Исследование диффузионной способности лёгких

После спирометрии измерение диффузионной способности лёгких (DL) — наиболее используемый из тестов исследования лёгочной функции.

В Европе ДСЛ называется трансфер-фактором для оксида углерода, так как тест исследует способность лёгких к переносу газа из вдыхаемого воздуха к эритроцитам, проходящим через лёгочные капилляры.

Диффузионной способностью легких (DL) обозначают количество газа, проходящее в одну минуту через альвеолокапиллярную мембрану из расчета на 1мм разности парциального давления этого газа на обе стороны мембраны. Количественная сторона процесса описывается первым законом диффузии Фика, согласно которому, скорость диффузионного потока через слой ткани прямо пропорциональна площади этого слоя, разности парциального давления по обе его стороны и обратнопропорциональна толщине слоя.

Исследование диффузии применяется у больных для диагностики эмфиземы или фиброза легочной паренхимы. По способности обнаружения начальных патологических изменений легочной паренхимы данный метод сопоставим по чувствительности с КТ. Нарушением диффузии чаше сопровождаются легочные заболевания, однако может быть и изолированное нарушение, обозначаемое как «альвеолокапиллярный блок».

В развитии нарушений DL основное значение имеют три механизма:

1) утолщение альвеоло-капиллярной мембраны,которое удлиняет путь прохождения кислорода от альвеолы до просвета легочного капилляра и за счет этого уменьшают скорость диффузии кислорода (диффузия углекислого газа, как правило, не нарушается вследствие высокой растворимости СО2 в тканях альвеоло-капиллярной мембраны);

2) уменьшение эффективного (участвующего в газообмене) альвеолярного объема (VA) — при увеличении остаточного объема легких (обструктивный синдром); кистозно-буллезных изменениях паренхимы атмосфер-ный воздух, поступающий в легкие, смешивается с воздухом в этих пространствах, который содержит сниженный уровень кислорода и избыточное количество углекислоты; в результате уменьшается разница в парциальном давлении кислорода и углекислого газа в альвеолах и просвете капилляра и как следствие — уменьшение скорости диффузии;

3) нарушения легочного кровотока — ограничивают DL при сосудистых формах легочной гипертензии, у больных хроническим обструктивным заболеванием легких с резким нарушением микроциркуляции, обусловленным компенсаторным эритроцитозом и повышением гемоконцентрации.

При эмфиземе показатели диффузионной способности легких (DLCO) и ее отношения к альвеолярному объему (Va) снижены, главным образом, вследствие деструкции альвеолярно-капиллярной мембраны, уменьшающей эффективную площадь газообмена.

При рестриктивных легочных заболеваниях характерно значительное снижение DLCO. Отношение DLCO/Va может быть снижено в меньшей степени из-за одновременного значительного уменьшения объема легких. Снижение диффузии обычно сочетается с нарушением вентиляции и кровотока.

Окись углерода (СО) обладает сродством к гемоглобину в 220 раз большим, чем О2. Проникая через альвеоло-капиллярную мембрану, он быстро и с большом объеме связывается с гемоглобином практически без повышения парциального давления СО в плазме крови. Градиент давления СО между альвеолами и кровью капилляров остается высоким, скорость кровотока, объем крови в капиллярах существенно не сказываются на диффузии этого газа. Следовательно, количество СО, перешедшее из альвеол в кровь легочных капилляров, зависит только от свойств диффузионного барьера и делает СО идеальным газом для характеристики альвеоло-капиллярной мембраны.

Показания:

Дифференциальная диагностика бронхиальной обструкции и эмфиземы у курильщиков или бывших курильщиков.

Определение степени выраженности анатомической эмфиземы у курильщиков с обструктивными вентиляционными проявлениями.

Выявление слабо выраженных (лёгких или преклинических) интерстициальных заболеваний лёгких (ИЗЛ) у пациентов с высокой степенью риска развития заболевания (например: саркоидоз, стадия 1 экзогенный аллергический альвеолит, радиационные поражения, ЛС, обладающие токсическим лёгочным эффектом (амиодарон, блеомицин, нитрофурантоин), трансплантация лёгких или костного мозга, ВИЧ-инфекция и высокий риск инфицирования Pneumocystis pneumoniae).

Дифференциальная диагностика рестрикции, проявляющейся снижением лёгочных объёмов (ОЕЛ или ЖЕЛ).

Выявление внелёгочных причин рестрикции (например, ожирение, плевральный выпот или утолщение плевры, нейромышечная слабость, кифосколиоз).

Изменение последующих значений ДСЛ по сравнению с исходными у пациентов, получающих терапию по поводу ИЗЛ, является более чувствительным показателем улучшения или ухудшения (по сравнению с лёгочными объемами ОЕЛ или ЖЕЛ).

Изменения ДСЛ могут быть связаны также с заболеваниями сосудов лёгких, когда у пациентов отмечается постоянная одышка при нормальных спирометрических показателях и неизменённых статических лёгочных объёмах. Снижение ДСЛ в этом случае — чувствительный индикатор следующих состояний: хроническая рецидивирующая лёгочная эмболия, первичная лёгочная гипертензия, вовлечение лёгочных сосудов при болезнях соединительной ткани и васкулитах.

Исследование ДСЛ используется также для исследования и оценки нетрудоспособности у больных с тяжёлыми ХОБЛ и ИЗЛ. Пациент со значениями ДСЛ ниже 30% от должных (или 9 мл/мин/мм рт.ст.) может быть расценён как больной с полной утратой трудоспособности.

Методика исследования

Наиболее часто для определения диффузионной способности легких с помощью окиси углерода (DLСО) используется метод одиночного вдоха с задержкой дыхания. Испытуемый вдыхает газовую смесь, содержащую 0,2–0,3 % СО₂ и 10 % гелия, задерживает дыхание на 10 секунд, после чего делает глубокий выдох. Использование гелия позволяет расcчитать общую емкость легких и Vа. Альвеолярная порция выдыхаемого газа после этого анализируется для расчёта дилюции (разведения) гелия и захвата СО. Тест повторяют через 5 мин; если результаты двух технически приемлемых попыток варьируют в пределах не более 10% (или 3 мл/мин/мм рт.ст.), то рассчитывают среднюю величину для итогового заключения.

По исходной концентрации СО₂ определяется его парциальное давление в альвеолах, конечную концентрацию СО₂ определяют в пробе выдохнутой газовой смеси. Измерив исходное напряжение СО₂ и сравнив его с аналогичным показателем в конце выдоха, рассчитывают скорость прохождение СО₂ через мембрану.

Интерпретация DLCO

Если нет результатов предшествующего исследования DLCO, результаты исследования интерпретируются путём сравнения их с должными величинами. В соответствии с критериями Американской медицинской ассоциации и АТS, тяжёлое респираторное нарушение интерпретируется как снижение ДСЛ ниже 40% от должных величин.

У курильщиков показатели диффузии существенно ниже, чем у некурящих. Этот фактор необходимо учитывать при интерпретации (например, в ситуациях, когда оценивается влияние различных факторов, скажем, воздействие асбеста).

Повышение DLCO

Нарушения, при которых ДСЛ выше нормы (обычно более 140% от должного), включают следующие состояния:

· полицитемия

· выраженное ожирение

· бронхиальная астма

· лёгочное кровотечение

· внутрисердечный шунт «слева–направо»

· начальная недостаточность левого сердца (вследствие повышения объёма крови в лёгочных капиллярах)

· нагрузка, выполненная непосредственно перед проведением теста (вследствие повышенного сердечного выброса).

Низкие показатели DLCO при нормальной спирометрии

· анемия

· лёгочное сосудистое заболевание: хроническая рецидивирующая лёгочная эмболия, первичная лёгочная гипертензия, вовлечение лёгочных сосудов при заболеваниях соединительной ткани и васкулитах

· ранняя стадия ИЗЛ (лёгкое или средней степени нарушение ДСЛ), когда ЖЕЛ ещё находится в пределах нормальных величин.

Низкая DLCO при обструктивных нарушениях

· При длительном курении низкая ДСЛ в сочетании с обструктивными нарушениями обычно возникает вследствие эмфиземы. При ХОБЛ потеря ДСЛ обычно возникает после снижения ОФВ1таким образом, что процент от должного показателя ДСЛ обычно выше, чем процент от должного ОФВ1

· Муковисцидоз и α1-антитрипсиновая

Низкая диффузия в сочетании с рестрикцией

· Сниженная ДСЛ у пациентов с низкими лёгочными объемами, характерные признаки рестриктивного типа нарушений обычно наблюдаются при ИЗЛ и пневмонитах.

Коррекция DLCO по объёму

Многие лаборатории в заключениях приводят ДСЛ, «скорректированную» для измеренного лёгочного объёма, т.е. DLCO/Va, где Va — альвеолярный объём во время маневра с задержкой дыхания. Однако это соотношение не помогает в дифференциальной диагностике рестрикции лёгочного объёма, так как практически все пациенты с биопсийно-верифицированным ИЗЛ имеют низкие показатели ДСЛ, но многие при этом имеют нормальное соотношение DLCO/Va.

Изменения DLCO/Va могут также дезориентировать во время повторных измерений при ИЗЛ, так как одновременное улучшение обоих показателей (и ДСЛ, и лёгочных объёмов, т.е. числителя и знаменателя) обычно имеют место при успешной терапии. Поэтому обычно не рекомендуется использовать DLCO/Va в качестве маркёра для оценки динамики в этой категории больных.