СПИРОГРАФИЯ

Спирография (лат. spiro дуть, дышать + grapho писать, изображать) — метод исследования функции легких путем измерения легочных дыхательных объемов.

Основоположником Спирографии считается Гетчинсон (J. Hutchinson, 1846), к-рый сконструировал первый спирограф, нашедший применение в клинике, и разработал основы представлений о легочных объемах.

В литрах или миллилитрах измеряют: дыхательный объем — ДО (объем воздуха, вдыхаемого и выдыхаемого при каждом дыхательном цикле; см. рисунок к ст. Легочная вентиляция), а также минутное потребление кислорода, характеризовать равномерность альвеолярной вентиляции, проводить пробы с форсированным вдохом и выдохом.

С помощью Спирографии исследуют механику дыхания, оценивают ее нарушения и резервы дыхательной функции. Особенно важна С. для оценки терапевтических воздействий на легкие и при врачебном контроле (см. Врачебный контроль). Запись глубины дыхания (спирограмма) входит в состав других методов исследования функции легких — оценки растяжимости легких, работы дыхания, реакции на углекислый газ и гипоксию.

Процедура нетравматична. Исследование проводят натощак или через 2—3 часа после легкого завтрака. Испытуемому вводят загубник, через к-рый осуществляется контакт с аппаратом, на нос накладывают зажим. Сначала регистрируют спирограмму при спокойном дыхании для определения МОД и потребления кислорода. Затем предлагают сделать максимально глубокий вдох, за к-рым следует полный глубокий спокойный выдох (для измерения ЖЕЛ, РОвд и Р0ВЫД). После этого предлагают сделать максимально глубокий форсированный вдох и полный форсированный выдох (для измерения ФЖЕЛ, пробы Вотчала — Тиффно и расчета объемных скоростей движения воздуха в различные моменты выполнения проб). После небольшого перерыва испытуемый дышит в течение нескольких минут смесью воздуха и гелия, который используют в качестве индикатора для расчета ФОЕ, ООЛ, OEЛ, а также равномерности альвеолярной вентиляции (индикаторами могут быть и другие плохорастворимые в крови газы: ксенон или азот при заполнении спирографа кислородом). Исследование заканчивают определением MB Л; испытуемый при этом дышит с максимальной глубиной и частотой. Измеренные величины объемов приводят по таблицам к условиям системы BTPS (от англ. слов Body, Temperature, Pressure, Soft): к температуре 37°, барометрическому давлению 760 мм рт. ст. и 100% насыщения водяными парами. Потребление кислорода приводят к условиям системы STPD (от англ. слов Standard, Temperature, Pressure, Dry): к температуре 0°, давлению 760 мм рт. ст. и отсутствию водяных паров. Результаты обследования выражают в абсолютных величинах и в процентах от должных величин для здоровых людей того же пола, возраста, роста и веса (массы) тела.

Снижение большинства показателей С. на 20% и более от должных величин расценивают как признак патологии; неблагоприятным симптомом является также увеличение ООЛ и ФОЕ. По результатам С. устанавливают наличие и выраженность рестриктивных и обструктивных нарушений. Рестрикция — затруднение растяжения легких и грудной клетки — проявляется в уменьшении легочных объемов (преимущественно ОЕЛ и ЖЕЛ). При обструкции — ухудшении проходимости дыхательных путей — снижаются скорости форсированного вдоха и выдоха, а также увеличиваются ООЛ и ФОЕ из-за сопутствующей эмфиземы вследствие обструкции мелких, периферических бронхов. ПоказатегЛЬ обструкции более крупных (центральных) бронхов — снижение ФЖЕЛ, выдыхаемой за первую секунду (см. Вотчала — Тиффно проба). Этот показатель превосходит по чувствительности мгновенные значения скоростей форсированного выдоха. Ряд исследователей утверждает, что момент падения скорости форсированного выдоха является показателем уровня обструкции соответственно в крупных, средних или мелких бронхах. Иногда применяют одновременную запись объема и скорости форсированного вдоха и выдоха — так наз. петлю «объем — скорость».

Механизм изменений спирограммы при различных заболеваниях различен. Поэтому ее интерпретация зависит от клинического диагноза. Так, напр., снижение скоростных характеристик форсированного выдоха иногда наблюдается у совершенно здоровых людей и трактуется исключительно как фактор повышенного риска заболевания легких. У больного же бронхиальной астмой идентичные изменения могут служить основанием к назначению соответствующего лечения.

Данные С. имеют решающее значение в диагностике бронхиальной астмы. В межприступном периоде на фоне удовлетворительного состояния порой длительно (годами) сохраняется увеличение ООЛ и ФОЕ, свидетельствующее об эмфиземе и обструкции периферических бронхов. Если же у таких больных существенно снижены скорости форсированного выдоха, это является показателем обструкции уже центральных бронхов. Случаи субъективно удовлетворительного состояния при резко измененных показателях С. типичны для многих больных, находящихся на немедикаментозной терапии (рефлексотерапии, психотерапии и пр.). Напротив, невротикам порой на основании одной лишь клинической картины ставится диагноз бронхиальной астмы, тогда как данные С. этот диагноз отвергают, поскольку не обнаруживается признаков значительного бронхоспазма даже в периоде обострения.

На основании С. дифференцировать хронические заболевания легких не удается, однако каждое заболевание имеет характерные спиро-графические признаки. Таковыми для хронической пневмонии и пнев-мокониозов является сочетание рестрикции и обструкции, для бронхиальной астмы — обструкции и эмфиземы. Однако встречаются случаи, когда у больных хронической пневмонией преобладает эмфизема и (или) обструкция, а у больных бронхиальной астмой — рестрикция.

Регистрация с помощью С. форсированного выдоха до и после физической нагрузки позволяет оценить лабильность бронхов. Резкое возрастание ФЖЕЛ и скорости ее изменения после нагрузки свидетельствует о повышенной склонности бронхов к расширению, это наблюдается при бронхите, астматическом синдроме и предрасположенности к бронхиальной астме. Резкое снижение показателей после нагрузки (бег, велоэргометрия) — признак того, что в патогенезе бронхиальной астмы решающее значение имеет бронхоспазм, обусловленный физической нагрузкой (так наз. астма напряжения). Функциональные исследования, включающие С., проводимые до и после ингаляций аллергенов, бронхосуживающих и бронхорасширяющих средств, позволяют установить этиологию заболевания или наличие его риска, выраженность аллергического и бронхоспастического факторов, помогают подобрать средство лечения и его дозировку. Для раздельной оценки функции правого и левого легкого используют бронхоспирографию. Исследование проводят под наркозом или местной анестезией, раздельно интубируя правый и левый главный бронхи. Наиболее важный признак поражения одного из легких — снижение потребления им кислорода по сравнению с другим легким. По информативности этой методике близка раздельная безинтубационная С. по Бергану, проводимая без наркоза при естественном дыхании. Метод дает представление об участии каждого легкого в общей функции дыхания. Спирограмму записывают в положении больного на спине и затем поочередно на правом и левом боку при сохранении герметичного присоединения к спирографу. О функции каждого легкого судят по увеличению ФОЕ, к-рую измеряют по сдвигу изолинии спирограммы, записываемой после перемены положения тела. Метод имеет ряд ограничений. С. во время дозированной физической нагрузки (эргоспирография) позволяет оценить работоспособность; главным ее критерием является прирост потребления кислорода во время нагрузки (см. Врачебный контроль).

Кроме Спирографии, используют спирометрию — измерение дыхательных объемов и ЖЕЛ без записи спирограммы.

Спирографы

Спирографы — приборы для измерения дыхательных объемов. Они присоединяются к дыхательным путям обследуемого и реагируют на объемные перемещения воздуха из легких или в легкие. Спирографы, к-рые в одну или обе дыхательные фазы сообщаются с атмосферой, называют открытыми; спирографы, имеющие сообщение только с дыхательными путями,— закрытыми.

Простейшим открытым спирографом является водяной. Он состоит из заполненного водой цилиндра, в к-рый погружен дном кверху колокол, уравновешенный противовесом и связанный с регистратором. Цилиндр имеет трубку, один конец к-рой расположен над уровнем воды под колоколом, другой выведен наружу для подключения к обследуемому. Обследуемый вдыхает воздух из атмосферы (свободно или через клапан вдоха) и выдыхает его в пространство под колоколом, в результате чего колокол поднимается на величину, пропорциональную объему выдыхаемого воздуха, одновременно перемещается перо регистратора. Имеются также сухие спирографы, в к-рых чувствительным элементом служит сообщающийся с дыхательными путями растяжимый мех, изменение длины к-рого в процессе дыхания обследуемого передается на регистратор. К спирографам открытого типа относятся и приборы, измеряющие дыхательные объемы путем математического интегрирования объемной скорости вдыхаемого и выдыхаемого воздуха, к-рая определяется пневмотахографом (см. Пневмотахография). Пневмотахографы, оснащенные анализаторами газов, позволяют дополнительно к дыхательным объемам определять потребление кислорода и выделение углекислого газа.

В спирографах закрытого типа измерение дыхательных объемов осуществляется принципиально так же, как в спирографах открытого типа. С помощью спирографов закрытого типа, кроме дыхательных объемов и показателей легочной вентиляции, можно определять скорость поглощения кислорода.

Спирограмму наиболее часто записывают механическими регистраторами, перья к-рых непосредственно связаны с перемещающимся спирометрическим колоколом. Широко используются также электромеханические регистраторы, воспроизводящие изменения электрического напряжения (тока), создаваемого спирометрическим датчиком или интегратором пневмотахографа. Применение двухкоординатных самописцев позволяет регистрировать кривые «объем — объемная скорость».

В СССР серийно выпускают: спирограф открытого типа «Спиро 2-25», регистрирующий во времени объемы дыхания в покое и при умеренной физической нагрузке обследуемого, спирометр водяной 1-8В открытого типа, измеряющий объем выдыхаемого воздуха, спирографы закрытого типа Метатест-1 и Метатест-2. Для определения ООЛ выпускают прибор ПООЛ-1. Для общей и раздельной бронхоспирографии выпускают прибор Бронхометатест-1, измеряющий и регистрирующий во времени объемы дыхания и потребление кислорода обоих легких и каждого легкого в отдельности. Для С. у новорожденных и детей до 1 года выпускают спирометр Педиметатест-1, измеряющий и регистрирующий ДО, частоту дыхания, МОД, объемную скорость потребления кислорода. Вошли также в практику спирографы с элементами вычислительной техники, применение к-рой позволило получать уже во время исследования большое число определяемых и рассчитываемых показателей функции внешнего дыхания и соотносить эти показатели с должными величинами.

Библиография: Гаврилова Н. И. и Ребане Л.Е. Сравнительная оценка метода Бергана и бронхоспирометрии, Клин, мед., т. 55, № 5, с. 64, 1967; 3ябрев Ю. П. и др. Вентиляционная функция легких, Алма-Ата, 1980, библиогр.; Навратил М., Кадлец К. и Даум С. Патофизиология дыхания, пер. с чешек., Прага, 1967; Немеровский Л. И. Анализ конструкций объемных приборов газового обмена, Нов. мед. техники, в. 6, с. 3, 1961, в. 1, с. 3, 1962; Руководство по клинической физиологии дыхания, под ред. Л. Л. Шика и H. Н. Канаева, Л., 1980; Справочник по функциональной диагностике, под ред. И. А. Кассирского, с. 248, М., 1970; Hutсhinsоn J. On the capacity of the lungs and on the respiratory functions, with a view of establishing a precise and easy method of detecitng disease by the spirometer, Med.-chir. Trans., v. 29, p. 137, 1846.

М. И. Анохин; В. И. Белькевич, В. С. Сальманович (техн.).