Скорость потока, легочные объемы и петля "поток-объем"

Показатели представлены в виде абсолютных и относительных величин. В качестве должных значений используются данные, полученные при обследовании больших популяций, предположительно имеющих нормальную функцию легких. Для определения должных величин используются такие факторы, как возраст, пол, этническая принадлежность и рост.

Скорость потока. Количественное измерение скорости потока на вдохе и на выдохе проводится с помощью форсированной спирометрии. Для выключения носа из акта дыхания используются специальные зажимы.

При оценке скорости потока на выдохе пациент делает максимально глубокий вдох, обхватывает губами насадку и выдыхает воздух максимально сильно в аппарат, который фиксирует выдыхаемый объем. Современные приборы измеряют только скорость потока и интегрируют время для определения объема выдыхаемого воздуха.

При оценке скорости потока на вдохе и объема вдоха пациент делает максимальный выдох, а затем - интенсивный вдох. Эти приемы позволяют получить несколько измерений.

Мгновенная объемная скорость выдоха, определяемая при выдыхании от 25 до 75% ФЖЕЛ, является более чувствительным, но менее воспроизводимым маркером легкой обструкции мелких дыхательных путей, чем ОФВЛ Пиковая скорость выдоха (ПСВ) используется прежде всего для домашнего контроля у пациентов с бронхиальной астмой, а также для определения суточных колебаний.

Интерпретация этих значений зависит от усилий пациента, поэтому важно научить пациента правильно дышать во время исследования. На спирограмме приемлемого качества можно увидеть хорошее начало исследования (быстрое и сильное начало выдоха), отсутствие кашля, гладкие кривые и отсутствие раннего завершения выдоха (минимальное время выдоха 6 с. без изменения объема за последнюю с.). Повторные попытки должны отличаться от остальных не более чем на 5% или 100 мл. Результаты, не соответствующие этим минимальным критериям, следует интерпретировать с осторожностью.

Легочные объемы. Легочные объемы измеряют с помощью определения функциональной остаточной емкости легких (ФОЕЛ) и спирометрии.

Методы разведения газа включают:

• Вымывание азота.
• Выравнивание концентрации гелия.

При вымывания азота пациент выдыхает до ФОЕЛ, а затем дышит через спирометр, содержащий 100%-ный кислород. Исследование заканчивается, когда в выдыхаемом воздухе концентрация азота становится равной нулю. Собранный объем азота равен 81% от первоначальной ФОЕЛ.

Характерные физиологические изменения при заболеваниях легких

При выравнивании концентрации гелия пациент выдыхает до ФОЕ, а затем начинает дышать с помощью закрытой системы, которая содержит определенные объемы гелия и O₂. Концентрация гелия измеряется до момента достижения единых значений как на вдохе, так и на выдохе. В дальнейшем количество воздуха в легких оценивается по изменению концентрации гелия.

Оба метода занижают ФОЕЛ, поскольку они измеряют только объем легких, который проходит через дыхательные. У некоторых больных с тяжелой обструкцией дыхательных путей существенное количество воздуха может не попадать в дыхательные пути, задерживаясь в легких.

Бодиплетизмография основана на законе Бойля и позволяет измерить объем сжимаемого газа в грудной клетки. Метод считается более точным, чем результаты методы разведения газов. Находясь в воздухонепроницаемом корпусе, пациент пробует вдохнуть через закрытый наконечник с ФОЕЛ. Поскольку грудная стенка расширяется, давление в герметичном корпусе повышается. Зная объем и давление внутри корпуса до и после выполнения вдоха, можно вычислить изменение объема корпуса, который должен быть равен изменению объема легких.

Зная ФОЕЛ, можно разделить легочные объемы на подобъемы, которые можно измерить спирометрически или подсчитать . В норме ФОЕЛ составляет около 40% от общей емкости легких (ОЕЛ).

Таблица: Тяжесть обуструктивных и рестириктивных заболеваний легких

Петля поток-объем. В отличие от спирограммы, которая отображает поток воздуха (в литрах) относительно времени (в секундах), петля поток-объем показывает поток воздуха (в л/с) относительно объема легких (в литрах) во время максимального вдоха после полного выдоха (остаточный объем (00)) и во время максимального выдоха после полного вдоха (ОЕЛ). Основное преимущество петли петек-ебъем состоит в том, что она может показать, соответствуют ли потоки конкретному объему легких. Например, чем меньше легочные объемы, тем медленнее поток. Поскольку у пациентов с фиброзом легких объем легких уменьшен, поток также кажется замедленным, если его измерять отдельно. Однако при измерении потока с учетом объема легких становится очевидно, что параметры потока становятся больше (это связано с увеличением эластичной тяги фиброзированной легочной ткани).

Исследование петли объем-лет требует измерения абсолютных объемов легких. К сожалению, многие лаборатории соотносят поток и ФЖЕЛ; петля петек-ФЖЕЛ не имеет кривой вдоха и поэтому недостаточно информативна.

Характеристика нарушений

Наиболее распространенные нарушения дыхания могут быть разделены на обструктивные и рестриктивные согласно данным исследования скорости потока и объемов легких.

Обструктивные нарушения возникают вследствие:

• Повышения резистентности к потоку воздуха со стороны просвета дыхательных путей (например, при наличии опухоли, секрета, утолщения слизистой оболочки).
• Структурных изменений в стенке дыхательных путей (например, сокращение гладкой мускулатуры, отека).
• Снижения эластической тяги (например, деструкция паренхимы, которая встречается при эмфиземе).

При снижении скорости потока время выдоха удлиняется по сравнению с нормой, и воздух может задерживаться в легких вследствие неполного удаления и увеличенных легочных объемов (например, ОЕЛ, ОО).

Назначается провокационная проба с метахолином - синтетическим аналогом ацетилхолина, который является неспецифическим раздражающим агентом для бронхов. Она позволяет выявить или исключить бронхоспазм.Во время пробы измеряют спирометрические параметры до и после ингаляции метахолина в возрастающей концентрации. Используются различные критерии гиперреактивности дыхательных путей. В целом снижение ОФВ как минимум на 20% по сравнению с исходными данными (ПК₂₀) при концентрации вдыхаемого метахолина <1 мг/мл свидетельствует о наличии повышенной реактивности бронхов,тогда как ПК₂₀ >16 мг/мл исключает диагноз. ПК_эд в диапазоне 1-16 мг/мл являются неинформативными.

Для выявления бронхоспазма также используют пробу с физической нагрузкой, но этот метод является менее чувствительным чувствительным, чем проба с метахолином. Пациент выполняет постоянный уровень нагрузки на тредмиле или велоэргометре в течение 6-8 мин в темпе, позволяющим увеличить частоту сердечных сокращений до 80% от расчетной максимальной частоты. OФB и ФЖЕЛ измеряются до выполнения пробы, далее через 5,15 и 30 мин после ее начала. Индуцированный нагрузкой бронхоспазм уменьшает ОФВЛли ФЖЕЛ >15% по сравнению с первоначальными данными. Данный метод активно используется Международным олимпийским комитетом. Проведение данного теста включает в себя гипервентиляцию газовой смесью 5% СO₂ и 21% O₂ при 85% от максимальной произвольной вентиляции в течение 6 мин. ОФВ₁ измеряют через заданные промежутки времени после проведения испытания. Как и при выполнении других провокационных проб, степень снижения ОФВ1, которая является диагностической, варьирует в разных учреждениях.

Рестриктивные заболевания легких приводят к сокращению объема легких, в частности ОЕЛ <80% от должного. Уменьшение ОЕЛ определяет тяжесть рестрикции. Уменьшение легочных объемов приводит к уменьшению потока (уменьшение ОФВ₁). Тем не менее поток воздуха относительно определенного объема увеличивается, таким образом, соотношение ОФВЛ/ФЖЕЛ нормально или увеличено.

Рестриктивные дефекты могут быть вызваны:

• Уменьшением объема легких (лобэктомия).
• Изменением структур, окружающих легкое (поражение плевры, кифоз, ожирение).
• Слабостью дыхательных мышц (нервно-мышечные заболевания).
• Патологией паренхимы легкого (легочный фиброз).
• Особенностью, присущей всем, является уменьшение податливости легких и/или грудной стенки.