Физиология внешнего дыхания. Показатели внешнего дыхания

Обновлено: 16.06.2024

Одним из методов оценки функции внешнего дыхания (ФВД) является спирометрия (спирогра́фия). Это исследование преследует несколько целей:

Выявить имеющиеся патологии

Контролировать состояние пациента

Дать оценку эффективности лечения

Обучить пациента техникам правильного дыхания

Проводить данное исследование можно как взрослым, так и детям. Существуют некоторые нюансы проведения этой процедуры для детей, о которых мы расскажем далее.

Когда следует пройти диагностику?

Спирометрическое обследование следует пройти в случае, если у вас наблюдаются следующие симптомы:

Кашель, в том числе хронический

Частые респираторные заболевания

Одышка как при физических нагрузках, так и в спокойном состоянии (при отсутствии патологий сердечно-сосудистой системы)

Болевые ощущения в грудной клетке

Также необходимо проводить эту процедуру, если:

Вы курите долгое время

На работе вы постоянно взаимодействуете с пылью или лакокрасочными материалами

У вас бронхиальная астма и нужно оценить ее степень тяжести

Нужно установить степень трудоспособности

Требуется контроль за рядом заболеваний, например, за сердечной недостаточностью, если получаете бронхолитики

Необходимо пройти медицинский осмотр перед хирургическом вмешательством

Противопоказания

Недавняя операция на органах зрения, грудной клетки или брюшной полости

Инфаркт или инсульт в течение последних 3-х месяцев

Высокое артериальное давление

Любая форма туберкулеза

И некоторые другие

Методика проведения

Для проведения измерений используют специальный прибор – спирометр. Его функциональная часть состоит из мундштука, воздухопроводящей трубки и датчика. Прибор фиксирует объем и скорость воздуха, который заходит и выходит из легких. Все показатели рассчитывает компьютер, в который уже занесены данные о возрасте, росте, весе и поле пациента. Все данные обрабатываются врачом по окончании исследования.

Алгоритм проведения обследования следующий:

Необходимо удобно сесть или встать

На трубку надевается специальный мундштук, после чего она помещается в полость рта

На носу закрепляется специальный зажим

Доктор просит пациента дышать определенным образом в трубку

Спирограф во время процедуры сам анализирует данные и строит графики

Дышать просят несколько раз, чтобы компьютер рассчитал лучшее значение и свести к минимуму погрешность.

Существует процедура с использованием бронхолитика (проба с бронхолитиком). Она помогает оценить степень обструкции бронхов, отличить астму от ХОБЛ, точно установить стадию развития патологии, оценить эффективность лечения.

Как готовиться к процедуре

Не принимать антигистаминные препараты за 48 часов

Не курить за 2 часа

Отказаться от напитков и препаратов с кофеином за 8 часов

Откажитесь от алкогольных напитков за несколько суток

Исключить физические нагрузки

Убрать губную помаду

Перед процедурой снять галстук и расстегнуть воротник, чтобы ничего не мешало свободному дыханию

Не нужно волноваться

Выполнение рекомендаций очень важно, поскольку тщательная подготовка обеспечит максимально точные результаты. Следствием некорректного выполнения правил подготовки может стать высокая погрешность измерения и, как следствие, плохие результаты.

Какие ощущения могут возникнуть во время процедуры?

Во время спирографии неприятных ощущений нет, это безопасно и безболезненно.

Если процедура проводится с бронхолитическим средством, может наблюдаться легкий тремор и учащенное сердцебиение. Эти симптомы временные и быстро проходят, они не опасны для здоровья.

Какие показатели фиксируются в процессе исследования

Аббревиатура	Расшифровка	Описание
ЖЕЛ	Жизненная емкость легких	Показывает максимальный объем воздуха, который человек способен вдохнуть после того, как совершил максимально глубокий выдох. Показывает сколько воздуха помещается в легких и участвует в процессе газообмена
ФЖЕЛ	Форсированная жизненная емкость легких	Показывает максимальный объем воздуха, который человек способен форсированно выдохнуть после того, как совершил максимально глубокий вдох. Этот показатель указывает на степень эластичности ткани легких
ОФВ1	Объем форсированного выдоха за первую секунду	Отражает скорость, с которой воздух проходит в бронхах за секунду
ПОСвыд. и ПОСвд.	Пиковая объемная скорость выдоха и вдоха	Максимальные значения скорости на вдохе и выдохе
ОФВ1/ЖЕЛ	Индекс Тиффно	Позволяет отличить обструктивные нарушения от рестриктивных
МОС 25, 50, 75	Максимальные объемные скорости на уровнях 25, 50 и 75% ФЖЕЛ	Показатели скорости прохождения воздуха по бронхам различного калибра
СОС 25 – 75	Средняя объемная скорость форсированного выдоха	Средняя скорость потока воздушной струи во время форсированного выдоха, измеренная в период, когда выдох составлял от 25 % до 75 % от ФЖЕЛ. Эти данные показывают состояние бронхиол и мелких бронхов.

Как проводится спирометрия для детей

Исследование функций внешнего дыхания для детей проводится с пятилетнего возраста. Проводить это обследование в более раннем возрасте не рекомендуется, поскольку у детей строение дыхательной системы имеет свои особенности и велика вероятность получения недостоверных данных.

Дети старше 5 лет могут проходить исследование практические как взрослые, за исключением некоторых психологических нюансов. Для того, чтобы ребенок правильно выполнял все рекомендации врача во время процедуры, применяются различные игровые подходы. Ребенку предлагают задуть свечи на праздничном торте или надуть большой воздушный шар на экране монитора.

В течение всего исследования с ребенком рядом находится врач, который следит за правильностью выполнения всех действий, а затем дает заключение.

Частота проведения процедуры

Независимо от возраста, пола и сферы деятельности рекомендуется проходить диагностику функции внешнего дыхания (ФВД) хотя бы раз в год. Даже если вы не замечаете симптомов каких-либо заболеваний, это не значит, что процедура будет неполезна. Ряд заболеваний, например, бронхиальная астма или обструктивные заболевания легких могут развиваться в течение долгого времени. Поэтому лучше узнать о них на ранней стадии, когда возможно быстро их вылечить.

В случае, если вы знаете о своих проблемах со здоровьем, периодичность данной процедуры устанавливает лечащий врач индивидуально в каждом конкретном случае. Общие рекомендации следующие:

Если заболевание находится в ремиссии – минимум 2 раза в год

Перед назначением лечения нарушений ФВД

Через 14 дней после начала лечения

Периодически в течение курса приема лекарств для корректировки лечения

Бывают ли ошибки в результатах?

Компьютерная программа, с помощью которой определяются результаты, считает и обрабатывает данные быстро и без ошибок. Единственное, что может стать причиной неточных результатов, – нарушение методик проведения исследования.

Поэтому очень важно в процессе выполнять все указания врача. Если специалист заподозрит неточности в результатах, он предложит пациенту пройти процедуру еще раз.

В клинике «АллергоСити» вы можете пройти исследование функций внешнего дыхания (ФВД) на одном из лучших в Новосибирске оборудовании – спирографе экспертного класса. Весь процесс займет немного времени, а результаты проанализируют квалифицированные врачи с большим стажем работы.

Часто задаваемые вопросы

Можно ли кушать перед процедурой или на ее нужно приходить натощак?
Нет необходимости приходить на процедуру натощак. Вы принимаете пищу в своем обычном режиме. Главное – не стоит переедать непосредственно перед спирометрией.

Это связано с тем, что если желудок будет полным, он может сдавить легкие. К тому же процесс переваривания пищи, в частности ее движение по пищеводу, рефлекторно воздействуют на процесс дыхания, оно становится более частым. Все это может отразиться на результатах.
Почему спирометрия проводится только с 5 лет?
На это есть две основные причины:
- Во-первых, строение дыхательной системы у маленьких детей имеет свои особенности, поэтому сложно получить точный результат
- Во-вторых, детям до пяти лет, в силу психологических особенностей, сложно четко выполнять команды врача и регулировать свое дыхание
Оба этих фактора могут повлиять на результаты измерений. Поэтому, в целях получения максимально достоверной информации, мы рекомендуем проводить исследование детям, начиная с 5 лет.

Физиология внешнего дыхания. Показатели внешнего дыхания

Исследование функции внешнего дыхания. Часть 1

Исследование функции внешнего дыхания — это комплекс диагностических процедур и проб, которые применяются для диагностики заболеваний легких и бронхов.
Газообмен между внешним воздухом и кровью происходит в легочной ткани. Этот процесс называют внешним дыханием. При заболеваниях легких и бронхов внешнее дыхание может быть нарушено или затруднено.

спирометрию
спирографию
бодиплетизмографию
пикфлоуметрию
исследование газового состава выдыхаемого воздуха.

путей, по которым проходит воздух;
ткани легких, где осуществляется газообмен;
грудной клетки, главная функция которой – насосная.

Дыхание - совокупность процессов, в результате которых происходит поступление кислорода в организм и выделение из него углекислого газа.

Комплекс последовательных физиологических и физико-химических процессов, обеспечивающих дыхание, подразделяют на пять этапов.
1-й этап — внешнее дыхание, или вентиляция легких— процессы, обеспечивающие ритмическое поступление определенных объемов атмосферного воздуха в легкие (вдох) и удаление его из легких в атмосферу (выдох).

2-й этап — диффузия газов в легких (газообмен в легких) — процессы, обеспечивающие переход кислорода из альвеолярного воздуха в кровь и углекислого газа в обратном направлении.

3-й этап — транспорт газов кровью— процессы, обеспечивающие растворение кислорода и углекислого газа в крови, связывание их с гемоглобином и другими веществами и перенос с током крови.

4-й этап - диффузия газов в тканях (газообмен в тканях) — процессы, обеспечивающие диссоциацию оксигемоглобина в крови тканевых капилляров и диффузию кислорода из крови в тканевые структуры, а также диффузию углекислого газа в обратном направлении, его растворение и связывание с гемоглобином.

5-й этап — клеточное дыхание — биохимические и физико-химические процессы, обеспечивающие аэробное окисление органических веществ с получением энергии, используемой для жизнедеятельности клетки. При этом образуются углекислый газ, вода и азотистые основания (при окислении белков).

Вентиляция легких - процесс обмена воздуха между внешней средой и альвеолами легких.
Вентиляция легких (смена воздуха) осуществляется в результате периодических изменений объема грудной полости.

Увеличение объема грудной полости обеспечивает вдох (инспирацию), уменьшение — выдох (экспирацию).
Фазы вдоха и следующего за ним выдоха составляют дыхательный цикл.

Спирометрия – основной метод для оценки ФВД -представляет собой неинвазивный метод измерения воздушных потоков и объемов как функции времени с использованием форсированных маневров.

Спирометрия предназначена для того, чтобы оценить его качество, предварительно определить, какая часть бронхолегочной системы поражена, судить о степени тяжести болезни, скорости ее прогрессирования и эффективности проводимых лечебных мероприятий.

Диагностика заболевания.
Динамическое наблюдение (прогноз течения заболевания, оценка эффективности проводимого лечения и т.д.).
Оценка степени риска респираторных нарушений при оперативных вмешательствах.
Экспертиза трудоспособности.
Скрининговый мониторинг людей с риском развития заболеваний органов дыхания (лица старше 45 лет с анамнезом курения, имеющие профессиональные вредности и т.д.).
Экспертная оценка заболеваний, связанных с профессиональными вредностями (химическое производство, пожарные, строители, сварщики и т.д.)
Скрининговый мониторинг (профилактические и массовые осмотры населения и т.д.).

Дети младших возрастных групп (до 4 лет).
Умственно неполноценные лица.
Незаинтересованные в исследовании лица.
Лица, страдающие тяжелой степенью легочно-сердечной недостаточности.
Лица, страдающие миастенией.
Легочное кровотечение.
Недавно перенесенный инфаркт миокарда (
Недавно перенесенный инсульт (
Гипертонический криз, высокое артериальное давление.
Выявленная аневризма (торакальная, абдоминальная, церебральная) или подозрение на нее.
Выраженный болевой синдром любой локализации.
Недавно проведённое хирургическое вмешательство на органах грудной клетки, брюшной полости.
Эпилепсия, требующая медикаментозного лечения.
Деменция, спутанность сознания.
Осложненная беременность.
Травмы и заболевания челюстно-лицевого аппарата, при которых невозможно добиться герметичности подсоединения к загубнику.
В критических случаях, когда выставлен диагноз по пунктам 7, 8, 9, 10 возможно выполнение маневра ЖЕЛ.

Все спирометры должны удовлетворять минимальным техническим требованиям.
Спирометр должен позволить оценивать объем воздуха в течение ≥15 сек и измерять объемы не менее 8 л с точностью как минимум ± 3%, или ± 0,05 л, а воздушные потоки – от нуля до 14 л/с.
Для оптимального контроля за качеством измерений спирометр должен оснащаться дисплеем, на котором отражается кривая поток-объем или объем-время, для визуальной оценки каждого выполненного маневра перед началом следующего.
Для оценки воспроизводимости повторных маневров в течение одного исследования желательно, чтобы все кривые в данном исследовании накладывались на дисплее друг на друга.

Все спирометрические параметры измеряют при условиях окружающей среды ATPS-условиях измерения (ambient temperature pressure saturated = лабораторные условия): температура (Татм.) и давление (Ратм.) окружающей среды, при полном насыщении водяным паром (РН2О = давление насыщенного пара при Tатм.).
Далее необходимо преобразовать полученные данные в условия измерения BTPS (body temperature pressure saturated = условия организма): температура тела (37 °С = 310 K), окружающее давление (Pатм.) и полное насыщение водяным паром (РН2О = 6,3 кПа).
При калибровке спирометра должны вноситься соответствующие поправки.
Как правило, все спирометры рассчитаны на работу при температуре окружающего воздуха не менее 17˚С и при снижении температуры ниже этого значения могут искажать результаты измерений.
Если спирометр рассчитан на работу при более низких температурах, это должно быть указано в инструкции от производителя
Перед началом работы необходимо калибровать спирометр (см.след. слайд); это неотъемлемая часть международных требований качественной лабораторной практики.

β2-агонисты короткого действия и комбинированные препараты, включающие β2-агонисты короткого действия, за 6 часов до исследования,
длительно действующие β2-агонисты - за 12 часов,
пролонгированные теофиллины - за 24 часа.

проверить калибровку спирометра;
задать пациенту вопросы о недавнем курении перед исследованием, имеющихся заболеваниях, использовании лекарственных препаратов, которые могут повлиять на результаты;
измерить рост и вес пациента;
внести данные о пациенте в спирометр;
правильно усадить пациента перед спирометром: пациент должен сидеть с прямой спиной и слегка приподнятой головой.

объяснить и показать пациенту, как правильно выполнить дыхательный маневр;
при наличии у пациента съемных зубных протезов не рекомендуется снимать их перед исследованием, чтобы не нарушать геометрию ротовой полости. Однако иногда плохо установленные протезы не позволяют пациенту герметично обхватывать загубник и становятся причиной утечки воздуха; в этой ситуации рекомендуется повторить дыхательный маневр после снятия протезов.
Курение пациента должно быть исключено как минимум за 1 час, употребление алкоголя – за 4 ч до исследования, значительные физические нагрузки – за 30 мин до исследования.
Одежда пациента не должна стягивать грудную клетку и живот.
В течение 2 ч перед исследованием не рекомендуется обильный прием пищи
Пациент встает или садится перед ротовым модулем (пневмотахографической трубкой) таким образом, чтобы выдыхаемый воздух не был направлен в сторону исследователя.
Стул для исследований должен иметь поручни, не иметь колес и находиться рядом с испытуемым, если измерение проводится стоя.
Лицам с повышенным и пониженным артериальным давлением и беременным женщинам рекомендуется все дыхательные маневры выполнять сидя, во избежание ортостатического коллапса.
Лицам с ожирением - стоя, что приводит к увеличению получаемых объёмов и экспираторных потоков.
Лицам с нормальным весом исследование проводят в любом положении (сидя или стоя), при повторных визитах положение не изменяется.
Пациента присоединяют к аппарату посредством загубника или мундштука, на нос накладывают специальный носовой зажим для предотвращения утечки воздуха через носовые ходы.
Для взрослых людей внутренний диаметр загубника составляет 23-26 мм. Форма его должна обеспечивать герметичность во время измерения.
Зубные протезы, за исключением плохо закрепленных, которые препятствуют прохождению воздуха, не снимают перед обследованием, так как теряется опора, и создаются условия для утечки воздуха помимо загубника. Последний должен плотно охватываться губами.
После взятия в рот загубника в течение 1-2 минут больной дышит через прибор, адаптируясь к новым условиям, затем начинается запись спирограммы.

Записи спокойного дыхания, по которому рассчитывается частота дыхания, дыхательный объем (ДО), минутный объем дыхания (МОД). При равномерном дыхании эта запись продолжается 2-3 минуты. При неровном — не менее 4-5 минут. Для расчета берется средняя часть кривой;
Записи ЖЕЛ, повторяемой 2-3 раза (расчет производится по наибольшей), из которой вычисляются и резервные объемы вдоха и выдоха. Свидетельством достоверности записи ЖЕЛ служит ее форма: остроконечные вершины при недостаточном усилии и закругленные или плоские - при предельном. Хотя резервный объем вдоха (РОвд) рассчитывается по ЖЕЛ, запись максимального вдоха производится еще раз отдельно для выявления феномена «воздушной ловушки».
записи максимальной вентиляции легких (МВЛ) путем произвольного форсированного дыхания в продолжение 20 секунд. Резерв дыхания (РД) определяется путем вычитания из МВЛ минутного объема дыхания (МОД).

ФЖЕЛ,
ОФВ1 - объем форсированного выдоха за 1-ю секунду,
отношение ОФВ1/ФЖЕЛ,
максимальные объемные скорости на уровнях 25, 50 и 75% ФЖЕЛ (МОС25%, МОС50%, МОС75%),
средняя максимальная объемная скорость (МОС25–75%),
пиковая объемная скорость выдоха (ПОС).

Общая емкость легких (ОЕЛ) — объем воздуха, находящийся в легких после максимально глубокого вдоха (4-9 л).
Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) — объем воздуха, который может выдохнуть человек при максимально глубоком медленном выдохе, сделанном после максимального вдоха.
Величина ЖЕЛ: 3-6л.
Форсированная ЖЕЛ (ФЖЕЛ) определяется после максимально глубокого вдоха и максимально глубокого форсированного выдоха.
Индивидуальную нормальную величину ЖЕЛ называют должной жизненной емкостью легких (ДЖЕЛ). Ее рассчитывают в литрах по формулам и таблицам на основе учета роста, массы тела, возраста и пола.
Величина измеренной ЖЕЛ считается пониженной, если это снижение составляет более 20% от уровня ДЖЕЛ.
Если для показателя внешнего дыхания применяют название «емкость», то это значит, что в состав такой емкости входят более мелкие подразделения, называемые объемами. Например, ОЕЛ состоит из четырех объемов, ЖЕЛ — из трех объемов.
Дыхательный объем (ДО) — это объем воздуха, поступающий в легкие и удаляемый из них за один дыхательный цикл. Этот показатель называют также глубиной дыхания. В состоянии покоя у взрослого человека ДО составляет 300-800 мл (15-20% от величины ЖЕЛ); месячного ребенка — 30 мл; годовалого — 70 мл; десятилетнего — 230 мл.
Резервный объем вдоха (РОвд) — объем воздуха, который человек может вдохнуть при максимально глубоком вдохе, сделанном после спокойного вдоха. Величина РОвд в норме составляет 50-60% от величины ЖЕЛ (2-3 л).
Резервный объем выдоха (РОвыд) — объем воздуха, который человек может выдохнуть при максимально глубоком выдохе, сделанном после спокойного выдоха. В норме величина РОвыд составляет 20-35% от ЖЕЛ (1-1,5 л).
Остаточный объем легких (ООЛ) — воздух, остающийся в дыхательных путях и легких после максимального глубокого выдоха. Его величина составляет 1-1,5 л (20-30% от ОЕЛ). В пожилом возрасте величина ООЛ нарастает из-за уменьшения эластической тяги легких, проходимости бронхов, снижения силы дыхательных мышц и подвижности грудной клетки. В возрасте 60 лет он составляет около 45% от ОЕЛ.
Функциональная остаточная емкость (ФОЕ) — воздух, остающийся в легких после спокойного выдоха. Эта емкость состоит из остаточного объема легких (ООЛ) и резервного объема выдоха (РОвыд).

Анатомическое мертвое пространство (АМП) — это объем воздуха, находящийся в дыхательных путях до уровня респираторных бронхиол (на этих бронхиолах уже имеются альвеолы и возможен газообмен). Величина АМП составляет 140-260 мл и зависит от особенностей конституции человека (при решении задач, в которых необходимо учитывать АМП, а величина его не указана, объем АМП принимают равным 150 мл).
Физиологическое мертвое пространство (ФМП) — объем воздуха, поступающий в дыхательные пути и легкие и не принимающий участия в газообмене. ФМП больше анатомического мертвого пространства, так как включает его как составную часть. Кроме воздуха, находящегося в дыхательных путях, в состав ФМП входит воздух, поступающий в легочные альвеолы, но не обменивающийся газами с кровью из-за отсутствия или снижения кровотока в этих альвеолах (для этого воздуха иногда применяется название альвеолярное мертвое пространство). В норме величина функционального мертвого пространства составляет 20-35% от величины дыхательного объема. Возрастание этой величины свыше 35% может свидетельствовать о наличии некоторых заболеваний.

Показатели легочной вентиляции

Минутный объем дыхания (МОД) — объем воздуха, вентилируемый через легкие и дыхательные пути за 1 мин. Для определения МОД достаточно знать глубину, или дыхательный объем (ДО), и частоту дыхания (ЧД):

В покое МОД составляет 4-6 л/мин. Этот показатель часто называют также вентиляцией легких (отличать от альвеолярной вентиляции).
Альвеолярная вентиляция легких (АВЛ) — объем атмосферного воздуха, проходящий через легочные альвеолы за 1 мин.
Для расчета альвеолярной вентиляции надо знать величину анатомического мертвого пространства (АМП).
Если она не определена экспериментально, то для расчета объем АМП берут равным 150 мл.
Для расчета альвеолярной вентиляции можно пользоваться формулой: АВЛ = (ДО - АМП) • ЧД.

Максимальная вентиляция легких (МВЛ) — максимальный объем воздуха, который может быть провентилирован через легкие человека за 1 мин.
МВЛ может быть определена при произвольной гипервентиляции в покое (дышать максимально глубоко и часто в покос допустимо не более 15 с).

В зависимости от конституции и возраста человека норма МВЛ находится в границах 40-170 л/мин. У спортсменов МВЛ может достигать 200 л/мин.

ЖЕЛ вдоха (ЖЕЛвд): измерение производится в расслабленном состоянии без излишней спешки, при этом не следует умышленно сдерживать пациента. После полного выдоха делается максимально глубокий вдох.
ЖЕЛ выдоха (ЖЕЛвыд): измерение производится в аналогичной манере из состояния максимально глубокого вдоха до полного выдоха.

Двустадийная ЖЕЛ: ЖЕЛ определяется в два этапа как сумма емкости вдоха и резервного объема выдоха.
Двустадийная ЖЕЛ не рекомендуется для рутинного использования; однако ее определение иногда может быть полезным при обследовании больных с тяжелой одышкой.

Используются маневры ЖЕЛ вдоха (ЖЕЛвд) и ЖЕЛ выдоха (ЖЕЛвыд). При наличии обструкции эти значения ЖЕЛ могут различаться. Наибольшим при этом обычно является ЖЕЛвд.
ЖЕЛвд - максимальный объём воздуха, который можно вдохнуть в лёгкие при проведении спокойного вдоха после полного выдоха. Непосредственно перед тестом пациенту нужно объяснить суть проводимого исследования.
Далее пациент должен адаптироваться к носовому зажиму

ЖЕЛвыд - максимальный объём газа, который можно выдохнуть из лёгких во время спокойного выдоха после максимально полного вдоха. Этот маневр похож на глубокий вздох, выдох не должен ни усиливаться, ни сдерживаться.
При определении ЖЕЛ в 2 этапа проводятся исследования РОвыд и РОвд как самостоятельные исследования.
Такое определение ЖЕЛ целесообразно только у пациентов с тяжелой обструкцией дыхательных путей.

Предварительный выдох не должен быть форсированным.
Глубокий вдох не должен быть быстрым и продолжаться 5-6 секунд.
Скорость вдоха должна быть постоянной.
Может быть выполнены последовательно ЖЕЛвд и сразу за ней ЖЕЛвыд, при этом скорость движения воздуха должна быть примерно одинаковой.
В конце глубокого выдоха скорость движения воздуха должна быть не более 25 мл/сек.
Должны быть выполнены как минимум три попытки измерения ЖЕЛ.
Между попытками дается отдых не менее 1 минуты.
Исследование прекращают, когда различия наибольших значений ЖЕЛ не превышают 150 мл.

Организатор:
- «Академия непрерывного медицинского образования», учебный центр дополнительного последипломного образования врачей и среднего медицинского персонала.

Спирометрия. Функция внешнего дыхания (ФВД)

К функциональным методам оценки дыхательной системы относят спирометрию. Это простое неинвазивное исследование позволяет оценить как мы делаем вдох и выдох – изобразить эти процессы на графике и подсчитать их цифровые характеристики. У метода в немного разных модификациях много названий – это и спирометрия и пневмотахометрия и аббревиатура ФВД – функция внешнего дыхания. Дело в том, что физиология человека рассматривает процесс дыхания не просто как вдыхание и выдыхание воздуха, а как процесс получения энергии необходимой организму для жизни и работы. Поэтому дыхание делят на внешнее – собственно то что в обычной жизни и называют дыханием (вентиляция легких) и внутренне дыхание – транспорт кислорода и углекислого газа кровью и биохимические изменения в клетках. Функциональная диагностика позволяет изучить именно внешнее легочное дыхание, в то время как внутренне дыхание скорее изучается лабораторными методами – через анализы крови.

Показатели спирометрии.

При проведении спирометрии измеряются объемы воздуха, такие как объем вдоха и выдоха – прежде всего при спокойном дыхании и при форсированном дыхании – когда человека просят сделать максимально глубокий выдох после максимально глубокого вдоха. Общий объем воздуха который человек может вдохнуть развивая максимальное усилие называется жизненной емкостью легких или ЖЕЛ. Он нормируется на пол, возраст и рост по специальным таблицам. В среднем у здорового взрослого мужчины ЖЕЛ составляет около 5 литров. Выполнение подобного дыхательного маневра требует определенной сноровки, и не всегда удается с первого раза. Поэтому при проведении спирометрии обследуемого просят повторить глубокие выдох-вдох 2-3 раза.

Второй вид показателей интересующих врача относится не к «объемам», а к «потокам». Измеряются скорости вдоха и выдоха. Соотношение изменений объема легких и скорости вдоха или выдоха рисуется на графике который в литературе получил название «петля поток-объем». На графике функции внешнего дыхания отмечаются важные диагностические точки, сравнение значений которых с нормативами дает более полное представление о том как и почему нарушено дыхание у обследуемого.

Это такие показатели как ОФВ₁ – объем форсированного выдоха за первую секунду и МОСы: МОС₂₅, МОС₅₀, МОС₇₅ – максимальные объемные скорости в точках 25, 50 и 75% от полного времени выдоха.

ОФВ₁ один из важнейших показателей в аллергологии. У пациентов с бронхиальной астмой он позволяет оценить степень контроля за ситуацией и подсказывает достаточна ли доза поддерживающих препаратов или ее необходимо увеличить.

Сопоставление изменений МОСов позволяет предположить на каком уровне затруднено дыхание у обследуемого на уровне больших, средних или крупных бронхов.

В специализированный аллергологических центрах спирометрическое исследование может проводится с провокациями, когда пациенту, например, с бронхиальной астмой измеряются исходные спирометрические параметры, а потом после приема специфического лекарства (обычно бронхолитики - препараты расширяющие бронхи) исследование повторяется.

10.3. Методы исследования и показатели внешнего дыхания

Некоторые методы исследования внешнего дыхания. Спирометрияметод измерения объемов выдыхаемого воздуха с помощью прибора спирометра. Используются спирометры разного типа с турбиметрическим датчиком, а также водные, в которых выдыхаемый воздух собирается под колокол спирометра, помещенный в воду, и по подъему колокола определяется объем выдыхаемого воздуха. В последнее время все шире применяются датчики, чувствительные к изменению объемной скорости воздушного потока, подсоединенные к компьютерной системе. В частности, на этом принципе работает компьютерная система, называемая "СпирометрMAC-1" Эта система выпускается в Минске. Она позволяет проводить не только спирометрию, но и спирографию, а также пневмота- хографию.

Спирографияметодика непрерывной регистрации объемов вдыхаемого и выдыхаемого воздуха. Получаемую при этом графическую кривую называют спирограммой (рис. Ю-2). По спирограмме можно определить не только жизненнуюемкость легких и дыхательные объемы, но и частоту ды- Ха Ния, а также произвольную максимальную вентиляцию Ле гких.

Рис. 10.2. Гистограмма легочных объемов и емкостей со спирограм>|рй. Объяснение в тексте.

Рис. 10.3. Кривая поток — объем здорового и больного человека (пунктир) с обструктивными нарушениями в мелких бронхах

Пневмотахография— методика непрерывной регистрации объемной скорости потоков вдыхаемого и выдыхаемого воздуха.

Существует также много других методов исследования респираторной системы. Среди них: плетизмография грудной клетки, прослушивание звуков грудной клетки, рентгеноскопия и рентгенография, определение содержания кислорода и углекислого газа в потоке выдыхаемого воздуха и др. Некоторые из этих методов будут рассмотрены ниже.

Объемные и потоковые показатели внешнего дыхания. Эти показатели расчитываются по специальным формулам.

Легочные объемы и емкости.Соотношение величин легочных объемов и емкостей представлено на рис. 10.3.

При исследовании внешнего дыхания используются следующие показатели и их аббревиатуры:

Общая емкость легких(ОЕЛ) — объем воздуха, находящийсяв легких после максимально глубокого вдоха.

Жизненная емкость легких(ЖЕЛ) — объем воздуха, ко-_торыйможет выдохнуть человек при максимально глубоком медленном выдохе, сделанном после максимального вдоха,g последнее время в связи с внедрением пневмотахографиче-скойтехники все чаще определяют так называемую форсированнуюжизненную емкость легких (ФЖЕЛ). При определении ФЖЕЛ пациент должен после максимально глубокоговдохасделать максимально глубокий форсированный выдох. При этом выдохдолжен производиться с усилием, направленным на достижение максимальной объемной скорости выдыхаемого воздушного потока на протяжении всего выдоха. Компьютерный анализ такого форсированного выдоха позволяет рассчитать до 30 показателей внешнего дыхания.

Индивидуальную норму величины ЖЕЛ называют должной жизненной емкостью легких (ДЖЕЛ). Ее рассчитывают на основе учета роста, массы тела, возраста, пола по формулам и таблицам. Для женщин 18—25-летнего возраста расчет можно вести по формуле

ДЖЕЛ = 3,8 Р + 0,029 В-3,190;

для мужчин того же возраста:

ДЖЕЛ = 5,8 • Р + 0,085 В - 6,908,

где Р — рост в метрах, В — возраст в годах, ДЖЕЛ — объем в литрах. В зависимости от перечисленных факторов пределы показателя должной ЖЕЛ близки к 3—6 л. Величина измеренной ЖЕЛ считается пониженной, если это снижение составляет не менее 20 % от уровня ДЖЕЛ.

Функциональная остаточная емкость(ФОЕ) — воз- Дух, остающийся в легких после спокойного выдоха. Эта емкость состоит из остаточного объема легких (ООЛ) и резервного объема выдоха (РО_ВЬ]Д).

Если для показателя внешнего дыхания применяют название емкость, то это значит, что в состав такой емкости входят более мелкие подразделения, называемые объемами. Например, ОЕЛ состоит из 4 объемов, ЖЕЛ — из 3 объемов.

Дыхательный объем(ДО) — это объем воздуха, поступавший в легкие или удаляемый из них за один дыхательный Цикл. Этот показатель называют также глубиной дыхания.

В состоянии покоя у взрослого человека ДО составляет 300— 800 мл (15—20% от величины ЖЕЛ). У месячного ребенка ДО — 30 мл, у годовалого — 70 мл, у десятилетнего — 230 мл. Если глубина дыхания больше нормы, то такое дыхание называют гиперпноэ —избыточное, глубокое дыхание, если же ДО меньше нормы, то применяют название олигопноэ— недостаточное, поверхностное дыхание. При нормальной глубине и частоте дыхания его называют эупноэ —нормальное, достаточное дыхание. Нормальная частота дыханияв покое у взрослых составляет 8—20 дыхательных циклов в минуту, у месячного ребенка — около 50, у годовалого — 35, десятилетнего — 20 циклов в минуту.

Резервный объем вдоха(РО_вд) — объем воздуха, который человек может вдохнуть при максимально глубоком вдохе, сделанном после спокойного вдоха. Величина РО_вдв норме составляет 50—60% от величины ЖЕЛ (2—3 л).

Резервный объем выдоха(РО_выд)— максимальный объем воздуха, который человек может выдохнуть при максимально глубоком выдохе, сделанном после спокойного выдоха. В норме величина РО_ВЬ1Дсоставляет 20—35% от ЖЕЛ (1-1,5л).

Остаточный объем легких(ООЛ) — воздух, остающийся в дыхательных путях и легких после максимального глубокого выдоха. Его величина составляет 1 — 1,5 л (20—35% от ОЕЛ). У лиц пожилого возраста величина ООЛ нарастает из-за уменьшения эластической тяги легких, проходимости бронхов, снижения силы дыхательных мышц и подвижности грудной клетки.

В газообмене принимает участие не весь атмосферный воздух, поступающий в дыхательную систему при вдохе, а лишь тот, который доходит до альвеол, имеющих достаточный уровень кровотока в окружающих их капиллярах. В связи с этим выделяют так называемое мертвое пространство.

Анатомическое мертвое пространство (АМП)- это объем воздуха, находящийся в дыхательных путях до уровня респираторных бронхиол (на этих бронхиолах уже имеются альвеолы ивозможен газообмен). Величина АМП составляет 140—260 мл изависит от особенностей конституции человека (при решении задач, в которых необходимо использовать АМП,а величина его не указана, принимают АМП равное 150 мл).

Физиологическое мертвое пространство(ФМП) объем атмосферного воздуха, поступающий вдыхательные пути и легкие и не принимающий участие в газообмене. ФМП больше анатомического мертвого пространства, так как включает его как составную часть. Кроме воздуха, находящегося вдыхательных путях, в состав ФМП входит воздух, поступающий в легочные альвеолы, но не обменивающийся газами с кровью из-за отсутствия или нарушения кровотока в этих альвеолах (для этого воздуха иногда применяется названиеальвеолярное мертвое пространство).В норме величина функционального мертвого пространства составляет 20—35% от величины дыхательного объема. Возрастание этой величины свыше 35% может свидетельствовать о ряде опасных заболеваний.

В медицинской практике важно учитывать фактор мертвого пространства при конструировании приборов для дыхания (высотные полеты, подводное плавание, противогазы), проведении ряда диагностических и реанимационных мероприятий. Придыхании через трубки, маски, шланги к дыхательной системе человека подсоединяется дополнительное мертвое пространство и при большом его объеме, несмотря на возрастание глубины дыхания, вентиляция альвеол атмосферным воздухом может стать недостаточной.

Минутный объем дыхания(МОД) — объем воздуха, проходящий через легкие за 1 мин. Для определения МОД достаточно знать глубину (ДО) и частоту (ЧД) дыхания:

В покое МОД составляет 4—6 л/мин. Этот показатель часто называют также вентиляцией легких(следует отличать от альвеолярной вентиляции).

Альвеолярная вентиляция(АВ) — объем атмосферного воздуха, поступающий в легочные альвеолы за 1 мин. Для расчета альвеолярной вентиляции надо знать величину мертвого пространства (МП). Если она не определена экспериментально, то для расчета берут МП = 150 мл. Для расчета альвеолярной вентиляции можно пользоваться формулой

Например, если глубина дыхания у человека 650 мл, а час- т °та дыхания 12 в 1 мин, то АВ = (650 - 150) 12 = 6000 мл.

Максимальная вентиляция легких(МВЛ) — максимальный объем воздуха, который может быть провентилирован через легкие человека за 1 мин.MBJ1 может быть определена при произвольной гипервентиляции в покое (дышать максимально глубоко и часто в покое допустимо не более 15 с). С помощью специальной техники можно определить МВЛ во время выполнения интенсивной физической работы. В зависимости от конституции и возраста человека норма МВЛ находится в границах 40— 170 л/мин.

Потоковые показатели внешнего дыхания.Кроме легочных объемов и емкостей, а также показателей вентиляции легких в оценке состояния дыхательной системы имеют значение так называемые потоковые показателивнешнего дыхания. Простейшим методом определения одного из них - пиковой объемной скорости выдоха (ПОС), является пикфлоу- метрия. Пикфлоуметры — простые и вполне доступные по стоимости приборы. Многие пациенты с заболеваниями дыхательных путей приобретают их для домашнего пользования.

Пиковая объемная скорость выдоха(ПОС) — максимальная объемная скорость потока выдыхаемого воздуха, достигнутая в процессе выдоха форсированной жизненной емкости легких.

В условиях медицинского стационара все большее распространение получают пневмотахографы с компьютерной обработкой получаемой информации. Приборы подобного типа позволяют на основе непрерывной регистрации объемной скорости воздушного потока в ходе выдоха форсированной жизненной емкости рассчитать до 30 показателей внешнего дыхания. Чаще всего определяются: ПОС, максимальные объемные скорости воздушного потока в момент вьщоха, 25, 50, 75 % ФЖЕЛ, называемые соответственно показателями МОС25, МОС50, МОС75.

Популярно также определение объема форсированного выдоха за время, равное 1 с — ФЖЕЛ1. На основе этого показателя рассчитывается тест Тиффно — выраженное в процентах отношение ФЖЕЛ1 к ЖЕЛ. Регистрируется также кривая, отражающая изменение объемной скорости воздушного потока в процессе форсированного выдоха (рис. Ю.З). При этом по вертикали отображается объемная скорость (л/с), по гори- зонтали — процент выдыхаемой ФЖЕЛ. На таком графике вершина кривой указывает величину ПОС, проекция момента выдоха 25 % ФЖЕЛ на кривую характеризует МОС25, проекция 50% и 75% ФЖЕЛ соответствует величинам МОС50 и МОС75. Диагностическую значимость имеют

только отдельные точки, но и весь ход кривой. Ее часть, соответствующая 0—25% выдыхаемой ФЖЕЛ, отражает проходимость для воздуха _крупных бронхов, трахеи и верхних дыхательных путей, участок от 50 до 85% ФЖЕЛ — проходимость дистальных бронхов и бронхиол. Прогиб на _нисходяшем участке кривой в области выдоха 75-85% ФЖЕЛ (рис. 10.3) указывает на снижение проходимости мелких бронхов и бронхиол.

Перечисленные объемные и потоковые показатели используются для заключения о состоянии системы внешнего дыхания. В диагностических системах используются четыре варианта первичной характеристики состояния системы внешнего дыхания: норма, обструктивные нарушения, рестриктивные нарушения, смешанные нарушения (сочетание обструк- тивных и рестриктивных нарушений).

Для большинства потоковых и объемных показателей внешнего дыхания отклонения их величины от должного (расчетного) значения более чем на 20% считаются выходящими за пределы нормы.

Обструктивные нарушения — это увеличение аэродинамического сопротивления дыхательных путей для воздушного потока. Вместо этого определения часто применяется трактовка: обструктивные нарушения — это снижение проходимости дыхательных путей. Такие нарушения могут происходить из-за повышения тонуса гладких мышц нижних дыхательных путей, наличия гипертрофии слизистых оболочек, скопления слизи, гноя, наличия опухолей, нарушения регуляции проходимости верхних дыхательных путей и других факторов.

О наличии обструктивных изменений системы внешнего дыхания судят по снижению: ПОС, ФЖЕЛ,, МОС₂₅, МОС₅₀, МОС₇₅, МОС₂₅_75, МОС₇5_₈5, величины теста Тиффно и МВЛ. Показатель теста Тиффно в норме составляет 70—85%, снижение его до 60% расценивается как умеренное нарушение, а до 40% — как резко выраженное нарушение проходимости бронхов. Кроме того, при обструктивных нарушениях увеличиваются такие показатели, как остаточный объем, функциональная остаточная емкость и общая емкость легких.

Рестриктивные нарушения — это уменьшение расправления легких при вдохе, снижение дыхательных экскурсий легких. Это может происходить из-за снижения растяжимости легких, наличия спаек, скопления в плевральной полости жидкости, гноя, крови.

Наличие рестриктивных изменений системы внешнего дыхания определяют по снижению ЖЕЛ (не менее 20% от должной величины) и Уменьшению МВЛ (неспецифический показатель), а также по снижению Растяжимости легких и (в ряде случаев) по возрастанию (более 85%) показателя индекса Тиффно. При рестриктивных нарушениях уменьшают- Ся общая емкость легких, функциональная остаточная емкость и оста- Точ ный объем.

Заключение о смешанных (обструктивных и рестриктивных) нарушениях системы внешнего дыхания делается при одновременном наличии снижения вышеперечисленных потоковых и объемных показателей.

Работа дыхания.Для осуществления вентиляции легких необходимо затрачивать работу. Она выполняется за счет силы сокращения мышц и расходуется на преодоление: 1) эластических сопротивлений легких и грудной клетки — 60—80% от всех затрат, 2) динамических (вязкостных) сопротивлений (до 80% этих сопротивлений создается сопротивлением дыхательных путей потоку воздуха и до 20% — вязкостным сопротивлением тканей, связанным с их деформацией), 3) иннерци- онных сопротивлений (затраты энергии на ускорение движения тканейгрудной и органовбрюшной полости— 1 —3 % всех энергетических затрат).

Затраты кислорода на спокойное дыхание составляют 2- 5% от общего потребления кислорода. При усиленном дыхании эти затраты могут увеличиваться до 30%, а у людей с заболеванием легких и дыхательных путей — до 60%.

Методы исследования и показатели внешнего дыхания

Весь сложный процесс дыхания можно подразделить на три основных этапа: внешнее дыхание; транспорт газов кровью и внутреннее (тканевое) дыхание.

Внешнее дыхание — газообмен между организмом и окружающим его атмосферным воздухом. Внешнее дыхание включает обмен газов между атмосферным и альвеолярным воздухом, а также газообмен между кровью легочных капилляров и альвеолярным воздухом.

Это дыхание осуществляется в результате периодических изменений объема грудной полости. Увеличение ее объема обеспечивает вдох (инспирацию), уменьшение — выдох (экспирацию). Фазы вдоха и следующего за ним выдоха составляют дыхательный цикл. Во время вдоха атмосферный воздух через воздухоносные пути поступает в легкие, при выдохе часть воздуха покидает их.

Условия, необходимые для внешнего дыхания:

Наиболее распространенные методы исследования внешнего дыхания

Методы оценки дыхательной функции легких:

Пневмография
Спирометрия
Спирография
Пневмотахометрия
Рентгенография
Рентгеновская компьютерная томография
Ультразвуковое исследование
Магнитно-резонансная томография
Бронхография
Бронхоскопия
Радионуклидные методы
Метод разведения газов

Спирометрия — метод измерения объемов выдыхаемого воздуха с помощью прибора спирометра. Используются спирометры разного типа с турбиметрическим датчиком, а также водные, в которых выдыхаемый воздух собирается под колокол спирометра, помещенный в воду. По подъему колокола определяется объем выдыхаемого воздуха. В последнее время широко применяются датчики, чувствительные к изменению объемной скорости воздушного потока, подсоединенные к компьютерной системе. В частности, на этом принципе работает компьютерная система типа «Спирометр МАС-1» белорусского производства и др. Такие системы позволяют проводить не только спирометрию, но и спирографию, а также пневмотахографию).

Спирография — метод непрерывной регистрации объемов вдыхаемого и выдыхаемого воздуха. Получаемую при этом графическую кривую называют спирофаммой. По спирограмме можно определить жизненную емкость легких и дыхательные объемы, частоту дыхания и произвольную максимальную вентиляцию легких.

Пневмотахография — метод непрерывной регистрации объемной скорости потоков вдыхаемого и выдыхаемого воздуха.

Имеется много других методов исследования респираторной системы. Среди них плетизмография грудной клетки, прослушивание звуков, возникающих при прохождении воздуха через дыхательные пути и легкие, рентгеноскопия и рентгенография, определение содержания кислорода и углекислого газа в потоке выдыхаемого воздуха и др. Некоторые из этих методов рассматриваются ниже.

Объемные показатели внешнего дыхания

Соотношение величин легочных объемов и емкостей представлено на рис. 1.

При исследовании внешнего дыхания используются следующие показатели и их аббревиатура.

Общая емкость легких (ОЕЛ) — объем воздуха, находящийся в легких после максимально глубокого вдоха (4-9 л).

Рис. 1. Средние величины объемов и емкостей легких

Жизненная емкость легких

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) — объем воздуха, который может выдохнуть человек при максимально глубоком медленном выдохе, сделанном после максимального вдоха.

Величина жизненной емкости легких человека составляет 3-6 л. В последнее время в связи с внедрением пневмотахографической техники все чаще определяют так называемую форсированную жизненную емкость легких (ФЖЕЛ). При определении ФЖЕЛ испытуемый должен после максимально глубокого вдоха сделать максимально глубокий форсированный выдох. При этом выдох должен производиться с усилием, направленным на достижение максимальной объемной скорости выдыхаемого воздушного потока на протяжении всего выдоха. Компьютерный анализ такого форсированного выдоха позволяет рассчитать десятки показателей внешнего дыхания.

ДЖЕЛ = 3,8*Р + 0,029*В — 3,190; для мужчин того же возраста

ДЖЕЛ = 5,8*Р + 0,085*В — 6,908, где Р — рост; В — возраст (годы).

Величина измеренной ЖЕЛ считается пониженной, если это снижение составляет более 20% от уровня ДЖЕЛ.

Если для показателя внешнего дыхания применяют название «емкость», то это значит, что в состав такой емкости входят более мелкие подразделения, называемые объемами. Например, ОЕЛ состоит из четырех объемов, ЖЕЛ — из трех объемов.

Резервный объем вдоха (РО_вд) — объем воздуха, который человек может вдохнуть при максимально глубоком вдохе, сделанном после спокойного вдоха. Величина РО_вд в норме составляет 50-60% от величины ЖЕЛ (2-3 л).

Резервный объем выдоха (РО_выд) — объем воздуха, который человек может выдохнуть при максимально глубоком выдохе, сделанном после спокойного выдоха. В норме величина РО_выд составляет 20-35% от ЖЕЛ (1-1,5 л).

Остаточный объем легких (ООЛ) — воздух, остающийся в дыхательных путях и легких после максимального глубокого выдоха. Его величина составляет 1-1,5 л (20-30% от ОЕЛ). В пожилом возрасте величина ООЛ нарастает из-за уменьшения эластической тяги легких, проходимости бронхов, снижения силы дыхательных мышц и подвижности грудной клетки. В возрасте 60 лет он уже составляет около 45% от ОЕЛ.

Функциональная остаточная емкость (ФОЕ) — воздух, остающийся в легких после спокойного выдоха. Эта емкость состоит из остаточного объема легких (ООЛ) и резервного объема выдоха (РО_выд).

Не весь атмосферный воздух, поступающий в дыхательную систему при вдохе, принимает участие в газообмене, а лишь тот, который доходит до альвеол, имеющих достаточный уровень кровотока в окружающих их капиллярах. В связи с этим выделяют гак называемое мертвое пространство.

Физиологическое мертвое пространство (ФМП) — объем воздуха, поступающий в дыхательные пути и легкие и не принимающий участия в газообмене. ФМП больше анатомического мертвого пространства, так как включает его как составную часть. Кроме воздуха, находящегося в дыхательных путях, в состав ФМП входит воздух, поступающий в легочные альвеолы, но не обменивающийся газами с кровью из-за отсутствия или снижения кровотока в этих альвеолах (для этого воздуха иногда применяется название альвеолярное мертвое пространство). В норме величина функционального мертвого пространства составляет 20-35% от величины дыхательного объема. Возрастание этой величины свыше 35% может свидетельствовать о наличии некоторых заболеваний.

Таблица 1. Показатели легочной вентиляции

В медицинской практике важно учитывать фактор мертвого пространства при конструировании приборов для дыхания (высотные полеты, подводное плавание, противогазы), проведении ряда диагностических и реанимационных мероприятий. При дыхании через трубки, маски, шланги к дыхательной системе человека подсоединяется дополнительное мертвое пространство и, несмотря на возрастание глубины дыхания, вентиляция альвеол атмосферным воздухом может стать недостаточной.

Минутный объем дыхания

Минутный объем дыхания (МОД) — объем воздуха вентилируемый через легкие и дыхательные пути за 1 мин. Для определения МОД достаточно знать глубину, или дыхательный объем (ДО), и частоту дыхания (ЧД):

В покос МОД составляет 4-6 л/мин. Этот показатель часто называют также вентиляцией легких (отличать от альвеолярной вентиляции).

Альвеолярная вентиляция

Альвеолярная вентиляция легких (АВЛ) — объем атмосферного воздуха, проходящий через легочные альвеолы за 1 мин. Для расчета альвеолярной вентиляции надо знать величину АМП. Если она не определена экспериментально, то для расчета объем АМП берут равным 150 мл. Для расчета альвеолярной вентиляции можно пользоваться формулой

АВЛ = (ДО — АМП) • ЧД.

Например, если глубина дыхания у человека 650 мл, а частота дыхания 12, то АВЛ равно 6000 мл (650-150) • 12.

АВ = (ДО — ОМП) * ЧД = ДО_альв * ЧД

АВ — альвеолярная вентиляция;
ДО_альв — дыхательный объем альвеолярной вентиляции;
ЧД — частота дыхания

Максимальная вентиляция легких (МВЛ) — максимальный объем воздуха, который может быть провентилирован через легкие человека за 1 мин. МВЛ может быть определена при произвольной гипервентиляции в покое (дышать максимально глубоко и часто в покос допустимо не более 15 с). С помощью специальной техники МВЛ может быть определена во время выполнения человеком интенсивной физической работы. В зависимости от конституции и возраста человека норма МВЛ находится в границах 40-170 л/мин. У спортсменов МВЛ может достигать 200 л/мин.

Потоковые показатели внешнего дыхания

Кроме легочных объемов и емкостей для оценки состояния дыхательной системы используют так называемые потоковые показатели внешнего дыхания. Простейшим методом определения одного из них — пиковой объемной скорости выдоха — является пикфлоуметрия. Пикфлоуметры — простые и вполне доступные приборы для пользования в домашних условиях.

Пиковая объемная скорость выдоха (ПОС) — максимальная объемная скорость потока выдыхаемого воздуха, достигнутая в процессе форсированного выдоха.

С помощью прибора пневмотахометра можно определить не только пиковую объемную скорость выдоха, но и вдоха.

В условиях медицинского стационара все большее распространение получают приборы пневмотахографы с компьютерной обработкой получаемой информации. Приборы подобного типа позволяют на основе непрерывной регистрации объемной скорости воздушного потока, создаваемого в ходе выдоха форсированной жизненной емкости легких, рассчитать десятки показателей внешнего дыхания. Чаще всего определяются ПОС и максимальные (мгновенные) объемные скорости воздушного потока в момент выдоха 25, 50, 75% ФЖЕЛ. Их называют соответственно показателями МОС₂₅, МОС₅₀, МОС₇₅. Популярно также определение ФЖЕЛ 1 — объема форсированного выдоха за время, равное 1 e. На основе этого показателя рассчитывается индекс (показатель) Тиффно — выраженное в процентах отношение ФЖЕЛ 1 к ФЖЕЛ. Регистрируется также кривая, отражающая изменение объемной скорости воздушного потока в процессе форсированного выдоха (рис. 2.4). При этом на вертикальной оси отображается объемная скорость (л/с), на горизонтальной — процент выдохнутой ФЖЕЛ.

На приведенном графике (рис. 2, верхняя кривая) вершина указывает величину ПОС, проекция момента выдоха 25% ФЖЕЛ на кривую характеризует МОС₂₅, проекция 50% и 75% ФЖЕЛ соответствует величинам МОС₅₀ и МОС₇₅. Диагностическую значимость имеют не только скорости потока в отдельных точках, но и весь ход кривой. Ее часть, соответствующая 0-25% выдыхаемой ФЖЕЛ, отражает проходимость для воздуха крупных бронхов, трахеи и верхних дыхательных путей, участок от 50 до 85% ФЖЕЛ — проходимость мелких бронхов и бронхиол. Прогиб на нисходящем участке нижней кривой в области выдоха 75-85% ФЖЕЛ указывает на снижение проходимости мелких бронхов и бронхиол.

Рис. 2. Потоковые показатели дыхания. Кривые ноток — объем здорового человека (верхняя), больного с обструктивнымн нарушениями проходимости мелких бронхов (нижняя)

Определение перечисленных объемных и потоковых показателей применяются в диагностике состояния системы внешнего дыхания. Для характеристики функции внешнего дыхания в клинике используются четыре варианта заключений: норма, обструктивные нарушения, рестриктивные нарушения, смешанные нарушения (сочетание обструктивных и рестриктивных нарушений).

Для большинства потоковых и объемных показателей внешнего дыхания выходящими за пределы нормы считаются отклонения их величины от должного (расчетного) значения более чем на 20%.

Обструктивные нарушения — это нарушения проходимости дыхательных путей, ведущие к увеличению их аэродинамического сопротивления. Такие нарушения могут развиваться в результате повышения тонуса гладких мышц нижних дыхательных путей, при гипертрофии или отеке слизистых оболочек (например, при острых респираторных вирусных инфекциях), скоплении слизи, гнойного отделяемого, при наличии опухоли или инородного тела, нарушении регуляции проходимости верхних дыхательных путей и других случаях.

О наличии обструктивных изменений дыхательных путей судят по снижению ПОС, ФЖЕЛ 1 , МОС₂₅, МОС₅₀, МОС₇₅, МОС_25-75, МОС_75-85, величины индекса теста Тиффно и МВЛ. Показатель теста Тиффно в норме составляет 70-85%, снижение его до 60% расценивается как признак умеренного нарушения, а до 40% — резко выраженного нарушения проходимости бронхов. Кроме того, при обструктивных нарушениях увеличиваются такие показатели, как остаточный объем, функциональная остаточная емкость и общая емкость легких.

Рестриктивные нарушения — это уменьшение расправления легких при вдохе, снижение дыхательных экскурсий легких. Эти нарушения могут развиться из-за снижения растяжимости легких, при повреждениях грудной клетки, наличии спаек, скопления в плевральной полости жидкости, гнойного содержимого, крови, слабости дыхательных мышц, нарушении передачи возбуждения в нервно-мышечных синапсах и других причин.

Наличие рестриктивных изменений легких определяют по снижению ЖЕЛ (не менее 20% от должной величины) и уменьшению МВЛ (неспецифический показатель), а также снижению растяжимости легких и в ряде случаев по возрастанию показателя теста Тиффно (более 85%). При рестриктивных нарушениях уменьшаются общая емкость легких, функциональная остаточная емкость и остаточный объем.

Заключение о смешанных (обструктивных и рестриктивных) нарушениях системы внешнего дыхания делается при одновременном наличии изменений вышеперечисленных потоковых и объемных показателей.

Легочные объемы и емкости

Дыхательный объем — это объем воздуха, который вдыхает и выдыхает человек в спокойном состоянии; у взрослого человека он равен 500 мл.

Резервный объем вдоха — это максимальный объем воздуха, который может вдохнуть человек после спокойного вдоха; величина его равна 1,5-1,8 л.

Резервный объем выдоха — это максимальный объем воздуха, который может выдохнуть человек после спокойного выдоха; этот объем составляет 1-1,5 л.

Остаточный объем — это объем воздуха, который остается в легких после максимального выдоха; величина остаточного объема 1 -1,5 л.

Рис. 3. Изменение дыхательного объема, плеврального и альвеолярного давления при вентиляции легкого

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) — это максимальный объем воздуха, который может выдохнуть человек после самого глубокого вдоха. ЖЕЛ включает в себя резервный объем вдоха, дыхательный объем и резервный объем выдоха. Жизненная емкость легких определяется спирометром, а метод ее определения называют спирометрией. ЖЕЛ у мужчин 4-5,5 л, а у женщин — 3-4,5 л. Она больше в положении стоя, чем в положении сидя или лежа. Физическая тренировка приводит к увеличению ЖЕЛ (рис. 4).

Рис. 4. Спирограмма легочных объемов и емкостей

Функциональная остаточная емкость (ФОЕ) — объем воздуха в легких после спокойного выдоха. ФОЕ является суммой резервного объема выдоха и остаточного объема и равна 2,5 л.

Общая емкость легких (ОЕЛ) — объем воздуха в легких по окончании полного вдоха. ОЕЛ включает в себя остаточный объем и жизненную емкость легких.

Мертвое пространство образует воздух, который находится в воздухоносных путях и не участвует в газообмене. При вдохе последние порции атмосферного воздуха входят в мертвое пространство и, не изменив своего состава, покидают его при выдохе. Объем мертвого пространства около 150 мл, или примерно 1/3, дыхательного объема при спокойном дыхании. Значит, из 500 мл вдыхаемого воздуха в альвеолы поступает лишь 350 мл. В альвеолах к концу спокойного выдоха находится около 2500 мл воздуха (ФОЕ), поэтому при каждом спокойном вдохе обновляется лишь 1/7 часть альвеолярного воздуха.

Читайте также: