Для чего проводят спирометрию?

Суть спирометрии

Термин образован от двух слов: спиро – дыхание и метрия – замеры, измерения.

Спирометрия – диагностическое обследование функции внешнего дыхания с установлением характерных скоростных и объемных показателей.

Метод широко применяется в медицине: позволяет выявить патологии, вызывающие нарушения функции дыхания, низкий уровень газообмена.

Процедура проводится специальным цифровым прибором – спирометром. Их механизм достаточно прост: датчик воздушного потока и вычислительная часть, преобразующее информацию в числовые значения.

Показания рассчитываются автоматически. Существуют компьютерные модификации аппарата.

Первые обследования проводились механическими (чаще всего водными) спирометрами. Все показатели рассчитывались вручную. Процедура была длительной и трудоемкой.

При необходимости постоянного мониторинга можно использовать современный портативный спирометр, который применим и в домашних условиях, и при поездках.

Подобрать подходящий аппарат помогут консультации лечащего врача и медицинского специалиста по продажам аналогичного оборудования. Подбирается спирометр с учетом функциональных требований и личных предпочтений.

Самые точные замеры дает специальная камера с датчиками – плетизмограф. Результаты исследования, представленные графически в виде спирографии, помогают наглядно проиллюстрировать модификации объема легких человека при обычном и усиленном дыхании. Что такое спирография и как она выглядит наглядно видно на рисунке:

Посредством процедуры:

• диагностируют патологические отклонения (очаги нарушения газообмена, уровень бронхообструкции);
• оценивают состояние больного при лечении и эффективность терапии;
• обучают различным дыхательным техникам.

Замеры проводятся амбулаторно с получением моментального результата.

Классификация спирометрии

То, как проводится процедура, предопределяет ее вид. Спирометрические пробы делают при следующих маневрах:

• обычное спокойное дыхание;
• выдох с усилием (форсированный);
• с максимальной вентиляцией легких;
• с физической нагрузкой (до и после нее) – динамическая спирометрия;
• с использованием специальных веществ – функциональная и провокационная спирометрия:
  • с бронходилататорами, расширяющими бронхи. Метод помогает выявить скрытые бронхоспазмы, правильно диагностировать заболевание, определяет обратимость нарушений и эффективность терапевтических приемов;
  • с метахолином, помогающим окончательно диагностировать астму, выявить предрасположенность к бронхоспазму и гиперреактивность.

Современные спирометры дают возможность определить уровень диффузной способности легких – газообмена кислорода и углекислого газа между органами дыхания и кровью.

Дополнительное обследование – бронхоспирометрия. Позволяет по отдельности зафиксировать показатели в разных долях легких.

Спирометрия

При исследовании определяется фактическая ЖЕЛ, которая сравнивается с должной ЖЕЛ (ДЖЕЛ). У взрослого человека среднего роста ДЖЕЛ составляет 3-5 литров. У мужчин её величина примерно на 15% больше, чем у женщин. Школьники в возрасте 11-12 лет имеют ДЖЕЛ около 2 литров; дети до 4 лет – 1 литр; новорожденные – 150 мл. ЖЕЛ=ДО+РОвд+РОвыд. ДЖЕЛ можно рассчитать по формуле: ДЖЕЛ (л) = 2,5×рост (м).

○ Дыхательный объем (ДО), или глубина дыхания, — объем вдыхаемого и выдыхаемого в покое воздуха.

У взрослых людей ДО=400-500 мл, у детей 11-12 лет – около 200 мл, у новорожденных – 20-30 мл.

○ Резервный объем выдоха (РОвыд) – максимальный объем, который можно с усилием выдохнуть после спокойного выдоха. РОвыд = 800-1500 мл.

○ Резервный объем вдоха (РОвд) – максимальный объем воздуха, который можно дополнительно вдохнуть после спокойного вдоха.

Резервный объём вдоха можно определить двумя способами: вычислить или измерить спирометром. Для вычисления необходимо из величины ЖЕЛ вычесть сумму дыхательного и резервного объёмов выдоха. Для определения резервного объёма вдоха с помощью спирометра необходимо набрать в спирометр от 4 до 6 литров воздуха и после спокойного вдоха из атмосферы сделать максимальный вдох из спирометра. Разность между первоначальным объёмом воздуха в спирометре и объёмом, оставшимся в спирометре после глубокого вдоха, соответствует резервному объёму вдоха.

РОвд =1500-2000 мл.

○ Остаточный объём (ОО ) — объем воздуха, остающийся в легких даже после максимального выдоха. Измеряется только непрямыми методами. Принцип одного из них заключается в том, что в легкие вводят инородный газ типа гелия (метод разведения) и по изменению его концентрации рассчитывают объём легких. Остаточный объём составляет 25-30% от величины ЖЕЛ.

Принимают ОО=500-1000 мл.

○ Общая емкость легких (ОЕЛ ) – количество воздуха, находящееся в легких после максимального вдоха. ОЕЛ=ЖЕЛ+ОО. ОЕЛ = 4500-7000 мл.

○ Функциональная остаточная емкость легких (ФОЕЛ ) – количество воздуха, остающегося в легких после спокойного выдоха. ФОЕЛ=РОвд.

○ Емкость вдоха (ЕВД) – максимальный объем воздуха, который можно вдохнуть после спокойного выдоха. ЕВД=ДО+РОвд.

Кроме статических показателей, характеризующих степень физического развития дыхательного аппарата, существуют и дополнительные – динамические показатели, дающие информацию об эффективности вентиляции легких и функциональном состоянии дыхательных путей.

○ Форсированная жизненная емкость легких (ФЖЕЛ) – количество воздуха, которое можно выдохнуть при форсированном выдохе после максимального вдоха.

В норме разница между ЖЕЛ и ФЖЕЛ, равна 100-300 мл. Увеличение этой разницы до 1500 мл и более указывает на сопротивление току воздуха вследствие сужения просвета мелких бронхов. ФЖЕЛ = 3000-7000 мл.

○ Анатомическое мертвое пространство (ДМП )– объем, в котором не происходит газообмена (носоглотка, трахея, крупные бронхи) – прямому определению не подлежит.

ДМП = 150 мл.

○ Частота дыхания (ЧД ) – количество дыхательных циклов за одну минуту. ЧД = 16-18 д.ц./мин.

○ Минутный объем дыхания (МОД) – количество вентилируемого в легких воздуха за 1 минуту. МОД = ДО + ЧД. МОД = 8-12 л.

○ Альвеолярная вентиляция (АВ ) – объем, выдыхаемого воздуха, поступающего в альвеолы.

АВ = 66 – 80% от МОД. АВ = 0,8л/мин.

○ Резерв дыхания (РД) – показатель, характеризующий возможности увеличения вентиляции.

В норме РД составляет 85% максимальной вентиляции легких (МВЛ). МВЛ = 70-100 л/мин.

2. Спирография

Спирография – метод графической регистрации дыхательных объемов, с помощью которого можно определить все выше перечисленные показатели легочной вентиляции.

В настоящее время используются электронные приборы и компьютерные программы, которые позволяют графически зафиксировать и обработать объемы, потоки и скорости дыхательных маневров в самых разных режимах.

3. Функциональные пробы

Время, в течение которого человека может задержать дыхание, преодолевая желание вдохнуть, индивидуально.

Оно зависит от возбудимости ЦНС, состояния аппарата внешнего дыхания, сердечно-сосудистой системы и системы крови. Длительность произвольной максимальной задержки дыхания используется в качестве функциональной пробы, характеризующей несколько систем организма. Как известно, главным стимулятором дыхания является двуокись углерода. У здоровых людей время максимальной задержки дыхания после глубокого (но не максимального) вдоха (проба Штанге) составляет 40-60 сек, после спокойного выдоха (проба Генче) оно меньше 30 – 40 секунд.

Эти показатели меняются при форсированном дыхании.

Какие имеются противопоказания для выполнения спирометрии?

Выполнять такое диагностирование можно людям разной возрастной категории, в частности и детям с учетом существующих противопоказаний, таких как:

• если у пациента наблюдается аневризма аорты;
• при наличии лёгочного кровотечения и кровохарканья;
• когда наблюдается пневмоторакс;
• в послеоперационный период, то есть в течение месяца после хирургического вмешательства, проведенного в брюшной области или же грудной полости;
• в случае, когда недостаточность венозных клапанов наблюдается в нижних конечностях, сопутствующие обменно-трофические нарушения, варикозная болезнь, склонность к высокой свёртываемости крови;
• если пациент в течение последних трех месяцев перенес инсульт, инфаркт миокард;
• неконтролируемая гипертония.

Общие сведения о процедуре

Спирография широко используется в пульмонологии, аллергологии, а также кардиологии. Назначают ее профильные специалисты, к которым пациента направляет врач общей практики после базовой лабораторной диагностики.

Спирометрию проводят в медицинском кабинете, оборудованном спирографом. Два основных метода выполнения — бронхолитическая и провокационная пробы. В первом случае врач оценивает динамику до и после приема препарата, расширяющего бронхи. Во втором пациенту дают физическую нагрузку или средство, провоцирующее бронхиальный спазм, который наступает только у астматиков. Этот вариант проводится, если явных нарушений и жалоб не выявлено.

Это безопасное исследование, рисков отклонений от нормального проведения практически нет. Однако, необходимо исключить проявления волнения — тремор конечностей, учащенное дыхание, сердцебиение, они искажают показатели. Очень редко при проведении спирографии пациент переживает приступ сильного кашля, но его быстро купирует медперсонал, находящийся рядом.

Спирограф — диагностическое оборудование с мундштуком, который человек удерживает ртом, и датчиками, реагирующими на интенсивность потока воздуха при выдохе. Характеристики обрабатываются компьютерной системой прибора, которая преобразует их в цифровой формат. Врач снимает показатели на максимальном выдохе после максимального вдоха, делая выводы с поправкой на настройку оборудования, его погрешность и допущенные искажения. К ним приводят нарушения и ошибки пациента при проведении процедуры:

• дыхание через нос и слабое обхватывание мундштука, отчего в рот попадает лишний воздух, искажая результат исследования;
• неполный, недостаточно глубокий или преждевременный вдох;
• поджатые губы, стиснутые зубы;
• недостаточное усилие на выдохе, его непродолжительность;
• кашель и другие ошибки, на которые укажет врач.

Результат исследования — спирограмма, по изображению на которой определяется состояние человека. Для простоты использования показатели отдельно расшифровываются и сравниваются с нормой.

Проведение исследования

В медицинской практике доктора хорошо понимают, что такое спирометрия и когда она может быть использована для постановки диагноза. Наиболее часто исследование применяют в пульмонологии, однако, метод может быть полезен в кардиологии и аллергологии.

Спирометрия показана к проведению в следующих ситуациях:

• Наличие у пациента симптомов острых или хронических дыхательных расстройств, в том числе недостаточности дыхания, пневмонии, астмы и др. Метод преимущественно использует в тех случаях, когда у малыша или взрослого отмечается одышка или длительно сохраняющийся кашель.
• При обнаружении патологии в бронхолегочной системе путем ранее проведенных диагностических процедур (магнитно-резонансная томография, бронхоскопия и пр.);
• Выявление в анализе крови повышенного количества углекислого газа и пониженного объема кислорода, что может свидетельствовать о нарушениях функции внешнего дыхания на доклинической стадии.
• Проведение спирометрии может быть частью подготовки к бронхоскопии, оперативным вмешательствам на органах грудной клетки и т.д.

Доктора знают о спирометрии, что это такое, и в каких клинических ситуациях ее применение позволяет получить необходимую информацию. Наибольшее значение измерения дыхательных функций имеют в случаях постановки диагноза бронхиальной астмы или хронической обструктивной болезни легких, а также для анализа эффективности их терапии. Как правило, пациенты с подобными болезнями, должны регулярно проводить спирометрию, не менее одного раза за календарный год.

Во время процедуры на нос надевают специальный зажим

Показаниями к проведению метода также являются профессиональные поражения легких (силикозы и др.), длительное курение и аллергические поражения дыхательных путей у астматиков и других пациентов.

Спирография

Спирография
— метод графической регистрации
изменений легочных объемов при выполнении
естественных дыхательных движений и
волевых форсированных дыхательных
маневров. Спирография позволяет получить
ряд показателей, которые описывают
вентиляцию легких. В первую очередь,
это статические объемы и емкости, которые
характеризуют упругие свойства легких
и грудной стенки, а также динамические
показатели, которые определяют количество
воздуха, вентилируемого через дыхательные
пути во время вдоха и выдоха за единицу
времени. Показатели определяют в режиме
спокойного дыхания, а некоторые — при
проведении форсированных дыхательных
маневров.

Бронхоспирография

Бронхоспирография

Бронхоспирография
(Бронх + Спирография)

метод исследования легочного
газообмена путем графической регистрации
его показателей раздельно для каждого
легкого с помощью бронхоспирографа

Проба Вотчала—Тиффно — функциональная
проба для оценки трахео-бронхиальной
проходимости путем измерения объема
воздуха, выдыхаемого после максимального
вдоха в первую секунду форсированного
выдоха. Да­лее вычисляют процентное
отношение этого объема к жизненной
емкости легких (норма 70—80%). Пробу
проводят при обструктивных заболеваниях
бронхов и легких.

Коэффициент использования кислорода
представляет собой процентное
отношение доли кислорода, используемой
тканями, к общему содержанию его в
артериальной крови. Этот показатель
является важным фактором, ха­рактеризующим
процессы диффузии через альвеолярно-капиллярные
мем­браны (норма 40%).

Анализ газов крови имеет важное
значение для изучения газотранспорт­ной
функции легких. Первостепенное значение
имеет определение парци­ального
давления кислорода (р02) и углекислоты
(рС02)

В норме р02со­ставляет
90—120 мм рт. ст., рС02— 34—46 мм рт.
ст.

При острой респираторной недостаточности
равновесие парциального давления 0₂и С0₂нарушается (р0₂менее
60 мм рт. ст., рС0₂более 50 мм рт. ст.).
Частичная дыхательная недостаточность
отмечается при уменьше­нии вентиляции
отдельных участков легких и компенсаторном
увеличении элиминации углекислоты
хорошо вентилируемыми отделами легких,
вслед­ствие чего рС0₂остается
нормальным, а р0₂снижено.

При глобальной недостаточности
наблюдается гиповентиляция альвеол с
респираторным ацидозом. При этом рС0₂возрастает, р0₂снижается,
раз­виваются гипоксия и гиперкапния,
что является абсолютным противопока­занием
к проведению торакальной операции.

Оперативные вмешательства на легких
возможны при следующих мини­мальных
значениях показателей функционального
состояния органов дыха­ния: ЖЕЛ —
более 50% от нормы, проба Вотчала—Тиффно
— более 55—60% ЖЕЛ, МВЛ — 45—75 л/мин,
остаточный объем легких — более 50% от
нормы. Газы крови: р0₂— более 65 мм
рт. ст., рС0₂— менее 45 мм рт. ст.
Указанные методы изучения функции
легких позволяют судить о венти­ляционной,
перфузионной и газотранспортной функций.
Наряду с ними необходимо учитывать
данные клинического наблюдения, которые
также дают представление о степени
дыхательной недостаточности.

Когда необходима спирография легких?

Соответствующее обследование широко применяется в пульмонологии для оценки состояния больных. Нет необходимости использовать методику у людей с сезонными простудными заболеваниями или кратковременным кашлем. Ситуации, при которых применяется спирография:

• дискомфорт внутри грудной клетки, характеризующийся длительным течением;
• кашель, не поддающийся традиционному медикаментозному лечению на протяжении месяца и больше;
• часто рецидивирующий бронхит и пневмония;
• мониторинг качества лечения бронхиальной астмы;
• постоянный контакт с загрязненным воздухом (работа в шахте, заводе по производству химикатов);
• генетическая склонность к нарушениям работы респираторного тракта;
• длительный анамнез курения.

Спирография позволяет оценивать функцию легких. С помощью анализа конечных данных, получаемых после исследования, можно установить тип и выраженность дыхательной недостаточности (ДН).

Норма пикфлоуметрии

• при затяжном кашле, не проходящем более чем 3–4 недели;
• одышке, ощущении недостаточности вдоха;
• болях в грудной клетке, давящего характера;
• периодических рецидивах хронического бронхита;
• проверке эффективности проводимой терапии бронхиальной астмы;
• определении вида и степени легочной недостаточности;
• мониторинге скорости прогрессирования заболевания;
• дифференцировании легочной и сердечно-сосудистой недостаточности;
• провокационных тестах для определения гиперреактивности бронхов;
• многолетней привычке курения;
• трудовой деятельности на предприятиях с загрязненным воздухом или вредными веществами;
• наследственной предрасположенности к болезням дыхательной системы и аллергии.

К ним относятся:

• тяжелое общее состояние больного;
• 3 степень недостаточности кровообращения;
• тяжелая степень легочной недостаточности;
• гипертонический криз, стенокардия;
• артериальная гипертензия;
• инфаркт миокарда;
• токсикоз при беременности.

Спирографию нельзя проводить пациентам с острыми формами нарушения мозгового кровообращения, такими как кровоизлияние и ишемический инсульт, так как даже легкое усилие может привести к их повторению.

Подготовительные мероприятия

Подготовка к спирографии очень важна. Достоверность полученных результатов повышается при соблюдении следующих правил:

• проводить исследование следует натощак или минимум спустя 2 часа после приема легкой пищи в утренние часы;
• за сутки до обследования отказаться от курения (или минимум за 4 часа), сократить потребление содержащих кофеин напитков, не употреблять алкоголь;
• отказаться от препаратов, которые могут исказить показатели;
• подбирается свободная и удобная одежда, не препятствующая дыханию;
• полчаса до замеров пребывать в покое, спокойно дышать;
• пациенту, который пользуется ингалятором, берет его на процедуру;
• иметь при себе носовой платок или салфетки.

Пациентам с зубными протезами не рекомендуется их снимать с целью сохранения привычной геометрии. При возникновении сложности герметичного обхвата трубки или плохо закрепленных протезах следует повторить процедуру без них.

Перед началом исследования медицинский сотрудник должен узнать данные пациента (рост, вес) и ввести их прибор, произвести подбор спирометра по размеру, помочь пациенту занять нужное положение и объяснить последовательность и правила выполнения дыхательных маневров.

Показания к проведению диагностической процедуры

Составляющими дыхательной системы являются:

• дыхательные пути;
• легочная ткань;
• грудная клетка.

Все они отвечают за поступление воздуха в легкие, осуществляя газообмен, и выведение отработанного воздушного состава из организма. Нормальные показатели свидетельствуют о том, что никаких нарушений в системе нет

Однако важно понимать, что хотя бы малейшие отклонения от показателей могут свидетельствовать о развитии серьезных заболеваний, особенно у тех пациентов, которые находятся в группе риска:

• курильщики;
• спортсмены;
• часто болеющие простудой или бронхитом;
• перенесшие операции на органах, участвующих в системе дыхания.

Спирометрия может проводиться как в профилактических целях, так и по назначению врача, если на то есть определенные показания. Это могут быть проявления:

• хронического кашля;
• одышки;
• нарушения газообмена в организме человека;
• аллергии;
• ХОБЛа;
• частых респираторных заболеваний;
• патологии легочной ткани;
• обструктивных проявлений болезни;
• рестрикции.

Чтобы результаты были объективными и верными, крайне важным фактором является подготовка к исследованию.

Показания и противопоказания

Чаще всего спирографию назначают при жалобах пациента на одышку и кашель, другие отклонения от нормального дыхания. На обследование направляют и при выявлении нарушений в газообмене по результатам анализа крови — если содержание кислорода или СО2 в ней выходит за допустимые значения. Также проверку назначают при аллергическом рините, рестриктивной дыхательной недостаточности, обструктивных патологиях, связанных с легочными, бронхиальными заболеваниями — ларингитом, астмой, опухолями.

Как подготовительное мероприятие спирометрия информативна перед бронхоскопией, обследованиями для диагностики характера легочной патологии, определения вентиляционной способности легких. Ее регулярно назначают пациентам из группы риска, людям со склонностью к сезонным аллергиям. Также исследование проводят для оценки общего состояния здоровья.

У неинвазивного обследования немного противопоказаний и ограничений. Исключена спирография для пациентов, у которых выявлены:

• инфаркт — спирометрию откладывают минимум на три месяца;
• аневризма, расслоение аорты;
• гипертонический криз, неконтролируемая артериальная гипертензия;
• легочное кровотечение;
• пневмоторакс, существенная недостаточность ножных венозных клапанов, инсульт и другие заболевания.

Обследование откладывают, если пациент за последнее время перенес операцию. При офтальмологическом или внутриполостном характере нужно подождать около шести недель, при вмешательствах на грудной клетке — не менее месяца.

Спирометрические данные

Результат обследования оценивается по следующим показателям:

• ЖЕЛ – жизненная емкость легких, рассчитывается как разница между объемом воздуха при полном вдохе и полном выдохе;
• ФЖЕЛ – форсированная жизненная емкость легких. Отражает предельный объем выдыхаемого воздуха (ОФВ) при максимальном вдохе. Дает возможность зафиксировать эластичность легочной ткани и экскурсию грудной клетки, то есть рестриктивные нарушения;
• ОФВ1 – объем форсированного выдоха за первую секунду, принято выражать в % к ОФВ. Самый информативный показатель спирометрии. Демонстрирует скорость прохождения воздуха в бронхах. Для окончательного понимания патологического процесса (обструкции бронхов или рестрикции паренхимы легких) рассчитывают следующий параметр;
• Индекс Тиффно – соотношение параметров ОФВ1 и ФЖЕЛ в процентах. В норме составляет от 70%. Отклонения обусловлены:
  • снижение ОФВ1 – болезни с обструкцией;
  • снижение ФЖЕЛ при неизменном или незначительно сниженном показателе ОФВ1 – изменение эластичности легочных тканей.

Таблица 1. Сокращенное обозначение и характеристика показателей спирометрического исследования.