Респираторная медицина. Руководство (в 2-х томах)

Однако сопротивление дыхательных путей в большей степени зависит от эластической отдачи легких, чем от их объема. При одинаковом объеме легких у пациентов с высокой эластической отдачей Raw ниже, чем у пациентов с нормальной эластичностью. Это обусловлено большим растягивающим действием на дыхательные пути. Наоборот, уменьшение эластической отдачи легких приводит к снижению радиальной тракции, поэтому Raw увеличивается. Эта взаимосвязь может помочь при анализе механизмов ограничения воздушного потока при различных обструктивных заболеваниях (например, при буллезной эмфиземе) [61, 62].

Дополнительные факторы, влияющие на сопротивление дыхательных путей, включают их длину, тонус гладкой мускулатуры, физические свойства газа (плотность и вязкость) и частоту дыхания. При частом поверхностном дыхании изменения в боди-камере, вызванные различиями температуры, влажности воздуха, а также различиями в концентрации СО₂ и О₂ во время вдоха и выдоха, минимальны. Следовательно, если измерения Raw сделаны при высокой частоте дыхания, этими факторами можно пренебречь. Кроме того, при частом поверхностном дыхании постепенное нагревание воздуха и небольшая утечка в боди-камере становятся незначительными по сравнению с изменениями внутригрудного объема при сжатии и разрежении альвеолярного газа. Голосовая щель остается открытой, тогда как при спокойном дыхании ее просвет может меняться. Изменения давления в брюшной полости также минимальны.

Новое современное оборудование позволяет измерять Raw при спокойном дыхании (с помощью программного обеспечения делается соответствующая коррекция), при этом измеренное сопротивление немного выше сопротивления, измеренного при частом поверхностном дыхании, поскольку голосовая щель во время измерения частично закрыта.

В разных участках легких сопротивление дыхательных путей неодинаково. При этом Raw, измереное бодиплетизмографически, является средним альвеолярным давлением на единицу объема, деленным на средний поток в ротовой полости; а не средним значением сопротивлений в разных участках легких. Поэтому сложно оценить вклад отдельных физиологических факторов (например, потеря эластичности легких, сокращение гладкой мускулатуры дыхательных путей) в увеличение сопротивления дыхательных путей у конкретного пациента.

ИМПУЛЬСНАЯ ОСЦИЛЛОМЕТРИЯ

Метод импульсной осциллометрии (ИОС), предложенный в 1981 г. E. Muller и J. Vogel [63], является модификацией метода форсированных осцилляций, с помощью которого можно измерить общее сопротивление воздушному потоку, которое оказывают дыхательные пути, легкие и грудная клетка [64 - 66].

По аналогии с электромеханикой, общее сопротивление дыхательной системы (или, дыхательный импеданс - Z) равно:

Z² = R² + X²,

где Z - дыхательный импеданс, R - фрикционное сопротивление (сопротивление трения дыхательных путей, тканей легких и грудной клетки), X - реактанс.

X = 2 x пи x f x L - 1/(2 x пи x f x C).

Реактанс представляет собой сумму эластического сопротивления легких и грудной клетки - 1/(2 x пи x f x C) и инерционного сопротивления смещающихся при дыхании тканей легких, грудной клетки, дыхательных путей и воздуха -

2 x пи x f x L. Эластическое и инерционное сопротивления противоположно направлены; с увеличением частоты осцилляций эластическая компонента снижается, а инерционная растет. При резонансной частоте (FR) эластическое и инерционное сопротивления равны; при такой частоте общее сопротивление равно фрикционному сопротивлению.

В ИОС поток воздуха с навязанными громкоговорителем осцилляциями (используется диапазон частот от 5 до 35 Гц) подается в дыхательные пути, а в выдыхаемом воздухе измеряется давление и поток. Частота навязанных осцилляций гораздо выше, чем частота дыхания пациента. Математический анализ позволяет выделить для анализа отраженные колебания, рассчитать общее сопротивление и определить частотную зависимость фрикционного сопротивления и реактанса. Методика необременительна для пациента: пациенту необходимо дышать с обычной частотой в течение 30 - 60 с.

С помощью этой методики можно дифференцировать рестриктивные и обструктивные нарушения [67, 68], выявить преимущественную локализацию обструктивных нарушений (проксимальная или дистальная обструкция) (рис. 5-79). Кроме этого, метод ИОС может быть использован для оценки бронходилатационного и бронхоконстрикторного ответа [69 - 71], для мониторирования течения заболевания [72, 73], для эпидемиологических исследований как скрининговый метод.

path: pictures/0579.png

Рис. 5-79. Кривая поток - объем и частотная зависимость фрикционного сопротивления (R) и сопротивления, обусловленного эластическими свойствами легких и грудной клетки и инерционным сопротивлением воздуха, легких и грудной клетки (X), при различных функциональных нарушениях: а) проксимальная обструкция: фрикционное сопротивление (R5 и R20) увеличено; спектр R(f) не зависит от частоты; периферический реактанс (X5) и резонансная частота (FR) не изменены;

б) дистальная обструкция: сопротивление дыхательных путей (R5) увеличено; спектр R(f) зависит от частоты (R20 значительно меньше R5); периферический реактанс (X5) снижен; резонансная частота (FR) смещена вправо в спектр высоких частот; в) рестриктивные нарушения: сопротивление дыхательных путей (R5) в пределах нормальных значений; спектр R(f) не зависит от частоты; периферический реактанс (X5) снижен; резонансная частота (FR) смещена вправо в спектр высоких частот; г) экстраторакальная обструкция: фрикционное сопротивление (R5 и R20) увеличено; спектр R(f) не зависит от частоты; изредка может определяться пик на спектре сопротивления; периферический реактанс (X5) снижен, но может быть и в пределах нормальных значений, на спектре X(f) характерно наличие плато (**).

Метод ИОС имеет как недостатки, так и преимущества по сравнению с «традиционными» методами исследования [74]. К недостаткам метода можно отнести следующие:

1) колебания щек, стенок глотки и гортани могут приводить к некорректному измерению сопротивления;

2) занижение истинной величины сопротивления может иметь место при снижении эластичности грудной клетки/легких;

3) параметры импульсной осциллометрии имеют невысокую воспроизводимость и достаточно широкий диапазон нормальных значений.

Преимуществами этого метода являются:

1) минимальные усилия, требуемые от пациента, делают возможным использование этого теста у детей и лиц, неспособных выполнить спирометрию или бодиплетизмографию;

2) для измерения сопротивления дыхательной системы не требуется делать глубокий вдох (однако исследования без глубокого вдоха могут «скрывать» бронхиальную астму [75]);

3) возможность оценить сопротивление верхних, а также периферических дыхательных путей.

Измерение сопротивления методом ИОС является перспективным методом функциональной диагностики, дающим важную информацию о механике дыхания. Однако импульсная осциллометрия не является более чувствительным по сравнению со спирометрией методом диагностики заболеваний (особенно при интерстициальных легочных заболеваниях) или при корреляции с клиническими симптомами [76, 77].

ЭЛАСТИЧЕСКАЯ ОТДАЧА ЛЕГКИХ

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Эластичность (эластическая отдача, E) легких является важной физиологической характеристикой и представляет собой меру упругости легочной ткани. Величина, обратная эластичности, называется растяжимостью ( C = 1/ E). Легочная растяжимость зависит от легочных объемов (при резекции одного легкого растяжимость может уменьшаться на 50%, несмотря на то что эластические свойства оставшегося легкого не нарушаются), в связи с этим для оценки упругих свойств легочной ткани часто используют растяжимость, отнесенную к единице объема легких (или удельную растяжимость).

При заболеваниях органов дыхания эластичность легких может повышаться или понижаться. При рестриктивных вентиляционных нарушениях, сопровождаемых уменьшением объема легких, эластическая отдача возрастает. Наоборот, при обструктивных вентиляционных нарушениях эластическая отдача легких снижается: у пациентов с хроническим бронхитом и астмой незначительно, а у пациентов с эмфиземой - существенно. Исследование эластической отдачи занимает много времени, является трудоемким, дорогостоящим и инвазивным. Таким образом, тест не может использоваться в рутинной клинической практике у больных с рестриктивными нарушениями вентиляции, но играет важную роль при дооперационной оценке пациентов с буллезной и диффузной эмфиземой, направляемых на резекцию нефункционирующих или очень плохо функционирующих участков легочной ткани. Кроме того, этот тест можно использовать при дифференциальной диагностике эмфиземы с астмой или бронхитом. При обследовании больных со смешанными нарушениями вентиляции (например, эмфиземой и фиброзом) тест может подтвердить наличие обоих заболеваний.