Спирограф и методики его использования

Спирограф - прибор измерения параметров внешнего дыхания. Он строит график поток - обьем. (см рис 5.9.3). Все основные параметры рассчитываются с использованием этого графика. Для пояснения опишем принятые термины.

При нормальном дыхании обьем легких меняется на 500 мл, перепад давления 3 см Н₂О. После максимального вдох / выдоха остается остаточный обьем (ОО). ОО после нормального выдоха называется функциональной остаточной емкостью ФОЕ. Минутный обьем дыхания около 15х500=7,500мл в минуту (15 вдохов в минуту)- это общая вентиляция.

Ход кривых на рисунках 5.9.3 имеет общую особенность: спадающая правая ветвь очень стабильна, за ее контур нельзя выйти при разных интенсивностях выдоха. Дело в том что при уменьшении обьема легких увеличивается сопротивление потоку, в результате формируется стабильный вид спада кривой (правая спадающая ветвь при выдохе).

Пациент дышит в спирограф (т.е. производит дыхательные маневры). Измеряется скорость потока воздуха и, после ее интегрирования, находится обьем. Спирограф строит график Обьем/Время и/или Поток/Обьем. По этим графикам определяется обьем легких на разных этапах маневра и выявляется затруднение дыханию.

В процессе обследованя определяется следующий набор параметров:

1) жизненная емкость легких (ЖЕЛ). Это полный обьем легких. Он находится как разность конечных значений обьемов в последовательности максимального вдоха и максимального выдоха без форсирования дыхания.

2) форсированная емкость легких (ФЖЕЛ). Здесь выявляется степень затруднения при прохождении воздуха по верхним дыхательным путям и эластичность легких. Пациента просят форсировать выдох после максимального вдоха. В норме ФЖЕЛ меньше ЖЕЛ на 15 - 20%. (Чем физиологически обьясняется эти 15%? При форсированном выдохе происходит повышение внутрилегочного давления и альвиолярная поверхность растягивается, остаточный обьем увеличивается. При различных заболевания эластичность меняется, что выявляется параметром ФЖЕЛ/ЖЕЛ.

3) Более чувствителен к выявлению затруднения прохождения воздуха является параметр ФЖЕЛ₁ - обьем форсированного выдоха за первую секунду ( или ОФВ/1.0).

Также информативностью обладает оценка скорости потока на вдохе/выдохе и другие соотношения измеренных параметров. Иногда используют показатель скорости форсированного выдоха ОФВ/(25-75)% - расход воздуха в течении половины выдоха от конца первой четверти до начала последней. Конечно очень важен сам характер хода регистрируемой кривой в координатах поток - обьем.

Для более глубоких обследований измеряют параметры "внутреннего" дыхания - процессы диффузии газов в кровь и обратно. В основном это определение транспорта О₂ и СО₂. Измеряются по “кривым разведения”. Пациенту дают возможность дышать воздухом с повышенным содержанием кислорода (или СО₂) и наблюдают изменение этих газов в крови или в выдыхаемом воздухе. (Приборы, измеряющие СО₂ в выдыхаемом воздухе называются капнографами). Главные параметры обследования: Газовый состав артериальной крови Рсо₂, Ро₂ ,Н+ (рН) (или РСО₂ РО₂ в выдыхаемом воздухе.

4. Прибор- спирограф (рис 5.9.4)

Спирографы строятся на принципе измерения скорости потока воздуха с использованием легких вертушек или специальных "дыхательных" трубок. Например, трубка Флейша имеет две калиброванные сетки, установленные на пути потока. Ими создается сопротивление воздуху, в результате между сетками изменяется давление, которое фиксируется манометром. Что бы не было затруднений дыханию, создаваемое сетками повышение давления обычно выбирается не более 10 см Н₂О. Структурная схема такого спирографа приведена на рис 5.9.4. Вид отчетного документа представлен на рис 5.9.5.

Для приборов, использующих вертушки, главной трудностью построения является обеспечение малой инерционности крыль­чатки, для трубок Флейша большими проблемами является учет окружающей температуры, давления, влажности, устранение нелинейности характеристик. Для калибровки используют контрольный цилиндр с подвижным поршнем (калиброванный обьем обычно 2 или 3 литра). Однако, т.к. первичным измеряемым параметром является поток, использование контрольного цилиндра не является оправданным.

Для всех типов спирографов сложной проблемой является обеспечение стерильности прибора при обследовании группы испытуемых. Легко стерилизуется сменный загубник пациента однако внутренний обьем трубки Флейша и, тем более, крыльчатка стерилизуются сложно, обычно погружением в раствор раз в сутки. Стерилизация от пациента к пациенту является пока не решенной задачей. Некоторое приближение к качественной стерилизации достигается использованием подогрева сеток трубки Флейша до температуры 35⁰-40⁰С - в этом случае конденсация паров на внутренних деталях при дыхании пациента не происходит.