Спірографи і спірометри. Особливості, принцип роботи, класифікація

Спірометри і спірографи

Спірометрія — метод графічної реєстрації змін обсягів легенів під час дихання. Спірографія дозволяє отримати ряд показників, які описують вентиляцію легенів. Це статичні об'єми і ємності, які характеризують властивості легень і грудної стінки, а також динамічні показники, які визначають кількість повітря, вентильованого через дихальні шляхи під час вдиху і видиху за одиницю часу. Показники визначають у режимі спокійного дихання, а деякі — при проведенні прискорених дихальних маневрів. Ідеальним приладом для отримання характеристик дихання є спірометр.

Спірометр дозволить виявити патологію, довідатися ступінь загрози, яка насувається на легкі, визначити клінічний діагноз, вести моніторинг розвитку хвороби і контролювати ефективність терапії.  В основному цей прилад використовується у пульмонології для діагностики захворювань легень, бронхіальної астми, оцінки стану дихальної системи при інших захворюваннях і в процесі лікування.

Спірограф - це портативний настільний прилад, що виконує вимірювання і обчислення 26 показників зовнішнього дихання і формує заключний протокол обстеження. В протоколі обстеження містяться дані про пацієнта (№, вік, вага, зростання, підлога), дата і час обстеження. Спірограф забезпечує автоматичне приведення об'ємних і швидкісних показників до стандартних газових умов (BTPS). Спірограф складається з основного блоку - спірометра, датчика спірометра, мундштуків і принтера.

Принцип роботи спірометрів

Спочатку спірометр був механічним пристроєм і представляв собою порожній циліндр, поміщений в посудину з водою догори дном. Що видихається пацієнтом повітря подавався в циліндр і в процесі видиху він піднімався на певний рівень. До циліндра подсоединялось записуючий пристрій, який в процесі вимірювання креслив графік залежності об'єму повітря, що видихається від часу. Потрібні параметри розраховувалися вручну на основі показань приладу.

Сьогодні ж, в основу роботи сучасних спірометрів закладений турбінний механізм дії. Каркас приладу оснащений мікропроцесором, на який надходить інформація з турбіни – основний робочої частини інструменту, що приводиться в рух повітрям, що видихається пацієнтом при максимальному зусиллі. Отримані дані реєструються і в цифровому вигляді виводяться на екран.

Види спірометрів

1.    Стаціонарний пристрій, що володіє максимальною функціональністю і габаритами. Як правило, настільного типу. Включає в себе принтер.

2.    Портативний спірометр – невеликий пристрій. Відрізняються набором проведених вимірювань, наявністю принтера, можливістю підключення датчика SpO2. Забезпечує зручність обстеження поза стаціонаром. Багато кишенькові моделі можуть використовуватися пацієнтами самостійно. Також більшість портативних пристроїв можуть взаємодіяти з ПК за допомогою USB або Bluetooth. Комп'ютер в цьому випадку може використовуватися для створення бази даних або більш складної обробки отриманих вимірювань.

3.    Комп'ютерний спірометр може працювати тільки підключеним до комп'ютера, з встановленим на ньому спеціальним програмним забезпеченням. Функціональність цих пристроїв обмежена лише можливостями програми. Як правило, це максимально повний набір можливих обчислень.

Портативні та кишенькові спірометри порівняно недавно з'явилися на ринку медтехніки. Ці пристрої незамінні для проведення спирометрических обстежень на виїздах, діагностики критичних станів і своєчасного надання пацієнтам невідкладної допомоги.

Застосування спірографії

Найчастіше спірографія застосовується для оцінки функціональних можливостей дихальної системи, спостереженням за просуванням хвороби або процесом лікування.

Конкретні випадки застосування спірометру:

1. Бронхіальна астма – алергічний запальний процес, який супроводжується реактивним спазмом бронхів (звуження просвіту), виробленням в'язкої «стеклообразной» мокротиння і порушенням проходження повітря в них.
2. Хронічне обструктивне захворювання легень (ХОЗЛ) – тривале запалення слизової оболонки бронхів, яке розвивається внаслідок різних причин (інфекційний процес, вплив різних токсинів, в першу чергу при палінні) і супроводжується поступовим зменшенням їх просвіту з порушенням зовнішнього дихання.
3. Онкологічний процес– формування злоякісного або доброякісного новоутворення, яке зменшує просвіт бронхів з порушенням проходження повітря.
4. Запалення легенів (пневмонія) – призводить до порушення еластичності легенів, здавлення бронхів внаслідок розвитку набряку і подальшого погіршення проходження повітря.

Протипоказання проведення спірометрії

Незважаючи на простоту і легкість проведення, спірографія протипоказане в наступних випадках:

1.    Складна недостатність легенів.

2.    Прогресуюча стенокардія, інфаркт міокарда, гостре порушення мозкового кровообігу.

3.    злоякісна артеріальна гіпертензія, гіпертонічний криз.

4.    токсикози вагітності, друга половина вагітності.

5.    недостатність кровообігу III стадії.

Використання спірометра(спірометру)

Проведення спірометрії дуже легкий, швидкий спосіб, що не вимагає додаткових коштів і більше зусиль. В залежності від моделі спірометра або спірометру етапи можуть змінюватись, але суть проведення одна і та ж.

Етапи проведення спірометрії:

1.    Вимірювати і ввести особисті параметри росту, ваги в спірометр.

2. При відсутності мундштука, одягнути його на спірометр.

3.          Піднести спірометр до рота і вдихнути якомога більше повітря і зі всієї сили видихнути в мундштук поки легені повністю не будуть порожніми. (Для поліпшення ефекту – одягаємо кліпсу на ніс).

4.  Дивитися на результат.

Показники спірометра (спірометру):

Під час спірографії визначаються основні показники, які дають можливість оцінити функцію зовнішнього дихання.

• Дихальний об'єм (ДО) – повітря, яке людина видихає в спокійному стані, в нормі становить близько 500-600 мл Значення може бути більш високим у спортсменів, низьке – вказує на патологію органів системи дихання.
• Минутный объем дыхания (МОД) – показатель суммарного объема, который проходит через легкие в состоянии покоя (без физических нагрузок) в течение минуты, результат вариабельный, зависит от дыхательного объема и частоты дыхательных движений.
• Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) – показывает объем, который человек может выдохнуть после глубокого вдоха. Объем, который можно выдохнуть дополнительно, – около 1500 мл. Его снижение указывает на уменьшение объема легких или наличие препятствия для выхода воздуха, в том числе связанного со спазмом бронхов.
• Объем форсированного выдоха (ОФВ₁) за 1 секунду  – объем, который человек выдыхает в течение времени, составляющего одну секунду, в норме должен быть не ниже 70-85% от ЖЕЛ. Его уменьшение также указывает на ухудшение проходимости бронхов (обструкция).
• Форсированная жизненная емкость легких (ФЖЕЛ) – практически не отличается от ЖЕЛ, отличается тем, что глубокий выдох проводится быстро, при этом показатель составляет 90-95% от обычной ЖЕЛ. Снижение ФЖЕЛ указывает на ухудшение проходимости бронхиального дерева.
• Індекс Тіффно – розраховується шляхом ділення ОФВ₁ на ЖЕЛ, в нормі варіює в межах 70-75%, знижується також при наявності обструкції.

Рис.1 – Приклад отриманих результатів спірографії

Всі ці функції повноцінно реалізуються лише за умови високої якості апаратури для виконання спирометрических досліджень. Технічні можливості спірометра безпосередньо впливають на достовірність даних обстеження, правильність постановки діагнозу і коректність лікування..