Респираторная медицина. Руководство (в 2-х томах)

Чучалин А. Г.

Плетизмограф, измеряющий объем, является камерой переменного объема с постоянным давлением. При изменении внутригрудного объема газ перемещается через отверстие в стенке камеры и измеряется объем этого газа. Этот тип плетизмографов позволяет измерять как небольшие, так и значительные изменения объема. Однако для достижения хорошего частотного ответа система должна обладать маленьким импедансом, что является технически сложной задачей. Поэтому прибор не рекомендуется для рутинного использования.

Плетизмограф, измеряющий объем и давление, сочетает в себе особенности плетизмографа постоянного объема и плетизмографа постоянного давления. Поскольку пациент дышит комнатным воздухом, изменения внутригрудного

объема приводят к сжатию или расширению воздуха в камере, а также перемещают его через отверстие в стенке камеры. Компрессия или декомпрессия воздуха измеряется по изменению давления, с помощью спирометра/пневмотахометра измеряют объем перемещенного воздуха.

Наиболее универсальным способом является использование камеры постоянного объема. Как правило, измерение внутригрудного объема проводят в конце спокойного выдоха (на уровне ФОЕ).

ВНУТРИГРУДНОЙ ОБЪЕМ ГАЗА

Метод измерения основан на законе Бойля: объем определенного количества газа при постоянной температуре изменяется обратно пропорционально давлению:

PxV = constant, т.е. P1xV1 = P2xV2.

В конце выдоха альвеолярное давление (Pальв) равняется атмосферному давлению, измеренному в ротовой полости (Pрот), потому что в этот момент отсутствует поток воздуха; V (внутригрудной объем газа) неизвестен. Когда дыхательные пути перекрываются на уровне ротовой полости, пациент делает попытки вдохов и выдохов. Газ, содержащийся в легких, попеременно сжимается и разрежается. При попытке вдоха объем грудной клетки увеличивается (V), а давление внутригрудного газа снижается (P): новый внутригрудной объем равен V2 = V1 + V, новое давление P2 = P1 + P. Изменения давления в ротовой полости регистрируются (P2). Поскольку колебания давления происходят с небольшой частотой, то изменения альвеолярного и ротового давления одинаковы: Pрот = Pальв. Соответственно:

P1xV1 = P2xV2 = (P1 + P)x(V1 + V) = P1xV1 + P1xV + V1xP + PxV.

При небольших перепадах давления величиной PxV можно пренебречь, поскольку она очень мала. Следовательно:

P1xV = - V1xP;

V1 = - P1xV/P.

Если закон Бойля применить к легкому, то отсюда вытекает:

V_L = - PальвxV_L/Pальв,

где: V_L - внутригрудной объем, а за альвеолярное давление принимается атмосферное давление (Pатм) минус давление водяного пара при температуре 37 ⁰;С (Pвод.п.), поскольку предполагается, что если газ насыщен влагой, то объем водяных паров остается постоянным (независимо от перепадов давления).

При использовании камеры постоянного объема изменения легочного объема (V_L) равны изменению объема камеры (Vк), которые можно вычислить по изменению давления в камере (Pк), умноженному на коэффициент, полученный при проведении калибровки (Ккалибровки). Окончательное уравнение имеет вид:

V_L = (Pатм - Pвод.п.)xPкxКкалибровки/Pальв.

При перекрытии дыхательных путей строится график зависимости Pрот от Vк, что позволяет вычислить Vк/Pрот = V_L/Pальв (рис. 5-78) и измерить внутригрудной объем. Измеренный объем чуть выше ФОЕ, поскольку перекрытие дыхательных путей происходит не точно в конце выдоха. Для коррекции вводят поправочный коэффициент.

path: pictures/0578.png

Рис. 5-78. Графическое представление респираторных усилий при перекрытии дыхательных путей: изменение ротового давления (Y-ось) соответствует изменению объема в боди-камере (X-ось). Экспираторные усилия приводят к увеличению ротового давления и разрежению объема в камере, инспираторные усилия - с точностью наоборот. Угол наклона DVк/DPрот пропорционален внутригрудному объему (3,07 л).

Эти кривые указывают на хорошее выполнение маневров, практически отсутствуют отклонения от линии наклона.

Бодиплетизмография позволяет быстро провести несколько измерений ФОЕ. Это выгодно отличает бодиплетизмографию от методов вымывания азота или разведения гелия, поскольку повторные измерения в методах разведения газа можно проводить после определенного периода, необходимого для возвращения альвеолярного газа в исходное состояние. У больных с ХОБЛ интервал между исследованиями должен составлять 10 - 20 мин. Кроме того, ФОЕ, измеренная бодиплетизмографическим методом, включает в себя как вентилируемые, так и невентилируемые отделы легких. В связи с этим у пациентов с легочными кистами и «воздушными ловушками» данный метод дает более высокие показатели по сравнению с методами разведения газов. Разница между показателями, полученная с помощью этих двух методов, дает важную информацию о наличии невентилируемого воздушного пространства в грудной клетке и позволяет вычислить объем «воздушной ловушки». Бодиплетизмография является более дорогим методом, технически более сложным и требует, чтобы пациент четко выполнял указания врача функциональной диагностики и прилагал больше усилий, чем при исследовании методом разведения газов. Тем не менее метод бодиплетизмографии является предпочтительным, поскольку позволяет более точно оценить ФОЕ [46].

Однако и при проведении бодиплетизмографии возможны ошибки измерения, поскольку некоторые факторы оказывают существенное влияние на точность результатов. Принцип метода основан на том, что происходит полностью изотермическая компрессия, т.е. температура постоянна. Чтобы избежать подъемов давления вследствие нагревания воздуха пациентом [47], плетизмограф должен сообщаться с атмосферой (утечка, насос или электронная коррекция). Труднее устранить нагревание и увлажнение инспираторного воздуха и охлаждение экспираторного воздуха из-за конденсации водяных паров. Поверхностное частое дыхание (с частотой 2 Гц = 120 в минуту) минимизирует влияние этих эффектов. Чтобы проводить измерения при спокойном дыхании, необходимы дополнительные технические приспособления (например, специальный воздушный мешок для нагревания и увлажнения воздуха или электронная коррекция).

Еще одной проблемой может быть спонтанно возникающие перепады атмосферного давления и артефакты, например вследствие хлопанья дверьми, которые значительно выше изменений давления внутри боди-камеры. В современных плетизмографах эта проблема также решается с помощью механических приспособлений и программного обеспечения [42, 48].

Бодиплетизмографическое исследование у больных с выраженными обструктивными нарушениями может завышать истинное значение ФОЕ [49]. Это обусловлено тем, что у таких пациентов колебания ротового давления при перекрытии дыхательных путей отстают от колебаний альвеолярного давления. Ошибка может быть сведена к минимуму при проведении исследования с частотой дыхания менее 60 в минуту [50 - 51]. У детей некоторое завышение ФОЕ может быть обусловлено нестандартными перепадами альвеолярного давления из-за очень податливой грудной клетки [52].

РЕНТГЕНОГРАФИЧЕСКОЕ ИЗМЕРЕНИЕ ОБЪЕМА ЛЕГКИХ

Объем легких можно измерить с помощью рентгенографии грудной клетки в переднезадней и латеральной проекциях [53 - 58]. Метод позволяет оценить ОЕЛ, результаты измерения которой незначительно отличаются от бодиплетизмографических показателей даже у больных с брохиальной обструкцией [54, 59]. Процедура обработки данных должна включать в себя коррекцию, поскольку в этом методе измеряется объем воздуха и тканей легких, тогда как при бодиплетизмографии измеряют объем компрессионного воздуха, а в методах разведения -