Как измеряют дыхание

В диагностике и контроле лечения пациентов с хроническими заболеваниями дыхательных путей важную роль играет набор неинвазивных и несложных (для пациента) исследований, обобщенных общим термином «функция внешнего дыхания» (pulmonary function tests)

Будем называть их ФВД. Изучение ФВД позволяет оценить состояние крупных и мелких дыхательных путей (бронхов, бронхиол), паренхимы легких (альвеолярной ткани, которой происходит газообмен), а также капиллярной системы, выстилающий альвеолы.

Результаты исследований ФВД сами по себе не являются основанием для постановки диагноза, но входят в состав диагностических критериев респираторных заболеваний. В рунете полно описаний этих методов, но мне представляется полезным сделать и свой обзор для читателей нашего сайта.

В качестве источника я взял статью Harpreet Ranu, Michael Wilde и Brendan Madden “Pulmonary Function Tests”, опубликованную в Ulster Medical Journal в 2011 году, в которой авторы суммировали рекомендации European Respiratory Society и American Thoracic Society.

Согласно статье показания для выполнения тестов ФВД такие:

Симптомы, предполагающие респираторные заболевания

Кашель
Одышка
Чувство нехватки дыхания
Хрипы
Изменения на рентгенограмме

Мониторинг состояния пациентов с установленным диагнозом легочного заболевания

Интерстициальный фиброз
ХОБЛ
Астма
Болезни легочных сосудов
Другое

Исследования у пациентов с системными заболеваниями, которые могут проявляться в легких

Болезни соединительной ткани
Нейромышечные заболевания

Исследования перед операциями

Резекция легкого
Абдоминальная хирургия
Кардиоторакальная хирургия

Исследования пациентов с профессиональными рисками легочных заболеваний

Мониторинг состояния после трансплантации

Оценка ФВД – это безопасная процедура, но у нее есть несколько противопоказаний:

Инфаркт миокарда за последний месяц
Нестабильная стенокардия
Недавняя торако-абдоминальная операция
Недавняя операция на глазах
Аневризмы в грудном или брюшном отделе
Пневмоторакс

Приготовления к исследованиям ФВД

Чаще всего во время исследования пациент сидит, чтобы снизить риск падения в результате гипервентиляции. Пациентам рекомендуют не курить как минимум час до начала, не есть за два часа и не одевать тугую одежду.

Теперь про сами методы исследования.

СПИРОМЕТРИЯ

Это самый простой метод. Он измеряет объем воздуха, выдыхаемого за единицу времени. Пациента просят сделать глубокий вдох, а затем с силой выдохнуть его, стараясь произвести выдох в одном случае как можно быстрее, а в другом выдыхать как можно дольше.

Измерения включают:

Объем форсированного выдоха за первую секунду (FEV₁)
Форсированная жизненная емкость легких (FVC)
Соотношение этих двух величин (FEV₁/FVC)

Величины, полученные при спирометрии, позволяют оценить наличие обструктивных (ХОБЛ, астма) или рестриктивных нарушений (интерстициальные болезни легких) в дыхательных путях.

Обструкция – это препятствие на пути воздуха, покидающего альвеолы, например, воспаление в стенках бронхов и бронхиол. Рестрикция – это снижение объема легких и способности легких набирать воздух в альвеолы.

Критерии обструктивных изменений:

FEV₁/FVC < 70% плюс
FEV₁ более значительно снижен (по сравнению с нормой), чем FVC

О степени тяжести обструкции судят по тому, насколько FEV₁ ниже нормы:

Легкая степень тяжести	> 80% от нормы
Средняя степень тяжести	50-79%
Тяжелая степень	30-49%
Очень тяжелая	< 30%

В спирометрии норму называют «predicted values» или «должные/расчетные величины».

Критерии рестриктивных изменений:

FEV₁/FVC > 70% плюс
FVC снижен сильнее, чем FEV₁

Тест обратимости (reversibility test)

Характерным признаком астмы является обратимость обструктивных изменений дыхательных путей под воздействием бронходилататора (сальбутамола). Этот тест особенно важен для диагностики пациентов с контролируемой или стабильной астмой, так как результаты спирометрии у них могут быть в пределах нормы на момент исследования.

Для этого теста сначала проводят спирометрическое исследование без сальбутамола, а затем после его однократного применения. Если после применения бронходилататора значение FEV₁ увеличилось более, чем на 12% по сравнению с первым измерением и как минимум на 200 мл в абсолютных единицах, то тест считается положительным.

БОДИПЛЕТИЗМОГРАФИЯ

В основе этого метода лежит измерение величины бронхиального сопротивления при спокойном дыхании и изменений давления в герметичной кабине, в которой расположен пациент. Пациент дышит через специальный мундштук. В определенный момент подача воздуха перекрывается, и пациент делает несколько произвольных попыток вдохнуть и выдохнуть. Прибор измеряет изменение давления в ротовой полости и в герметичной кабине, и по этим величинам высчитывает объемы легких.

Этот метод позволяет изучить:

Остаточный объем легких. Это объем воздуха, остающийся в легких после максимального выдоха (обычно около 500 мл). У пациентов с обструктивными заболеваниями (при которых выдох затруднен) этот параметр может быть повышен по сравнению с нормой.
Общую емкость легких. Объем воздуха, находящийся в легких после максимального вдоха. Он может быть увеличен у пациентов с эмфиземой легких и снижен у пациентов с рестриктивными нарушениями.
Функциональную остаточную емкость. Это объем воздуха, остающийся в легких после нормального выдоха. Изменения это параметра можно наблюдать при тех же состояниях, что и изменения остаточного объема и общей емкости легких.

ДИФФУЗИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ ЛЕГКИХ

Этот важный тест (DLCO) позволяет оценить состояние границы между альвеолами легких и оплетающими их капиллярами, то есть той границы (гематоальвеолярного барьера), где происходит обмен O₂ и CO₂ между воздухом и кровью.

DLCO измеряет разницу парциального давления CO (моноксид углерода) во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе. Для этого пациенту дают вдохнуть смесь воздуха, содержащую 0.3% CO, после чего пациент задерживает дыхание на 10 секунд, а потом выдыхает. Прибор измеряет парциальное давление СО в выдыхаемом воздухе, сравнивает с давлением во вдыхаемом и рассчитывает разницу.

Эта разница указывает на способность альвеолярной мембраны пропускать газ в кровь: чем эта разница больше, тем выше проницаемость гематоальвеолярного барьера. Ее уменьшение характерно для заболеваний, сопровождающихся нарушением архитектуры паренхимы легких (типа эмфиземы), либо для фиброзно-воспалительных процессов, протекающих вдоль капилляров или в самих альвеолах.

В следующих статьях – про пикфлоуметрию и рекомендации по контролю астмы у детей.