Петля поток—объем

Простое механическое устройство наподобие водяного спирометра (рис. 4-1) было вытеснено электронными приборами, которые сделали возможным точное из­мерение инспираторного и экспираторного потоков. Эти приборы также позволяют проводить измерение объемной скорости потока как функции объема легких. Чтобы понять отношение между объемной скоростью воздушного потока и объемом лег­ких, необходимо проанализировать петлю поток-объем (рис. 4-3).

После некоторого периода спокойного дыхания пациент делает максимальный вдох, в результате чего регистрируется кривая эллиптической формы (кривая АЕВ). Объем легких в точке максимального вдоха (точка В) есть ТLС. Вслед за этим па­циент делает форсированный выдох (FVC) (кривая ВСDA). Максимальная экспи­раторная объемная скорость потока представлена начальной частью кривой (точ­ка С). Затем объемная скорость потока убывает (точка D), и кривая возвращается к ее исходной позиции (точка A). Исходя из этого, петля поток-объем описывает отношение между объемной скоростью воздушного потока и объемом легких на протяжении вдоха и выдоха. Она содержит те же самые сведения, что и простая спирограмма. Однако с помощью этой петли можно легко получить дополнитель­ные полезные сведения.

Очевидно, что характеристики воздушного потока во время форсированного вдоха и выдоха заметно отличаются друг от друга. Воздушный поток во время вдоха в определенной степени симметричен: наивысшая его скорость достигается прибли­зительно в средней точке кривой. Эта точка называется максимальная объемная ско­рость вдоха при 50% жизненной емкости легких (MOC_50% , MIF_50%).

В противоположность этому, максимальная объемная скорость экспираторно­го воздушного потока — пиковый экспираторный поток (ПОС; PEF) — наблюдается по ходу выдоха очень рано. Объемная скорость потока линейно падает вплоть до окончания выдоха. Как указано при описании спирограммы, скорость воздушного потока между 25% и 75% форсированной жизненной емкости легких может быть ус­тановлена из кривой поток-объем. Удобнее, однако, рассматривать объемную скорость воздушного потока середины форсированного выдоха ( Vmax_50% ). Обычно МIF_50% в 1,5 раза больше Vmax_{50% ,} поскольку увеличение сопротивления ВП во время выдоха ограничивает экспираторный поток.

Хотя петля поток-объем содержит в основном туже информацию, что и про­стая спирограмма, наглядность отношения между потоком и объемом позволяет более глубоко проникнуть в функциональные характеристики как верхних, так и нижних ВП. Анализ петли поток-объем может быть полезен в диагностически трудных случаях.

Примеры клинического применения спирометрии

Спирометрия может быть использована для определения двух основных пато­физиологических типов отклонения от нормы: обструктивного и рестриктивного (рис. 4-4).

При обструктивных расстройствах ведущей патофизиологической аномалией является увеличенное сопротивление ВП. В простом случае (например, БА) легочная паренхима нормальна, но сужены ВП. Следователь­но, FVC может быть сохранена, но воздушный поток снизится и FEV₁/FVC % умень­шится. Как видно из рис. 4-4Б, наклон спирограммы выдоха заметно снижен по сравнению с нормой и FEV₁/FVC % уменьшено. FEF_25-75%, не показанный на ри­сунке, также снижен.

Рестриктивные расстройства характеризуются ограничением наполнения груд­ной клетки воздухом: легочная паренхима изменена таким образом, что легкие ста­новятся жесткими и с трудом расправляются. Функция BII обычно остается нормальной и, следовательно, скорость воздушного потока не претерпевает изме­нений. Хотя FVC и FEV₁ снижаются, отношение FEV₁/FVC% остается нормаль­ным (рис. 4-4В). Не показанная па рисунке величина FEF_25-75% уменьшена. При рестриктивных легочных расстройствах уменьшенный объем легких снижает элас­тическую отдачу. Поэтому величина FEF_25-75% может быть снижена и в от­сутствии обструкции ВН.

Те же самые функциональные отклонения, свойственные обструктивным и рестриктивным расстройствам, описываются экспираторной частью петли поток-объем (рис. 4-5). У па­циентов с рестриктивными болезнями петля поток-объем выглядит как умень­шенный вариант нормальной. Спирограмма в ее экспираторной части имеет нор­мальную форму. Все величины, включая объемную скорость воздушного потока, снижены, поскольку снижен и объем легких. Напротив, при болезнях обструк­ции ВП форма петли поток-объем заметно изменена: экспираторной ее части свой­ственны пониженная пиковая объемная скорость потока и заметно искаженный контур; объемная скорость воздушного потока снижена на протяжении всего вы­доха.