Спирометрия

Спирометрия — это метод исследования функции внешнего дыхания, основанный на измерении объёмных и скоростных показателей дыхания с помощью специального прибора — спирометра. Спирометрия относится к группе функциональных диагностических тестов и широко применяется в пульмонологии, аллергологии, кардиологии, спортивной медицине и при профосмотрах для оценки вентиляционной способности лёгких, выявления нарушений бронхиальной проходимости и контроля эффективности лечения.

История

Первые попытки количественного измерения объёмов лёгких относятся к античности, однако систематическое развитие метода началось в XIX веке. В 1846 году английский врач Джон Хатчинсон изобрёл спирометр — устройство для измерения жизненной ёмкости лёгких (ЖЕЛ). Он также ввёл сам термин «спирометрия» и впервые установил связь между ЖЕЛ и состоянием здоровья человека. В 1860-х годах немецкий физиолог Карл Людвиг усовершенствовал конструкцию, добавив водяной затвор для повышения точности измерений.

В XX веке, с развитием электроники и компьютерных технологий, появились портативные и цифровые спирометры, позволяющие автоматизировать расчёт показателей и строить графики «поток-объём». В 1970-х годах были стандартизированы основные критерии проведения теста, а в 1980-х — внедрены международные референсные значения (например, рекомендации Европейского респираторного общества). В России спирометрия входит в перечень обязательных исследований при диспансеризации и первичной диагностике хронических заболеваний лёгких.

Физиологические основы

Спирометрия основана на регистрации изменений объёма воздуха, поступающего в лёгкие и выдыхаемого из них, в зависимости от времени. В процессе дыхания выделяют несколько фаз:

• Вдох — активный процесс, обеспечиваемый сокращением диафрагмы и межрёберных мышц.
• Выдох — в спокойном состоянии пассивный процесс, при форсированном выдохе — активный, с участием мышц брюшного пресса.

Измеряемые параметры зависят от эластичности лёгких и грудной клетки, сопротивления дыхательных путей, силы дыхательных мышц и состояния бронхиального дерева. Нарушения могут быть обструктивными (сужение просвета бронхов) или рестриктивными (снижение растяжимости лёгких).

Показания и противопоказания

Показания

• Диагностика бронхиальной астмы, хронической обструктивной болезни лёгких (ХОБЛ), эмфиземы, фиброзирующих альвеолитов.
• Оценка степени тяжести дыхательной недостаточности.
• Мониторинг течения заболеваний и эффективности терапии (например, бронхолитиками или глюкокортикостероидами).
• Предоперационное обследование (особенно при торакальных и абдоминальных операциях).
• Профессиональный отбор (работа в условиях запылённости, с токсическими веществами, водолазные и лётные специальности).
• Спортивная медицина — оценка функциональных резервов дыхательной системы.
• Выявление ранних нарушений у курильщиков.

Противопоказания

• Тяжёлая дыхательная или сердечная недостаточность в стадии декомпенсации.
• Недавно перенесённый инфаркт миокарда, инсульт, пневмоторакс.
• Кровохарканье неясной этиологии.
• Аневризма аорты.
• Выраженная гипертензия (систолическое давление выше 180 мм рт. ст.).
• Психические расстройства, препятствующие выполнению инструкций.
• Детский возраст до 5–6 лет (при отсутствии специальных методик).

Методика проведения

Процедура проводится в положении сидя, с прямой спиной, после 5–10 минут отдыха. Пациент надевает носовой зажим, плотно охватывает губами мундштук спирометра. Стандартный протокол включает несколько этапов:

1. Спокойное дыхание — регистрация дыхательного объёма (ДО) и частоты дыхания.
2. Максимальный вдох — пациент делает глубокий вдох до полного заполнения лёгких.
3. Максимальный выдох — форсированный, резкий выдох в течение не менее 6 секунд (для взрослых). Критерий правильности — достижение плато на кривой «поток-объём».
4. Повторные пробы — обычно 3–8 попыток, из которых выбираются лучшие по критериям воспроизводимости (разница между двумя лучшими значениями ЖЕЛ и ОФВ1 не должна превышать 150 мл).

При необходимости проводятся фармакологические пробы:

• Бронходилатационный тест — ингаляция короткодействующего бета-2-агониста (например, сальбутамола) с повторной спирометрией через 15–20 минут. Прирост ОФВ1 на 12% и более (или на 200 мл) свидетельствует об обратимости обструкции.
• Бронхопровокационный тест — ингаляция метахолина или гистамина для выявления гиперреактивности бронхов (используется при диагностике астмы с нормальными исходными показателями).

Основные показатели

Спирометрия регистрирует ряд объёмных и скоростных параметров, которые сравниваются с должными значениями (в зависимости от пола, возраста, роста и массы тела).

Дополнительно могут рассчитываться дыхательный объём (ДО), резервный объём вдоха и выдоха, минутный объём дыхания (МОД), максимальная вентиляция лёгких (МВЛ).

Интерпретация результатов

Результаты спирометрии оцениваются по отклонению от должных значений (норма — 80–120% от должного, пограничные — 70–79%, патологические — менее 70%). Выделяют три основных типа нарушений:

Обструктивный тип

Характеризуется снижением ОФВ1, ОФВ1/ФЖЕЛ (менее 70%), ПОС и МОС. Причина — сужение дыхательных путей (бронхоспазм, отёк слизистой, обтурация мокротой). Типичен для бронхиальной астмы, ХОБЛ, эмфиземы. При бронходилатационном тесте может наблюдаться обратимость.

Рестриктивный тип

Характеризуется снижением ЖЕЛ и ФЖЕЛ при нормальном или повышенном ОФВ1/ФЖЕЛ (более 70%). Причина — уменьшение объёма лёгочной ткани (фиброз, пневмосклероз, кифосколиоз, ожирение, плевральные выпоты). Для уточнения диагноза требуется измерение общей ёмкости лёгких (ОЕЛ) методом бодиплетизмографии или газовой дилюции.

Смешанный тип

Сочетание признаков обструкции и рестрикции: снижены и ЖЕЛ, и ОФВ1, и ОФВ1/ФЖЕЛ. Встречается при саркоидозе, муковисцидозе, некоторых формах пневмокониозов.

Ограничения и ошибки метода

Спирометрия является функциональным тестом и не позволяет установить этиологию заболевания. Возможные ошибки:

• Технические — неплотное прилегание мундштука, кашель, преждевременное завершение выдоха, неправильная осанка.
• Физиологические — влияние утомления, страха, непонимания инструкций (особенно у детей и пожилых).
• Интерпретационные — использование устаревших референсных значений, игнорирование расовых и этнических различий.

Спирометрия не заменяет рентгенографию, компьютерную томографию, бронхоскопию или анализы крови. Для полной оценки дыхательной функции часто применяется комбинация спирометрии с бодиплетизмографией, диффузионным тестом (DLCO) и пульсоксиметрией.

Современные технологии

В XXI веке получили распространение портативные спирометры с Bluetooth-модулем, позволяющие проводить тестирование вне клиники (например, в аптеках, на дому). Разработаны приложения для смартфонов, использующие встроенный микрофон для оценки звуков дыхания, однако их точность ниже, чем у сертифицированных медицинских устройств. В России и других странах активно внедряются автоматизированные системы интерпретации с использованием искусственного интеллекта, что снижает влияние человеческого фактора.

Источники

1. Методы исследования функции внешнего дыхания: руководство для врачей / Под ред. А. Г. Чучалина. — М.: Атмосфера, 2012.
2. Спирометрия: стандартизация и интерпретация // Пульмонология. — 2018. — № 28 (5).
3. Global Strategy for the Diagnosis, Management, and Prevention of Chronic Obstructive Pulmonary Disease (GOLD Report, 2023).
4. Miller M. R., et al. Standardisation of spirometry // European Respiratory Journal. — 2005. — Vol. 26, № 2.
5. Приказ Министерства здравоохранения РФ от 13.03.2019 № 124н «Об утверждении порядка проведения профилактических медицинских осмотров».