4.4. Система зовнішнього дихання

Уумовах спортивної діяльності до апарату зовнішнього дихання пред'являються надзвичайно високі вимоги, реалізація яких забезпечує ефективне функціонування всієї кардіо-респіраторної системи. Незважаючи на те, що зовнішнє дихання не є головною ланкою, що лімітує, в комплексі систем, що транспортують Ог, воно є провідним у формуванні необхідного кисневого режиму організму.

Функціональний стан системи зовнішнього дихання оцінюється як за даними загальноклінічного обстеження, і шляхом використання інструментальних медичних методик. Звичайне клінічне дослідження спортсмена (дані анамнезу, пальпації, перкусії та аускультації) дозволяє лікарю в переважній більшості випадків вирішити питання про відсутність або наявність патологічного процесу в легенях. Природно, що тільки здорові легені піддаються поглибленому функціональному дослідженню, метою якого є діагностика функціональної готовності спортсмена.

Прианалізі системи зовнішнього дихання доцільно розглядати кілька аспектів: роботу апарату, що забезпечує дихальні рухи, легеневу вентиляцію та її ефективність, а також газообмін.

Підвпливом систематичної спортивної діяльності збільшується сила мускулатури, що здійснює дихальні рухи (діафрагми, міжреберних м'язів), завдяки чому відбувається необхідне для занять спортом посилення дихальних рухів і, як наслідок, збільшення вентиляції легень.

Змулу дихальної мускулатури вимірюється за допомогою пнев-мотонометрії, пневмотахометрії та інших непрямих методів. Пневмотонометр вимірює той тиск, який розвивається в легенях при напруженні або напруженому вдиху. «Сила» видиху (80-200 мм рт. ст.) набагато перевершує «силу» вдиху (50-70 мм рт. ст.).

Пневмотахометр вимірює об'ємну швидкість потоку повітря в повітроносних шляхах при форсованому вдиху та видиху, що виражається в л/хв. За даними пневмотахометрії судять про потужність вдиху та видиху. У здорових нетренованих людей ставлення потужності вдиху до потужності видиху близько одиниці. У хворих людей це співвідношення завжди менше одиниці. У спортсменів ж, навпаки, потужність вдиху перевищує (іноді суттєво) потужність видиху; співвідношення потужність вдиху: потужність видиху сягає 1,2-1,4. Відносне збільшення потужності вдиху у спортсменів є надзвичайно важливим, оскільки поглиблення дихання йде в основному за рахунок використання резервного обсягу вдиху. Це особливо яскраво проявляється у плаванні: як відомо, вдих у плавця надзвичайно короткочасний, тоді як видих, що виконується у воду, значно триваліший.

Жзнедна ємність легень (ЖЕЛ) - це та частина загальної ємності легень, про яку судять за максимальним обсягом повітря, яке можна видихнути після максимального вдиху. ЖЕЛ поділяється на 3 фракції: резервний об'єм видиху, дихальний об'єм, резервний об'єм вдиху. Вона визначається за допомогою водяного чи сухого спірометра. При визначенні ЖЕЛ необхідно враховувати позу досліджуваного: при вертикальному положенні тіла величина цього найбільша.

ЖЕЛє одним із найважливіших показників функціонального стану апарату зовнішнього дихання (ось чому її не слід розглядати у розділі фізичного розвитку). Її величини залежать як від розмірів легень, і від сили дихальної мускулатури. Індивідуальні значення ЖЕЛ оцінюються шляхом складання отриманих для дослідження величин з належними. Запропоновано низку формул, за допомогою яких можна розраховувати належні величини ЖЕЛ. Вони тією чи іншою мірою базуються на антропометричних даних та на віці піддослідних.

Успортивної медицини визначення належної величини ЖЕЛ доцільно користуватися формулами Болдуїна, Курнана і Річардса. Ці формули пов'язують належну величину ЖЕЛ зі зростанням людини, її віком та статтю. Формули мають такий вигляд:

ЖЕЛчоловік. = (27,63 -0,122 X) X L

ЖЕЛжен. = (21,78 - 0,101 X) X L, де В - вік у роках; L - Довжина тіла в див.

Унормальних умовах ЖЕЛ немає менше 90% від належної її величини; у спортсменів вона найчастіше більша за 100% (табл. 12).

Успортсменів величина ЖЕЛ коливається у надзвичайно широких межах – від 3 до 8 л. Описано випадки збільшення ЖЕЛ у чоловіків до 8,7 л, у жінок – до 5,3 л (В. В. Михайлов).

ННайбільші величини ЖЕЛ спостерігаються у спортсменів, які тренуються переважно на витривалість і мають найвищу кардіо-респіраторну продуктивність. Зі сказаного, звичайно, не випливає, що зміна ЖЕЛ може бути використана для передбачення транспортних можливостей всієї кардіо-респіраторної системи. Справа в тому, що розвиток апарату зовнішнього дихання може бути ізольованим, при цьому інші ланки кардіо-респіраторної системи, і зокрема серцево-судинної системи, обмежують транспорт кисню.

Таблиця 12. Деякі показники зовнішнього дихання у спортсменів різних спеціалізацій (середні дані щодо А. В. Чаговадзе)

Ддані про величину ЖЕЛ можуть мати певне практичне значення для тренера, так як максимальний дихальний обсяг, який зазвичай досягається при граничних фізичних навантаженнях, дорівнює приблизно 50% від ЖЕЛ (а у плавців і веслярів до 60-80%, за В. В. Михайловим ). Таким чином, знаючи величину ЖЕЛ, можна передбачити максимальну величину дихального об'єму і таким чином судити про рівень ефективності легеневої вентиляції при максимальному режимі фізичного навантаження.

ЗЦілком очевидно, що чим більша максимальна величина дихального об'єму, тим економічніше використання кисню організмом. І навпаки, що менше дихальний обсяг, то вище частота дихань (за інших рівних умов) і, отже, більшість спожитого організмом кисню витрачатися забезпечення роботи самої дихальної мускулатури.

ПроВизначення форсованої ЖЕЛ має надзвичайно велике значення для спортивної практики. Це пояснюється тим, що, незважаючи на скорочення тривалості дихального циклу при м'язовій роботі, дихальний об'єм повинен бути збільшений у 4-6 разів у порівнянні з даними спокою. Співвідношення форсованої ЖЕЛ і ЖЕЛ у спортсменів часто досягає високих величин (див. табл. 12).

Лйогочна вентиляція (VE) є важливим показником функціонального стану системи зовнішнього дихання. Вона характеризує об'єм повітря, що видихається з легенів протягом 1 хв. Як відомо, при вдиху не все повітря надходить у легені. Частина його залишається у дихальних шляхах (трахеї, бронхах) і не має контакту з кров'ю, а тому не бере безпосередньої участі у газообміні. Це повітря анатомічного мертвого простору, обсяг якого становить 140-180 см3 Крім того, не все повітря, що надходить в альвеоли, бере участь у газообміні з кров'ю, оскільки кровопостачання деяких альвеол, навіть у цілком здорових людей, може бути погіршеним або відсутнім взагалі. Це повітря визначає обсяг так званого альвеолярного мертвого простору, величина якого у спокої невелика. Сумарний обсяг анатомічного та альвеолярного мертвого простору становить обсяг дихального або, як його ще називають, фізіологічного мертвого простору. У спортсменів він зазвичай становить 215-225 см3. Дихальний мертвий простір іноді неправильно позначають "шкідливим" простором. Справа в тому, що воно необхідне (спільно з верхніми дихальними шляхами) для повного зволоження повітря, що вдихається, і нагрівання його до температури тіла.

ТЯким чином, певна частина повітря, що вдихається (у спокої приблизно 30%) не бере участі в газообміні, і лише 70% його досягає альвеол і бере безпосередню участь у газообміні з кров'ю. При фізичному навантаженні ефективність легеневої вентиляції закономірно підвищується: обсяг ефективної альвеолярної вентиляції досягає 85% загальної легеневої вентиляції.

Лйогочна вентиляція дорівнює добутку дихального об'єму (Vt) на частоту дихань за 1 хв (/). Обидві ці величини можна розрахувати по спірограмі (див. рис. 25). На цій кривій реєструються зміни обсягу кожного дихального руху. Якщо прилад відтарований, то амплітуда кожної хвилі спірограми, що відповідає дихальному об'єму, може бути виражена см3 або в мл. Знаючи швидкість руху стрічкопротяжного механізму, по спірограмі можна легко підрахувати частоту дихань.

Лйогочна вентиляція визначається і більш простими способами. Один з них, застосовуваний досить широко в медичній практиці при дослідженні спортсменів не тільки в спокої, але і при фізичному навантаженні, полягає в тому, що дихає випробуваний через спеціальну маску або загубник в мішок Дугласа. Об'єм повітря, що наповнив мішок, визначають, пропускаючи його через «газовий годинник». Отримані дані ділять на час, протягом якого повітря, що видихається, збиралося в мішок Дугласа.

Лйогочна вентиляція виявляється у л/хв у системі BTPS. Це означає, що об'єм повітря приводиться до умов температури 37°, повного насичення водяними парами та навколишнього атмосферного тиску.

Успортсменів в умовах спокою легенева вентиляція або відповідає нормальним стандартам (5-12 л/хв), або дещо перевершує їх (18 л/хв і більше). Важливо, що легенева вентиляція збільшується зазвичай з допомогою поглиблення дихання, а чи не з допомогою його почастішання. Завдяки цьому немає надмірного витрати енергії працювати дихальної мускулатури. При максимальній м'язовій роботі легенева вентиляція може досягати значних величин: описаний випадок, коли вона дорівнювала 220 л/хв (Новаккі). Однак найчастіше легенева вентиляція досягає в цих умовах 60-120 л/хв BTPS. Вища Ve різко збільшує запит на постачання дихальної мускулатури киснем (до 1-4 л/хв).

Дхальний обсяг у спортсменів дуже часто виявляється збільшеним. Він може досягати 1000–1300 мл. Поряд з цим у спортсменів можуть бути і нормальні величини дихального об'єму - 400-700 мл.

Мєханізми збільшення дихального обсягу у спортсменів не цілком зрозумілі. Цей факт може бути пояснений і підвищенням загальної ємності легень, внаслідок чого у легені потрапляє більша кількість повітря. У тих випадках, коли у спортсменів реєструється вкрай низька частота дихання, збільшення дихального об'єму носить компенсаторний характер.

Прифізичному навантаженні дихальний обсяг чітко зростає лише за відносно невеликих її потужностей. При навколограничних та граничних потужностях він практично стабілізується, досягаючи 3-3,5 л/хв. Це легко забезпечується у спортсменів із великою ЖЕЛ. Якщо ЖЕЛ невелика і становить 3-4 л, такий дихальний об'єм може бути досягнутий тільки шляхом використання енергії так званих додаткових м'язів. У спортсменів з фіксованою частотою дихань (наприклад, у веслярів) дихальний об'єм може досягати колосальних величин – 4,5-5,5 л. Природно, що це можливо лише за умови, що ЖЕЛ сягає 6,5-7 л.

Частота дихань у спортсменів за умов спокою (відмінних умов основного обміну) коливається у досить широких межах (нормальний діапазон коливань цього показника 10-16 рухів за хвилину). При фізичному навантаженні частота дихань збільшується пропорційно до її потужності, досягаючи 50-70 дихань на хвилину. При граничних режимах м'язової роботи частота дихання може бути ще більшою.

ТТаким чином, легенева вентиляція при відносно легкій м'язовій роботі збільшується за рахунок збільшення як дихального об'єму, так і частоти дихань, а при напруженій м'язовій роботі - за рахунок збільшення частоти дихань.

Нпоряд з дослідженням перелічених показників про функціональний стан системи зовнішнього дихання можна судити виходячи з деяких простих функціональних проб. У практиці широко застосовується проба, з допомогою якої визначається максимальна вентиляція легень (МВЛ). Ця проба полягає у довільному максимальному посиленні дихання протягом 15-20 с ( див. рис. 25). Об'єм такої довільної гіпервентиляції в подальшому наводиться до 1 хв і виражається в л/хв. Розмір МВЛ досягає 200-250 л/хв. Короткочасність цієї проби пов'язана зі швидкою стомлюваністю дихальних м'язів та розвитком гіпокапнії. І все-таки ця проба дає певне уявлення про можливість довільно збільшити легеневу вентиляцію (див. табл. 12). В даний час про максимальну вентиляційну можливість легень судять за реальною величиною легеневої вентиляції, зареєстрованої при граничній роботі (в умовах визначення МПК).

Пробмен О2 та СО2 між легенями та кров'ю здійснюється через альвеоло-капілярну мембрану. Вона складається з альвеолярної мембрани, міжклітинної рідини, що міститься між альвеолою та капіляром, капілярної мембрани, плазми крові та стінки еритроциту. Ефективність перенесення кисню через таку аль-веоло-капілярну мембрану характеризує стан дифузійної здатності легень, яка є кількісною мірою перенесення газу за одиницю часу при даній різниці його парціального тиску з обох боків мембрани.

ДІфузійна здатність легень визначається низкою факторів. У тому числі важливу роль грає поверхню дифузії. Йдеться про ту поверхню, в якій відбувається активний обмін газу між альвеолою та капіляром. Поверхня дифузії може зменшуватися як за рахунок запустіння альвеол, так і за рахунок числа капілярів, що діють. Необхідно враховувати, що певний об'єм крові з легеневої артерії потрапляє у легеневі вени по шунтах, минаючи капілярну мережу. Чим більша дифузійна поверхня, тим ефективніше здійснюється газообмін між легенями та кров'ю. При фізичному навантаженні, коли різко зростає кількість активно функціонуючих капілярів малого кола кровообігу, поверхня дифузії збільшується, завдяки чому стає більшим потік кисню через альвеоло-капілярну мембрану.

ДІншим фактором, що визначає легеневу дифузію, є товщина альвеоло-капілярної мембрани. Чим товстіша ця мембрана, тим нижче дифузійна здатність легень, і навпаки. Нещодавно було показано, що під впливом систематичних фізичних навантажень товщина альвеоло-капілярної мембрани зменшується, збільшуючи цим дифузійну здатність легень (Масорра).

Унормальних умовах дифузійна здатність легень трохи перевищує 15 мл О2 хв/мм рт. ст. При фізичному навантаженні вона збільшується більш ніж 4 рази, досягаючи 65 мл О2 хв/мм рт. ст.

На рис. 27показано фактори, що визначають величину максимальної аеробної потужності. Безпосередніми детермінантами МПК є хвилинний об'єм кровотоку та артеріовенозна різниця. Треба зауважити, що обидва ці детермінанти відповідно до рівняння Фіка перебувають у реципрокних взаєминах:

Vo2 max = Q * AVD, де (з міжнародної символіки) Vo2max - МПК; Q – хвилинний об'єм кровотоку; AVD – артеріовенозна різниця.

Іними словами, збільшення Q при даному Vo2max завжди супроводжується зменшенням AVD. У свою чергу, величина Q залежить від добутку ЧСС на ударний об'єм, а величина AVD – від різниці вмісту О2 в артеріальній та венозній крові.

Утаблиці 13 показано, які колосальні зміни зазнають кардіо-респіраторних показників спокою, коли система транспорту О2 працює в граничному режимі.

Таблиця 13. Показники системи транспорту О2 у спокої і при максимальному навантаженні (середні дані) у тих, хто тренується на витривалість

Максимальна аеробна потужність у спортсменів будь-яких спеціалізацій вище, ніж у здорових нетренованих людей (табл. 14). Це пов'язано як із здатністю кардіо-респіраторної системи до більшого перенесення кисню, так і з більшою потребою в ньому з боку м'язів, що працюють.

Таблиця 14. Максимальна аеробна потужність у спортсменів і нетренованих (середні дані з Вілмору, 1984)

Уздорових нетренованих чоловіків максимальна аеробна потужність дорівнює приблизно 3 л/хв, а в жінок – 2,0-2,2 л/хв. При перерахунку на 1 кг ваги у чоловіків величина максимальної аеробної потужності становить 40-45 мл/хв/кг, а у жінок – 35-40 мл/хв/кг. У спортсменів максимальна аеробна потужність може бути вдвічі більшою. В окремих спостереженнях МПК у чоловіків перевищувало 7,0 л/хв. STPD (Новаккі, Н. І. Волков).

Максимальна аеробна потужність дуже тісно пов'язані з характером спортивної діяльності. Найбільш високі величини максимальної аеробної потужності відзначаються у спортсменів, які тренуються на витривалість (лижників, бігунів на середні та довгі дистанції, велосипедистів та ін.), - від 4,5 до 6,5 л/хв (при перерахунку на 1 кг ваги вище 65 -75 мл/хв/кг). Найменші величини максимальної аеробної потужності відзначаються у представників швидкісно-силових видів спорту (важкоатлетів, гімнастів, стрибунів у воду) – зазвичай менше 4,0 л/хв (при перерахунку на 1 кг ваги менше 60 мл/хв/кг). Проміжне положення займають спеціалізуються у спортивних іграх, боротьбі, боксі, бігу на короткі дистанції та ін.

Максимальна аеробна потужність у жінок-спортсменок нижча, ніж у чоловіків (див. табл. 14). Однак закономірність, яка полягає в тому, що максимальна аеробна потужність особливо висока у тих, що тренуються на витривалість, зберігається і у жінок.

ТЯким чином найбільш важливою функціональною характеристикою кардіо-респіраторної системи у спортсменів є збільшення максимальної аеробної потужності.

ПроКрайню роль оптимізації зовнішнього дихання грають верхні дихальні шляхи. При помірних навантаженнях дихання може здійснюватися через носову порожнину, що має низку недихальних функцій. Так, носова порожнина є потужним рецепторним полем, що впливає на багато вегетативних функцій, і зокрема на судинну систему. Специфічні структури слизової носової порожнини здійснюють інтенсивне очищення повітря, що вдихається від пилових та інших частинок і навіть від газових компонентів повітря.

Привиконання більшості спортивних вправ дихання здійснюється через рот. При цьому прохідність верхніх дихальних шляхів збільшується, легенева вентиляція стає ефективнішою.

Уерхние дихальні шляхи порівняно часто стають місцем розвитку запальних захворювань. Однією з причин є охолодження, дихання холодним повітрям. У спортсменів такі захворювання зустрічаються рідко завдяки гартуванню, високій резистентності фізично розвиненого організму.

Прогострими респіраторними захворюваннями (ГРЗ), що мають вірусну природу, спортсмени хворіють майже вдвічі рідше, ніж нетреновані люди. Незважаючи на необразливість цих захворювань, лікування їх повинно проводитися до повного одужання, так як у спортсменів відмічено часте виникнення ускладнень. У спортсменів спостерігаються також запальні захворювання трахеї (трахеїт) та бронхів (бронхіт). Їх розвиток також пов'язаний із вдиханням холодного повітря. Певна роль належить пилової забрудненості повітря через порушення гігієнічних вимог до місць проведення тренувань та змагань. При трахеїті та бронхіті провідним симптомом є сухий, дратівливий кашель. Температура тіла підвищується. Ці захворювання часто супроводжують ГРЗ.

ННайбільш важким захворюванням зовнішнього дихання у спортсменів є запалення легень (пневмонія), при якому запальний процес вражає альвеоли. Розрізняють крупозну та осередкову пневмонії. Перша з них характеризується слабкістю, головним болем, підвищенням температури до 40 ° С та вище, ознобом. Кашель спочатку сухий, а потім він супроводжується відділенням мокротиння, яке набуває «іржавого» забарвлення. Відзначається біль у грудній клітці. Захворювання лікують за умов клінічного стаціонару. При крупозній пневмонії уражена ціла частка легені. При осередковій пневмонії відзначається запалення окремих часточок або груп часточок легень. Клінічна картина осередкової пневмонії поліморфна. Лікування її краще вести у стаціонарних умовах. Після повного одужання спортсмени повинні тривалий час перебувати під наглядом лікаря, так як перебіг пневмонії у них може проходити на тлі зниження імунорезистентності організму.

Зовнішнє, або легеневе, дихання є одним із структурних компонентів системи дихання, що забезпечує надходження в організм із зовнішнього середовища кисню, використання його в біологічному окисленні органічних речовин і видалення надлишку вуглекислого газу, що утворився, з організму в зовнішнє середовище. Система зовнішнього дихання здійснює газообмін між повітрям та кров'ю завдяки інтеграції функціональних компонентів, що включають: 1. повітроносні шляхи та альвеолярні газообмінні структури; 2. кістково-м'язовий каркас грудної клітки, дихальну мускулатуру та плевру; 3. мале коло кровообігу; 4. нейро-гуморальний апарат регуляції. Ці структури забезпечують нормальну артеріалізацію крові та адаптацію організму до фізичного навантаження та різних патологічних станів за допомогою трьох процесів: 1. постійної вентиляції альвеолярних просторів для підтримки нормального газового складу альвеолярного повітря; 2.дифузії газів через альвеоло-капілярну мембрану; 3. безперервного легеневого кровотоку, що відповідає рівню вентиляції. Вентиляція, дифузія і легеневий кровотік є послідовними ланками в ланцюзі переносу газів у системі зовнішнього дихання, одночасно являючи собою три нерозривно пов'язані механізми системи, що забезпечують її роботу та досягнення кінцевого результату.

Порушення функціонального стану системи зовнішнього дихання є частими патофізіологічними змінами не тільки у пацієнтів, які страждають на захворювання легких та дихальних шляхів, але й при патології малого кола кровообігу, кістково-м'язових структур грудної клітки, центральної нервової системи. Результатом порушення діяльності зовнішнього дихання є розвиток дихальної недостатності. Існують різні підходи до визначення поняття "дихальна недостатність". Вона може трактуватися як стан, у якому система зовнішнього дихання неспроможна забезпечити нормальний газовий склад артеріальної крові, чи як стан, у якому підтримання адекватного газового складу артеріальної крові досягається рахунок напруги компенсаторних механізмів, що призводить до зниження функціональних можливостей організму.

Причини розвитку дихальної недостатності.

1. Поразка бронхів, внаслідок бронхоспазму, набряку слизової оболонки,

гіперкрині та дискринії, зниження тонусу великих бронхів,

2. Поразка альвеолярно-респіраторних структур легень: інфільтрація,

деструкція, фіброзування легеневої тканини, ателектаз, вади розвитку легень, наслідки хірургічних втручань на них та ін.

3. Поразка кістково-м'язового каркасу грудної клітки, дихальної мускулатури та плеври: виражені деформації грудної клітки та кіфосколіоз,

порушення рухливості ребер, обмеження рухливості діафрагми, плевральні зрощення, дегенеративно-дистрофічні зміни дихальної мускулатури та ін.

4. Патологічні зміни у малому колі кровообігу: застій крові у судинах, спазм артеріол, редукція судинного русла.

5. Порушення регулювання зовнішнього дихання внаслідок пригнічення центральної нервової системи різної етіології або порушення місцевих регуляторних механізмів.

Вищезгадані патологічні процеси часто призводять до розвитку подібних клінічних симптомів, наприклад, задишки, проте причини цих симптомів можуть бути зовсім різними. Функціональні дослідження, що проводяться в клінічній практиці, допомагають з'ясувати ці причини і провести диференціацію наявних порушень.

Цілі та завдання функціональних досліджень:

Діагностика та диференціальна діагностика захворювань легень та бронхів;

Вибір препаратів для проведення патогенетичного та симптоматичного лікування;

Контроль за ефективністю лікування;

Моніторування показників з метою оцінки перебігу хвороби;

Визначення ступеня та форми дихальної недостатності;

Визначення функціональних резервів з метою оцінки працездатності;

Оцінка ризику під час планування операції;

Виявлення захворювань органів дихання серед населення.

Різні методи функціонального дослідження дають уявлення про стан вентиляції, дифузії газів у легеньких, вентиляційно-перфузійних співвідношеннях та ряд інших параметрів. При відповідному оснащенні лабораторії функціональної діагностики ці дослідження не становлять суттєвої методичної складності. У клінічній практиці найчастіше доводиться обмежуватися вивченням вентиляції, що з доступністю апаратури щодо цього дослідження у більшості лікувальних установ.

Найбільш поширеними методами обстеження для вивчення вентиляційних параметрів є спірометрія, спірографія, пневмотахографія, пікфлоуметрія та загальна плетизмографія. За допомогою цих досліджень вимірюється ряд статичних та динамічних показників.

ДО - дихальний об'єм - об'єм повітря, що надходить у легені при спокійному диханні за 1 вдих

Ровд - резервний об'єм вдиху - максимальний об'єм повітря, який можна вдихнути після спокійного вдиху

Ровид - резервний об'єм видиху - максимальний об'єм повітря, який можна видихнути після спокійного видиху

ООЛ - залишковий об'єм легень – об'єм повітря, що залишається у легені після максимального видиху

ОЕЛ - загальна ємність легень - максимальна кількість повітря, яке здатні вмістити легені

ЖЕЛ - життєва ємність легень – максимальний об'єм, який можна видихнути після гранично глибокого вдиху

Євд - ємність вдиху – максимальна кількість повітря, яку можна вдихнути після спокійного видиху

ФОЕ - функціональна залишкова ємність - об'єм повітря, що залишається в легені після спокійного видиху

ЧД - частота дихання – кількість дихальних рухів за хвилину при спокійному диханні

МОД - хвилинний об'єм дихання - об'єм повітря, що надходить у легені за 1 хвилину при спокійному диханні

МВЛ – максимальна вентиляція легень – максимальний об'єм повітря, який пацієнт може провентилювати за 1 хвилину

ФЖЕЛ - форсована життєва ємність легень - найбільший об'єм повітря, який може бути вигнаний після максимального вдиху при форсованому видиху

ОФВ1 - обсяг форсованого видиху за першу секунду - обсяг форсованого видиху за першу секунду маневру ФЖЕЛ

ІТ - індекс Тіффно - ОФВ1/ЖЕЛ%

СОС25-75 -середня об'ємна швидкість видиху на рівні 25-75% ЖЕЛ

МОС25 - максимальні швидкості видиху на рівні видиху

МОС50 25, 50, 75% ФЖЕЛ

ПІС - пікова об'ємна швидкість форсованого видиху

Числові значення показників вентиляції кількісно оцінюються у порівнянні з величинами, які для осіб цього віку, зростання, ваги та статі вважаються нормальними. У цьому можна скористатися належними величинами, чи нормативами. Належна величина показника – теоретично найбільш ймовірне його значення, визначене за встановленою у здорових людей залежності між цим параметром, статтю, віком та антропометричними даними суб'єкта. Належні величини розраховуються за формулами, виведеними внаслідок обстеження досить представницьких груп здорових осіб.

Легкові об'єми та ємності відносяться до статичних показників, що характеризують еластичні властивості легень та грудної стінки.

Рис.1. Легкові об'єми та ємності.
Більшість з об'ємних показників, за винятком ООЛ і його ємностей, що включають, отримують при спірографічному дослідженні. Простота, доступність та інформативність методу забезпечили йому широке поширення. Необтяжливість для хворого та безпека дають можливість багаторазових досліджень. Спірограма є графічною реєстрацією обсягу легень при виконанні різних дихальних маневрів.

Рис. 2. Схематичне зображення спірограми здорової людини.

Поруч із об'ємними показниками при спірографічному тесті досліджуються ФЖЕЛ, ОФВ1, ІТ, МОД, МВЛ, є динамічними характеристиками вентиляції. Дослідження проводиться у положенні сидячи, за умов відносного спокою. Дихання здійснюється через рот, на ніс накладається затискач. Режими виконання маневру ЖЕЛ, ФЖЕЛ і МВЛ різні, але вони передбачають досягнення максимальної амплітуди параметрів. Для вимірювання ЖЕЛ пацієнт робить максимально глибокий спокійний вдих та видих; дослідження ФЖЕЛ вимагає від пацієнта короткочасної затримки дихання (1-2 сек) на максимальному вдиху з подальшим форсованим видихом; при визначенні МВЛ обстежуваний дихає глибоко і часто (40-50 дихання за 1 хв) протягом 10 -15 сек. З використанням спирометрического методу досліджується лише величина ЖЕЛ. Залежно від режиму проведення спірографії можна отримати характеристику процесу вентиляції або стану апарату, що забезпечує вентиляцію. На жаль, по спірограмі технічно важко розрахувати такі високоінформативні швидкісні показники, як ПІС, МОС25,50,75. Для отримання цих параметрів в даний час у клінічній практиці досить широко використовується пневмотахографіческій метод або дослідження відносин потік-обсяг.

У порівнянні зі спірографією визначення кривої потік-обсяг дає додаткові можливості, хоча багато в чому обсяг інформації, що отримується за допомогою обох методів, однаковий. Процедура виконання дихального маневру під час запису кривої потік-обсяг ідентична реєстрації ФЖЕЛ під час спірографічного дослідження. Пневмотахографическое дослідження робить можливим точний вимір інспіраторного та експіраторного потоків і дозволяє проводити вимірювання об'ємної швидкості потоку як функції об'єму легень. Наочність відносини між потоком і обсягом дозволяє більш глибоко аналізувати функціональні характеристики як верхніх, і нижніх повітропровідних шляхів.

Рис. 3.Схематичне зображення кривої "потік-обсяг".
Швидкісні показники, які розраховуються при проведенні обстеження потік-обсяг (ПОС, МОС25,50,75, СОС25-75), дозволяють більш детально судити про локалізації обструкції переважно в області центральних або периферичних дихальних шляхів. Для реєстрації ПІС використовується також пікфлоуметричне дослідження.

Спірографія та пневмотахографія можуть бути використані для визначення двох основних патофізіологічних типів відхилення від норми: рестриктивного та обструктивного. Рестриктивний варіант виникає в результаті процесів, що обмежують наповнення грудної клітини повітрям - зміни грудної клітини з деформацією і тугоподвижностью, наявність газу або рідини в плевральній порожнині, масивні плевральні зрощення, пневмосклеротичні та фіброзні зміни легеневої тканини, ателектаз, пухлини і т.д. Ці процеси перешкоджають екскурсіям грудної клітки та розправленню легень, але найчастіше не впливають, або майже не впливають, на прохідність дихальних шляхів. При обструктивних розладах провідною патофізіологічною аномалією є збільшення опору, що надається дихальними шляхами руху повітря внаслідок спазму гладкої мускулатури бронхів, набряку та запальної інфільтрації слизової оболонки бронхів, збільшення кількості в'язкого секрету, деформації бронхів, експраторного колла.

При обструктивному типі порушень вентиляції спірограма та крива "потік-обсяг" виявляють той чи інший ступінь зниження ОФВ1, МОС25,50,75, СОС25-75, ІТ, ФЖЕЛ. Для обструкції переважно центральних дихальних шляхів характерно більш виражене зменшення ПОС та МОС25, при периферичній обструкції більше знижуються МОС50 та МОС75. При початкових проявах обструкції ОФВ1, ІТ та ФЖЕЛ можуть залишатися в межах норми, знижуються лише МОС25,50,75.

Рис. 4. ЖЕЛ, ФЖЕЛ, структура ОЕЛ та криві потік-об'єм при обструкції, що супроводжується збільшенням ОЕЛ

- Порушення помірні; 2 – значні; 3 – різкі.

Рис. 5. ЖЕЛ, ФЖЕЛ, структура ОЕЛ та криві потік-об'єм при обструктивних порушеннях без збільшення ОЕЛ.

1 – порушення помірні; 2 – значні; 3 – різкі.

Рестриктивний тип порушень характеризується зниженням ОЕЛ, але, оскільки за даних дослідженнях неможливо визначити ООЛ і ОЕЛ, зазвичай про рестрикції судять зі зменшення ЖЕЛ та її складових (РОвд, РО вид, ЕВД). ОФВ1 при рестрикції, якщо немає вираженого зниження ЖЕЛ, залишається нормальним, ІТ залишається в нормі або вище за норму, швидкісні показники не змінені.

Рис. 6. ЖЕЛ, ФЖЕЛ та структура ОЕЛ при рестриктивних порушеннях.

І при рестриктивному і при обструктивному варіанті порушень вентиляції може спостерігатися зміна МОД і МВЛ. Збільшення МОД свідчить про гіпервентиляцію у стані спокою, найчастіше компенсаторного харктера, зниження МОД говорить про гіповентиляцію при різних патологічних станах. Зниження МВЛ може бути однією з ранніх ознак зменшення резервів дихального апарату.

Досить часто у пацієнтів зустрічається змішаний тип порушень вентиляційної функції, що проявляється зниженням статичних і динамічних параметрів вентиляції. Діагностику цього вентиляційних порушень краще проводити виходячи з аналізу структури ОЕЛ (зменшення ОЕЛ і ООЛ разом із ознаками обструкції), т.к. ЖЕЛ іноді знижується при обструкції дихальних шляхів без будь-яких обмежувальних факторів.

Вивчення структури ОЕЛ, тобто. співвідношення утворюють її об'ємних компонентів, допомагає диференціювати патофізіологічні синдроми порушень вентиляційної здатності легких. Для визначення ООЛ і ФОЕ застосовуються конвекційні методи, що ґрунтуються на збереженні кількості інертного індикаторного газу (азоту або гелію) при його переміщенні з ємності в ємність, а також барометричний метод – загальна плетизмографія. Хоча метод розведення гелію простий, його залежить від повноти змішування газу в легень і у пацієнтів з нерівномірною вентиляцією результати вимірювань можуть бути неточними, крім того процедура може займати досить тривалий час. Загальна плетизмографія є швидшим і надійнішим методом вимірювання об'єму легень, проте потребує складнішого технічного оснащення. Принцип плетизмографії базується на законі Бойля-Маріотта, згідно з яким обсяг газу змінюється обернено пропорційно доданого тиску. Пацієнт при обстеженні сидить у герметично закритій кабіні плетизмографа та дихає повітрям камери через мундштук, який можна перекривати електромагнітною заслінкою, ізолюючи дихальні шляхи та легкі від об'єму камери. Обстежуваний наприкінці спокійного видиху робить короткий вдих і видих при закритій заслінці. Реєстрація змін тиску в ротовій порожнині (як еквівалент альвеолярного тиску) і внутрішньогрудного об'єму газу (як відображення коливань тиску в кабіні) дозволяють розрахувати ООЛ, ФОЕ, ОЕЛ, а також аеродинамічний (бронхіальний) опір дихальних шляхів Raw, що характеризує стан просвіту0 генерацій бронхів Зниження ОЕЛ при незміненій її структурі притаманно чистого (без поєднання з обструкцією) рестриктивного варіанта порушень вентиляційної здатності легких. Абсолютна величина ООЛ та ставлення ООЛ/ОЕЛ вважаються найважливішими критеріями в оцінці еластичності легень та стану бронхіальної прохідності. При значному та стійкому збільшенні ООЛ/ОЕЛ% (50-60% і більше) можна говорити про емфізему легень.

Вищеперелічені методи дослідження дозволяють встановити як тип порушень ветиляції, а й ступінь відхилення тих чи інших параметрів від норми. Межі норми та відхилення від норми при порівнянні з належними показниками наведені у таблиці:

Порушення вентиляційної функції зовнішнього дихання можуть призводити до розвитку гіпоксемії та гіперкапнії.

У висновку про стан вентиляційної функції вказується тип та ступінь виявлених порушень, наприклад: значні порушення вентиляції за обструктивним типом.

Дослідження вентиляції можна доповнювати бронходилатаційними та бронхо-провокаційними тестами. Бронходилатационные проби застосовуються при обструктивному синдромі виявлення оборотного компонента обструкції – бронхоспазму. За наявності у пацієнта бронхоспазму інгаляція бронхолітичного препарату через певний час спричиняє приріст функціональних показників вентиляції, зокрема ОФВ1, ПІС, МОС25,50,75. Рекомендації щодо оцінки оборотності обструкції варіюють, але збільшення ОФВ1 на 15% і більше порівняно з вихідною величиною можна розглядати як позитивну пробу. Бронхопровокаційна проба є тестом, що допомагає визначити сприйнятливість дихальних шляхів до різних бронхоконстрикторних агентів (гістамін, метахолін, алергени, холодне повітря, фізичне навантаження і т.д.). Найчастіше проводиться проба з фармакологічними подразниками для діагностики бронхіальної астми у пацієнтів із сумнівним діагнозом.

У разі патології можливі зміни як вентиляції, а й дифузії, як і раніше, що анатомо-фізіологічна структура легень створює виключно сприятливі умови для газообміну. Величезна площа альвеолярної поверхні (70-80 м2) та широка мережа легеневих капілярів створюють оптимальні умови для поглинання кисню та виділення вуглекислого газу. Газообмін між альвеолярним повітрям і кров'ю відбувається через альвеоло-капілярну мембрану, яка складається з епітелію альвеол, інтерстиціального шару та ендотелію капілярів. На більшій частині поверхні газообміну загальна товщина мембрани не перевищує 1 мкм, досягаючи лише на окремих ділянках 5 мкм. Рух газу через альвеоло-капілярну мембрану відбувається шляхом дифузії згідно із законом Фіка. Відповідно до цього закону, швидкість перенесення газу через мембрану прямо пропорційна різниці парціального тиску газу по обидві сторони мембрани та константі мембрани, відомої як дифузійна здатність. Процес дифузії кисню в легенях може вважатися завершеним тільки після того, як молекули кисню вступлять у хімічну реакцію з гемоглобіном, подолавши шар плазми, стінку та протоплазми еритроциту.

Дифузійні порушення виникають при потовщенні та зміні фізико-хімічних властивостей альвеоло-капілярної мембрани (фіброзуючий альвеоліт, канцероматоз, набряк легені, саркоїдоз та ін.), зменшенні поверхні газообміну при зменшенні кількості функціонуючих альвеол і капілярів (здавання частини легені), зменшенні кількості крові в легеневих капілярах і зменшенні в ній гемоглобіну. Все це призводить до того, що кров залишає легеневі капіляри раніше, ніж встигає повністю завершитись її оксигенація. Дифузійні порушення відбиваються лише з обміні кисню, що має гіршими, ніж вуглекислий газ, дифузійними властивостями, і можуть призводити до гіпоксемії.

У клінічній практиці використовуються три методи вимірювання дифузійної здатності легень (ДЛ), засновані на визначенні коцентрації окису вуглецю (СО по молекулярній масі і розчинності близький до кисню, але має в 210 разів більшу спорідненість до гемоглобіну): метод одиночного вдиху, метод стійкого стану метод зворотного дихання. Найбільш широко застосовується метод одиночного вдиху. При цьому методі пацієнт із положення максимального видиху вдихає газову суміш із низьким вмістом СО (0,3%) та незначною кількістю гелію (10%) та затримує дихання на 10с, після чого робить повний видих. Під час затримки дихання кілька СО дифундує з альвеол в кров. Ця кількість розраховується, виходячи із вмісту СО в альвеолярному газі на початку та наприкінці 10-секундної затримки дихання. Альвеолярний об'єм, у якому відбувався газообмін, вимірюють за розведенням гелію. З зміни концентрації СО під час затримки дихання розраховується ДЛ. Використовується також вираз ДЛ на 1 л обсягу легень.

Для оцінки стану дифузійної здатності легень, як і вентиляційної, проводиться порівняння отриманих даних з належними показниками. У нормі ДЛ становить понад 85% від належної, умовна норма лежить у межах 85-75% від належної. При помірних порушеннях вона знижується до 74-55%, при значних – до 54-35% та за різких – менше 35% від належної величини.

Результати більшості функціональних досліджень зовнішнього дихання залежать від зусиль пацієнта та його бажання співпрацювати з персоналом, який проводить обстеження. У зв'язку з цим проведення тестів вимагає дотримання методики дослідження та попереднього інструктажу обстежуваного. Повинні бути записані вік, зростання і вага, необхідні розрахунку належних величин. Пацієнт перед тестом повинен уникати куріння, енергійних фізичних вправ, вживання алкоголю, рясної їжі за 2 години до дослідження. Не можна обстежуватися в одязі, що стискає грудну клітину і утруднює рухи стінки брюки, слід уникати використання бронходилататорів короткої дії (не менше ніж за 4 години до тесту). Ці вимоги слід повідомити пацієнта під час призначення дослідження. Якщо пацієнт використовував перед обстеженням бронхолітичні препарати (інгаляційні або прийняті внутрішньо), він повинен повідомити про це лаборанта і ці відомості мають бути записані в протоколі тесту.

Перераховані вище методи в ряді випадків необхідно доповнювати дослідженням газового складу крові, що включає визначення ступеня насичення крові киснем (SaO2), парціального тиску кисню в артеріальній крові (PaO2) та парціального тиску вуглекислоти в артеріальній крові (PaCO2) для виявлення ознак дихальної недостатності. Зниження SaO2 (норма –93-96%) та PaO2 (норма – 70-80 мм рт. ст.) вказує на артеріальну гіпоксемію; збільшення PaСO2 (норма 35-45 мм рт. ст) свідчить про гіперкапнію.

Література

1. 
   Посібник з клінічної фізіології дихання / За ред. Шика Л.Л., Канаєва Н.М. - Л.: Медицина, 1980.
2. 
   Хвороби органів дихання. Руків. для лікарів у 4 томах / За ред. Палєєва Н.Р. - М., 1989.
3. 
   М. А. Гриппі. Патофізіологія легенів/М., Біном, 1997.
4. 
   Організація роботи з дослідження функціонального стану легень методами спірографії та пневмотахографії та застосування цих методів у клінічній практиці: (Методичні вказівки.) / Упоряд.: Туріна О.І., Лаптєва І.М., Калеціц О.М., Маничєв І.А ., Щербицький В.Г. - Мн., 2002.

Дихальною недостатністю вважається такий стан, при якому нормальний газовий склад артеріальної крові або не забезпечується або забезпечується за рахунок ненормальної роботи апарату зовнішнього дихання, що призводить до зниження функціональних можливостей організму.

При прогресуванні дихальної недостатності (ДН), при зниженні компенсаторних можливостей настають артеріальна гіпоксемія та гіперкапнія. На цьому засновано розподіл ДН на стадії та форми: 1 стадія-вентиляційні порушення, коли виявляються зміни вентиляції без змін газового складу артеріальної крові; 2 стадія-порушення газового складу артеріальної крові, коли поряд з вентиляційними порушеннями спостерігаються гіпоксемія та гіперкапнія, порушення кислотно-лужної рівноваги.

За тяжкістю ДН прийнято ділити на ступені. У нашій країні широко прийнято класифікацію А.Г.Дембо, за якою ступінь ДН визначається за вираженістю задишки - це суб'єктивне відчуття незадоволеності диханням, дискомфорту в диханні.

1ступінь-задишка виникає при підвищеному фізичному навантаженні, яке раніше хворий переносив добре;

2 ступінь-задишка при звичайних для даного хворого фізичних навантаженнях;

3 ступінь-задишка виникає при малих фізичних навантаженнях або у спокої.

Поняття дихальної недостатності відбиває порушення апарату зовнішнього дихання. В основному функція апарату зовнішнього дихання визначається станом легеневої вентиляції, легеневого газообміну та газовим складом крові. Є 3 групи методів дослідження:

Методи дослідження легеневої вентиляції

Методи дослідження легеневого газообміну

Методи дослідження газового складу крові

I Методи дослідження легеневої вентиляції

Загальні дані про легеневі обсяги

Грудна клітина, що визначає межі можливого розширення легень, може перебувати в чотирьох основних положеннях, які визначають основні об'єми повітря в легенях.

У період спокійного дихання глибина дихання визначається обсягом повітря, що вдихається і видихається. Кількість повітря, що вдихається і видихається при нормальному вдиху і видиху називається дихальним об'ємом (ДО) (в нормі 400-600 мл; тобто 18% ЖЕЛ).

При максимальному вдиху в легені вводиться додатковий обсяг повітря - резервний обсяг вдиху (РОВд), а при максимально можливому видиху визначається резервний обсяг видиху (РОВд).

Життєва ємність легень (ЖЕЛ) - те повітря, яке людина може видихнути після максимального вдиху.

ЖЕЛ = РОВС + ДО + РОВИД

Після максимального видиху у дегких залишається певна кількість повітря – залишковий об'єм легень (ООЛ).

Загальна ємність легень (ОЕЛ) включає ЖЕЛ та ООЛ тобто. є максимальною ємністю легень.

ООЛ + РОВид = функціональна залишкова ємність (ФОЕ), тобто. це обсяг, який займають легені наприкінці спокійного видиху. Саме ця ємність включає в значній частині альвеолярне повітря, склад якого визначає газообмін з кров'ю легеневих капілярів.

Спірографія-це метод оцінки легеневої вентиляції з графічною реєстрацією дихальних рухів, що виражає зміни обсягу легень у координатах часу. Метод порівняно простий, доступний, малообтяжливий і високоінформативний.

Основні розрахункові показники, що визначаються за спірограмами

1. Частота та ритм дихання.

Кількість подихів у нормі у спокої коливається не більше від 10 до 18-20 за хвилину. По спірограмі спокійного дихання при швидкому русі паперу можна визначити тривалість фази вдиху і видиху та його співвідношення друг до друга. У нормі співвідношення вдиху та видиху дорівнює 1: 1, 1: 1.2; на спірографах та інших апаратах з допомогою великого опору під час видиху це ставлення може досягати 1: 1.3-1.4. Збільшення тривалості видиху наростає при порушеннях бронхіальної прохідності і може бути використане для комплексної оцінки функції зовнішнього дихання. Оцінюючи спірограми окремих випадках мають значення ритм дихання та її порушення. Стійкі аритмії дихання зазвичай свідчать про порушення функції дихального центру.

2. Хвилинний об'єм дихання (МОД).

МОД називається кількість вентильованого повітря в легенях за 1 хв. Ця величина є мірою легеневої вентиляції. Оцінка її повинна проводитись з обов'язковим урахуванням глибини та частоти дихання, а також у порівнянні з хвилинним об'ємом О2. Хоча МОД є абсолютним показником ефективності альвеолярної вентиляції (тобто. показником ефективності циркуляції між зовнішнім і альвеолярним повітрям), діагностичне значення цієї величини підкреслюється рядом дослідників (А.Г.Дембо, Комро та інших.).

МОД = ДО х ЧД, де ЧД - частота дихальних рухів за 1 хв

ДО - дихальний об'єм

МОД під впливом різних впливів може збільшуватись або зменшуватись. Збільшення МОД зазвичай з'являється при ДН. Його величина залежить також від погіршення використання вентильованого повітря, утруднень нормальної вентиляції, від порушення процесів дифузії газів (їх проходження через мемрани в легеневій тканині) та ін. Збільшення МОД спостерігається при підвищенні обмінних процесів (тиреотоксикоз), при деяких ураженнях ЦНС. Зменшення МОД відзначається у тяжких хворих при різко вираженій легеневій чи серцевій недостатності, при пригніченні дихального центру.

3. Хвилинне поглинання кисню (МПО2).

Строго кажучи, це показник газообміну, але його вимірювання та оцінка тісно пов'язані з дослідженням МОД.

4. Життєва ємність легень (ЖЕЛ)

ЖЕЛ-об'єм газу, який можна видихнути за максимального зусилля після максимально глибокого вдиху. На величину ЖЕЛ впливає положення тіла, тому в даний час загальноприйнятим є визначення цього показника в положенні сидячи хворого.

Дослідження має проводитися за умов спокою, тобто. через 1.5 -2 години після невеликого прийому їжі та через 10-20 хв відпочинку. Для визначення ЖЕЛ використовуються різні варіанти водяних та сухих спірометрів, газові лічильники та спірографи.

Оцінка отриманих даних:

1. Дані, що відхиляються від належної величини більш ніж на 12% у чоловіків і - 15% у жінок, слід вважати зниженими: у нормі такі величини мають місце лише у 10% практично здорових осіб. Не маючи права вважати такі показники явно патологічними, треба оцінювати функціональний стан дихального апарату як знижений.

2. Дані відхиляються від належних величин на 25% в чоловіків і 30% в жінок слід як дуже низькі і вважати явним ознакою вираженого зниження функції, оскільки у нормі такі відхилення мають місце лише в 2% населення.

До зниження ЖЕЛ призводять патологічні стани, що перешкоджають максимальному розправленню легень (плеврит, пневмоторакс і т.д.), зміни самої тканини легені (пневмонія, абсцес легені, туберкульозний процес) та причини, не пов'язані з легеневою патологією (обмеження рухливості діафрагми, асцит та ін). Вищевказані процеси є змінами функції зовнішнього дихання за рестриктивним типом. Ступінь даних порушень можна виразити формулою:

5. Фосована життєва ємність легень (ФЖЕЛ)

Для визначення ФЖЕЛ використовують спірографи з великими швидкостями протяжки (від 10 до 50-60 мм/с). Попередньо проводять дослідження та запис ЖЕЛ. Після короткочасного відпочинку випробуваний робить максимально глибокий вдих, кілька секунд затримує дихання і з граничною швидкістю виробляє максимальний видих (форсований видих).

6. Максимальна вентиляція легень (МВЛ).

У практичній роботі найчастіше використовується визначення МВЛ по спірограмі. Найбільшого поширення набув метод визначення МВЛ шляхом довільного форсованого (глибокого) дихання з максимально доступною частотою. При спірографічному дослідженні запис починають зі спокійного дихання (до встановлення рівня). Потім випробуваному пропонують протягом 10-15 с дихати в апарат з максимальною можливою швидкістю і глибиною.

Величина МВЛ у здорових залежить від зростання, віку та статі. На неї впливають рід занять, тренованість та загальний стан випробуваного. МВЛ значною мірою залежить від вольового зусилля випробуваного. Тому з метою стандартизації деякі дослідники рекомендують виконувати МВЛ із глибиною дихання від 1/3 до 1/2 ЖЕЛ із частотою дихання не менше 30 за хв.

Середні цифри МВЛ у здорових складають 80-120 літрів на хвилину (тобто це найбільша кількість повітря, яке може бути провентильовано через легені при максимально глибокому і гранично частому диханні в одну хвилину). МВЛ змінюється як при обсируктивних процесах так і при рестрикції, ступінь порушення можна розрахувати за формулою:

7. Залишковий обсяг (ООЛ) та функціональна залишкова ємність легень (ФОЕ).

Роздільна спірографія

Роздільна спірографія або бронхоспірографія дозволяє визначити функцію кожної легені, а отже, резервні та компенсаторні можливості кожного з них.

За допомогою двопросвітної трубки, що вводиться в трахею і бронхи, і з роздувними манжетами для обтурації просвіту між трубкою і слизовою оболонкою бронха, є можливість отримати повітря з кожної легені і записати за допомогою спірографа криві дихання правої та лівої легені окремо.

Проведення роздільної спірографії показано визначення функціональних показників у хворих, які підлягають хірургічним втручанням на легких.

Безперечно, що більш чітке уявлення про порушення бронхіальної прохідності дає запис кривих швидкості повітряного потоку при форсованому видиху (пік-флуориметрія).

Пневмотахометрия- є методом визначення швидкості руху та потужності струменя повітря при форсованому вдиху та видиху за допомогою пневмотахометра. Випробовуваний після відпочинку, сидячи, робить максимально швидко глибокий видих у трубку (при цьому ніс відключений за допомогою носового затискача). Цей метод, головним чином, використовується для підбору та оцінки ефективності дії бронходилататорів.

Середні величини для чоловіків – 4.0-7.0 л/л

для жінок – 3.0-5.0 л/с

Оксигемометрія - це бронзове визначення ступеня насичення киснем артеріальної крові. Ці показання оксигемометра можна зареєструвати на папері, що рухається у вигляді кривої - оксигемограми. В основі дії оксигемометр лежить принцип фотометричного визначення спектральних особливостей гемоглобіну. Більшість оксигемометрів та оксигемографів не визначають абсолютної величини насичення артеріальної крові киснем, а дають можливість лише стежити за змінами насичення крові киснем. У практичних цілях оксигемометрія застосовується для функціональної діагностики та оцінки ефективності лікування. З метою діагностики оксигемометрія застосовується з метою оцінки стану функції зовнішнього дихання і кровообігу. Так, ступінь гіпоксемії визначається за допомогою різноманітних функціональних проб. До них відносяться - перемикання дихання хворого з повітря на дихання чистим киснем і, навпаки, проба із затримкою дихання на вдиху та на видиху, проба з фізичним дозованим навантаженням та ін.

Щороку зростає масовість спорту. Спільно із лікарями спортивної медицини лікарі загальної лікувально-профілактичної мережі спостерігають за спортсменами, оцінюють стан здоров'я, функціональний стан систем та органів, лікують спортсменів. У спортсменів є особливості стану систем та органів, у тому числі системи зовнішнього дихання.

Нині культивується понад 100 видів спорту.

Функціональний стан системи зовнішнього дихання спортсменів оцінюють, застосовуючи загальноприйняті величини, розроблені для популяції взагалі, а чи не спеціалізовані, «спортивні». Чисто «спортивні» величини є раціональними. Головним завданням спостереження є виявлення та оцінювання зрушень у функціональному стані системи зовнішнього дихання в одних спортсменів у порівнянні з іншими та з людьми, які не займаються спортом.

Досліджуючи функціональний стан системи зовнішнього дихання у спортсменів є розумним розрізняти «функціональні можливості» та «функціональні». життєвої ємності легень (ЖЕЛ) вказує лише на потенційні можливості зростання дихального об'єму (ДО) при фізичному навантаженні та за інших умов, коли це необхідно. Величина хвилинної вентиляції легень (МВЛ) показує, як ці можливості використовуються насправді. У зв'язку з цим можна рекомендувати вправи, які розвивають функціональні можливості, або розвивають вміння використовувати ці можливості, тобто функціональні здібності.

При традиційному лікарському огляді систему дихання вивчають після серцево-судинної системи, головної системи життєзабезпечення організму. У міру того, як збільшується виконуване фізичне навантаження, припиняється зростання споживання кисню: як тільки хвилинний серцевий об'єм досягає своєї межі. Хвилинний серцевий об'єм є фактором, який обмежує здібності кисневої транспортної системи в цілому.

Через велику енергоємність носового дихання спортсмени змушені переходити на ротове, при якому робоче гіперпное досягає 60л. Щоденні багатогодинні тренування протягом кількох років підтримують великі об'єми дихання. Якщо тренування проходять у зонах із забрудненим повітрям, то ці об'єми можуть стати реальним патогенним фактором. При перемиканні на ротове дихання приблизно в

6600 разів збільшується, порівняно зі станом спокою, проникнення в легкі домішок шкідливих газів.

Зміни, що розвиваються в міру адаптації до вимог спорту в організмі взагалі та в дихальній системі зокрема, визначають відмінності у виникненні та перебігу захворювань органів дихання у спортсменів у порівнянні з людьми, які не займаються спортом.

Процес газообміну, що відбувається на ділянці легені-кров (так зване зовнішнє дихання), забезпечується рядом фізіологічних механізмів: легеневою вентиляцією, дифузією через альвеолярно-капілярні мембрани, легеневим кровотоком, нервовою регуляцією тощо. Ці процеси взаємопов'язані та взаємозалежні.

В нормі адаптаційні можливості апарату зовнішнього дихання дуже великі: при фізичному навантаженні легенева вентиляція може збільшуватися більш ніж у 10 разів за рахунок збільшення глибини та частоти дыхання, включення до газообміну додаткових обсягів. Цим забезпечується підтримання нормального газового складу артеріальної крові при фізичному навантаженні.

Різні порушення зовнішнього дихання призводять до виникнення газових порушень крові-артеріальної гіпоксемії та гперкапнії, що виникають спочатку при фізичних навантаженнях, а при прогресуванні захворювання-і в спокої. Однак, завдяки включенню компенсаторних механізмів у багатьох хворих з вираженими дифузними ураженнями легень, зі значною задишкою, далеко не завжди навіть при фізичному навантаженні виявляються гіпоксемія та гіперкапнія. Тому порушення газового складу артеріальної крові-явна, але не обов'язкова ознака дихальної недостатності.

Дихальною недостатністювважається такий стан, у якому нормальний газовий склад артеріальної крові або забезпечується, або забезпечується з допомогою ненормальної роботи апарату зовнішнього дихання, що призводить до зниження функціональних можливостей організму.

При прогресуванні дихальної недостатності (ДН), при зниженні компенсаторних можливостей настають артеріальна гіпоксемія та гіперкапнія. На цьому засновано розподіл ДН на стадії та форми: 1 стадія-вентиляційні порушення, коли виявляються зміни вентиляції без змін газового складу артеріальної крові; 2 стадія-порушення газового складу артеріальної крові, коли поряд з вентиляційними порушеннями спостерігаються гіпоксемія та гіперкапнія, порушення кислотно-лужної рівноваги.

За тяжкістю ДН прийнято ділити на ступені. У нашій країні широко прийнято класифікацію А.Г.Дембо, за якою ступінь ДН визначається за вираженістю задишки - це суб'єктивне відчуття незадоволеності диханням, дискомфорту в диханні.

1. ступінь-задишка виникає при підвищеному фізичному навантаженні, яке раніше хворий переносив добре;
2. ступінь-задишка при звичайних для даного хворого на фізичні навантаження;
3. ступінь-задишка виникає при малих фізичних навантаженнях чи спокої.

У патогенезі ДН має значення кілька факторів.

1. Нерівномірний розподіл повітря у легенях. Воно спостерігається при обструктивних процесах (переважно) і при обмежувальних процесах. Рефлекторне зменшення кровопостачання погано аерованих ділянок та гіпервентиляція-компенсаторні механізми, що забезпечують на певному етапі нормальну артеріалізацію крові.
2. Загальна гіповентиляція (зниження напруги кисню та збільшення напруги вуглекислоти в альвеолярному повітрі). Виникає внаслідок впливу екстрапульмональних факторів (пригнічення дихального центру, зниження парціального тиску кисню у повітрі, що вдихається і т.д.). Загальна гіповентиляція спостерігається також при зниженні альвеолярної вентиляції, коли збільшення хвилинної вентиляції неадекватне збільшенню мертвого простору, при невідповідності хвилинної вентиляції та потреби тканин у кисні (надто велика робота дихання).
3. Порушення співвідношення вентиляція/кровоток (судинне "коротке замикання"). Спостерігається при первинних ураженнях судин малого кола кровообігу, а також у випадках, коли з вентиляції повністю вимикаються окремі ділянки легень. Для того щоб у цьому випадку не виникла гіпоксемія, необхідно повне припинення кровопостачання вимкнених з аерації ділянок. Судинне "коротке замикання" виникає при ателектаз, пневмоніях і т.д.
4. Порушення дифузії. Виникає як внаслідок порушення проникності альвеолярно-капілярних мембран (фіброз, кардіальний застій), так і в результаті скорочення часу контакту альвеолярного газу з кров'ю, що протікає. Ці фактори можуть взаємно компенсуватися, що має місце при недостатності кровообігу (потовщення мембран та уповільнення кровотоку).

Поняття дихальної недостатності відбиває порушення апарату зовнішнього дихання. В основному функція апарату зовнішнього дихання визначається станом легеневої вентиляції, легеневого газообміну та газовим складом крові. Є 3 групи методів дослідження:

1. Методи дослідження легеневої вентиляції
2. Методи дослідження легеневого газообміну
3. Методи дослідження газового складу крові

I Методи дослідження легеневої вентиляції

Протягом останніх 20-30 років приділяється велика увага до вивчення функції легень у хворих з легеневою патологією. Запропоновано велику кількість фізіологічних проб, що дозволяють якісно чи кількісно визначити стан функції зовнішнього дихання. Завдяки системі функціональних досліджень, що склалася, є можливість виявити наявність і ступінь ДН при різних патологічних станах, з'ясувати механізм порушення дихання. Функціональні легеневі проби дозволяють визначити величину легеневих резервів та компенсаторні можливості органів дихання. Функціональні дослідження можуть бути використані для кількісного визначення змін, що настають під впливом різних лікувальних впливів (хірургічні втручання, лікувальне застосування кисню, бронхорозширювальних засобів, антибіотиків тощо), а отже, і для об'єктивної оцінки ефективності цих заходів.

Велике місце функціональні дослідження займають у практиці лікарсько-трудової експертизи визначення ступеня втрати працездатності.

Загальні дані про легеневі обсяги

Грудна клітина, що визначає межі можливого розширення легень, може перебувати в чотирьох основних положеннях, які визначають основні об'єми повітря в легенях.

1. У період спокійного дихання глибина дихання визначається обсягом повітря, що вдихається і видихається. Кількість повітря, що вдихається і видихається при нормальному вдиху і видиху називається дихальним об'ємом (ДО) (в нормі 400-600 мл; тобто 18% ЖЕЛ).
2. При максимальному вдиху в легені вводиться додатковий обсяг повітря - резервний обсяг вдиху (РОВд), а при максимально можливому видиху визначається резервний обсяг видиху (РОВд).
3. Життєва ємність легень (ЖЕЛ) - те повітря, яке людина може видихнути після максимального вдиху.
4. ЖЕЛ = РОВС + ДО + РОВИД
5. Після максимального видиху у дегких залишається певна кількість повітря – залишковий об'єм легень (ООЛ).
6. Загальна ємність легень (ОЕЛ) включає ЖЕЛ та ООЛ тобто. є максимальною ємністю легень.
7. ООЛ + РОВид = функціональна залишкова ємність (ФОЕ), тобто. це обсяг, який займають легені наприкінці спокійного видиху. Саме ця ємність включає в значній частині альвеолярне повітря, склад якого визначає газообмін з кров'ю легеневих капілярів.

Для правильної оцінки фактичних показників, одержуваних під час обстеження, порівняння використовують належні величини, тобто. теоретично розраховані індивідуальні норми При розрахунку належних показників враховують стать, зростання, вагу, вік. При оцінці зазвичай обчислюють відсоткове (%) відношення фактично отриманої величини до належної

Треба врахувати, що обсяг газу залежить від атмосферного тиску, температури середовища та насичення водяними парами. Тому у виміряні легеневі обсяги вносять поправку на барометричний тиск, температуру та вологість у момент проведеного дослідження. В даний час більшість дослідників вважають, що показники, що відображають об'ємні величини газу, необхідно приводити до температури тіла (37 С), при повному насиченні водяними парами. Цей стан називається BTPS (російською – ТТНД – температура тіла, атмосферний тиск, насичення водяними парами).

Під час вивчення газообміну отримані обсяги газу призводять до так званих стандартних умов (STPD) тобто. до температури 0 С, тиску 760 мм рт ст і сухого газу (російською – СТДС – стандартна температура, атмосферний тиск та сухий газ).

При масових обстеженнях нерідко використовують усереднений поправний коефіцієнт, який для середньої смуги РФ у системі STPD приймають рівним 0.9, у системі BTPS – 1.1. Для точніших досліджень використовують спеціальні таблиці.

Усі легеневі обсяги та ємності мають певне фізіологічне значення. Об'єм легень наприкінці спокійного видиху визначається співвідношенням двох протилежно спрямованих сил - еластичної тяги легеневої тканини, спрямованої всередину (до центру) і прагне зменшити об'єм, і еластичної сили грудної клітки, спрямованої при спокійному диханні переважно у протилежному напрямку - від центру назовні. Кількість повітря залежить від багатьох причин. Насамперед має значення стан самої легеневої тканини, її еластичність, ступінь кровонаповнення та ін. Проте істотну роль при цьому відіграє об'єм грудної клітини, рухливість ребер, стан дихальних м'язів, у тому числі діафрагми, яка є одним з основних м'язів, що здійснюють вдих.

На величини легеневих обсягів впливають положення тіла, ступінь втоми дихальних м'язів, збудливість дихального центру та стан нервової системи.

Спірографія- це метод оцінки легеневої вентиляції з графічною реєстрацією дихальних рухів, що виражає зміни обсягу легень у координатах часу. Метод порівняно простий, доступний, малообтяжливий і високоінформативний.

Основні розрахункові показники, що визначаються за спірограмами

1. Частота та ритм дихання.

Кількість подихів у нормі у спокої коливається не більше від 10 до 18-20 за хвилину. По спірограмі спокійного дихання при швидкому русі паперу можна визначити тривалість фази вдиху і видиху та його співвідношення друг до друга. У нормі співвідношення вдиху та видиху дорівнює 1: 1, 1: 1.2; на спірографах та інших апаратах з допомогою великого опору під час видиху це ставлення може досягати 1: 1.3-1.4. Збільшення тривалості видиху наростає при порушеннях бронхіальної прохідності і може бути використане для комплексної оцінки функції зовнішнього дихання. Оцінюючи спірограми окремих випадках мають значення ритм дихання та її порушення. Стійкі аритмії дихання зазвичай свідчать про порушення функції дихального центру.

2. Хвилинний об'єм дихання (МОД).

МОД називається кількість вентильованого повітря в легенях за 1 хв. Ця величина є мірою легеневої вентиляції. Оцінка її повинна проводитися з обов'язковим урахуванням глибини та частоти дихання, а також у порівнянні з хвилинним об'ємом 2 . Хоча МОД є абсолютним показником ефективності альвеолярної вентиляції (тобто. показником ефективності циркуляції між зовнішнім і альвеолярним повітрям), діагностичне значення цієї величини підкреслюється рядом дослідників (А.Г.Дембо, Комро та інших.).

МОД = ДО х ЧД, де ЧД - частота дихальних рухів за 1 хв

ДО - дихальний об'єм

МОД під впливом різних впливів може збільшуватись або зменшуватись. Збільшення МОД зазвичай з'являється при ДН. Його величина залежить також від погіршення використання вентильованого повітря, утруднень нормальної вентиляції, від порушення процесів дифузії газів (їх проходження через мемрани в легеневій тканині) та ін. Збільшення МОД спостерігається при підвищенні обмінних процесів (тиреотоксикоз), при деяких ураженнях ЦНС. Зменшення МОД відзначається у тяжких хворих при різко вираженій легеневій чи серцевій недостатності, при пригніченні дихального центру.

3. Хвилинне поглинання кисню (МПО 2).

Строго кажучи, це показник газообміну, але його вимірювання та оцінка тісно пов'язані з дослідженням МОД. За спеціальними методиками роблять розрахунок МПО 2 . Виходячи з цього, обчислюють коефіцієнт використання кисню (КІО 2) - це кількість мілілітрів кисню, що поглинається з 1 літра повітря, що вентилюється.

КІО 2 = МПО 2 у мл

У нормі КИО 2 у середньому становить 40 мл (від 30 до 50 мл). Зменшення КИО 2 менше ніж 30 мл вказує на зниження ефективності вентиляції. Проте слід пам'ятати, що з важких ступенях недостатності функції зовнішнього дихання МОД починає зменшуватися, т.к. компенсаторні можливості починають виснажуватися, а газообмін у спокої продовжує забезпечуватися за рахунок включення додаткових механізмів кровообігу (поліцитемія) та ін.

4. Життєва ємність легень (ЖЕЛ)

ЖЕЛ-об'єм газу, який можна видихнути за максимального зусилля після максимально глибокого вдиху. На величину ЖЕЛ впливає положення тіла, тому в даний час загальноприйнятим є визначення цього показника в положенні сидячи хворого.

Дослідження має проводитися за умов спокою, тобто. через 1.5 -2 години після невеликого прийому їжі та через 10-20 хв відпочинку. Для визначення ЖЕЛ використовуються різні варіанти водяних та сухих спірометрів, газові лічильники та спірографи.

При записі на спірографі ЖЕЛ визначається кількістю повітря з глибокого вдиху остаточно найсильнішого видиху. Пробу повторюють тричі з проміжками для відпочинку, до уваги беруть найбільшу величину.

ЖЕЛ, крім стандартної методики, можна записувати двомоментно, тобто. після спокійного видиху обстежуваному пропонують зробити максимально глибокий вдих і повернутися до рівня спокійного дихання, а потім, наскільки це можливо, сильно видихнути.

Для правильної оцінки фактично отриманої ЖЕЛ використовують розрахунок належної ЖЕЛ (ДЖЕЛ). Найбільшого поширення набув розрахунок за формулою Антоні:

ДЖЕЛ = ДОО х 2.6 для чоловіків

ДЖЕЛ = ДОО х 2.4 для жінок, де ДОО – належний основний обмін, визначається за спеціальними таблицями.

З використанням цієї формули пам'ятаймо, що величини ДОО визначаються умовах STPD.

Здобула визнання формула, запропонована Боулдіном та ін.

27.63 - (0.112 х вік у роках) х зростання в см (для чоловіків)

21.78 - (0.101 х вік у роках) х ріст у см (для жінок)

Всеросійський науково-дослідний інститут пульмонології пропонує ДЖЕЛ у літрах у системі BTPS розраховувати за такими формулами:

0.052 х зростання см - 0.029 х вік - 3.2 (для мужчин)

0.049 х зростання см - 0.019 х вік - 3.9 (для жінок)

При розрахунку ДЖЕЛ знайшли своє застосування номограми та розрахункові таблиці.

Оцінка отриманих даних:

1. Дані, що відхиляються від належної величини більш ніж на 12% у чоловіків і - 15% у жінок, слід вважати зниженими: у нормі такі величини мають місце лише у 10% практично здорових осіб. Не маючи права вважати такі показники явно патологічними, треба оцінювати функціональний стан дихального апарату як знижений.

2. Дані відхиляються від належних величин на 25% в чоловіків і 30% в жінок слід як дуже низькі і вважати явним ознакою вираженого зниження функції, оскільки у нормі такі відхилення мають місце лише в 2% населення.

До зниження ЖЕЛ призводять патологічні стани, що перешкоджають максимальному розправленню легень (плеврит, пневмоторакс і т.д.), зміни самої тканини легені (пневмонія, абсцес легені, туберкульозний процес) та причини, не пов'язані з легеневою патологією (обмеження рухливості діафрагми, асцит та ін). Вищевказані процеси є змінами функції зовнішнього дихання за рестриктивним типом. Ступінь даних порушень можна виразити формулою:

ЖЕЛх 100%

100 - 120% - нормальні показники

100-70% - рестриктивні порушення помірної виразності

70-50% - рестриктивні порушення значної виразності

менше 50% - різко виражені порушення обструктивного типу

Крім механічних факторів, що визначають зниження ЖЕЛ, певне значення має функціональний стан нервової системи, загальний стан хворого. Виражене зниження ЖЕЛ спостерігається при захворюваннях серцево-судинної системи та обумовлено значною мірою застоєм у малому колі кровообігу.

5. Фосована життєва ємність легень (ФЖЕЛ)

Для визначення ФЖЕЛ використовують спірографи з великими швидкостями протяжки (від 10 до 50-60 мм/с). Попередньо проводять дослідження та запис ЖЕЛ. Після короткочасного відпочинку випробуваний робить максимально глибокий вдих, кілька секунд затримує дихання і з граничною швидкістю виробляє максимальний видих (форсований видих).

Існують різні способи оцінки ФЖЕЛ. Проте найбільше визнання ми отримали визначення односекундної, дво- і трехсекундной ємності, тобто. розрахунок обсягу повітря за 1, 2, 3 секунди. Найчастіше використовується односекундна проба.

У нормі тривалість видиху становить у здорових людей від 2.5 до 4 сек., Дещо затягується лише у людей похилого віку.

За даними низки дослідників (Б.С.Агов, Г.П.Хлопова та інших.) цінні дані дає як аналіз кількісних показників, а й якісна характеристика спірограми. Різні ділянки кривої форсованого видиху мають різне діагностичне значення. Початкова частина кривої характеризує опір великих бронхів, яких припадає на частку 80% загального бронхіального опору. Кінцева частина кривої, яка відображає стан дрібних бронхів, не має, на жаль, точного кількісного виразу через погану сприйнятливість, але відноситься до важливих описових ознак спірограми. В останні роки розроблено та впроваджено в практику прилади "пік-флуориметри", що дозволяють точніше характеризувати стан дистального відділу бронхіального дерева. відрізняючись невеликими розмірами, вони дозволяють виконувати моніторування ступеня бронхообструкції хворими на бронхіальну астому, своєчасно використовувати лікарські препарати, до появи суб'єктивних симптомів брохоспазму.

Здорова людина видихає за 1 сік. приблизно 83% своєї життєвої ємності легень, за 2 сек. - 94%, за 3 сек. - 97%. Видихання за першу секунду менше ніж 70% завжди вказує на патологію.

Ознаки дихальної недостатності обструктивного типу:

до 70% - норма

65-50% - помірна

50-40% – значна

менше 40% - різка

6. Максимальна вентиляція легень (МВЛ).

У літературі цей показник зустрічається під різними назвами: межа дихання (Ю.Н.Штейнград, Кніппінт та ін), межа вентиляції (М.І.Анічков, Л.М.Тушинська та ін.).

У практичній роботі найчастіше використовується визначення МВЛ по спірограмі. Найбільшого поширення набув метод визначення МВЛ шляхом довільного форсованого (глибокого) дихання з максимально доступною частотою. При спірографічному дослідженні запис починають зі спокійного дихання (до встановлення рівня). Потім випробуваному пропонують протягом 10-15 с дихати в апарат з максимальною можливою швидкістю і глибиною.

Величина МВЛ у здорових залежить від зростання, віку та статі. На неї впливають рід занять, тренованість та загальний стан випробуваного. МВЛ значною мірою залежить від вольового зусилля випробуваного. Тому з метою стандартизації деякі дослідники рекомендують виконувати МВЛ із глибиною дихання від 1/3 до 1/2 ЖЕЛ із частотою дихання не менше 30 за хв.

Середні цифри МВЛ у здорових складають 80-120 літрів на хвилину (тобто це найбільша кількість повітря, яке може бути провентильовано через легені при максимально глибокому і гранично частому диханні в одну хвилину). МВЛ змінюється як при обсируктивних процесах так і при рестрикції, ступінь порушення можна розрахувати за формулою:

МВЛх 100% 120-80% - нормальні показники

ДМВЛ 80-50% – помірні порушення

50-35% – значні

менше 35% - різко виражені порушення

Запропоновано різні формули визначення належної МВЛ (ДМВЛ). Найбільшого поширення набуло визначення ДМВЛ, основу якого покладено формула Пибоды, але із збільшенням запропонованої ним 1/3 ДЖЕЛ до 1/2 ДЖЕЛ (А.Г.Дембо).

Таким чином, ДМВЛ = 1/2 ДЖЕЛ х 35 де 35 - частота дихання в 1 хв.

ДМВЛ може бути розрахована, виходячи з площі поверхні тіла (S) з урахуванням віку (Ю.І.Мухарлямов, А.І.Агранович).

Для розрахунку ДМВЛ задовільною є формула Гаубаца:

ДМВЛ = ДЖЕЛ х 22 для осіб віком до 45 років

ДМВЛ = ДЖЕЛ х 17 для осіб старше 45 років

7. Залишковий обсяг (ООЛ) та функціональна залишкова ємність легень (ФОЕ).

ООЛ - це єдиний показник, який не може бути вивчений методом прямої спірографії; для визначення використовуються додаткові спеціальні газоаналітичні прилади (ПООЛ -1, азотограф). Використовуючи цей метод одержують величину ФОЕ, а використовуючи ЖЕЛ та РОВид., розраховують ООЛ, ОЕЛ та ООЛ/ОЕЛ.

ООЛ = ФОЕ - РОВид

ДОЕЛ = ДЖЕЛ х 1.32 де ДОЕЛ - належна загальна ємність легень.

Значення ФОЕ та ООЛ дуже велике. При збільшенні ООЛ порушується рівномірне змішування повітря, що вдихається, зменшується ефективність вентиляції. ООЛ збільшується при емфіземі легень, бронхіальній астмі.

ФОЕ та ООЛ зменшуються при пневмосклерозі, плевриті, пневмонії.

Кордони норми та градації відхилення від норми показників дихання

Виділяють три основні типи вентиляційних порушень: обструктивні, рестриктивні та змішані.

Обструктивні вентиляційні порушення виникають унаслідок:

1. звуження просвіту дрібних бронхів, особливо бронхіол за рахунок спазму (бронхіальна астма; астматичний бронхіт);
2. звуження просвіту за рахунок потовщення стінок бронхів (запальний, алергічний, бактеріальний набряк, набряк при гіперемії, серцевої недостатності);
3. наявності на покриві бронхів в'язкого слизу зі збільшенням її секреції бокаловидними клітинами бронхіального епітелію, або слизово-гнійного мокротиння
4. звуження внаслідок рубцевої деформації бронха;
5. розвитку ендобронхіальної пухлини (злоякісної, доброякісної);
6. здавлення бронхів ззовні;
7. наявності бронхіолітів.

Рестриктивні вентиляційні порушення мають такі причини:

1. 1фіброз легень (інтерстиціальний фіброз, склеродермія, бериліоз, пневмоконіози і т.д.);
2. великі плевральні та плевродіафрагмальні зрощення;
3. ексудативний плеврит, гідроторакс;
4. пневмоторакс;
5. великі запалення альвеол;
6. великі пухлини паренхіми легені;
7. хірургічне видалення частини легені.

Клінічні та функціональні ознаки обструкції:

1. Рання скарга на задишку при раніше допустимому навантаженні або під час “застуди”.
2. Кашель, частіше зі мізерним відділенням мокротиння, що викликає після себе на деякий час відчуття важкого дихання (замість полегшення дихання після звичайного кашлю з відділенням мокротиння).
3. Перкуторний звук не змінений або спочатку набуває тимпанічного відтінку над задньо-бічними відділами легень (підвищення легкості легень).
4. Аускультація: сухі свистячі хрипи. Останні, по Б.Е.Вотчалу, слід активно виявляти при форсованому видиху. Аускультація хрипів при форсованому видиху цінна у плані судження про поширення порушення бронхіальної прохідності легеневими полями. Дихальні шуми змінюються у наступній півсивості: везикулярне дихання - жорстке везикулярне - жорстке невизначене (заглушує хрипи) - ослаблене жорстке дихання.
5. Пізнішими ознаками є подовження фази видиху, що у диханні допоміжної мускулатури; втягування міжреберних проміжків, опущення нижньої межі легень, обмеження рухливості нижнього краю легень, поява коробкового перкуторного звуку та розширення зони його поширення.
6. Зниження форсованих легеневих проб (індексу Тіффно та максимальної вентиляції).

У терапії обструктивної недостатності чільне місце займають препарати бронходилатуючого ряду.

Клінічні та функціональні ознаки рестрикції.

1. Задишка при фізичному навантаженні.
2. Прискорене неглибоке дихання (коротке - швидкий вдих і швидкий видих, званий феноменом дверей, що "захлопуються").
3. Екскурсія грудної клітки обмежена.
4. Перкуторний звук укорочений тимпанічним відтінком.
5. Нижня межа легень стоїть вище звичайного.
6. Рухливість нижнього краю легень обмежена.
7. Подих ослаблений везикулярний, хрипи тріскучі або вологі.
8. Зменшення життєвої ємності легень (ЖЕЛ), загальної ємності легень (ОЕЛ), зниження дихального об'єму (ДО) та ефективної альвеолярної вентиляції.
9. Часто є порушення рівномірності розподілу вентиляційно-перфузійних співвідношень у легенях та дифузні порушення.

Роздільна спірографія

Роздільна спірографія або бронхоспірографія дозволяє визначити функцію кожної легені, а отже, резервні та компенсаторні можливості кожного з них.

За допомогою двопросвітної трубки, що вводиться в трахею і бронхи, і з роздувними манжетами для обтурації просвіту між трубкою і слизовою оболонкою бронха, є можливість отримати повітря з кожної легені і записати за допомогою спірографа криві дихання правої та лівої легені окремо.

Проведення роздільної спірографії показано визначення функціональних показників у хворих, які підлягають хірургічним втручанням на легких.

Безперечно, що більш чітке уявлення про порушення бронхіальної прохідності дає запис кривих швидкості повітряного потоку при форсованому видиху (пік-флуориметрія).

Пневмотахометрия- є методом визначення швидкості руху та потужності струменя повітря при форсованому вдиху та видиху за допомогою пневмотахометра. Випробовуваний після відпочинку, сидячи, робить максимально швидко глибокий видих у трубку (при цьому ніс відключений за допомогою носового затискача). Цей метод, головним чином, використовується для підбору та оцінки ефективності дії бронходилататорів.

Середні величини для чоловіків – 4.0-7.0 л/л

для жінок – 3.0-5.0 л/с

При пробах із введенням бронхоспазмолітичних засобів можна диференціювати йронхоспазм від органічних уражень бронхів. Потужність видиху зменшується не тільки при бронхоспазму, але також, хоча і меншою мірою, у хворих зі слабкістю дихальної мускулатури та з різкою ригідністю грудної клітки.

Загальна плетизмографія (ОЗУ) - це метод прямого вимірювання величини бронхіального опору R при спокійному диханні. Метод заснований на синхронному вимірі швидкості повітряного потоку (пневмотахограми) та коливань тиску в герметичній кабіні, куди поміщається хворий. Тиск у кабіні змінюється синхронно коливань альвеолярного тиску, про який судять за коефіцієнтом пропорційності між об'ємом кабіни та об'ємом газу в легенях. Плетизмографічно краще виявляються невеликі ступені звуження бронхіального дерева.

Оксигемометрія - це бронзове визначення ступеня насичення киснем артеріальної крові. Ці показання оксигемометра можна зареєструвати на папері, що рухається у вигляді кривої - оксигемограми. В основі дії оксигемометр лежить принцип фотометричного визначення спектральних особливостей гемоглобіну. Більшість оксигемометрів та оксигемографів не визначають абсолютної величини насичення артеріальної крові киснем, а дають можливість лише стежити за змінами насичення крові киснем. У практичних цілях оксигемометрія застосовується для функціональної діагностики та оцінки ефективності лікування. З метою діагностики оксигемометрія застосовується з метою оцінки стану функції зовнішнього дихання і кровообігу. Так, ступінь гіпоксемії визначається за допомогою різноманітних функціональних проб. До них відносяться - перемикання дихання хворого з повітря на дихання чистим киснем і, навпаки, проба із затримкою дихання на вдиху та на видиху, проба з фізичним дозованим навантаженням та ін.