Спирография с регистрацией петли «поток-объем»

Спирография с регистрацией петли «поток-объем» — современный метод исследования легочной вентиляции, который заключается в определении объемной скорости движения потока воздуха вдыхательных путях и его графическом отображением в виде петли «поток—объем» при спокойном дыхании пациента и при выполнении им определенных дыхательных маневров. За рубежом этот метод называют спирометрией. Целью исследования является диагностика вида и степени нарушений легочной вентиляции на основании анализа количественных и качественных изменений спирографических показателей.

Показания и противопоказания к применению сприрометрии аналогичны таковым для классической спирографии.

Методика проведения. Исследование проводят в первой половине дня, независимо от приема еды. Пациенту предлагают закрыть оба носовых хода специальным зажимом, взять индивидуальную простерилизованную насадку-мундштук в рот и плотно обхватить ее губами. Пациент в положении сидя дышит через трубку по открытому контуру, практически не испытывая сопротивления дыханию
Процедура выполнения дыхательных маневров с регистрацией кривой "поток—объем" форсированного дыхания идентична той, которая выполняется при записи ФЖЕЛ во время проведения классической спирографии. Больному надлежит объяснить, что в пробе с форсированным дыханием выдохнуть в прибор следует так, будто нужно погасить свечи на праздничном торте. После некоторого периода спокойного дыхания пациент делает максимально глубокий вдох, в результате чего регистрируется кривая эллиптической формы (кривая АЕВ). Затем больной делает максимально быстрый и интенсивный форсированный выдох. При этом регистрируется кривая характерной формы, которая у здоровых людей напоминает треугольник (рис. 4).

 

Рис. 4. Нормальная петля (кривая) соотношения объемной скорости потока и объема воздуха при проведении дыхательных маневров. Вдох начинается в точке А, выдох — в точке В. ПОСвыд регистрируется в точке С. Максимальный экспираторный поток в середине ФЖЕЛ соответствует точке D, максимальный инспираторный поток — точке Е

Максимальная экспираторная объемная скорость потока воздуха отображается начальной частью кривой (точка С, где регистрируется пиковая объемная скорость выдоха — ПОСВЫД)- После этого объемная скорость потока уменьшается (точка D, где регистрируется МОС50), и кривая возвращается к изначальной позиции (точка А). При этом кривая "поток—объем" описывает соотношение между объемной скоростью воздушного потока и легочным объемом (емкостью легких) во время дыхательных движений.
Данные скоростей и объемов потока воздуха обрабатываются персональным компьютером благодаря адаптированному программному обеспечению. Кривая "поток—объем" при этом отображается на экране монитора и может быть распечатана на бумаге, сохранена на магнитном носителе или в памяти персонального компьютера.
Современные аппараты работают со спирографическими датчиками в открытой системе с последующей интеграцией сигнала потока воздуха для получения синхронных значений объемов легких. Рассчитанные компьютером результаты исследования печатаются вместе с кривой "поток—объем" на бумаге в абсолютных значениях и в процентах к должным величинам. При этом на оси абсцисс откладывается ФЖЕЛ (объем воздуха), а на оси ординат — поток воздуха, измеряемый в литрах в секунду (л/с) (рис. 5).

Петля "поток—объем" представляет собой первую производную классической спирограммы. Хотя кривая "поток—объем" содержит в основном ту же информацию, что и классическая спирограмма, наглядность соотношения между потоком и объемом позволяет более глубоко проникнуть в функциональные характеристики как верхних, так и нижних дыхательных путей (рис. 6). Расчет по классической спирограмме высокоинформативных показателей МОС25, МОС50, МОС75 имеет ряд технических трудностей при выполнении графических изображений. Поэтому его результаты не обладают высокой точностью В связи с этим лучше определять указанные показатели по кривой "поток—объем".
Оценка изменений скоростных спирографических показателей осуществляется по степени их отклонения от должной величины. Как правило, за нижнюю границу нормы принимается значение показателя потока, что составляет 60 % от должного уровня.

 

Рис. 5. Кривая "поток-объем" форсированного дыхания и показатели легочной вентиляции у здорового человека

 

Рис. 6 Схема спирограммы ФЖЕЛ и соответствующей кривой форсированного выдоха в координатах "поток-объем": V — ось объема; V' — ось потока     

Пикфлоуметрия

Пикфлоуметрия — простой метод мониторирования ПОСвыд, измеряемой з литрах на секунду, для оценки степени обструкции нижних дыхательных путей.

Показатель ПОСвыд коррелирует с ОФВ1, который традиционно считается наилучшим показателем для оценки степени бронхиальной обструкции. Мониторирование ПОСвыд стало возможным после изготовления относительно дешевого и простого в использовании устройства — пикфлоуметра, которым могут пользоваться обученные пациенты.

Первый пикфлоуметр был разработан английским врачом Райтом в 1958 г. В Украине в 1997 г. был разработан отечественный пикфлоуметр „Витест КС-1". Устройство измеряет величины ПОСВЫД в условных единицах, которые коррелируют с абсолютными величинами ПОСвыд
Пользование прибором имеет один недостаток: результаты измерений зависят от собственных усилий пациента. Поэтому больного необходимо четко инструктировать о том, как надо выполнять маневр форсированного выдоха.

Основными задачами мониторинга являются

1. планирование лечения обструктивных заболеваний легких;
2. оценка эффективности лечения бронходилататорами и ингаляционными ГКС;
3. прогнозирование обострений бронхиальной астмы;
4. определение обратимости бронхиальной обструкции;
5. определение профессиональной астмы;
6. идентификация механизмов, провоцирующих бронхоспазм.

Мониторирование ПОСвыд может применяться в амбулаторном лечении
и наблюдении за больными, в стационарных условиях для оптимизации лечения, а также самостоятельно пациентами для самоконтроля и выполнения плана проводимой терапии.
Методика использования пикфлоуметра достаточно проста. В начале исследования нужно дышать спокойно и ровно. В дальнейшем следует сделать максимально глубокий вдох, взять мундштук прибора в рот, плотно обхватить его губами и быстро выдохнуть воздух в устройство, не перекрывая отверстия мундштука языком. Измеренный показатель ПОСвыд регистрируется шкалой прибора в условных единицах. Исследование можно проводить несколько раз в сутки, до и после применение медикаментов, контролируя эффективность лечения. Результаты измерений заносят в дневник и строят график в виде точек, которые в дальнейшем соединяются линиями. По такому графику можно определить суточную вариабельность бронхиальной обструкции.

Бодиплетизмография

Бодиплетизмография — метод исследования функции внешнего дыхания путем сопоставления показателей спирографии с показателями механического колебания грудной клетки во время дыхательного цикла. Метод базируется на использовании закона Бойля, который описывает постоянство соотношения давления (Р) и объема (V) газа в случае неизменной (постоянной) температуры:

P_lV₁ = P₂V₂,

где Р₁ — начальное давление газа; V₁ — начальный объем газа; Р₂ — давление после изменения объема газа; V₂ — объем после изменения давления газа.

Бодиплетизмография позволяет определять все объемы и емкости легких, в том числе те, которые не определяются спирографией. К последним относятся: остаточный объем легких (ООЛ) — объем воздуха (в среднем — 1000—1500 мл), остающийся в легких после максимально глубокого выдоха; функциональная остаточная емкость (ФОЕ) — объем воздуха, остающийся в легких после спокойного выдоха. Определив указанные показатели, можно рассчитать общую емкость легких (ОЕЛ), представляющую собой сумму ЖЕЛ и ООЛ (см. рис. 2).

Этим же методом определяют такие показатели, как общее и специфическое эффективное бронхиальное сопротивление, необходимые для характеристики бронхиальной обструкции.

В отличие от предыдущих методов исследования легочной вентиляции, результаты бодиплетизмографии не связаны с волевым усилием пациента и являются наиболее объективными.

Рис. 2. Схематическое изображение техники проведения бодиплатизмографии

Методика исследования (рис. 2). Пациента усаживают в специальную закрытую герметическую кабину с постоянным объемом воздуха. Он дышит через мундштук, соединенный с открытой в атмосферу дыхательной трубкой. Открытие и закрытие дыхательной трубки производится автоматически с помощью электронного устройства. Во время исследования вдыхаемый и выдыхаемый поток воздуха пациента измеряют с помощью спирографа. Движение грудной клетки во время дыхания вызывает изменение давления воздуха в кабине, которое фиксируется специальным сенсором давления. Пациент спокойно дышит. При этом измеряется сопротивление дыхательных путей. В конце одного из выдохов на уровне ФОЕ дыхание пациента кратковременно прерывается путем перекрытия дыхательной трубки специальной заглушкой, после чего пациент делает несколько волевых попыток вдохов и выдохов при закрытой дыхательной трубке. При этом воздух (газ), содержащийся в легких пациента, на выдохе сжимается, а на вдохе разрежается. В это время производятся измерения давления воздуха в ротовой полости (эквивалент альвеолярного давления) и внутри грудного объема газа (отображение колебаний давления в герметической кабине). В соответствии с вышеупомянутым законом Бойля, проводится вычисление функциональной остаточной емкости легких, других объемов и емкостей легких, а также показателей бронхиального сопротивления.

Пневмотахометрия

Пневмотахометрия — определение пиковых скоростей воздушного потока, достигаемых в режиме «дыхательного толчка». Получаемые показатели неточно называют мощностью выдоха и вдоха (М_выд и М_вд). По своей сущности метод близок к спирограмме форсированного выдоха и в большей мере, чем ОФВ₁ отражает сопротивление воздушному потоку, возникающее на уровне крупных бронхов.