Определение структуры общей емкости легких (ОЕЛ, или TLC)

Как было указано выше, методы классической спирографии, а также компьютерная обработка кривой поток-объем позволяют составить представление об изменениях только пяти из восьми легочных объемов и емкостей (ДО, РО_вд, РОвыд, ЖЕЛ, Евд, или, соответственно — VT, IRV, ERV, VC и 1С), что дает возможность оценить преимущес i неппо степень обструктивных расстройств легочной вентиляции. Рестриктивиые рас­стройства могут быть достаточно надежно диагностированы только в том случае, если ООН не сочетаются с нарушением бронхиальной проходимости, т.е. при отсутствии смг тайных расстройств легочной вентиляции. Тем не менее, в практике врача чаще BCQF0 встречаются именно такие смешанные нарушения (например, при хроническом но структивпом бронхите или бронхиальной астме, осложненными эмфиземой и пневмоС! лерозом и т.п.). В этих случаях механизмы нарушения легочной вентиляции могут быть выявлены только с помощью анализа структуры ОЕЛ.

Для решения этой проблемы необходимо использовать дополнительные методы оп­ределения функциональной остаточной емкости (ФОЕ, или FRC) и рассчитывать ПОКА так ли остаточного объема легких (ООЛ, или RV) и общей емкости легких (ОЕЛ, или TLC). Поскольку ФОЕ — это количество воздуха, остающегося в легких после макси­мального выдоха, ее измеряют только непрямыми методами (газоаналитическими пли с применением плетизмографии всего тела).

Принцип газоаналитических методов заключается в том, что в легкие либо вводят инертный газ гелий (метод разведения), либо вымывают содержащийся в альвеолярном воздухе азот, заставляя пациента дышать чистым кислородом. В обоих случаях ФОН вычисляют, исходя из конечной концентрации газа (R.F. Schmidt, G. Thews).

Метод разведения гелия. Гелий, как известно, является инертным и безвредным для организма газом, который практически не проходит через альвеолярпо-капиллярную мембрану и не участвует в газообмене.

Метод разведения основан на измерении концентрации гелия в замкнутой емкости спирометра до и после смешивания газа с легочным объемом (рис. 2.38). Спирометр та крытого типа с известным объемом (V_c„) заполняют газовой смесью, состоящей из ки­слорода и гелия. При этом объем, который занимает гелий (V_U1), и его исходная концен­трация (Fnej) также известны (рис. 2.38, а). После спокойного выдоха пациент начинает дышать из спирометра, и гелий равномерно распределяется между объемом легких (ФОЕ, или FRC) и объемом спирометра (V_c„; рис. 2.38, б). Через несколько минут кои центрация гелия в общей системе («спирометр-легкие») снижается (Рн_е2)-

Вычисление ФОЕ (FRC) основано иа законе сохранения вещества: общее количество гелия, равное произведению его объема (V) и концентрации (¥ц_к), должно быть одинако вым в исходном состоянии и после смешивания с легочным объемом (ФОЕ, или FR*)

VcпxF_lll._l=(V_CII + ФOE)xF_l

.'{пая объем спирографа (V_c„) и концентрацию гелия до и после исследования (соот-К1 и» пио, Fuej и Fhc2)> можно вычислить искомый легочный объем (ФОЕ, или FRC):

File,

После этого рассчитывают остаточный объем легких (ООЛ, или RV) и общую см­еть легких (ОЕЛ, или TLC):

ООЛ = ФОЕ - РО_выд;

ОЕЛ = ЖЕЛ + ООЛ.

Метод вымывания азота. При использовании этого метода спирометр заполняют стым кислородом. Пациент в течение нескольких минут дышит в замкнутый контур ирометра, при этом измеряют объем выдыхаемого воздуха (газа), начальное содержа- ц дли!в В легких и его конечное содержание в спирометре. ФОЕ (FRC) рассчитывают, пользуя уравнение, аналогичное таковому для метода разведения гелия.

Точность обоих принсденпых методом определения ФОЕ (FRC) зависит от политы сменшнаиия газон В легких, которое у здоровых людей происходит в течение нескольких минут. Однако при некоторых заболеваниях, сопровождающихся выраженной неравно­мерностью вентиляции (например, при обструктивиой легочной патологии), уравнове­шивание концентрации газов занимает длительное время. В этих случаях измерение ФОЕ (FRC) описанными методами может оказаться неточным. Этих недостатков ли­шен более сложный в техническом отношении метод плетизмографии всего тела.

Плетизмография всего тела. Метод плетизмографии всего тела — это один из наибо­лее информативных и сложных методов исследования, используемый в пульмополо! ни для определения легочных объемов, трахсоброихиалыюго сопротивления, эластических свойств легочной ткани и грудной клетки, а также для оценки некоторых других пара метров легочной вентиляции.

Интегральный плетизмограф представляет собой герметично закрытую камеру объем М 800 л, в которой свободно размещается пациент (рис. 2.39 и 2.40). Обследуемый дышит че­рез нневмотахографическую трубку, соедииешгую со шлангом, открытым в атмосферу Шланг имеет заслонку, которая позволяет в нужный момент автоматически перекрывай, поток воздуха. Специальными барометрическими датчиками измеряется давление в камере О'кам) И в ротовой полости (Р,_ют). последнее при закрытой заслонке шланга равно внутри-альвеоляриому давлению. Пневмотахограф позволяет определить поток воздуха (V).

Принцип действия интегрального плетизмографа основан на законе Бойяя—МорийШ та, согласно которому при неизменной температуре сохраняется постоянство отпоше пия между давлением (Р) и объемом газа (V):

Р, х V, = Р₂ х V₂,

где Pi — исходное давление газа,

Vj — исходный объем газа,

Р> — давление после изменения объема газа,

V₂ — объем после изменения давления газа.

Пациент, находящийся внутри камеры плетизмографа, производит вдох и пижон пып выдох, после чего (на уровне ФОЕ, или FRC) заслонку шланга закрывают, и об* и дуемый предпринимает попытку «вдоха» и «выдоха» (маневр «дыхания»; рис. 240) При таком маневре «дыхания» виутриальвеолярное давление изменяется, и обратно пропорционально ему изменяется давление в замкнутой камере плетизмографа. При по пытке «вдоха» с закрытой заслонкой объем грудной клетки увеличивается, что приво­дит, с одной стороны, к уменьшению внутриальвеолярного давления, а с другой — к со­ответствующему увеличению давления в камере плетизмографа (Р_Кам)- Наоборот, при попытке «выдоха» альвеолярное давление увеличивается, а объем грудной клетки и дав леи не в камере уменьшаются.

Рис. 2.39. Внешний вид интегрального плетизмографа (бодикамеры)

При данных условиях исследования, когда во время попыток «дыхания» при закры-oii Заслонке движение воздуха фактически отсутствует, альвеолярное давление равно ОВЛению в ротовой полости (Ррот)- Тогда, согласно закону Бойля-Мариотта:

Ррот х V_Bro = (Ррот + АРрот) X (V_BrO + AV),

де Ррот - исходное давление в ротовой полости в начале исследования (то есть па уров­не ФОЕ), равное атмосферному давлению; Лио - искомый виутригрудной объем газа (на уровне ФОЕ);

iPpw — изменение давления в ротовой полости во время попытки «вдоха» и «выдоха»; iV — изменение объема легких во время попытки «вдоха» и «выдоха». Отсюда,

AV

Vbto = ——- х (Рро_Т + ДРрот).

ли п упрощенном виде:

УВГО - -гг— х Ррот.

^ |И)Г

Ррот»ри данных условиях исследования соответствует атмосферному давлению, сличила AV рассчитывается автоматически по изменению давления в камере (Р_кам); мой целью предварительно производят соответствующую калибровку плетизмографа.

Таким образом, метод плетизмографии всего тела позволяет с высокой точностью к •( -читывать виутригрудной объем газа (ВГО), который у здоровых лиц достаточно 141 к) соответствует величине функциональной остаточной емкости легких (ФОЕ, или RC); разница ВГО и ФОЕ обычно не превышает 200 мл. Однако следует помнить, что Ш нарушении бронхиальной проходимости и некоторых других патологических «СТОЯНИЯХ ВГО может значительно превышать величину ИСТИННОГО ФОЕ за счет к' тчеиия числа невентилируемых и плохо вентилируемых альвеол. В этих случаях лесообразно комбинированное исследование с помощью газоаналитических методов метода плетизмографии всего тела. Кстати, разность ВО Г и ФОЕ является одним | важных показателей неравномерности вентиляции легких (см. ниже).