Введение

Испытание функции легких

Спирометрия (то есть измерение дыхания) – наиболее распространенный из тестов функции легких (PFT). Она измеряет функцию легких, в частности, объем и/или скорость (поток) воздуха, который можно вдохнуть и выдохнуть. Спирометрия помогает оценить паттерны дыхания для выявления таких заболеваний, как астма, фиброз легких, кистозный фиброз и ХОБЛ. Она также полезна в рамках системы наблюдения за состоянием здоровья, при которой паттерны дыхания измеряются с течением времени. Спирометрия создает пневмотахограммы – графики, отображающие объем и скорость потока воздуха, поступающего в легкие и выходящего из них во время одного вдоха и выдоха.

Процедура

Основное исследование форсированной жизненной ёмкости лёгких (FVC) незначительно варьируется в зависимости от используемого оборудования. Оно может проводиться по замкнутой или разомкнутой схеме. Независимо от различий в методике исследования, поставщикам медицинских услуг рекомендуется следовать стандарту ATS/ERS по стандартизации спирометрии. Стандартная процедура обеспечивает получение точных и объективных данных, основанных на единых референсных значениях, что снижает несопоставимость результатов при обмене ими между различными медицинскими группами. Пациенту предлагается надеть мягкие зажимы на нос, чтобы предотвратить утечку воздуха, и датчик дыхания в рот, обеспечивающий герметичное прилегание. Под руководством техника пациенту даются пошаговые инструкции выполнить резкий максимальный вдох, за которым следует максимальный выдох, продолжающийся не менее 6 секунд. При оценке возможной обструкции верхних дыхательных путей техник попросит пациента сделать дополнительный быстрый вдох для завершения цикла. Время второго вдоха может варьироваться у разных людей в зависимости от продолжительности предшествующего выдоха. В некоторых случаях перед каждым циклом исследования проводится период нормального, спокойного дыхания для получения дополнительных данных.

Ограничения

Клинически значимые результаты во многом зависят от сотрудничества и усилий пациента и должны быть повторены как минимум три раза для обеспечения воспроизводимости, при максимальном количестве попыток – десять. Учитывая изменчивость прилагаемых усилий, результаты могут быть только занижены, поскольку выходное усилие не может превысить 100%. Ввиду необходимости сотрудничества пациента и способности понимать и выполнять инструкции, спирометрию обычно можно проводить только у детей старше 5 лет, способных к сотрудничеству, или у взрослых, не имеющих физических или психических нарушений, препятствующих получению достоверных диагностических результатов. Кроме того, общий наркоз и различные виды седации несовместимы с процедурой исследования. Еще одним ограничением является то, что у людей с перемежающейся или легкой астмой показатели спирометрии могут быть нормальными между острыми обострениями, что снижает эффективность спирометрии как диагностического инструмента в таких случаях.

Дополнительная диагностика

Спирометрия также может быть частью бронхиальной провокационной пробы, используемой для определения бронхиальной гиперреактивности к интенсивным физическим нагрузкам, вдыханию холодного/сухого воздуха или фармакологическим агентам, таким как метахолин или гистамин. Для оценки обратимости состояния может быть введен бронходилататор перед повторным проведением тестов для сравнения результатов. Это обычно называют тестом на обратимость или тестом после бронходилататора (Post BD), и это важный этап в дифференциальной диагностике астмы и ХОБЛ. К другим дополнительным методам исследования функции легких относятся плетизмография и тест вымывания азота.

Параметры

Наиболее распространенными параметрами, измеряемыми при спирометрии, являются жизненная емкость (VC), форсированная жизненная емкость (FVC), форсированный объем выдоха (FEV) через интервалы времени 0,5, 1,0 (FEV1), 2,0 и 3,0 секунды, форсированный экспираторный поток 25–75% (FEF 25–75) и максимальная произвольная вентиляция (MVV), также известная как максимальная дыхательная емкость. В определенных ситуациях могут быть проведены дополнительные исследования. Результаты обычно представляются как в виде исходных данных (литры, литры в секунду), так и в процентах от прогнозируемого значения – результат теста в процентах от "прогнозируемых значений" для пациентов с аналогичными характеристиками (рост, возраст, пол, а иногда и раса и вес). Интерпретация результатов может различаться в зависимости от врача и источника прогнозируемых значений. В общем, результаты, наиболее близкие к 100% от прогнозируемого значения, считаются наиболее нормальными, а результаты выше 80% часто рассматриваются как нормальные. Существует множество опубликованных таблиц прогнозируемых значений, которые могут быть рассчитаны на основе возраста, пола, веса и этнической принадлежности. Однако для точной диагностики в каждом конкретном случае необходима консультация врача. В некоторых случаях также применяется бронходилататор, и для оценки его эффективности проводится сравнение графиков до и после его применения. См. пример распечатки. Функциональная остаточная емкость (ФОЕ) не может быть измерена с помощью спирометрии, но ее можно измерить с помощью плетизмографа или тестов разбавления (например, тест разбавления гелием).

Принудительная жизненная способность (FVC)

Принудительная жизненная емкость (FVC) – это объем воздуха, который можно с максимальным усилием выдохнуть после полного вдоха, измеряемый в литрах. FVC является наиболее основным показателем при спирометрии.

Объем вынужденного выдоха за 1 секунду (FEV1)

FEV1 – это объем воздуха, который можно с усилием выдохнуть за первую секунду после полного вдоха. Прогнозируемые нормальные значения FEV1 можно рассчитать, и они зависят от возраста, пола, роста, массы тела и этнической принадлежности, а также от конкретного исследования, на котором они основаны.

Соотношение FEV1/FVC

FEV1/FVC – это отношение объема форсированного выдоха за 1 секунду (FEV1) к общей форсированной жизненной ёмкости лёгких (FVC). У здоровых взрослых это значение должно составлять приблизительно 70–80% (снижается с возрастом). При обструктивных заболеваниях (астма, ХОБЛ, хронический бронхит, эмфизема) FEV1 уменьшается из-за повышенного сопротивления дыхательных путей воздушному потоку при выдохе; FVC также может снижаться вследствие преждевременного закрытия дыхательных путей на выдохе, но не в той же степени, что и FEV1 (например, снижаются и FEV1, и FVC, но FEV1 снижается в большей степени из-за повышенного сопротивления дыхательных путей). Это приводит к снижению значения (<70%, часто ~45%). При рестриктивных заболеваниях (таких как лёгочный фиброз) FEV1 и FVC снижаются пропорционально, и их значение может быть нормальным или даже повышенным из-за снижения эластичности лёгких. Производным показателем от FEV1 является FEV1%, или FEV1, выраженный в процентах от прогнозируемого значения, который определяется как FEV1 пациента, делённый на средний FEV1 в популяции для людей того же возраста, роста, пола и расы.

Принудительный выдох (FEF)

Принудительный выдох (FEF) – это поток (или скорость) воздуха, выходящего из легких во время средней части форсированного выдоха. Его можно измерять в отдельные моменты времени, обычно определяемые тем, какая доля форсированной жизненной ёмкости (FVC) была выдыхана. Обычно используются дискретные интервалы в 25%, 50% и 75% (FEF25, FEF50 и FEF75), или 25% и 50% выдыхаемой FVC. Также его можно представить как среднее значение потока в течение определенного интервала, обычно ограниченного конкретными долями оставшейся FVC, чаще всего 25–75% (FEF25–75%). Средние значения в здоровой популяции в основном зависят от пола и возраста, при этом FEF25–75% показан на диаграмме слева. Значения в диапазоне от 50 до 60% и до 130% от среднего считаются нормальными. Недавние исследования показывают, что FEF25–75% или FEF25–50% могут быть более чувствительными параметрами, чем FEV1, для выявления обструктивного заболевания мелких дыхательных путей. Однако, при отсутствии сопутствующих изменений в стандартных показателях, расхождения в показателях выдоха в среднем диапазоне могут быть недостаточно специфичными для использования, и действующие клинические рекомендации рекомендуют продолжать использовать FEV1, VC и FEV1/VC в качестве индикаторов обструктивного заболевания. В редких случаях принудительный выдох может измеряться через интервалы, определяемые количеством оставшейся общей ёмкости легких. В таких случаях он обычно обозначается, например, FEF70%TLC, FEF60%TLC и FEF50%TLC. Максимальный пиковый выдох (PEF) – это максимальный поток (или скорость), достигаемый во время максимально форсированного выдоха, начинающегося с полного вдоха, измеряемый в литрах в минуту или в литрах в секунду.

Объем прилива (TV)

Приливный объем — это объем воздуха, вдыхаемого или выдыхаемого при обычном дыхании в состоянии покоя.

Общая емкость легких (TLC)

Общая емкость легких (TLC) – это максимальный объем воздуха, который находится в легких.

Диффузионная мощность (DLCO)

Диффузионная способность (или DLCO) – это количество монооксида углерода, поглощаемого при однократном вдохе за стандартное время (обычно 10 секунд). Во время теста пациент вдыхает смесь газов для исследования, состоящую из обычного воздуха, содержащего инертный индикаторный газ и менее одного процента CO. Поскольку гемоглобин имеет большее сродство к CO, чем к кислороду, время задержки дыхания ограничено 10 секундами, чего достаточно для осуществления этого переноса CO. Зная количество вдыхаемого CO, вычитают количество выдыхаемого CO, чтобы определить количество, перенесенного во время задержки дыхания. Одновременно с CO анализируют индикаторный газ для определения распределения смеси газов для исследования. Этот тест выявляет нарушения диффузии, например, при идиопатическом легочном фиброзе. Необходимо проводить коррекцию на анемию (низкая концентрация гемоглобина снижает DLCO) и легочное кровоизлияние (избыток эритроцитов в интерстиции или альвеолах может поглощать CO и искусственно повышать диффузионную способность легких). Атмосферное давление и/или высота также влияют на измеренную DLCO, поэтому требуется поправочный коэффициент для приведения к стандартному давлению.

Максимальная добровольная вентиляция (MVV)

Максимальная добровольная вентиляция (МДВ) – это показатель максимального объема воздуха, который человек может вдохнуть и выдохнуть за одну минуту. Для удобства пациента измерение проводится в течение 15 секунд, после чего результат экстраполируется для определения значения за одну минуту, выраженного в литрах в минуту. Средние значения для мужчин и женщин составляют 140–180 и 80–120 литров в минуту соответственно.

Статика в легких (Cst)

При оценке статического соответствия легких измерения объема с помощью спирометра необходимо дополнять показаниями датчиков давления для одновременного измерения транспульмонального давления. Построив кривую, отражающую зависимость между изменениями объема и изменениями транспульмонального давления, можно определить Cst как наклон этой кривой в любой заданной точке объема, или, математически, как ΔV/ΔP. Статическое соответствие легких, пожалуй, является наиболее чувствительным параметром для выявления нарушений механики дыхания. Считается нормальным, если оно составляет от 60% до 140% среднего значения для популяции людей сходного возраста, пола и телосложения. Измерение Приблизительное значение Мужчина Женщина Принудительная жизненная емкость (FVC) 4,8 л 3,7 л Приливный объем (Vt) 500 мл 390 мл Общая емкость легких (TLC) 6,0 л 4,7 л