Спирометрия является наиболее широко используемым неинвазивным исследованием вентиляционной функции и оценивает механические или сильфонные свойства легочной системы путем измерения динамических или дыхательных объемов и емкостей легких. В сочетании с измерением артериального давления газа или легочного газообмена, спирометрия обеспечивает общую оценку функции легких, подходящую для выявления, дифференциации и диагностики различных респираторных заболеваний, а также объективный метод отслеживания результатов терапии с течением времени.
Спирометрические измерения имеют решающее значение для диагностики и лечения таких заболеваний у детей как бронхиальная астма, ХОБЛ и интерстициальные заболевания легких.
Спирометрия — это измерение в режиме реального времени динамических объемов и емкости легких во время форсированного выдоха и вдоха для количественной оценки того, насколько эффективно и быстро легкие могут быть опорожнены и вновь заполнены воздухом.
Чаще всего при спирометрии оцениваются:
Кроме того, можно измерить максимальный поток выдоха в среднем на 50 % от жизненной емкости (FEF 25–75 %), что является чувствительным показателем функции дыхательных путей. Соотношение ОФВ1/ФЖЕЛ является наиболее чувствительным и специфичным показателем для определения обструкции воздушного потока. Нижний предел нормы для этого индекса составляет около 70%, но он снижается немного с возрастом. В качестве альтернативы можно использовать ОФВ1/ОФВ6 (6-секундного принудительного выдоха). ОФВ1 используется для оценки тяжести вентиляционных дефектов. Низкий уровень ФЖЕЛ с нормальным или высоким коэффициентом определяет ограничительный вентиляционный дефект.
Измерения принудительного максимального потока воздуха во время выдоха и вдоха также могут быть выполнены либо изолированно с оценкой пиковой скорости потока выдоха (PEFR), или в соотношении с объемов выдыхаемого воздуха. Таким образом, строится кривая «поток-объем», вид которой также содержит информацию, имеющую диагностическую ценность. Характерная форма кривой обуславливается тем фактом, что во время выдоха, вскоре после достижения максимального потока, максимальный поток становится независимым от усилия и линейно уменьшается с объемом легких. С другой стороны, во время вдоха максимальный поток воздуха зависит от усилий и зависит от силы сокращения мышц диафрагмы, грудной стенки и проходимости верхних дыхательных путей.
Еще одним спирометрическим показателем является объем вдоха (IC), который представляет собой максимальный объем воздуха, который может быть вдохнут в конце спокойного выдоха (функциональная остаточная емкость [FRC]) к общей емкости легких (TLC). Способность к вдоху снижается, когда гиперинфляция присутствует или развивается динамично, например, во время физических нагрузок у пациентов с хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ).
Измерение спирометрии у детей требует усилий, чтобы привлечь внимание и добиться сотрудничества, что, обычно, может быть достигнуто с детьми в возрасте 5 лет и старше.
Демонстрация пациенту процедуры и требуемых максимальных усилий полезна перед началом процедуры. Для достижения оптимальных результатов маневр форсированного выдоха должен выполняться ребенком с максимальными усилиями. Сразу после полного вдоха пациент сжимает губы вокруг мундштука и выдыхает воздух как можно быстрее и как можно дальше, пока легкие не станут абсолютно пустыми, затем снова вдыхает как можно сильнее и полнее (не все спирометры могут измерять вдох). Рекомендуется отдых для восстановления между повторными подходами, сидячее положение и использование зажима для носа.
Динамические объемы легких (например, ОФВ1, ФЖЕЛ) и максимальные потоки (например, PEFR) необходимо сравнить с эталонными значениями возрастной и половой нормы.
Наличие вентиляционных нарушений у ребенка может подразумеваться, если какие-либо из показателей ОФВ1, ФЖЕЛ, ОФР или ОФВ1/ ФЖЕЛ находятся за пределами контрольного диапазона. Взаимосвязи различных измерений также важны с диагностической точки зрения. Например, снижение ОФВ1 по отношению к форсированной жизненной емкости, приводящее к низкому проценту ОФВ1/ФЖЕЛ (<70%) характерно для обструктивного вентиляционного дефекта, возникающего при астме и эмфиземе.
При ограничительных вентиляционных дефектах (которые возникают при интерстициальных заболеваниях легких, слабости дыхательных мышц и деформациях грудной клетки, таких как кифосколиоз) процентное соотношение ОФВ1/ ФЖЕЛ остается нормальным или высоким (обычно >80 %) с уменьшением как ОФВ1, так и ФЖЕЛ. Снижение ФЖЕЛ вместе с низким процентным соотношением ОФВ1/ФЖЕЛ может возникать как признак смешанного вентиляционного дефекта, при котором может сосуществовать сочетание как обструктивного, так и ограничительного типов нарушений.
Обычной практикой является количественная оценка степени обратимости обструктивного дефекта путем измерения спирометрии до и после введения бронходилататора. Как правило, улучшение ОФВ1 на 200 мл или более предполагает значительную обратимость, если исходная ОФВ1 составляет <1,5 л, как и улучшение >15 %, если ОФВ1 составляет >1,5 л. Нормальные субъекты обычно демонстрируют меньшее увеличение ОФВ1 до 8 %. Следует также отметить, что нормальные показатели спирометрии не исключает диагноза бронхиальной астмы.
Способность к вдоху может значительно улучшиться без изменения ОФВ1 у пациентов с «необратимой» обструкцией воздушного потока при ХОБЛ. Кроме того, изменения после бронходилататора лучше коррелируют с улучшением одышки и физической работоспособности, чем другие спирометрические показатели.
Форма кривой «поток-объем» выдоха варьируется между обструктивными дефектами вентиляции, при которых максимальные скорости потока уменьшаются, а кривая выдоха выгнута или вогнута по оси X, и ограничительными заболеваниями, при которых потоки могут быть увеличены по отношению к объемам легких. Уменьшение максимального потока выдоха по мере приближения к остаточному объему указывает на обструкцию периферических дыхательных путей. Максимальный поток выдоха избирательно уменьшается при складывающейся внутриторакальной обструкции дыхательных путей.
Многодневные и многократные измерения спирометрических показателей (например, утренние и вечерние значения у детей с астмой), структура результатов может иметь большое значение для выявления конкретных аспектов заболевания ребенка.
Типичными паттернами являются: паттерн «утренней медведицы» у некоторых астматиков из-за падения в ранние утренние часы и снижения PEFR (пиковый поток выдоха) в течение недели с улучшением в выходные и праздничные дни, что происходит при профессиональной астме. Изолированное снижение PEFR в связи со специфическими аллергенами или триггерными факторами может помочь определить и количественно оценить их. Тенденция к снижению PEFR и увеличение его вариабельности могут выявить ухудшение астмы и могут быть использованы врачом или пациентом для изменения терапии. Мониторинг пикового потока выдоха особенно полезен для детей — астматиков, которые не могут еще оценивать тяжесть своего состояния, для последующей оценки реакции на лечение.
