Респираторная медицина. Руководство (в 2-х томах)

P1xV1 = P2xV2 = (P1 + ΔP)x(V1 + ΔV) = P1xV1 + P1xΔV + V1xΔP + ΔPxΔV.

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

P1xΔV = - V1xΔP;

V1 = - P1xΔV/ΔP.

Если закон Бойля применить к легкому, то отсюда вытекает:

V_L = - PальвxΔV_L/ΔPальв,

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

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

V_L = (Pатм - Pвод.п.)xΔPкxКкалибровки/ΔPальв.

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

path: pictures/0578.png

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

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

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

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

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

РЕНТГЕНОГРАФИЧЕСКОЕ ИЗМЕРЕНИЕ ОБЪЕМА ЛЕГКИХ

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

объем сообщающегося воздуха [53, 54, 60].

СОПРОТИВЛЕНИЕ ДЫХАТЕЛЬНЫХ ПУТЕЙ

Сопротивление дыхательных путей ( airway resistance - Raw) равно отношению движущего давления (разница давлений между альвеолярным давлением и давлением в ротовой полости) к потоку воздуха:

Raw = P/V’, где P - движущее давление, V- поток.

В клинической практике часто используют величину обратную сопротивлению - проводимость дыхательных путей ( airway conductance - Gaw = 1/Raw). При заболеваниях органов дыхания сопротивление дыхательных путей может увеличиваться. Существует несколько механизмов увеличения сопротивления дыхательных путей: сужение просвета дыхательных путей вследствие воспаления, отека слизистой оболочки и сокращения гладкой мускулатуры бронхов (при бронхиальной астме) или из-за избыточной секреции желез подслизистого слоя (при хроническом бронхите); снижение эластичности легких и утрата сил, поддерживающих просвет дыхательных путей (при эмфиземе); окклюзия просвета дыхательных путей опухолью (при бронхогенном раке).

Измерение сопротивления дыхательных путей может помочь при дифференциальной диагностике заболеваний (сопротивление повышено и при астме и при эмфиземе, но в первом случае обычно значительнее) или для локализации уровня обструкции (дыхание газовой смесью низкой плотности - гелиоксом (80% He и 20% O₂) - позволяет снизить сопротивление верхних дыхательных путей) [21].

Сопротивление дыхательных путей можно легко измерить методом общей бодиплетизмографии. Вначале пациент сидит в боди-камере и дышит через открытый клапан. Перед тем как пациент делает вдох давление в боди-камере равно атмосферному. Во время вдоха объем грудной клетки увеличивается (ΔV), а альвеолярное давление становится ниже атмосферного. При этом воздух в боди-камере сжимается - давление растет. На выдохе происходит обратное: компрессия внутригрудного газа приводит к разрежению воздуха в боди-камере и снижению давления в ней. Постоянно регистрируется поток (V’), давление в ротовой полости (Pрот) и давление в боди-камере (Pк), что позволяет вычислить V’/Pк. Затем клапан закрывается, перекрывая дыхательные пути (пациент продолжает маневры вдох - выдох), и вычисляют отношение Pрот/Pк. В статических условиях (отсутствии потока) Pрот = Pальв, поэтому Pрот/Pк = Pальв/Pк. Таким образом, Raw = Pальв/Pк/V’/Pк = Pальв/V’.

Несколько физиологических факторов оказывают влияние на величину сопротивления дыхательных путей, измеренную при бодиплетизмографическом исследовании. Одним из них является объем легких. На уровне ОЕЛ сопротивление меньше, на уровне ООЛ - больше. Измерение сопротивления при различных объемах легких позволяет выявить линейную связь между проводимостью дыхательных путей и объемом легких: Gaw = 0,24 x V.