5 курс / Пульмонология и фтизиатрия / Исследование_функции_внешнего_дыхания_методом_спирографии_Полухина

УДК 616.24-073.173(075.9)

ББК 54.12я75 И 88

Исследование функции внешнего дыхания методом спирографии : [учеб. пособие для врачей, обучающихся по доп. проф. образоват. программам по специальностям «Функциональная диагностика», «Пульмонология» «Терапия»] / М-во здравоохранения Хабар. края, КГБОУ ДПО «Инcтитут повышения квалификации специалистов здравоохранения», каф. лучевой и функцион. диагностики ; сост. Е. В. Полухина. – 2-е изд., доп. – Хабаровск : Ред.-изд. центр ИПКСЗ, 2019. – 88 с.

Составитель:

Е.В. Полухина – профессор кафедры лучевой и функциональной диагностики КГБОУ ДПО «Институт повышения квалификации специалистов здравоохранения» министерства здравоохранения Хабаровского края, д.м.н., доцент

Рецензенты:

О.В. Молчанова – профессор кафедры терапии и профилактической медицины КГБОУ ДПО «Институт повышения квалификации специалистов здравоохранения» министерства здравоохранения Хабаровского края, д.м.н.

В.Г. Ламехова – доцент кафедры госпитальной терапии ФГБОУ ВО «Дальневосточный государственный медицинский университет» Минздрава России, к.м.н.

Учебное пособие соответствует программе профессиональной переподготовки и усовершенствования врачей по специальности «Функциональная диагностика» и направлено на получение современных знаний по вопросу исследования функции внешнего дыхания с помощью спирографического исследования.

Изложены современные подходы к проведению спирографического исследования, описаны принципы интерпретации полученных данных и их клиническое значение. Пособие основано на собственном опыте, а также на данных отечественной и зарубежной литературы. Издание в достаточной степени восполняет дефицит информации по данному вопросу в пособиях и монографиях.

Пособие предназначено для врачей, обучающихся по дополнительным профессиональным образовательным программам по специальностям «Функциональная диагностика», «Пульмонология», «Терапия».

Утверждено на заседании педагогического совета Института повышения квалификации специалистов здравоохранения МЗ Хабаровского края 18 декабря 2019 г.

2

ВВЕДЕНИЕ

Болезни органов дыхания являются одной из самых распространенных групп заболеваний и частых причин смерти, что во многом обусловлено поздней диагностикой этой патологии. Нередко симптомы заболевания проявляются, когда функция внешнего дыхания уже существенно нарушена, а терапия теряет часть эффективности. Исследование вентиляционной функции легких составляет основу функциональной диагностики в пульмонологии.

Спирография в настоящее время является одним из основных методов диагностики заболеваний органов дыхания. Относительная простота и доступность как аппаратуры, так и методики сделали спирографический метод базовым методом исследования функционального состояния легких в учреждениях практического здравоохранения различного уровня.

У пациентов с хроническими бронхолегочными заболеваниями спирографическая оценка степени вентиляционных нарушений может служить хорошим инструментом для определения тяжести течения и эффективности лечебных программ. Кроме того, по результатам исследования могут решаться определенные вопросы медицинской экспертизы трудоспособности и профессиональной пригодности.

Расширение наших представлений о физиологии дыхания, развитие компьютерной спирографии, широкое ее внедрение в клиническую практику ознаменовали собой новый этап в функциональной диагностике заболеваний органов дыхания. Появилась возможность не только диагностировать бронхиальную обструкцию и оценивать степень ее выраженности, но и реально обсуждать вопросы топической диагностики обструктивных нарушений и причины тех патологических процессов, которые ее вызвали, а также сделать оптимальным подход к лечению бронхолегочной патологии.

Спирография – простой, распространенный и недорогостоящий метод, который по праву может считаться скрининговым в лечебных учреждениях, осуществляющих наблюдение, лечение и реабилитацию легочных больных.

Показатели функции внешнего дыхания важны как для установления диагноза и определения степени тяжести заболевания, так и для выбора лечебных программ. Различные по своему генезу патологические процессы в легких могут вызывать схожую клиническую симптоматику (одышка, кашель и др.). Проведение вентиляционных проб помогает дифференцировать эти состояния. Спирографический метод исследования позволяет получить информацию об объемах легких и их изменении во времени, т.е. об объемной скорости дыха-

4

ния. Динамические наблюдения за больными с повторными исследованиями показателей, отражающих функцию внешнего дыхания, позволяют вносить изменения в лечение и прогнозировать течение заболеваний бронохолегочной системы. Существенна роль оценки данных спирографии в профессиональном отборе, экспертизе трудоспособности, спортивной медицине.

Несмотря на значительное количество литературы по клинической физиологии дыхания, имеет место дефицит изданий, ориентированных на потребности практических врачей, занимающихся спирографическим методом. Целью данного учебного пособия является формирование правильного методического подхода к проведению спирографического исследования, интерпретации данных исследования функции внешнего дыхания, систематизация знаний по диагностике наиболее часто встречаемой патологии.

В результате освоения темы слушатель должен знать:

анатомию и физиологию органов дыхания;

показатели, характеризующие функцию внешнего дыхания;

показания и противопоказания к проведению спирографии;

методику проведения спирографии;

основные изменения параметров внешнего дыхания при обструктивной

ирестриктивной патологии;

алгоритм оценки функции внешнего дыхания;

уметь:

оценить качество регистрации спирограммы;

провести качественную и количественную оценку спирограммы;

оценить характер изменений функции внешнего дыхания и степень их выраженности;

сформировать заключение по результатам спирографического исследо-

вания;

владеть:

методами диагностики нарушений функции внешнего дыхания;

навыками оценки данных спирографического исследования с целью коррекции лечения и прогноза течения заболеваний бронхолегочной системы.

5

Глава 1. СИСТЕМА ВНЕШНЕГО ДЫХАНИЯ

Понятие о системе внешнего дыхания

Дыхание – совокупность процессов, обеспечивающих поступление в организм кислорода, использование его в биологическом окислении органических веществ и удаление из организма углекислого газа.

У человека дыхание включает следующие последовательные процессы:

1)легочную вентиляцию – газообмен между атмосферой и альвеолярным пространством;

2)легочный газообмен – газообмен между альвеолярным пространством и кровью легочных капилляров;

3)транспорт газов кровью – доставка кислорода к тканям и обратный транспорт углекислого газа;

4)тканевое дыхание – комплекс биохимических процессов внутриклеточного окисления.

Внешнее, или легочное, дыхание включает в себя легочную вентиляцию и легочный газообмен. Итогом внешнего дыхания является артериализация крови. Адекватная потребностям тканевого дыхания вентиляция легких обеспечивается согласованной работой регулирующих дыхание систем, свойствами паренхимы легких, состоянием воздухопроводящих путей, дыхательной мускулатуры, костного каркаса грудной клетки, объединенных в понятие системы внешнего дыхания.

Система внешнего дыхания включает:

воздухопроводящие пути и альвеолярный аппарат;костно-мышечный каркас грудной клетки и плевру;дыхательную мускулатуру;малый круг кровообращения;

нейрогуморальный аппарат регуляции.

В задачу системы внешнего дыхания входит не только элиминация углекислого газа из венозной крови и адекватное восполнение дефицита кислорода, но и поддержание неизменного уровня рН крови, меняющегося как в связи с изменениями напряжения в крови углекислого газа, так и в силу собственно метаболических процессов в тканях.

Главной функцией воздухопроводящих путей является доставка воздуха в респираторную зону. С точки зрения физиологии дыхания бронхиальное дерево можно разделить на три уровня:

периферические дыхательные пути с внутренним диаметром 2 мм и менее;

6

воздухопроводящие пути свыше 2 мм в диаметре, вплоть до бифуркации трахеи;

собственно верхние дыхательные пути, включающие носовую полость, носоглотку, гортань и трахею.

В верхних дыхательных путях воздух очищается, нагревается и увлажняется. Полость носа выстлана богато васкуляризованной слизистой оболочкой. Многочисленные жесткие волоски, а также снабженные ресничками эпителиальные и бокаловидные клетки служат для очистки вдыхаемого воздуха от твердых частиц.

Гортань лежит между трахеей и корнем языка. Полость гортани разделена двумя складками слизистой оболочки, не полностью сходящимися по средней линии. Пространство между этими складками – голосовая щель – защищено надгортанником.

Трахея начинается у нижнего конца гортани на уровне CVI–СVII и оканчивается делением на главные бронхи на уровне TIV–ТV. Просвет трахеи поддерживается открытым благодаря наличию в ее стенке хрящевых дуг, соединенных сзади фиброзными связками. Трахея делится на два главных бронха, идущих к правому и левому легкому.

Правый главный бронх делится на верхнедолевой и промежуточный, а последний – на среднедолевой и нижнедолевой бронхи. Левый главный бронх делится на верхний и нижний долевые, которые вступают в соответствующие доли легких. От гортани до конечных бронхиол бронхи выстланы мерцательным эпителием. Слизистая оболочка дыхательных путей выполняет барьерно-защитную роль. Бокаловидные клетки продуцируют секрет, защищающий эпителиальный покров от механических, химических и термических повреждений.

По направлению к периферии бронхи дихотомически делятся. Долевые бронхи делятся на сегментарные, а затем на более мелкие ветви. Наиболее мелкими являются внутридольковые бронхи (претерминальные бронхиолы) и следующие за ними терминальные бронхиолы. Далее начинается респираторный отдел, в котором происходит газообмен между воздухом и кровью. В него входят три генерации респираторных бронхиол, альвеолярные ходы и альвеолярные мешки.

Максимальное число генераций бронхов, начиная от главного бронха и заканчивая альвеолярными мешками, составляет 23 (схема Вейбеля) (рис. 1). Длина и диаметр бронхов каждой последующей генерации уменьшаются. Однако, поскольку одновременно резко возрастает их количество, то суммарное поперечное сечение воздухопроводящих путей прогрессивно увеличивается.

7

Рис. 1. Схема деления бронхиального дерева1

Фиброзно-хрящевая оболочка бронхов состоит из хрящевых пластин и плотной соединительной ткани. В трахее хрящи имеют вид дуг, разомкнутых в задней части стенки. В главных бронхах хрящевые пластины образуют кольца. По направлению к периферии количество хрящевой ткани убывает, а начиная с 14-й генерации, хрящевая ткань их стенок исчезает совсем. Последующие генерации представляют собой мембранозные бронхи. Термином «бронх» принято называть те генерации, в стенках которых есть хрящевая ткань, мембранозные бронхи называют бронхиолами. Бронхи, лишенные хрящевого скелета, могут менять свой просвет и полностью спадаться при повышении внутригрудного давления во время выдоха (экспираторный коллапс).

С 17-й генерации в стенке бронхиол начинают встречаться единичные альвеолы. В последующих двух генерациях их количество увеличивается (дыхательные бронхиолы 1–3-го порядков). 20–22-я генерации представляют собой дыхательные бронхиолы, вся стенка которых занята альвеолами. Эти генерации называют альвеолярными ходами 1–3-го порядков. 23-я генерация – альвеолярные мешочки.

1 Уэст Дж. Физиология дыхания. Основы : (пер. с англ.). М., 1988. С. 9.

8

Воздухопроводящие пути до 16-й генерации бронхов составляют кондуктивную зону, бронхиальное дерево с 17-й по 23-ю генерацию – транзиторную и респираторную зоны. Главным назначением кондуктивной зоны является проведение вдыхаемого воздуха к респираторной зоне легких. Поскольку в проводящей зоне альвеол нет и, следовательно, она не может участвовать в газообмене, ее называют анатомическим мертвым пространством. Несмотря на значительную протяженность, кондуктивная зона занимает всего около 3 % общего объема легких (150–200 мл).

Собственно дыхательную или респираторную зону составляют альвеолы, окутанные сетью капилляров. Общее количество альвеол у человека в среднем составляет 500 млн. Форма альвеол близка к усеченной сфере. Усеченная поверхность открыта и обращена к альвеолярному ходу. Альвеолярный эпителий состоит из двух типов клеток: плоских выстилающих (I тип) и секреторных (II тип). Клетки первого типа занимают до 95 % площади альвеолярной поверхности. Клетки второго типа продуцируют сурфактант, покрывающий внутреннюю поверхность альвеол. Сурфактант имеет низкое поверхностное натяжение и стабилизирует состояние альвеол, а именно, при вдохе он предохраняет альвеолы от перерастяжения, а при выдохе – от спадения.

Газообмен О2 и СО2 через альвеолярно-капиллярную мембрану происходит с помощью диффузии, которая осуществляется в два этапа. На первом этапе диффузионный перенос газов происходит через аэрогематический барьер, на втором – происходит связывание газов в крови легочных капилляров. Структура легких создает благоприятные условия для газообмена: дыхательная зона каждого легкого имеет площадь 40–140 м2, при толщине аэрогематического барьера всего 0,3–1,2 мкм.

Легкие – парный орган, который занимает большую часть грудной полости, повторяя форму плеврального пространства, ограниченного париетальной плеврой.

Каждое легкое разделяется на доли посредством глубоких междолевых щелей, выстланных висцеральной плеврой. В правом легком выделяют три доли, в левом – две. Доли разделяются на сегменты, представляющие собой участки легкого, соответствующие разветвлениям сегментарного бронха и сегментарной ветви легочной артерии. Сегменты имеют форму неправильного усеченного конуса, вершина которого направлена к корню, а основание – к поверхности легкого. Границы между сегментами образованы прослойками соединительной ткани, в которых проходят межсегментарные вены. В соответствии с разветвлениями бронхов и сосудов сегменты разделяются на субсегменты и дольки, разграниченные все более тонкими прерывистыми прослойками

9

соединительной ткани. Структурной единицей паренхимы легкого является ацинус, представляющий собой совокупность разветвлений терминальной бронхиолы с альвеолярными ходами и альвеолами (рис. 2). У человека на один альвеолярный ход (конечная часть респираторной бронхиолы) приходится в среднем 21 альвеола.

Рис. 2. Строение ацинуса

Грудная полость изнутри выстлана париетальной плеврой. Легкие покрыты висцеральной плеврой. Замкнутое пространство между ними формирует плевральную полость, в которой имеется небольшое количество серозной жидкости, способствующей скольжению плевральных листков при дыхательных движениях легкого. Висцеральная плевра богато снабжена кровеносными сосудами и является зоной выведения жидкости. Напротив, в париетальной плевре преобладают лимфатические сосуды, что делает ее зоной резорбции жидкости.

Противодействующие силы эластической тяги грудной стенки и эластической тяги легких отделяют висцеральную плевру от париетальной, в результате чего в плевральной полости создается отрицательное давление, которое является основным фактором, определяющим объем легких. Давление в плевральной полости всегда ниже атмосферного. Величина отрицательного давления в плевральной полости равна к концу максимального выдоха -1–2 мм рт. ст., к концу спокойного выдоха -2–3 мм рт. ст., к концу спокойного вдоха – -5– 7 мм рт. ст., к концу максимального вдоха – -15–20 мм рт. ст. Внутриплевральное давление неодинаково в различных частях плевральной полости. Между ее верхними и нижними отделами имеется градиент давления, причем более отри-

10