Спирометрия и объемы легких

Спирометрия измеряет объем воздуха, который человек может переместить, и скорость этого перемещения во время максимального дыхательного маневра, в то время как измерение объемов легких фиксирует статические воздушные пространства, содержащиеся в легких. Вместе они формируют основу функционального легочного тестирования, различая обструктивные и рестриктивные паттерны нарушений.

Definition

Спирометрия — это измерение объема и скорости вдыхаемого и выдыхаемого воздуха как функции времени во время форсированных дыхательных маневров, что позволяет получить форсированную жизненную емкость легких (ФЖЕЛ), объем форсированного выдоха за одну секунду (ОФВ1) и их соотношение; измерение объемов легких количественно определяет статические объемы — общую емкость легких, остаточный объем и функциональную остаточную емкость — которые не могут быть измерены только с помощью спирометрии.

Scope

Эта тема охватывает форсированный выдох и его ключевые показатели (ФЖЕЛ, ОФВ1 и соотношение ОФВ1/ФЖЕЛ), статические объемы и емкости легких (общая емкость легких, остаточный объем, функциональная остаточная емкость) и методы, используемые для их измерения, а также интерпретацию этих значений по отношению к референсным уравнениям. Это методологический справочник, а не клиническое руководство.

Core questions

• Что физиологически представляют собой ОФВ1, ФЖЕЛ и соотношение ОФВ1/ФЖЕЛ?
• Как измеряются статические объемы легких, если остаточный объем не может быть выдохнут?
• Как спирометрические значения интерпретируются как обструктивные или рестриктивные?
• Как референсные уравнения и нижняя граница нормы определяют аномальные результаты?

Key concepts

• Форсированная жизненная емкость легких (ФЖЕЛ)
• Объем форсированного выдоха за 1 секунду (ОФВ1)
• Соотношение ОФВ1/ФЖЕЛ
• Общая емкость легких (ОЕЛ) и остаточный объем (ОО)
• Функциональная остаточная емкость (ФОЕ)
• Бодиплетизмография и методы разведения газа
• Петля поток-объем
• Нижняя граница нормы и референсные уравнения

Mechanisms

Во время форсированного выдоха экспираторный поток становится независимым от усилия после динамического сжатия дыхательных путей, поэтому максимальная зависимость поток-объем отражает механические свойства дыхательных путей и эластическую отдачу легких, а не усилие. ОФВ1 и ФЖЕЛ суммируют этот маневр; сниженное соотношение ОФВ1/ФЖЕЛ указывает на обструкцию воздушного потока, в то время как пропорционально сниженные объемы при сохраненном соотношении предполагают рестрикцию. Поскольку остаточный объем не может быть выдохнут, статические объемы измеряются косвенно — с помощью бодиплетизмографии (используя закон Бойля и изменения давления-объема в герметичной камере) или с помощью разведения и вымывания инертного газа. Общая емкость легких необходима для подтверждения истинного рестриктивного дефекта, поскольку одна только спирометрия может лишь предполагать его (Miller 2005; Wanger 2005; Stanojevic 2022).

Clinical relevance

Спирометрия является эталонным тестом для классификации вентиляционных нарушений как обструктивных или рестриктивных и для оценки их тяжести по отношению к прогнозируемым значениям. Измерение объемов легких подтверждает рестрикцию и характеризует гиперинфляцию и воздушную ловушку. Интерпретация этих результатов в контексте — с использованием соответствующих референсных уравнений и критериев качества — является частью оценки доказательств в респираторной медицине. Данная статья описывает измерение и интерпретацию в общих чертах и не является основанием для индивидуальной диагностики или лечения.

Evidence & guidelines

Техника и приемлемость спирометрии регулируются совместными заявлениями ATS/ERS по стандартизации, первоначально заявлением 2005 года (Miller 2005) и обновлением 2019 года (Graham 2019), с сопутствующими стандартами для измерения объемов легких (Wanger 2005). Интерпретация следует стандарту ATS/ERS 2022 года по стратегиям интерпретации (Stanojevic 2022), используя референсные уравнения Global Lung Function Initiative (Quanjer 2012) для определения прогнозируемых значений и нижней границы нормы.

History

Джон Хатчинсон представил спирометр и концепцию жизненной емкости легких в середине XIX века. Объем форсированного выдоха и кривая поток-объем были разработаны в середине XX века, а с 1979 года Американское торакальное общество, а затем и Европейское респираторное общество выпускали последовательные заявления по стандартизации (в частности, 2005 и 2019 годов), которые сделали спирометрию воспроизводимой в разных лабораториях, дополненные глобальными референсными уравнениями в 2012 году.

Debates

Фиксированное соотношение против нижней границы нормы для определения обструкции

Использование фиксированного порогового значения ОФВ1/ФЖЕЛ просто, но приводит к неправильной классификации пожилых и молодых людей; статистически выведенные нижние границы нормы из референсных уравнений предпочтительны в современных стандартах, хотя выбор все еще влияет на оценки распространенности.

Key figures

• Martin R. Miller
• Brian L. Graham
• Peter H. Quanjer
• Sanja Stanojevic

Seminal works

• miller-2005
• graham-2019
• wanger-2005
• quanjer-2012

Frequently asked questions

Для чего используется соотношение ОФВ1/ФЖЕЛ?

Это основной спирометрический показатель обструкции воздушного потока: соотношение ниже нижней границы нормы указывает на то, что воздух покидает легкие слишком медленно относительно общего выдыхаемого объема, что является характерным признаком обструктивного паттерна.

Почему одна только спирометрия не может диагностировать рестриктивный дефект?

Спирометрия измеряет только воздух, который может быть выдохнут, а не остаточный объем, оставшийся в легких; истинный рестриктивный дефект подтверждается измерением общей емкости легких с помощью плетизмографии или методов разведения газа.