Исследование функции внешнего дыхания. Часть 2
Рассмотрим методику выполнения маневра ФЖЕЛ, последовательность действия при проведении пробы ФЖЕЛ, а также типичные ошибки при выполнении форсированных вентиляционных маневров
В клинической практике в большинстве случаев проводится форсированная спирометрия. Скорость воздушного потока измеряется во время выполнения пациентом маневра форсированного выдоха.
Основными клинически значимыми показателями форсированной спирометрии являются:
Форсированная жизненная емкость легких (ФЖЕЛ)
ФЖЕЛ – максимальный объем воздуха, который человек может выдохнуть после максимально глубокого вдоха.
ФЖЕЛ снижается при многих видах патологии, а повышается только в одном случае – при акромегалии. При этом заболевании все остальные легочные параметры остаются нормальными.
Исследование ФЖЕЛ служит самым важным легочным функциональным тестом, поскольку для любого человека существует ограничение максимальной скорости выдоха.
Ограничение экспираторного потока достигается при умеренном усилии, и дальнейшее повышение усилия приводит к увеличению потока только в начальной четверти ФЖЕЛ, но не при средних и низких объемах воздуха в легких. После достижения ПСВ каждая точка оставшейся части кривой определяет тот максимальный поток, который может быть достигнут при данном объеме легких
Таким образом, каждый человек имеет уникальную кривую поток–объем, которая обладает высокой воспроизводимостью у одного и того же человека.
Легочная ткань обладает эластичностью, которая служит основной силой, заставляющей воздух выходить из легких во время выдоха. Эластичность также играет большую роль в поддержании просвета бронхов.
При форсированном выдохе по мере уменьшения внутрилегочного объема нарастает динамическая компрессия ДП, что вызывает их критическое сужение и ограничивает воздушный поток.
Таким образом, максимальный экспираторный поток определяется эластичностью легочной ткани (которая обеспечивает прохождение воздуха по ДП и поддерживает их просвет открытым), диаметром бронхов и сопротивлением ДП воздушному потоку.
Измерение ФЖЕЛ может быть проведено различными способами (максимальный вдох делается после спокойного или после полного выдоха, перед форсированным выдохом делается или нет пауза).
Но предшествующий маневру ФЖЕЛ вдох оказывает существенное влияние на экспираторные скоростные показатели, поэтому для получения максимальных результатов исследования рекомендуется после спокойного выдоха делать максимально глубокий вдох и сразу же после этого без паузы выдохнуть весь воздух с максимальным усилием.
Пауза на высоте вдоха может вызвать «стрессовое расслабление» со снижением эластической тяги и увеличением растяжимости дыхательных путей, что ведет к уменьшению скорости выдоха.
Маневр форсированного выдоха следует выполнять с осторожностью:
ФЖЕЛ можно измерить двумя способами:
В первом случае непосредственно измеряется объем выдыхаемого воздуха и время.
Строится график зависимости объема от времени – кривая объем–время, по которой рассчитывают ФЖЕЛ, ОФВ1 и МОС25–75%.
Во втором случае измеряется поток и время. Объем рассчитывают, умножая поток на время.
Строится график зависимости потока от объема легких – кривая поток–объем, по которой можно вычислить как ФЖЕЛ, так и скоростные показатели (ПСВ, МОС25–75%, МОС25%, МОС50%, МОС75%). Согласно данным литературы, представление результатов спирометрии в виде кривой поток–объем является наиболее простым для интерпретации и наиболее информативным. Эта методика называется «пневмотахометрия»
Методика выполнения маневра ФЖЕЛ
Последовательность действия при проведении пробы ФЖЕЛ
Исследование является неприемлемым в следующих случаях:
Выполняя спокойный дыхательный маневр, желательно добиться небольшой фазы плато в конце маневра.
Она может служить гарантией того, что пациент вдохнул и выдохнул действительно с максимальной амплитудой
Выполнить дыхательные маневры лучше, чем позволяют физические возможности пациента после адекватного обучения, невозможно. А хуже – сколько угодно.
Пациент может пытаться сымитировать низкие результаты, выдыхать не с максимальной силой, без острого пика на выдохе. Полученные в таком случае показатели функции внешнего дыхания могут указывать на бронхиальную обструкцию разной степени выраженности, которой в реальности нет.
Если у пациента будет неправильно оценена степень вентиляционных нарушений, то может быть назначено непоказанное ему лечение. Поэтому рекомендуется, чтобы на распечатке результатов спирометрии было графическое изображение, а не только цифровые данные.
Врач, анализируя результаты, сможет в таком случае сам оценить выраженность нарушений внешнего дыхания, а не полагаться на выбор компьютера.
После выполнения дыхательного маневра сразу визуально оценивают приемлемость кривой для получения достоверных результатов.
Критериями неприемлемости кривой являются:
– наличие артефактов (кашель, смыкание голосовых связок);
– преждевременное завершение дыхательного маневра или его прерывание;
– дыхательный маневр проводится не на максимальном уровне;
– признаки утечки воздуха или закупорки загубника;
– проведение дополнительных дыхательных маневров;
– обратная экстраполяция (затянувшаяся задержка на высоте максимального вдоха перед форсированным выдохом более 80 мсек);
– длительность форсированного выдоха менее 6 секунд;
– не достигнута фаза плато на выдохе.
Типичные ошибки при выполнении форсированных вентиляционных маневров:
1. Недостаточно плотное захватывание загубника, приводящее к утечке воздуха между ним и губами пациента.
2. Неполный вдох.
3. Несвоевременное, ещё до захватывания загубника, начало форсированного выдоха.
4. Чрезмерное поджатие губ или сжатие зубов.
5. Отсутствие должного волевого усилия.
6. Недостаточная продолжительность выдоха.
7. Преждевременный вдох.
8. Возникновение кашля в момент выполнения дыхательного маневра.
Воспроизводимость дыхательных маневров
Помимо технической приемлемости каждого маневра, необходимо оценить степень вариабельности между ними (воспроизводимость).
Критерии воспроизводимости включают:
Клиническое значение измерения ФЖЕЛ состоит в том, что этот показатель очень чувствителен к патологическим изменениям механических свойств легочной ткани:
Причины снижения ФЖЕЛ
Во избежание этих явлений вместо ФЖЕЛ в последнее время используют показатель ОФВ6 – объем воздуха, выдыхаемого за 6 секунд. У здоровых лиц ОФВ6 ненамного меньше ФЖЕЛ
Кроме того, ОФВ6 лучше воспроизводим, чем ФЖЕЛ. Отношение ОФВ1/ОФВ6 отражает степень ограничения воздушного экспираторного потока и позволяет прогнозировать снижение ОФВ1 у курильщиков.
В отличие от маневра ФЖЕЛ, более короткий маневр ОФВ6, не требующий достижения плато на кривой объем-время, снижает риск развития синкопальных состояний у тяжелых больных во время исследования и уменьшает утомляемость как пациента, так и медицинского персонала.
Вместе с тем должные величины ОФВ6 не вполне разработаны, поэтому пока рекомендуется по-прежнему оперировать традиционным ФЖЕЛ.
Объем форсированного выдоха за 1 секунду (ОФВ1)
Соотношение ОФВ1/ФЖЕЛ
При рестриктивных нарушениях (ограничении расправления легких), например при легочном фиброзе, ОФВ1 также снижается.
Возникает вопрос: как различить, что явилось причиной снижения ОФВ1 - рестрикция или обструкция?
Для ответа на этот вопрос необходимо вычислить соотношение ОФВ1 /ФЖЕЛ.
Важным спирометрическим показателем является отношение ОФВ1 /ФЖЕЛ, которое обычно выражается в процентах – максимальный объем воздуха, который можно вдохнуть после полного спокойного выдоха).
ОФВ1, представляет собой достаточно постоянную долю ФЖЕЛ, независимую от размера легких.
У здорового человека это соотношение составляет 75–85%, но с возрастом скорость выдоха снижается в большей степени, чем объем легких, и отношение несколько уменьшается.
У детей, наоборот, скорости воздушных потоков высокие, поэтому соотношение ОФВ1 /ФЖЕЛ у них, как правило, выше – около 90%.
При обструктивных нарушениях отношение ОФВ1 /ФЖЕЛ снижается, поскольку ОФВ1 снижается соответственно тяжести обструкции. ФЖЕЛ при этом также уменьшается, но, как правило, в меньшей степени.
Показатель ОФВ1 /ФЖЕЛ помогает диагностировать бронхиальную обструкцию даже при снижении ФЖЕЛ.
Если снижены и ОФВ1, и ФЖЕЛ, причем также имеется снижение отношения ОФВ1 /ФЖЕЛ, то причиной являются обструктивные нарушения.
При легочной рестрикции без обструктивных изменений ОФВ1 и ФЖЕЛ снижаются пропорционально, следовательно, их соотношение будет в пределах нормальных величин или даже немного выше.
Таким образом, при необходимости дифференцировать обструктивные и рестриктивные нарушения оценивают соотношение ОФВ1 /ФЖЕЛ.
Критерии качества спирометрии
Завершение исследования
Для оценки достаточного экспираторного усилия пациента и определения момента завершения теста рекомендуется использовать 2 критерия:
В то же время раннее завершение теста не является поводом для полного исключения результатов данного маневра из анализа; показатель ОФВ1, полученный в маневре с ранним завершением выдоха, вполне приемлем.
Кашель не должен прерывать дыхательный маневр. Кашель в первую секунду форсированного выдоха влияет на величину ОФВ1.
Утечка воздуха из ротовой полости. При неплотном прилегании губ к загубнику возникает утечка воздуха из ротовой полости, что приводит к занижению спирометрических показателей.
Некоторым пациентам со слабостью мышц, перенесшим мозговой инсульт или просто пожилого возраста трудно поддерживать герметичный обхват загубника губами в течение всего исследования; в таких ситуациях рекомендуется, чтобы пациент дополнительно фиксировал губы вокруг загубника пальцами рук.
Иногда причиной утечки могут быть съемные зубные протезы; в этом случае рекомендуется проводить исследование со снятыми протезами.
Максимальные инспираторные потоки
Современные спирометры измеряют не только экспираторные, но и инспираторные потоки, в первую очередь, максимальный инспираторный поток (или пиковая объемная скорость вдоха - ПОСвд). При этом испытуемый выполняет маневр ФЖЕЛ и затем делает максимально быстрый и полный вдох, который отражается спирометром в виде инспираторной кривой. Сочетание кривых вдоха и выдоха дает полную петлю поток–объем.
При повышенном сопротивлении дыхательных путей снижаются как экспираторные, так и инспираторные максимальные потоки. Однако в отличие от выдоха, при котором максимальные потоки ограничены, не существует механизмов, ограничивающих максимальные инспираторные потоки.
Поэтому ПОСвд в большой степени зависит от приложенного усилия, а ее измерение не получило широкого распространения, за исключением выявления патологии верхних дыхательных путей.
Особенности спирометрии у детей
Интерпретация результатов
Анализ результатов спирометрии
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.
Обструктивные вентиляционные нарушения
Рестриктивные нарушения - это уменьшение расправления легких при вдохе, снижение дыхательных экскурсий легких
Рестриктивные нарушения могут встречаться при интерстициальных заболеваниях легких, обширной воспалительной инфильтрации легочной ткани, гипоплазии и ателектазах легкого, после резекции легочной ткани.
Наиболее важными диагностическими критериями рестриктивных расстройств вентиляции, позволяющими достаточно надежно отличать их от обструктивных расстройств, являются:
Более надежными дифференциально-диагностическими признаками являются отсутствие изменений формы экспираторной части кривой поток-объем и, в частности, нормальные или увеличенные значения ОФВ1/ФЖЕЛ, а также пропорциональное уменьшение РОвд и РОвыд.
Смешанные нарушения легочной вентиляции развиваются при сужении просвета дыхательных путей на фоне уменьшения легочных объемов. При этом спирометрия будет регистрировать одновременное снижение ФЖЕЛ, ОФВ1 и ОФВ1/ФЖЕЛ.
Основными клинически значимыми показателями форсированной спирометрии являются:
- форсированная жизненная емкость легких (ФЖЕЛ)
- объем форсированного выдоха за 1-ю секунду (ОФВ1) и их
- соотношение (ОФВ1/ФЖЕЛ), а также
- СОС25-75, максимальные объемные скорости на уровнях 25, 50 и 75% ФЖЕЛ, ПОСвыд)
Форсированная жизненная емкость легких (ФЖЕЛ)
ФЖЕЛ – максимальный объем воздуха, который человек может выдохнуть после максимально глубокого вдоха.
ФЖЕЛ снижается при многих видах патологии, а повышается только в одном случае – при акромегалии. При этом заболевании все остальные легочные параметры остаются нормальными.
Исследование ФЖЕЛ служит самым важным легочным функциональным тестом, поскольку для любого человека существует ограничение максимальной скорости выдоха.
Ограничение экспираторного потока достигается при умеренном усилии, и дальнейшее повышение усилия приводит к увеличению потока только в начальной четверти ФЖЕЛ, но не при средних и низких объемах воздуха в легких. После достижения ПСВ каждая точка оставшейся части кривой определяет тот максимальный поток, который может быть достигнут при данном объеме легких
Таким образом, каждый человек имеет уникальную кривую поток–объем, которая обладает высокой воспроизводимостью у одного и того же человека.
Легочная ткань обладает эластичностью, которая служит основной силой, заставляющей воздух выходить из легких во время выдоха. Эластичность также играет большую роль в поддержании просвета бронхов.
При форсированном выдохе по мере уменьшения внутрилегочного объема нарастает динамическая компрессия ДП, что вызывает их критическое сужение и ограничивает воздушный поток.
Таким образом, максимальный экспираторный поток определяется эластичностью легочной ткани (которая обеспечивает прохождение воздуха по ДП и поддерживает их просвет открытым), диаметром бронхов и сопротивлением ДП воздушному потоку.
Измерение ФЖЕЛ может быть проведено различными способами (максимальный вдох делается после спокойного или после полного выдоха, перед форсированным выдохом делается или нет пауза).
Но предшествующий маневру ФЖЕЛ вдох оказывает существенное влияние на экспираторные скоростные показатели, поэтому для получения максимальных результатов исследования рекомендуется после спокойного выдоха делать максимально глубокий вдох и сразу же после этого без паузы выдохнуть весь воздух с максимальным усилием.
Пауза на высоте вдоха может вызвать «стрессовое расслабление» со снижением эластической тяги и увеличением растяжимости дыхательных путей, что ведет к уменьшению скорости выдоха.
Маневр форсированного выдоха следует выполнять с осторожностью:
- у больных с развившимся пневмотораксом и в течение 2 нед. после его разрешения
- в первые 2 нед. после развития инфаркта миокарда
- после офтальмологических и полостных операций
- при выраженном продолжающемся кровохарканье
- при тяжелой бронхиальной астме
ФЖЕЛ можно измерить двумя способами:
В первом случае непосредственно измеряется объем выдыхаемого воздуха и время.
Строится график зависимости объема от времени – кривая объем–время, по которой рассчитывают ФЖЕЛ, ОФВ1 и МОС25–75%.
Во втором случае измеряется поток и время. Объем рассчитывают, умножая поток на время.
Строится график зависимости потока от объема легких – кривая поток–объем, по которой можно вычислить как ФЖЕЛ, так и скоростные показатели (ПСВ, МОС25–75%, МОС25%, МОС50%, МОС75%). Согласно данным литературы, представление результатов спирометрии в виде кривой поток–объем является наиболее простым для интерпретации и наиболее информативным. Эта методика называется «пневмотахометрия»
Методика выполнения маневра ФЖЕЛ
- Маневр ФЖЕЛ можно разделить на 3 этапа: максимальный вдох, форсированный выдох и продолжение выдоха до конца исследования
- По команде врача пациент осуществляет максимально полный вдох и следом за ним он должен выполнить резкий и продолжительный выдох, настолько форсированно и полно, насколько это возможно.
- При этом начало форсированного выдоха должно быть быстрым и резким, без колебаний.
- Важным условием является достаточная продолжительность выдоха (не менее 6 секунд) и поддержание максимального экспираторного усилия в течение всего выдоха, до момента его полного завершения.
Последовательность действия при проведении пробы ФЖЕЛ
- Провести подробный инструктаж пациента.
- Проверить правильность положения пациента, положения головы, положение носового зажима и мундштука.
- Полный быстрый вдох от уровня функциональной остаточной ёмкости – объёма воздуха, остающегося в лёгких после спокойного выдоха с паузой не более 1 секунды на уровне общей ёмкости лёгких – максимального количества воздуха, которое могут вместить лёгкие на высоте глубокого вдоха.
- Максимально быстрый и полный выдох без замедлений до конца (до уровня остаточного объёма лёгких – объёма воздуха, остающегося в лёгких после максимального выдоха
- Повторить пробу ФЖЕЛ не менее 3 раз (обычно не более 8 раз).
- Проверить повторяемость результатов, при необходимости повторить пробу.
Исследование является неприемлемым в следующих случаях:
- Утечка воздуха на уровне рта.
- Перекрытие загубника языком, зубами или зубными протезами.
- Плохо скоординированное начало выдоха, определяемое как обратно экстраполируемый объем более 5 % ФЖЕЛ или 0,15 л (берется большее значение).
- Кашель в течение первой секунды теста или более поздний кашель, если предполагается, что он нарушает поток.
- Преждевременное прекращение выдоха.
- Если пациент не вдохнул до уровня ОЕЛ.
- Не было достигнуто максимальное усилие при выдохе.
Выполняя спокойный дыхательный маневр, желательно добиться небольшой фазы плато в конце маневра.
Она может служить гарантией того, что пациент вдохнул и выдохнул действительно с максимальной амплитудой
Выполнить дыхательные маневры лучше, чем позволяют физические возможности пациента после адекватного обучения, невозможно. А хуже – сколько угодно.
Пациент может пытаться сымитировать низкие результаты, выдыхать не с максимальной силой, без острого пика на выдохе. Полученные в таком случае показатели функции внешнего дыхания могут указывать на бронхиальную обструкцию разной степени выраженности, которой в реальности нет.
Если у пациента будет неправильно оценена степень вентиляционных нарушений, то может быть назначено непоказанное ему лечение. Поэтому рекомендуется, чтобы на распечатке результатов спирометрии было графическое изображение, а не только цифровые данные.
Врач, анализируя результаты, сможет в таком случае сам оценить выраженность нарушений внешнего дыхания, а не полагаться на выбор компьютера.
После выполнения дыхательного маневра сразу визуально оценивают приемлемость кривой для получения достоверных результатов.
Критериями неприемлемости кривой являются:
– наличие артефактов (кашель, смыкание голосовых связок);
– преждевременное завершение дыхательного маневра или его прерывание;
– дыхательный маневр проводится не на максимальном уровне;
– признаки утечки воздуха или закупорки загубника;
– проведение дополнительных дыхательных маневров;
– обратная экстраполяция (затянувшаяся задержка на высоте максимального вдоха перед форсированным выдохом более 80 мсек);
– длительность форсированного выдоха менее 6 секунд;
– не достигнута фаза плато на выдохе.
Типичные ошибки при выполнении форсированных вентиляционных маневров:
1. Недостаточно плотное захватывание загубника, приводящее к утечке воздуха между ним и губами пациента.
2. Неполный вдох.
3. Несвоевременное, ещё до захватывания загубника, начало форсированного выдоха.
4. Чрезмерное поджатие губ или сжатие зубов.
5. Отсутствие должного волевого усилия.
6. Недостаточная продолжительность выдоха.
7. Преждевременный вдох.
8. Возникновение кашля в момент выполнения дыхательного маневра.
Воспроизводимость дыхательных маневров
Помимо технической приемлемости каждого маневра, необходимо оценить степень вариабельности между ними (воспроизводимость).
Критерии воспроизводимости включают:
- разница между двумя наибольшими ФЖЕЛ ≤150 мл;
- разница между двумя наибольшими ОФВ1 ≤150 мл;
- Если абсолютные значения ФЖЕЛ не превышают 1 л, допустимая разница между маневрами должна составлять не более 100 мл.
- Если разница между выполненными технически приемлемыми маневрами не соответствует этим критериям, рекомендуется провести дополнительные маневры, однако нежелательно выполнять за одно исследование более 8 маневров.
- Иногда между маневрами пациенту следует дать отдохнуть в течение нескольких минут.
Клиническое значение измерения ФЖЕЛ состоит в том, что этот показатель очень чувствителен к патологическим изменениям механических свойств легочной ткани:
- при эмфиземе легких за счет деструкции альвеол снижается эластичность легочной ткани, ДП сужаются, сопротивление воздушному потоку возрастает, что ведет к снижению максимальной скорости выдоха;
- при хроническом бронхите утолщается слизистая оболочка ДП и увеличивается бронхиальная секреция, что вызывает сужение просвета ДП, увеличивает их сопротивление потоку воздуха и снижает максимальную скорость выдоха;
- при БА дыхательные пути сужаются за счет спазма гладкой мускулатуры бронхов, воспаления и отека слизистой оболочки, что также ведет к увеличению сопротивления ДП и снижению максимального экспираторного потока;
- при легочном фиброзе эластичность легочной ткани повышается, что приводит к “растяжению” ДП, и максимальный экспираторный поток может увеличиваться даже при уменьшенных легочных объемах.
Причины снижения ФЖЕЛ
- Патология легочной ткани (резекция легких, ателектаз); состояния, при которых уменьшается растяжимость легочной ткани (фиброз, застойная сердечная недостаточность). При обструктивных легочных заболеваниях ФЖЕЛ также снижается за счет замедления опорожнения легких.
- Патология плевры и плевральных полостей (утолщение плевры, плевральный выпот, опухоли плевры с распространением на легочную ткань).
- Уменьшение размеров грудной клетки. Легкие не могут расправляться и спадаться в полной мере, если движения грудной стенки (в том числе брюшного компонента) ограничены.
- Нарушение нормальной работы дыхательных мышц, в первую очередь диафрагмы, межреберных мышц и мышц брюшной стенки, которые обеспечивают расправление и опустошение легких.
- Следует помнить, что ФЖЕЛ - это максимальная форсированная экспираторная жизненная емкость легких, у больных с обструктивными заболеваниями легких ФЖЕЛ может быть существенно меньше, чем ЖЕЛ, измеренная при спокойном дыхании.
- При тяжелых обструктивных заболеваниях легких время выдоха может превышать 15-20 секунд, а экспираторный поток в конце маневра может быть настолько мал, что спирометр с трудом воспринимает его.
- Выполнение длительного форсированного выдоха может быть затруднительным и вызывать неприятные ощущения у пациента.
Во избежание этих явлений вместо ФЖЕЛ в последнее время используют показатель ОФВ6 – объем воздуха, выдыхаемого за 6 секунд. У здоровых лиц ОФВ6 ненамного меньше ФЖЕЛ
Кроме того, ОФВ6 лучше воспроизводим, чем ФЖЕЛ. Отношение ОФВ1/ОФВ6 отражает степень ограничения воздушного экспираторного потока и позволяет прогнозировать снижение ОФВ1 у курильщиков.
В отличие от маневра ФЖЕЛ, более короткий маневр ОФВ6, не требующий достижения плато на кривой объем-время, снижает риск развития синкопальных состояний у тяжелых больных во время исследования и уменьшает утомляемость как пациента, так и медицинского персонала.
Вместе с тем должные величины ОФВ6 не вполне разработаны, поэтому пока рекомендуется по-прежнему оперировать традиционным ФЖЕЛ.
Объем форсированного выдоха за 1 секунду (ОФВ1)
- ОФВ1 (FEV1) - количество воздуха, выведенного из легких за первую секунду выдоха.
- ОФВ1 – наиболее воспроизводимый, часто используемый и самый информативный показатель спирометрии.
- Он относительно независим от усилия, приложенного во время маневра выдоха, и отражает свойства легких и дыхательных путей.
- ОФВ1 представляет собой относительно стабильную часть ФЖЕЛ, пропорционально изменяющуюся вместе с ней и независимую от размера легких.
- У здорового человека это отношение составляет0,75–0,85, но с возрастом показатели потока (а значит и ОФВ1) снижаются в большей степени, чем объем легких, и отношение несколько уменьшается.
- При снижении скорости воздушного потока (обструктивные нарушения), например, при эмфиземе, ХОБЛ, бронхиальной астме, муковисцидозе, ОФВ1 снижается соответственно тяжести обструкции.
- ФЖЕЛ при этом также уменьшается, но, как правило, в меньшей степени.
Соотношение ОФВ1/ФЖЕЛ
При рестриктивных нарушениях (ограничении расправления легких), например при легочном фиброзе, ОФВ1 также снижается.
Возникает вопрос: как различить, что явилось причиной снижения ОФВ1 - рестрикция или обструкция?
Для ответа на этот вопрос необходимо вычислить соотношение ОФВ1 /ФЖЕЛ.
Важным спирометрическим показателем является отношение ОФВ1 /ФЖЕЛ, которое обычно выражается в процентах – максимальный объем воздуха, который можно вдохнуть после полного спокойного выдоха).
ОФВ1, представляет собой достаточно постоянную долю ФЖЕЛ, независимую от размера легких.
У здорового человека это соотношение составляет 75–85%, но с возрастом скорость выдоха снижается в большей степени, чем объем легких, и отношение несколько уменьшается.
У детей, наоборот, скорости воздушных потоков высокие, поэтому соотношение ОФВ1 /ФЖЕЛ у них, как правило, выше – около 90%.
При обструктивных нарушениях отношение ОФВ1 /ФЖЕЛ снижается, поскольку ОФВ1 снижается соответственно тяжести обструкции. ФЖЕЛ при этом также уменьшается, но, как правило, в меньшей степени.
Показатель ОФВ1 /ФЖЕЛ помогает диагностировать бронхиальную обструкцию даже при снижении ФЖЕЛ.
Если снижены и ОФВ1, и ФЖЕЛ, причем также имеется снижение отношения ОФВ1 /ФЖЕЛ, то причиной являются обструктивные нарушения.
При легочной рестрикции без обструктивных изменений ОФВ1 и ФЖЕЛ снижаются пропорционально, следовательно, их соотношение будет в пределах нормальных величин или даже немного выше.
Таким образом, при необходимости дифференцировать обструктивные и рестриктивные нарушения оценивают соотношение ОФВ1 /ФЖЕЛ.
Критерии качества спирометрии
- Каждый тест должен быть оценен с точки зрения качества, и затем все исследование должно быть оценено с учетом воспроизводимости, т. е. того диапазона, в пределах которого значения показателя закономерно колеблются при повторных, следующих непосредственно друг за другом измерениях у одного и того же обследуемого.
- Конечные результаты исследования должны включать максимальные достигнутые ОФВ₁ и ФЖЕЛ, полученные в результате не менее трех технически приемлемых попыток. При хорошей воспроизводимости исследования допускается выбор максимальных значений ОФВ₁ и ФЖЕЛ из разных маневров. Значения объемных скоростей (МОС25 МОС50 МОС75, СОС25-75, ПОСвыд) должны браться из одной кривой, которая отвечает критериям качества и обладает максимальной суммой ФЖЕЛ + ОФВ₁
Завершение исследования
Для оценки достаточного экспираторного усилия пациента и определения момента завершения теста рекомендуется использовать 2 критерия:
- Пациент не может продолжать выдох. Несмотря на словесную стимуляцию продолжать выдох как можно дольше пациент может прекратить дыхательный маневр в любой момент, особенно при появлении дискомфортных ощущений.
- Объем на кривой объем-время перестает меняться (<0,025 л за ≥1 сек) (кривая достигает плато), при этом длительность выдоха у детей от 5 до 10 лет не менее 3 сек, а у детей старше 10 лет и у взрослых не менее 6 сек.
- У пожилых пациентов с выраженной бронхиальной обструкцией для достижения плато нередко требуется больше 6 сек, однако даже в этой ситуации не рекомендуется продолжать выдох больше 15 сек. С другой стороны, плато может быть достигнуто слишком рано даже при продолжительности форсированного выдоха более 6 сек, если пациент перекрывает дыхательные пути надгортанником.
В то же время раннее завершение теста не является поводом для полного исключения результатов данного маневра из анализа; показатель ОФВ1, полученный в маневре с ранним завершением выдоха, вполне приемлем.
Кашель не должен прерывать дыхательный маневр. Кашель в первую секунду форсированного выдоха влияет на величину ОФВ1.
Утечка воздуха из ротовой полости. При неплотном прилегании губ к загубнику возникает утечка воздуха из ротовой полости, что приводит к занижению спирометрических показателей.
Некоторым пациентам со слабостью мышц, перенесшим мозговой инсульт или просто пожилого возраста трудно поддерживать герметичный обхват загубника губами в течение всего исследования; в таких ситуациях рекомендуется, чтобы пациент дополнительно фиксировал губы вокруг загубника пальцами рук.
Иногда причиной утечки могут быть съемные зубные протезы; в этом случае рекомендуется проводить исследование со снятыми протезами.
Максимальные инспираторные потоки
Современные спирометры измеряют не только экспираторные, но и инспираторные потоки, в первую очередь, максимальный инспираторный поток (или пиковая объемная скорость вдоха - ПОСвд). При этом испытуемый выполняет маневр ФЖЕЛ и затем делает максимально быстрый и полный вдох, который отражается спирометром в виде инспираторной кривой. Сочетание кривых вдоха и выдоха дает полную петлю поток–объем.
При повышенном сопротивлении дыхательных путей снижаются как экспираторные, так и инспираторные максимальные потоки. Однако в отличие от выдоха, при котором максимальные потоки ограничены, не существует механизмов, ограничивающих максимальные инспираторные потоки.
Поэтому ПОСвд в большой степени зависит от приложенного усилия, а ее измерение не получило широкого распространения, за исключением выявления патологии верхних дыхательных путей.
Особенности спирометрии у детей
- Спирометрия может выполнять у детей не моложе 5 лет. Большинство детей начиная с возраста 9 лет способны выполнить маневр форсированного выдоха, удовлетворяющий тем же критериям, которые применимы у взрослых пациентов.
- Во время тестирования исследователь должен внимательно наблюдать за ребенком для своевременного устранения утечки воздуха и контроля за правильностью выполнения дыхательного маневра.
- Для оценки качества выполненного маневра, как и у взрослых, используют метод обратной экстраполяции. Если объем обратной экстраполяции превышает 80 мл, или 12,5% ФЖЕЛ, этот маневр может быть сохранен для дальнейшего анализа при отсутствии других дефектов.
- Для детей младшего возраста преждевременным завершением маневра форсированного выдоха считается прекращение маневра на уровне более 10% от пиковой скорости выдоха. ФЖЕЛ и форсированные экспираторные потоки, полученные в таком маневре, не должны использоваться для анализа
- В идеале, при проведении спирометрии ребенку достаточно получить 2 приемлемых кривых поток-объем, в которых ФЖЕЛ и ОФВ1 отличаются не более чем на 0,1 л, или 10% от максимальных значений.
- Но даже при получении единственной кривой, удовлетворяющей техническим требованиям, она может использоваться для анализа, однако в протоколе исследования должно быть отражено число технически удовлетворительных маневров и степень воспроизводимости результатов.
- Как и у взрослых, у детей для анализа выбирают кривую с максимальными значениями ФЖЕЛ и ОФВ1.
- У детей моложе 6 лет не должны использоваться должные величины, применяемые у взрослых пациентов. В литературе предложены несколько различных уравнений для расчета должных величин у детей этого возраста
Интерпретация результатов
- ФЖЕЛ и ОФВ1 выбирают не менее чем из трех воспроизводимых технически приемлемых маневров. Результаты исследования анализируют по маневру с максимальными ФЖЕЛ и ОФВ1.
- Практика использования 80% от должных значений в качестве фиксированного значения для нижней границы нормальных значений (НГН) ФЖЕЛ и ОФВ1 приемлема у детей, но может приводить к существенным ошибкам при интерпретации функции легких у взрослых.
- Для скоростных показателей НГН составляет 60% от должных значений.
- Использование 70% в качестве нижней границы нормы для отношения ОФВ1/ФЖЕЛ приводит к значительному числу ложно-положительных результатов (гиподиагностике хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ) у мужчин в возрасте старше 40 лет и у женщин старше 50 лет и к гипердиагностике ХОБЛ у пожилых лиц, никогда не куривших и не имеющих характерных клинических симптомов.
- Как известно, с возрастом соотношение ОФВ1/ФЖЕЛ снижается, поэтому некоторые авторы для диагностики ХОБЛ у людей старше 70 лет рекомендуют использовать для ОФВ1/ФЖЕЛ 65% порог нормы.
- Для скоростных показателей нижние границы нормы составляет 60% от должных значений.
- Должные величины зависят от антропометрических параметров (в основном от роста), пола, возраста, расы.
- Чем выше человек, тем больше его легкие и протяженность дыхательных путей и, следовательно, максимальная экспираторная скорость.
- При вычислении нормальных значений для людей с кифосколиозом вместо роста в формулу следует поставить размах рук.
- У женщин объем легких меньше, чем у мужчин такого же роста.
- С возрастом эластичность легочной ткани снижается, в результате происходит снижение объема и скорости выдоха
Анализ результатов спирометрии
- Интерпретация результатов спирометрии строится на анализе основных спирометрических параметров (ОФВ1, ЖЕЛ, ОФВ1/ЖЕЛ).
- Интерпретация результатов функционального исследования должна быть четкой, краткой и информативной.
- Интерпретация будет более точной при учете клинического диагноза, данных рентгенограммы грудной клетки, концентрации гемоглобина и любых подозрений на нейро-мышечные заболевания или обструкцию верхних дыхательных путей.
- Исследование легочной функции методом форсированной спирометрии можно считать завершенным, если получены три технически приемлемых дыхательных маневра, при этом результаты должны быть воспроизводимыми:
- максимальный и следующий за ним показатели ФЖЕЛ, а также максимальный и следующий за ним показатели ОФВ1 должны различаться не более чем на 150 мл.
- В случаях, когда величина ФЖЕЛ не превышает 1000 мл, максимально допустимая разница как по ФЖЕЛ, так и по ОФВ1 не должна превышать 100 мл.
- Если воспроизводимые результаты не получены после 3 попыток, выполнение дыхательных маневров необходимо продолжить до 8 попыток. Большее количество дыхательных маневров может привести к утомлению пациента и, в редких случаях, к снижению ОФВ1 или ФЖЕЛ.
- норма,
- обструктивные нарушения,
- рестриктивные нарушения,
- смешанные нарушения (сочетание обструктивных и рестриктивных нарушений).
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, МОС25, МОС50, МОС75, МОС25-75, МОС75-85, 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.
Обструктивные вентиляционные нарушения
- Обструктивный тип вентиляционных нарушений характеризуется снижением соотношения ОФВ1/ФЖЕЛ при нормальной ФЖЕЛ.
- Патофизиологической основной снижения максимального экспираторного потока при бронхиальной обструкции является повышение сопротивления дыхательных путей, однако при недостаточном усилии, приложенном пациентом во время выполнения маневра ФЖЕЛ, максимальный экспираторный поток также будет снижен.
- При фиксированной обструкции (например, при опухолях на любом уровне верхних дыхательных путей или параличе голосовых связок с фиксированным стенозом, рубцовых стриктурах) инспираторные и экспираторные потоки нарушаются почти в одинаковой степени.
- Локализация поражения не имеет значения, поскольку размеры трахеи при этом не зависят от давления внутри и снаружи дыхательных путей
- Для характеристики вышеуказанных поражений верхних дыхательных путей используются различные показатели, например, соотношение инспираторных и экспираторных потоков на уровне 50% жизненной емкости (МОС50вд/МОС50выд, в норме это соотношение приблизительно равно 1,5). Это соотношение наиболее значительно меняется при переменной экстраторакальной обструкции и неспецифично для другой патологии.
Рестриктивные нарушения - это уменьшение расправления легких при вдохе, снижение дыхательных экскурсий легких
Рестриктивные нарушения могут встречаться при интерстициальных заболеваниях легких, обширной воспалительной инфильтрации легочной ткани, гипоплазии и ателектазах легкого, после резекции легочной ткани.
Наиболее важными диагностическими критериями рестриктивных расстройств вентиляции, позволяющими достаточно надежно отличать их от обструктивных расстройств, являются:
- почти пропорциональное снижение легочных объемов и емкостей, измеряемых при спирографии, а также потоковых показателей и, соответственно, нормальная или малоизмененная форма кривой петли поток-объем, смещенной вправо;
- нормальное или даже увеличенное значение индекса Тиффно (ОФВ1/ФЖЕЛ);
- уменьшение РОвд почти пропорционально РОвыд.
Более надежными дифференциально-диагностическими признаками являются отсутствие изменений формы экспираторной части кривой поток-объем и, в частности, нормальные или увеличенные значения ОФВ1/ФЖЕЛ, а также пропорциональное уменьшение РОвд и РОвыд.
Смешанные нарушения легочной вентиляции развиваются при сужении просвета дыхательных путей на фоне уменьшения легочных объемов. При этом спирометрия будет регистрировать одновременное снижение ФЖЕЛ, ОФВ1 и ОФВ1/ФЖЕЛ.
Организатор:
- «Академия непрерывного медицинского образования», учебный центр дополнительного последипломного образования врачей и среднего медицинского персонала.
- «Академия непрерывного медицинского образования», учебный центр дополнительного последипломного образования врачей и среднего медицинского персонала.