В клинике используются методы определения статических и динамических показателей функции внешнего дыхания, такие как спирометрия (спирография), пневмоскопия и пневмотахометрия, оксигемометрия.
С помощью спирографии определяются величины основных дыхательных объемов, исследуются интенсивность легочной вентиляции и механика дыхательного акта.
Пневмотахометрия позволяет определить объемную скорость вдоха и выдоха при спокойном и форсированном дыхании, продолжительность фаз дыхания, степень сопротивления легочной ткани воздушному потоку на вдохе и выдохе, растяжимость легких и грудной клетки и некоторые другие показатели.
Наиболее диагностически значимыми показателями легочной вентиляции являются следующие объемные и динамические показатели:
1. Объемные показатели:
– ДО (дыхательный объем) – объем воздуха, вентилируемого при спокойном дыхании, то есть объем воздуха вдыхаемого и выдыхаемого в течение 1 дыхательного цикла. Составляет в среднем у здоровых людей примерно 500 мл (от 300 до 900 мл). При этом примерно 150 мл ДО представлено ВФМП (воздух физиологического мертвого пространства, который не принимает участие в газообмене, заполняет гортань, трахею, бронхи и альвеолы после максимально глубокого выдоха).
– РОвд. (резервный объем вдоха) – дополнительный объем воздуха, который человек способен вдохнуть при максимально глубоком вдохе. Он составляет у здорового человека примерно 1500 – 2000 мл.
– РОвыд. (резервный объем выдоха) – дополнительный объем воздуха, который человек может выдохнуть при максимально глубоком выдохе после спокойного вдоха (в норме от 1500 до 2000 мл).
– ЖЕЛ (жизненная емкость легких) – равна сумме ДО, РОвд и РОвыд (у здорового человека составляет примерно 3700 мл).
– OOЛ – остаточный объем лёгких – объём воздуха, остающийся в легких после максимально глубокого выдоха, в норме составляет 200–500 мл, определяется спирографически в закрытой системе, имеющей поглотитель СО2.
– ОЁЛ – общая емкость легких. Высчитывается по формуле – ОЁЛ=ДО + Ровд + РОвыд + ООЛ, составляет у здорового человека примерно 5000–6000 мл.
Данные показатели широко варьируют в норме, что зависит от пола, возраста, типа телосложения, роста и массы тела. В кабинетах функциональной диагностики имеются таблицы должных величин по каждому показателю, рассчитанных эмпирическим путем с учетом данных параметров. С показателями должных величин сравнивают полученные результаты, то есть рассчитывают их процентное соотношение. Более стабильно соотношение показателей между собой: так в норме ДО составляет около 15%, РОвд и выд= 42–43%, ООЛ =около 33% ЖЕЛ.
Кроме данных показателей при спирографии определяется МОД (минутный объем дыхания), который рассчитывается по формуле: МОД=ДО х ЧД (частоту дыхания в 1 мин.), в среднем составляет примерно 5000 мл, МВЛ (объем максимальной вентиляции легких в 1 мин), определяется при максимально глубоком форсированном дыхании с частотой примерно 50 в минуту в течение 15 сек, рассчитывается по формуле: МВЛ = ОД (объем 1 дыхательного цикла при форсированном дыхании), умноженный на число дыханий за 1 минуту (фактическое количество дыханий за 15 сек, умноженное на 4). У здорового человека составляет примерно 80 – 200 л/мин. По Дембо должная МВЛ составляет ДЖЕЛ* 35.
Резерв дыхания (РД) определяется по формуле: РД = МВЛ – МОД. В норме РД больше МОД в 15–20 раз и составляет 80% от МВЛ.
2. Динамические показатели:
– форсированная жизненная емкость легких (фЖЕЛ) определяется как и ЖЕЛ, но при максимально форсированном выдохе. В среднем на 8–11% меньше ЖЕЛ (100 – 300 мл), что связано с увеличением сопротивления дыхательных путей воздушному потоку при форсированном выдохе,
– объем форсированного выдоха за 1 сек, определяется после максимально глубокого вдоха при быстром (форсированном) выдохе. Обычно несколько меньше резервного объема выдоха.
Спирографы, имеющие скорость лентопротяжки 1200 мм/мин и более позволяют определить мгновенные и средние объемные скорости форсированного выдоха, что имеет определенное диагностическое значение, так как позволяет примерно определить уровень бронхиальной обструкции (мелкие, крупные бронхи, бронхи среднего калибра).
С помощью спирографа можно определить потребление кислорода в условиях основного обмена в закрытой системе. Однако при данном методе исследования возможны большие искажения, так как больной дышит воздухом спирографа, который очищается от СО2 с помощью химреактивов. При выраженной дыхательной недостаточности использование закрытых систем не всегда возможно из-за большого сопротивления аппарата дыханию, которое больной не всегда может преодолеть.
Более точные результаты при нарушениях газообмена можно получить при использовании оксигемометров и газоанализаторов.
С помощью пневмотахометрии определяется объемная скорость вдоха и выдоха. В норме при спокойном дыхании она составляет 300–500 мл/сек, при форсированном дыхании увеличивается до 5–8 л/сек. Определяется также продолжительность фаз дыхания в покое и при форсированном дыхании, МОД, внутриальвеолярное давление, сопротивление дыхательных путей движению потока воздуха, растяжимость легких и грудной клетки и некоторые другие показатели.
Нарушения механики дыхания при заболеваниях бронхолегочного аппарата приводят к развитию вентиляционных нарушений по рестриктивному, обструктивному и смешанному типу
При рестриктивном типе нарушения вентиляции отмечается снижение объемных (статических) показателей: при спирографии – ДО, ЖЕЛ, РОвд, МВЛ, при пневмотахометрии – увеличение частоты дыхания и снижение объемной скорости вдоха. Динамические показатели, характеризующие выдох, при этом не меняются.
Обструктивный тип нарушения вентиляции характеризуется снижением скоростных показателей выдоха по спирограмме и объемно–скоростных по пневмотахометрии. При спирографии отмечается снижение фЖЕЛ, МВЛ и скорости форсированного выдоха, при этом ЖЕЛ не изменяется, а иногда даже немного увеличивается за счет компенсаторного углубления вдоха. При пневмотахометрии уменьшается объемная скорость выдоха, причем в прямой зависимости от степени бронхиальной обструкции.
Нарушение механики дыхания при обструктивном типе вентиляционной недостаточности приводит к увеличению некоторых статических показателей, а именно, остаточного объема легких (ООЛ), общей емкости легких (ОЕЛ).
При смешанном типе преобладание рестриктивных нарушений ведет к увеличению частоты дыхания с более выраженным уменьшением объемных показателей, чем скоростных, преобладание обструктивных нарушений – к менее выраженному увеличение частоты дыхания при преобладании снижения скоростных (динамических) показателей, над объемными, особенно показателей, характеризующих выдох.
Тахипное, возникающее при рестриктивном и смешанном типах нарушения вентиляции свидетельствует также и о наличии дыхательной недостаточности.