Респирометрия: метод оценки функции дыхания¶

Респирометрия — общее название группы методов исследования функции внешнего дыхания, основанных на измерении объёма, скорости и временных характеристик воздушного потока, проходящего через дыхательные пути человека. К респирометрии относят спирометрию, пневмотахометрию и ряд производных методик, применяемых в пульмонологии, функциональной диагностике, профпатологии и спортивной медицине. Термин образован от латинского respiro («дышу», «выдыхаю») и греческого metreo («измеряю»).

¶Общие сведения

Дыхательная система обеспечивает газообмен между организмом и окружающей средой. Ключевыми показателями, которые позволяют количественно оценить её работу, служат дыхательный объём, частота дыхания, минутная вентиляция, жизненная ёмкость лёгких, а также объём форсированного выдоха за первую секунду (ОФВ1) и пиковая объёмная скорость выдоха. Респирометрические приборы регистрируют эти величины либо напрямую, либо через пересчёт по кривой «поток — объём».

Метод неинвазивен, безопасен и занимает несколько минут, поэтому широко применяется как скрининговый и контрольный инструмент. Результаты зависят от возраста, пола, роста, массы тела и этнической принадлежности пациента, поэтому оцениваются не абсолютно, а в сравнении с должными величинами.

¶История

Первые попытки измерить объём дыхания предпринимались ещё в XVII веке: английский естествоиспытатель Джон Мэйоу и его современники использовали простейшие устройства с водяным затвором. В 1846 году английский хирург Джон Хатчинсон представил «спирометр» собственной конструкции и ввёл понятие жизненной ёмкости лёгких, обследовав более четырёх тысяч человек. В XX веке развитие электроники и пневмотахографии позволило регистрировать не только объёмы, но и мгновенные скорости потока. В 1950-х годах были предложены стандартизированные пробы с форсированным выдохом, а во второй половине века появились компьютерные спирометры с автоматическим расчётом должных значений. Современные приборы используют ультразвуковые, турбинные и диафрагменные датчики потока.

¶Виды и методики

• Спирометрия — измерение статических и динамических лёгочных объёмов при спокойном и форсированном дыхании.
• Пневмотахометрия — регистрация объёмной скорости воздушного потока, часто с построением петли «поток — объём».
• Пикфлоуметрия — измерение пиковой скорости выдоха портативным прибором; применяется для самоконтроля при бронхиальной астме.
• Бронходилатационная проба — повторное исследование после ингаляции бронхолитика для оценки обратимости обструкции.
• Провокационные пробы — исследование с физической нагрузкой, метахолином или холодным воздухом для выявления гиперреактивности бронхов.

¶Устройство приборов

Классический спирометр представляет собой камеру с подвижной перегородкой, объём которой меняется при дыхании; перемещение регистрируется механически или электронно. Датчики потока бывают:

Современные системы подключаются к компьютеру и выводят графики и таблицы с автоматической интерпретацией.

¶Показатели и интерпретация

Основные измеряемые величины:

• ДО — дыхательный объём (объём спокойного вдоха или выдоха);
• ЖЕЛ — жизненная ёмкость лёгких;
• ФЖЕЛ — форсированная жизненная ёмкость;
• ОФВ1 — объём форсированного выдоха за первую секунду;
• ОФВ1/ФЖЕЛ — индекс Тиффно, ключевой критерий обструкции;
• ПОС — пиковая объёмная скорость;
• МОС25, МОС50, МОС75 — мгновенные объёмные скорости на уровне 25, 50 и 75 % ФЖЕЛ.

По соотношению этих показателей выделяют обструктивный тип нарушений (снижение ОФВ1 и индекса Тиффно), рестриктивный тип (пропорциональное снижение всех объёмов при сохранном соотношении) и смешанный тип. Обратимость обструкции оценивают по приросту ОФВ1 после бронхолитика: прирост более 12 % и более 200 мл считается значимым.

¶Применение

Респирометрия используется для диагностики бронхиальной астмы, хронической обструктивной болезни лёгких, интерстициальных заболеваний, для предоперационной оценки риска, при экспертизе трудоспособности и в профпатологии (например, при обследовании работников, контактирующих с промышленной пылью). В спортивной медицине метод применяется для контроля тренированности, в педиатрии — для выявления ранних нарушений у детей старше пяти-шести лет, способных выполнить корректный форсированный выдох.

¶Ограничения

Достоверность результата зависит от правильности выполнения пробы: необходимы плотное обхватывание загубника, отсутствие утечки воздуха, максимальное усилие и достаточная продолжительность выдоха. Прибор требует регулярной калибровки. У детей младшего возраста, у пациентов с нарушением сознания, при тяжёлой одышке или кашле исследование затруднено. Респирометрия не заменяет визуализирующие методы (рентгенографию, компьютерную томографию) и не позволяет напрямую оценить диффузионную способность лёгких — для этого применяются дополнительные методики, например измерение диффузии монооксида углерода.