книги / Экспериментальные методы в биомеханике

flow at 25 %, 50 %, 75 % of FVC). Эти показатели рассчитывают путем деления соответствующих объемов (в литрах) форсированного выдоха (на уровне 25, 50 и 75 % от общей ФЖЕЛ) на время достижения этих объемов при форсированном выдохе (в секундах).

Средняя объемная скорость выдоха на уровне 25–75 %

от ФЖЕЛ (СОС25–75 % , или FEF25–75 ). Этот показатель в меньшей степени зависит от произвольного усилия пациента и более объективно

отражает проходимость бронхов.

Пиковая объемная скорость выдоха (ПОСвыд, или PEF — peac expiratory flow) – максимальная объемная скорость форсированного выдоха.

На основании результатов спирографического исследования рассчитывают также:

– число дыхательных движений при спокойном дыхании (ЧДД,

или BF — breathing freguency);

– минутный объем дыхания (МОД, или MV — minute volume) – величину общей вентиляции легких в минуту при спокойном дыхании.

10.4.2. Компьютерная спирография

Современные компьютерные спирографические системы [4, 5, 12, 24] (рис. 10.9) позволяют автоматически анализировать не только приведенные выше спирографические показатели, но и отношение поток– объем, т. е. зависимость объемной скорости потока воздуха во время вдоха и выдоха от величины легочного объема. Автоматический компьютерный анализ инспираторной и экспираторной части петли поток– объем – это наиболее перспективный метод количественной оценки нарушений легочной вентиляции. Хотя сама по себе петля поток– объем содержит в основном ту же информацию, что и простая спирограмма, наглядность отношения между объемной скоростью потока воздуха и объемом легкого позволяет более подробно изучить функциональные характеристики воздухоносных путей. Основным элементом всех современных спирографических компьютерных систем является пневмотахографический датчик, регистрирующий объемную скорость потока воздуха

372

Пневмотахографический

датчик

вдох выдохвдох выдох Объемная скорость

потока Р Разность давлений

0 Вдох

4

8

12

6 5 4 3 2 1 Объем, л

Рис.10.10. Принцип действия пневмотахографа. С помощью пневмотахографического датчика регистрируется пневмотахограмма (кривая объемной скорости потока воздуха). Автоматическое интегрирование этой кривой дает возможность получить кривую дыхательных объемов. Внизу показана кривая зависимости

поток– объем.

373

шинстве современных приборов процедура выбора наилучшей кривой для дальнейшей обработки материала осуществляется автоматически. Кривая поток– объем печатается вместе с многочисленными показателями легочной вентиляции.

Рис.10.11. Нормальная кривая (петля) зависимости «поток– объем» ПОС – пиковая объемная скорость; МОС25 %, МОС50 %, МОС75 % – максимальный экспираторный поток

на уровне 25, 50 и 75 % ФЖЕЛ; МОС50% вдоха = МОС50% выдоха – максимальный инспираторный поток на уровне

50 % ЖЕЛ

Таким образом, наряду с основными показателями классической спирографии (ЖЕЛ, ФЖЕЛ, ОФВ1, индекс Тиффно, ДО, МОД,

ЧД, РОвд, РОвыд, Евд и др.) при компьютерной обработке кривой по- ток-объем автоматически рассчитываются пиковые, мгновенные

и средние показатели объемной скорости потока на уровне 25, 50,

75 %, а также 25–75 % от общей ФЖЕЛ: ПОС, МОС25%, МОС50%, МОС75% и некоторые другие показатели. В некоторых случаях огра-

ничиваются исследованием только экспираторного потока.

375

10.4.3. Оценка результатов исследования

Большинство легочных объемов и емкостей как у здоровых пациентов, так и у больных с заболеваниями легких зависят от целого ряда факторов, в том числе от возраста, пола, размеров грудной клетки, положения тела, тренированности и т. п. Например, жизненная емкость легких (ЖЕЛ, или VC) у здоровых людей с возрастом уменьшается, тогда как остаточный объем легких (ООЛ, или RV) возрастает, а общая емкость легких (ОЕЛ, или TLC) практически не изменяется (рис. 10.12). ЖЕЛ пропорциональна размерам грудной клетки и, соответственно, росту пациента. У женщин ЖЕЛ в среднем на 25 % ниже, чем у мужчин.

Поэтому с практической точки зрения нецелесообразно сравнивать получаемые во время спирографического исследования величины легочных объемов и емкостей с едиными «нормативами», колебания значений которых в связи с влиянием вышеуказанных и других факторов весьма значительны (например, ЖЕЛ в норме может колебаться от 3 до 6 л).

376

Данные спирографических исследований следует сравнивать с должными значениями показателей.

Должные величины показателей вентиляции определяют по специальным формулам или таблицам. В современных компьютерных спирографах они рассчитываются автоматически. Для каждого показателя приводятся границы нормальных его значений в процентах по отношению к расчетной должной величине. Например, ЖЕЛ (VC) или ФЖЕЛ (FVC) считается сниженной, если ее фактическое значение меньше 85 % от расчетной должной величины. Снижение ОФВ1 (FEV1) констатируется, если фактическое значение этого показателя меньше 75% от должной величины, а уменьшение ОФВ1/ФЖЕЛ (FEV1/FVC) — при фактическом значении меньше 65 % от должной величины.

Кроме того, при оценке результатов спирографии необходимо учитывать некоторые дополнительные условия, в которых проводилось исследование: изменения атмосферного давления, температуры и влажности окружающего воздуха. Например, объем выдыхаемого пациентом воздуха обычно оказывается несколько меньше, чем тот, который тот же воздух занимал в легких, поскольку его температура и влажность, как правило, выше, чем окружающего воздуха. Чтобы исключить различия в измеряемых величинах, связанные с условиями проведения исследования, все легочные объемы, как должные (расчетные), так и фактические (измеренные у данного пациента), приводятся для условий, соответствующих их значениям при температуре тела 37 ° С и полном насыщении водяны-

ми парами (система BTPS – Body Temperature, Pressure, Saturated). В

современных компьютерных спирографах такая поправка и пересчет легочных объемов в системе BTPS производятся автоматически.

10.5. Лучевая диагностика органов дыхания

Лучевая диагностика включает рентгенографию, компьютерную томографию, МРТ, пульмоносцинтиграфию, ангиопульмонографию грудной клетки .

377

10.5.1. Рентгенологическое исследование

Для исследования органов дыхания применяют рентгеноскопию, рентгенографию, бронхографию и томографию легких.

Рентгеноскопия является наиболее распространенным методом исследования, который позволяет визуально определить изменение прозрачности легочной ткани, обнаружить очаги уплотнения или полости в ней, выявить наличие жидкости или воздуха в плевральной полости, а также другие патологические изменения [2, 4,

6, 14].

Рентгенография применяется с целью регистрации и документации обнаруженных при рентгеноскопии изменений в органах дыхания на рентгеновской пленке [1,2, 6, 11]. При патологических процессах в легких, приводящих к потере воздушности и уплотнению легочной ткани (пневмония, инфаркт легкого, туберкулез и др.), соответствующие участки легких на негативной пленке имеют более бледное изображение по сравнению с нормальной легочной тканью. Полость в легком, содержащая воздух и окруженная воспалительным валиком, на негативной рентгеновской пленке имеет вид темного пятна овальной формы, окруженного более бледной тенью, чем тень легочной ткани. Жидкость в плевральной полости, пропускающая меньше рентгеновских лучей по сравнению с легочной тканью, на негативной рентгеновской пленке дает тень более бледную по сравнению с тенью легочной ткани. Рентгенологический метод позволяет определить не только количество жидкости в плевральной полости, но и ее характер. При наличии в полости плевры воспалительной жидкости или экссудата уровень соприкосновения ее с легкими имеет косую линию, постепенно направляющуюся вверх и латерально от среднеключичной линии; при накоплении в плевральной полости невоспалительной жидкости или транссудата уровень ее располагается более горизонтально.

Томография является особым методом рентгенографии, позволяющим производить послойное рентгенологическое исследование легких [14, 24]. Она применяется для диагностики опухолей бронхов и легких, а также небольших инфильтратов, полостей и каверн, залегающих на различной глубине легких.

378

Бронхография применяется для исследования бронхов. Больному после предварительной анестезии дыхательных путей в просвет бронхов вводят контрастное вещество, задерживающее рентгеновские лучи (например, идолипол), затем производят рентгенографию легких и получают на рентгенограмме отчетливое изображение бронхиального дерева. Этот метод позволяет диагностировать расширение бронхов (бронхоэктазы), абсцессы и каверны легких, сужение просвета крупных бронхов опухолью или инородным телом.

Флюорография также является разновидностью рентгенографического исследования легких. Она проводится с помощью специального аппарата — флюорографа, позволяющего сделать рентгеновский снимок на малоформатную фотопленку, и применяется для массового профилактического обследования населения.

10.5.2. Компьютерная томография грудной клетки

Этот метод имеет ряд преимуществ перед рентгенографией грудной клетки [8, 11,14, 23,24].

Во-первых, КТ дает изображение горизонтального среза тела, где каждый орган виден в отдельности, а не перекрывается соседними, как при обычной рентгенографии. Во-вторых, КТ гораздо точнее характеризует размеры и плотность отдельных органов, тканей и патологических образований. Это особенно ценно для диагностики поражений корня легкого и поражения средостения, которые нечетко видны на рентгенограмме, заболеваний позвоночника , заболеваний грудной стенки (включая болезни плевры ), а также для выявления в легких круглых теней с плотностью, близкой к плотности жировой ткани, и очагов обызвествления.

КТ с контрастированием позволяет получить изображение кровеносных сосудов, что помогает отличить увеличенные лимфоузлы от сосудистых образований.

Спиральная КТ позволяет за время задержки вдоха получить целую серию срезов от верхушек легких до диафрагмы и воссоздать трехмерную картину всех органов грудной полости [9, 7, 10, 16]. КТ с высоким разрешением позволяет получать очень тонкие (1–2 мм)

379

срезы и значительно превосходит обычную КТ по детальности изображения. С ее помощью можно диагностировать бронхоэктазы, эмфизему и интерстициальные заболевания легких.

10.5.3. Пульмоносцинтиграфия грудной клетки

Радиоактивные изотопы, введенные внутривенно (в/в) или посредством ингаляции, позволяют получить изображение легких путем регистрации радиоактивного излучения на гамма-камере.

Наиболее часто применяемый метод – вентиляционноперфузионная сцинтиграфия [5]. Для оценки легочной перфузии в/в вводят альбуминовые микросферы, меченные 99 mТс. Они оседают в легочных капиллярах, распределяясь пропорционально кровотоку. Ингаляция 133Хе позволяет получить картину вентиляции легких.

Другой вид изотопных исследований – сцинтиграфия с 67Ga. Это очень ценный метод для диагностики пневмоцистной пневмонии и других инфекций. Сцинтиграфия с 67Ga позволяет провести дифференциальную диагностику поражений легких у больных с иммунодефицитом, особенно при СПИДе.

Для исследования сосудов легких применяют ангиопуль-

монографию – рентгеноскопию и рентгенографию грудной клетки после введения контрастного вещества через катетер в легочную артерию.

10.5.4. Магниторезонансная томография

Применение магниторезонансной томографии в диагностике заболеваний легких ограничено, так как по сравнению с компьютерной томографией этот метод дает менее подробное изображение и менее чувствителен к различиям в плотности тканей. Однако

внекоторых случаях МРТ предпочтительнее КТ.

Спомощью МРТ помимо горизонтальных можно получить также фронтальные и сагиттальные изображения, что позволяет более подробно рассмотреть патологические образования в области верхушек легких, позвоночника и реберно-диафрагмальных синусов.

380