Спирометрия - Spirometry

Спирометрия
Flow-volume-loop.svg
Петля «поток-объем», показывающая успешное выполнение маневра FVC. Положительные значения означают истечение срока, отрицательные значения - вдохновение. В начале теста и поток, и объем равны нулю (представляя объем спирометра, а не легкого). След движется по часовой стрелке для истечения срока, а затем вдохновения. После начальной точки кривая быстро достигает пика (пикового потока выдоха). (Обратите внимание, что значение ОФВ1 на этом графике произвольное и показано только в иллюстративных целях; эти значения должны быть рассчитаны как часть процедуры).
MeSH D013147
Код ОПС-301 1-712
Lungvolumes Updated.png
TLC Общая емкость легких: объем легких при максимальном вдувании, сумма VC и RV.
Телевизор Дыхательный объем: объем воздуха, поступившего в легкие или из легких во время спокойного дыхания (TV указывает на подразделение легкого; при точном измерении дыхательного объема, как при расчете газообмена, используется символ TV или V T ).
RV Остаточный объем: объем воздуха, остающийся в легких после максимального выдоха.
ERV Резервный объем выдоха: максимальный объем воздуха, который может выдохнуть из положения конца выдоха.
IRV Резервный объем вдоха: максимальный объем, который можно вдохнуть с уровня конца вдоха.
IC Емкость вдоха: сумма IRV и TV.
IVC Жизненная емкость легких: максимальный объем вдыхаемого воздуха от точки максимального выдоха.
ВК Жизненная емкость: объем выдыхаемого воздуха после самого глубокого вдоха.
V T Дыхательный объем: объем воздуха, поступившего в легкие или из них во время спокойного дыхания (VT указывает на подразделение легкого; при точном измерении дыхательного объема, как при расчете газообмена, используется символ TV или V T ).
FRC Функциональная остаточная емкость: объем легких в конце выдоха.
RV / TLC% Остаточный объем, выраженный в процентах от ТСХ.
V A Объем альвеолярного газа
V L Фактический объем легкого, включая объем проводящих дыхательных путей.
FVC Форсированная жизненная емкость легких: определение жизненной емкости легких по максимально принудительному выдоху.
ОФВ т Объем форсированного выдоха (время): общий термин, обозначающий объем воздуха, выдыхаемого в форсированных условиях в первые t секунд.
ОФВ 1 Объем выдоха в конце первой секунды форсированного выдоха
FEF x Принудительный выдох, связанный с некоторой частью кривой ФЖЕЛ; модификаторы относятся к количеству уже выдыхаемого ФЖЕЛ
FEF макс. Максимальный мгновенный расход, достигаемый во время маневра FVC
FIF Принудительный инспираторный поток: (Конкретное измерение кривой форсированного вдоха обозначается номенклатурой, аналогичной номенклатуре для кривой форсированного выдоха. Например, максимальный инспираторный поток обозначается FIF max . Если не указано иное, квалификаторы объема указывают объем, вдыхаемый из RV в точка измерения.)
PEF Пиковый поток выдоха: самый высокий поток форсированного выдоха, измеренный с помощью измерителя пикового потока.
MVV Максимальная произвольная вентиляция: объем выдыхаемого воздуха за определенный период во время повторяющихся максимальных усилий.
Спирометрия

Спирометрия (что означает измерение дыхания ) - самый распространенный из тестов функции легких (PFT). Он измеряет функцию легких , в частности количество (объем) и / или скорость (поток) воздуха, который можно вдыхать и выдыхать. Спирометрия полезна для оценки паттернов дыхания, которые определяют такие состояния, как астма , легочный фиброз , муковисцидоз и ХОБЛ . Это также полезно как часть системы наблюдения за состоянием здоровья , в которой модели дыхания измеряются с течением времени.

При спирометрии создаются пневмотахографы, представляющие собой диаграммы, отображающие объем и поток воздуха, входящего и выходящего из легких при одном вдохе и одном выдохе.

Показания

Спирометрия показана по следующим причинам:

Противопоказания.

Маневры форсированного выдоха могут усугубить некоторые заболевания. Спирометрию не следует проводить, если у пациента:

  • Кровохарканье неизвестного происхождения
  • Пневмоторакс
  • Нестабильный сердечно-сосудистый статус (стенокардия, недавно перенесенный инфаркт миокарда и т. Д.)
  • Аневризмы грудной клетки, брюшной полости или головного мозга
  • Катаракта или недавняя операция на глазах
  • Недавние торакальные или абдоминальные операции
  • Тошнота, рвота или острое заболевание
  • Недавняя или текущая вирусная инфекция
  • Недиагностированная гипертензия

Спирометрическое тестирование

Современный спирометр на базе USB-ПК.
Устройство для спирометрии. Пациент прижимается губами к синему мундштуку. Зубы проходят между выступами и щитком, а губы проходят через щит. Носовой зажим гарантирует, что дыхание будет проходить только через рот.
Экран для показаний спирометрии справа. Камеру также можно использовать для плетизмографии тела .

Спирометр

Спирометрический тест выполняется с помощью устройства, называемого спирометром , которое бывает нескольких различных типов. Большинство спирометров отображают следующие графики, называемые спирограммами:

  • объем времени кривая , показывающая объем (л) вдоль оси у и времени (секунды) вдоль оси Х
  • петля поток-объем , который графически изображает скорость воздушного потока на Y-оси , а общий объем вдохновило или истек на X-оси

Процедура

Базовый тест принудительного объема жизненной емкости (FVC) незначительно варьируется в зависимости от используемого оборудования, будь то замкнутая или разомкнутая цепь, но он должен соответствовать стандартизации спирометрии ATS / ERS .

Как правило, пациента просят сделать максимально глубокий вдох, а затем максимально сильно выдохнуть через датчик в течение как можно большего времени, предпочтительно не менее 6 секунд. Иногда сразу следует быстрый вдох (вдох), особенно при оценке возможной обструкции верхних дыхательных путей . Иногда тесту предшествует период спокойного вдоха и выдоха через датчик (дыхательный объем), или быстрый вдох (часть форсированного вдоха) будет предшествовать форсированному выдоху.

Во время теста можно использовать мягкие зажимы для носа, чтобы воздух не выходил через нос. Мундштуки с фильтрами можно использовать для предотвращения распространения микроорганизмов.

Ограничения теста

Маневр сильно зависит от сотрудничества и усилий пациента и обычно повторяется не менее трех раз для обеспечения воспроизводимости . Поскольку результаты зависят от сотрудничества с пациентами, FVC можно только недооценивать, но никогда не переоценивать.

В связи с необходимостью сотрудничества с пациентом спирометрия может использоваться только для детей, достаточно взрослых, чтобы понимать и выполнять данные инструкции (6 лет и старше), и только для пациентов, которые способны понимать инструкции и следовать им - таким образом, этот тест не является подходящим. подходит для пациентов, находящихся без сознания, под сильным седативным действием или имеющих ограничения, которые могут помешать интенсивным дыхательным усилиям. Для младенцев и лиц без сознания доступны другие типы функциональных тестов легких.

Еще одним серьезным ограничением является тот факт, что у многих пациентов с перемежающейся или легкой степенью астмы между обострениями показатели спирометрии нормальные, что ограничивает полезность спирометрии в качестве диагностики. Он более полезен в качестве инструмента мониторинга: внезапное снижение ОФВ1 или другого спирометрического показателя у того же пациента может сигнализировать об ухудшении контроля, даже если исходное значение все еще в норме. Пациентам рекомендуется записывать свои личные наилучшие показатели.

Пример распечатки современного спирометра на базе ПК.

Связанные тесты

Спирометрия также может быть частью бронхиального провокационного теста , используемого для определения гиперчувствительности бронхов к тяжелым физическим нагрузкам, вдыханию холодного / сухого воздуха или к фармацевтическим агентам, таким как метахолин или гистамин .

Иногда, чтобы оценить обратимость определенного состояния, перед проведением еще одного цикла сравнительных тестов назначают бронходилататор . Это обычно называется тестом на обратимость или постбронходилататорным тестом (Post BD), и он является важной частью диагностики астмы по сравнению с ХОБЛ.

Другие дополнительные тесты функции легких включают плетизмографию и вымывание азота .

Параметры

Наиболее распространенными параметрами, измеряемыми при спирометрии, являются жизненная емкость (VC), форсированная жизненная емкость легких (FVC), объем форсированного выдоха (FEV) с заданными интервалами 0,5, 1,0 (FEV1), 2,0 и 3,0 секунды, поток форсированного выдоха 25–75 % (FEF 25–75) и максимальная произвольная вентиляция (MVV), также известная как максимальная дыхательная способность. В определенных ситуациях могут быть выполнены другие тесты.

Результаты обычно представлены как в виде необработанных данных (литры, литры в секунду), так и в виде прогнозируемых процентов - результат теста как процент от «прогнозируемых значений» для пациентов с аналогичными характеристиками (рост, возраст, пол, а иногда и раса и вес). . Интерпретация результатов может варьироваться в зависимости от врача и источника прогнозируемых значений. Вообще говоря, результаты, близкие к 100% прогнозируемым, являются наиболее нормальными, а результаты более 80% часто считаются нормальными. Было опубликовано несколько публикаций прогнозируемых значений, которые могут быть рассчитаны на основе возраста, пола, веса и этнической принадлежности. Однако осмотр врача необходим для точной диагностики любой индивидуальной ситуации.

При определенных обстоятельствах также назначается бронходилататор, и проводится сравнение графика до и после лечения для оценки эффективности бронходилататора. См. Пример распечатки.

Функциональную остаточную емкость (FRC) нельзя измерить с помощью спирометрии, но ее можно измерить с помощью плетизмографа или тестов на разведение (например, теста на разведение гелия).

Средние значения форсированной жизненной емкости легких (FVC), объема форсированного выдоха за 1 секунду (FEV1) и потока форсированного выдоха 25–75% (FEF25–75%), согласно исследованию, проведенному в США в 2007 г. с участием 3600 субъектов в возрасте от 4 до 80 лет. годы. Ось Y выражена в литрах для FVC и FEV1 и в литрах / секунду для FEF25–75%.

Выход спирометра

Форсированная жизненная емкость легких (ФЖЕЛ)

Форсированная жизненная емкость легких (FVC) - это объем воздуха, который может быть принудительно выпущен после полного вдоха, измеряется в литрах. ФЖЕЛ - это самый простой метод спирометрических тестов.

Объем форсированного выдоха за 1 секунду (ОФВ1)

ОФВ1 - это объем воздуха, который может быть принудительно выпущен за первую 1 секунду после полного вдоха. Согласно диаграмме, средние значения ОФВ1 у здоровых людей в основном зависят от пола и возраста. Нормальными считаются значения от 80% до 120% от среднего значения. Прогнозируемые нормальные значения ОФВ1 могут быть рассчитаны и зависят от возраста, пола, роста, массы и этнической принадлежности, а также от исследования, на котором они основаны.

Соотношение ОФВ1 / ФЖЕЛ

ОФВ1 / ФЖЕЛ - это отношение ОФВ1 к ФЖЕЛ. У здоровых взрослых этот показатель должен составлять примерно 70–80% (снижается с возрастом). При обструктивных заболеваниях (астма, ХОБЛ, хронический бронхит, эмфизема) ОФВ1 снижается из-за повышенного сопротивления дыхательных путей потоку выдоха; ФЖЕЛ также может снижаться из-за преждевременного закрытия дыхательных путей на выдохе, но не в той же пропорции, что и ОФВ1 (например, как ОФВ1, так и ФЖЕЛ снижаются, но первый больше страдает из-за повышенного сопротивления дыхательных путей) . Это приводит к уменьшению значения (<70%, часто ~ 45%). При рестриктивных заболеваниях (например, фиброзе легких ) ОФВ1 и ФЖЕЛ пропорционально снижаются, и значение может быть нормальным или даже увеличиваться в результате снижения эластичности легких.

Производное значение ОФВ1 представляет собой прогнозируемый ОФВ1% (ОФВ1%), который определяется как ОФВ1 пациента, деленное на средний ОФВ1 в популяции для любого человека того же возраста, роста, пола и расы.

Принудительный выдох (FEF)

Форсированный выдох (FEF) - это поток (или скорость) воздуха, выходящего из легких во время средней части форсированного выдоха. Его можно вводить в дискретное время , обычно определяемое тем, какая часть форсированной жизненной емкости легких (ФЖЕЛ) выдыхалась. Обычные дискретные интервалы составляют 25%, 50% и 75% (FEF25, FEF50 и FEF75) или 25% и 50% выдыхаемого FVC. Он также может быть выражен как среднее значение потока в течение интервала, также обычно ограниченное тем, когда остаются определенные фракции FVC, обычно 25–75% (FEF25–75%). Средние диапазоны в здоровом населении зависят в основном от пола и возраста, при этом FEF25–75% показано на диаграмме слева. Нормальными считаются значения от 50-60% до 130% от среднего. Прогнозируемые нормальные значения для FEF могут быть рассчитаны и зависят от возраста, пола, роста, массы и этнической принадлежности, а также от исследования, на котором они основаны.

MMEF или MEF означает максимальный (средний) поток выдоха и представляет собой пик потока выдоха, взятый из кривой «поток-объем» и измеренный в литрах в секунду. Теоретически он должен быть идентичен пиковому потоку выдоха (PEF), который, однако, обычно измеряется пиковым расходомером и выражается в литрах в минуту.

Недавние исследования показывают, что FEF25-75% или FEF25-50% может быть более чувствительным параметром, чем FEV1 при обнаружении обструктивного заболевания мелких дыхательных путей. Однако при отсутствии сопутствующих изменений в стандартных маркерах расхождения в средней скорости выдоха могут быть недостаточно конкретными, чтобы быть полезными, и текущие практические руководства рекомендуют продолжать использовать FEV1, VC и FEV1 / VC в качестве индикаторов обструктивного заболевания. .

Реже может производиться форсированный выдох с интервалами, определяемыми оставшейся общей емкостью легких. В таких случаях его обычно обозначают, например, как FEF70% TLC, FEF60% TLC и FEF50% TLC.

Принудительный инспираторный поток 25–75% или 25–50%

Принудительный инспираторный поток 25–75% или 25–50% (FIF 25–75% или 25–50%) аналогичен FEF 25–75% или 25–50%, за исключением того, что измерение проводится во время вдоха.

Пиковая скорость выдоха (PEF)

Нормальные значения пиковой скорости выдоха (PEF), показанные по шкале ЕС.

Пиковая скорость выдоха (PEF) - это максимальный поток (или скорость), достигаемый во время максимально форсированного выдоха, инициированного при полном вдохе, измеряемый в литрах в минуту или в литрах в секунду.

Дыхательный объем (ТВ)

Дыхательный объем - это количество воздуха, обычно вдыхаемого или выдыхаемого в состоянии покоя.

Общая емкость легких (TLC)

Общая емкость легких (TLC) - это максимальный объем воздуха, присутствующий в легких.

Рассеивающая способность (DLCO)

Диффузионная способность (или DLCO ) - это поглощение окиси углерода от одного вдоха за стандартное время (обычно 10 секунд). Во время испытания человек вдыхает смесь испытательного газа, состоящую из обычного воздуха, содержащего инертный индикаторный газ и CO, менее одного процента. Поскольку гемоглобин имеет большее сродство к CO, чем к кислороду, время задержки дыхания может составлять всего 10 секунд, что является достаточным количеством времени для этого переноса CO. Поскольку вдыхаемое количество CO известно, выдыхаемый CO вычитается, чтобы определить количество, перенесенное во время задержки дыхания. Индикаторный газ анализируется одновременно с CO для определения распределения тестовой газовой смеси. Этот тест выявляет диффузные нарушения, например, при фиброзе легких. Это необходимо исправить на анемию (низкая концентрация гемоглобина снижает DLCO) и легочное кровотечение (избыток эритроцитов в интерстиции или альвеолах может поглощать CO и искусственно увеличивать емкость DLCO). Атмосферное давление и / или высота также будут влиять на измеренный DLCO, поэтому для корректировки стандартного давления необходим поправочный коэффициент.

Максимальная произвольная вентиляция (MVV)

Максимальная произвольная вентиляция (MVV) - это мера максимального количества воздуха, которое можно вдохнуть и выдохнуть в течение одной минуты. Для удобства пациента это выполняется в течение 15-секундного периода времени, после чего экстраполируется на значение в течение одной минуты, выраженное в литрах / мин. Средние значения для мужчин и женщин составляют 140–180 и 80–120 литров в минуту соответственно.

Статическая податливость легких (C st )

При оценке статической податливости легких измерения объема спирометром должны дополняться датчиками давления , чтобы одновременно измерять транспульмональное давление . При построении кривой зависимости между изменениями объема и изменениями транспульмонального давления C st представляет собой наклон кривой для любого заданного объема, или, математически, ΔV / ΔP. Статическая податливость легких, пожалуй, самый чувствительный параметр для обнаружения аномальной легочной механики. Считается нормальным, если он составляет от 60% до 140% от среднего значения в популяции для любого человека аналогичного возраста, пола и состава тела.

У пациентов с острой дыхательной недостаточностью при искусственной вентиляции легких «статическая податливость всей дыхательной системы обычно достигается путем деления дыхательного объема на разницу между давлением« плато », измеренным в отверстии дыхательных путей (PaO) во время окклюзии в конце операции. вдох и положительное давление в конце выдоха (ПДКВ), установленное аппаратом ИВЛ ».

Измерение Приблизительное значение
Мужской Женский
Форсированная жизненная емкость легких (ФЖЕЛ) 4,8 л 3,7 л
Дыхательный объем (Вт) 500 мл 390 мл
Общая емкость легких (TLC) 6.0 л 4,7 л

Другие

Время принудительного выдоха (FET)
Время принудительного выдоха (FET) измеряет продолжительность выдоха в секундах.

Медленная жизненная емкость легких (SVC)
Медленная жизненная емкость легких (SVC) - это максимальный объем воздуха, который можно медленно выдохнуть после медленного максимального вдоха.

Максимальное давление (P max и P i )

Спирометр - ERV в кубических сантиметрах (см 3 ) в среднем Возраст 20 лет
Мужской Женский
4320 3387


P max - это асимптотически максимальное давление, которое может быть создано дыхательными мышцами при любом объеме легких, а P i - максимальное давление на вдохе, которое может быть создано при определенных объемах легких. Для этого измерения дополнительно требуются датчики давления. Считается нормальным, если он составляет от 60% до 140% от среднего значения в популяции для любого человека аналогичного возраста, пола и состава тела. Производным параметром является коэффициент втягивания (CR), который равен P max / TLC.

Среднее время прохождения (MTT)
Среднее время прохождения - это площадь под кривой «поток-объем», деленная на принудительную жизненную емкость.

Максимальное давление вдоха (MIP) MIP, также известное как отрицательная сила вдоха (NIF) , - это максимальное давление, которое может быть создано против закупоренных дыхательных путей, начиная с функциональной остаточной емкости (FRC). Это маркер функции и силы дыхательных мышц. Давление воды в сантиметрах (см вод. Ст.) Измеряется манометром . Максимальное давление на вдохе - важный и неинвазивный показатель прочности диафрагмы и независимый инструмент для диагностики многих заболеваний. Типичное давление максимального вдоха у взрослых самцов можно оценить из уравнения, M IP = 142 - (1,03 х век) CMH 2 O, где возраст в годах.

Технологии, используемые в спирометрах

  • Объемные спирометры
  • Спирометры для измерения расхода
    • Флейш-пневмотах
    • Лилли (экран) пневмотач
    • Ротор турбины / статора (обычно неправильно называемый турбиной. На самом деле это вращающаяся лопасть, которая вращается из-за воздушного потока, создаваемого объектом. Обороты лопасти учитываются по мере того, как они прерывают световой луч)
    • Трубка Пито
    • Термоанемометрическая анемометр
    • УЗИ

Смотрите также

использованная литература

дальнейшее чтение

внешние ссылки