Без каких-либо сложных технических средств объемы легких можно определять спирографом.
Согласно международному соглашению, величины объемов легких должны измеряться с учетом температуры тела, давления, влажности воздуха. Необходимо, следовательно, пересчитывать барометрическое давление и насыщенность воздуха водяными парами при 37°.
Для лучшей воспроизводимости рекомендуется осуществлять пробы при тех же условиях, как и определение основного обмена. Практически пробы можно проводить просто утром после ночного отдыха и легкого завтрака и по возможности с последующим получасовым лежанием. Никоим образом перед исследованием нельзя обильно завтракать.
Отдельные дыхательные величины получаются разными в зависимости от положения тела. Жизненная емкость в положении исследуемого лежа оказывается на 5—10% ниже, чем в положении стоя, также и функциональный остаточный (резидуальный) воздух значительно увеличивается при переходе из лежачего положения в положение сидя. Это вызывается тем, что при разных положениях высота стояния диафрагмы различна, а различия в кровенаполнении легких при этом значения, по-видимому, не имеют.
Жизненная емкость легких (ЖЕЛ)
Жизненный объем легких определяется количеством вентилируемого воздуха с момента самого глубокого вдоха до конца максимального выдоха. В норме этот объем легких составляет 3500—5000 мл.
Согласно новейшим исследованиям, должная жизненная емкость (ДЖЕ), выраженная в миллилитрах, соответствует первым четырем цифрам третьей степени от роста (в сантиметрах). Значения должной жизненной емкости, по нашим наблюдениям, колеблются в пределах 20%.
Методика измерения. Исследуемому предлагают сделать максимальный вдох (нос закрыт рукой или легким зажимом) и затем максимально сильно выдохнуть в спирометр. Измерение повторяют трижды, промежутки — несколько минут; в расчет берут наивысшую величину.
Жизненная емкость на спирометре Hutchinson считывается непосредственно с измерительной шкалы на приборе, а при записи на спирографе требуется небольшая дополнительная работа, так как выраженные в сантиметрах амплитуды ЖЕ надо перерассчитать в миллиметрах. Однако эта небольшая затрата времени окупается, так как из хода кривой жизненной емкости можно сделать ценные выводы. Инспираторное колено оканчивается нормально выгнутой кверху дугой (инспираторное апноэ), а затем круто падает вниз, чтобы на высоте выдоха снова образовать короткую выгнутую дугу (экспираторное апноэ) и вернуться к среднему положению. Острые кривые показывают, что глубина вдоха или сила выдоха не была максимальной. Жизненную емкость, помимо обычной ее записи, можно записывать также двухмоментно. В большинстве случаев получаются несколько более высокие величины, что можно отнести за счет иной растяжимости грудной клетки в начале пробы.
Оценка. Ценность определения этого объема легких преувеличивалась многими врачами и до сих пор еще преувеличивается. Снижение ее практически может лежать в основе всех заболеваний легких, а между нормальной величиной ее и полной работоспособностью легких отнюдь нельзя ставить знака равенства. Известное значение жизненная емкость имеет при анализе недостаточности левого желудочка, рестриктивной пульмональной (легочной) недостаточности.
Объем дыхания (ОД)
Под этим объемом легких понимают количество воздуха, вентилируемое при спокойном дыхании за один дыхательный цикл (вдох и выдох). Нормальная величина его равна 500—800 мл.
Высота дыхательных движений выражается на спирографической кривой в миллиметрах и должна быть пересчитана, как и жизненная емкость, в миллилитры.
Оценка. Увеличение ОД наблюдается при coma diabeticum (куссмаулевское дыхание) и на максимуме чейн-стоксова дыхания, при дыхательной недостаточности в покое и, наконец, под влиянием психогенных факторов.
Снижение объема дыхания характерно для центрального торможения дыхания, но встречается также при ригидности грудной клетки, рестриктивных формах дыхательной недостаточности.
Инспираторный резервный объем
Раньше этот объем легких называли дополнительным воздухом; это количество воздуха, которое можно еще дополнительно вдохнуть после нормального вдоха.
Нормальные величины 1500—2000 мл. Результаты измерений зависят от позы: в положении стоя величины меньше, чем в положении лежа. Инспираторный резервный объем составляет несколько более половины жизненной емкости. Вместе с объемом воздуха при нефорсированном вдохе инспираторный резервный объем составляет 75% жизненной емкости.
Методика выполнения. Инспираторный резервный объем можно измерить на спирографической кривой. Приблизительно его можно определить также на спирометре Hutchinson: после нормальной глубины вдоха делают максимально возможный выдох и полученную величину вычитают из определенной вслед за этим величины жизненной емкости.
Оценка объема легкого. Инспираторный резервный объем снижен при утрате дыхательными органами эластичности.
Экспираторный резервный объем
Данный объем легких иногда называют еще резервным воздухом. Это объем воздуха, которое можно еще дополнительно выдохнуть после нормального выдоха.
Нормальные величины 1000—1400 мл (приблизительно 25% жизненной емкости). Положение тела влияет на величину экспираторного резервного объема обратно тому, как оно влияет на инспираторный воздух, т. е. результаты измерения меньше в положении лежа, чем в позе сидя или стоя.
Методика выполнения. После нормального выдоха исследуемый насколько возможно сильно дополнительно выдыхает в спирометр или в спирограф оставшийся воздух. Полученная величина, вычисленная с момента апноэ после нормального выдоха, дает величину экспираторного резервного объема.
Оценка. Сильное снижение экспираторного резервного объема наблюдается при эмфиземе. При холодовых и болевых раздражениях, а также при стенотическом дыхании доля экспираторного резервного воздуха в жизненной емкости в процентном отношении увеличивается.
Резидуальный (остаточный) объем
Под резидуальным объемом понимают тот объем, остающийся в легких после максимального выдоха. Сумма из резидуального объема и жизненной емкости составляет общую емкость легких. С нею сопоставляют жизненную емкость, так как доля (в процентном отношении) резервного (остаточного воздуха) в общей емкости легких представляет особый интерес.
Нормальные величины колеблются вокруг величины, равной приблизительно 25% общей легочной емкости. С возрастом доля резервного (остаточного) объема в общей емкости легких повышается с 20% в юношеском возрасте до 30% у стариков.
Абсолютную величину резервного воздуха получают умножением величины жизненной емкости, полученной из третьей степени роста, на фактор 0,34.
Методика выполнения. Колокол спирографа закрытой системы наполняют кислородом. Больной сейчас же после обычного выдоха соединяется с системой и несколько минут свободно дышит в аппарат. Перемешивание содержащегося в легких азота с кислородом в системе происходит у здоровых испытуемых в течение 3 минут. Время у больных эмфиземой может удлиняться до 7—10 минут, поэтому рекомендуется соответственно удлинить и продолжительность пробы. Вдыхаемая углекислота поглощается включенным в систему едким кали.
Постоянство объема газа в спирографе поддерживается беспрерывным подведением кислорода с помощью стабилизирующего устройства.
По окончании опыта из колокола спирометра берут пробу газа. В анализаторе кислород связывают с пирогаллолом и определяют процентное содержание оставшегося азота. Наконец, вычисляют функциональный резервный (остаточный) объем. Вычитая получаемый в конце опыта с помощью спирометра резервный воздух, легко рассчитать резидуальный объем. В качестве применяемого в пробе газа применяют также водород и гелий. Описанный способ был улучшен включением в спирометр интерферометра. Это дает возможность беспрерывно регистрировать концентрацию газа и определять потребное для смешения газов время. Во всяком случае необходимо получаемые при газовых анализах величины пересчитывать на стандартные температуру, давление и влажность (по системе STPD — Standard temperature, pressure, dry).
Оценка. Повышение объема остаточного воздуха патогномонично для эмфиземы. При этом, по Bolt, полученные результаты можно подразделить на следующие стадии.
Резидуальный (остаточный) воздух составляет по отношению к общей емкости легких: в норме — 25%, при легкой эмфиземе — 35%, при средней эмфиземе 45%, при выраженной —55%, при тяжелой эмфиземе — выше 55%.
Ориентировочное представление о резидуальном объеме воздуха дает уже рентгенограмма грудной клетки, снятая при вдохе и выдохе. Этот способ основан на следующих соображениях.
Резидуальный объем воздуха у больных эмфиземой увеличен, что хорошо видно при сравнении снимков, снятых в положения вдоха и выдоха, особенно при фронтальном ходе лучей. В нормальных условиях просвечиваемость легких для рентгеновых лучей при выдохе значительно снижена по сравнению с вдохом, у больных эмфиземой сколько-нибудь заметной разницы не наблюдается.
Далее, на сагиттальных снимках, снятых с соблюдением тех же условий при вдохе и выдохе, можно с помощью планиметра очертить контуры легочных полей и высчитать отношение площади легочных полей при выдохе к площади их при вдохе. Этот коэффициент при эмфиземе больше 0,6.
Функциональный резидуальный остаточный объем легких
Этот объем легких состоит из экспираторного резервного воздуха и упомянутого резидуального (остаточного) объема воздуха. Нормальные величины 1800—3000 мл. При эмфиземе соотношение между резидуальным объемом воздуха и экспираторным резервным объемом легких меняется в пользу первого, вследствие чего на спирографической кривой среднее положение дыхания кажется сдвинутым в сторону выдоха.
Общая емкость легких
Этот объем легких равен сумме жизненной емкости и резидуального объема. Нормальная величина 4500—6500 мл. Индивидуальная должная величина общей емкости легких равняется произведению из должной жизненной емкости на 1,32. Должная жизненная емкость при этом легко считывается с номограммы Gaubatz-Marquart. Согласно новейшему предложению Drasche, для получения должной индивидуальной общей емкости легких следует величину жизненной емкости, полученную из третьей степени роста, умножить на фактор 1,37.
Оценка. Общая емкость легких вместе с пробой на максимальный объем выдоха позволяет надежно отличать обструкционные (механические) нарушения вентиляции от рестриктивных.
В процентном отношении общая емкость легких разлагается на: инспираторный резервный объем — 50%, объем дыхания — 11%, экспираторный резервный объем — 15%, резидуальный (остаточный) объем — 24%.
Функциональное мертвое пространство
Функциональное мертвое пространство охватывает подводящие дыхательные пути, у здоровых лиц соответствует анатомическому мертвому пространству (так называемое «вредное пространство») с объемом около 150 мл. Альвеолярные участки, которые сравнительно с их вентиляцией недостаточно снабжаются кровью, увеличивают анатомическое мертвое пространство.
Определение мертвого объема. Для этого необходимы данные о парциальном давлении углекислого газа в выдохнутом воздухе, в артериальной крови, по которым величина функционального мертвого пространства рассчитывается по уравнению. Эти газоаналитические определения приводят к очень интересным выводам относительно альвеолярной вентиляции. Но пока они выполнимы, как правило, только в более крупных клиниках.