Розділ іv дослідження функції зовнішнього дихання

Інтерпретація даних функції зовнішнього дихання, визначення обструктивних та рестриктивних змін в бронхо – легеневій системі.

Необхідно знати:

Головною функцією легень є насичення крові киснем, виведення вуглекислого газу, а також інших продуктів обміну. Цей процес називається зовнішнім диханням (малюнок 1).

Рис. 5. Схема зовнішнього дихання. А – альвеоли, Б – бронхи, О₂ – кисень, СО₂ – вуглекислий газ.

На малюнку представлена схема будови дихальної системи та її основної функції. Дихальна система складається з гортані (Г), трахеї (Т), бронхіального дерева (Б) і альвеол (А).

Складовими зовнішнього дихання є:

• вентиляція - надходження і рух повітря по бронхах, бронхіолах і альвеолах;

• дифузія газів - проникнення кисню у кров, а вуглекислого газу із крові в альвеоли;

• перфузія - стан мікроциркуляції в судинах малого кола кровообігу.

Крім зовнішнього дихання легені виконують різноманітні нереспіраторні функції: регулюють кровопостачання лівих відділів серця, активно впливають на жировий та вуглеводний обмін, приймають важливу участь в регуляції водного обміну, кислотно–лужної рівноваги, згортанні крові, імуногенезі, синтезі серотоніну, простагландинів тощо. Проте, специфічною їх функцією є зовнішній газообмін, який відбувається в респіраторному відділі. Доставка повітря до альвеол, зволоження, очистка і зігрівання його відбувається у верхніх дихальних шляхах, трахеї та бронхах.

Розвиток вентиляційних розладів може бути зумовлений пору­шеннями:

• прохідності дихальних шляхів; .

• розтяжності тканин легень;

• регуляції дихання;

• активності дихальних м'язів;

• рухливості стінок грудної клітки та діафрагми.

В розвитку обструктивних розладів легеневої вентиляції провід­не значення мають:

• порушення дренажної функції бронхів;

• бронхоспазм;

• запальний набряк слизової оболонки;

• раннє експіраторне закриття дихальних шляхів.

Порушення розтяжності легень (рестриктивні розлади) частіше всього зумовлені інтерстиційним набряком легень, втратою еластичності альвеол при емфіземі, пневмосклерозі. Особливу роль у виникненні рестриктивних порушень вентиляції має пошкодження сурфактантної системи легень.

Порушення альвеоло-капілярної дифузії звичайно поєднується з іншими механізмами, частіше всього з рестриктивними ураженнями тканин легень.

Основними задачами при дослідженні зовнішнього дихання є визначення:

• типу вентиляційних порушень;

• ступеня вираженості порушень бронхіальної прохідності;

• рівня ураження бронхів (великі, середні, малі);

• ступеня вираженості порушення еластичності легень;

• можливості проведення хірургічного втручання.

В сучасних умовах для вивчення вентиляції застосовують метод спіротесту, який проводять на апаратах, оснащених комп'ютером. Поряд з ним використовують метод спірографії та спірометрії.

Спірометрія і спірографія досить простий метод діагностики і визначення ступеня вираженості бронхіальної обструкції і рестриктивних порушень легеневої вентиляції в системі координат "Об'єм" і "Час". Загальний вигляд спірограми представлено на малюнку 2.

Рівень максимального видиху

Рівень спокійного видиху

Рис.6. Схема легеневих об’ємів і їх відображення на спірограмі.

Дихальний об’єм (ДО) - це той об’єм повітря, який людина вдихає та видихає при спокійному диханні. Дихальний об’єм у дитини 1 місяця становить 30мл, в 1 рік - 70мл, в 6 років - 156мл, в 10 років - 239мл, в 14 років - 300мл, у дорослої людини - 300 - 500мл.

При посиленому вдиху в легені можна ввести окрім дихального об’єму ще додатково 1500-2000мл повітря - це резервний об’єм вдиху (РОвд).

А після спокійного видиху можна посилено видихнути ще 1000-1500мл - це резервний об’єм видиху (РОвид). Сума дихального об’єму і резервного об’єму вдиху характеризує ємність вдиху (Євд).

Сума трьох об’ємів (дихального об’єму, резервного об’єму вдиху і резервного об’єму видиху) складає життєву ємність легень (ЖЄЛ). Життєва ємність легень - це той максимальний об’єм повітря, який можна видихнути після максимального вхиду. Життєва ємність легень є віковим та функціональним показником системи дихання.

Проте навіть після максимального видиху в легенях залишається об’єм повітря, яке міститься в них завжди - це залишковий об’єм (ЗО).

Але при спокійному диханні в легенях лишається значно більше повітря, ніж залишковий об’єм. Та кількість повітря, яке залишається в легенях після спокійного видиху називається функціональною залишковою ємністю (ФЗЄ). Вона поєднує в собі залишковий об’єм повітря і резервний об’єм видиху.

Та найбільша кількість повітря, котра повністю заповнює легені, називається загальною ємнітю легень (ЗЄЛ). Вона включає життєву ємність легень та залишковий об’єм повітря.

Методика виконання дослідження: Дослідження функції зовнішнього дихання проводять у стані спокою чи після фізич­ного навантаження. Обстеження слід проводити зранку, натще або через 1,5-2 години після їди.

Пацієнт двічі робить вдих та видих у трубку прилада в спокійному режимі дихання, після чого виконує форсовані, тобто максимально прискорені вдих та видих. С

Потік, л/с; вдих

Потік, л/с; видих

Рис.7. Нормальна петля співвідношення об'ємної швидкості потоку і об'єму повітря в процесі максимального вдиху і видиху.

Вдих починається у точці А, видих — у точці В. Пікову об’ємну швидкість видиху (ПОШ) спостерігають у точці С. Максимальний експіраторний потік у середині життєвої ємкості легень відповідає точці D, максимальний інспіраторний потік — у точці Е. РО — резервний об'єм. ДО — дихальний. Виходячи з цього, крива «потік — об'єм» описує співвідношення між об'ємною швидкістю повітряного потоку і об'ємом легень під час вдиху і видиху. Дані швидкостей і об'ємів потоку повітря обробляються персональним комп'ютером завдяки адаптованому програмному забезпеченню. Крива "потік — об'єм" при цьому відображається на екрані монітора і може бути роздрукована на папері або збережена на магнітному носії (діагностичний комплекс MasterScop PC німецької фірми "Eger" або апарат типу "Пневмоскрин"). Сучасні апарати працюють у відкритій системі з пневмотахографічними датчиками і наступним інтегруванням сигналу потоку для отримання синхронних значень об'єму легень. Обраховані і отримані результати дослідження друкуються разом з кривою "потік —об'єм" на папері в абсолютних значеннях і у відсотках до належних величин. При цьому на вісі абсцис відкладається ФЖЄЛ, що приймається за 100%, а на вісі ординат — потік повітря в літрах на 1с.

У здорової людини в заключенні дослідження функції зазвичай вказується відсутність порушень. Нижче наведений перелік найінформативніших показників функції дихальної системи і їх нормальні величини. Більшість значень показників виражені у відсотковому відношенні до нормальних (належних) величин. Ці величини характерні для здорової людини чоловічої або жіночої статі, її віку, маси та зросту. Прилади, що здійснюють комп'ютерну обробку даних, за введеними антропомет­ричними параметрами автоматично обчислюють належні величини (н.в.) таких показ­ників, як: ЖЄЛ, ФЖЄЛ, ОФВ1, ОФВ1/ЖЄЛ (індекс Тіффно), ПОШ, МОШ25, МОШ50, МОШ75, МВЛ і порівнюють з ними фактичні значення.

• ЖЄЛ - життєва ємність легень, (VC - vital capacity), л. Максимальна кількість повітря, яке можна видихнути після глибокого вдиху (сума ДО, РОвд та РО вид).

• ФЖЄЛ - форсована життєва ємність легень, (FVC - forced vital capacity), л. Максимальна кількість повітря, яке можна видихнути при форсованому видиху після глибокого вдиху.

• ОФВ1 - об’єм форсованого видиху за першу секунду, (FEV1 - forced expiratory volume), л/с. Об’єм повітря, що видихається за першу секунду при максимально швидкому видиху після глибокого вдиху.

• Індекс Тіффно, %. Співвідношення ОФВ1/ЖЄЛ помножене на 100%, в нормі – не менше 70%.

• ПОШ – пікова об’ємна швидкість, (PEF – peak expiratory flow), л/с. Максимальний потік, що видихається при видиху.

• МОШ25 – максимальна об’ємна швидкість повітря на рівні видиху 25% ФЖЕЛ, (MEF25 – maximal expiratory flow, 25% of VC), л/с. Швидкість, з якою повітря проходить по трахеї, крупних бронхах.

• МОШ50 – максимальна об’ємна швидкість повітря на рівні видиху 50% ФЖЕЛ, (MEF50 – maximal expiratory flow, 50% of VC), л/с. Швидкість, з якою повітря проходить по бронхах середнього калібру.

• МОШ75 – максимальна об’ємна швидкість повітря на рівні видиху 75% ФЖЕЛ, (MEF75 – maximal expiratory flow, 75% of VC), л/с. Швидкість, з якою повітря проходить по дрібних бронхах (діаметр < 2мм).

• МВЛ – максимальна вентиляція легень, (MVV - maximal voluntary ventilation), л. Кількість повітря, що вентилюється через легені за 1 хвилину, при максимальній частоті і глибині дихання.

Оцінка результатів спірометрії і спірографії: ОФВ1, ЖЄЛ і МВЛ оцінюють за належною величиною, розрахованою з урахуванням статі, віку, зросту і маси тіла. Нижньою межею ОФВ1, ЖЄЛ і МВЛ потрібно вважати 77-81% належної величини, нижньою межею нор­ми ОФВ1/ЖЄЛ – 84 – 86%. Зниження ОФВ1, ЖЄЛ і МВЛ до 60 - 64% належної величини класифікують як помірне, зниження до 47 – 54% - як значне, а зниження до 41 - 48% і менше - як різке.

Основою для висновку про зниження вентиляційної здатності легень є зниження ОФВ1 і МВЛ відносно належної величини. Зниження 0ФВ1 / ЖЄЛ та ЖЄЛ інтерпретують як діагностичну ознаку рестриктивних змін. Проте одночасне зниження ЖЄЛ і ОФВ1/ЖЄЛ може бути спричине­но й наявністю поєднаних обструктивно-рестриктивних порушень і значної бронхіальної обструкції.

Дослідження швидкісних показників форсованого видиху дозво­ляє уточнити рівень бронхіальної обструкції, включаючи дрібні брон­хи.

Нижньою межею норми для більшості миттєвих швидкостей форсованого видиху (ПОШ, МОШ75 і МОШ25) у жінок потрібно вва­жати 50% належної величини, у чоловіків – 55% належної величини. Нижня межа норми МОШ50 на 5% вище: у жінок вона знаходиться на рівні 55% належної величини, у чоловіків – на рівні 60% належної величини. Зниження до 40% належної величини можна розцінити як незначне, до 39 – 20% - як значне, до 19% і менше – як різке.

Висновок про рівень бронхіальної обструкції дають з урахуван­ням результатів вимірювання ОФВ1. Зниження ОФВ1, ПОШ і МОШ75 при нормальних МОШ50, МОШ25 дозволяє припустити наявність пе­решкод у верхніх дихальних шляхах – трахеї і гортані. Зменшення МОШ50 і МОШ25 при нормальних ОФВ1, ПОШ, МОШ75 свідчить про порушення, що локалізується дистально від дольових бронхів, а змен­шення МОШ25 при нормальних ОФВ1, ПОШ, МОШ75, МОШ50 – про обструкцію дрібних бронхів діаметром менше 2мм.

Слід зазначити, що діагностичний висновок ускладнює одночасне зниження ЖЄЛ, ОФВ1, ОФВ1/ЖЄЛ% і максимальних та середніх об'ємних швидкостей форсованого видиху. Такі зміни можуть бути зумовлені як наявністю обструктивно-рестриктивної патології, так і вираженої бронхіальної обструкції. У такій ситуації висновок про на­явність змішаних вентиляційних розладів роблять при значній перевазі зменшення ЖЄЛ над зниженням ОФВ1 чи при однаковій вираженості їх зменшення. При незначному зниженні ЖЄЛ діагноз змішаного типу порушення функції зовнішнього дихання є недо­статньо обгрунтованим.

Застосування фармакологічних проб з бронхолітичними засоба­ми відкриває можливості виявлення прихованих порушень бронхіаль­ної прохідності, дозволяє диференціювати їх зворотність і визначити найбільш адекватні засоби їх корекції.

В диференційній діагностиці захворювань легень має значення проба на зворотність і метод вивчення їх дифузійної здатності, що досягається шляхом проведення проб з дихальними паузами. Дихальна пауза на вдиху (проба Штанге) визначається в положенні сидячи. На висоті максимально гли­бокого вдиху дихання затримують. Аналогічно проводять пробу Генча – Саабразе, тільки дихання затримують на видиху. Нижньою межею для проби Штанге є 20с, а для проби Генча – Саабразе -15с. Отримані за допомогою ме­тодів затримки дихання і стійкого стану інте­гральні показники умов газообміну в легенях характеризують не вла­сне дифузійні властивості альвеолокапілярної мембрани, а відобра­жають здатність легень загалом здійснювати газообмін між оточую­чим середовищем і кров’ю легеневих капілярів.

Пікфлоуметрія – метод моніторування пікової швидкості видиху (ПШВ), яка вимі­рюється в літрах на секунду або на хвилину для оцінки ступеня обструкції дихальних шляхів. Моніторинг пікової швидкості видиху надає лікарю максимальну інформацію про стан хворого, ефективність його лікування, а також дозволяє пацієнту організувати самоконтроль за перебігом захворювання.

Показники (ПШВ) корелюють з ОФВ1, який використовують для оцінки ступеня обструкції дихальних шляхів, а також із опором дихальних шляхів, який визначається методом плетизмографії.

Пневмотахометрія (ПТМ) – потужність повітряного струменя на вдиху і видиху (норма від 3-4 до 6-8 л/сек.), однакового на вдиху і на видиху: що більший показник ПТМ, то краще, бо відсутні обструктивні зміни.

Дихальна недостатність – це стан, коли не забезпечується нормальне насичення крові киснем і виведення вуглекислого газу. Тобто, про її наявність можна казати у разі порушень вентиляційної функції і наявності гіпоксемії.

У нормі концентрація кисню (або насичення киснем НвО2) становить 96 – 98%. Роз­різняють три ступені гіпоксемії: І ступінь – насичення артеріальної крові киснем зни­жується до 90%, II ступінь – в межах 89 – 80%, III – від 79 до 60%. Вміст кисню в крові більше характеризує стан компенсаторних механізмів функції дихання, ніж ступінь недостатності дихання. Тому насичення крові киснем не повністю відбиває функціо­нальну повноцінність апарату зовнішнього дихання.

Бодиплетизмографія — метод дослідження функції зовнішнього дихання, переважно бронхіального опору, шляхом співставлеиня показників пневмотахометрії з показниками механічного коливання грудної клітки під час дихального циклу. Метод дозволяє визначати усі легеневі ємності, у тому числі залишковий об'єм легень (ЗОЛ) — певну кількість повітря (1000—1500мл), яка залишається в легенях після максимально глибокого видиху, а також загальну ємність легень (ЗЄЛ), яка складається з ЖЄЛ і ЗОЛ. При бодиплетизмографії обчислюють також загальний (Rtot) і специфічний ефективний бронхіальний опір.

На відміну від двох попередніх методів дослідження функції зовнішнього дихання, результати бодиплетизмографії не пов'язані з вольовим зусиллям пацієнта і є найбільш об'єктивними.

Методика проведення. Дослідження проводять у спеціальній закритій кабіні з постійним об'ємом повітря. Під час дослідження дихальний потік пацієнта вимірюють за допомогою пневмотахометра. Рухи грудної клітки під час дихання спричинюють зміни тиску повітря в кабіні, які фіксуються сенсором тиску. Пацієнт дихає спокійно. При цьому вимірюють опір дихальних шляхів. Наприкінці одного з видихів дихання пацієнта короткочасно (на 1,5 —2с) переривають за допомогою спеціальної заглушки. В цей час вимірюють тиск у ротовій порожнині, який дорівнює внутрішньо грудному тиску.