объем воздуха который можно вдохнуть после спокойного выдоха носит название

Объем воздуха который можно вдохнуть после спокойного выдоха носит название

Процесс внешнего дыхания обусловлен изменением объема воздуха в легких в течение фаз вдоха и выдоха дыхательного цикла. При спокойном дыхании соотношение длительности вдоха к выдоху в дыхательном цикле равняется в среднем 1:1,3. Внешнее дыхание человека характеризуется частотой и глубиной дыхательных движений. Частота дыхания человека измеряется количеством дыхательных циклов в течение 1 мин и ее величина в покое у взрослого человека варьирует от 12 до 20 в 1 мин. Этот показатель внешнего дыхания возрастает при физической работе, повышении температуры окружающей среды, а также изменяется с возрастом. Например, у новорожденных частота дыхания равна 60—70 в 1 мин, а у людей в возрасте 25—30 лет — в среднем 16 в 1 мин. Глубина дыхания определяется по объему вдыхаемого и выдыхаемого воздуха в течение одного дыхательного цикла. Произведение частоты дыхательных движений на их глубину характеризует основную величину внешнего дыхания — вентиляцию легких. Количественной мерой вентиляции легких является минутный объем дыхания — это объем воздуха, который человек вдыхает и выдыхает за 1 мин. Величина минутного объема дыхания человека в покое варьирует в пределах 6—8 л. При физической работе у человека минутный объем дыхания может возрастать в 7—10 раз.

Рис. 10.5. Объемы и емкости воздуха в легких человека и кривая (спирограмма) изменения объема воздуха в легких при спокойном дыхании, глубоком вдохе и выдохе. ФОЕ — функциональная остаточная емкость.

Легочные объемы воздуха. В физиологии дыхания принята единая номенклатура легочных объемов у человека, которые заполняют легкие при спокойном и глубоком дыхании в фазу вдоха и выдоха дыхательного цикла (рис. 10.5). Легочный объем, который вдыхается или выдыхается человеком при спокойном дыхании, называется дыхательным объемом. Его величина при спокойном дыхании составляет в среднем 500 мл. Максимальное количество воздуха, которое может вдохнуть человек сверх дыхательного объема, называется резервным объемом вдоха (в среднем 3000 мл). Максимальное количество воздуха, которое может выдохнуть человек после спокойного выдоха, называется резервным объемом выдоха (в среднем 1100 мл). Наконец, количество воздуха, которое остается в легких после максимального выдоха, называется остаточным объемом, его величина равна примерно 1200 мл.

Сумма величин двух легочных объемов и более называется легочной емкостью. Объем воздуха в легких человека характеризуется инспираторной емкостью легких, жизненной емкостью легких и функциональной остаточной емкостью легких. Инспираторная емкость легких (3500 мл) представляет собой сумму дыхательного объема и резервного объема вдоха. Жизненная емкость легких (4600 мл) включает в себя дыхательный объем и резервные объемы вдоха и выдоха. Функциональная остаточная емкость легких (1600 мл) представляет собой сумму резервного объема выдоха и остаточного объема легких. Сумма жизненной емкости легких и остаточного объема называется общей емкостью легких, величина которой у человека в среднем равна 5700 мл.

При вдохе легкие человека за счет сокращения диафрагмы и наружных межреберных мышц начинают увеличивать свой объем с уровня функциональной остаточной емкости, и его величина при спокойном дыхании составляет дыхательный объем, а при глубоком дыхании — достигает различных величин резервного объема вдоха. При выдохе объем легких вновь возвращается к исходному уровню функциональной остаточной емкости пассивно, за счет эластической тяги легких. Если в объем выдыхаемого воздуха начинает входит воздух функциональной остаточной емкости, что имеет место при глубоком дыхании, а также при кашле или чиханье, то выдох осуществляться за счет сокращения мышц брюшной стенки. В этом случае величина внутриплеврального давления, как правило, становится выше атмосферного давления, что обусловливает наибольшую скорость потока воздуха в дыхательных путях.

Источник

Спирометрия

Из статьи читатель узнает, в чем суть этого метода исследования, о показаниях и противопоказаниях к нему, а также о методике его проведения и основных показателях, определяемых в процессе диагностики.

Система дыхания человека состоит из трех частей:

Патологические изменения любого из отделов вызывают нарушения дыхания. Спирометрия предназначена для того, чтобы оценить его качество, предварительно определить, какая часть бронхолегочной системы поражена, судить о степени тяжести болезни, скорости ее прогрессирования и эффективности проводимых лечебных мероприятий.

Существует целый ряд показателей, измеряемых в процессе исследования. Однако любой из них – величина непостоянная, зависящая от возраста, массы тела, роста пациента, общей его тренированности, самочувствия и состояния здоровья в целом.

Показания к проведению исследования

Основной областью медицины, в которой применяется этот метод диагностики, является пульмонология. Также его используют в аллергологии, реже – в кардиологии.

Обычно проводят спирометрию в таких ситуациях:

Ключевое значение спирометрия имеет в диагностике и дифференциальной диагностике хронической обструктивной болезни легких (ХОЗЛ) и бронхиальной астмы, а также для оценки эффективности их лечения. Лицам, страдающим этими заболеваниями, рекомендовано регулярное (как минимум, 1, а лучше – 2 раза в год) проведение спирометрии в условиях медучреждения, а дома – контроль показателей внешнего дыхания при помощи специального прибора – пикфлуометра.

Также это исследование рекомендуют лицам, работающим в условиях вредного производства, длительно курящим, страдающим болезнями дыхательных путей аллергической природы.

Противопоказания

Обращаем внимание читателя на то, что необходимость проведения спирометрии оценивает исключительно лечащий врач. Он может посчитать это исследование нежелательным и даже опасным при некоторых заболеваниях пациента, не указанных в данном разделе, а может, напротив, определенные противопоказания счесть относительными и провести диагностику даже при их наличии. Все индивидуально!

Чтобы исследование было максимально информативным, пациенту следует:

Также за сутки до спирометрии обследуемому рекомендуют отказаться от кофе, чая и других кофеинсодержащих напитков, непосредственно перед ее проведением – ослабить ремень, галстук и другие стесняющие дыхание предметы одежды, вытереть помаду с губ, отдохнуть в течение 15-30 минут.

Методика проведения

Спирометрию проводят при помощи одноименного прибора – спирометра, который в течение всей процедуры регистрирует объем и скорость вдыхаемого/выдыхаемого воздуха. Состоит он из датчика, функция которого – воспринимать поток воздуха, определять вышеуказанные его характеристики, и устройства, преобразующего их значения в цифровой формат и рассчитывающего необходимые показатели.

Во время исследования пациент располагается сидя на стуле, в рот ему вводят загубник, а на нос надевают специальный зажим, который исключит искажение результатов спирометрии, возникшее по причине носового дыхания. То есть в течение всей процедуры человек дышит исключительно ртом. К загубнику подсоединена трубка, по которой воздух попадает в спирометр.

Врач объясняет обследуемому суть процедуры и включает аппарат. Пациент полностью подчиняется врачу – дышит так, как ему говорят, таким образом выполняя ряд тестов. Чтобы исключить погрешности и повысить информативность исследования, один и тот же тест, как правило, проводят по нескольку раз, а в заключении при этом учитывают среднее его значение.

Зачастую при спирометрии проводят и пробу с препаратом, расширяющим бронхи. Это необходимо для того, чтобы определить обратимость обструкции, если таковая имеется. Проба помогает отдифференцировать бронхиальную астму от хронической обструктивной болезни легких. После классического исследования пациенту предлагают вдохнуть дозу препарата, и через несколько минут спирометрию повторяют. На основании полученных результатов врач определяет, как бронхи пациента отреагировали на бронходилататор – уменьшилась обструкция или практически нет.

Показатели вентиляции, определяемые путем спирометрии

ДЖЕЛ (для мужчин) = 0.052 * рост – 0.028 * возраст – 3.2

ДЖЕЛ (для женщин) = 0.049 * рост – 0.019 * возраст – 3.76

Единица измерения роста – см.

От 3 до 5 л.ООЛ – остаточный объем легкихКоличество воздуха, которое остается в легких после максимально возможного выдоха.От 1 до 1.5 л или 20-30 % от жизненной емкости легких.ОЕЛ – общая емкость легкихКоличество воздуха в легких после максимального вдоха. Вычисляется по формуле: ОО + ЖЕЛ.От 5 до 7 л.Индекс (проба) ТиффноЕго вычисляют по формуле: ОФВ₁ (мл) / ЖЕЛ (мл) * 100 %.Более 70-75 %.

Выделяют 2 типа вентиляционной недостаточности: обструктивный и рестриктивный. Первый возникает при сужении просвета бронхов и повышении сопротивления потоку воздуха. Причиной второго является уменьшение способности ткани легких к растяжению или дыхательной поверхности в целом.

В пользу обструктивного типа будут свидетельствовать такие показатели спирометрии:

При рестриктивном типе вентиляционной недостаточности будет обнаружена сниженная общая емкость легких.

Ощущения пациента

Как правило, спирометрия переносится обследуемыми хорошо – они чувствуют себя комфортно, не испытывают каких-либо неприятных ощущений или боли.

В некоторых случаях после пробы с бронходилататором пациент ощущает сердцебиение и легкое дрожание в конечностях. Не стоит волноваться – это состояние временное и не опасное для здоровья.

Крайне редко больные реагируют на исследование приступом кашля или бронхоспазмом, что делает спирометрию невозможной, требует ее прекращения и оказания больному медицинской помощи.

Могут ли быть ошибки

Иногда результаты исследования могут быть неточными. Причиной этого являются, как правило, неисправность, неправильная настройка спирометра либо нарушение техники исследования. В ряде случаев ошибку допускают пациенты, когда дышат через нос, не выполняют беспрекословно рекомендации врача относительно дыхания (например, при записи ЖЕЛ делают неполный выдох).

К какому врачу обратиться

Спирометрию в своей практике широко применяют пульмонологи. Кроме того, это один из основных методов диагностики бронхиальной астмы в аллергологии. Спирометрия используется кардиологами для разделения легочной и сердечной одышки.

Заключение

Спирометрия – важный информативный метод диагностики, позволяющий оценить характер дыхательных нарушений и эффективность проводимой терапии. В некоторых случаях (например, после недавно перенесенных инфаркта, инсульта, операции на глазах или внутриполостной, при гипертензивном кризе или аневризме аорты) проводить его противопоказано.

Приборы, при помощи которых проводят исследование, имеются в арсенале практически каждого кабинета функциональной диагностики (и в поликлинике, и в стационаре), а иногда – и непосредственно в кабинете врача-терапевта или пульмонолога.

Спирометрия – это безболезненная, несложная для пациента процедура, которая в определенных ситуациях помогает врачу определиться с диагнозом, а он, как известно, является залогом успешного лечения.

Источник

Чего не видит рентген: исследование функции легких

Поделиться:

Однажды в больнице во время учебной курации пациент сказал мне: «Доктор назначил какое-то исследование — функцию внешнего дыхания. Это выдох исследовать, что ли? Почему внешнего?». Давайте разберемся, какое бывает дыхание, что такое дыхание внешнее и зачем его исследовать.

Что такое «функция»?

Дыхательные процессы в организме делятся на две большие группы. Первая — это внутреннее дыхание, в которое входят тканевое (передача кислорода от крови клеткам) и клеточное (утилизация кислорода внутри клетки). Вторая — это внешнее дыхание, объединяющее в себе процессы поступления воздуха в легочные альвеолы и газообмен в них: поступление в кровь кислорода и извлечение из нее углекислого газа.

Основная функция дыхательной системы — это обеспечение организма кислородом в соответствии с текущей потребностью. При этом очевидно, что если у человека есть структурные повреждения дыхательного аппарата (все что угодно — абсцесс в легочной ткани, инородное тело в бронхе, сломанные ребра, парализованные дыхательные мышцы), то эта функция нарушится. Такие повреждения отлично видно при рентгеновском исследовании, КТ или МРТ.

Но бывают ситуации, когда рентгенологическая картина нормальна, а пациент жалуется, например, на затруднения при дыхании. То есть налицо нарушение именно дыхательной функции, но без структурных повреждений дыхательного аппарата. Что делать в таком случае?

Объемы и скорости

Тут врачам приходится превращаться практически в физиков — для установления диагноза нужно изучать продвижение воздуха по системе трубок, которые образуют дыхательную систему: трахее и бронхам различного калибра. Значение имеет как объем воздуха, который человек может вдохнуть или выдохнуть, так и скорость, с которой он это делает.

Все эти показатели исследуют при помощи таких методов, как пневмотахометрия, пикфлоуметрия и спирография. Пневмотахометр измеряет объемную скорость (т. е. литры в минуту) воздуха, выдыхаемого при так называемом форсированном выдохе. Пациента просят вдохнуть максимально глубоко и сделать сильный резкий выдох в «горлышко» пневмотахометра. Чтобы воздух выходил только через рот, на нос надевают… прищепку.

При пикфлоуметрии происходит то же самое, но, в отличие от пневмотахометрии, можно сразу узнать не только достигнутую максимальную скорость выдоха, но и время выдоха, объем выдохнутого воздуха и объем воздуха, выдохнутого за первую секунду (параметр, являющийся одним из ключевых при постановке диагноза «бронхиальная астма»).

Спирографическое исследование — самое объемное. Пациента просят сделать последовательно ряд спокойных вдохов и выдохов, затем — максимально глубокий вдох, заканчивающийся максимально резким выдохом, после чего еще несколько спокойных циклов «вдох-выдох». Зато и данных тут получается больше всего: кроме уже перечисленных показателей врач узнает жизненную емкость легких, резервные объемы вдоха и выдоха (они отражают функциональные резервы дыхательной системы) и многое другое.

Типы нарушения функции внешнего дыхания

Их всего три, и один вы точно знаете: словосочетание «обструкция бронхов» очень любят участковые врачи, особенно педиатры. Обструкция — это значит «закупорка, сужение». Термин относится именно к бронхиальному дереву, точнее, к снижению его проходимости. Нарушения по обструктивному типу свойственны в первую очередь бронхиальной астме, а также обструктивному бронхиту, ряду хронических заболеваний и определенным стадиям пневмонии и ОРВИ. Исследование при этом покажет уменьшение скоростных показателей, особенно скорости выдоха, причем изменения будут различаться в зависимости от того, бронхи какого калибра поражены: крупные, средние или самые мелкие (терминальные).

Читайте также:
Пневмония: коварный враг

При рестриктивном типе (рестрикция — ограничение) проходимость бронхов сохранена, но снижена возможность легких полноценно расправляться. Это может быть обусловлено воспалительными процессами, наличием новообразований, жидкостью в плевральной полости, послеоперационными спайками. В этом случае снизятся объемные показатели: в легкие будет входить (и, соответственно, выходить из них) меньше воздуха, чем должно.

Третий тип — смешанный, он сочетает как обструкцию, так и рестрикцию, а встречается при тяжелых бронхопневмониях, на некоторых стадиях хронической обструктивной болезни легких и при части опухолевых процессов.

Всю эту информацию невозможно получить ни на одном из «обзорных» исследований легких, результатом которых является, по сути, фотография. Поэтому если врач направляет вас на спирографию, не стоит заменять ее рентгеном.

Источник

Ищем педагогов в команду «Инфоурок»

Цель работы: Проверка усвоения обучающимися знаний, сформированности умений в объеме, установленном обязательным минимумом содержания образования по теме «Дыхание. Система дыхания»

Выберите один правильный ответ из четырех предложенных

А 1.К органам дыхания не относятся

А 2. Легочные пузырьки, оплетенные густой сетью кровеносных капилляров называются

А 3.Объем воздуха, который можно вдохнуть после спокойного выдоха носит название

А 4. Самый крупный хрящ гортани

А 5.По рисунку 1 определите происходящий процесс

всасывание питательных веществ

освобождение от ядовитых веществ пищи

А 6 . Вверху гортань сообщается с

В 1. Выберите три верных ответа из шести

В носовой полости вдыхаемый воздух

насыщается оксидом углерода

В 2. Вставьте в текст «Гуморальная регуляция дыхания» пропущенные термины из предложенного перечня, используя для этого цифровые обозначения.

Запишите получившуюся последовательность цифр в таблицу.

1) ускоряет
2) замедляет
3) раздражает
4) кислорода

5) углекислого газа

6) дыхательного центра

В 3 . Установите соответствие между процессами, происходящими в легких и тканях человека при газообмене. Запишите выбранные цифры в таблицу под соответствующими буквами .

Процесс

Место протекания

А) образование оксигемоглобина

Б) образование карбоксигемоглобина

В) диффузия кислорода в клетки

Г) выход углекислого газа из крови

Д) диффузия кислорода в капилляры альвеол

Е) диффузия углекислого газа из клеток в кровь

С 1 . Дайте полный развернутый ответ на вопрос

Как осуществляется непроизвольная регуляция дыхания у человека?

Выберите один правильный ответ из четырех предложенных.

А 1. Хрящевые полукольца составляет основу скелета

А 2. При движении по воздухоносным путям воздух

согревается и отдает кислород

согревается, увлажняется и очищается

согревается, очищается и отдает кислород

очищается, принимает углекислый газ и согревается

А 3. Дыхательный центр находится в

коре больших полушарий

месте разветвления трахеи на бронхи

А 4. Жизненной емкостью легких называется

средний объем воздуха, вдыхаемый при спокойном вдохе

объём воздуха, остающийся в легких после самого глубокого выдоха

объём воздуха, вдыхаемый за одну минуту при максимальной физической нагрузке

максимальный объём воздуха, который можно выдохнуть после самого глубокого вдоха

А 5.Процесс, изображенный на рисунке 1 происходит в

А 6. Тканевым дыханием называют газообмен между:

кровью и клетками тела

наружным воздухом и воздухом альвеол,

капиллярными сосудами крови и воздухом альвеол,

эритроцитами и плазмой крови в лёгочных капилляра

В 1. Выберите три правильных ответа из шести

Болезни органов дыхания, вызываемые вирусами

В 2. Установите последовательность процессов, составляющих механизм выдоха. Запишите получившуюся последовательность цифр в таблицу.

сокращается объем грудной клетки

давление воздуха в легких повышается

воздух выходит из легких в окружающую среду

расслабляются межреберные мышцы и диафрагма

опускаются ребра, диафрагма принимает форму купола

В 3. Установите соответствие между процессами вдоха и выдоха. Запишите выбранные цифры в таблицу под соответствующими буквами.

Что происходит

Процесс

А) легкие сжимаются

1) Вдох

Б) легкие расширяются

2) Выдох

В) межреберные мышцы расслабляются

Г) межреберные мышцы сокращаются

Е) диафрагма опускается, становится более плоской, объем грудной полости увеличивается

С1. Дайте полный развернутый ответ

Как осуществляется газообмен в тканях организма человека?

Содержание верного ответа и указания к оцениванию

(допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла)

1) Непроизвольную регуляцию дыхания осуществляет дыхательный центр, находящийся в продолговатом мозге.

2) Дыхательный центр не только регулирует ритмическое чередование вдоха и выдоха, но способен изменять частоту и глубину дыхательных движений, приспосабливая дыхание к потребностям организма.

1) Газообмен в тканях происходит путем диффузии: кислород из артериальной крови капилляров большого круга кровообращения поступает в тканевую жидкость и затем в клетки, а углекислый газ из тканей переходит в кровь.

3) Концентрация углекислого газа в тканях, где он образуется выше, чем в крови. Поэтому он переходит в кровь, где связывается химическими соединениями плазмы и отчасти гемоглобином, транспортируется кровью в легкие и выделяется в атмосферу.

Ответ включает три из названных выше элементов и не содержит биологических ошибок.

Ответ включает один из названных выше элементов и не содержит биологических ошибок, или ответ включает два из названных выше элементов, но содержит негрубые биологические ошибки.

Источник

Использование метода спирометрии

Общая информация

Краткое описание

Российское респираторное общество

ФЕДЕРАЛЬНЫЕ КЛИНИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ МЕТОДА СПИРОМЕТРИИ

ОПР​ЕДЕЛЕНИЕ

Спирометрия

представляет собой неинвазивный метод измерения воздушных потоков и объемов как функции времени с использованием форсированных маневров [1].

ПОКАЗАНИЯ [2]:
Диагностика:
1) установление причины респираторных жалоб больного, клинических симптомов либо отклонений в лабораторных показателях;
2) оценка влияния болезни на легочную функцию;
3) скрининг популяций людей с высоким риском легочных заболеваний;
4) предоперационная оценка риска;
5) оценка прогноза заболевания;
6) оценка функционального состояния перед участием пациента в программах с физическими нагрузками высокого уровня.

Наблюдение
1) оценка эффективности лечебных мероприятий;
2) мониторирование течения заболевания с нарушением легочной функции;
3) наблюдение за популяциями лиц, подвергающихся воздействию неблагоприятных факторов;
4) мониторирование побочных эффектов лекарств с известной способностью вызывать повреждения легких.

Экспертная оценка нетрудоспособности
1) обследование больного перед началом реабилитации;
2) оценка рисков как части экспертной оценки нетрудоспособности;
3) экспертная оценка состояния здоровья по другим юридическим поводам.

ПРОТИВОПОКАЗАНИЯ
Спирометрия не имеет абсолютных противопоказаний, но маневр форсированного выдоха следует выполнять с осторожностью:
1) у больных с развившимся пневмотораксом и в течение 2 нед после его разрешения [3];
2) в первые 2 недели после развития инфаркта миокарда, после офтальмологических и полостных операций [3];
3) выраженном продолжающемся кровохарканье [3];
4) тяжелой бронхиальной астме [3].

Лечение

ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
Все спирометры должны удовлетворять минимальным техническим требованиям, которые достаточны для повседневной клинической практики. Соблюдение этих требований необходимо для точности измерений и минимизации вариабельности результатов. В отдельных ситуациях, например, в некоторых клинических исследованиях, объем технических требований может быть увеличен.
Спирометр должен позволить оценивать объем воздуха в течение ≥15 сек и измерять объемы не менее 8 л с точностью как минимум ± 3%, или ± 0,05 л, а воздушные потоки – от нуля до 14 л/с [2]. Для оптимального контроля за качеством измерений спирометр должен оснащаться дисплеем, на котором отражается кривая поток-объем или объем-время, для визуальной оценки каждого выполненного маневра перед началом следующего. Для оценки воспроизводимости повторных маневров в течение одного исследования желательно, чтобы все кривые в данном исследовании накладывались на дисплее друг на друга.

Калибровка спирометра
Все спирометрические параметры измеряют при условиях окружающей среды ATPS-условиях измерения (ambient temperature pressure saturated = лабораторные условия): температура (Т_атм.) и давление (Р_атм.) окружающей среды, при полном насыщении водяным паром (Р_Н2О = давление насыщенного пара при T_атм.). Далее необходимо преобразовать полученные данные в условия измерения BTPS (body temperature pressure saturated = условия организма): температура тела (37 °С = 310 K), окружающее давление (P_атм.) и полное насыщение водяным паром (Р_Н2О = 6,3 кПа) [2]. При калибровке спирометра должны вноситься соответствующие поправки.
Как правило, все спирометры рассчитаны на работу при температуре окружающего воздуха не менее 17 °С и при снижении температуры ниже этого значения могут искажать результаты измерений. Если спирометр рассчитан на работу при более низких температурах, это должно быть указано в инструкции от производителя [2].

Перед началом работы необходимо калибровать спирометр (табл. 1); это неотъемлемая часть международных требований качественной лабораторной практики.
Калибровка – процедура, во время которой устанавливается взаимосвязь между параметрами потоков и объемов, рассчитанными сенсором, и реальными величинами. Помимо этого, существует процедура проверки калибровки, во время которой исследователь удостоверяется, что спирометр по-прежнему находится в пределах калибровки (±3% от параметров калибровки) [2]. Если спирометр не соответствует параметрам калибровки, выполняют новую калибровку.

Проверка калибровки проводится ежедневно или чаще, если это оговорено в инструкции от производителя.
Объем шприца, используемого для калибровки объема, должен составлять 3 литра и иметь точность ±15 мл, или ±0,5% от всего диапазона измерений [2]. Калибровка самого шприца проводится с периодичностью, указанной в инструкции от производителя. Кроме того, время от времени (например, ежемесячно) шприцы следует проверять на утечку воздуха; для этого надо попытаться опорожнить шприц при закрытом выходном отверстии. Внеплановые калибровки шприца должны проводиться при его повреждении.

Калибровочный шприц должен храниться в помещении с той же температурой и влажностью воздуха, что и в помещении, где проводится спирометрия. Лучше всего хранить калибровочный шприц рядом со спирометром, но вне доступа прямых солнечных лучей и вдали от источников тепла.
Калибровка объема должна выполняться не реже чем 1 раз в день однократным введением в спирометр 3 л воздуха из калибровочного шприца [2]. Благодаря ежедневной калибровке можно выявить нарушение точности измерений в пределах одного дня. В особых ситуациях (при скрининге больших популяций, быстром изменении температуры воздуха и т.д.) требуются более частые калибровки.

Спирометры, измеряющие поток и объем, должны ежедневно проверяться на предмет утечки воздуха. Обнаружить утечку можно, создавая постоянное положительное давление ≥3 см вод.ст. (0,3 кПа) на выходе спирометра (желательно с учетом загубника). При наличии утечки объем через 1 мин снизится более чем на 30 мл через 1 мин [2].

Спирометры, измеряющие объем, не реже 1 раза в 3 мес следует калибровать пошагово на протяжении всего измеряемого диапазона с помощью калибровочного шприца или другого эквивалентного стандартного объема. Измеренный объем должен отличаться от должного не более чем на ±3,5%, или на 65 мл [2].

Спирометры, измеряющие поток, должны калиброваться ежедневно с помощью 3-литрового шприца, который опорожняют как минимум трижды с тем, чтобы получить несколько потоков между 0,5 и 12 л/с. Объем воздуха при каждом потоке должен соответствовать требованиям точности на ±3,5% [2].

Таблица 1. Варианты и периодичность калибровки спирометра [2].

С помощью маневра форсированного выдоха измеряют форсированную жизненную емкость легких (ФЖЕЛ) и показатели объемной скорости воздушного потока.

Измерение ФЖЕЛ может быть проведено различными способами (максимальный вдох делается после спокойного или после полного выдоха, перед форсированным выдохом делается или нет пауза). Но предшествующий маневру ФЖЕЛ вдох оказывает существенное влияние на экспираторные скоростные показатели, поэтому для получения максимальных результатов исследования мы рекомендуем после спокойного выдоха делать максимально глубокий вдох и сразу же после этого без паузы выдохнуть весь воздух с максимальным усилием. Пауза на высоте вдоха может вызвать «стрессовое расслабление» со снижением эластической тяги и увеличением растяжимости дыхательных путей, что ведет к уменьшению скорости выдоха [4].

Маневр ФЖЕЛ можно разделить на 3 этапа: максимальный вдох, форсированный выдох и продолжение выдоха до конца исследования [2]. Рекомендуется, чтобы исследователь сначала продемонстрировал пациенту правильное выполнение маневра.

Все исследования легочной функции выполняются с носовым зажимом либо зажатием ноздрей пальцами, загубник спирометра следует плотно обхватить губами и зубами. После максимально глубокого вдоха (от уровня функциональной остаточной емкости) пациент должен сделать мощный выдох с максимальным усилием, продолжая его до полного опорожнения легких. Во время маневра рекомендуется словами и жестами поощрять пациента делать максимально мощный выдох и продолжать его максимально долго. В то же время следует внимательно наблюдать за пациентом во избежание нежелательных явлений, связанных с резким и глубоким выдохом (например, синкопальных состояний). Одновременно необходимо следить за графическим отражением результатов теста на дисплее спирометра, что позволяет визуально оценить качественность маневра. Если пациент жалуется на головокружение или другое ухудшение самочувствия, следует сделать паузу до исчезновения нежелательных явлений или прекратить исследование. Уменьшение усилия при форсированном выдохе приводит к завышению спирометрических показателей и неправильной интерпретации результатов исследования [2].

Подготовка к спирометрии
Перед началом исследования рекомендуется:
1) проверить калибровку спирометра;
2) задать пациенту вопросы о недавнем курении перед исследованием, имеющихся заболеваниях, использовании лекарственных препаратов, которые могут повлиять на результаты;
3) измерить рост и вес пациента;
4) внести данные о пациенте в спирометр;
5) правильно усадить пациента перед спирометром: пациент должен сидеть с прямой спиной и слегка приподнятой головой. Спирометрию рекомендуется выполнять в положении пациента сидя в кресле с подлокотниками, но без колесиков. Если особые обстоятельства требуют проведения исследования в положении пациента стоя или каком-либо другом, это должно отражаться в протоколе исследования.
6) объяснить и показать пациенту, как правильно выполнить дыхательный маневр;
7) при наличии у пациента съемных зубных протезов не рекомендуется снимать их перед исследованием, чтобы не нарушать геометрию ротовой полости. Однако иногда плохо установленные протезы не позволяют пациенту герметично обхватывать загубник и становятся причиной утечки воздуха; в этой ситуации рекомендуется повторить дыхательный маневр после снятия протезов [2].
Курение пациента должно быть исключено как минимум за 1 час, употребление алкоголя – за 4 ч до исследования, значительные физические нагрузки – за 30 мин до исследования. Одежда пациента не должна стягивать грудную клетку и живот. В течение 2 ч перед исследованием не рекомендуется обильный прием пищи [3].

Критерии качества спирометрии
Начало исследования. Начало теста (нулевая точка, от которой начинается измерение всех временнЫх параметров спирометрии) определяется методом обратной экстраполяции. Согласно этому методу, нулевая точка – это точка пересечения касательной линии к кривой объем-время до горизонтальной оси (рис. 2). Объем экстраполяции не должен превышать 5% от ФЖЕЛ, или 0,150 л [2]. Увеличение объема экстраполяции происходит при медленном начале маневра форсированного выдоха.

Завершение исследования. Для оценки достаточного экспираторного усилия пациента и определения момента завершения теста рекомендуется использовать 2 критерия:
1) пациент не может продолжать выдох. Несмотря на активную словесную стимуляцию продолжать выдох как можно дольше пациент может прекратить дыхательный маневр в любой момент, особенно при появлении дискомфортных ощущений.
2) объем на кривой объем-время перестает меняться (

Форсированная жизненная емкость легких (ФЖЕЛ)

Объем форсированного выдоха за 1 секунду (ОФВ₁)

Соотношение ОФВ₁/ФЖЕЛ

Важным спирометрическим показателем является отношение ОФВ₁/ФЖЕЛ, которое обычно выражается в процентах и является модификацией индекса Тиффно (ОФВ₁/ЖЕЛ_вд, где ЖЕЛ_вд – максимальный объем воздуха, который можно вдохнуть после полного спокойного выдоха). Объем воздуха, выдыхаемый за первую секунду, представляет собой достаточно постоянную долю ФЖЕЛ независимо от размера легких. У здорового человека это соотношение составляет 75–85%, но с возрастом скорость выдоха снижается в большей степени, чем объем легких, и отношение несколько уменьшается. У детей, наоборот, скорости воздушных потоков высокие, поэтому соотношение ОФВ₁/ФЖЕЛ у них, как правило, выше – около 90%. При обструктивных нарушениях отношение ОФВ₁/ФЖЕЛ снижается, поскольку ОФВ₁ снижается соответственно тяжести обструкции. ФЖЕЛ при этом также уменьшается, но, как правило, в меньшей степени. При легочной рестрикции без обструктивных изменений ОФВ₁ и ФЖЕЛ снижаются пропорционально, следовательно, их соотношение будет в пределах нормальных величин или даже немного выше. Таким образом, при необходимости дифференцировать обструктивные и рестриктивные нарушения оценивают соотношение ОФВ₁/ФЖЕЛ.

Другие показатели максимального экспираторного потока

Максимальные инспираторные потоки

Особенности спирометрии у детей
Спирометрия может выполнять у детей не моложе 5 лет [2]. Большинство детей начиная с возраста 9 лет способны выполнить маневр форсированного выдоха, удовлетворяющий тем же критериям, которые применимы у взрослых пациентов [5], однако для детей до 9 дет необходимо соблюдать некоторые правила. Желательно, чтобы специалист, обследующий ребенка, имел опыт выполнения функциональных исследований у детей. В лаборатории, занимающейся обследованием маленьких детей, должна быть очень доброжелательная атмосфера, можно использовать игрушки, соответствующие возрасту маленьких пациентов. Перед началом исследования ребенку следует объяснить в доступной манере, что он должен делать. Хорошие результаты дает применение визуальной «обратной связи» (изображение свечей или других картинок на дисплее спирометра, меняющихся при выполнении ребенком форсированного выдоха). Даже если первые попытки были неудачными, продолжение исследования в большинстве случаев позволяет ребенку привыкнуть к обстановке и лучше выполнить дыхательный маневр. Не рекомендуется обследовать детей в лабораториях для взрослых пациентов, в которых обстановка не адаптирована к особенностям детей [2].

Во время тестирования исследователь должен внимательно наблюдать за ребенком для своевременного устранения утечки воздуха и контроля за правильностью выполнения дыхательного маневра. [5]. Для оценки качества выполненного маневра, как и у взрослых, используют метод обратной экстраполяции. Если объем обратной экстраполяции превышает 80 мл, или 12,5 % ФЖЕЛ, этот маневр может быть сохранен для дальнейшего анализа при отсутствии других дефектов [5]. Для детей младшего возраста преждевременным завершением маневра форсированного выдоха считается прекращение маневра на уровне более 10% от пиковой скорости выдоха. ФЖЕЛ и форсированные экспираторные потоки, полученные в таком маневре, не должны использоваться для анализа [5].

В идеале, при проведении спирометрии ребенку достаточно получить 2 приемлемых кривых поток-объем, в которых ФЖЕЛ и ОФВ₁ отличаются не более чем на 0,1 л, или 10% от максимальных значений. Но даже при получении единственной кривой, удовлетворяющей техническим требованиям, она может использоваться для анализа, однако в протоколе исследования должно быть отражено число технически удовлетворительных маневров и степень воспроизводимости результатов. Как и у взрослых, у детей для анализа выбирают кривую с максимальными значениями ФЖЕЛ и ОФВ₁ [5].
У детей моложе 6 лет не должны использоваться должные величины, применяемые у взрослых пациентов. В литературе предложены несколько различных уравнений для расчета должных величин у детей этого возраста [5].

ИНТЕРПРЕТАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ

Выбор результата для анализа
ФЖЕЛ и ОФВ₁ выбирают не менее чем из трех воспроизводимых технически приемлемых маневров. Результаты исследования анализируют по маневру с максимальными ФЖЕЛ и ОФВ₁ [2].

Должные величины
Существуют различные таблицы и формулы для расчета должных величин показателей спирометрии. В большинстве случаев исследования по разработке должных величин ограничиваются уравнениями расчета средних значений, которые получают при обследовании здоровых некурящих людей. Практика использования 80% от должных значений в качестве фиксированного значения для нижней границы нормальных значений (НГН) ФЖЕЛ и ОФВ₁ приемлема у детей, но может приводить к существенным ошибкам при интерпретации функции легких у взрослых. Использование 70% в качестве нижней границы нормы для отношения ОФВ₁/ФЖЕЛ приводит к значительному числу ложно-положительных результатов (гиподиагностике ХОБЛ) у мужчин в возрасте старше 40 лет и у женщин старше 50 лет и к гипердиагностике ХОБЛ у пожилых лиц, никогда не куривших и не имеющих характерных клинических симптомов. Как известно, с возрастом соотношение ОФВ₁/ФЖЕЛ снижается, поэтому некоторые авторы для диагностики ХОБЛ у людей старше 70 лет рекомендуют использовать для ОФВ₁/ФЖЕЛ 65% порог нормы.

Для скоростных показателей НГН составляет 60% от должных значений.
При выборе должных значений необходимо сравнить данные, получаемые с помощью выбранных уравнений должных значений, с собственными измерениями, проведенными на репрезентативной выборке здоровых лиц. Следует выбрать те уравнения должных значений, при которых у взрослых разница между измеренными и рассчитанными значениями является минимальной. У детей ориентируются на минимальную разницу логарифмов измеренных и рассчитанных значений. Чтобы быть уверенным, что выбранные должные значения приемлемы, необходимо обследовать достаточно большое число добровольцев (около 100). К сожалению, это трудновыполнимо для большинства лабораторий.

При использовании должных величин следует избегать экстраполяции за указанный диапазон роста и возраста. Если все же возраст или рост пациента выходят за границы популяции, для которой были разработаны должные значения, то в интерпретации необходимо указать, что была проведена экстраполяция.
Должные величины зависят от антропометрических параметров (в основном от роста), пола, возраста, расы. Чем выше человек, тем больше его легкие и протяженность дыхательных путей и, следовательно, максимальная экспираторная скорость. При вычислении нормальных значений для людей с кифосколиозом вместо роста в формулу следует поставить размах рук. У женщин объем легких меньше, чем у мужчин такого же роста. С возрастом эластичность легочной ткани снижается, в результате происходит снижение объема и скорости выдоха. Вместе с тем следует принимать во внимание и индивидуальные вариации нормы. Например, легочные заболевания могут возникать у людей с исходными показателями легочных объемов и потоков выше среднего уровня и, несмотря на снижение их на фоне заболевания относительно исходных значений, они по-прежнему могут оставаться в пределах, нормальных для популяции в целом.

Анализ результатов спирометрии
Интерпретация результатов спирометрии строится на анализе основных спирометрических параметров (ОФВ₁, ЖЕЛ, ОФВ₁/ЖЕЛ).
Интерпретация результатов функционального исследования должна быть четкой, краткой и информативной. Простая констатация фактов, что какие-то показатели в норме, а какие-то снижены, не годится. В идеале, к интерпретации результатов функционального исследования должны применяться принципы клинического принятия решения, где вероятность болезни после проведения исследования оценивается с учетом вероятности болезни до проведения исследования, качества исследования, вероятности ложно-положительной и ложно-отрицательной интерпретации, и, наконец, непосредственно результатов исследования и должных значений. Это часто невозможно, потому что интерпретация многих, если не большинства, исследований проводится при отсутствии какой-либо клинической информации. Чтобы улучшить ситуацию, по возможности следует спрашивать врачей, направляющих пациента на исследование, на какой клинический вопрос необходимо ответить, а также до исследования поинтересоваться у пациента, почему его направили в лабораторию. В этом отношении также желательно записать респираторные симптомы (например, кашель, мокрота, хрипы и одышка), недавнее использование бронхорасширяющих препаратов, анамнез курения.
Интерпретация будет более точной при учете клинического диагноза, данных рентгенограммы грудной клетки, концентрации гемоглобина и любых подозрений на нейромышечные заболевания или обструкцию верхних дыхательных путей.

Обструктивные вентиляционные нарушения
Наиболее частое показание к проведению спирометрического исследования – выявление обструкции дыхательных путей и оценка ее выраженности. Обструктивный тип вентиляционных нарушений характеризуется снижением соотношения ОФВ₁/ФЖЕЛ при нормальной ФЖЕЛ. Патофизиологической основной снижения максимального экспираторного потока при бронхиальной обструкции является повышение сопротивления дыхательных путей, однако при недостаточном усилии, приложенном пациентом во время выполнения маневра ФЖЕЛ, максимальный экспираторный поток также будет снижен. Дифференцировать эти ситуации можно при количественной оценке усилия пациента, измерив плевральное давление (с помощью внутрипищеводного баллона) или компрессионный объем при проведении бодиплетизмографии.

Ранними признаками обструктивных нарушений вентиляции у пациентов без клинических проявлений, возможно, могут служить изменение формы экспираторной кривой поток-объем и снижение скоростных показателей, измеренных при низких легочных объемах во время теста ФЖЕЛ (СОС_25-75, МОС₅₀, МОС₇₅) (рис.4), однако в настоящее время не существует убедительных доказательств существования таких корреляционных связей. Более того, значительная вариабельность показателей затрудняет интерпретацию индивидуальных отклонений от должных значений.

Обструкция верхних дыхательных путей. Форма максимальной кривой поток-объем существенно отличается от должной при обструкции верхних дыхательных путей. Своеобразная форма кривой поток-объем при поражениях верхних дыхательных путей обусловлена различным воздействием динамических факторов на экстра- и интраторакальные дыхательные пути. На экстраторакальные дыхательные пути влияет атмосферное давление, на интраторакальные – внутриплевральное. Разница между внешним давлением (атмосферным или плевральным) и давлением внутри дыхательных путей называется трансмуральным давлением. Положительное трансмуральное давление создает компрессию и уменьшает просвет дыхательных путей. Наоборот, отрицательное трансмуральное давление поддерживает дыхательные пути открытыми, увеличивая их просвет. Если обструкция возникает только во время вдоха либо выдоха, она считается переменной. Если воздушные потоки снижены во время обеих фаз дыхания, обструкция называется фиксированной.

Переменная экстраторакальная обструкция (например, при параличе голосовых связок, увеличении щитовидной железы) вызывает избирательное ограничение воздушного потока при вдохе. Во время выдоха давление внутри дыхательных путей увеличивается и превышает атмосферное, воздействующее на зону поражения снаружи, поэтому экспираторный поток меняется мало. Во время вдоха наблюдается обратная картина: атмосферное давление значительно превышает давление в дыхательных путях, что приводит к снижению инспираторных потоков. Изменения инспираторных потоков хорошо видны на кривой поток–объем (рис. 5, А).

При переменной интраторакальной обструкции (например, при опухоли нижнего отдела трахеи (ниже яремной ямки грудины), трахеомаляции, гранулематозе Вегенера или редицивирующем полихондрите) высокое внутриплевральное давление во время форсированного выдоха превышает давление в дыхательных путях, что приводит к выраженному сужению их просвета с критическим снижением экспираторных потоков. Инспираторные потоки могут мало меняться, если плевральное давление более отрицательное, чем давление в дыхательных путях. Характерная кривая поток–объем представлена на рисунке 5, Б.

При фиксированной обструкции (например, при опухолях на любом уровне верхних дыхательных путей или параличе голосовых связок с фиксированным стенозом, рубцовых стриктурах) инспираторные и экспираторные потоки нарушаются почти в одинаковой степени. Локализация поражения не имеет значения, поскольку размеры трахеи при этом не зависят от давления внутри и снаружи дыхательных путей (рис.5, В).

Для характеристики вышеуказанных поражений верхних дыхательных путей используются различные показатели, например, соотношение инспираторных и экспираторных потоков на уровне 50% жизненной емкости (МОС_50вд/МОС_50выд, в норме это соотношение приблизительно равно 1,5). Это соотношение наиболее значительно меняется при переменной экстраторакальной обструкции и неспецифично для другой патологии (рис.5). При подозрении на изолированную обструкцию верхних дыхательных путей следует подтвердить диагноз эндоскопически или рентгенологически.

Таблица 2. Классификация тяжести обструктивных нарушений легочной вентиляции

Рестриктивные вентиляционные нарушения
Рестриктивные нарушения вентиляции обусловлены процессами, снижающими растяжимость легких и, следовательно, ограничивающими наполнение легких воздухом. В начале развития патологических нарушений, когда объем легких еще не снижен, скоростные показатели и отношение ОФВ₁/ФЖЕЛ могут увеличиваться вследствие того, что паренхима легких оказывает большее растягивающее действие на дыхательные пути: просвет бронхов увеличивается относительно объема легких. При прогрессировании заболевания происходит уменьшение воздушности легочной ткани. Это проявляется снижением ЖЕЛ, кривая поток-объем становится высокой и узкой (рис. 6, А). Пиковая объемная скорость обычно остается нормальной, после пика наблюдается быстрое линейное снижение потока. Форма кривой может и не меняться, а представлять собой пропорционально уменьшенную копию должной кривой, как, например, при пневмонэктомии (рис. 6, Б).

Рестриктивные нарушения могут встречаться при интерстициальных заболеваниях легких, обширной воспалительной инфильтрации легочной ткани, гипоплазии и ателектазах легкого, после резекции легочной ткани. При подозрении на интерстициальные заболевания легких следует измерить диффузионную способность легких и общую емкость легких. К рестрикции также может приводить и внелегочная патология, например, поражение грудного отдела позвоночника, ребер, дыхательной мускулатуры; высокое стояние диафрагмы, что делает невозможным выполнение глубокого полноценного вдоха; нарушение регуляции дыхания при угнетении дыхательного центра наркотическими препаратами или его повреждении опухолью, кровоизлиянием. При подозрении на мышечную слабость как причину рестрикции следует измерить силу дыхательных мышц. Кроме того, у больных с выраженной мышечной слабостью ФЖЕЛ, измеренная в вертикальном положении и в положении лежа, будет существенно различаться из-за воздействия гравитации на органы брюшной полости. В норме ФЖЕЛ в положении лежа на 5-10% меньше, чем в положении сидя. При выраженной диафрагмальной дисфункции эта разница превышает 30%.
Для диагностики рестриктивных нарушений недостаточно спирометрического исследования, а следует выполнить бодиплетизмографию и измерить легочные объемы.

Смешанные вентиляционные нарушения
Смешанные нарушения легочной вентиляции развиваются при сужении просвета дыхательных путей на фоне уменьшения легочных объемов. При этом спирометрия будет регистрировать одновременное снижение ФЖЕЛ, ОФВ₁ и ОФВ₁/ФЖЕЛ.
Для уточнения характера функциональных нарушений необходимо выполнять бодиплетизмографию с измерением легочных объемов.

БРОНХОДИЛАТАЦИОННЫЙ ТЕСТ
При первичном исследовании функции дыхания почти всегда желательно выполнить бронходилатационный тест (или бронходилатационную пробу), то есть повторить спирометрию после ингаляции бронходилататора.

Показания для проведения бронходилатационного теста:
1. установление обратимости бронхиальной обструкции, включая пациентов с нормальными показателями исходной спирометрии;
2. определение потенциального эффекта бронхолитической терапии;
3. мониторирование динамики легочной функции у больных с хроническими респираторными заболеваниями при длительном (многолетнем) наблюдении.
Противопоказаний к проведению бронходилатационного теста не существует за исключением тех ситуаций, в которых противопоказано выполнение спирометрии, и случаев непереносимости бронхорасширяющих препаратов. Если пациент не переносит β₂-агонисты, то в качестве бронходилататора можно использовать М-холинолитик короткого действия.

Методика проведения бронходилатационного теста
Реакция на бронходилататор является интегральной физиологической реакцией, в которую вовлечены эпителий дыхательных путей, нервы, медиаторы и гладкие мышцы.

Если бронходилатационный тест проводится с целью выявить возможность дополнительного улучшения легочной функции на фоне базисной терапии заболевания, то вся плановая терапия сохраняется перед исследованием в обычном для пациента режиме [2].

Курение не допускается в течение 1 ч до и на протяжении всего тестирования.

Интерпретация результатов бронходилатационного теста
Обратимость бронхиальной обструкции определяется по изменению ОФВ₁ или ФЖЕЛ. Другие показатели спирометрии, в том числе потоки, измеренные на разных уровнях ФЖЕЛ (МОС₂₅, МОС₅₀, МОС₇₅, СОС_25-75), не используются для оценки обратимости обструкции дыхательных путей в связи с их крайне высокой вариабельностью [7].

Интерпретация результатов бронходилатационного ответа состоит из нескольких этапов. На первом этапе необходимо определить, превышают ли полученные данные вариабельность измерения, которая составляет

Источник