Тема 10. Інструментальні та лабораторні методи дослідження органів дихання.

Спірографія(лат. spiro дышать + греч. graphō писати, малювати) — метод дослідження функції легень шляхом графічної реєстрації змін їх об’єму при диханні.

За допомогою спірографії обчислюють:

- кількість дихань у 1 хвилину (частота дихання, ЧД);

- об’єм повітря, який потрапляє в легені за один вдих (дихальний об’єм, ДО);

- об’єм повітря, який потрапляє в легені за 1 хвилину (хвилинний об’єм дихання, ХОД);

- об’єм кисню, який споживає організм на протязі 1 хвилини (споживання кисню, СПО₂);

- об’єм кисню, який споживає організм з 1 л повітря, що потрапляє в легені (коефіцієнт використання кисню, КВО₂);

- максимальний об’єм повітря, що видихає пацієнт з легень при спокійному видосі після максимального глибокого вдиху (життєва ємкість легень, ЖЄЛ);

- максимальний об’єм повітря, що видихає пацієнт з легень при форсованому видиху після максимально глибокого вдиху (форсована життєва ємкість легень, ФЖЄЛ);

- максимальний об’єм повітря, що потрапляє в легені при спокійному вдиху після максимально глибокого видиха (життєва ємкість легень на вдосі, ЖЄЛвд);

- максимальний об’єм газу, що видихає пацієнт з легень за 1 с при форсованому видиху після максимального глибокого вдиху (об’єм форсованого видоху за 1 с, ОФВ₁;

- відношення об’єму форсованого видиху за 1 с до життєвої ємкості легень, у відсотках (індекс Тіфно, ІТ);

- максимальний об’єм повітря, що потрапляє в легені продовж 1 хвилини при форсованому диханні з максимальною частотою та глибиною (максимальна вентиляція легень, МВЛ);

- відношенння максимальної вентиляції легень до життєвої ємкості легень, у відсотках від належних величин (показник швидкості руху повітря, ПШРП).

З наведених функціональних величин найбільш повно висвітлюють анатомо-фізіологічні властивості апарату легеневої вентиляції - ЖЄЛ, ОФВ₁, та ІТ. Реєстрація змін цих показників сприяє діагностиці ранніх стадій захворювань бронхолегеневої системи, дозволяє оцінити функціональні порушення при прогресуючих хворобах легень, що має важливе клінічне значення для вірного вибору терапевтичної тактики та оцінки ефективності лікування.

Визначення ЖЄЛ, ОФВ₁, та ІТ є обов’язковим елементом спірографії. Додатково вимірюються ЧД, ДО, ХОД, СПО₂ и КВО2 (при необхідності оцінки характеру дихання, об’єм та ефективність легеневої вентиляції в умовах спокою), МВЛ та ПШРП (у випадках неможливості вимірювання ОФВ₁).

Виконання спірографії неможливе при кровохарканні та інших патологічних станах, що утруднюють або виключають форсоване дихання.

Пристрої відкритого типу — пневмотахографи — реєструють об’ємні та швидкістні параметри вдихаємого та видихаємого повітря. Для дослідження споживання кисню та виділення двуокісі вуглероду до пневмотахографа може бути прилаштований фізичний газоаналізатор. Сучасні пристрої, для реєстрації змін об’єму повітря легень під час дихання (відкритого, закритого типів), розробляються на базі персональних комп’ютерів та мають можливості автоматичної обробки результатів вимірювань.

Спірографію виконують зазвичай натще або через 1-2 години після сніданку. Попереднє тренування обстежуваного не вимагається. В той же час дуже важливо розповісти пацієнту про задачі дослідження та дихальні вправи, які йому слід виконувати. Обстежуваний повинен знаходитися в положенні сидячі. Його приєднують до прилада за допомогою загубника, на ніс накладають зажим. Підключення до приладів закритого типу здійснюється в момент завершення спокійного видоха, до приладів вікритого типу — без урахування положення легень або грудної клітки.

Повне спірографічне дослідження починають з запису самостійного дихання в стані спокою, для отримання надійного результата він здійснюється не менше 3—5 хвилин. Обстежуваному пропонують дихати спокійно, не фіксуя увагу на диханні. При цьому реєструють ЧД, ДО та споживання кисню. Потім післе короткої перерви (1—2 хвилини), під час якої прилад закритого типу вимикають, послідовно записують ЖЄЛ, ФЖЄЛ и МВЛ. Кожний з цих показників вимірюють не менше трьох разів до отримання максимальних значень. При реєстрації ЖЄЛ рекомендують максимально глибоко вдохнути, потім максимально глибоко видохнути. У випадку значної бронхіальної обструкції, коли утруднений навіть спокійний видох, доцільно вимірювати ЖЄЛвд. Для цього спочатку необхідно максимально глибоко видохнути, а потім максимально глибоко вдохнути. При реєстрації ФЖЄЛ слід виконувати максимально глибокий вдох та після невеликої затримки дихання (на 1—2 с) максимально швидко й максимально глибоко видохнути (максимальне зусилля повинне бути досягнуто вже на початку видоха та підтримуватися протягом всього видоха). Для визначення МВЛ обстежуваному пропонують дихати з максимальним зусиллям — як можливо частише та глибше. Попередньо бажано продемонструвати належний характер дихання. Час реєстрації МВЛ не повинен перевищувати 10—15 с, з метою попередження гіпокапнії та запаморочення.

Якщо обстежуваний досить легко виконує необхідні дихальні маневри, тривалість інтервалів між окремими вимірюваннями ЖЄЛ, ФЖЄЛ та МВЛ не перевищують 1 хвилину. Поява втоми або задухи, особливо після вимірювання МВЛ, вимагає подовження інтервалів до 2—3 хвилин та більше. У випадку коли цього недостатньо, дослідження виконують через 1—2 години або переносять на наступний день.

Спірографія в скороченому варіанті включє реєстрацію ЖЄЛ, ФЖЄЛ (для вимірювання ОФВ₁) та розрахунок ІТ. Якщо вимірювання ОФВ₁, а, як наслідок, і розрахунок ІТ неможливі, виконують вимірювання МВЛ та розраховують ПШРП.

Результати спірографічного дослідження розраховуються автоматично або вручну. ЧД знаходимо шляхом ділення числа дихательних зубців спірограми, зареєстрованих на протязі 2—3 хвилин, на відповідний час. Величину ДО устанавлюють графічно по середній амплітуді дихальних зубців спірограми. МОД розраховують шляхом множення ЧД на ДО. Об’єм кисню, що споживає організм при існуванні системи компенсації кисню в спірографі вимірюють по нахилу кривої потрапляння в нього кисню, за відсутності такої системи — по нахилу спірограми спокійного дихання. Розділив цей об’єм на число хвилин, на протязі яких проводилась реєстрація споживання кисню, отримують величину СПО₂. Шляхом ділення СПО₂ на МОД розраховують КВО₂. Для рзрахунку ЖЄЛ та ФЖЄЛ вимірюють відстань між вершинами зубців спірограми, які відповідають максимальному вдоху та максимальному видоху, спокійному або форсованому. ОФВ₁ знаходять по кривій ФЖЄЛ. Дуже важливо вірно зафіксувати початок форсованого видоха. ІТ визначають за формулою — (ОФВ₁/ЖЄЛ)х100%. Величину МВЛ знаходять шляхом множення середньої амплітуди максимальних дихальних екскурсій на їх частоту в 1 хвилину; ПШРП — шляхом ділення МВЛ на ЖЄЛ (оба показника повинні бути наведені у відсотках до належних величин).

Отримані дані ДО, ХОД, ЖЄЛ, ФЖЄЛ, ОФВ₁ і МВЛ стандартизують за допомогою таблиць до умов BTPS (англ. абревіатура — Body temperature and pressure, saturated with water vapour) — температурі 37°, тиску 760 мм рт. ст. и 100% вологості, тобто до умов, в яких знаходяться гази в легенях. Під час розрахунку ІТ та КВО₂ значення вихідних показників (ОФВ, та ЖЄЛ — для ІТ, СПО₂ и ХОД — для КВО₂) наводяться в однакових умовах — в умовах ATPS (англ. абревіатура — Ambient temperature and pressure, saturated with water vapour), тобто в фактичних умовах вимірювання, або в умовах BTPS.

Оцінка результатів спірографічного дослідження здійснюється шляхом зіставлення фактичних величин функціональних показників з так званими належними величинами, які були установлені при обстеженні практично здорових осіб. Належні величини ЖЄЛ, ФЖЄЛ, ОФВ₁, ІТ та МВЛ розраховують за формулами, в залежності від статі, віку, росту, належні величини ХОД — за належним або фактичним споживанням кисню під час дослідження. Нижньою межою норми для ЖЄЛ, ФЖЄЛ, ОФВ₁, ІТ та МВЛ вважають 80% належної величини, верхньою межою норми ХОД — 120% належної, нижньою межою КВО₂ — 33,3 мл. Зниження ЖЄЛ, ФЖЄЛ, ОФВ₁, ІТ та МВЛ до 79—60% належних величин розглядається як невелике, до
59—40% — як значне, до 39% та менш — як різке.

Спірографія — дуже важливий метод функціональної діагностики порушень зовнішнього дихання. На результатах вимірювань переважно ОФВ₁ та МВЛ базуються висновки про нявність та ступінь зниження вентиляційної здатності легень. З метою визначення типу вентиляційних порушень перш за все оцінюють ОФВ₁, МВЛ і ЖЄЛ.

При обструктивному типі вентиляційних розладів зниження ОФВ, та МВЛ перевищує ступінь зменшення ЖЄЛ.

При рестриктивному типі вентиляційних порушень переважає зниження ЖЄЛ.

У випадку обструкції знижені ІТ ПШРП, які при рестриктивних розладах нормальні або перевищують норму.

При змішаному типі вентиляційних порушень зниження ЖЄЛ більш значне, ніж зниження ОФВ₁ та МВЛ, внаслідок чого ІТ та ПШРП змінені менше, ніж ОФВ₁ та МВЛ. При наявності однакової, а тим гірше при меньшому ступені зниження ЖЄЛ діагноз змішаних вентиляційних порушень недостатньо обгрунтований. В таких випадках остаточне визначення типу вентиляційних порушень вимагає урахування загальної ємності легень, та її складових. Підвищення ХОД до 121% належної величини та більше свідчить про гіпервентиляцію легень, а значення КВО₂ нижче 33,3 мл - про її низьку ефективність.

Пікфлоуметрія і моніторування пікової швидкості видоху (ПШВ). Пікфлоуметр це портативний прилад, який потрібен для вимірювання ПШВ, тобто максимальної швидкості повітряного потоку при форсованому видосі. Вимірювання ПШВ проводять в положенні стоя, два рази на день до застосування ліків: зранку, зразу після підйому, коли значення близьки до мінімальних, та увечорі, через 10-12 годин (за звичай значення ПШВ досягають найкращих показників). Вимірювання виконуються 3 рази підряд з невеликими інтервалами. Найкращий показник з 3-х вимірювань фіксується та наноситься на графік. Систематична реєстрація цих показників називається моніторуванням ПШВ.

Правила користування пікфлоуметром. Слід пам’ятати, що пікфлоуметр – засіб індивідуального використання. Пікфлоуметр повинен бути завжди чистим перед використанням. Якщо можливо, треба проводити вимірювання ПШВ стоячи, тримаючи пікфлоуметр горизонтально. Пальці не повинні торкатися шкали та закривати отвори прилада. На початку кожного вимірювання слід маркер виставити на позначку нуль. Перед вимірюванням хворий повинен зробити глибокий вдох. Мундштук пікфлоуметра слід щільно обхватити губами. Видох повинен бути максимально швидким та різким. Замінювати пікфлоуметр слід щороку. Шкала пікфлоуметра повинна відповідати величині пікової швидкості хворого та її можливим відхиленням. Загалом пікфлоуметри поділяються на дорослі та дитячі. Пікфлоуметри для дорослих градуюються від 50-60 л/хвил до 700-850 л/хвил, а дитячі від 35 до 300-350 л/хвил.

Областю застосування цього метода є будь-які обструктивні захворювання легень, але при бронхіальній астмі він особливо корисний. Проводити реєстрацію ПШВ можливо як в кабінеті лікаря, так і самостійно з метою самоконтролю. Метод використовується для постановки діагнозу, визначення ступеня важкості захворювання, ступеня контролю астми, ефективності лікування. За допомогою метода можливо передбачити загострення захворювання. Метод використовується для діагностики професійної астми, верифікації провокуючих засобів.

Як оцінювати результати вимірювань ПШВ? Форма графіка свідчить про якість лікування. При гарному контролі форма графіка близька до прямої лінії. Чим більше зигзагоподібна крива пікфлоуметрії, тим гірший контроль за перебігом захворювання. Ранкові зниження ПШВ називаються «ранковими провалами». Наявність навіть одного ранкового провалу свідчить про недостатній контроль бронхіальної астми.

Дані моніторування ПШВ є основними показниками при плануванні дій при астмі. План складається лікарем індивідуально для кожного пацієнта. Базуючись на клінічних симптомах та показниках ПШВ, виділяється декілька зон. Найбільш популярна та розповсюджена система трьох зон за принципом світлофора: до зеленої зони відносять показники ПШВ > 80% від належних величин, до жовтої – ПШВ в межах 60-80%, а до червоної – ПШВ < 60%. Кожній зоні відповідають рекомендації: в зеленій зоні – слід продовжувати планову терапію, в жовтій зоні пропонуються різні варіанти підсилення терапії та рекомендовано достроково з’явитися до лікаря, в червоній зоні зазначені термінові міри по усуненню загострення та необхідно негайно звернутися до лікаря за спеціалізованою медичною допомогою. В деяких випадках додатково виділяється четверта зона, бордового або фіолетового кольору, якій відповідає рекомендація негайного виклику швидкої допомоги.

Дослідження харкотиння. Харкотиння виділяється при різних захворюваннях органів дихання. Збирати харкотиння краще ранком, попередньо необхідно прополоскати рот слабим розчином антисептика, потім кип’яченою водою.

Макроскопічне дослідження харкотиння має важливе діагностичне значення, допомагає встановити характер патологічного процесу та можливі ускладнення (наприклад, кровотечу або нагноєння). При огляді відмічають добову кількість, характер, колір, запах харкотиння, консистенцію, а також розшаровування при відстоюванні в скляному посуді.

Кількість харкотиння при захворюваннях органів дихання може коливатися в значних межах (від 10 до 500 мл та більше за добу) та визначається головним чином двома факторами: 1) характером и ступенем активності патологічного процесу в легенях та 2) можливістю безпереш­кодного виділення утворившогося харкотіння.

Відносно невелика кількість харкотіння (не больше 50–100 мл за добу) притаманна більшості запалювальних захворювань легень (гострий трахеіт, гострий бронхіт, пневмонії, хронічний бронхіт в стадії ремісії та інше.).

Значне збільшення кількості харкотиння (понад 150–200 мл), за звичай, спостерігається при захворюваннях, які супроводжуються утворенням порожнин (абсцес легень, туберкульозна каверна, бронхоектази) або розпадом тканини (гангрена, деструктивні форми рака легень та інше.). Необхідно підкреслити, що іноді у таких хворих кількість харкотиння може зменшуватися при порушенні дренажу запального вогнища..

У важких хворих та пацієнтів старечого віку спостерігається пригнічення кашлевого рефлексу, у звязку з чим харкотиння виділяється в невеликій кількості або зовсім відсутне.

Колір харкотіння залежить від складу патологічного трахеобронхі­ального секрету та наявності різних домішок.

Слід зауважити, що поява в харкотинні домішку крові незалежно від характеру основного патологічного процесу (катаральне, гнійне або фібринозне запалення, пухлина та т.і.) суттєво змінює колір харкотиння.

Запах харкотиння. Зазвичай харкотиння серозного та слизового характеру запаха не має. Зловоний гнилосний запах тільки отриманого хворим харкотиння свідсить про:

1) гнилостний розпад легеневої тканини на тлі гангрени легень, деструктивної форми пухлини легень;

2) розкладі білків харкотиння (в тому чіслі білків крові) при триволому находженні в порожнинах (абсцес легень, бронхоектази) переважно під впливом анаеробної флори.

Характер харкотиння. В залежності від консистенції, коліру, прозорості, запаху і інших фізичних ознак, що виявляються під час макроско­пічного дослідження, розрізняють чотири головних вида харкотиння: слизове, серозне, слизово-гнійне, гнійне.

1. Слизове харкотиння — безбарвне, вязке, без запаху. Воно зустрічається на початкових стадіях запалення або при затуханні його активності (гострий бронхіт, хронічний бронхіт на стадії ремісії, початкові стадії туберкульозу легень а т.і.).

2. Серозне харкотиння також безбарвне, жирідке, пеністе, без запаху. Воно з’являється при альвеолярному набряку легень, коли в результаті підвищення тиску в системі малого кола кровообігу або підвищенні проникливості судинної стінки при запаленні збільшується трансудація в просвіт дихальних шляхів плазми крові, збагаченої білком. Внаслідок активних дихальних рухів плазма вспінюється та виділяється у виді пінистої рідіни, іноді дифузно забарвленої в розовий колір, що свідчить про значне підвищення порозності судинної стінки та кровотечі за типом per diapedesum.

3. Слизово-гнійне харкотиння — вязке, жевтоватого або зеленуватого коліру — зустрічається при багатьох захворюваннях органів дихання (бронхіті, бронхоектазах, вогнищевій пневмонії, туберкульозі легень та інше). В деяких випадках слизово-гнійне харкотиння може мати нерізкий неприємний запах.

4. Гнійне харкотиння рідкої або полурідкої консистенції, зеленуватого або жовтуватого коліру, дуже часто з неприємним смердючим запахом. Воно зустрічається при гострих або хронічних нагноювальних процесах в легенях та бронхах, при розпаді легеневої тканини (абсцес і гангрена легень, бронхоектази, рак легень з розпадом). При відстаюванні гнійного харкотиння утворюються два або три шари.

Розшарування харкотиння. Розшарування на два шари рідини частіше зустрічається при абсцесі легень. Верхній шар представлен серозною пінистою рідиною, а нижній — зеленувато-жовтим непрозорим шаром гною. Розшарування на три шари харкотиння найбільш характерне для гангрени легень, хоча іноді воно може зявлятися у хворих на бронхоектатичну хворобу та навіть гнилостний бронхіт. Верхній шар такого харкотіння складається з пінистого бесбарвного слизу, який містить велику кількість пухирьків повітря, средній — з мутної слизово-серозної рідини жовтовато-зеленуватого коліру, нижній — з жовтого або зеленуватого непрозорого гнію.

Кровохаркання (haematoptoe). Легеневе крововохаркання, це забарвлення бронхіального секрету (харкотиння), що виділяється кров’ю, яка має вигляд прожилок невеликих домішок. Легенева кровотеча (haematomesis) – виділення чистої крові порціями від 5-10 до 50 мл і більше, причому відкашлюється частіше піниста кров. Домішок крові в харкотинні має дуже велике діагностичне значення, та вказує на виникнення серйозних ускладнень. В залежності від ступеня та характеру ураження легеневої тканини та дихательних шляхів домішок крові в харкотинні може бути різною:

1) прожилки крові;

2) згустки крові;

3) «ржаве» харкотиння;

4) дифузно забарвлене розове харкотиння.

Кровохаркання та легенева кровотеча може зустрічатися при багатьох захворюваннях. Слід мати на увазі, що в реальній клінічній практиці домішок крові в харкотинні може мати інші характеристики. Наприклад, всупереч розповсюдженій думці, «ржаве» харкотиння може зустрічатися не тільки на тлі крупозного запалення легень, (типові випадки), але й при вогнищевій та грипозній пневмоніях, при туберкульозі легень з розпадом, застійних явищах в легенях, набряку легень. З іншого боку, при крупозній пневмонії іноді в харкотинні можуть з’явитися прожилки та навіть згустки крові або, навпаки, воно може не мати домішок крові та буде мати слизовий або слизово-гнійний характер.