Весь сложный процесс можно подразделить на три основных этапа: внешнее дыхание; и внутреннее (тканевое) дыхание.
Внешнее дыхание — газообмен между организмом и окружающим его атмосферным воздухом. Внешнее дыхание включает обмен газов между атмосферным и альвеолярным воздухом, а также легочных капилляров и альвеолярным воздухом.
Это дыхание осуществляется в результате периодических изменений объема грудной полости. Увеличение ее объема обеспечивает вдох (инспирацию), уменьшение — выдох (экспирацию). Фазы вдоха и следующего за ним выдоха составляют . Во время вдоха атмосферный воздух через воздухоносные пути поступает в легкие, при выдохе часть воздуха покидает их.
Условия, необходимые для внешнего дыхания:
- герметичность грудной клетки;
- свободное сообщение легких с окружающей внешней средой;
- эластичность легочной ткани.
Взрослый человек делает 15-20 дыханий в минуту. Дыхание физически тренированных людей более редкое (до 8-12 дыханий в минуту) и глубокое.
Наиболее распространенные методы исследования внешнего дыхания
Методы оценки дыхательной функции легких:
- Пневмография
- Спирометрия
- Спирография
- Пневмотахометрия
- Рентгенография
- Рентгеновская компьютерная томография
- Ультразвуковое исследование
- Магнитно-резонансная томография
- Бронхография
- Бронхоскопия
- Радионуклидные методы
- Метод разведения газов
Спирометрия — метод измерения объемов выдыхаемого воздуха с помощью прибора спирометра. Используются спирометры разного типа с турбиметрическим датчиком, а также водные, в которых выдыхаемый воздух собирается под колокол спирометра, помещенный в воду. По подъему колокола определяется объем выдыхаемого воздуха. В последнее время широко применяются датчики, чувствительные к изменению объемной скорости воздушного потока, подсоединенные к компьютерной системе. В частности, на этом принципе работает компьютерная система типа «Спирометр МАС-1» белорусского производства и др. Такие системы позволяют проводить не только спирометрию, но и спирографию, а также пневмотахографию).
Спирография - метод непрерывной регистрации объемов вдыхаемого и выдыхаемого воздуха. Получаемую при этом графическую кривую называют спирофаммой. По спирограмме можно определить жизненную емкость легких и дыхательные объемы, частоту дыхания и произвольную максимальную вентиляцию легких.
Пневмотахография - метод непрерывной регистрации объемной скорости потоков вдыхаемого и выдыхаемого воздуха.
Имеется много других методов исследования респираторной системы. Среди них плетизмография грудной клетки, прослушивание звуков, возникающих при прохождении воздуха через дыхательные пути и легкие, рентгеноскопия и рентгенография, определение содержания кислорода и углекислого газа в потоке выдыхаемого воздуха и др. Некоторые из этих методов рассматриваются ниже.
Объемные показатели внешнего дыхания
Соотношение величин легочных объемов и емкостей представлено на рис. 1.
При исследовании внешнего дыхания используются следующие показатели и их аббревиатура.
Общая емкость легких (ОЕЛ) — объем воздуха, находящийся в легких после максимально глубокого вдоха (4-9 л).
Рис. 1. Средние величины объемов и емкостей легких
Жизненная емкость легких
Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) — объем воздуха, который может выдохнуть человек при максимально глубоком медленном выдохе, сделанном после максимального вдоха.
Величина жизненной емкости легких человека составляет 3-6 л. В последнее время в связи с внедрением пневмотахографической техники все чаще определяют так называемую форсированную жизненную емкость легких (ФЖЕЛ). При определении ФЖЕЛ испытуемый должен после максимально глубокого вдоха сделать максимально глубокий форсированный выдох. При этом выдох должен производиться с усилием, направленным на достижение максимальной объемной скорости выдыхаемого воздушного потока на протяжении всего выдоха. Компьютерный анализ такого форсированного выдоха позволяет рассчитать десятки показателей внешнего дыхания.
Индивидуальную нормальную величину ЖЕЛ называют должной жизненной емкостью легких (ДЖЕЛ). Ее рассчитывают в литрах по формулам и таблицам на основе учета роста, массы тела, возраста и пола. Для женщин 18-25-летнего возраста расчет можно вести по формуле
ДЖЕЛ = 3,8*Р + 0,029*В — 3,190; для мужчин того же возраста
Остаточный объем
ДЖЕЛ = 5,8*Р + 0,085*В — 6,908, где Р — рост; В — возраст (годы).
Величина измеренной ЖЕЛ считается пониженной, если это снижение составляет более 20% от уровня ДЖЕЛ.
Если для показателя внешнего дыхания применяют название «емкость», то это значит, что в состав такой емкости входят более мелкие подразделения, называемые объемами. Например, ОЕЛ состоит из четырех объемов, ЖЕЛ — из трех объемов.
Дыхательный объем (ДО) — это объем воздуха, поступающий в легкие и удаляемый из них за один дыхательный цикл. Этот показатель называют также глубиной дыхания. В состоянии покоя у взрослого человека ДО составляет 300-800 мл (15-20% от величины ЖЕЛ); месячного ребенка — 30 мл; годовалого — 70 мл; десятилетнего — 230 мл. Если глубина дыхания больше нормы, то такое дыхание называют гиперпноэ — избыточное, глубокое дыхание, если же ДО меньше нормы, то дыхание назвают олигопноэ — недостаточное, поверхностное дыхание. При нормальной глубине и частоте дыхания его называют эупноэ — нормальное, достаточное дыхание. Нормальная частота дыхания в покое у взрослых составляет 8-20 дыхательных циклов в минуту; месячного ребенка — около 50; годовалого — 35; десятилетнего — 20 циклов в минуту.
Резервный объем вдоха (РО вд) — объем воздуха, который человек может вдохнуть при максимально глубоком вдохе, сделанном после спокойного вдоха. Величина РО вд в норме составляет 50-60% от величины ЖЕЛ (2-3 л).
Резервный объем выдоха (РО выд) — объем воздуха, который человек может выдохнуть при максимально глубоком выдохе, сделанном после спокойного выдоха. В норме величина РО выд составляет 20-35% от ЖЕЛ (1-1,5 л).
Остаточный объем легких (ООЛ) — воздух, остающийся в дыхательных путях и легких после максимального глубокого выдоха. Его величина составляет 1-1,5 л (20-30% от ОЕЛ). В пожилом возрасте величина ООЛ нарастает из-за уменьшения эластической тяги легких, проходимости бронхов, снижения силы дыхательных мышц и подвижности грудной клетки. В возрасте 60 лет он уже составляет около 45% от ОЕЛ.
Функциональная остаточная емкость (ФОЕ) — воздух, остающийся в легких после спокойного выдоха. Эта емкость состоит из остаточного объема легких (ООЛ) и резервного объема выдоха (РО выд).
Не весь атмосферный воздух, поступающий в дыхательную систему при вдохе, принимает участие в газообмене, а лишь тот, который доходит до альвеол, имеющих достаточный уровень кровотока в окружающих их капиллярах. В связи с этим выделяют гак называемое мертвое пространство.
Анатомическое мертвое пространство (АМП) — это объем воздуха, находящийся в дыхательных путях до уровня респираторных бронхиол (на этих бронхиолах уже имеются альвеолы и возможен газообмен). Величина АМП составляет 140-260 мл и зависит от особенностей конституции человека (при решении задач, в которых необходимо учитывать АМП, а величина его не указана, объем АМП принимают равным 150 мл).
Физиологическое мертвое пространство (ФМП) — объем воздуха, поступающий в дыхательные пути и легкие и не принимающий участия в газообмене. ФМП больше анатомического мертвого пространства, так как включает его как составную часть. Кроме воздуха, находящегося в дыхательных путях, в состав ФМП входит воздух, поступающий в легочные альвеолы, но не обменивающийся газами с кровью из-за отсутствия или снижения кровотока в этих альвеолах (для этого воздуха иногда применяется название альвеолярное мертвое пространство). В норме величина функционального мертвого пространства составляет 20-35% от величины дыхательного объема. Возрастание этой величины свыше 35% может свидетельствовать о наличии некоторых заболеваний.
Таблица 1. Показатели легочной вентиляции
В медицинской практике важно учитывать фактор мертвого пространства при конструировании приборов для дыхания (высотные полеты, подводное плавание, противогазы), проведении ряда диагностических и реанимационных мероприятий. При дыхании через трубки, маски, шланги к дыхательной системе человека подсоединяется дополнительное мертвое пространство и, несмотря на возрастание глубины дыхания, вентиляция альвеол атмосферным воздухом может стать недостаточной.
Минутный объем дыхания
Минутный объем дыхания (МОД) — объем воздуха вентилируемый через легкие и дыхательные пути за 1 мин. Для определения МОД достаточно знать глубину, или дыхательный объем (ДО), и частоту дыхания (ЧД):
МОД = ДО * ЧД.
В покос МОД составляет 4-6 л/мин. Этот показатель часто называют также вентиляцией легких (отличать от альвеолярной вентиляции).
Альвеолярная вентиляция
Альвеолярная вентиляция легких (АВЛ) — объем атмосферного воздуха, проходящий через легочные альвеолы за 1 мин. Для расчета альвеолярной вентиляции надо знать величину АМП. Если она не определена экспериментально, то для расчета объем АМП берут равным 150 мл. Для расчета альвеолярной вентиляции можно пользоваться формулой
АВЛ = (ДО — АМП) . ЧД.
Например, если глубина дыхания у человека 650 мл, а частота дыхания 12, то АВЛ равно 6000 мл (650-150) . 12.
АВ = (ДО — ОМП) * ЧД = ДО альв * ЧД
- АВ — альвеолярная вентиляция;
- ДО альв — дыхательный объем альвеолярной вентиляции;
- ЧД — частота дыхания
Максимальная вентиляция легких (МВЛ) — максимальный объем воздуха, который может быть провентилирован через легкие человека за 1 мин. МВЛ может быть определена при произвольной гипервентиляции в покое (дышать максимально глубоко и часто в покос допустимо не более 15 с). С помощью специальной техники МВЛ может быть определена во время выполнения человеком интенсивной физической работы. В зависимости от конституции и возраста человека норма МВЛ находится в границах 40-170 л/мин. У спортсменов МВЛ может достигать 200 л/мин.
Потоковые показатели внешнего дыхания
Кроме легочных объемов и емкостей для оценки состояния дыхательной системы используют так называемые потоковые показатели внешнего дыхания. Простейшим методом определения одного из них — пиковой объемной скорости выдоха — является пикфлоуметрия. Пикфлоуметры — простые и вполне доступные приборы для пользования в домашних условиях.
Пиковая объемная скорость выдоха (ПОС) — максимальная объемная скорость потока выдыхаемого воздуха, достигнутая в процессе форсированного выдоха.
С помощью прибора пневмотахометра можно определить не только пиковую объемную скорость выдоха, но и вдоха.
В условиях медицинского стационара все большее распространение получают приборы пневмотахографы с компьютерной обработкой получаемой информации. Приборы подобного типа позволяют на основе непрерывной регистрации объемной скорости воздушного потока, создаваемого в ходе выдоха форсированной жизненной емкости легких, рассчитать десятки показателей внешнего дыхания. Чаще всего определяются ПОС и максимальные (мгновенные) объемные скорости воздушного потока в момент выдоха 25, 50, 75% ФЖЕЛ. Их называют соответственно показателями МОС 25 , МОС 50 , МОС 75 . Популярно также определение ФЖЕЛ 1 — объема форсированного выдоха за время, равное 1 e. На основе этого показателя рассчитывается индекс (показатель) Тиффно — выраженное в процентах отношение ФЖЕЛ 1 к ФЖЕЛ. Регистрируется также кривая, отражающая изменение объемной скорости воздушного потока в процессе форсированного выдоха (рис. 2.4). При этом на вертикальной оси отображается объемная скорость (л/с), на горизонтальной — процент выдохнутой ФЖЕЛ.
На приведенном графике (рис. 2, верхняя кривая) вершина указывает величину ПОС, проекция момента выдоха 25% ФЖЕЛ на кривую характеризует МОС 25 , проекция 50% и 75% ФЖЕЛ соответствует величинам МОС 50 и МОС 75 . Диагностическую значимость имеют не только скорости потока в отдельных точках, но и весь ход кривой. Ее часть, соответствующая 0-25% выдыхаемой ФЖЕЛ, отражает проходимость для воздуха крупных бронхов, трахеи и , участок от 50 до 85% ФЖЕЛ — проходимость мелких бронхов и бронхиол. Прогиб на нисходящем участке нижней кривой в области выдоха 75-85% ФЖЕЛ указывает на снижение проходимости мелких бронхов и бронхиол.
Рис. 2. Потоковые показатели дыхания. Кривые ноток — объем здорового человека (верхняя), больного с обструктивнымн нарушениями проходимости мелких бронхов (нижняя)
Определение перечисленных объемных и потоковых показателей применяются в диагностике состояния системы внешнего дыхания. Для характеристики функции внешнего дыхания в клинике используются четыре варианта заключений: норма, обструктивные нарушения, рестриктивные нарушения, смешанные нарушения (сочетание обструктивных и рестриктивных нарушений).
Для большинства потоковых и объемных показателей внешнего дыхания выходящими за пределы нормы считаются отклонения их величины от должного (расчетного) значения более чем на 20%.
Обструктивные нарушения — это нарушения проходимости дыхательных путей, ведущие к увеличению их аэродинамического сопротивления. Такие нарушения могут развиваться в результате повышения тонуса гладких мышц нижних дыхательных путей, при гипертрофии или отеке слизистых оболочек (например, при острых респираторных вирусных инфекциях), скоплении слизи, гнойного отделяемого, при наличии опухоли или инородного тела, нарушении регуляции проходимости верхних дыхательных путей и других случаях.
О наличии обструктивных изменений дыхательных путей судят по снижению ПОС, ФЖЕЛ 1 , МОС 25 , МОС 50 , МОС 75 , МОС 25-75 , МОС 75-85 , величины индекса теста Тиффно и МВЛ. Показатель теста Тиффно в норме составляет 70-85%, снижение его до 60% расценивается как признак умеренного нарушения, а до 40% — резко выраженного нарушения проходимости бронхов. Кроме того, при обструктивных нарушениях увеличиваются такие показатели, как остаточный объем, функциональная остаточная емкость и общая емкость легких.
Рестриктивные нарушения — это уменьшение расправления легких при вдохе, снижение дыхательных экскурсий легких. Эти нарушения могут развиться из-за снижения растяжимости легких, при повреждениях грудной клетки, наличии спаек, скопления в плевральной полости жидкости, гнойного содержимого, крови, слабости дыхательных мышц, нарушении передачи возбуждения в нервно-мышечных синапсах и других причин.
Наличие рестриктивных изменений легких определяют по снижению ЖЕЛ (не менее 20% от должной величины) и уменьшению МВЛ (неспецифический показатель), а также снижению растяжимости легких и в ряде случаев по возрастанию показателя теста Тиффно (более 85%). При рестриктивных нарушениях уменьшаются общая емкость легких, функциональная остаточная емкость и остаточный объем.
Заключение о смешанных (обструктивных и рестриктивных) нарушениях системы внешнего дыхания делается при одновременном наличии изменений вышеперечисленных потоковых и объемных показателей.
Легочные объемы и емкости
Дыхательный объем - это объем воздуха, который вдыхает и выдыхает человек в спокойном состоянии; у взрослого человека он равен 500 мл.
Резервный объем вдоха — это максимальный объем воздуха, который может вдохнуть человек после спокойного вдоха; величина его равна 1,5-1,8 л.
Резервный объем выдоха - это максимальный объем воздуха, который может выдохнуть человек после спокойного выдоха; этот объем составляет 1-1,5 л.
Остаточный объем - это объем воздуха, который остается в легких после максимального выдоха; величина остаточного объема 1 -1,5 л.
Рис. 3. Изменение дыхательного объема, плеврального и альвеолярного давления при вентиляции легкого
Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) — это максимальный объем воздуха, который может выдохнуть человек после самого глубокого вдоха. ЖЕЛ включает в себя резервный объем вдоха, дыхательный объем и резервный объем выдоха. Жизненная емкость легких определяется спирометром, а метод ее определения называют спирометрией. ЖЕЛ у мужчин 4-5,5 л, а у женщин — 3-4,5 л. Она больше в положении стоя, чем в положении сидя или лежа. Физическая тренировка приводит к увеличению ЖЕЛ (рис. 4).
Рис. 4. Спирограмма легочных объемов и емкостей
Функциональная остаточная емкость (ФОЕ) — объем воздуха в легких после спокойного выдоха. ФОЕ является суммой резервного объема выдоха и остаточного объема и равна 2,5 л.
Общая емкость легких (ОЕЛ) — объем воздуха в легких по окончании полного вдоха. ОЕЛ включает в себя остаточный объем и жизненную емкость легких.
Мертвое пространство образует воздух, который находится в воздухоносных путях и не участвует в газообмене. При вдохе последние порции атмосферного воздуха входят в мертвое пространство и, не изменив своего состава, покидают его при выдохе. Объем мертвого пространства около 150 мл, или примерно 1/3, дыхательного объема при спокойном дыхании. Значит, из 500 мл вдыхаемого воздуха в альвеолы поступает лишь 350 мл. В альвеолах к концу спокойного выдоха находится около 2500 мл воздуха (ФОЕ), поэтому при каждом спокойном вдохе обновляется лишь 1/7 часть альвеолярного воздуха.
Общая ёмкость лёгких взрослого мужчины составляет в среднем 5-6 литров, однако при нормальном дыхании используется только малая часть этого объёма. При спокойном дыхании человек совершает порядка 12-16 дыхательных циклов, вдыхая и выдыхая в каждом цикле около 500 мл воздуха. Этот объём воздуха принято называть дыхательным объёмом. При глубоком вдохе можно дополнительно вдохнуть 1,5-2 литра воздуха - это резервный объём вдоха. Объем воздуха, который остается в лёгких после максимального выдоха составляет 1,2-1,5 литра - это остаточный объём лёгких.
Измерение лёгочных объёмов
Под термином измерение лёгочных объёмов обычно понимается измерение общей ёмкости лёгких (ОЕЛ), остаточного объёма лёгких (ООЛ), функциональной остаточной ёмкости (ФОЕ) лёгких и жизненной ёмкости лёгких (ЖЕЛ). Эти показатели играют существенную роль при анализе вентиляционной способности лёгких, они незаменимы при диагностике рестриктивных вентиляционных нарушений и помогают оценить эффективность проведённого терапевтического вмешательства. Измерение лёгочных объёмов может быть разделено на два основных этапа: измерение ФОЕ и проведение спирометрического исследования.
Для определения ФОЕ применяют один из трёх наиболее распространённых методов:
- метод разведения газов (метод газовой дилюции);
- бодиплетизмографический;
- рентгенологический.
Лёгочные объёмы и ёмкости
Обычно выделяют четыре лёгочных объёма - резервный объём вдоха (РОвд), дыхательный объём (ДО), резервный объём выдоха (РОвыд) и остаточный объём лёгких (ООЛ) и следующие ёмкости: жизненная ёмкость лёгких (ЖЕЛ), ёмкость вдоха (Евд), функциональная остаточная ёмкость (ФОЕ) и общая ёмкость лёгких (ОЕЛ).
Общая ёмкость лёгких может быть представлена как сумма нескольких лёгочных объёмов и ёмкостей. Ёмкость лёгких - сумма двух и более лёгочных объёмов.
Дыхательный объём (ДО) - объём газа, который вдыхается и выдыхается во время дыхательного цикла при спокойном дыхании. ДО следует рассчитывать как среднее значение после регистрации по меньшей мере шести дыхательных циклов. Окончание фазы вдоха называют конечно-инспираторным уровнем, окончание фазы выдоха - конечно-экспираторным уровнем.
Резервный объём вдоха (РОвд) - максимальный объём воздуха, который можно вдохнуть после обычного среднего спокойного вдоха (конечно-инспираторного уровня).
Резервный объём выдоха (РОвыд) - максимальный объём воздуха, который можно выдохнуть после спокойного выдоха (конечно-экспираторного уровня).
Остаточный объём лёгких (ООЛ) - объём воздуха, который остаётся в лёгких по окончании полного выдоха. ООЛ не может быть измерен непосредственно, его рассчитывают путём вычитания РОвыд из ФОЕ: ООЛ = ФОЕ – РОвыд или ООЛ = ОЕЛ – ЖЕЛ . Предпочтение отдаётся последнему способу.
Жизненная ёмкость лёгких (ЖЕЛ) - объём воздуха, который можно выдохнуть при полном выдохе после максимального вдоха. При форсированном выдохе этот объём называют форсированной жизненной ёмкостью лёгких (ФЖЕЛ), при спокойном максимальном (вдохе) выдохе - жизненной ёмкостью лёгких вдоха (выдоха) - ЖЕЛвд (ЖЕЛвыд). ЖЕЛ включает ДО, РОвд и РОвыд. ЖЕЛ в норме составляет приблизительно 70% ОЕЛ.
Ёмкость вдоха (Евд) - максимальный объём, который можно вдохнуть после спокойного выдоха (от конечно-экспираторного уровня). Евд равняется сумме ДО и РОвд и в норме обычно составляет 60–70% ЖЕЛ.
Функциональная остаточная ёмкость (ФОЕ) - объём воздуха в лёгких и дыхательных путях после спокойного выдоха. ФОЕ также называют конечным экспираторным объёмом. ФОЕ включает РОвыд и ООЛ. Измерение ФОЕ - определяющий этап при оценке лёгочных объёмов.
Общая ёмкость лёгких (ОЕЛ) - объём воздуха в лёгких по окончании полного вдоха. ОЕЛ рассчитывают двумя способами: ОЕЛ = ООЛ + ЖЕЛ или ОЕЛ = ФОЕ + Евд . Последний способ предпочтительнее.
Измерение общей ёмкости лёгких и её составляющих широко применяется при различных заболеваниях и оказывает существенную помощь в диагностическом процессе. Например, при эмфиземе лёгких обычно отмечается снижение ФЖЕЛ и ОФВ1, отношение ОФВ1/ФЖЕЛ также снижено. Снижение ФЖЕЛ и ОФВ1 также отмечается у больных с рестриктивными нарушениями, но отношение ОФВ1/ФЖЕЛ не снижено.
Несмотря на это, отношение ОФВ1/ФЖЕЛ не является ключевым параметром при дифференциальной диагностике обструктивных и рестриктивных нарушений. Для дифференциальной диагностики этих вентиляционных нарушений необходимо обязательное измерение ОЕЛ и её составляющих. При рестриктивных нарушениях отмечается снижение ОЕЛ и всех её составляющих. При обструктивных и сочетанных обструктивно-рестриктивных нарушениях некоторые составляющие ОЕЛ снижены, некоторые повышены.
Измерение ФОЕ - один из двух основных этапов при измерении ОЕЛ. ФОЕ может быть измерена методами разведения газов, бодиплетизмографически или рентгенологически. У здоровых лиц все три методики позволяют получать близкие результаты. Коэффициент вариации повторных измерений у одного и того же обследуемого обычно ниже 10%.
Метод разведения газов широко применяется из-за простоты методики и относительной дешевизны оборудования. Однако у пациентов с тяжёлым нарушением бронхиальной проводимости или эмфиземой истинное значение ОЕЛ при измерении этим методом занижается, поскольку вдыхаемый газ не проникает в гиповентилируемые и невентилируемые пространства.
Бодиплетизмографический метод позволяет определить внутригрудной объём (ВГО) газа. Таким образом, ФОЕ, измеренная бодиплетизмографически, включает как вентилируемые, так и невентилируемые отделы лёгких. В связи с этим у пациентов с лёгочными кистами и воздушными ловушками данный метод даёт более высокие показатели по сравнению с методикой разведения газов. Бодиплетизмография - более дорогой метод, технически сложнее и требует от пациента приложения больших усилий и кооперации по сравнению с методом разведения газов. Тем не менее метод бодиплетизмографии предпочтительнее, поскольку позволяет более точно оценить ФОЕ.
Разница между показателями, полученными с помощью двух этих методов, даёт важную информацию о наличии невентилируемого воздушного пространства в грудной клетке. При выраженной бронхиальной обструкции метод общей плетизмографии может завышать показатели ФОЕ.
По материалам А.Г. Чучалина
В настоящее время клиническая физиология дыхания — одна из наиболее быстро развивающихся научных дисциплин с присущими ей теоретическими основами, методами и задачами. Многочисленность методов исследования, все большее их усложнение и рост стоимости затрудняют их освоение практическим здравоохранением. Многие новые методы изучения различных параметров дыхания находятся еще в стадии исследования; отсутствуют четкие показания к их использованию, критерии количественной и качественной оценки.
В практической работе наиболее распространенными остаются спирография, пневмотахометрия и методы определения остаточного объема легких. Комплексное использование этих методов позволяет получить достаточно большую информацию.
При анализе спирограммы оценивают дыхательный объем (ДО) — количество вдыхаемого и выдыхаемого воздуха при спокойном дыхании; частоту дыхания в 1 мин (ЧД); минутный объем дыхания (МОД = ДО х ЧД); жизненную емкость легких (ЖЕЛ) — объем воздуха, который человек может выдохнуть после максимального вдоха; кривую форсированной жизненной емкости легких (ФЖЕЛ), которая регистрируется при выполнении полного выдоха с максимальным усилием из положения максимального вдоха при большой скорости записи.
Из кривой ФЖЕЛ определяют объем форсированного выдоха за первую секунду (ОФВ 1) максимальную вентиляцию легких (МВЛ) при дыхании с произвольной максимальной глубиной и частотой. Р. Ф. Клемент рекомендует выполнять МВЛ при заданном объеме дыхания, не превышающем объем прямолинейной части кривой ФЖЕЛ, и с максимальной частотой.
Измерение функциональной остаточной емкости (ФОЕ) и остаточного объема легких (OOЛ) существенно дополняет спирографию, позволяя исследовать структуру общей емкости легких (ОЕЛ).
Схематическое изображение спирограммы и структуры общей емкости легких приведено на рисунке.
OEЛ — общая емкость легких; ФОЕ — функциональная остаточная емкость; Е вд — емкость воздуха; OOЛ — остаточный объем легких; ЖЕЛ — жизненная емкость легких; РО вд — резервный объем вдоха; РО выд — резервный объем выдоха; ДО — дыхательный объем; ФЖЕЛ — кривая форсированной жизненной емкости легких; ОФВ 1 — односекундный объем форсированного выдоха; МВЛ — максимальная вентиляция легких.
Из спирограммы рассчитываются два относительных показателя: индекс Тиффно (отношение ОФВ 1 к ЖЕЛ) и показатель скорости движения воздуха (ПСДВ) — отношение МВЛ к ЖЕЛ.
Анализ полученных показателей проводится сопоставлением их с должными величинами, которые рассчитываются с учетом роста в сантиметрах (Р) и возраста в годах (В).
Примечание. При использовании спирографа СГ должный ОФВ 1 уменьшается у мужчин на 0,19 л, у женщин на 0,14 л. У лиц в возрасте 20 лет ЖЕЛ и ОФВ, примерно на 0,2 л меньше, чем в возрасте 25 лет; у лиц старше 50 лет коэффициент при расчете должной МВЛ уменьшается на 2.
Для отношения ФОЕ/ОЕЛ установлен общий норматив для лиц обоего пола независимо от возраста, равный 50 ± 6% [Канаев Н. Н. и др., 1976].
Использование приведенных нормативов ООЛ/ОЕЛ, ФОЕ/ ОЕЛ и ЖЕЛ позволяет определить должные величины ОЕЛ, ФОЕ и ООЛ.
При развитии обструктивного синдрома отмечается снижение абсолютных скоростных показателей (ОФВ 1 и МВЛ), превышающее степень уменьшения ЖЕЛ, вследствие чего относительные скоростные показатели (ОФВ/ЖЕЛ и МВЛ/ЖЕЛ) снижаются, характеризуя выраженность бронхиальной обструкции.
В таблице представлены границы нормы и градации отклонения показателей внешнего дыхания, которые позволяют правильно оценить полученные данные. Однако при резких нарушениях бронхиальной проходимости отмечается также значительное снижение ЖЕЛ, что затрудняет интерпретацию данных спирографии, дифференциацию обструктивных и смешанных нарушений.
Закономерное снижение ЖЕЛ по мере усиления бронхиальной обструкции было продемонстрировано и обосновано Б. Е. Вотчалом и Н. А. Магазаником (1969) и связано с уменьшением просвета бронхов вследствие ослабления эластической тяги легких и уменьшения объема всех легочных структур. Сужение просвета бронхов и особенно бронхиол на выдохе приводит к такому повышению бронхиального сопротивления, что дальнейший выдох невозможен даже при максимальном усилии.
Понятно, что чем меньше просвет бронхов при выдохе, тем раньше произойдет спадение их до критического уровня. В связи с этим при резких нарушениях бронхиальной проходимости большое значение приобретает анализ структуры ОЕЛ, выявляющий значительное увеличение ООЛ наряду с уменьшением ЖЕЛ.
Отечественные авторы придают большое значение анализу структуры ОЕЛ [Дембо А. Г., Шапкайц Ю. М., 1974; Канаев Н. Н., Орлова А. Г., 1976; Клемент Р. Ф., Кузнецова В. И., 1976, и др.] Соотношение ФОЕ и емкости вдоха (Е вд) в известной мере отражает соотношение эластических сил легкого и грудной клетки, так как уровень спокойного выдоха соответствует положению равновесия этих сил. Увеличение ФОЕ в структуре ОЕЛ при отсутствии нарушения бронхиальной проходимости указывает на снижение эластической тяги легких.
Обструкция мелких бронхов приводит к изменениям структуры ОЕЛ, в первую очередь увеличению ООЛ. Таким образом, увеличение ООЛ при нормальной спирограмме свидетельствует об обструкции периферических дыхательных путей. Использование общей плетизмографии позволяет выявить увеличение ООЛ при нормальном бронхиальном сопротивлении (R aw) и раньше заподозрить обструкцию мелких бронхов, чем определение ООЛ методом смешения гелия [Кузнецова В. К., 1978; KriStufek P. et al., 1980].
Однако В. J. Sobol, С. Emirgil (1973) указывают на ненадежность этого показателя для ранней диагностики обструктивных заболеваний легких из-за большого колебания нормальных величин.
В зависимости от механизма бронхиальной обструкции изменения ЖЕЛ и скоростных показателей имеют свои особенности [Канаев Н. Н., Орлова А. Г., 1976]. При преобладании бронхоспастического компонента обструкции происходит увеличение ОЕЛ, несмотря на увеличение ООЛ, ЖЕЛ уменьшается незначительно по сравнению со скоростными показателями.
При преобладании коллапса бронхов на выдохе отмечается значительное увеличение ООЛ, не сопровождающееся обычно увеличением ОЕЛ, что приводит к резкому снижению ЖЕЛ наряду с уменьшением скоростных показателей. Таким образом, получаются характеристики смешанного варианта вентиляционных нарушений вследствие особенностей обструкции бронхов.
Для оценки характера нарушений вентиляции применяются следующие правила.
Правила, применяемые для оценки вариантов вентиляционных нарушений [по Канаеву Н. Н., 1980]
Оценку производят по показателю, сниженному в большей мере в соответствии с градациями отклонения от нормы. Первые два из представленных вариантов чаще встречаются при хроническом обструктивном бронхите.
При пневмотахометрии (ПТМ) определяют пиковые (максимальные) скорости воздушного потока, которые называют пневмотахометрической мощностью вдоха и выдоха (М и М в). Оценка показателей ПТМ затруднена, так как результаты исследования очень непостоянны и зависят от многих факторов. Для определения должных величин предложены различные формулы. Г. О. Бадалян предлагает считать должную М выд равной 1,2 ЖЕЛ, А. О. Навакатикян — 1,2 должной ЖЕЛ.
ПТМ не используется для оценки степени нарушений вентиляции, но имеет значение для исследования больных в динамике и проведения фармакологических проб.
По результатам спирографии и пневмотахометрии определяют еще ряд показателей, которые впрочем не нашли широкого применения.
Индекс скорости воздушного потока Генслера: отношение МВЛ к должной МВЛ, %/отношение ЖЕЛ к должной ЖЕЛ, %.
Индекс Аматуни: индекс Тиффно/Отношение ЖЕЛ к ДЖЕЛ, %.
Показатели Мвыд/ ЖЕЛ и Мвыд/ ДЖЕЛ, соответствующие показателям, получаемым при анализе спирограммы ОФВ 1 / ЖЕЛ и ОФВ 1 / ДЖЕЛ [Аматуни В. Г., Акопян А. С., 1975].
Снижение М выд ОФВ 1 , увеличение R характеризуют поражение крупных бронхов (первых 7 — 8 генераций).
«Хронические неспецифические заболевания легких»,
Н.Р.Палеев, Л.Н.Царькова, А.И.Борохов
Выявление изолированной обструкции периферических отделов бронхиального дерева является важной проблемой функциональной диагностики дыхания, так как по современным представлениям развитие обструктивного синдрома начинается именно с поражения периферических бронхов и патологический процесс в этой стадии еще обратим . Для этих целей используется ряд функциональных методов: исследование частотной зависимости растяжимости легких, объема…
На обычной рентгенограмме при хроническом бронхите, как правило, не удается обнаружить симптомы, характеризующие собственно поражение бронхов. Эти негативные рентгенологические данные подтверждаются морфологическими исследованиями, указывающими на то, что воспалительные изменения бронхиальной стенки недостаточны для того, чтобы прежде невидимые на рентгенограмме бронхи стали видимыми . Однако в ряде случаев удается выявить рентгенологические изменения, связанные с…
Диффузное повышение прозрачности легочных полей считается наиболее важным рентгенологическим признаком эмфиземы легких. Б. Е. Вотчал (1964) подчеркивал чрезвычайную ненадежность этого симптома вследствие крайней его субъективности. Наряду с этим могут обнаруживаться крупные эмфизематозные буллы и локально выраженное вздутие отдельных участков легкого. Крупные эмфизематозные буллы диаметром более 3 — 4 см имеют вид ограниченного поля повышенной прозрачности…
При развитии легочной гипертензии и хронического легочного сердца появляются определенные рентгенологические признаки. К важнейшим из них следует отнести уменьшение калибра мелких периферических сосудов. Этот симптом развивается вследствие генерализованного сосудистого спазма, обусловленного альвеолярной гипоксией и гипоксемией, и является довольно ранним симптомом нарушения легочного кровообращения. Позже отмечается уже указанное расширение крупных ветвей легочной артерии, что создает симптом…
Бронхографическое исследование существенно расширяет возможности диагностики хронического бронхита. Частота выявления признаков хронического бронхита при этом зависит от длительности заболевания. У больных с давностью заболевания свыше 15 лет симптомы хронического бронхита определяются в 96,8% случаев [Герасин В. А. и др., 1975]. Бронхографическое исследование не является обязательным при хроническом бронхите, но имеет большое значение в диагностике его…
в) умеренно выраженные изменения по рестриктивному типу
7.100. Дайте заключение по результатам исследования вентиляционной функции легких: ЖЕЛ - 74%Д; ОФВ1 - 32%Д; ОФВ/ЖЕЛ - 39%; ПОС - 39%Д; МОС25 - 30%Д; МОС50 - 17%Д; МОС75 - 13%Д;
СОС 25-75 - 17%Д
а) умеренно выраженная рестрикция
б)резко выраженная генерализованная обструкция. Умеренное снижение ЖЕЛ
в) умеренно выраженная генерализованная обструкция, Умеренное снижение ЖЕЛ.
7.101. Дайте заключение по результатам исследования вентиляционной функции легких: ЖЕЛ -100%Д;
ОФВ1 -60%Д; ОФВ1/ЖЕЛ -57%; ПОС -74%Д; МОС25 -58%; МОС50 -55%Д; МОС75 -42%Д; СОС 25-
75 -62%Д
а) резко выраженная генерализованная обструкция
б)умеренно выраженные нарушения вентиляции легких по обструктивному типу
в) значительно выраженная генерализованная обструкция
7.102. Дайте заключение по результатам исследования вентиляционной функции легких: ЖЕЛ -63%Д;
ОФВ1 -75%Д: ОФВ1/ЖЕЛ -99%; ПОС -78%Д; МОС25 -72%Д; МОС50 -70%Д; МОС75 -69%Д; СОС 25-
75 -72%Д
а) умеренное снижение вентиляционной функции легких по обструктивному типу
б) умеренное снижение вентиляционной функции легких по рестриктивному типу
в) нарушение вентиляционной функции легких по смешанному типу
Патологические изменения системы органов дыхания
7.103. Укажите основные механизмы, формирующие обструкцию дыхательных путей:
а) бронхоспазм и отек слизистой оболочки бронхов
б)рубцовая деформация
в) застойные явления в легких
д)гипер - и дискриния
7.104. Клиническим признаком дыхательной недостаточности I степени является:
б) одышка при малой физической нагрузке
в) одышка в покое
7.105. Клиническим признаком дыхательной недостаточности II степени является:
а) одышка при большой физической нагрузке
в) одышка в покое
7.106. Клиническим признаком дыхательной недостаточности III степени является:
а) одышка при большой физической нагрузке
б)одышка при малой физической нагрузке
в) одышка в покое
7.107. Какие из перечисленных препаратов наиболее оптимально использовать для определения
обратимости обструкции у больных с хроническими обструктивными заболеваниями легких:
а) сальбутамол
б)беродуал
в) атровент
г) эфедрин
7.108. Коэффициент: отношение остаточного объема легких к общей емкости легких (ООЛ/ОЕЛ),
повышается при:
а) фиброзе легких
б)воспалении легких
в) новообразованиях легких
г) эмфиземе легких
7.109. Рестриктивная дыхательная недостаточность может появиться при:
а) пневмонии
б)массивном экссудативном плеврите
в) приступе бронхиальной астмы
7.110. К обструктивным расстройствам вентиляции легких ведут: 1) нарушение реологии мокроты, 2)
снижение сурфактанта, 3) спазм и отек слизистой бронхиол, 4) интерстициальный отек легких, 5)
ларингоспазм, 6) инородные тела трахеи и бронхов
а) верны все
б)верны все, кроме 2,4
в) верны все, кроме 1, 5, 6
г) верны только 5, 6
д)верно только 1
7.111. Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) уменьшается при:
а) пневмонии
б)пневмосклерозе
в) экссудативном плеврите
г) остром бронхите
7.112. Следующие показатели функции внешнего дыхания соответствуют норме:
а) жизненная емкость легких (ЖЕЛ) - 80%Д
б)жизненная емкость легких (ЖЕЛ) -92%Д
в) объем форсированного выдоха за 1 сек. (ОФВ1) - 85%Д
г) объем форсированного выдоха за 1 сек. (ОФВ1) - 60%Д
7.113. Следующие показатели функции внешнего дыхания не соответствуют норме:
а) тест Тиффно (ОФВ1/ЖЕЛ) - 75%Д
б) тест Тиффно (ОФВ1/ЖЕЛ) - 60%Д
в) общая емкость легких (ОЕЛ) -120%Д
г) общая емкость легких (ОЕЛ) - 95%Д
7.114. Показатели: остаточный объем легких (ООЛ) и отношение ООЛ/ОЕЛ увеличиваются при:
а) рестриктивном типе нарушения вентиляционной функции легких
б)при обструктивном типе нарушения вентиляционной функции легких
7.115. При обструктивном типе нарушений вентиляционной функции легких уменьшаются показатели:
а) общая емкость легких
б)объем форсированного выдоха за 1 с.(ОФВ1)
в) остаточный объем легких (ООЛ)
г) тест Тиффно (ОФВ 1/ЖЕЛ)
д) пиковая объемная скорость выдоха (ПОС)
7.116. При рестриктивном типе нарушения вентиляционной функции легких уменьшаются следующие
показатели:
а) отношение форсированного выдоха за 1 сек. (ОФВ1) к жизненной емкости легких (ЖЕЛ)
б)общая емкость легких (ОЕЛ)
в) средняя объемная скорость выдоха при вдохе от 25 до 75% ФЖЕЛ (СОС 25-75)
7.117. Резкое снижение жизненной емкости легких (ЖЕЛ) характерно для:
а) хронического обструктивного бронхита
б) фиброзируюшего альвеолита, кифосколиоза, пневмокониоза
в) бронхиальной астмы
7.118. Основные причины артериальной гипоксемии:
а) гиповентиляция альвеол
б) неравномерность распределения вентиляции и кровотока в легких
в) легочные шунты
д)все перечисленные факторы
7.119. Мукоцилиарный транспорт угнетают:
а) курение
б) черепно-мозговая травма
г) отравление
д) все упомянутые факторы
7.120.Следующие показатели позволяют диагностировать острую дыхательную недостаточность у
больного с хроническим обструктивным бронхитом:
а) снижение ОФВ1 менее 40%Д
б) снижение РаО2 на 10-15 мм рт. ст. и более, увеличение РаСО2
7.121. Преимущественно на "β2"- адренорецепторы легких действуют:
а)эфедрин
б) изадрин (изопротенол)
в) сальбутамол (вентолин)
г) атровент
д) фенотерол (беротек)
7.122. При нарушении бронхиальной проводимости остаточный объем легких:
а) уменьшается
б) увеличивается
в) не изменяется
7.123. Критерием полноты ремиссии бронхиальной астмы является:
а) возвращение к норме остаточного объема легких
б) нормализация показателя объема форсированного выдоха за 1 с. (ОФВ1)
в) нормализация теста Тиффно
7.124. Как изменяются с возрастом основные статические объемы легких:
а) жизненная емкость легких (ЖЕЛ) уменьшается, остаточный объем легких (ООЛ) значительно
увеличивается
б)жизненная емкость легких (ЖЕЛ) увеличивается
в) остаточный объем легких (ООЛ) уменьшается
7.125. Как изменится остаточный объем легких при эмфиземе легких и улиц пожилого возраста:
а) уменьшится
б) увеличится
7.126. Проходимость бронхов на уровне проксимальных отделов дыхательных путей отражают показатели:
б) РОвд
в)ОФВ1
7.127. Проходимость бронхов на уровне дистальных отделов дыхательных путей отражают показатели:
а)МОС25
г)МВЛ
д)РОвыд
7.128. Какие факторы приводят к снижению ОФВ1 при эмфиземе легких?
а) бронхоспазм
б) снижение эластической тяги легких
в) отечно-воспалительные изменения
а) пробу с бронхолитиками
б)пробу с физической нагрузкой
в) пробу с гипервентиляцией
г) исследование ОЕЛ
д)пробу с холодным воздухом
7.130. Для проведения бронхолитических проб существуют следующие показания:
а) тяжелая патология сердечно-сосудистой системы
б)определение обратимости обструктивных нарушений
в) диагностика ранних ("скрытых") обструктивных нарушении
г) плохая воспроизводимость маневров форсированного выдоха
д)подбор индивидуальных эффективных лекарственных препаратов
7.131. Снижение скоростных показателей - ОФВ1, ПОС, МОС25, МОС50, МОС75-при нормальной ЖЕЛ
свидетельствует:
а) о рестриктивном варианте нарушений
б)о смешанном варианте нарушений
в) о трахеобронхиальной дискинезии
г) об обструктивном варианте
7.132. Снижение ЖЕЛ при относительно незначительных изменениях скоростных показателей указывает:
а) на обструктивный вариант нарушении
б) на рестрективный вариант нарушений
в) на трахеобронхиальную дискинезию
г) на коллапс мелких бронхов
д)на смешанный вариант нарушений
7.133.Качественные изменения спирограммы при рестриктивном варианте нарушений функции
а) частым дыханием
б)смещением записи МВЛ в сторону вдоха
в)смещением записи МВЛ в сторону выдоха
г) малым ДО
д)низкой ЖЕЛ
7.134.Качественные изменения спирограммы при обструктивном варианте нарушений функции
внешнего дыхания характеризуются:
Клиническое применение метода бодиплетизмографии
О.И. Савушкина, А.В. Черняк
В статье обсуждается преимущество бодиплетизмографии перед другими методами в определении функциональной остаточной емкости легких, методология определения внутригрудного объема и бронхиального сопротивления, рассматриваются основные подходы к интерпретации полученных результатов, а также трактовка показателей с точки зрения патофизиологии.
Ключевые слова: бодиплетизмография, внутригрудной объем газа, бронхиальное сопротивление.
Большой интерес физиологов и клиницистов к изучению вопросов физиологии и патологии дыхания свидетельствует об актуальности и важном значении этой проблемы для клинической практики. Клиническая физиология дыхания, являясь одним из самых сложных разделов медицинских знаний, располагает самым обширным разнообразием диагностических методов по сравнению с возможностями функциональных исследований других органов и систем . Одним из методов исследования функции внешнего дыхания является бодиплетизмография (БПГ).
Бодиплетизмография позволяет определить внутри-грудной объем легких (ВГО) и оценить легочный объем и его составляющие, включая те из них, которые нельзя оценить при проведении спирометрии, а именно функциональную остаточную емкость легких (ФОЕ), остаточный объем легких (ООЛ), общую емкость легких (ОЕЛ), а также бронхиальное сопротивление (БС).
Ранее для определения ФОЕ использовали методы разведения газов (газодилюционные методы): метод разведения гелия в закрытой системе, вымывание азота методом множественных дыханий, вымывание азота методом одиночного вдоха и др. Однако сейчас эти методы не находят широкого применения в клинической практике.
В настоящее время широко используется БПГ, которая позволяет в течение 10-15 мин не только произвести несколько измерений ВГО (от 3 до 5), но и зарегистрировать показатели БС, петлю поток-объем и рассчитать ОЕЛ. Традиционно ВГО измеряется после спокойного выдоха, на уровне ФОЕ.
Различие описанных выше методов заключается в том, что ФОЕ, измеренная газодилюционным методом, отража-
Ольга Игоревна Савушкина - канд. биол. наук, зав. отделением внешнего дыхания центра функционально-диагностических исследований Главного военного клинического госпиталя им. Н.Н. Бурденко Минобороны России, Москва.
Александр Владимирович Черняк - канд. мед. наук, зав. лабораторией функциональных и ультразвуковых методов исследования НИИ пульмонологии ФМБА России, Москва.
ет лишь вентилируемый объем, тогда как ФОЕ, измеренная методом БПГ, включает как вентилируемые, так и невенти-лируемые или плохо вентилируемые объемы (например, воздушные "ловушки", буллы, бронхоэктазы, кисты). У здоровых лиц существенных различий между результатами этих измерений не обнаружено, что послужило основанием для использования ВГО в целях изучения ОЕЛ. Сравнительная характеристика методов определения ФОЕ представлена в табл. 1.
Таким образом, главной целью проведения БПГ является измерение ВГО, что позволяет оценить ОЕЛ и ее составляющие.
Методика проведения БПГ
Метод БПГ базируется на принципе взаимосвязи между давлением и объемом при постоянной температуре фиксированного количества газа, который гласит, что объем определенного количества газа при постоянной температуре изменяется обратно пропорционально давлению (закон Бойля). Современная формулировка этого закона такова: произведение давления газа на объем при постоянной температуре есть величина постоянная (P х V = const) .
Исследование проводится следующим образом. Пациента усаживают в специальную закрытую герметичную кабину (камеру) с постоянным объемом воздуха. Пациент спокойно дышит через загубник. Во время исследования с
Таблица 1. Сравнительная характеристика методов определения ФОЕ
Методы разведения газов БПГ
У пациентов с тяжелыми нарушениями бронхиальной проходимости дают неточные результаты (занижают истинные легочные объемы) вследствие наличия гиповентилируемых или невентилируемых пространств Перерыв между попытками достигает 10-20 мин Позволяет быстро произвести несколько измерений ФОЕ Позволяет более точно оценить ФОЕ Позволяет оценить БС (Raw) Требует сложного технического оснащения Требует от пациента четкого выполнения указаний врача
Атм^сферА. Пульмонология и аллергология 2*2013 http://atm-press.ru
помощью пневмотахографа регистрируется вдыхаемый и выдыхаемый пациентом поток воздуха. С помощью сенсора давления фиксируется изменение давления воздуха в камере (Ркам), так как движение грудной клетки во время дыхания вызывает в камере колебания давления. Кроме того, измеряется давление в ротовой полости (Ррот). В конце одного из выдохов, на уровне ФОЕ, дыхание пациента кратковременно прерывается путем закрытия дыхательной трубки специальным клапаном. При закрытой дыхательной трубке пациент "дышит" поверхностно и часто (приблизительно 60 дыханий в 1 мин). При этом воздух (газ), содержащийся в легких пациента, на выдохе сжимается, а на вдохе разрежается. В это время производятся измерения Ррот (эквивалент альвеолярного давления (Ральв)) и Ркам (колебания Ркам являются отображением изменения ВГО). Во время перекрытия потока в координатах (Ркам, Ррот) регистрируется кривая давления перекрытия (рис. 1) . На форму петель оказывает влияние дряблость щек, губ, полости рта, в связи с чем пациент обязательно должен плотно придерживать руками щеки и подбородок (рис. 2). Вялость губ может быть вызвана удалением зубных протезов, поэтому не рекомендуется снимать их перед исследованием. Измеренный ВГО чуть выше ФОЕ, поскольку перекрытие дыхательных путей происходит не точно в конце выдоха. Для коррекции вводят поправочный коэффициент.
Таким образом, для количественной оценки ВГО во время маневра перекрытия потока необходимо измерить начальное Ррот на уровне ФОЕ и определить коэффициент пропорциональности между Ррот и Ркам.
Во время проведения БПГ выполняется от 3 до 5 маневров перекрытия потока и вычисляется среднее значение ВГО (ВГОср). Показатели считаются воспроизводимыми, если отношение разности между максимальным и минимальным значениями ВГО к ВГОср не превышает 5% .
Оценка показателей БПГ
После проведения маневра перекрытия обязательно регистрируют жизненную емкость легких (ЖЕЛ): максимальный объем воздуха, который можно вдохнуть (ЖЕЛвд) или выдохнуть (ЖЕЛвыд), а также петли БС (Raw). Жизненную емкость легких, резервный объем выдоха (РОвыд) и емкость вдоха (Евд) следует измерять для каждой пробы ФОЕ без отрыва от измерительной системы (это позволяет свести к минимуму возможные источники ошибок).
Измерение ЖЕЛ может быть проведено одним из следующих способов:
1) ЖЕЛвд: после полного выдоха делается максимально глубокий вдох;
2) ЖЕЛвыд: измерение производится из состояния максимально глубокого вдоха до полного выдоха;
3) двустадийная ЖЕЛ: ЖЕЛ определяется в два этапа как сумма Евд и РОвыд.
Рис. 1. Графическое представление респираторных усилий при перекрытии дыхательных путей: изменение
Ррот во время манев-
ра перекрытия потока становится равным Ральв. Экспираторные усилия приводят к увеличению Ррот и снижению Ркам, инспираторные усилия - наоборот. Угол наклона ДРкам/ДРрот пропорционален ВГО. а - угол наклона кривой давления перекрытия.
Рис. 2. Процесс измерения ВГО.
жет быть использован показатель ЖЕЛвыд. Не рекомендуется в рутинной практике измерять ЖЕЛ в два этапа; однако такое измерение возможно при обследовании больных с тяжелыми нарушениями легочной вентиляции, когда пациент не может выполнить весь маневр целиком.
Таким образом, параметры БПГ, которые получают путем измерения, следующие: ВГО, ЖЕЛ, РОвыд, Евд, Raw.
Параметры БПГ, которые получают путем вычисления, следующие:
ОЕЛ = ВГОСр + ЕвД Макс;
ООЛ = ОЕЛ - ЖЕЛмакс;
ООЛ/ОЕЛ.
Во время проведения БПГ также регистрируют петли БС (рис. 3).
В координатах (Ркам - V") записываются пневмотахо-граммы (фаза вдоха - над осью давления, фаза выдоха -
Атм^сферА. Пульмонология и аллергология 2*2013
http://atm-press.ru
Таблица 2. Границы нормы и градации отклонений от нормы показателей дыхания
Показатели Увеличение Норма Источник
резкое значительное умеренное
ОЕЛ, % от должной >145 136-145 126-135 80-125
>140 126-140 116-125 80-115
ВГО, % от должного >120 >120 >120 80-120 -
ООЛ, % от должного >225 176-225 141-175 80-140 УН 120-140
ООЛ/ОЕЛ,% ДЗ + 25 ДЗ + 16-25 ДЗ + 9-15 ДЗ ± 4 УН: ДЗ ± 5-8
РОвыд, % от должного - - - 80-120 -
Евд, % от должной - - - 80-120 -
Raw, кПа с/л >0,80 0,60-0,80 0,31-0,59 <0,30
Обозначения: ДЗ - должное значение, УН - условная норма.
под осью давления), определяется угол их наклона р и производится количественная оценка показателя БС. Различают показатели БС на вдохе, выдохе, а также показатель общего БС или БС по пику давления и др.
Показатели, полученные при проведении БПГ, сопоставляют с результатами, представленными в табл. 2.
Целесообразно оценивать попадание фактических значений ВГО, ОЕЛ, ООЛ, ЖЕЛ (полученных при исследовании) в диапазон значений нижняя граница нормы (НГН) -верхняя граница нормы (ВГН) :
НГН = должное значение - 1,645 х о, ВГН = должное значение + 1,645 х о, где о - стандартное отклонение от среднего.
Сопоставление особенностей отклонений показателей БС и легочных объемов от нормы позволяет дифференцировать ряд синдромов изменений механических свойств легких, таких как :
1) стойкая изолированная обструкция внегрудных дыхательных путей при рубцовом сужении трахеи или отеке
Р Выдох иш
Рис. 3. Петля БС. V" - поток; в - угол наклона петли БС к оси давления.
гортани. В этом случае увеличивается БС как на вдохе, так и на выдохе. Общая емкость легких и ее структура не изменены. Однако при резком стенозе может наблюдаться небольшое уменьшение ЖЕЛ;
2) изолированное увеличение податливости стенок внегрудных дыхательных путей (трахеомаляция, парез голосовых связок), которое в отличие от первого синдрома характеризуется преобладанием БС вдоха над БС выдоха;
3) фиброз легких различной этиологии. Повышение эластического сопротивления легких наблюдается при диффузном межальвеолярном и перибронхиальном разрастании соединительной ткани. Увеличение количества интер-стициальной ткани вызывает уменьшение способности легких к растяжению. В то же время эластическая отдача легких увеличивается. Воздушность легочной ткани снижается, что выражается в уменьшении ОЕЛ и ЖЕЛ. Жизненная емкость легких снижается в основном за счет снижения Евд. Повышение эластической отдачи легких вызывает задержку закрытия дыхательных путей во время выдоха из-за увеличения радиальной тракции на их наружную стенку. Поэтому объем, при котором происходит закрытие дыхательных путей, уменьшается, однако выраженного снижения абсолютной величины ООЛ не происходит, а его доля в ОЕЛ существенно возрастает. Таким образом, при фиброзах различной этиологии наблюдается уменьшение ОЕЛ и ЖЕЛ при мало измененной абсолютной величине ООЛ. Нарушения бронхиальной проходимости, как правило, отсутствуют;
4) изолированная обструкция мелких бронхов, которая проявляется изолированным увеличением ООЛ. При этом показатели БС остаются в норме, а ОЕЛ может оставаться неизменной или слегка увеличивается;
5) выраженное нарушение бронхиальной проходимости на фоне неизменных эластических свойств легких, при котором умеренно повышается БС с преобладанием БС на выдохе. Общая емкость легких может быть нормальной или увеличенной. В ее структуре ООЛ всегда увеличен. Жизненная емкость легких может быть неизменной или уменьшенной.
Нарушение бронхиальной проходимости (бронхиальная обструкция) обычно сопровождается повышением воздухонаполненности легких. Ее характеризует величина ВГО. При бронхиальной обструкции происходит замедление выдоха и рефлекторное его прерывание из-за быстрого нарастания Ральв, что обусловливает увеличение ВГО. Повышение ВГО при наличии обструкции свидетельствует о гиперинфляции легких. Однако увеличение воздухона-полненности легких при бронхиальной обструкции является следствием не только патологических нарушений, но и компенсаторно-приспособительных реакций. При увели-
Атм^сферА. Пульмонология и аллергология http://atm-press.ru
чении ВГО происходит смещение уровня дыхания в инспи-раторную сторону, что приводит к повышению эластической отдачи легких и способствует уменьшению энергозатрат на осуществление выдоха. Растяжение эластических структур легочной ткани передается на стенки внутриле-гочных дыхательных путей, увеличивая тем самым силы, растягивающие бронхи и препятствующие их коллабиро-ванию на выдохе. Кроме того, увеличение ВГО создает условия для раскрытия пор Кона и коллатеральной вентиляции (отдельные группы альвеол связаны между собой порами Кона, диаметр которых близок к диаметру альвеол; по этим путям осуществляется коллатеральная вентиляция). Необходимо отметить, что повышение ВГО приводит к увеличению поверхности диффузии и улучшению условий газообмена ;
6) эмфизема легких. Уменьшение эластических свойств легких, имеющее место при эмфиземе легких, ха-растеризуется увеличением ВГО, ООЛ, ООЛ/ОЕЛ. Повышение БС на вдохе и выдохе свидетельствует о сужении бронхов воспалительного характера у больных хронической обструктивной болезнью легких бронхитического типа, а преобладание БС на выдохе наблюдается при эмфизематозном типе и указывает на клапанный механизм бронхиальной обструкции вследствие утраты легкими эластических свойств. При альвеолярной деструкции, характерной для эмфиземы, происходит потеря эластических свойств легких. Уменьшение радиальной тяги эластических элементов легких приводит к снижению стабильности просвета внутрилегочных дыхательных путей, прежде всего дистальных. Бронхи, лишенные эластической поддержки, спадаются даже при очень небольшом увеличении вну-тригрудного давления, так как имеет место преобладание сил, действующих извне на стенку бронха, что обусловли-
вает их экспираторный коллапс и выраженное увеличение БС на выдохе.
Общая емкость легких при эмфиземе, как правило, увеличена. Однако это не означает, что вентиляционная и диффузионная способность легких сохраняется в пределах нормы. При эмфиземе вследствие альвеолярной деструкции поверхность для обмена газов уменьшается, в результате происходит нарушение диффузионной способности легких. Увеличение ВГО при утрате легкими эластических свойств уже не обусловливает, как в случае бронхиальной обструкции, уменьшение активной работы выдоха, а приводит к увеличению энергозатрат и ухудшению условий газообмена.
Заключение
Таким образом, БПГ позволяет в короткий промежуток времени получить большой объем разнообразной физиологической информации, и прежде всего оценить вентиляционную способность легких по состоянию легочных объемов и емкостей, а также по скорости движения воздуха и сопротивлению в дыхательных путях .
Список литературы
1. Черняк А.В. // Функциональная диагностика в пульмонологии. Практическое руководство / Под ред. А.Г. Чучалина. М., 2009.
2. Гриппи М.А. Патофизиология легких. СПб., 2000.
3. Кольцун С.С. // Функциональная диагностика. 2003. № 1. С. 65.
4. Wanger J. et al. // Eur. Respir. J. 2005. V. 26. P. 511.
5. Современные проблемы клинической физиологии дыхания: Сб. науч. тр. / Под ред. РФ. Клемента, В.К. Кузнецовой. Л., 1987.
6. Руководство по клинической физиологии дыхания / Под ред. Л.Л. Шика, Н.Н. Канаева. Л., 1980.
7. Воробьева З.В. Исследование вентиляционной функции легких. М., 2008.
Продолжается подписка на журнал "Лечебное дело" - периодическое учебное издание РНИМУ им. Н.И. Пирогова
Журнал входит в Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученых степеней доктора и кандидата наук.
Подписку можно оформить в любом отделении связи России и СНГ Журнал выходит 4 раза в год. Стоимость подписки на полгода по каталогу агентства "Роспечать" - 220 руб., на один номер - 110 руб.
Подписной индекс 20832
Лечебное дело
ШРШ1ШШ П11Ш »Ulli РЛКМ1
Атм ¿сферЛ. Пульмонология и аллергология 2*2013
