5 курс / Пульмонология и фтизиатрия / Исследование_функции_внешнего_дыхания_методом_спирографии_Полухина

ного, определяется проходимостью воздухоносных путей, то эта проба в первую очередь позволяет выявить именно обструктивные нарушения.

Рис. 4. Схема спирограммы ЖЕЛ, ФЖЕЛ и МВЛ

2. Объем форсированного выдоха за 1 секунду маневра ФЖЕЛ

(ОФВ1, FEV1 – Forced expiratory volume in 1 sec). Это один из основных показа-

телей вентиляционной функции легких. При любых нарушениях он уменьшается: при обструктивных за счет замедления форсированного выдоха, а при рестриктивных – за счет уменьшения всех легочных объемов. Здоровые люди за первую секунду выдыхают по меньшей мере 70 % ФЖЕЛ.

Соотношение ОФВ1/ЖЕЛ (%) – индекс Тиффно (FEV1/VC, Index Tiffeneau) является одним из основных показателей бронхиальной обструкции. В норме его значение должно быть не менее 65–70 %. Индекс Тиффно уменьшается при обструктивном синдроме, т.к. при нем скорость выдоха замедляется (уменьшается ОФВ1) при относительно незначительном уменьшении ЖЕЛ. При рестриктивном синдроме за счет пропорционального уменьшения всех легочных объемов (ОФВ1 и ЖЕЛ) индекс Тиффно не меняется или даже увеличивается (относительно более быстрый выдох малого объема имеющегося в легких газа).

В литературе описан также индекс Генслера (ОФВ1/ФЖЕЛ), но в практике он используется редко. В норме данный показатель должен быть более 80 %. Рекомендуется рассчитывать индекс именно на ЖЕЛ, а не на ФЖЕЛ, так как при проведении форсированного маневра истинная величина жизненной емкости легких может занижаться.

ОФВ1 отражает, главным образом, скорость выдоха в начальной и средней его части и не зависит от скорости в конце форсированного выдоха. Часто используют показатель СОС25–75, характеризующий среднюю объемную скорость потока в средней части экспираторного маневра, на уровне выдоха от 25 до 75 % ФЖЕЛ. Показатель СОС25–75 в меньшей степени зависит от произволь-

21

ного усилия пациента и более объективно отражает проходимость бронхиального дерева. Чаще определяются максимальные объемные скорости на уровне выдоха 25, 50 и 75 % (МОС25, МОС50 и МОС75, MEF – Maximal expiratory flow).

Скорость форсированного выдоха находится в тесной зависимости от объема легких, поэтому ограничить ее оценку абсолютными значениями нельзя.

Типичная кривая форсированной жизненной емкости легких приведена на рисунке 5. Объем легких на вершине спирограммы – общая емкость легких. С помощью данных вертикальной оси, представляющих объем, и данных горизонтальной оси, показывающих отсчет времени, рассчитывается объемная скорость воздушного потока (объем/время). По мере того, как пациент выдыхает, регистрируется кривая, которая постепенно уплощается при приближении к концу выдоха, т. е. к уровню остаточного объема легких. Из спирограммы экспираторного маневра выводят такие ключевые величины, как ОФВ1, МОС на уровне выдоха 25, 50, 75 % ФЖЕЛ, пиковую объемную скорость выдоха). Степень снижения МОС по мере выдоха от 25 до 75 % ФЖЕЛ отражает динамику сопротивления, оказываемого аппаратом вентиляции дыханию. Эти показатели имеют наибольшую ценность при диагностике начальных нарушений бронхиальной проходимости. Обычно за нижний предел нормы показателей потока принимается 60 % от должной величины.

Рис. 5. Кривая форсированной жизненной емкости легких 2

При обструктивных и рестриктивных нарушениях вентиляции происходит характерное изменение легочных объемов и емкостей (рис. 6).

Рестриктивный синдром характеризуется снижением ОЕЛ и примерно пропорциональным уменьшением всех составляющих ее объемов. Поэтому

2 Стручков П. В. Спирометрия : практ. рук. / П. В. Стручков, Д. В. Дроздов, О. Ф. Лукина.

2-е изд., испр. и доп. М., 2018. С. 33.

22

обычно при спирографии, если не определен ООЛ, о рестриктивном синдроме можно судить по уменьшению ЖЕЛ и пропорциональном уменьшении ее составляющих: РОвд, РОвыд, Евд.

Обструктивный синдром характеризуется затруднением выдоха, когда просвет воздухопроводящих путей на выдохе меньше, чем на вдохе. Создаются условия для экспираторного сужения мелких бронхов, вплоть до их коллапса, что особенно ярко выражено при эмфиземе легких. Это приводит к уменьшению РОвыд, увеличению ООЛ, ФОЕ. При этом ОЕЛ может не измениться (соответственно увеличению ООЛ уменьшается РОвыд и ЖЕЛ) или увеличиться за счет ООЛ и увеличения соотношения ООЛ/ОЕЛ и ФОЕ/ОЕЛ. Характерно отчетливое снижение ОФВ1 (начиная с умеренной степени обструкции), уменьшение индекса Тиффно.

Рис. 6. Спирограмма в норме, при обструктивном и рестриктивном синдромах 3

3 Стручков П.В., Дроздов Д.В., Лукина О.Ф. Спирометрия. С. 35.

23

Уровень максимального вдоха зависит от жесткости каркаса грудной клетки и ее общей емкости. Патологические факторы, вызывающие уменьшение этой емкости, например кифосколиоз, плевральный выпот, опухоли, наличие невентилируемых участков легкого или внутрибрюшные факторы, ограничивающие подвижность диафрагмы, снижают уровень максимального вдоха. Такое же влияние оказывает снижение растяжимости эластически структур легкого и грудной клетки, например при легочных фиброзах. Все эти факторы уменьшают те объемы и емкости, которые ограничиваются уровнем максимального вдоха (Евд, ЖЕЛ, ОЕЛ). Снижение этих показателей при нормальной проходимости бронхов характерно для рестриктивного варианта нарушений вентиляционной способности легких.

При нарушениях бронхиальной проходимости на первый план выступают ограничения глубокого выдоха вследствие прекращения процесса изгнания воздуха из альвеол. Уровень максимального выдоха приближается к уровню спокойного выдоха, ЖЕЛ уменьшается, а ООЛ увеличивается. Повышение ООЛ является одним из наиболее чувствительных, высокоинформативных признаков бронхиальной обструкции.

Показатели, характеризующие эффективность легочного дыхания

Величина потребления кислорода (ПО2) характеризует количество кислорода в мл, потребляемого за 1 минуту в условиях покоя, близких к условиям основного обмена. В норме она составляет около 200 –300 мл/мин и зависит от уровня метаболизма. При спирографии определяется по уменьшению объема газа в замкнутой емкости спирографа при условии полного поглощения углекислого газа химическим поглотителем. Для правильного определения ПО2 с помощью спирографа требуется спокойное дыхание в течение 4–5 минут. Предварительно спирограф заполняется воздухом с добавлением кислорода.

Поскольку и ПО2 и МОД определяются уровнем метаболизма, то удобным является расчет коэффициента использования кислорода (КИО2):

КИО 2 = ПО 2 (мл) / МОД (л).

В норме КИО2 составляет 40 ± 5 мл/л. Величина, обратная КИО2, называ-

ется вентиляционным эквивалентом (ВЭ):

ВЭ = МОД (мл/мин)/ ПО2 (мл/мин).

ВЭ в норме равен 28 ± 3, т.е. из каждых 28 мл вентилируемого воздуха легкие поглощают 1 мл кислорода.

Общая гипервентиляция характеризуется уменьшением КИО2 и, соответственно, увеличением ВЭ, что может встречаться при различных как патологи-

24

ческих (например, бронхообструктивный синдром), так и физиологических (например, эмоциональная, произвольная гипервентиляция) ситуациях. Реже встречается общая гиповентиляция, сопровождающаяся увеличением КИО2 и уменьшением ВЭ, что иногда может указывать на нарушение деятельности дыхательного центра.

Глава 3. КРИВАЯ ПОТОК–ОБЪЕМ В НОРМЕ

Пневмотахография (греч. pneuma воздух + tachos скорость + grapho писать, изображать) – метод графической регистрации потока (объемной скорости движения воздуха) при спокойном дыхании и выполнении определенных маневров. Основоположником пневмотахографии считается швейцарский физиолог А. Флейш, сконструировавший в 1925 году прибор для регистрации объемной скорости движения потоков воздуха в процессе дыхания.

Современная аппаратура для оценки легочной вентиляции рассчитана на одновременное проведение спирографии и пневмотахографии. В связи с этим в последнее время оба эти исследования объединяют единым понятием «спирография».

Наиболее часто в клинической практике используется регистрация кривой поток–объем форсированного выдоха, документирующей скорость воздушного потока на различных этапах форсированного выдоха. При правильном выполнении пробы кривая позволяет объективно оценить состояние бронхиальной проходимости и диагностировать бронхиальную обструкцию, в том числе ее начальные проявления. Существенную роль кривая поток–объем форсированного выдоха играет в распознавании бронхоспазма при проведении бронходилатационных и бронхоконстрикторных проб, оценке эффективности лечения бронхолегочной патологии, определении выраженности и уровня бронхиальной обструкции.

Объемная скорость воздушного потока является главным фактором, определяющим вентиляционную способность легких. Объемную скорость потока можно определить по экспираторному маневру жизненной емкости легких, если учесть затраченное на него время.

Кривая поток–объем получается путем дифференцирования объемной спирограммы, изображенной в системе координат объем–время, в пневмотахограмму, представленную в системе координат поток–объем (рис. 7). Обе кривые (объем–время и поток–объем) отражают одинаковые параметры, однако представление результатов спирографии в виде кривой поток–объем является

25

более простым для интерпретации и наиболее информативным. На пневмотахограмме нагляднее, чем на спирограмме, можно оценить временные параметры дыхательного цикла, максимальные скорости вдоха и выдоха, средние скорости этих фаз. Для удобства отображения кривая поток–объем поворачивается на 90° против часовой стрелки, при этом по оси абсцисс откладывается объем, а по оси ординат – поток.

Наиболее вариабельны показатели потоков в начале форсированного выдоха, более стабильны показатели средней части кривой на участке выдоха 25–75 % ФЖЕЛ. Клиническая оценка результатов исследования включает качественный анализ формы кривой поток–объем и количественную оценку объемной скорости потока воздуха при различных уровнях воздухонаполнения легких.

Рис. 7. Схема спирограммы ФЖЕЛ в координатах поток–время

исоответствующей ей пневмотахограммы в координатах поток–объем

Уздорового человека кривая отношений поток–объем маневра ФЖЕЛвыд по форме близка к треугольной, причем пиковая объемная скорость (ПОС, PEF – Peak exspiratory flow) достигается после выдоха не более чем 20 % ФЖЕЛ. Такая форма свидетельствует о том, что после достижения ПОС включается внутрилегочный механизм ограничения потока, который обусловлен анатомически-

26

ми особенностями строения аппарата вентиляции. Легкие с внутрилегочными дыхательными путями и сегмент внелегочных дыхательных путей расположены внутри грудной клетки. В процессе маневра форсированного выдоха на внутри- и внелегочные дыхательные пути действуют разные силы. Если внелегочные дыхательные пути подвергаются воздействию внутригрудного давления, которое приравнивается к плевральному, зависящему непосредственно от усилия, развиваемого дыхательными мышцами, то наружное давление для внутрилегочных дыхательных путей зависит еще и от эластических свойств легких. Сеть эластических волокон легких при любой степени их воздухонаполненности находится в растянутом состоянии, что создает силу эластической отдачи или ретракции легких. Это давление возрастает с увеличением воздухонаполненности легких.

В начале маневра ФЖЕЛ выдоха на внутрилегочные дыхательные пути действует не только внутригрудное, но и давление эластической отдачи легких. В этот момент выдоха давление в альвеолах превышает внутригрудное давление на величину давления эластической отдачи легких. В процессе выдоха вследствие преодоления сил трения происходит падение давления внутри просвета бронхов и в определенной точке оно уравнивается с внутригрудным давлением, то есть устанавливается «точка равного давления». Дистальнее этой точки вследствие преобладающего действия внутригрудного давления происходит сужение просвета бронхов (физиологический экспираторный стеноз). Экспираторный стеноз дыхательных путей приводит к резкому скачкообразному возрастанию их сопротивления, что проявляется выраженным падением потока. Этот момент на кривой отношений поток–объем характеризует достижение ПОС. После развития экспираторного стеноза поток воздуха зависит, главным образом, от сопротивления дыхательных путей, расположенных к периферии от него. У здоровых лиц экспираторный стеноз развивается в сегменте внелегочных, но внутригрудных дыхательных путей, расположенном на уровне выхода их из грудной клетки. Характер отношений поток–объем–время в процессе ФЖЕЛ выдоха зависит от взаимоотношений сопротивления потоку, оказываемого дыхательными путями, эластических свойств легких, податливости стенок крупных внелегочных воздухопроводящих путей. Поэтому изменение любого из этих параметров приводит к повышению сопротивления потоку и вызывает более выраженные потери давления, ввиду чего экспираторный стеноз развивается при меньшем по сравнению с нормой внутригрудном давлении и меньшем объеме выдоха до достижения ПОС.

Таким образом, начальный крутовосходящий отрезок кривой до достижения наибольшей объемной скорости выдоха отражает проходимость дыхатель-

27

ных путей до начала компрессии крупных бронхов под воздействием повышенного транспульмонального давления, последующий (нисходящий) отрезок кривой вплоть до завершения выдоха – проходимость дыхательных путей при распространении компрессии с крупных бронхов на мелкие бронхи. На этом отрезке можно определить максимальные объемные скорости выдоха на уровне 25, 50 и 75 % ЖЕЛ – МОС25, МОС50 и МОС75. Часто последовательность представления потоковых показателей меняют на противоположную – после пиковой объемной скорости дается обозначение МОС75, затем МОС50 и в конце форсированного выдоха – МОС25. В первом случае числовое значение обозначает ту часть ФЖЕЛ, которая уже была выдохнута к моменту измерения МОС. Этот вариант используется в нашей стране, а также принят Американским торакальным обществом. Второй вариант, принятый Европейским респираторным обществом, состоит в том, что обозначается та часть ФЖЕЛ, которая еще должна быть выдохнута. В документации спироанализатора можно уточнить, какая система обозначений в нем используется.

Кривая форсированного вдоха менее постоянна по форме, но у большинства здоровых лиц она напоминает овал. Воздушный поток во время вдоха в определенной степени симметричен, наивысшая его скорость достигается приблизительно в середине кривой. Эта точка называется максимальная объемная скорость вдоха при 50 % жизненной емкости легких (МОС50вд, MIF50 – Maximal inspiratory flow). Обычно МОС50 на вдохе превышает МОС50 на выдохе. Основным показанием для проведения маневра форсированного вдоха является определение обструкции верхних дыхательных путей.

На рисунке 8 приведена нормальная кривая соотношения объемной скорости потока и объема в процессе максимальных вдоха и выдоха. Вдох начинается в точке А, выдох – в точке В. Объем легких в точке максимального вдоха (точка В) – общая емкость легких. Вслед за этим пациент делает форсированный выдох (ФЖЕЛ) (кривая ВСDА). Максимальная экспираторная объемная скорость потока представлена начальной частью кривой (точка С). Затем объемная скорость потока снижается, и кривая возвращается к исходной позиции (точка А). Максимальный экспираторный поток в середине жизненной емкости (МОС50) соответствует точке D, в то время как максимальный инспираторный поток (МОС50вд) – точке E.

28

Рис. 8. Нормальная петля соотношения объемной скорости потока и объема

впроцессе максимальных вдоха и выдоха

Внорме кривая поток–объем форсированного выдоха напоминает треугольник, при этом как восходящая, так и нисходящая части кривой форсированного выдоха приближаются к прямой линии. Небольшая выпуклость нисходящей ветви кривой свидетельствует о повышенной устойчивости дыхательных путей к коллапсу и также является вариантом нормы. Не относится к числу патологических признаков и небольшой прогиб в сторону оси абсцисс в области «хвоста» кривой (рис. 9).

а бв

Рис. 9. Варианты формы нормальной кривой поток–объем: а – треугольная кривая; б – кривая с прогибом кверху; в – небольшой прогиб книзу после пикового сегмента за счет колебания МОС50 в пределах нормальных величин

Примерно у трети подростков до 16–17 лет на нисходящем колене петли поток–объем отмечается своеобразное плато, может иметь место деформация кривой вдоха. Эти изменения связаны с возрастными анатомическими особенностями дыхательных путей и асинхронизмом в работе дыхательной мускулатуры (рис. 10).

29

Рис. 10. Схематическое изображение нормальных кривых поток–объем форсированного вдоха и выдоха: а – классическая треугольная кривая;

б – вариант нормальной кривой, встречающийся у лиц до 16–17 лет4

Концы вдоха и выдоха должны пересекаться в одной точке – то есть тот объем воздуха, который поступил в легкие, выходит из них во время выдоха. Если данные графики не пересекаются в одной точке, это свидетельствует о неправильно выполненном маневре (недостаточно полный вдох или выдох).

Глава 4. ПРОВЕДЕНИЕ СПИРОГРАФИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

Спироанализаторы

Спироанализаторы – приборы, предназначенные для исследования функции внешнего дыхания. Они позволяют регистрировать в реальном масштабе времени спирограмму и пневмотахограмму. Спирографы, оснащенные анализаторами газов, позволяют дополнительно определять потребление кислорода и выделение углекислого газа.

Спироанализатор присоединяется к дыхательным путям обследуемого и реагирует на объемные перемещения воздуха из легких или в легкие. Спироанализаторы, которые в одну или обе дыхательные фазы сообщаются с атмо-

4 Качественный анализ кривых поток–объем спирографического исследования / В. П. Сильвестров, С. Н. Семин, В. Ю. Марциновский и др. // Терапевт. арх. – 1989. – № 4. – С. 100.

30

Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/