Современные методы исследования дыхания

Рис. 4. Принцип  получения рентгеновских томограмм (по Л. Д. Линденбратену и Л. Б. Наумову  в модификации)

Во всех случаях выбор глубины  томографического исследования, величины экспозиции, угла качания и других технических параметров исследования осуществляется только после анализа предварительно сделанного рентгеновского снимка.

При заболеваниях органов дыхания  метод томографии используют для  уточнения характера и отдельных  деталей патологического процесса в легких, а также для оценки морфологических изменений в трахее, бронхах, лимфатических узлах, сосудах и т. п. Особенно большое значение этот метод имеет при исследовании больных, у которых имеется подозрение на наличие опухолевого процесса в легких, бронхах и плевре.

Рис. 5. Томограмма легких больного с периферическим раком  легкого с распадом

 

Компьютерная томография легких

 

Компьютерная томография (КТ) —  это высокоинформативный метод  рентгенологического исследования, который получает все большее распространение в клинической практике. Метод отличается высокой разрешающей способностью, позволяющей визуализировать очаги размером до 1–2 мм, возможностью получения количественной информации о плотности тканей и удобством представления рентгенологической картины в виде тонких (до 1 мм) последовательных поперечных или продольных «срезов» исследуемых органов.

Принцип метода. Просвечивание каждого слоя ткани осуществляют в импульсном режиме с помощью рентгеновской трубки со щелевым коллиматором, которая вращается вокруг продольной оси тела пациента. Число таких просвечиваний под разными углами достигает 360 или 720. Каждый раз при прохождении рентгеновских лучей через слой ткани происходит ослабление излучения, зависящее от плотности отдельных структур исследуемого слоя. Степень ослабления рентгеновского излучения измеряется большим количеством специальных высокочувствительных детекторов, после чего вся полученная информация обрабатывается быстродействующей ЭВМ. В результате получают изображение среза органа, в котором яркость каждой координатной точки соответствует плотности ткани. Анализ изображения проводят как в автоматическом режиме с использованием ЭВМ и специальных программ, так и визуально.

В зависимости  от конкретных задач исследования и  характера патологического процесса в легких врач-оператор может выбрать  толщину аксиальных срезов и направление  томографирования, а также один из трех режимов исследования.

1. Непрерывная КТ, когда последовательно получают изображение всех без исключения срезов органа. Этот способ томографирования дает возможность получить максимальную информацию о морфологических изменениях, но отличается большой лучевой нагрузкой и стоимостью исследования (рис. 6, а).

2. Дискретная КТ с заданным относительно большим интервалом между срезами, что существенно снижает лучевую нагрузку, но приводит к потере части информации (6, б).

3. Прицельная КТ заключается в тщательном послойном исследовании одного или нескольких интересующих врача участков органа, обычно в области выявленного ранее патологического образования (рис. 6, в).

Рис. 6. Схематическое  изображение различных режимов  получения компьютерных томограмм (КТ). а — непрерывная КТ, б  — дискретная КТ, в — прицельная КТ

Непрерывная КТ легких позволяет получить максимум информации о патологических изменениях органа и показана прежде всего при объемных процессах в легких, когда не исключается наличие рака легкого или метастатического поражения органов. В этих случаях КТ дает возможность подробно изучить строение и размеры самой опухоли и уточнить наличие метастатического поражения плевры, лимфатических узлов средостения, корней легких и забрюшинного пространства (при КТ органов брюшной полости и забрюшинного пространства).

Дискретная КТ больше показана при диффузных патологических процессах в легких (пневмокониозы, альвеолиты, хронический бронхит и др.).

Прицельная КТ используется в основном у больных с установленным диагнозом и установленным характером патологического процесса, например для уточнения контура объемного образования, наличия в нем некрозов, состояния окружающей легочной ткани и т. п.

Компьютерная  томография имеет существенные преимущества перед обычным рентгенологическим исследованием, включая рентгеновскую томографию, при любых заболеваниях органов дыхания (опухоль, диффузные заболевания легких, туберкулез, эмфизема легких, в том числе буллезная эмфизема, являющаяся причиной спонтанного пневмоторакса, хронические обструктивные заболевания легких и др.). При любом из этих заболеваний КТ позволяет обнаружить более тонкие детали патологического процесса. Поэтому показания для использования метода КТ в клинической практике в принципе достаточно широки. Единственным существенным фактором, ограничивающим применение метода, является его высокая стоимость и относительно малая доступность для некоторых лечебных учреждений. Учитывая это, можно согласиться с мнением ряда исследователей, что «наиболее общие показания к КТ легких возникают в тех случаях, когда информативность обычного рентгенологического исследования оказывается недостаточной для постановки точного диагноза, и результаты КТ способны повлиять на тактику лечения» (Ю. В. Малков).

Рис. 2.93. Компьютерная томограмма больного с экссудативным  плевритом

Рис. 7. Серия  КТ больного с опухолью средостения (лимфосаркомой)

 

Ангиография

Ангиография сосудов легких (селективная  ангиопульмонография) — это рентгенологический метод исследования сосудов легких и легочного кровотока, при котором  контрастное вещество (уротраст, верографин, урографин и др.) вводится с помощью катетеров непосредственно в сосудистое русло. Для введения рентгеноконтрастного вещества в ствол легочной артерии, левую, правую или концевые (терминальные) ветви легочной артерии производят чрескожную катетеризацию бедренной вены по Сельдингеру и проводят катетер через правое предсердие и правый желудочек в легочную артерию и ее ветви. Для контрастирования бронхиальных или добавочных артерий большого круга кровообращения применяют ретроградную катетеризацию бедренной артерии.

Классическая  спирометрия

Спирометрия и спирография являются наиболее распространенными методами исследования функции внешнего дыхания. Спирография обеспечивает возможность не только измерения, но и графической регистрации основных показателей вентиляции при спокойном и форсированном дыхании, физической нагрузке и проведении фармакологических проб. В последние годы использование компьютерных спирографических систем значительно упростило и ускорило проведение диагностических исследований и, главное, сделало возможным проводить измерение объемной скорости инспираторного и экспираторного потоков воздуха как функции объема легких, т. е. анализировать петлю поток-объем. К таким компьютерным системам относятся, например, спирографы фирмы «Fukuda» (Япония) и «Erich Eger» (Германия).

Техника исследования. Простейший спирограф состоит из наполненного воздухом подвижного цилиндра, погруженного в емкость с водой и соединенного с регистрирующим устройством, например, с откалиброванным и вращающимся с определенной скоростью барабаном, на котором записываются показания спирографа. Пациент в положении сидя дышит в цилиндр с воздухом. Изменения объема легких при дыхании регистрируются по изменению объема цилиндра, соединенного с вращающимся барабаном.

Исследование проводится обычно в  двух режимах:

1. В условиях основного обмена — в ранние утренние часы, натощак, после 1-часового отдыха в положении лежа; за 12–24 ч до исследования должен быть отменен прием лекарств.

2. В условиях относительного покоя — в утреннее или дневное время, натощак или не ранее, чем через 2 ч после легкого завтрака; перед исследованием необходим отдых в течение 15 мин в положении сидя.

Исследование проводится в отдельном  слабо освещенном помещении с  температурой воздуха 18–24°С, после  предварительного знакомства пациента с процедурой. При проведении исследования важно добиться полного контакта с пациентом, поскольку его негативное отношение к процедуре и отсутствие необходимых навыков могут в значительной степени изменить результаты и привести к неадекватной оценке полученных данных.

 

 

Основные показатели легочной вентиляции

Классическая спирография позволяет  определять: 
1) величину большинства легочных объемов и емкостей; 2) основные показатели легочной вентиляции; 3) потребление кислорода организмом и эффективность вентиляции.

Различают 4 первичных легочных объема и 4 емкости. Последние включают два или более  первичных объемов. На рисунке и  в тексте приведена общепринятая отечественная и международная  аббревиатура объемов и емкостей.

Использование обычных спирографов, распространенных в клинической практике, позволяет определить только 5 легочных объемов и емкостей: ДО, РО_вд, РО_выд, ЖЕЛ, Е_вд (или, соответственно, VT, IRV, ERV, VC и IC). Для нахождения важнейшего показателя легочной вентиляции — функциональной остаточной емкости (ФОЕ, или FRC) и расчета остаточного объема легких (ООЛ, или RV) и общей емкости легких (ОЕЛ, или TLC) необходимо применение специальных методик, в частности, методов разведения гелия, вымывания азота или плетизмографии всего тела (см. ниже).

Основным показателем традиционной методики спирографии является жизненная емкость легких (ЖЕЛ, или VC). Чтобы измерить ЖЕЛ, пациент после периода спокойного дыхания (ДО) делает сначала максимальный вдох, а затем возможно полный выдох. При этом целесообразно оценить не только интегральную величину ЖЕЛ, но и инспираторную и экспираторную жизненные емкости (соответственно, VC_in и VC_ex), т. е. максимальный объем воздуха, который можно вдохнуть или выдохнуть.

Второй обязательный прием, который используется в традиционной спирографии, — это тест определения форсированной (экспираторной) жизненной емкости легких (ФЖЕЛ, или FVC — forced vital capacity expiratory), позволяющий определить наиболее информативные скоростные показатели легочной вентиляции при форсированном выдохе, характеризующие, в частности, степень обструкции внутрилегочных воздухоносных путей. Так же, как и при выполнении пробы ЖЕЛ (VC), пациент делает максимально глубокий вдох, а затем, в отличие от пробы ЖЕЛ, выдыхает воздух с максимально возможной скоростью (форсированный выдох). При этом регистрируется экспоненциальная постепенно уплощающаяся кривая (рис. 8). Оценивая спирограмму такого экспираторного маневра, рассчитывают несколько показателей:

1. Объем форсированного выдоха за одну секунду (ОФВ₁, или FEV₁ forced expiratory volume after 1 second) — количество воздуха, удаленного из легких за первую секунду выдоха. Этот показатель уменьшается как при обструкции дыхательных путей (за счет увеличения бронхиального сопротивления), так и при рестриктивных нарушениях (за счет уменьшения всех легочных объемов).

2. Индекс Тиффно (ОФВ₁/ФЖЕЛ, %) — отношение объема форсированного выдоха за первую секунду (ОФВ₁, или FEV₁) к форсированной жизненной емкости легких (ФЖЕЛ, или FVC). Это основной показатель экспираторного маневра с форсированным выдохом. Он существенно уменьшается при обструктивном синдроме, поскольку замедление выдоха, обусловленное бронхиальной обструкцией, сопровождается уменьшением объема форсированного выдоха за 1 с (ОФВ₁, или FEV₁) при отсутствии или незначительном уменьшении всей ФЖЕЛ (FVC). При рестриктивных расстройствах индекс Тиффно практически не изменяется, так как ОФВ₁ (FEV₁) и ФЖЕЛ (FVC) уменьшаются пропорционально.

3. Максимальная объемная скорость выдоха на уровне 25%, 50% и 75% форсированной жизненной емкости легких (МОС_25%, МОС_50%, МОС_75%, или MEF₂₅, MEF₅₀, MEF₇₅ — maximal expiratory flow at 25%, 50%, 75% of FVC). Эти показатели рассчитывают путем деления соответствующих объемов (в литрах) форсированного выдоха (на уровне 25%, 50% и 75% от общей ФЖЕЛ) на время достижения этих объемов при форсированном выдохе (в секундах).

4. Средняя объемная скорость выдоха на уровне 25–75% от ФЖЕЛ (СОС_25–75%, или FEF_25–75). Этот показатель в меньшей степени зависит от произвольного усилия пациента и более объективно отражает проходимость бронхов.

5. Пиковая объемная скорость выдоха (ПОС_выд, или PEF — peac expiratory flow) — максимальная объемная скорость форсированного выдоха.

На основании результатов спирографического  исследования рассчитывают также: 1) число дыхательных движений при спокойном дыхании (ЧДД, или BF — breathing freguency) и 2) минутный объем дыхания (МОД, или MV — minute volume) — величину общей вентиляции легких в минуту при спокойном дыхании.

Рис. 8 Спирограмма  экспираторного маневра. Объяснение в  тексте

 

Компьютерная  спирография

Современные компьютерные спирографические системы позволяют автоматически  анализировать не только приведенные  выше спирографические показатели, но и отношение поток-объем, т. е. зависимость объемной скорости потока воздуха во время вдоха и выдоха от величины легочного объема. Автоматический компьютерный анализ инспираторной и экспираторной части петли поток-объем — это наиболее перспективный метод количественной оценки нарушений легочной вентиляции. Хотя сама по себе петля поток-объем содержит в основном ту же информацию, что и простая спирограмма, наглядность отношения между объемной скоростью потока воздуха и объемом легкого позволяет более подробно изучить функциональные характеристики воздухоносных путей (М. А. Grippi, 1997).