Диффузионная ёмкость, или диффузионная способность (Дс) аэрогематического барьера—показатель эффективности транспорта определенного газа из альвеол в кровь капилляров лёгких.

Спирометрия (спирография) и ее показатели

Спирометрия (спирография) представляет собой измерение ЖЁЛ и других лёгочных объёмов с помощью спирографа (прибора для непрерывной графической регистрации изменения объёмов вдыхаемого и выдыхаемого воздуха).

Спирограмма регистрируется в момент максимально глубокого вдоха и спокойного выдоха. После этого вдох и выдох записывают повторно, но с максимальным усилием.

Показатели спирометрии позволяют дифференцировать обструктивные и рестриктивные расстройства альвеолярной вентиляции, оценивать степень дыхательной недостаточности и её динамику при лечении.

Многие показатели спирограммы выражают в относительных величинах (чаще в %) от их средних значений в популяции (учитывается пол, возраст, рост). Нормальным считают колебания показателя в диапазоне от 80 до 120%.

· Дыхательный объём (ДО) — объём воздуха, поступающий в лёгкие за один вдох при спокойном дыхании (норма 500–800 мл). Часть ДО, участвующая в газообмене, носит название альвеолярный объём (АО); остаток — около 30% от ДО — это анатомически мёртвоепространство,иливредныйобъём.

· ЖЁЛ— максимальный объём воздуха, изгоняемый из лёгких вслед за максимальным вдохом. ЖЁЛ прогрессирующе снижается при рестриктивных болезнях лёгких. В связи с этим, ЖЕЛ, в сочетании с показателем диффузионной ёмкостью легких, помогает оценить течение болезни и эффективностью ее лечения у пациентов с рестриктивной патологией.

· Форсированная жизненная ёмкость (ФЖЁЛ) оценивается аналогично ЖЁЛ, за исключением того, что дыхание при этом производится с максимально возможной силой и скоростью. Форсированный выдох сопровождается сужением дыхательных путей, замедлением его скорости.

· Объём форсированного выдоха за 1 секунду (ОФВ₁) — объём воздуха, изгоняемый с максимальным усилием из лёгких в течение первой секунды выдоха после глубокого вдоха, т.е. это часть ФЖЁЛ, выдыхаемая за первую секунду. ОФВ₁ отражает состояние крупных дыхательных путей и часто выражается в процентах от ЖЁЛ (нормальное значение ОФВ₁ = 75% ЖЁЛ).

· ОФВ₁/ФЖЁЛ — отношение ОФВ₁ к ФЖЁЛ (индекс Тиффно), выраженное в процентах (в норме больше или равно 70%). Значение ОФВ₁/ФЖЁЛ прямо пропорционально силе выдоха. Этот показатель важен для выявления обструктивных нарушений дыхания, а также для диагностики рестриктивных его расстройств. Снижение только ОФВ₁ (ОФВ₁/ФЖЁЛ <70%) свидетельствует об обструкции; снижение обоих показателей (ОФВ₁/ФЖЁЛ ³70%) указывает на рестриктивную патологию.

· Средняя объёмная скорость выдоха (СОС_25%–75%) — скорость потока форсированного выдоха в его середине (т.е. между 25% и 75% ФЖЁЛ); иначе его обозначают как максимальный поток середины выдоха. СОС_25%–75% отражает состояние мелких дыхательных путей. Он более информативен, чем ОФВ₁ при выявлении ранних обструктивных нарушений.

· Пик объёмной скорости выдоха (мощность выдоха) — максимальная объёмная скорость, которую исследуемый может развить при форсированном выдохе. Это показатель проходимости дыхательных путей на уровне трахеи и крупных бронхов. Зависит от мышечного усилия пациента.

Другие лёгочные объёмы

Получение других показателей легочных объемов требует применения не только спирометрии, но и теста с разведением гелия в легочном воздухе (позволяющего определить объём газа в лёгких).

· Общая ёмкость лёгких (ОЁЛ) — объём воздуха, содержащегося в лёгких на высоте максимального вдоха.

· Функциональная остаточная ёмкость (ФОЁ) — объём воздуха, остающийся в лёгких в конце нормального выдоха. Отражает состояние покоя лёгких и грудной стенки (объём лёгких в условиях равновесия эластической тяги лёгких, направленной внутрь, и тяги грудной клетки, направленной наружу. ФОЁ представлена двумя компонентами:

Ú резервным объёмом выдоха (РО_выд) — часть ФОЁ, которая может быть изгнана из лёгких при максимально усиленном выдохе;

Ú остаточным объёмом лёгких (ООЛ) — объём воздуха, остающийся в лёгких после максимально усиленного выдоха (в норме 25–30% от ФОЁ).

· Соотношения лёгочных объёмов:

ОЁЛ = ЖЁЛ + ООЛ

ООЛ = ФОЁ – РО_выд

Исследование других функций лёгких

· Диффузионная способность (диффузионная ёмкость, Дс) лёгких по окиси углерода (Дс_CO) отражает состояние альвеолярно-капиллярной мембраны: аэрогематического барьера. Дс_CO определяют измерением количества окиси углерода (CO), поступившей из альвеолярного воздуха в кровь лёгочных капилляров после того, как пациент вдохнул известное количество СО (0,1%). Выражают Дс_CO в мл/мин/мм рт.ст.

· Кривая податливости (растяжимости) легких. Эластичность лёгких определяет соотношение изменений лёгочных объёмов и транспульмонального давления (разность давления в альвеолах и в плевральной полости). Для растяжения лёгкого до заданного объёма необходимо определённое усилие, складывающееся из эластической тяги лёгкого, направленной внутрь, и эластической тяги грудной стенки, направленной наружу. В норме в состоянии покоя на момент конца выдоха (т.е. в положении ФОЁ) эластическая тяга лёгкого полностью сбалансирована эластической тягой грудной стенки. При полном вдохе (т.е. при ОЁЛ) лёгкие достигают своей максимальной эластической тяги. При полном выдохе (т.е. при резервном объёме выдоха) грудная стенка достигает своей максимальной эластической тяги. Зависимость транспульмонального давления от объёма лёгких отображается в виде кривой растяжимости лёгких. Податливость, или растяжимость (C) определяется по наклону кривой давление-объём (P-V) над уровнем дыхательного объёма:

C = V/P (в норме 200 мл/см Н₂0)

Потеря эластической тяги лёгкого (например, при эмфиземе) увеличивает растяжимость, смещая кривую податливости влево. Увеличение эластической тяги лёгкого (например, при рестриктивных заболеваниях лёгких, таких как идиопатический лёгочный фиброз) снижает растяжимость, смещая кривую податливости вниз и вправо.

· Сопротивление дыхательных путей (СДП). Этот показатель отражает состояние крупных дыхательных путей, поскольку 80–90% сопротивления воздушному потоку создают именно они. СДП обычно определяют по динамическим лёгочным объёмам и объёмным скоростям выдоха. Величины СДП повышены при обструктивных болезнях лёгких и снижены при рестриктивных лёгочных заболеваниях.

Спирометрические признаки дыхательной недостаточности

Обструктивные расстройства альвеолярной вентиляции

Объёмные скорости. При альвеолярной гиповентиляции вследствие обструкции дыхательных путей показатель ОФВ₁/ФЖЁЛ снижается (менее 70%). Этот показатель тесно связан со временем выдоха. Однако, даже при значительной обструкции периферических дыхательных путей ОФВ₁/ФЖЁЛ может быть в пределах средней физиологической нормы. В такой ситуации обструкцию дыхательных путей можно выявить по снижению СОС_25%–75% (до 60% или ниже от должной величины).

Лёгочные объёмы. Изменения дыхательных объёмов лёгких могут встречаться при умеренной и тяжёлой обструкции дыхательных путей. Измерение объёмов лёгких помогает распознать перерастяжение лёгких вследствие преждевременного закрытия дыхательных путей (экспираторного коллапса бронхов).

Известно, что во время форсированного выдоха дистальные отделы дыхательных путей закрываются раньше, чем изгоняется воздух, что приводит к перерастяжению легких, вызывающему увеличение ФОЁ, ООЛ и ООЛ/ЖЁЛ.

При нарушениях проходимости мелких дыхательных путей в них образуются «воздушные ловушки», увеличивающие ООЛ, тогда как ФОЁ и ОФВ₁ остаются нормальными.

При эмфиземе легких разрушение стенок альвеол и потеря лёгкими эластической тяги вызывают увеличение ОЁЛ.

Рестриктивные расстройства альвеолярной вентиляции

Объёмные скорости. ОФВ₁/ФЖЁЛ и СОС_25–75% при рестриктивной форме гиповентиляции легких могут быть нормальными или повышенными вследствие увеличенной тяги стенок дыхательных путей.