В клинической практике в большинстве случаев проводится форсированная спирометрия.

Скорость воздушного потока измеряется во время выполнения пациентом маневра форсированного выдоха.
Основными клинически значимыми показателями форсированной спирометрии являются:
- форсированная жизненная емкость легких (ФЖЕЛ)
- объем форсированного выдоха за 1-ю секунду (ОФВ1) и их
- соотношение (ОФВ1/ФЖЕЛ), а также
СОС25-75, максимальные объемные скорости на уровнях 25, 50 и 75% ФЖЕЛ, ПОСвыд).
Длительность форсированного выдоха для взрослых должна составлять не менее 6 секунд, или же должна быть достигнута фаза плато, то есть не должно быть изменения объема на протяжении хотя бы 1 секунды (допускаются изменения менее 0,025 л).
Форсированная жизненная емкость легких (ФЖЕЛ)
ФЖЕЛ – максимальный объем воздуха, который человек может выдохнуть после максимально глубокого вдоха.
ФЖЕЛ снижается при многих видах патологии, а повышается только в одном случае – при акромегалии. При этом заболевании все остальные легочные параметры остаются нормальными.
Исследование ФЖЕЛ служит самым важным легочным функциональным тестом, поскольку для любого человека существует ограничение максимальной скорости выдоха.
Ограничение экспираторного потока достигается при умеренном усилии, и дальнейшее повышение усилия приводит к увеличению потока только в начальной четверти ФЖЕЛ, но не при средних и низких объемах воздуха в легких. После достижения ПСВ каждая точка оставшейся части кривой определяет тот максимальный поток, который может быть достигнут при данном объеме легких
Таким образом, каждый человек имеет уникальную кривую поток–объем, которая обладает высокой воспроизводимостью у одного и того же человека.
Легочная ткань обладает эластичностью, которая служит основной силой, заставляющей воздух выходить из легких во время выдоха. Эластичность также играет большую роль в поддержании просвета бронхов.
При форсированном выдохе по мере уменьшения внутрилегочного объема нарастает динамическая компрессия ДП, что вызывает их критическое сужение и ограничивает воздушный поток.
Таким образом, максимальный экспираторный поток определяется эластичностью легочной ткани (которая обеспечивает прохождение воздуха по ДП и поддерживает их просвет открытым), диаметром бронхов и сопротивлением ДП воздушному потоку.
Измерение ФЖЕЛ может быть проведено различными способами (максимальный вдох делается после спокойного или после полного выдоха, перед форсированным выдохом делается или нет пауза).
Но предшествующий маневру ФЖЕЛ вдох оказывает существенное влияние на экспираторные скоростные показатели, поэтому для получения максимальных результатов исследования рекомендуется после спокойного выдоха делать максимально глубокий вдох и сразу же после этого без паузы выдохнуть весь воздух с максимальным усилием.
Пауза на высоте вдоха может вызвать «стрессовое расслабление» со снижением эластической тяги и увеличением растяжимости дыхательных путей, что ведет к уменьшению скорости выдоха.
Методика выполнения маневра ФЖЕЛ
Маневр ФЖЕЛ можно разделить на 3 этапа: максимальный вдох, форсированный выдох и продолжение выдоха до конца исследования
По команде врача пациент осуществляет максимально полный вдох и следом за ним он должен выполнить резкий и продолжительный выдох, настолько форсированно и полно, насколько это возможно.
При этом начало форсированного выдоха должно быть быстрым и резким, без колебаний.
Важным условием является достаточная продолжительность выдоха (не менее 6 секунд) и поддержание максимального экспираторного усилия в течение всего выдоха, до момента его полного завершения.
Последовательность действия при проведении пробы ФЖЕЛ
- Провести подробный инструктаж пациента.
- Проверить правильность положения пациента, положения головы, положение носового зажима и мундштука.
- Полный быстрый вдох от уровня функциональной остаточной ёмкости – объёма воздуха, остающегося в лёгких после спокойного выдоха с паузой не более 1 секунды на уровне общей ёмкости лёгких – максимального количества воздуха, которое могут вместить лёгкие на высоте глубокого вдоха.
- Максимально быстрый и полный выдох без замедлений до конца (до уровня остаточного объёма лёгких – объёма воздуха, остающегося в лёгких после максимального выдоха
- Повторить пробу ФЖЕЛ не менее 3 раз (обычно не более 8 раз).
- Проверить повторяемость результатов, при необходимости повторить пробу.
- При проведении пробы ФЖЕЛ максимальное усилие должно поддерживаться на всем протяжении выполнения маневра.
Исследование является неприемлемым в следующих случаях:
- Утечка воздуха на уровне рта.
- Перекрытие загубника языком, зубами или зубными протезами.
- Плохо скоординированное начало выдоха, определяемое как обратно экстраполируемый объем более 5 % ФЖЕЛ или 0,15 л (берется большее значение).
- Кашель в течение первой секунды теста или более поздний кашель, если предполагается, что он нарушает поток.
- Преждевременное прекращение выдоха.
- Если пациент не вдохнул до уровня ОЕЛ.
- Не было достигнуто максимальное усилие при выдохе.
Критериями неприемлемости кривой являются:
– наличие артефактов (кашель, смыкание голосовых связок);
– преждевременное завершение дыхательного маневра или его прерывание;
– дыхательный маневр проводится не на максимальном уровне;
– признаки утечки воздуха или закупорки загубника;
– проведение дополнительных дыхательных маневров;
– обратная экстраполяция (затянувшаяся задержка на высоте максимального вдоха перед форсированным выдохом более 80 мсек);
– длительность форсированного выдоха менее 6 секунд;
– не достигнута фаза плато на выдохе.
Типичные ошибки при выполнении форсированных вентиляционных маневров:
1. Недостаточно плотное захватывание загубника, приводящее к утечке воздуха между ним и губами пациента.
2. Неполный вдох.
3. Несвоевременное, ещё до захватывания загубника, начало форсированного выдоха.
4. Чрезмерное поджатие губ или сжатие зубов.
5. Отсутствие должного волевого усилия.
6. Недостаточная продолжительность выдоха.
7. Преждевременный вдох.
8. Возникновение кашля в момент выполнения дыхательного маневра.
Причины снижения ФЖЕЛ
- Патология легочной ткани (резекция легких, ателектаз); состояния, при которых уменьшается растяжимость легочной ткани (фиброз, застойная сердечная недостаточность). При обструктивных легочных заболеваниях ФЖЕЛ также снижается за счет замедления опорожнения легких.
- Патология плевры и плевральных полостей (утолщение плевры, плевральный выпот, опухоли плевры с распространением на легочную ткань).
- Уменьшение размеров грудной клетки. Легкие не могут расправляться и спадаться в полной мере, если движения грудной стенки (в том числе брюшного компонента) ограничены.
- Нарушение нормальной работы дыхательных мышц, в первую очередь диафрагмы, межреберных мышц и мышц брюшной стенки, которые обеспечивают расправление и опустошение легких.
Следует помнить, что ФЖЕЛ - это максимальная форсированная экспираторная жизненная емкость легких, у больных с обструктивными заболеваниями легких ФЖЕЛ может быть существенно меньше, чем ЖЕЛ, измеренная при спокойном дыхании.
При тяжелых обструктивных заболеваниях легких время выдоха может превышать 15-20 секунд, а экспираторный поток в конце маневра может быть настолько мал, что спирометр с трудом воспринимает его.
Выполнение длительного форсированного выдоха может быть затруднительным и вызывать неприятные ощущения у пациента.
Во избежание этих явлений вместо ФЖЕЛ в последнее время используют показатель ОФВ6 – объем воздуха, выдыхаемого за 6 секунд. У здоровых лиц ОФВ6 ненамного меньше ФЖЕЛ
Критерии качества спирометрии
Каждый тест должен быть оценен с точки зрения качества, и затем все исследование должно быть оценено с учетом воспроизводимости, т. е. того диапазона, в пределах которого значения показателя закономерно колеблются при повторных, следующих непосредственно друг за другом измерениях у одного и того же обследуемого.
Конечные результаты исследования должны включать максимальные достигнутые ОФВ₁ и ФЖЕЛ, полученные в результате не менее трех технически приемлемых попыток. При хорошей воспроизводимости исследования допускается выбор максимальных значений ОФВ₁ и ФЖЕЛ из разных маневров. Значения объемных скоростей (МОС25 МОС50 МОС75, СОС25-75, ПОСвыд) должны браться из одной кривой, которая отвечает критериям качества и обладает максимальной суммой ФЖЕЛ + ОФВ₁
Завершение исследования
Для оценки достаточного экспираторного усилия пациента и определения момента завершения теста рекомендуется использовать 2 критерия:
Пациент не может продолжать выдох. Несмотря на словесную стимуляцию продолжать выдох как можно дольше пациент может прекратить дыхательный маневр в любой момент, особенно при появлении дискомфортных ощущений.
Объем на кривой объем-время перестает меняться (<0,025 л за ≥1 сек) (кривая достигает плато), при этом длительность выдоха у детей от 5 до 10 лет не менее 3 сек, а у детей старше 10 лет и у взрослых не менее 6 сек.
У пожилых пациентов с выраженной бронхиальной обструкцией для достижения плато нередко требуется больше 6 сек, однако даже в этой ситуации не рекомендуется продолжать выдох больше 15 сек. С другой стороны, плато может быть достигнуто слишком рано даже при продолжительности форсированного выдоха более 6 сек, если пациент перекрывает дыхательные пути надгортанником.
Максимальные инспираторные потоки
Современные спирометры измеряют не только экспираторные, но и инспираторные потоки, в первую очередь, максимальный инспираторный поток (или пиковая объемная скорость вдоха - ПОСвд). При этом испытуемый выполняет маневр ФЖЕЛ и затем делает максимально быстрый и полный вдох, который отражается спирометром в виде инспираторной кривой. Сочетание кривых вдоха и выдоха дает полную петлю поток–объем.
При повышенном сопротивлении дыхательных путей снижаются как экспираторные, так и инспираторные максимальные потоки. Однако в отличие от выдоха, при котором максимальные потоки ограничены, не существует механизмов, ограничивающих максимальные инспираторные потоки.
Поэтому ПОСвд в большой степени зависит от приложенного усилия, а ее измерение не получило широкого распространения, за исключением выявления патологии верхних дыхательных путей.
Особенности спирометрии у детей
Спирометрия может выполнять у детей не моложе 5 лет. Большинство детей начиная с возраста 9 лет способны выполнить маневр форсированного выдоха, удовлетворяющий тем же критериям, которые применимы у взрослых пациентов.
Во время тестирования исследователь должен внимательно наблюдать за ребенком для своевременного устранения утечки воздуха и контроля за правильностью выполнения дыхательного маневра.
Для оценки качества выполненного маневра, как и у взрослых, используют метод обратной экстраполяции. Если объем обратной экстраполяции превышает 80 мл, или 12,5% ФЖЕЛ, этот маневр может быть сохранен для дальнейшего анализа при отсутствии других дефектов.
Для детей младшего возраста преждевременным завершением маневра форсированного выдоха считается прекращение маневра на уровне более 10% от пиковой скорости выдоха. ФЖЕЛ и форсированные экспираторные потоки, полученные в таком маневре, не должны использоваться для анализа
В идеале, при проведении спирометрии ребенку достаточно получить 2 приемлемых кривых поток-объем, в которых ФЖЕЛ и ОФВ1 отличаются не более чем на 0,1 л, или 10% от максимальных значений.
Но даже при получении единственной кривой, удовлетворяющей техническим требованиям, она может использоваться для анализа, однако в протоколе исследования должно быть отражено число технически удовлетворительных маневров и степень воспроизводимости результатов.
Как и у взрослых, у детей для анализа выбирают кривую с максимальными значениями ФЖЕЛ и ОФВ1.
У детей моложе 6 лет не должны использоваться должные величины, применяемые у взрослых пациентов. В литературе предложены несколько различных уравнений для расчета должных величин у детей этого возраста
Интерпретация результатов
ФЖЕЛ и ОФВ1 выбирают не менее чем из трех воспроизводимых технически приемлемых маневров. Результаты исследования анализируют по маневру с максимальными ФЖЕЛ и ОФВ1.
Практика использования 80% от должных значений в качестве фиксированного значения для нижней границы нормальных значений (НГН) ФЖЕЛ и ОФВ1 приемлема у детей, но может приводить к существенным ошибкам при интерпретации функции легких у взрослых.
Для скоростных показателей НГН составляет 60% от должных значений.
Использование 70% в качестве нижней границы нормы для отношения ОФВ1/ФЖЕЛ приводит к значительному числу ложно-положительных результатов (гиподиагностике хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ) у мужчин в возрасте старше 40 лет и у женщин старше 50 лет и к гипердиагностике ХОБЛ у пожилых лиц, никогда не куривших и не имеющих характерных клинических симптомов.
Как известно, с возрастом соотношение ОФВ1/ФЖЕЛ снижается, поэтому некоторые авторы для диагностики ХОБЛ у людей старше 70 лет рекомендуют использовать для ОФВ1/ФЖЕЛ 65% порог нормы.
Для скоростных показателей нижние границы нормы составляет 60% от должных значений.
Должные величины зависят от антропометрических параметров (в основном от роста), пола, возраста, расы.
Чем выше человек, тем больше его легкие и протяженность дыхательных путей и, следовательно, максимальная экспираторная скорость.
При вычислении нормальных значений для людей с кифосколиозом вместо роста в формулу следует поставить размах рук.
У женщин объем легких меньше, чем у мужчин такого же роста.
С возрастом эластичность легочной ткани снижается, в результате происходит снижение объема и скорости выдоха
Анализ результатов спирометрии
Интерпретация результатов спирометрии строится на анализе основных спирометрических параметров (ОФВ1, ЖЕЛ, ОФВ1/ЖЕЛ).
Интерпретация результатов функционального исследования должна быть четкой, краткой и информативной.
Интерпретация будет более точной при учете клинического диагноза, данных рентгенограммы грудной клетки, концентрации гемоглобина и любых подозрений на нейро-мышечные заболевания или обструкцию верхних дыхательных путей.
Исследование легочной функции методом форсированной спирометрии можно считать завершенным, если получены три технически приемлемых дыхательных маневра, при этом результаты должны быть воспроизводимыми:
- максимальный и следующий за ним показатели ФЖЕЛ, а также максимальный и следующий за ним показатели ОФВ1 должны различаться не более чем на 150 мл.
- в случаях, когда величина ФЖЕЛ не превышает 1000 мл, максимально допустимая разница как по ФЖЕЛ, так и по ОФВ1 не должна превышать 100 мл.
- если воспроизводимые результаты не получены после 3 попыток, выполнение дыхательных маневров необходимо продолжить до 8 попыток. Большее количество дыхательных маневров может привести к утомлению пациента и, в редких случаях, к снижению ОФВ1 или ФЖЕЛ.
Для характеристики функции внешнего дыхания в клинике используются четыре варианта заключений:
- норма,
- обструктивные нарушения,
- рестриктивные нарушения,
- смешанные нарушения (сочетание обструктивных и рестриктивных нарушений).