Для характеристики вентиляционной функции используются статические и динамические объемы. Под статическими легочными объемами понимают те характеристики легких, которые регистрируются в момент отсутствия воздушного потока. Общий объем, которого достигают легкие при максимальном вдохе, традиционно принято считать суммой четырех объемов. Этим четырем легочным объемам присвоены названия, которые используются более 100 лет после внедрения спирометрии в клиническую практику. В число традиционно измеряемых объемов входят остаточный объем легких (ОО - RV), резервный объем выдоха (РО<sub>выд.</sub> - ERV), ДО и резервный объем вдоха (РО<sub>вд.</sub> - IRV). Сумму двух и более стандартно измеряемых объемов принято называть термином «емкость». Традиционно выделяют емкости, которых также четыре: общая емкость легких (ОЕЛ), функциональная остаточная емкость (ФОЕ - FRC), емкость вдоха (Е<sub>вд.</sub> - IC) и жизненная емкость легких (ЖЕЛ - VC). Ниже представлено более подробное описание каждого из этих терминов (рис. 2--3).
path: pictures/2-3.png
Рис. 2-3. Основные легочные объемы (West J.B. Respiratory Physiology - the Essentials. 7th ed. - Baltimore: Lippincott Williams and Wilkins, 2005).
Один из самых распространенных методов оценки легочной функции называется спирометрией, которая и позволяет измерить некоторые из вышеперечисленных объемов и емкостей. Во время спирометрии испытуемый вдыхает и выдыхает, выполняя различные респираторные маневры, при этом регистрируются изменения объема газа в легких. С помощью спирометрии можно измерить изменения газового объема в легких в пределах, достигаемых испытуемым произвольно.
Общая емкость легких (ОЕЛ - TLC) включает в себя весь объем воздуха, который находится в легких после достижения максимально глубокого вдоха. Другими словами, ОЕЛ - это общее количество газа, содержащегося в легких во время выполнения максимального инспираторного усилия.
Максимальный объем воздуха в легких и дыхательных путях (ОЕЛ) и другие объемы и емкости у здорового человека определяются целым рядом факторов, главными из которых являются:
1) рост, масса тела, возраст, расовая принадлежность, конституциональные и индивидуальные особенности человека и его респираторной системы;
2) эластические свойства легочной ткани и дыхательных путей;
3) сократительные характеристики диафрагмы и других дыхательных мышц.
Схематическое изображение статических легочных объемов и емкостей представлено на рис. 2-3.
СТРУКТУРА СТАТИЧЕСКИХ ОБЪЕМОВ И ЕМКОСТЕЙ
При спокойном спонтанном дыхании с каждым дыхательным циклом человек вдыхает и выдыхает объем воздуха, который называется дыхательным объемом. Минутная вентиляция (МОД) - это общее количества воздуха, которое проходит через легкие в течение 1 мин и равняется дыхательному объему (Vt), умноженному на частоту дыхания (R):
Ve = Vt x R.
Она, определяется метаболическими потребностями субъекта и эффективностью газообмена. Необходимая минутная вентиляция достигается различными комбинациями частоты дыхания и дыхательного объема, что называется дыхательным паттерном, или дыхательным стереотипом. При измерении ДО не всегда удается получить показатель, свойственный индивидууму в покое, так как на получение этого параметра оказывают влияние и спирометр, и короткое время исследования. Уровень ДО у взрослого здорового человека весьма вариабелен и может изменяться при нагрузке и перемене положения тела, а в состоянии покоя он составляет примерно около 500 мл. ДО, как и другие параметры, составляющие структуру статических объемов (за исключением остаточного объема), измеряют спирометрическим методом, путем расчета средней величины как минимум из четырех дыхательных циклов при спокойном стабильном дыхании.
Максимальная вентиляция легких - это объем возду-ха, который перекачивают легкие за 1 мин при выполнении максимальных по частоте и глубине дыхательных движений. Эта величина чаще всего имеет теоретическое значение, так как невозможно поддерживать максимально возможный физически уровень вентиляции в течение одной минуты даже при максимальной физической нагрузке из-за наступающей гипокапнии. Поэтому для его косвенной оценки используют показатель максимальной произвольной вентиляции легких (МВЛ). Он измеряется при выполнении стандартного 12-секундного маневра с максимальными по амплитуде дыхательными движениями с частотой дыхания 60 в минуту.
Максимальный объем воздуха, который способен вдохнуть человек после спокойного вдоха, называется резервным объемом вдоха (РО<sub>вд.</sub>). Этот показатель для человека среднего возраста и средних антропометрических данных составляет от 1,5 до 2 л.
Максимальный объем воздуха, который человек дополнительно может выдохнуть после окончания спокойного выдоха, называется резервным объемом выдоха (РО<sub>выд.</sub>). Сильное влияние на этот показатель оказывает гравитационный фактор, поэтому он выше в вертикальном положении, чем в горизонтальном, и может уменьшаться при ожирении.
Остаточный объем (ОО) - объем воздуха, который остается в легких после максимального выдоха и не может выдыхаться обследуемым ни при каких условиях. Другими словами, это объем газа, остающийся в легких после максимального экспираторного усилия. В разных возрастных группах ОО определяется в большей степени комбинированным эффектом мышц выдоха (экспираторные мышцы) и внутренними механическими свойствами легких. С возрастом ОО увеличивается.
Легочные емкости. Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) - это объем, который вдыхается и выдыхается при выполнении максимальных инспираторных (вдох) и экспираторных (выдох) усилиях. Другими словами, это разница между ОЕЛ и ОО. Измерение ЖЕЛ - это один из наиболее простых и распространенных методов исследования. ЖЕЛ включает в себя дыхательный объем, резервный объем вдоха, резервный объем выдоха. У лиц среднего возраста ЖЕЛ варьирует в пределах 3,0 - 5,0 л и более. В зависимости от методики измерения ЖЕЛ различают ЖЕЛ вдоха, когда после полного выдоха производится максимально глубокий вдох, и ЖЕЛ выдоха, когда после полного вдоха производится максимальный выдох.
Емкость вдоха (Е<sub>вд.</sub>) равна сумме дыхательного объема и резервного объема вдоха. У человека Е<sub>вд.</sub> составляет в среднем 2,0 - 2,5 л и не зависит от положения тела.
Функциональная остаточная емкость (ФОЕ) - объем воздуха в легких после спокойного выдоха. Иногда ФОЕ еще называют конечным экспираторным объемом. При достижении ФОЕ внутренняя эластическая отдача легких уравновешивается наружной эластической отдачей грудной клетки, создавая отрицательное плевральное давление. У здоровых взрослых лиц это происходит примерно на уровне 50% ОЕЛ, и при плевральном давлении - 5 см вод.ст. ФОЕ является суммой резервного объема выдоха и остаточного объема. ФОЕ измеряется методами бодиплетизмографии и разведения газов или газовой дилюции. На величину ФОЕ существенно влияют уровень физической активности человека и положение тела в момент измерения. ФОЕ меньше в горизон-тальном положении тела, чем в положении сидя или стоя, из-за высокого стояния купола диафрагмы. ФОЕ может уменьшаться, если тело находится в воде или при ожирении вследствие уменьшения общей растяжимости грудной клетки.
Общая емкость легких (ОЕЛ) - объем воздуха в легких по окончании полного вдоха. ОЕЛ рассчитывают двумя способами:
ОЕЛ = ОО + ЖЕЛ
или
ОЕЛ = ФОЕ + Е<sub>вд.</sub>.
ОЕЛ может быть измерена с помощью плетизмографии или методом газовой дилюции.
Показатели статических легочных объемов и емкостей играют важную роль при оценке функции легких у здоровых лиц и в диагностике легочных заболеваний. Для определения легочных объемов и емкостей обычно используются методы спирометрии, пневмотахометрии с интеграцией показателей и бодиплетизмографии. Статические легочные объемы могут снижаться при любых состояниях, ограничивающих расправление легких. Это могут быть заболевания, вызывающие уменьшение числа функционирующих альвеол (ателектаз, резекция, рубцовые изменения легких), поражения плевры, уменьшающие податливость легочной ткани, болезни грудной клетки и живота, нейромышечные заболевания.