетизмографии.
Величину скорости потока воздуха измер-я-ют при спокойном дыхании через пневмотахо-гра-фи-ческую трубку. Для определения Ральв автоматически производится кратковременное (не более 0,1с) перекрытие воздушного потока при помощи электромагнитной заслонки. В этот короткий промежуток времени Ральв становится равным давлению в ротовой полос-ти (Ррот). Зная величину скорости потока воз-ду-ха (V) непосредственно перед моментом пере-крытия пневмотахографической трубки и величину Ральв, можно рассчитать сопротив-ле-ние воздухоносных путей:
Нормальные значения трахеобронхиального сопротивления (Raw) составляют 2,5-3,0см вод. ст/л/с.
Необходимо отметить, что метод пере-кры-тия воздушного потока позволяет получить точ-ные результаты при условии очень быс-тро-го (в течение 0,1с) выравнивания давления в системе альвеолы-бронхи-трахея-полость рта . Поэтому при выраженных нарушениях брон-хи-аль-ной проходимости, когда имеется значи-тель-ная неравномерность легочной вентил-яции, метод дает заниженные результаты.
При использовании методики прерывания воздушного потока клапаном для определения альвеолярного давления на его величину ока-зы-вает влияние асинфазное сопротивление лег-ких, которое приводит к ложному увели-че-нию альвеолярного давления и, следовательно, к ложному повышению бронхиального сопро-ти-вления.
Для того чтобы учесть отличия показа-те-лей, полученных разными методами, величину сопротивления дыхательных путей, измерен-ную в бодиплетизмографе тела, традиционно называли бронхиальным сопротивлением. А вели-чину, измеренную по динамическому ком-по-ненту транспульмонального давления, - аэро-динамическим сопротивлением. Принци-пи-аль-но эти понятия являются синонимами, отличие состоит только в том, что для их измерения используются разные методы.
В клинической практике часто используют величину, обратную Raw (1/ Raw-прово-ди-мость воздухоносных путей). При анализе результатов плетизмографии используется также понятие удельная проводимость возду-хо-носных путей -Gaw:
где ВГО-внутригрудной объем газа.
Нормальные значения Gaw составляют около 0.25вод.ст.с.
Увеличение Raw и уменьшение Gaw свиде-тель-ствуют о наличии обструктивного син-дро-ма. На долю верхних дыхательных путей при-ходится около 25%,на долю трахеи, долевых, сегментарных бронхов-около 60%, а мелких воз-духоносных путей-около 15% общего сопро-тивления воздухоносных путей.
Увеличение сопротивления воздухоносных путей может быть обусловлено:
Следует отметить, что интерпретация ре-зуль-татов исследования ФВД должна произ-во-диться с учетом клинической картины и дру-гих параклинических исследований .
Литература
Диагностика
Высокоточное оборудование
Современные методики исследования
Исследование внешнего дыхания осуществляется тремя методиками: Спирография, Бодиплетизмография, Диффузионная способность лёгких.
Спирография – базовое исследование функции внешнего дыхания. В результате исследования получают представление о наличии или отсутствии нарушений бронхиальной проходимости. Последние возникают в результате воспалительных процессов, спазма бронхов и др. причин. Спирография позволяет определить, насколько изменения бронхиальной проходимости выражены, на каком уровне бронхиальное дерево поражено, насколько выражен патологический процесс. Такие данные необходимы для диагностики бронхиальной астмы, хронической обструктивной болезни лёгких и некоторых других патологических процессов. Спирография выполняется для подбора терапии, контроля над лечением, отбора на санаторно-курортное лечение, определения временной и стойкой утраты трудоспособности.
С целью определить, насколько патологический процесс обратим, для подбора лечения, используются функциональные пробы. При этом регистрируется спирограмма, затем больной ингалирует (вдыхает) лекарство, расширяющее бронхи. После этого снова регистрируют спирограмму. Сопоставление данных до применения лекарственного средства и полученных после его употребления, позволяет сделать вывод об обратимости патологического процесса.
Нередко спирография выполняется здоровым людям. Это необходимо при осуществлении профессионального отбора, для планирования и выполнения тренировочных занятий, требующих напряжения системы дыхания, подтверждения факта здоровья и др.
Спирография позволяет получить ценные сведения о состоянии органов дыхания. Часто, данные спирографии необходимо подтвердить другими методиками, или уточнить характер изменений, выявить или опровергнуть предположение о вовлечении в патологический процесс ткани лёгких, детализировать представление о состоянии обмена веществ в лёгких и др. Во всех этих, и других случаях, прибегают к Бодиплетизмографии и осуществляют исследование Диффузионной способности лёгких.
Бодиплетизмография – при необходимости выполняется после базового исследования - спирографии. Метод с высокой точностью определяет параметры внешнего дыхания, которые невозможно получить проведением только одной спирографии. Эти параметры включают в себя определение всех легочных объемов, емкостей, включая общую емкость легких.
Исследование диффузионной способности легких – выполняется после спирографии и бодиплетизмографии для диагностики эмфиземы легких (повышенной воздушности легочной ткани) или фиброза (уплотнения легочной ткани вследствие различных заболеваний – бронхо-лёгочных, ревматических и др.). В лёгких происходит обмен газов между внутренней и внешней средой организма. Поступление кислорода в кровь и выведение двуокиси углерода осуществляется путём диффузии – проникновения газов через стенки капилляров и альвеол. Вывод о том, насколько эффективно протекает газообмен, можно сделать по результатам исследования диффузионной способности лёгких.
Нередко, результаты спирографии требуют уточнения или детализации. ФНКЦ ФМБА России располагает специальными приборами. Эти аппараты позволяют, при необходимости, осуществить дополнительные исследования и уточнить результаты спирографии.
Спирографы, которыми располагает наша клиника, современные, позволяют в короткое время получить множество параметров для оценки состояния системы внешнего дыхания.
Все исследования функции внешнего дыхания выполняются на многофункциональной установке экспертного класса Master Screen Body Эрих-Егер (Германия).
Спирография выполняется для установления факта здоровья; установления и уточнения диагноза (бронхит, пневмония, бронхиальная астма, хроническая обструктивная болезнь лёгих); подготовка к оперативному вмешательству; подбора лечения и контроля осуществляемого лечения; оценки состояния пациента; уточнения причин и прогнозирования сроков временной утраты трудоспособности и во многих других случаях.
Ранний (до 24 часов) послеоперационный период. Противопоказания определяются лечащим врачом.
Исследуемый выполняет различные дыхательные манёвры (спокойное дыхание, глубокий вдох и выдох), следуя указаниям медицинской сестры. Все манёвры должны быть выполнены тщательно, с нужной степенью вдоха и выдоха.
Лечащий врач может отменить или ограничить приём некоторых лекарственных препаратов (ингаляционных, таблетированных, инъекционных). Перед исследованием (минимум за 2 часа) прекращается курение. Спирографию, лучше выполнять до завтрака, или через 2 – 3 часа после лёгкого завтрака. Целесообразно находиться до исследования в состоянии покоя.
Понимание структуры и тонкостей дыхательной системы жизненно важно для анатомии человека. Для выявления нарушений в системе дыхания, проводится исследование ФВД, также известное как диагностика функции внешнего дыхания.
Чтобы выявить заболевание, например, астму, врач должен рассмотреть симптомы и историю болезни, семейный анамнез, а также провести тест на легочную функцию.
Исследование ФВД – это неинвазивные тесты, которые показывают, насколько хорошо работают легкие. Тесты измеряют объём легких, емкость, скорости потока и газообмена. Эта информация может помочь врачу диагностировать и принимать дальнейшие решения о лечении определенных заболеваний легких. Каждому человеку может потребоваться разный тип теста, и врачи могут назначать один или несколько тестов функции легких, в зависимости от основной проблемы.
Существует несколько типов теста:
Имеются разные причины, по которым может проводиться оценка внешнего дыхания. Иногда она проводится как часть обычной терапии у здоровых людей. Но, обычно, процедура выполняется в определенных сферах профессиональной деятельности для обеспечения здоровья сотрудников (таких как графитовые заводы и угольные шахты). Или в том случае, если врач нуждается в помощи для диагностики проблем со здоровьем, таких как:
Эти исследования можно использовать для проверки функции легких перед операцией или прочими процедурами у пациентов с заболеваниями легких или сердца, курильщиками или иными патологиями. Другое использование исследований – оценка лечения астмы, эмфиземы и других хронических проблем с легкими.
Исследования ФВД могут включать тесты, которые измеряют размер легких и воздушный поток, такие как спирометрия и тесты объема легких. Другие тесты измеряют, насколько хорошо газы, такие как кислород, входят и выходят из крови. Эти тесты включают пульсовую оксиметрию и показатели газов артериальной крови.
Иногда требуется расширенное исследование функции внешнего дыхания, включая анализ всех показателей. Другой тест функции легких, называемый фракционно выдыхаемым оксидом азота (FeNO), измеряет оксид азота, который является маркером воспаления в легких. У пациента может быть один или несколько из этих тестов для диагностики, сравнения функции легких с ожидаемыми уровнями функции, наблюдения за стабильностью заболевания или ухудшения его состояния и проверки эффективности лечения. Цель, процедура, дискомфорт и риски каждого теста будут различаться.
Основные параметры в исследованиях ФВД:
Нормальные значения теста варьируются от человека к человеку. Результаты также сравниваются с любыми из ваших предыдущих результатов испытаний.
При проведении спирометрии пациент будет сидеть с мундштуком перед оборудованием. Важно, чтобы мундштук плотно прилегал, а весь потребляемый воздух попадал в аппарат.
Спирометрия измеряет количество вдыхаемого воздуха: она замеряет только скорость воздушного потока и оценивает размер легких.
Также, процедура подразумевает применение зажима для носа, чтобы не вдыхать через него воздух. Врач попросит вдохнуть и выдохнуть как можно глубже, или дышать быстрее в течение нескольких секунд. Также, доктор может попросить вдохнуть лекарство, которое открывает дыхательные пути. Затем нужно будет снова вдыхать в аппарат внешнего дыхания, чтобы увидеть, влияет ли лекарство на работу легких.
В медицине исследования ФВД определяют общий и подробный анализ качества работы легких.
Например, тесты объема легких – самый точный способ измерить, сколько воздуха могут удержать легкие. Этот тест определяет объём газа в легких, известный как объём легких.
Диффузионная способность легких определяет, насколько хорошо кислород попадает в кровь вдыхаемого воздуха. Пульсоксиметрия оценивает уровень кислорода в крови. Тесты на содержание фракционно выдыхаемого оксида азота измеряют его количество в выдыхаемом воздухе. Другие тесты могут быть необходимы для оценки функции легких у младенцев, детей или пациентов, которые не в состоянии выполнять спирометрию и тесты объема легких.
Тест проводится амбулаторно. Способ выполнения процедуры может отличаться. Это зависит от состояния пациента и методов лечения.
Пациенту необходимо подробно описать свои симптомы (кашель, одышка, одышка, стеснение в груди), в том числе, когда и как часто они случаются. В большинстве случаев процедура будет проводиться следующим образом:
После определенных тестов, человеку могут дать бронходилататор. Затем испытания будут повторены через несколько минут после того, как он вступит в силу.
Для достоверности исследования ФВД, нужно соблюсти ряд нормативных условий. Перед процедурой необходимо принять горизонтальное положение на 15 минут. Тесты включают разные исследования, редко ограничиваясь одним, поскольку только комплексное тестирование дает полностью анализировать положение легких.
Процесс необходимого дыхания во время тестирования зависит от его типа. Во время спирометрии измеряется объём легких, для чего пациент делает естественный вдох-выдох в оборудование.
Во время пневмотахографии анализируется скорость поступления воздуха по дыхательным путям в естественном состоянии, и исследуется результат ФВД с нагрузкой. При анализе жизненной емкости легких осуществляется интенсивно глубокий вдох. Резервной емкостью будет разницей между данным показателем и объемом легких.
Пациента попросят подписать форму согласия, которая дает разрешение на проведение процедуры ФВД. Больному необходимо будет сказать врачу о том, что он принимает какие-либо лекарства, включая в себя безрецептурные препараты, витамины и травяные добавки.
Стоит быть готовым скорректировать потребление лекарств от астмы: некоторые из них могут повлиять на результаты теста. Также нужно:
Прежде чем сдавать тест на метахолин, нужно сообщить врачу, если недавно была перенесена вирусная инфекция, например, простуда. А также о недавних прививках или иммунизации, поскольку это может повлиять на результаты теста.
Сейчас во многих клиниках предоставляется проведение исследований ФВД. Важно, чтобы клиника была оборудована прогрессивной диагностической аппаратурой, необходимой для качественного исследования ФВД. Также необходимо, чтобы в клинике работали действительно опытные диагносты и пульмонологи. Важно гарантирование соблюдения анализа и предоставления точности результатов.
В столице провести тест можно в одном из проверенных центров – больнице Юсупова или в клинике ЦЭЛТ.
Стоимость общего исследования варьируется от региона и составляет в среднем 3000 рублей. Обычно первый прием, включающий осмотр и консультацию пульмонолога, в среднем стоит 1500-1800 рублей. Повторный – дешевле. Анализ спровоцированных дыхательных объемов в среднем стоит 1600 рублей. Анализ дыхательных объемов с применением различных препаратов – около 800 рублей.
Средние значения меняются для каждого человека. Врачи рассмотрят результаты теста и сравнят их с типичными средними показателями людей такого же роста, возраста и пола, чтобы вычислить индекс состояния.
Существует утверждение, что легкие человека растут до 20-ти лет, затем их функция начинает медленно снижаться. Учитывают рост, пол и другие факторы. У более высоких людей и мужчин, как правило, более крупные легкие.
Иногда врачи могут проводить дополнительные тесты, чтобы подтвердить свои выводы, прежде чем приступить к диагностике. Значения, которые являются ненормальными по сравнению с другими измерениями могут быть признаком проблемы в легких. Индивидуальные результаты варьируются, поэтому расшифровка результатов проводится персонально.
Проба Вентолином – это быстрый, простой и безболезненный метод оценки функции дыхания. Она занимает около 60 минут и делается для:
Вентолин – это лекарство, которое распространяется в дыхательной системе. В результате этого теста улучшением считают в норме, если величина ОФВ1 повысилась на ≥200 мл и на ≥12 % от нормы (либо изначального значения). В действующих протоколах лечения астмы и при ХОБЛ результат проб Вентолином не имеет прогностического значения, при длительном ответе на противовоспалительное лечение, так и из-за прогрессирования данных заболеваний.
Исходя из практичности, кардинальным результатом теста является нормальные показатели ОФВ1/ФЖЕЛ после препарата, исключая диагноз ХОБЛ. Обструкция после препарата может быть как при ХОБЛ, так и при астме. У пациентов значение пробы с Вентолином может меняться со временем. Получив итог пробы, нужно проанализировать данные, сделав вывод о возможной патологии.
Здоровый пациент должен иметь хорошие основные показатели спирограммы: объём форсированной жизненной емкости, ОВФ и вентиляцию легких не менее 80% от средних значений. Если показатели снизились до 70%, то это принимается как патология.
Иногда необходимо исследование функции легких после вдыхания лекарственных препаратов, которые распространяются в дыхательной системе, например, ФВД с Метахолином. Также это может быть спирометрическое исследование с использованием лекарств, как проба бронхолитиком, например, ФВД с Сальбутамолом. Если проба с Сальбутомолом имеет сомнительный результат используют бронходилятационный тест с препаратом Формотерол.
