Последовательность дыхательных маневров во время исследования легочной вентиляции

Согласно инструкции, после ввода в аппарат данных о росте, возрасте и массе тела пациента, температуры, атмосферного давления и влажности воздуха на экране монитора появляется изображение координат. Дыхательные пути пациента подключают к аппарату посредством загубника. Для предотвращения утечки воздуха применяют носовой зажим. С целью адаптации дыхания пациент делает 2–3 спокойных вдоха и выдоха в аппарат. Потом пациенту предлагают сделать предельно возможный спокойный выдох, а затем сделать спокойный максимально глубокий вдох до предела.

Рис.1.2. Конфигурация КПО с наибольшим прогибом у здорового

человека.

И далее, по команде медсестры пациент выдыхает воздух максимально быстро, энергично до предела (форсированный выдох), что составляет маневр ДЖЕЛ. Следует стремиться, чтобы максимальное усилие было достигнуто в начале форсированного выдоха и поддерживалось до конца его. Длительность форсированного выдоха должна быть не менее 6 сек. у здоровых и 10 сек у больных с обструктивными изменениями в легких. Медсестра должна обратить внимание на качество выполнения дыхательных маневров. Обычно запись показателей ЛВ повторяют 2–3 раза, причем они не должны разниться на величину более 5%. При выполнении каждого дыхательного маневра на экране монитора и параллельно на бумаге, как показано на рис. 1.2, вырисовываются огибающие кривые «поток – объем» (КПО), в том числе и ФЖЕЛ выдоха (на рисунке обозначена жирной линией).

На КПО фиксируются значения максимальной объемной скорости (МОС) ЛВ, достигнутые в одной из 2–3 попыток выполнения теста. Следовательно, в любой произвольно взятой точке на КПО зафиксирована МОС воздушной струи.

Во время выполнения дыхательных маневров аппарат автоматически измеряет и спирометрические показатели (ЖЕЛ, ФЖЕЛ, ДО, РО_вд, РО_Выд), вычисляет ИТ.

Если у исследуемого нет нарушения ЛВ, то конфигурация КПО с горизонтальной линией ФЖЕЛ имеет форму почти правильного треугольника. В некоторых случаях у здоровых людей возможен небольшой прогиб КПО вниз после ПОС (см. рис 1.2).

Характеристика кривых «поток-время» джел

На рис. 1.3 показано, что по оси абсцисс откладывается объем (в л) ДЖЕЛвыд, принимаемый за 100%, а по оси ординат – поток в л/сек. В начале форсированного выдоха наступает быстрое нарастание объемной скорости воздушного потока, которая в течение сотых долей секунды достигает пикового значения, обозначаемого ПОС. В момент достижения ПОС воздушного потока вступает в действие механизм ограничения его (сужение бронхов из-за уменьшающейся эластической их растяжки и повышения ВГД). Поэтому, несмотря на максимально прилагаемое усилие в течение форсированного выдоха, объемная скорость воздушной струи будет постепенно уменьшаться. Следовательно, послепиковая нисходящая часть КПО отражает постепенно уменьшающуюся проходимость дыхательных путей и состояние эластичности легочной ткани.

Рис. 1.3. Кривые «поток-объем».

Различные участки КПО имеют следующие характеристики:

– время от начала выдоха до достижения ПОС (в норме меньше 0,1 сек);

– объем воздуха, выдохнутый до достижения ПОС, который обозначают ОПОС (в норме не более 20% ПОС). Отношение ПОС/ОПОС в норме должно быть не менее 20/1. Уменьшение ПОС/ОПОС характерно для рестриктивного типа нарушения ЛВ. При обструктивном типе уменьшается только ПОС.

– послепиковая нисходящая часть КПО плавно, почти прямолинейно, опускается к окончанию ФЖЕЛ. Аппарат так сконструирован, что автоматически измеряет и фиксирует на бумаге максимальную объемную скорость (МОС) на уровне выдоха 25% (МОС25), 50% (МОС50), 75% (МОС75), 85% (МОС85) ФЖЕЛ, а также среднюю объемную скорость (СОС) в интервале 25–75% и 75–85% ФЖЕЛ (СОС25-85, СОС75-85), т. е. максимальный поток середины и конца форсированного выдоха.

Как показано на КПО (рис. 1.3), каждый последующий параметр в данном каскаде обязательно должен быть меньше предыдущего. В исключительно редких случаях ПОС и MOC25 бывают равны.

Надо иметь в виду, что в некоторых аппаратах МОС обозначают иначе: при выдохе первой четверти ФЖЕЛ обозначают 75% (МОС75)половины ФЖЕЛ – 50% (MOC50) трех четвертей ФЖЕЛ – 25% (МОС25) СОС на участке75-25% (СОС75–25) 85–75% (СОС85–75). Это вносит путаницу и определенную трудность в осмысливании этих величин. МОС25 характеризует проходимость центральных дыхательных путей (трахеи, крупных бронхов), MOC50 – проходимость средних бронхов (не всеми разделяемое мнение), МОС75 и сегменты МОС25-75, MOC75-85 – проходимость мелких (диаметр менее 2 мм), или периферических бронхов.

– иногда рассчитывается интегральный показатель (А), т. е. площадь, ограниченная КПО и линией ФЖЕЛ, и общее время форсированного выдоха (Т_выд).

Снижение ФЖЕЛ, ОФВ₁ и МОС25 характерно для нарушения бронхиальной проходимости центральных дыхательных путей. При нарушении проходимости мелких (периферических) бронхов уменьшаются показатели ПОС, МОС75, СОС75–85, но увеличивается Т_выд. Одновременное уменьшение всех выше названных показателей ЛВ и А – свидетельство распространенного (генерализованного) нарушения.

Уменьшение только МОС75 и СОС75-85 при нормальных ПОС и ОФВ₁ – показатель слабо или умеренно выраженной обструкции мелких (периферических) бронхов. Клиническим эквивалентом данного состояния могут быть синдром “дыхательного дискомфорта” (чувство стеснения или сдавления в грудной клетке, ощущение затруднения выдоха, сухой непродуктивный кашель) и прослушивание дискантовых хрипов, особенно при форсированном выдохе. Подтверждением данной клинической ситуации является увеличение более чем на 20% показателей, характеризующих проходимость мелких бронхов, в бронхолитической пробе с вентолином.

В отдельных случаях КПО имеет конфигурацию, характерную для некоторых заболеваний системы органов дыхания. Так, при эмфиземе легких КПО сравнивают с конфигурацией зуба акулы (рис.1.4а), пунктиром обозначена нормальная КПО), когда после несколько сниженного пика объемная скорость быстро падает и остается весьма сниженной до конца форсированного выдоха. Выраженный провал КПО объясняют экспираторным коллапсом периферических бронхов, лишенных эластической растяжки. Чтобы как-то повысить внутрибронхиальное давление, больные эмфиземой легких инстинктивно делают выдох через сомкнутые или сложенные в трубочку губы.

При внеторакальном стенозе гортани и трахеи КПО без четкого пика, имеет куполообразную форму (рис. 1.4б). У больных с врожденной или приобретенной трахеобронхиальной дискинезией нисходящая часть КПО имеет несколько зазубрин, т.к. выдох у них несколько раз прерывается экспираторным коллапсом трахеи и бронхов.

Рис.1.4. Конфигурация КПО при: а)эмфиземе легких; б) внеторокальном

стенозе трахеи или гортани.

Однако следует еще раз подчеркнуть, что показатели ЛВ, в том числе и КПО, характеризуют вентиляционную функцию системы органов дыхания и являются дополнением в диагностике ее заболеваний. Фактические величины показателей ЛВ необходимо сопоставить с должными значениями, а также определить величину отклонения их (обычно в процентах) от должной величины. Степень отклонения фактической от должной величины характеризует глубину расстройства ЛВ, что можно определить по справочной таблице.

Плетизмография всего тела (общая плетизмография)

Согласно закону Бойля–Мариотта, объем газа меняется обратно пропорционально приложенному давлению. Этот закон используется при определении объема легких у человека, находящегося в герметично закрытой камере – кабине плетизмографа. При этом обследуемый дышит воздухом камеры через мундштук, который можно перекрывать электромагнитной заслонкой, изолируя тем самым дыхательные пути и легкие от объема камеры. После того как с помощью специальных приспособлений стабилизированы колебания температуры, влажности и давления, связанные с пребыванием в кабине испытуемого, приступают к измерениям.

При спокойном дыхании воздухом кабины альвеолярное давление в конце вдоха и в конце выдоха становится равным давлению в кабине и атмосферному. Если в конце спокойного выдоха перекрыть дыхательные пути заслонкой и предложить обследуемому сделать короткий вдох и выдох без доступа воздуха в легкие (маневр Пфлюгера), то газ в альвеолах подвергнется небольшой декомпрессии на вдохе и компрессии на выдохе.

Эти колебания давления (ΔР_A) можно измерить в полости рта (непосредственно за заслонкой) и зарегистрировать двухкоординатным самописцем одновременно с колебаниями камерного давления (ΔР_k). Зная ΔР_k нетрудно рассчитать изменения объема камеры ΔV_k во время маневра Пфлюгера, когда воздух в камере подвергается компрессии и декомпрессии:

ΔV_k =ΔР х K

где К – коэффициент пропорциональности между изменениями объема камеры и давлением в ней, предварительно измеряемый специальной калибровочной помпой. Поскольку колебания ΔV_k возникают вследствие движений грудной стенки, эта величина соответствует колебаниям альвеол ΔV_А. Используя закон Бойля – Мариотта, можно составить уравнение, в левой части которого исходные давление и объем альвеол, в правой – давление и объем при выполнении маневра Пфлюгера:

V_А х Р_атм= (V_А + ΔV_k) х (Р_атм + ΔР_A)

откуда после ряда преобразований и упрощений и внесения поправок на давление водяных паров следует

V_А = (Р_атм – Р_вод) х ΔР_к х К/ ΔР_A

Таким образом, общая плетизмография позволяет измерить внутригрудной объем газа (ВГО, равный V_А) без применения газоаналитических методов, с помощью которых обычно оценивается ФОЕ. Поскольку при этом определяется весь объем газа, находящийся в легких, в том числе и не принимающий участия в вентиляции, ВГО обычно несколько больше ФОЕ.

Общая плетизмография позволяет определить и аэродинамическое сопротивление дыхательных путей R_aw (которое иногда называют бронхиальным, что не совсем точно, так как трахея и верхние дыхательные пути тоже вносят вклад в его формирование). Для этого необходимо знать перепад давлений между альвеолами и полостью рта и поток на выходе из дыхательных путей. При дыхании в открытой системе ротовым давлением можно пренебречь, принимая его равным атмосферному.

Пульсоксиметрия– неинвазивный метод измерения процентного содержания оксигемоглобина в артериальной крови (SpO2). В клинической практике предлагается пользоваться терминами «насыщение артериальной крови кислородом» или «оксигенация артериальной крови», а сам параметр SpO2 обозначать термином «сатурация». Работа пульсоксиметра основана на способности гемоглобина связанного (НbО2) и не связанного с кислородом (Нb) абсорбировать свет различной длины волны. Оксигенированный гемоглобин больше абсорбирует инфракрасный свет, деоксигенированный гемоглобин больше абсорбирует красный свет. В пульсоксиметре установлены два светодиода, излучающих красный и инфракрасный свет. На противоположной части датчика располагается фотодетектор, который определяет интенсивность падающего на него светового потока. Измеряя разницу между количеством света, абсорбируемого во время систолы и диастолы, пульсоксиметр определяет величину артериальной пульсации. Сатурация рассчитывается, как соотношение количества НbО2 к общему количеству гемоглобина, выраженное в процентах:

SpО2 = (НbО2 / НbО2 + Нb) х 100%. Показатели SpO2 коррелируют с парциальным давлением кислорода в крови (PaO2), которое в норме составляет 80-100 мм рт. ст. Снижение PaO2 влечет за собой снижение SpO2, однако зависимость носит нелинейный характер: • 80-100 мм рт. ст. PaO2 соответствует 95-100% SpO2 • 60 мм рт. ст. PaO2 соответствует 90% SpO2 • 40 мм рт ст. PaO2 соответствует 75% SpO2 Норма пульсоксиметрии для здорового человека варьирует в пределах от 96 до 98%, более высокие значения достигаются при кислородной терапии.

При нарушении функции легких им не удается извлекать из воздуха достаточное количество кислорода, и сатурация падает. Если болезнь развивается постепенно, в течение месяцев и лет, человек может не замечать снижение сатурации до 92-95%. Однако уже на этом этапе ухудшается переносимость физической нагрузки. При снижении сатурации до 89-92% следует задуматься о необходимости кислородотерапии и/или неинвазивной вентиляции легких. При значениях меньше 60-70% могут развиваться необратимые изменения в чувствительных к уровню кислорода тканях, прежде всего, в головном мозге.

Виды пульсоксиметрии

Трансмиссионная — методика, основанная на анализе светового потока, пропускаемого через ткани организма. Чтобы свет от светодиодов мог проходить через ткани и анализироваться прибором, периферический датчик закрепляют на таких частях тела, как палец, мочка уха, крыло носа.

Отраженная — методика измерения уровня кислорода в крови, основанная на анализе отраженного от тканей светового потока. По принципу работы приборы, которые используются для измерения по этой методике, практически ничем не отличаются от трансмиссионных. Однако таким методом процентное наполнение гемоглобина можно измерить, установив датчик практически на любую часть тела, например, на живот или предплечье.

Ограничения и погрешности метода Метод имеет ряд существенных ограничений: • Яркий внешний свет и движения могут создавать нарушать работу прибора. • Неправильное расположение датчика. Для трансмиссионных оксиметров (работающих на просвет) необходимо, чтобы обе части датчика находились симметрично, иначе путь между фотодетектором и светодиодами будет неравным и одна из длин волн будет «перегруженной». Изменение положения датчика часто приводит к внезапному «улучшению» сатурации. • Значительное снижение перфузии периферических тканей (шок, гипотермия, гиповолемия) ведет к уменьшению или исчезновению пульсовой волны. Если нет видимой пульсовой волны на пульсоксиметре, любые цифры процента сатурации малозначимы. • Анемия требует более высоких уровней кислорода для обеспечения транспорта кислорода. При значениях гемоглобина ниже 5 г/л может отмечаться 100% сатурация крови даже при недостатке кислорода. • Отравление угарным газом (высокие концентрации карбоксигемоглобина могут давать значение сатурации около 100%) • Красители, включая лак для ногтей, могут спровоцировать заниженное значение сатурации. • Трикуспидальная регургитация вызывает венозную пульсацию и пульсоксиметр может фиксировать венозную пульсацию и сатурацию. • При значениях сатурации ниже 70% резко возрастает погрешность метода, т.к. в алгоритмах пульсоксиметров не имеется контрольных значений для сравнения. • Нарушение ритма сердца может нарушать восприятие пульсоксиметром пульсового сигнала. При этом следует отметить, что возраст, пол, желтуха и кожа темного цвета практически не влияют на работу пульсоксиметра.