Спирометрия в клинической практике

р О

Спирометрия в клиническои практике

Ю.А. Панфилов, В.А. Луняков

ФГБОУ ВО РязГМУ Минздрава России

Спирометрия широко используется в диагностике легочных заболеваний и определении тяжести их течения. Данная методика позволяет выявить обструктивные и рестриктивные вентиляционные нарушения. В зависимости от целей и исходных параметров спирометрии целесообразно проведение бронходилатационного или бронхоконстрикторного тестов. Мониторирование функции внешнего дыхания с использованием спирометрии в динамике позволяет оценить течение заболевания, а также эффективность проводимой терапии. Ключевые слова: спирометрия, обструкция, рестрикция, бронходилатационный тест, бронхокон-стрикторный тест.

Spirometry in clinical practice

Y.A. Panfilov, V.A. Lunyakova

Spirometry is widely used to diagnose pulmonary diseases and their severity. Spirometry helps assess obstructive and restrictive disorders. Based on aims and initial parameters of spirometry bronchodilation test or bronchoconstriction test should be performed. Prolong lung function monitoring with spirometry using helps to estimate the disease progression and efficacy of the given therapy.

Keywords: spirometry, obstruction, restriction, bronchodilation test, bronchoconstriction test.

Заболевания дыхательных путей и легочной ткани в большинстве случаев вызывают изменения функциональных параметров дыхания, которые можно выявить с помощью различных функциональных методов исследования. На сегодняшний день спирометрия является наиболее простым и распространенным методом функциональной диагностики, который можно рассматривать как начальный этап выявления вентиляционных нарушений. Она предназначена для измерения легочных объемов при различных дыхательных маневрах, как спокойных, так и форсированных [3, 4].

Наиболее важные параметры маневра форсированного выдоха — форсированная жизненная емкость легких (ФЖЕЛ), объем форсированного выдоха за одну секунду (ОФВ1), максимальная объемная скорость выдоха на уровне 25 % , 50 % и 75 % ФЖЕЛ (МОС25, МОС50, МОС75), форсированный средний экспираторный поток на среднем участке кривой ФЖЕЛ между 25 и 75 % (СОС25-75) (рис. 1) [1].

Для интерпретации полученных результатов используются различные таблицы и формулы должных величин

—-СЧС

показателей спирометрии. Должные величины зависят от антропометрических параметров (в основном от роста), пола, возраста, расы. Чем выше человек, тем больше его легкие и протяженность дыхательных путей и, следовательно, максимальная экспираторная скорость.

Все названные показатели, как и ОФВ1, могут снижаться у больных как с обструктивными, так и с рестриктивными нарушениями (таблица) [7].

Таблица

Типичные изменения спирометрических показателей при обструктивных и рестриктивных нарушениях вентиляции

Показатели Нарушения

обструктивные рестриктивные

ФЖЕЛ В норме или снижена Снижена

ОФВ1 Снижен Снижен

ОФВУФЖЕЛ Снижено или в норме В норме или повышено

МОС„_„ Снижена или в норме В норме или повышена

ПСВ Снижена В норме или снижена

-—

1 с Время, с Вдох ФЖЕЛ

Рис. 1. (а) Спирограмма форсированного выдоха. (б) Нормальная петля поток-объем, полученная при максимальных вдохе и выдохе

Обструктивные вентиляционные нарушения

Наиболее частое показание к проведению спирометрического исследования — выявление обструкции дыхательных путей и оценка ее выраженности [2]. Причиной может служить сужение просвета нижних дыхательных путей — при БА, ХОБЛ, эмфиземе легких, муковис-цидозе, сдавлении крупных бронхов опухолью извне, стенозировании эндофитно растущей опухолью, рубцовой тканью, инородным телом.

Обструктивный тип вентиляционных нарушений характеризуется сниженным соотношением ОФВ1/ФЖЕЛ при нормальной (или сниженной) ФЖЕЛ. Главным спирогра-фическим признаком обструктивного синдрома является замедление форсированного выдоха за счет увеличения сопротивления воздухоносных путей. При регистрации классической спирограммы кривая форсированного выдоха становится растянутой (рис. 2) [4, 6].

Рестриктивные вентиляционные нарушения

Рестриктивные нарушения легочной вентиляции сопровождаются ограничением наполнения легких воздухом, обусловленным уменьшением дыхательной поверхности легкого, выключением части легкого из дыхания, снижением эластических свойств легкого и грудной клетки, а также способности легочной ткани к растяжению. При этом сопротивление воздухоносных путей обычно не возрастает.

Рестриктивные нарушения возникают при интерсти-циальных заболеваниях легких, обширной воспалительной инфильтрации легочной ткани, гипоплазии и ателектазах легкого, после резекции легочной ткани. К рестрикции также может приводить и внелегочная патология: поражения грудного отдела позвоночника, ребер, дыхательной мускулатуры, диафрагмы, нарушения регуляции дыхания при угнетении дыхательного центра наркотическими

Время, с

Рис. 2. Кривая форсированного выдоха при регистрации классической спирограммы в норме

и при обструктивном синдроме

Рис. 3. Кривая форсированного выдоха при регистрации классической спирограммы в норме

и при рестриктивных расстройствах

препаратами или его повреждении опухолью, кровоизлиянием.

Главное следствие рестриктивных расстройств вентиляции, выявляемых при спирографии, — это почти пропорциональное уменьшение большинства легочных объемов и емкостей: дыхательного объема (ДО), ЖЕЛ, резервного объема вдоха и выдоха (РО , РО ), ОФВ и т.д. Важно,

4 вд выд' 1

что снижение ОФВ1 не сопровождается уменьшением отношения ОФВ1/ФЖЕЛ, как при обструктивном синдроме (рис. 3). Этот показатель остается в пределах нормы или даже несколько увеличивается за счет более значительного уменьшения ЖЕЛ [4, 6].

При компьютерной спирографии кривая поток-объем представляет собой как бы уменьшенную копию нормальной кривой (рис. 4), но в связи с общим уменьшением объема легких она смещена вправо. Пиковая скорость выдоха (ПСВ) и ОФВ1 снижены, хотя отношение ОФВ1/ФЖЕЛ сохраняется в пределах нормы или увеличено. В связи с ограничением расправления легкого и, соответственно, уменьшением его эластической тяги такие потоковые показатели, как СОС25 75, МОС50, МОС75 в ряде случаев также могут быть снижены даже при отсутствии обструкции воздухоносных путей.

Наиболее важными диагностическими критериями рестриктивных расстройств вентиляции, позволяющими достаточно надежно отличать их от обструктивных расстройств, являются:

1) почти пропорциональное снижение легочных объемов и емкостей, измеряемых при спирографии, а также потоковых показателей и, соответственно, нормальная или малоизмененная форма кривой петли поток-объем, смещенной вправо;

2) нормальное или даже увеличенное значение индекса Тиффно (ОФВ1/ФЖЕЛ);

Объеи нэя скорость псгкз

возця,

л/с ц

а

4

о

А

8

12

Рис. 4. Кривые инспираторной и экспираторной объемной скорости (петля «поток-объем») у здорового человека и больного с рестриктивными расстройствами

3) уменьшение РО почти пропорционально РО .

вд выд

Для диагностики даже «чистых» рестриктивных расстройств вентиляции нельзя ориентироваться только на снижение ЖЕЛ, поскольку этот показатель может существенно уменьшаться в случаях выраженного обструктив-ного синдрома.

Более надежными дифференциально-диагностическими признаками являются отсутствие изменений формы экспираторной части кривой поток-объем и, в частности, нормальные или увеличенные значения ОФВ1/ФЖЕЛ, а также пропорциональное уменьшение

РО иРО .

вд выд

Для диагностики рестриктивных нарушений недостаточно спирометрического исследования, а следует выполнить бодиплетизмографию и измерить легочные объемы.

7 Б 5 4 3 1 1 О Объем, п

Смешанные вентиляционные нарушения

Смешанные нарушения легочной вентиляции развиваются при сужении просвета дыхательных путей на фоне уменьшения легочных объемов. При этом спирометрия будет регистрировать одновременное снижение ФЖЕЛ, ОФВ1 и ОФВ1/ФЖЕЛ. Для уточнения характера функциональных нарушений необходимо выполнять бодиплетизмографию с измерением легочных объемов.

Бронходилатационные тесты

Показания для проведения бронходилатационного теста:

1. Установление обратимости бронхиальной обструкции, о которой говорят в случае положительной реакции на бронходилататор.

2. Определение потенциального эффекта бронхолитиче-ской терапии. Если у пациента выявляется положительная реакция на бронходилататор, возможно, ему необходимо регулярное лечение этими средствами. Отсутствие значимого улучшения показателей спирометрии в результате бронходилатационного теста ни в коей мере не означает, что больной не должен лечиться бронхолитиками.

3. Мониторирование динамики легочной функции у больных с хроническими респираторными заболеваниями при длительном наблюдении. Например, у пациентов с ХОБЛ с течением времени ухудшаются показатели легочной функции, и чем быстрее это происходит (особенно на начальных стадиях заболевания), тем активнее должна быть терапия.

4. Выявление скрытого бронхоспазма у лиц с нормальными показателями спирометрии.

Проведение бронходилатационного теста. Перед проведением бронходилатационного теста следует отказаться от приема бронхорасширяющих препаратов:

— короткодействующие ингаляционные Р2-агонисты (сальбутамол, фенотерол) и антихолинергические препараты (ипратропия бромид) следует отменить за 4—6 часов;

— пролонгированные ф2-агонисты (салметерол, формо-терол) и метилксантины — за 12 часов, пролонгированный холинолитик (тиотропия бромид) — за 24 часа до бронхо-дилатационного теста;

— курение не допускается в течение часа до исследования и на протяжении всего исследования.

Не существует противопоказаний к проведению теста, за исключением отсутствия кооперации между врачом и пациентом и непереносимости бронхорасширяющих препаратов. Если пациент не переносит Р2-агонисты, то в качестве бронходилататора можно использовать М-холинолитик.

Бронходилатационный ответ зависит от многих факторов, определяющих достоверность результатов: выбора бронходилататора и его дозы (чем выше доза, тем больше

ответ), времени, прошедшего после ингаляции (как правило, реакция измеряется на пике действия препарата), способа доставки препарата вдыхательные пути (дозированный аэрозоль или небулайзер), соблюдения критериев воспроизводимости как исходной, так и повторной спирометрии и способа расчета бронходилатационного ответа.

На сегодняшний день не существует единого стандарта выбора бронходилататора, дозы или способа его применения при проведении бронходилатационного теста. Однако можно минимизировать внутри- и межлабораторные различия при использовании дозированных аэрозольных ингаляторов, если придерживаться нижеизложенных правил:

— рекомендуется использовать короткодействующие Р2-агонисты, например сальбутамол, в максимальной разовой дозе (четыре ингаляции по 100 мкг) или фенотерол (2 ингаляции по 100 мкг);

— для достижения максимально возможной бронходи-латации рекомендуется использовать спейсер — устройство, позволяющее улучшить доставку лекарственного препарата в дыхательные пути и повысить эффективность ингаляции бронходилататора.

Повторную спирометрию проводят через 15 минут. Без использования спейсера вдыхаемая фракция сальбу-тамола меньше и ее величина в значительной степени зависит от синхронизации вдоха с активацией (нажатием на клавишу) ингалятора.

Интерпретация результатов. Бронходилатационный тест считается положительным, если после ингаляции брон-ходилататора коэффициент бронходилатации составляет 12 % и более, при этом абсолютный прирост — от 200 мл и выше.

Для оценки бронходилатационной реакции не следует использовать потоки, измеренные на разных уровнях ФЖЕЛ (МОС25, МОС50, МОС75, СОС25-75), так как у этих показателей очень высокая вариабельность.

Следует отметить, что «обратимость» может варьировать у одного и того же пациента в разные дни и быть как положительной, так и отрицательной. При этом выраженность бронходилатационной реакции существенно зависит от исходной легочной функции. Кроме того, у больных ХОБЛ при назначении бронходилататоров может отмечаться улучшение клинических симптомов заболевания без существенных изменений показателей ФВД.

Бронхоконстрикторные тесты

БА и ХОБЛ — наиболее частые диагнозы у пациентов с интраторакальной обструкцией дыхательных путей. Нередко у этих пациентов наблюдается значительная вариабельность степени обструкции, что указывает на повышенную чувствительность к окружающим раздражителям, приво-

дящую к острому бронхоспазму, которую можно оценить при помощи бронхоконстрикторных (или провокационных) тестов. Лучше всего стандартизированы и наиболее безопасны фармакологические провокации с метахолином и нагрузочные пробы.

Показания для проведения бронхоконстрикторных тестов:

— первичная диагностика БА, если спирография не позволяет установить диагноз;

— хронический малопродуктивный кашель;

— частые простудные заболевания, бронхиты;

— эпизоды затруднения дыхания при физической нагрузке или при контакте с холодным воздухом;

— экспертная оценка (по направлению из военкоматов, медико-социальных экспертных комиссий).

Таким образом, провокационные тесты показаны тем пациентам, у которых есть типичные симптомы БА без другого подтверждения преходящей обструкции дыхательных путей (нормальные показатели спирометрии и отсутствие положительной реакции в бронходилатационном тесте).

В процессе тестирования возможно развитие нежелательных явлений: приступа удушья, кашля, чувства нехватки воздуха, дистантных свистящих хрипов, головной боли, головокружения. Симптомы, обусловленные бронхоспазмом, обычно легко купируются ингаляционными Р2-агонистами.

Бронхоконстрикторный тест с метахолином

В клинической практике более предпочтительны фармакологические провокационные тесты (чаще всего используют метахолин). Существуют различные методики доставки провоцирующего вещества в дыхательные пути: метод непрерывного нормального дыхания в течение определенного периода времени и дозовый метод. Первая методика проста, но не позволяет точно вычислить дозу ингалируемого вещества. Вторая требует использовать помимо небулайзера дозиметр, что позволяет точно определить ингалируемую дозу.

При проведении бронхоконстрикторного теста необходимо придерживаться следующего алгоритма: сначала проводится исходная спирометрия и оценивается ОФВ1. Если ОФВ1 выше 70 % от должного, то можно выполнять бронхоконстрикторный тест. В начале процедуры проводят ингаляцию физиологического раствора. Если падение ОФВ1 превышает 10 % от исходного, то бронхоконстрикторный тест необходимо начинать с минимальной концентрации метахолина.

После ингаляции раствора с первой (минимальной — 0,03 мг/мл) концентрацией метахолина снова проводят спирометрию. Если ОФВ1 снизился на 20 % и более от исходного значения, тест прекращают. Если ОФВ1 сни-

зился менее чем на 20 % от исходного, то концентрацию метахолина увеличивают вдвое по сравнению с предыдущей и вновь оценивают снижение ОФВ1. Если после ингаляции последней (максимальной — 8 мг/мл) концентрации метахолина падение ОФВ1 не достигло 20 % от первоначального уровня, результат теста считают отрицательным. В противном случае тест прекращают при снижении ОФВ1 на 20 % и более от исходного. Однако если у пациента имеются клинические симптомы БА и снижение ОФВ1 составило 15—19 % от исходного, то результат провокационного теста следует расценивать как сомнительный. В этом случае тест рекомендуется повторить через некоторое время.

После завершения бронхоконстрикторного теста больному проводят ингаляцию Р2-агониста и через 15 минут повторно определяют ОФВ1. Пациент может покинуть лабораторию, если ОФВ1 восстановился не менее чем на 90 % от исходного уровня.

Большие трудности в интерпретации результатов брон-хопровокационного теста возникают у больных с исходной обструкцией дыхательных путей. Например, у большинства пациентов с ХОБЛ и у курильщиков с обструктивными нарушениями легочной вентиляции имеется бронхиальная гипервосприимчивость, но отсутствуют значимая реакция на бронходилататор и клинические симптомы БА. Еще более трудно интерпретировать динамику при повторных бронхопровокационных тестах, когда исходная легочная функция изменилась, что достаточно часто встречается на фоне лечения [5].

При интерпретации результатов повторных исследований необходимо учитывать воспроизводимость теста. При повторении провокационного теста в течение 1—8 недель у пациента с БА в клинически стабильном состоянии воспроизводимость достаточно высока.

Кроме того, при повторных исследованиях следует учитывать факторы, влияющие на восприимчивость дыхательных путей (это позволит улучшить воспроизводимость результатов). К таким факторам относятся аллергены и химические сенсибилизаторы (в значительной степени влияют на восприимчивость дыхательных путей), инфекции дыхательных путей (умеренное влияние), изменения проводимости дыхательных путей (незначительное влияние) и изменения лекарственной терапии БА (степень влияния может быть различной).

Таким образом, бронхоконстрикторные тесты позволяют выявить наличие бронхиальной гиперреактивности и оценить ее степень тяжести. Отличительной чертой гиперреактивности дыхательных путей при БА является ее присутствие даже при исходно нормальной легочной функции, благодаря чему при наличии клинических симптомов и положительного ответа на бронхоконстриктор можно с высокой долей вероятности диагностировать БА.

Таким образом, проведение спирометрии и диагностических проб играет большую роль в диагностике, дифференциальной диагностике и ведении пациентов с бронхолегочными заболеваниями. Проведение спирометрии в динамике позволяет оценить течение заболевания, а также эффективность проводимой терапии. Раннее выявление нарушений легочной функции при спирометрическом исследовании позволяет раньше назначить соответствующую терапию и тем самым повысить ее эффективность.

Литература

1. Айсанов З.Р., Калманова Е.Н. Спирометрия в диагностике и оценке эффективности лечения пациентов с болезнями легких // Доктор.Ру. — 2009. — № 5. — С. 73-79.

2. Котляров С.Н. Скрининг спирометрии в оценке хронической обструктивной болезни легких на уровне первичного звена медицинской помощи // Российский медико-биологический вестник. — 2011. — № 1. —

С. 91-95.

3. Пульмонология. Национальное руководство / под ред. А.Г. Чучалина. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2016. — 800 с.

4. Функциональная диагностика в пульмонологии: практическое руководство / под ред. А.Г. Чучалина. — М.: Изд. холдинг «Атмосфера», 2009. — 192 с.

5. Хохлов В.П. Спирометрия: учеб. пос. — Иркутск,

2013. — 76 с.

6. Черняк А.В., Неклюдова Г.В. Спирометрия: как избежать ошибок и повысить качество исследования // Практическая пульмонология. — 2016. — № 2. — С. 47-55.

7. Чикина С.Ю., Черняк А.В. Спирометрия в повседневной врачебной практике // Лечебное дело. —

2007. — С. 29-37

Сведения об авторах

Панфилов Юрий Андреевич — канд. мед. наук, доцент, доцент кафедры факультетской терапии с курсами эндокринологии, клинической фармакологии, профессиональных болезней, ФГБОУ ВО РязГМУ Минздрава России. panfilov.rzgmu@gmail.com. +79206380036.

Луняков Вадим Анатольевич — канд. мед. наук, доцент, доцент кафедры факультетской терапии с курсами эндокринологии, клинической фармакологии, профессиональных болезней, ФГБОУ ВО РязГМУ Минздрава России. lunyakov62@mail.ru. +79106226880.