Способы измерения объема легких

Спирография легких

Оценка функции внешнего дыхания играет большую роль в диагностике большого количества заболеваний легких и бронхов, позволяя обнаружить изменения еще до появления их первых признаков, определить динамику изменений при проведении лечения. С этой целью сегодня используются разные методы, но одним из наиболее информативных и при этом безопасных является спирография.

Что такое спирография

Спирография или спирометрия представляет собой диагностический метод исследования функции внешнего дыхания и является главным способом оценки функционального состояния легких и бронхов. Она широко применяется в пульмонологии и терапии, поскольку позволяет установить:

• объем вдыхаемого и выдыхаемого воздуха, что называют дыхательным объемом легких;
• какой предельный объем воздуха человек может спокойно выдохнуть при глубоком вдохе, т. е. жизненную емкость легких (ЖЕЛ);
• объем выдыхаемого воздуха при полном выдохе после выполнения максимально глубокого вдоха, что называют форсированной жизненной емкостью легких (ФЖЕЛ);
• объем остающегося в легких воздуха после спокойного выдоха (функциональную остаточную емкость) и после усиленного выдоха;
• общую емкость легких;
• объем форсированного выдоха за 1-ю секунду выдоха (ОФВ₁) при предельно глубоком вдохе и форсированном выдохе;
• мгновенную, пиковую объемную скорость;
• минутный объем дыхания, т. е. количество поступающего в легкие воздуха за минуту;
• максимальную производительную вентиляцию легких (МВЛ) – полностью индивидуальный показатель, показывающий особенности дыхания в течение 1 минуты;
• частоту дыхания, т. е. количество совершаемых за минуту дыхательных движений.

Дополнительно определяется индекс Тиффно (ИТ), являющийся отношением ОФВ₁/ФЖЕЛ.

Таким образом, спирография дает большое количество информации об особенностях функционирования органов дыхания конкретного больного, что позволяет не только обнаружить признаки патологических изменений, но и разработать наиболее эффективную тактику лечения. В результате удается обнаружить:

• нарушения проходимости дыхательных путей;
• степень тяжести течения имеющегося заболевания;
• признаки бронхиальной астмы и хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ);
• скрытый спазм бронхов;
• ряд заболеваний дыхательной, сердечно-сосудистой системы;
• нарушения, обусловленные некоторыми неврологическими заболеваниями.

Процедура может проводиться детям, начиная с 5-ти лет. Но в силу возраста она не всегда оказывается информативной, поскольку ребенку бывает сложно объяснить, что от него требуется, особенно при выполнении форсированного выдоха.

Показания к проведению спирографии

Поскольку спирография является безопасным и достаточно простым в проведении диагностическим методом, ее широко используют в пульмонологии, а также в терапии при подозрении на наличие заболеваний пульмонологического профиля. А именно ее назначают при:

• длительном кашле, сохраняющемся более 3—4 недель, без видимых на то причин, в том числе после перенесения бронхита или ОРВИ;
• диагностировании заболеваний дыхательной системы другими методами;
• наличии ощущения давления и тяжести в грудной клетке, одышки;
• трудностях при вдохе/выдохе;
• нарушении газообменных процессов;
• слышимых свистах или хрипах во время вдоха;
• частых бронхитах, приступах одышки, затруднений дыхания;
• подозрении на наличие синдрома Гудпасчера, склеродермии.

Также провести спирографию рекомендуется всем, кто имеет большой стаж курения.

Выполнение спирографии показано и в профилактических целях. Поэтому ее вносят в перечень обязательных исследований, подлежащих выполнению при ежегодном профилактическом медицинском обследовании. Кроме того, ее назначают людям, работающим на вредных производствах, и детям при наличии у близких родственников хронических заболеваний органов дыхания, аллергических реакций, проявляющихся бронхоспазмом. Она же используется для внесения корректив в терапию бронхиальной астмы и ХОБЛ.

Особенности подготовки

Для получения максимально точных данных выполнение спирографии требует несложной подготовки. Так, следует воздержаться от употребления пищи за 6—8 часов до ее проведения, поэтому обычно исследование назначают на утро. Также перед процедурой не рекомендуется пить крепкий чай или кофе, курить. Накануне следует поужинать легким блюдами, отказаться от алкоголя и энергетиков. Допускается за час до исследования выпить стакан теплой воды. Кроме того, лучше отказаться от утренней зарядки, если таковая практикуется.

На спирографию стоит приходить в свободной, удобной одежде, которая не стесняет дыхания. Поэтому лучше не надевать галстук, тесное белье и т. д. Непосредственно процедура проводится примерно через 20 минут после того, как пациент пришел в клинику. Это время требуется для того, чтобы полностью нормализовалась работа дыхательной и сердечно-сосудистой системы после физической нагрузки.

По рекомендации лечащего врача перед спирографией стоит сделать перерыв в использовании бронхолитиков, часто назначающихся при бронхиальной астме, ХОБЛ и других обструктивных заболеваниях органов дыхания. Так, использование β₂-антагонистов короткого действия, в частности Сальбутамола, Вентолина, Беродуала следует отменить минимум за 6 часов до проведения спирографии. Ингаляции β₂-антагонистов длительного действия, т. е. Серетида, Фостера, Форадила, Симбикорта, Сереванта и применение Оксиса необходимо проводить не позднее, чем за 12 часов до исследования. Что же касается пролонгированных теофиллинов, например, Спирива, то отмену препарата производят за сутки до спирографии. Но прекращать прием данных лекарственных средств следует только по согласованию с лечащим врачом.

Как проводится спирометрия

По сути, спирография и спирометрия – одно и то же. Единственная разница между этими понятиями заключается в том, что спирометрией можно назвать сам процесс выполнения исследования, а при спирографии его результат выдается в виде графика, точно описывающего функцию легких. Сегодня эти понятия идентичны и взаимозаменяемы.

Сейчас практически везде для оценки дыхательной функции используется компьютерная спирометрия, хотя ранее для этих целей применялись механические приборы, как правило, водного типа. Современные цифровые устройства, называемые спирографами, позволяют снять нужные показания в разных режимах и автоматически рассчитать необходимые соотношения, что существенно ускоряет и упрощает проведение диагностики. Система дополнительно учитывает вес, рост, пол, возраст пациента.

Спирография может выполняться при спокойном дыхании с целью определения жизненной емкости легких, при форсированном (резком, сильном) выдохе и с проведением функциональных проб:

• проба с бронхолитиком позволяет обнаружить скрытый бронхоспазм, что делает диагностику более точной и позволяет лучше оценить эффективность проводимой терапии;
• экспертно-провокационный тест с метахолином – используется для окончательного подтверждения или снятия диагноза бронхиальной астмы, так как позволяет точно обнаружить склонность бронхов к спазмированию и развитию синдрома гиперреактивности.

Аппарат для выполнения спирографии может быть закрытым и открытым. В первом случае он имеет вид герметично закрывающейся прозрачной камеры, соединенной с регистрирующей частью. Открытые аппараты обеспечивают вдыхание атмосферного воздуха и представляют собой компьютер того или иного размера и присоединенный к нему мундштук с датчиками.

Непосредственно проведение спирографии заключается в следующем:

• пациент занимает удобное положение сидя;
• ему надевают на нос особую мягкую прищепку и дают в руки специальный мундштук, подключенный к аппарату, который необходимо плотно прижать к губам;
• изначально следует спокойно дышать на протяжении 10 секунд ртом, вдыхая и выдыхая через мундштук, но так чтобы не приходилось наклонять голову или вытягивать шею;
• по команде врача, проводящего процедуру, следует сделать максимально глубокий вдох, а затем резкий, сильный выдох;
• по команде врача выполняют частые и глубокие вдохи на протяжении 12 секунд.

Чтобы добиться правильного выполнения форсированного выдоха, может потребоваться 3—8 попыток, так как приступ кашля, смыкание голосовых связок, ранняя остановка выдоха, перекрытие мундштука приводит к получению неточных результатов.

Исследование длится 15—45 минут. После окончания процедуры компьютер составляет график по результатам исследования, который называют спирограммой. При обнаружении отклонений в ней процедуру обычно повторяют, порой неоднократно. Если же изменения стойкие и сохраняются от исследования к исследованию, больному рекомендуется пройти дополнительные диагностические процедуры или выполнить спирометрию с бронхолитиком.

Например, в спорных случаях может выполняться исследование особенностей диффузии легких, т. е. качество поступления кислорода из легких в кровь и выведения углекислого газа. Изменение этого параметра указывает о тяжелых нарушениях дыхательной функции. Также пациентам может рекомендоваться проведение бронхоспирометрии, т. е. введение бронхоскопа под анестезией с оценкой функциональности каждого легкого в отдельности с вычислением его минутного, жизненного объема и ряда других показателей.

В комплексе со спирографией нередко назначаются ЭКГ, УЗИ сердца и рентген легких, так как это позволяет точно установить наличие или отсутствие связи между патологиями бронхолегочной и сердечно-сосудистой систем.

Расшифровка результатов

Интерпретация результатов исследования – задача специалиста. При этом обязательно учитываются не только полученные данные, но и качество проведенной процедуры, возможность ложноположительной и ложноотрицательной интерпретации.

Заключение составляется путем сравнения полученных данных с нормальными показателями ОФВ₁, ЖЕЛ, ФЖЕЛ, ИТ, МВЛ и другими. У здоровых людей эти величины всегда выше 80% от показателей нормы. На наличие патологических изменений указывает получение данных ниже 70% нормальных показателей.

Частота дыхания

Изначально оцениваются показатели частоты дыхания, т. е. количество сделанных вдохов и выдохов в течение минуты. В норме взрослый человек делает 16—20 дыхательных движений в минуту, дети – больше в зависимости от возраста. На этот показатель влияет положение тела пациента во время проведения исследования, степень эмоционального возбуждения и употребление накануне пищи. Если эти условия выполнения спирографии не были нарушены, увеличение частоты дыхания может указывать на наличие:

• пневмонии;
• туберкулеза;
• фиброза;
• отека легких;
• ателектаза легких;
• тромбоэмболии артерии.

Если учащение дыхательных движений сочетается со снижением глубины, подобное может быть признаком сухого плеврита, острого миозита, межреберной невралгии, переломов ребер, присутствия в легких метастаз.

Снижение показателей частоты дыхания характерно для поражений головного мозга, в частности, менингита, опухолей, отека головного мозга и кровоизлияний в него.

Дыхательный объем

Дыхательный объем (ДО) – количество вдыхаемого воздуха за 1 вздох. В норме он составляет 0,5—0,8 л, но диагностическим параметром считается его снижение на фоне увеличения частоты дыхания или наоборот. Так, увеличение дыхательного объема при увеличении частоты дыхания наблюдается при повышенной температуре тела или присутствии анемии. Снижение обоих показателей типично для эмфиземы легких, выраженного сужения трахеи, заболеваний, вызывающих угнетение функции дыхательного центра, расположенного в головном мозге.

Минутный объем дыхания

МОД рассчитывается путем получения произведения показателя частоты дыхания на дыхательный объем. Поэтому в норме у взрослого человека МОД составляет порядка 4—10 л. Этот параметр является важным для оценки качества вентиляции мельчайших составляющих легких, альвеол. Ведь при глубоком и поверхностном дыхании попадающий в легкие воздух по-разному их наполняет. При неглубоком, частом дыхании он может не доходить до альвеол, что снижает качество течения газообменных процессов в организме.

Возрастание показателей МОД может указывать на развитие легочной или сердечной недостаточности легкой и средней тяжести, тиреотоксикоза или поражений центральной нервной системы. Снижение же этой величины является признаком тяжелой легочной или сердечной недостаточности, микседемы или угнетения дыхания.

Но МОД во многом зависит от психологического состояния пациента, степени тренированности легких, особенностей метаболизма. Поэтому часто этот показатель воспринимают в качестве вспомогательного.

Жизненная емкость легких

ЖЕЛ показывает не общий объем легких, а максимально возможный объем воздуха, который конкретный человек способен вдохнуть и выдохнуть, т. е. в него входит и резервный объем вдоха и выдоха. У здорового взрослого человека этот показатель равен 3000—5000 мл и приближается к индивидуально рассчитанной по математической формуле должной жизненной емкости легких (ДЖЕЛ).

ДЖЕЛ для взрослых мужчин = (27,63 – 0,122 х В) х L;

ДЖЕЛ для взрослых женщин = (21,78 – 0,101 х В) х L.

В норме разница между полученным и рассчитанным показателем не должна быть более 15%. Получение большей разницы характерно для:

• пневмоторакса;
• абсцесса легкого;
• болезни Бехтерева;
• туберкулеза;
• экссудативного плеврита;
• воспаления легких;
• пневмофиброза;
• эмфиземы;
• ателектаза;
• кифосколиоза;
• нарушений работы ЦНС;
• патологий сердечно-сосудистой системы.

Незначительное снижение ЖЕЛ указывает на обструктивные заболевания бронхов.

Форсированная жизненная емкость легких

Этот показатель, сокращенно называемый ФЖЕЛ, в норме должен быть не более чем на 100-300 мл меньше ЖЕЛ. С его помощью можно оценить эластичность легких, качество функционирования дыхательных мышц и проходимость бронхов.

При увеличении разницы между ЖЕЛ и ФЖЕЛ до 1500 мл и более, следует предположить наличие:

• обструктивного бронхита;
• бронхиальной астмы;
• эмфиземы легких.

Объем форсированного выдоха за 1 секунду

ОФВ₁ – индивидуальный показатель, зависящий от пола, возраста и веса. У здорового человека он должен находиться в пределах 1,4—4,2 л/сек. Но полученный при спирографии результат обязательно сравнивают с должным, который рассчитывают для каждого пациента отдельно по формуле:

ОФВ₁ для мужчин = 0,036∙рост – 0,031∙вес;

ОФВ₁ для женщин = 0,026∙рост – 0,028∙вес.

Отклонения полученного ОФВ₁ от должного является показателем наличия хронической бронхиальной обструкции, а также позволяет контролировать динамику течения заболевания.

Обнаружить обструктивные заболевания на ранних этапах развития поможет средняя объемная скорость (СОС), отражающая скорость выполнения форсированного выдоха в средине дыхательного движения.

Индекс Тиффно

ИТ рассчитывается как отношение ОФВ₁ к ЖЕЛ и у здоровых людей равен 70—90%. Этот показатель уменьшается при:

• бронхиальной астме;
• хроническом обструктивном бронхите;
• эмфиземе легких.

По ИТ можно установить тип обструкции. Дополнительно проводится проба с бронхолитиками и, если после ее проведения ИТ возрастает, причина заключается в бронхоспазме. Если же ситуация не изменяется, следует искать корень проблемы в других патологиях.

Максимальная вентиляция легких

У взрослых здоровых людей МВЛ равна 50—180 л/мин. Снижение этого показателя характерно для развития дыхательной или сердечной недостаточности.

Показатели скорости движения воздуха

Эти параметры рассчитываются по достаточно сложному алгоритму, заключающемся в построении треугольника на полученной спирограмме. Нормальными значениями считаются 160—300 мм/мин.

Таким образом, на основании изменения только одного из показателей спирометрии невозможно поставить диагноз. Всегда полученные данные оцениваются в комплексе и по изменению ряда параметров говорят о наличии того или иного заболевания, что дополнительно подтверждают другими инструментальными исследованиями.

Противопоказания

Несмотря на простоту и безопасность процедуры, существуют ситуации, когда проведение спирографии может нанести пациенту вред. Выполнение спирографии противопоказано при:

• перенесении в течение последнего полугодия инсульта или инфаркта;
• наличии аневризмы аорты, тяжелой артериальной гипертензии;
• пневмотораксе, дыхательной недостаточности III степени;
• проведении в недалеком прошлом операции с вмешательством в брюшную полость или загрудинное пространство;
• выполнении хирургических вмешательств на глазах в течение недавнего времени;
• острой сердечной недостаточности;
• эпилепсии;
• тяжелых психических заболеваниях;
• патологиях беременности.

Важно: несмотря на большую информативность спирографии, не всегда проблемы с дыханием связаны с нарушением функции внешнего дыхания, и нормальные показатели спирографии не являются признаком здоровья, поэтому могут присутствовать те или иные жалобы, связанные с одышкой и кашлем.

Одними из факторов, оказывающих влияние на функцию легких, могут быть:

• сутулость, сколиоз, сидячий образ жизни изменяют положение внутренних органов и не позволяют легким в полной мере раскрываться;
• наличие отечности внутренних органов из-за нарушения оттока венозной крови, в результате нарушения оттока нарушается и приток артериальной крови;
• из-за нарушения кровоснабжения нарушаются метаболические процессы в органах дыхания, тело получает недостаточно кислорода, что еще больше усугубляет общее состояние организма, происходит снижение защитных сил организма;
• после воспалительных процессов, особенно после перенесенной коронавирусной инфекции, в органах дыхания могут формироваться фиброзные спайки, которые также не позволяют выполнять функцию легких в полном объеме;
• помимо легких, в грудной полости находится и сердце, деятельность которого также может нарушаться (блокады, аритмии и т.д.), поэтому также необходима консультация кардиолога;
• заболевания позвоночника также влияют на состояние легких, потому что ребра, образующие грудную полость, крепятся к позвоночнику, и нарушение подвижности в позвоночнике нарушает движение грудной клетки, что не позволяет полностью раскрыться легким;
• нарушение подвижности в позвоночнике также вызывает нарушение питания нервных корешков, они могут сдавливаться, что может проявляться болями и дискомфортом, вызывать нарушение функции легких;
• возле позвоночника находится ряд образований автономной нервной системы, которые регулируют работу всех внутренних органов в теле человека, поэтому необходимо уделять большое внимание диагностике позвоночника;
• системные проблемы крови, такие, как анемия, также вызывают недостаточное питание всех тканей организма, в том числе нервных корешков, отчего необходимо проводить комплекс лабораторных исследований крови.

Всех пациентов обследуют, учитывая множество факторов, оказывающих влияние на функцию легких, а терапия подбирается индивидуально в зависимости от состояния организма и его резервных возможностей. Комплексный подход в сочетании с другими методами лечения дает возможность сократить период реабилитации и усилить эффективность проводимых мероприятий, минимизировать медикаментозное лечение, уменьшить риск возникновения осложнений в будущем.

Таким образом, спирография является весьма информативным диагностическим методом, позволяющим получить много информации о работе органов дыхания, проследить эффективность назначенной терапии и дифференцировать ряд патологий бронхов и легких от заболеваний сердечно-сосудистой и других систем. При этом он отличается простотой выполнения, безопасностью и доступностью, что позволяет использовать спирографию практически без ограничений, в том числе в рамках профилактических осмотров.

Источник