Спирография (лат. spiro дышать + греч. graphō писать, изображать) — метод исследования функции легких путем графической регистрации во времени изменений их объема при дыхании. С помощью спирографии определяют число дыханий в 1 мин (частота дыхания, ЧД); объем воздуха, поступающего в легкие в течение одного вдоха (дыхательный объем, ДО); объем воздуха, поступающего в легкие за 1 мин (минутный объем дыхания, МОД); объем кислорода, потребляемого организмом в течение 1 мин (потребление кислорода, ПО2); объем кислорода, потребляемого организмом из 1 л поступающего в легкие воздуха (коэффициент использования кислорода, КИО2); максимальный объем воздуха, выдыхаемого из легких при спокойном выдохе после максимального глубокого вдоха (жизненная емкость легких, ЖЕЛ), максимальный объем воздуха, выдыхаемого из легких при форсированном выдохе после максимально глубокого вдоха (форсированная жизненная емкость легких, ФЖЕЛ); максимальный объем воздуха, поступающего в легкие при спокойном вдохе после максимально глубокого выдоха (жизненная емкость легких на вдохе, ЖЕЛвд); максимальный объем газа, выдыхаемого из легких за 1 с при форсированном выдохе после максимального глубокого вдоха (объем форсированного выдоха за 1 с, ОФВ1; отношение объема форсированного выдоха за 1 с к жизненной емкости легких, выраженное в процентах (индекс Тиффно, ИТ); максимальный объем воздуха, поступающего в легкие в течение 1 мин при форсированном дыхании с максимальной частотой и глубиной (максимальная вентиляция легких, МВЛ); отношение максимальной вентиляции легких к жизненной емкости легких, выраженное в процентах должных величин (показатель скорости движения воздуха, ПСДВ).
Из перечисленных функциональных величин наиболее полно отражают анатомо-физиологические свойства аппарата легочной вентиляции ЖЕЛ, ОФВ, и ИТ. Изменение этих показателей способствует распознаванию ранних стадий болезней бронхолегочной системы, позволяет оценить функциональные нарушения при клинически выраженных, в т. ч. прогрессирующих болезнях легких, что имеет значение для правильного выбора терапевтической тактики и оценки эффективности лечения. Определение ЖЕЛ, ОФВ, и ИТ является обязательным элементом С. Дополнительно могут быть измерены ЧД, ДО, МОД, ПО2 и КИО2 (при необходимости оценить характер дыхания, объем и эффективность легочной вентиляции в условиях покоя), МВЛ и ПСДВ (в случае невозможности измерения ОФВ1). Выполнение С. невозможно при кровохарканье и других патологических состояниях, затрудняющих и исключающих форсированное дыхание.
Спирография осуществляется с помощью приборов закрытого и открытого типов. Простейший прибор закрытого типа — спирограф — представляет собой герметически закрытую емкость с подвижной частью в виде легкого уравновешенного противовесом и связанного с регистратором колокола или меха. При выдохе обследуемого в спирограф количество содержащегося в приборе воздуха увеличивается, в связи с чем соответственно перемещается колокол или мех. При вдохе количество воздуха в спирографе уменьшается, вследствие чего колокол или мех смещается в противоположном направлении. Движение колокола или меха передается перу регистратора, вычерчивающему кривую, отражающую изменение объема воздуха легких (спирограмма). Направленная циркуляция и перемешивание воздуха в спирографе обеспечиваются воздушной помпой или (реже) с помощью клапанов, расположенных в воздуховодах. Накопление двуокиси углерода в приборе предотвращается за счет прохождения всего объема циркулирующего воздуха через химический поглотитель — натронную известь. Убыль кислорода, содержащегося в спирографе, из-за потребления его организмом обследуемого во многих современных спирографах восполняется специальным компенсирующим устройством, которое обеспечивает поступление необходимого количества кислорода из резервной емкости.
Приборы открытого типа — пневмотахографы (см Пневмотахография) — регистрируют объемные и скоростные параметры вдыхаемого и выдыхаемого воздуха, для исследования потребления кислорода и выделения двуокиси углерода они могут быть снабжены физическими газоанализаторами. В современных приборах, регистрирующих изменения объема легких при дыхании (как открытого, так и закрытого типов), имеются электронные вычислительные устройства для автоматической обработки результатов измерений.
Спирографию проводят обычно натощак или через 1—11/2 ч после завтрака. Предварительная тренировка обследуемого не требуется, но очень важно рассказать ему о задачах исследования и дыхательных маневрах, которые предстоит выполнять. Обследуемого, находящегося в положении сидя, соединяют с прибором с помощью загубника, на нос накладывают зажим во избежание утечки воздуха. Подключение к приборам закрытого типа проводится в момент завершения спокойного выдоха, к приборам открытого типа — без учета положения легких и грудной клетки.
Полное спирографическое исследование начинают с записи самостоятельного дыхания в покое, для получения надежного результата она проводится не менее 3—5 мин. Обследуемому предлагают дышать спокойно, не фиксируя внимания на дыхании. При этом регистрируют ЧД, ДО и потребление кислорода. Затем после короткого перерыва (1—2 мин), во время которого прибор закрытого типа отключают, последовательно записывают ЖЕЛ, ФЖЕЛ и МВЛ. Каждый из этих показателей определяют не менее 3 раз до получения максимальных значений. При регистрации ЖЕЛ рекомендуют максимально глубоко вдохнуть и затем максимально глубоко выдохнуть. В случае выраженной бронхиальной обструкции, когда затруднен даже спокойный выдох, целесообразно измерять ЖЕЛвд. Для этого сначала необходимо максимально глубоко выдохнуть, а затем максимально глубоко вдохнуть. При регистрации ФЖЕЛ следует выполнить максимально глубокий вдох и после небольшой задержки дыхания (на 1—2 с) максимально быстро и максимально глубоко выдохнуть (максимальное усилие должно быть достигнуто в начале выдоха и поддерживаться на всем его протяжении). Для определения МВЛ обследуемому предлагают дышать изо всех сил — как можно чаще и в то же время как можно глубже. Предварительно полезно продемонстрировать требуемый характер дыхания. Время регистрации МВЛ во избежание гипокапнии, проявляющейся головокружением, обмороком и др., не должно превышать 10—15 С.
Если обследуемый легко выполняет необходимые дыхательные маневры, продолжительность интервалов между отдельными измерениями ЖЕЛ, ФЖЕЛ и МВЛ не превышаяет 1 мин. При возникновении усталости и одышки, что чаще наблюдается после требующей большого физического напряжения процедуры определения МВЛ, интервалы между отдельными измерениями удлиняются до 2—3 мин и более. Если этого недостаточно, исследование продолжают через 1—2 ч или переносят на следующий день. Скорость перемещения диаграммной бумаги на механических спирографах меняется с учетом характера регистрируемых функциональных величин. При определении ЧД, ДО, ПО2 и ЖЕЛ она составляет 50—60 мм×мин-1), при записи МВЛ — не менее 60 (лучше 600 мм×мин-1), при исследовании ФЖЕЛ и ОФВ1 — 1200 мм×мин-1.
Спирография в сокращенном варианте включает регистрацию ЖЕЛ, ФЖЕЛ (для измерения ОФВ1) и расчет ИТ. Если измерение ОФВ1, а, следовательно, и расчет ИТ невозможны, проводят исследование МВЛ и вычисляют ПСДВ.
Результаты спирографического исследования обрабатываются автоматически или вручную. При ручной обработке ЧД определяют путем деления числа дыхательных зубцов спирограммы, зарегистрированных в течение 2—3 мин, на соответствующее время. Величину ДО устанавливают графически по средней амплитуде дыхательных зубцов спирограммы. МОД рассчитывают путем умножения ЧД на ДО. Объем кислорода, потребляемого организмом при наличии системы компенсации кислорода в спирографе определяют по наклону кривой поступления в него кислорода, при отсутствии такой системы — по наклону спирограммы спокойного дыхания. Разделив этот объем на число минут, в течение которых проводилась запись потребления кислорода, получают величину ПО2. Путем деления ПО2 на МОД вычисляют КИО2. Для расчета ЖЕЛ и ФЖЕЛ измеряют расстояние между вершинами зубцов спирограммы, соответствующими максимальному вдоху и максимальному выдоху, спокойному или форсированному. ОФВ1 определяют по кривой ФЖЕЛ, при этом важно правильно установить начало форсированного выдоха. ИТ рассчитывают по формуле — . Величину МВЛ находят путем умножения средней амплитуды максимальных дыхательных экскурсий на их частоту в 1 мин; ПСДВ — посредством деления МВЛ на ЖЕЛ (оба показателя должны быть выражены в процентах должных величин) Схематическое изображение спирограммы и ее показателей ДО, ЖЕЛ, ФЖЕЛ, ОФВ1, ДОмвл, ПО2 (при наличии в спирографе системы компенсации кислорода) представлено на рисунке.
Полученные значения ДО, МОД, ЖЕЛ, ФЖЕЛ, ОФВ1 и МВЛ приводят с помощью таблиц к условиям BTPS (англ. аббревиатура — Body temperature and pressure, saturated with water vapour) — температуре 37°, давлению 760 мм рт. ст. и 100% насыщению водяными парами, т.е. к условиям, в которых находятся газы в легких. При расчете ИТ и КИО2 значения исходных показателей (ОФВ, и ЖЕЛ — для ИТ, ПО2 и МОД — для КИО2) берут в одних условиях — в условиях ATPS (англ. аббревиатура — Ambient temperature and pressure, saturated with water vapour), т.е. в фактических условиях измерения, либо в условиях BTPS.
Оценка результатов спирографического исследования проводится путем сопоставления фактических величин функциональных показателей с так называемыми должными величинами, установленными при обследовании практически здоровых лиц. Должные величины ЖЕЛ, ФЖЕЛ, ОФВ1, ИТ и МВЛ рассчитывают по формулам, отражающим зависимость функциональных показателей от пола, возраста и роста, должные величины МОД — по должному или фактическому потреблению кислорода во время исследования. Нижней границей нормы для ЖЕЛ, ФЖЕЛ, ОФВ1, ИТ и МВЛ считают 80% должной величины, верхней границей нормы МОД — 120% должной, нижней границей КИО2 — 33,3 мл. Снижение ЖЕЛ, ФЖЕЛ, ОФВ1, ИТ и МВЛ до 79—60% должных величин рассматривают как небольшое, до 59—40% — как значительное, до 39% и менее — как резкое.
Спириграфия — важный метод функциональной диагностики изменений внешнего дыхания. Заключение о наличии и степени снижения вентиляционной способности легких основывается главным образом на результатах измерения ОФВ1 и МВЛ, тогда как для решения вопроса о типе вентиляционных нарушений первостепенное значение имеют результаты измерения ОФВ1, МВЛ и ЖЕЛ. При обструктивном типе вентиляционных расстройств снижение ОФВ, и МВЛ превышает степень уменьшения ЖЕЛ. В противоположность этому при рестриктивном типе вентиляционных нарушений превалирует снижение ЖЕЛ. В связи с этим в случае обструкции закономерно снижены ИТ ПСДВ, которые нормальны или превышают норму при рестриктивных расстройствах. При смешанном типе вентиляционных нарушений снижение ЖЕЛ выражено больше, чем снижение ОФВ1 и МВЛ, вследствие чего ИТ и ПСДВ изменены меньше, чем ОФВ1 и МВЛ. При равной, а тем более при меньшей выраженности снижения ЖЕЛ диагноз смешанных вентиляционных нарушений недостаточно обоснован. Окончательное заключение формулируется с учетом исследований общей емкости легких — ОЕЛ (см. Легкие) и ее компонентов. Повышение МОД до 121% должной величины и более указывает на гипервентиляцию легких, а значения КИО2 ниже 33,3 мл свидетельствуют о ее низкой эффективности.
