6 курс / Клинические и лабораторные анализы / Внутренние_болезни_Лабораторная_и_инструментальная_диагностика_Ройтберг

Рис. 2.110. Принцип определения ФОЕ методом разведения гелия. а — система перед подключением пациента, б — система после

подключения пациента и равномерного распределения гелия в общей системе «спирограф-легкие»

Вычисление ФОЕ (FRC) основано на законе сохранения вещества: общее количество гелия, равное произведению

его объема (V) и концентрации (FHe), должно быть одинаковым в исходном состоянии и после смешивания с легочным объемом

(ФОЕ, или FRC):

Vсп x FHe1 = (Vсп + ФОЕ) x FHe2,

Зная объем спирографа (Vсп) и концентрацию гелия до и после исследования (соответственно, FHe1 и FHe2), легко можно вычислить искомый легочный объем (ФОЕ, или FRC):

ФОЕ = Vсп x (FHe1 - FHe2) / FHe2,

После этого рассчитывают остаточный объем легких (ООЛ, или RV) и общую емкость легких (ОЕЛ, или TLC):

ООЛ = ФОЕ – РОвыд ; ОЕЛ = ЖЕЛ + ООЛ.

Метод вымывания азота. При использовании этого метода спирометр заполняют чистым кислородом. Пациент в течение нескольких минут дышит в замкнутый контур спирометра, при этом измеряют объем выдыхаемого воздуха (газа), начальное содержание азота в легких и его конечное содержание в спирометре. ФОЕ (FRC) рассчитывают, используя уравнение, аналогичное таковому для метода разведения гелия.

Точность обоих приведенных методов определения ФОЕ (FRC) зависит от полноты смешивания газа в легких, которое у здоровых людей происходит в течение нескольких минут. Однако при некоторых заболеваниях, сопровождающихся выраженной неравномерностью вентиляции (например при обструктивной легочной патологии)

уравновешивание концентрации газов занимает длительное время. В этих случаях измерение ФОЕ (FRC) описанными

методами может оказаться неточным. Этих недостатков лишен более сложный в техническом отношении метод плетизмографии всего тела.

Плетизмография всего тела. Метод плетизмографии всего тела

— это один из наиболее информативных и сложных методов, который используется в пульмонологии для определения легочных объемов, трахеобронхиального сопротивления, эластических свойств легочной ткани и грудной клетки и оценки некоторых других параметров легочной вентиляции. Интегральный плетизмограф представляет собой герметично закрытую камеру, объемом 800 л, в которой свободно помещается пациент (рис. 2.111 и 2.112).

Принцип действия интегрального плетизмографа основан на законе Бойля-Мариотта, согласно которому при неизменной температуре сохраняется постоянство отношения между давлением (Р) и объемом газа (V):

Р1 x V1 = Р2 x V2 ,

где Р1 — исходное давление газа, V1 — исходный объем газа,

Р2 — давление после изменения объема газа, V2 — объем после изменения давления газа.

Пациент, находящийся внутри камеры плетизмографа, делает вдох и спокойный выдох, после чего (на уровне ФОЕ, или

FRC) заслонка шланга закрывается, и исследуемый предпринимает попытку «вдоха» и «выдоха» (маневр «дыхания») (рис. 2.112). При таком маневре «дыхания» альвеолярное давление изменяется и обратно пропорционально ему изменяется давление в замкнутой камере плетизмографа. Так, при попытке «вдоха» с закрытой заслонкой увеличивается объем грудной клетки, что ведет, с одной стороны, к уменьшению внутриальвеолярного давления, а с другой — к соответствующему возрастанию давления в камере плетизмографа (Ркам). Наоборот, при попытке «выдоха»

альвеолярное давление увеличивается, а объем грудной клетки и давление в камере уменьшаются.

При данных условиях исследования, когда во время попыток «дыхания» при закрытой заслонке поток воздуха фактически отсутствует, альвеолярное давление эквивалентно давлению в ротовой полости (Ррот). Тогда, согласно закону Бойля-Мариотта:

Ррот x VВГО = (Ррот+ Ррот) x (VВГО + ΔV),

где Ррот — исходное давление в ротовой полости в начале исследования (то есть на уровне ФОЕ), равное атмосферному давлению;

VВГО — искомый внутригрудной объем газа (на уровне ФОЕ);

Ррот — изменение давления в ротовой полости во время попытки «вдоха» и «выдоха»;

ΔV — изменение объема легких во время попытки «вдоха» и «выдоха».

Отсюда

Ррот при данных условиях исследования соответствует атмосферному давлению. Величина DV рассчитывается автоматически по изменению давления в камере (Ркам); с этой целью предварительно производят соответствующую калибровку плетизмографа.

Таким образом, метод плетизмографии всего тела позволяет с высокой точностью рассчитывать внутригрудной объем газа (ВГО), который у здоровых лиц, достаточно точно соответствует величине функциональной

остаточной емкости легких (ФОЕ, или FRC); разница ВГО и ФОЕ не превышает обычно 200 мл. Однако следует помнить, что при нарушении бронхиальной проходимости и некоторых других патологических состояниях ВГО может быть значительно больше истинного ФОЕ за счет увеличения числа невентилируемых и плохо вентилируемых альвеол. Поэтому в этих случаях целесообразно комбинированное исследование с помощью газоаналитических методов и метода

плетизмографии всего тела. Кстати, разность ВГО и ФОЕ является

одним из важных показателей неравномерности вентиляции легких (см. ниже).

Интерпретация результатов

В табл. 2.8 и на рис. 2.113 представлены наиболее типичные изменения структуры ОЕЛ и основных показателей спирограммы при рестриктивных, обструктивных и смешанных нарушениях легочной вентиляции.

Таблица 2.8

Изменения структуры ОЕЛ и основных показателей спирограммы при нарушениях легочной вентиляции

Как видно из таблицы и рисунка, изменения структуры ОЕЛ при первых двух («чистых») расстройствах легочной вентиляции прямо противоположны. Обструктивный синдром,

характеризующийся ограничением воздушного потока на выдохе, сопровождается отчетливым увеличением ООЛ (более 35%) и ФОЕ (более 50%). Причем эти изменения могут обнаружиться на

самых ранних стадиях развития бронхиальной обструкции. При этом ОЕЛ может не изменятся или даже увеличиваться. Главным критерием наличия рестриктивных расстройств легочной вентиляции является значительное снижение ОЕЛ. При «чистом» варианте нарушения рестрикции (без сочетания с бронхиальной обструкцией)

структура ОЕЛ существенно не изменяется, или наблюдается некоторое уменьшение ООЛ/ОЕЛ. Если же рестриктивные расстройства возникают на фоне нарушений бронхиальной проходимости (смешанный типвентиляционных нарушений), вместе с отчетливым снижением ОЕЛ, наблюдается существенное изменение ее структуры, характерное для обструктивного синдрома: увеличение ООЛ/ОЕЛ (более 35%) и ФОЕ/ОЕЛ (более 50%). В обоих случаях рестриктивных расстройств ЖЕЛ значительно уменьшается. Таким образом, анализ структуры ОЕЛ позволяет

дифференцировать все три варианта вентиляционных нарушений (обструктивный, рестриктивный и смешанный), тогда как оценка только спирографических показателей не дает возможности достоверно отличить смешанный вариант от обструктивного, сопровождающегося снижением ЖЕЛ(рис. 2.113).

Рис. 2.113. Типичные изменения структуры ОЕЛ при обструктивных (б), рестриктивных (в) и смешанных нарушениях легочной вентиляции (г). а — структура ОЕЛ в норме

Запомните

Главным критерием обструктивного синдромаявляется изменение структуры ОЕЛ, в частности, увеличение ООЛ/ОЕЛ (больше 35%) и ФОЕ/ОЕЛ (больше 50%). Для «чистых» рестриктивных расстройств (без сочетания с обструкцией) наиболее характерно уменьшение ОЕЛ без изменения

ее структуры. Смешанный тип вентиляционных нарушений характеризуется значительным снижением ОЕЛ и увеличением ООЛ/ОЕЛ и ФОЕ/ОЕЛ.

2.5.5.Определение неравномерности вентиляции легких

У здорового человека существует, как известно, определенная физиологическая неравномерность вентиляции разных отделов легких, обусловленная различиями

механических свойств воздухоносных путей и легочной ткани, а также наличием

так называемого вертикального градиентаплеврального давления. Если пациент занимает вертикальное положение, плевральное давление в конце выдоха в верхних отделах легкого оказывается более отрицательным, чем в нижних

(базальных) отделах (рис. 2.114). Разница может достигать 6–8 см водного столба. Поэтому перед началом очередного вдоха альвеолы верхушек легких растянуты больше, чем альвеолы нижних базальных отделов. Это является причиной того, что во время вдоха в альвеолы базальных отделов поступает больший объем воздуха.

Рис. 2.114. Схематическое изображение вертикального градиента плеврального давления и размеров альвеол в области верхушек и нижних базальных отделов легких в конце спокойного выдоха (при положении ФОЭ).

Давление в плевральной полости указано в см вод. ст.

Запомните

Альвеолы нижних базальных отделов легких в норме вентилируются лучше, чем

вобласти верхушек, что связано с наличием вертикального градиента внутриплеврального давления. Тем не менее такая неравномерность вентиляции в норме не сопровождается заметным нарушением газообмена, поскольку кровоток

влегких также неравномерен: базальные отделы перфузируются лучше, чем верхушечные.

При некоторых заболеваниях органов дыхания степень неравномерности вентиляции может значительно возрастать. Наиболее частыми причинами такой

патологической неравномерности вентиляции являются:

1.Заболевания, сопровождающиеся неравномерным повышением сопротивления воздухоносных путей (хронический бронхит, бронхиальная астма).

2.Заболевания с неодинаковой региональной растяжимостью легочной ткани (эмфизема легких, пневмосклероз).

3.Воспаление легочной ткани (очаговые пневмонии).

4.Заболевания и синдромы, сочетающиеся с

локальным ограничением расправления альвеол (нарушение рестрикции) — экссудативный плеврит, гидроторакс, пневмосклероз и др.

Нередко имеет место сочетание различных причин. Например, при хроническом обструктивном бронхите, осложненном эмфиземой и пневмосклерозом, имеются региональные нарушения бронхиальной проходимости и растяжимости легочной ткани.

В результате неравномерной вентиляции существенно увеличивается физиологическое мертвое пространство, в котором не происходит газообмена или он осуществляется плохо. Это является одной из причин развития дыхательной недостаточности.

Для оценки неравномерности легочной вентиляции чаще используются газоаналитические и барометрические методы. Так, общее представление о неравномерности вентиляции легких можно получить, например, анализируя кривые смешивания (разведения) гелия или