Функция внешнего дыхания: методы исследования

Немного о нашем дыхании

Дыхание –жизненный процесс, в результате которого организм из воздуха получает кислород, необходимый для жизни, и выделяет углекислый газ, образующийся при обмене веществ. Дыхание имеет такие этапы: внешнее (с участием легких), перенос газов эритроцитами крови и тканевое, то есть обмен газами между эритроцитами и тканями.

Перенос газов исследуют с помощью пульсоксиметрии и анализа газового состава крови. Об этих методах мы тоже немного поговорим в нашей теме.

Исследование вентиляционной функции легких доступно и проводится практически повсеместно при болезнях органов дыхания. Оно основано на измерении легочных объемов и скорости воздушных потоков при дыхании.

Показатели внешнего дыхания

Дыхательные объемы и емкости

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) – наибольший объем воздуха, выдыхаемый после самого глубокого вдоха. Практически этот объем показывает, сколько воздуха может «поместиться» в легкие при глубоком дыхании и участвовать в газообмене. При уменьшении этого показателя говорят о рестриктивных нарушениях, то есть уменьшении дыхательной поверхности альвеол.

Функциональная жизненная емкость легких (ФЖЕЛ) измеряется как и ЖЕЛ, но только во время быстрого выдыхания. Ее величина меньше  ЖЕЛ за счет спадения в конце быстрого выдоха части воздухоносных путей, в результате чего некоторый объем воздуха остается в альвеолах «невыдохнутым». Если ФЖЕЛ больше или равна ЖЕЛ, пробу рассматривают как неверно выполненную. Если ФЖЕЛ меньше ЖЕЛ на 1 литр и больше, это говорит о патологии мелких бронхов, которые спадаются слишком рано, не давая воздуху выйти из легких.

Во время выполнения маневра с быстрым выдохом определяют и другой очень важный параметр – объем форсированного выдоха за 1 секунду (ОФВ1). Он снижается при обструктивных нарушениях, то есть при препятствиях для выхода воздуха в бронхиальном дереве, в частности, при хроническом бронхите и тяжелой бронхиальной астме. ОФВ1 сравнивают с должной величиной или используют его отношение к ЖЕЛ (индекс Тиффно).

Снижение индекса Тиффно менее 70% говорит о выраженной бронхиальной обструкции.

Определяется показатель минутной вентиляции легких (МВЛ) – количество воздуха, пропускаемое легкими при максимально быстром и глубоком дыхании за минуту. В норме оно составляет от 150 литров и больше.

Оно используется для определения легочных объемов и скоростей. Дополнительно нередко назначаются функциональные пробы, регистрирующие изменения этих показателей после действия какого-либо фактора.

Функция внешнего дыхания: методы исследования

Исследование противопоказано в следующих случаях:

  • дети младше 4 – 5 лет, которые не могут правильно выполнить команды медсестры;
  • острые инфекционные заболевания и лихорадка;
  • тяжелая стенокардия, острый период инфаркта миокарда;
  • высокие цифры артериального давления, недавно перенесенный инсульт;
  • застойная сердечная недостаточность, сопровождающаяся одышкой в покое и при незначительной нагрузке;
  • психические нарушения, не позволяющие правильно выполнить инструкции.

Процедура проводится в кабинете функциональной диагностики, в положении сидя, желательно утром натощак или не раньше чем через 1,5 часа после еды. По назначению врача могут быть отменены бронхолитические лекарства, которые постоянно принимает пациент: бета2-агонисты короткого действия – за 6 часов, бета-2 агонисты продленного действия – за 12 часов, длительно действующие теофиллины – за сутки до обследования.

Нос пациенту закрывают специальным зажимом, чтобы дыхание осуществлялось только через рот, с помощью одноразового или стерилизуемого мундштука (загубника). Обследуемый дышит некоторое время спокойно, не заостряя внимания на процессе дыхания.

Затем пациенту предлагают сделать спокойный максимальный вдох и такой же спокойный максимальный выдох. Так оценивается ЖЕЛ. Для оценки ФЖЕЛ и ОФВ1 пациент делает спокойный глубокий вдох и как можно быстрее выдыхает весь воздух. Эти показатели записываются трижды с небольшим интервалом.

В конце исследования проводится довольно утомительная регистрация МВЛ, когда пациент в течение 10 секунд дышит максимально глубоко и быстро. В это время может возникнуть небольшое головокружение. Оно не опасно и быстро проходит после прекращения пробы.

Многим больным назначаются функциональные пробы. Самые распространенные из них:

  • проба с сальбутамолом;
  • проба с физической нагрузкой.

Менее часто назначается проба с метахолином.

При проведении пробы с сальбутамолом после регистрации исходной спирограммы пациенту предлагают сделать ингаляцию сальбутамола – бета2 агониста короткого действия, расширяющего спазмированные бронхи. Спустя 15 минут исследование повторяют. Также можно применять ингаляцию М-холинолитика ипратропия бромида, в этом случае повторно исследование проводят через 30 минут.

Проба считается положительной при увеличении показателя ОФВ1 на 12% и больше при одновременном увеличении его абсолютного значения на 200 мл и больше. Это означает, что выявленная исходно бронхиальная обструкция, проявившаяся снижением ОФВ1, является обратимой, и после ингаляции сальбутамола проходимость бронхов улучшается. Это наблюдается при бронхиальной астме.

Если при исходно сниженном показателе ОФВ1 проба отрицательная, это говорит о необратимой бронхиальной обструкции, когда бронхи не реагируют на расширяющие их лекарства. Такая ситуация наблюдается при хроническом бронхите и нехарактерна для астмы.

Если же после ингаляции сальбутамола показатель ОФВ1 уменьшился, это парадоксальная реакция, связанная со спазмом бронхов в ответ на ингаляцию.

Наконец, если проба положительная на фоне исходного нормального значения ОФВ1, это говорит о гиперреактивности бронхов или о скрытой бронхиальной обструкции.

При проведении теста с нагрузкой пациент выполняет упражнение на велоэргометре или беговой дорожке 6 – 8 минут, после чего проводят повторное исследование. При снижении ОФВ1 на 10% и больше говорят о положительной пробе, которая свидетельствует об астме физического усилия.

Для диагностики бронхиальной астмы в пульмонологических стационарах используется также провокационная проба с гистамином или метахолином. Эти вещества вызывают спазм измененных бронхов у больного человека. После ингаляции метахолина проводят повторные измерения.  Снижение ОФВ1 на 20% и больше свидетельствует о гиперреактивности бронхов и о возможности бронхиальной астмы.

Параметры Границы
нормы
очень
легкое
Легкое умеренное значительное весьма
значительное
резкое
ЖЕЛ . 78,2 – 113,3 72,0 65,8 59,6 53,4 47,1 40,9
ОФВ1 . 77,4 – 113,8 72,0 66,6 61,2 55,8 50,4 45,0

Например, при показателе ЖЕЛ 55% и ОФВ1 90% врач сделает заключение о значительном снижении жизненной емкости легких при нормальной бронхиальной проходимости. Такое состояние характерно для рестриктивных нарушений при пневмонии, альвеолите. При хронической обструктивной болезни легких, напротив, ЖЕЛ может быть, например, 70% (легкое снижение), а ОФВ1 – 47% (резко снижено), при этом проба с сальбутамолом будет отрицательной.

Об интерпретации проб с бронхолитиками, нагрузкой и метахолином мы уже поговорили выше.

Используется и другой способ оценки функции внешнего дыхания. При этом способе врач ориентируется на 2 показателя – форсированной жизненной емкости легких (ФЖЕЛ, FVC) и ОФВ1. ФЖЕЛ определяется после глубокого вдоха при резком полном выдохе, продолжающемся как можно дольше. У здорового человека оба эти показателя составляют более 80% от нормальных.

Если ФЖЕЛ более 80% от нормы, ОФВ1 менее 80% от нормы, а их соотношение (индекс Генцлара, не индекс Тиффно!) менее 70%, говорят об обструктивных нарушениях. Они связаны преимущественно с нарушением проходимости бронхов и процесса выдоха.

Если оба показателя составляют менее 80% от нормы, а их соотношение более 70%, это признак рестриктивных нарушений – поражений самой легочной ткани, препятствующих полному вдоху.

Если значения ФЖЕЛ и ОФВ1 менее 80% от нормы, и их соотношение составляет менее 70%, это комбинированные нарушения.

Проба с бронхолитиком

Чтобы оценить обратимость обструкции, смотрят на величину ОФВ1/ФЖЕЛ после ингаляции сальбутамола. Если она остается менее 70% – обструкция необратимая. Это признак хронической обструктивной болезни легких. Для астмы характерна обратимая бронхиальная обструкция.

Если выявлена необратимая обструкция, необходимо оценить ее тяжесть. для этого оценивают ОФВ1 после ингаляции сальбутамола. При его величине больше 80% от нормы говорят о легкой обструкции, 50 – 79% – умеренной, 30 – 49% – выраженной, менее 30% от нормы – резко выраженной.

Исследование функции внешнего дыхания особенно важно для определения степени тяжести бронхиальной астмы до начала лечения. В дальнейшем для самоконтроля больные с астмой должны дважды в день проводить пикфлоуметрию.

Проведение

Суть спирографии заключается в определении изменений объема легких при нормальном и усиленном дыхании, а также других показателей их работы. Она является обязательным методом обследования при различных бронхо-легочных патологиях, например при обнаружении симптомов бронхиальной астмы. Также с помощью спирометрического обследования устанавливается эффективность применяемого лечения, особенно при астме, проводятся профосмотры спортсменов, работников вредных производств, курильщиков с многолетним стажем, лиц с наследственной предрасположенностью к аллергиям или болезням дыхательной системы.

Кроме того, спирография назначается при наличии таких симптомов:

  • длительного кашля, не прекращающегося на протяжении 1 месяца и более;
  • частых респираторных заболеваний;
  • болезней легких, обнаруженных при других обследованиях;
  • сжимающих болей за грудиной;
  • ощущения неполного дыхания, одышки;
  • регулярно обостряющегося бронхита;
  • нарушений газообменных процессов;
  • хронической обструктивной болезни легких на ранних стадиях;
  • бронхиальной астмы (для определения эффективности лечения).
  • острых аллергических реакций.

Несмотря на безопасность и неинвазивность процедуры, ее нельзя проводить в случае:

  • тяжелого состояния больного;
  • наличия токсикозов в период беременности;
  • стенокардии, инфаркта;
  • нарушений работы кровеносной системы;
  • стойкого повышения артериального давления, гипертонического криза;
  • серьезной легочной недостаточности.

То есть, спирометрия – это непосредственно процесс обследования, а спирография – та же процедура, но с отображением полученных результатов на специальной диаграмме – спирограмме.

Спирограмма легких снимается в положении сидя без изменения естественного положения туловища, головы и шеи. Исследованию подвергается ротовое дыхание, поэтому на нос надевается зажим, а загубник охватывается максимально плотно без возможности утечки воздуха.

Основное тестирование выполняется по такой схеме:

  1. В программу вносятся данные пациента, включая рост и вес. Если точные параметры не известны, проводятся предварительные замеры.
  2. Врач объясняет, что нужно делать. Надевает носовой зажим и дает одноразовый мундштук (загубник), который пациент должен плотно обхватить губами.
  3. Процедура начинается со спокойного дыхания, а затем его ритм, глубина и техника выполнения меняется по команде врача.
  4. Измерения могут повторяться несколько раз, чтобы получить точные данные.

Функция внешнего дыхания: методы исследования

Продолжительность процедуры не превышает 15 минут. Алгоритм ее проведения может изменяться в зависимости от индивидуальных особенностей пациента.

Ребенок способен полноценно пройти спирометрию с 9 лет, а возможность ее проведения допускается с 5 лет. Малыши младше 5-летнего возраста неспособны дышать так, как того требует технология процедуры. Дети 5–9 лет уже могут выполнять команды врача, но требуют создания особой атмосферы, поэтому их обычно направляют в специализированные детские центры.

Методы исследования

Чтобы полностью разобраться в вопросе, что такое спирография и как ее проводят, необходимо знать устройство и принцип работы предназначенных для этого приборов – спирометров. Они бывают двух типов:

  • открытые – когда пациент вдыхает окружающий воздух;
  • закрытые – сообщения с атмосферой не имеют.

Самый простой спирограф закрытого типа представляет собой наполненную кислородом емкость с мехами, которые присоединены к записывающему устройству. Новейшие модели оборудуются ультразвуковыми датчиками и компьютером, что делает их более точными и гигиеничными. Самым лучшим считается плетизмограф, при использовании которого пациент садится в камеру и датчики снимают необходимые показатели.

Исследование дыхательной функции может проводиться с помощью нескольких спирометрических методов:

  • в состоянии покоя;
  • на максимально быстром и глубоком выдохе;
  • при предельно возможном обороте воздуха через легкие;
  • под воздействием физической нагрузки.

Кроме того, могут выполняться отдельные функциональные пробы с лекарственными средствами:

  • спирография с бронхолитиком – позволяет выявить скрытый бронхоспазм, уточнить диагноз и оценить проводимое лечение;
  • экспертно-провокационный тест с метахолином – помогает подтвердить или опровергнуть наличие астмы, показывает склонность к бронхоспазму и синдром гиперреактивности бронхов.

На современных спирометрах можно проводить еще одно исследование – определение диффузии легких, то есть способности доставлять кислород в кровь и выводить углекислоту. Уменьшение этого показателя свидетельствует о серьезных нарушениях дыхательной функции. При необходимости назначается бронхоспирометрия с использованием бронхоскопа под анестезией для оценки внешнего дыхания каждого легкого отдельно с определением его минутного и жизненного объема, а также частоты и других параметров дыхания.

Пикфлоуметрия

Это метод исследования, помогающий определить степень сужения (обструкции) дыхательных путей. Проводится пикфлоуметрия с помощью небольшого аппарата – пикфлоуметра, оснащенного шкалой и мундштуком для выдыхаемого воздуха. Наибольшее применение пикфлоуметрия получила для контроля над течением бронхиальной астмы.

Каждый больной с астмой должен проводить пикфлоуметрию дважды в день и записывать результаты в дневник, а также определять средние значения за неделю. Кроме того, он должен знать свой лучший результат. Снижение средних показателей свидетельствует об ухудшении контроля за течением болезни и начале обострения. При этом необходимо обратиться к врачу или увеличить интенсивность терапии, если пульмонолог заранее объяснил, как это сделать.

Пикфлоуметрия

График ежедневной пикфлоуметрии

Пикфлоуметрия показывает максимальную скорость, достигнутую в течение выдоха, которая хорошо соотносится со степенью бронхиальной обструкции. Проводится она в положении сидя. Сначала пациент спокойно дышит, затем производит глубокий вдох, берет в губы мундштук аппарата, держит пикфлоуметр параллельно поверхности пола и максимально быстро и интенсивно выдыхает.

Процесс повторяется через 2 минуты, затем еще раз через 2 минуты. В дневник записывается лучший из трех показателей. Измерения делаются после пробуждения и перед отходом ко сну, в одно и то же время. В период подбора терапии или при ухудшении состояния можно проводить дополнительное измерение и в дневные часы.

Нормальные показатели для этого метода определяются индивидуально для каждого больного. В начале регулярного использования, при условии ремиссии заболевания, находится лучший показатель пиковой скорости выдоха (ПСВ) за 3 недели. Например, он равен 400 л/с. Умножив это число на 0,8, получим минимальную границу нормальных значений для данного пациента – 320 л/мин. Все, что больше этого числа, относится к «зеленой зоне» и говорит о хорошем контроле над астмой.

Функция внешнего дыхания: методы исследования

Теперь умножаем 400 л/с на 0,5 и получаем 200 л/с. Это верхняя граница «красной зоны» – опасного снижения бронхиальной проходимости, когда необходима срочная помощь врача. Значения ПСВ между 200 л/с и 320 л/с находятся в пределах «желтой зоны», когда необходима коррекция терапии.

Эти значения удобно начертить на графике самоконтроля. Так будет хорошо понятно, насколько контролируется астма. Это позволит вовремя обратиться к врачу при ухудшении состояния, а при длительном хорошем контроле позволит постепенно уменьшить дозировку получаемых лекарств (также лишь по назначению пульмонолога).

Подготовка к спирометрии

Для получения точных показателей состояния бронхо-легочной системы к спирометрической процедуре нужно правильно подготовиться.

Перед тем как проводится спирография, подготовка к исследованию требует соблюдения следующих рекомендаций:

  • ничего не есть на протяжении 6–8 часов, поэтому процедуру обычно назначают на утро;
  • в этот же период нельзя курить, употреблять кофе, чай или другие тоники, а прием алкоголя надо прекратить за 2 дня до спирометрии;
  • при приеме лекарств следует проконсультироваться с врачом о необходимости их отмены на время.

Приходить на процедуру нужно в свободной одежде за 15–20 минут до начала, чтобы спокойно посидеть и успокоить дыхание. Также подготовка к спирографии включает предварительное измерение своего роста и веса, поскольку врачу нужно будет сообщить эти показатели.

Пульсоксиметрия

Пульсоксиметрия помогает определить, сколько кислорода переносится гемоглобином, находящимся в артериальной крови. В норме гемоглобин захватывает до 4 молекул этого газа, при этом насыщение артериальной крови кислородом (сатурация) равно 100%. При снижении количества кислорода в крови сатурация снижается.

Пульсоксиметрия

Пульсоксиметрия

Для определения этого показателя применяются небольшие приборы – пульсоксиметры. Они похожи на своеобразную «прищепку», которая надевается на палец. В продаже имеются портативные аппараты этого типа, их может приобрести любой больной, страдающий хроническими легочными заболеваниями, для контроля за своим состоянием. Пульсоксиметры широко используют и врачи.

Спирограмма легких

Когда можно использовать пульсоксиметр самостоятельно:

  • при обострении астмы или другого легочного заболевания, чтобы оценить тяжесть своего состояния;
  • при подозрении на ночное апноэ – если пациент храпит, у него имеется ожирение, сахарный диабет, гипертоническая болезнь или снижение функции щитовидной железы – гипотиреоз.

Норма насыщения кислородом артериальной крови составляет 95 – 98%. При снижении этого показателя, измеренного в домашних условиях, необходимо обратиться к врачу.

Исследование газового состава крови

Это исследование проводится в лаборатории, изучается артериальная кровь больного. В ней определяют содержание кислорода, углекислого газа, сатурацию, концентрацию некоторых других ионов. Исследование проводится при тяжелой дыхательной недостаточности, кислородной терапии и других неотложных состояниях, преимущественно в стационарах, прежде всего в отделениях интенсивной терапии.

Кровь берется из лучевой, плечевой или бедренной артерии, затем место пункции придавливается ватным шариком на несколько минут, при пункции крупной артерии накладывается давящая повязка, чтобы избежать кровотечения. Наблюдают за состоянием больного после пункции, особенно важно вовремя заметить отек, изменение цвета конечности; пациент должен сообщить медперсоналу, если у него появится онемение, покалывание или другие неприятные ощущения в конечности.

Показатель Норма Норма по СИ
РО2 – парциальное давление кислорода 80 – 100 мм рт. ст. 10,6 – 13,3 кПа
РСО2 – парциальное давление углекислого газа 35 – 45 мм рт.ст. 4,7 – 5,3 кПа
рН – кислотность 7,35 – 7,45 7,35 – 7,45
О2СТ – содержание кислорода 15 – 23% 0,15 – 0,23
SaO2 – сатурация кислорода 94 – 100% 0,94 – 1,00
HCO3 – ион бикарбоната 22 – 25 мэкв/л 22 – 25 ммоль/л

Снижение РО2, О2СТ, SaO2, то есть содержания кислорода, в сочетании с повышением парциального давления углекислого газа может говорить о таких состояниях:

  • слабость дыхательных мышц;
  • угнетение дыхательного центра при заболеваниях мозга и отравлениях;
  • закупорка дыхательных путей;
  • бронхиальная астма;
  • эмфизема легких;
  • пневмония;
  • легочное кровотечение.

Снижение показателя О2СТ при нормальном давлении кислорода и сатурации характерно для выраженной анемии и снижения объема циркулирующей крови.

Таким образом, мы видим, что и проведение этого исследования, и интерпретация результатов довольно сложны. Анализ газового состава крови необходим для принятия решения о серьезных лечебных манипуляциях, в частности, искусственной вентиляции легких. Поэтому делать его в амбулаторных условиях не имеет смысла.

Показатели

Спирометрическое исследование позволяет определить целый ряд важных показателей функциональности бронхо-легочной системы:

  • частоту дыхания (ЧД) – число циклов «вдох–выдох» в 1 минуту;
  • дыхательный объем (ДО) – количество воздуха, вдыхаемого за 1 раз;
  • минутный объем дыхания (МОД) – количество воздуха, вдыхаемого за 1 минуту;
  • жизненная емкость легких (ЖЕЛ) – количество выдыхаемого воздуха при спокойном выдохе после предельно возможного вдоха;
  • форсированная жизненная емкость легких (ФЖЕЛ) – количество выдыхаемого воздуха при предельно возможном выдохе после такого же вдоха;
  • объем форсированного выдоха за одну секунду (ОФВ1) – максимальный показатель ФЖЕЛ за 1 секунду;
  • индекс Тиффно (ИТ) – процентное соотношение ОФВ1 к ФЖЕЛ;
  • максимальная вентиляция легких (МВЛ) – средняя амплитуда максимальных дыхательных движений, умноженная на их количество за 1 минуту;
  • показатель скорости движения воздуха (ПСДВ) – процентное соотношение МВЛ к ЖЕЛ.

https://www.youtube.com/watch?v=AGSYrIjsIcA

Для оценивания полученных результатов их сравнивают с показателями нормы. При отсутствии патологии это соотношение составляет 80–120%. Результат в пределах 70–80% трактуется в индивидуальном порядке. Более низкие параметры свидетельствуют о наличии заболеваний. При этом обязательно учитываются возраст, пол, вес, рост пациента. Протокол исследования оформляется в виде спирограммы и ее расшифровки для лечащего врача.

Adblock detector