Диффузионная способность легких что это
Исследование диффузионной способности легких
В стандартной практике врачу пульмонологу чаще всего достаточно спирометрических тестов:
ФЖЕЛ (FVC) форсированной жизненной ёмкости легких
ЖЕЛ (VC) жизненной емкости легких
ОФВ1 (FEV1) объёма воздуха, выдохнутого в течение первой секунды форсированного выдоха.
Этих исследований чаще всего достаточно, чтобы отслеживать течение заболевания и корректировать эффективность проводимого лечения.
Показания для исследования диффузионной способности легких
Исследование диффузионной способности легких является вторым по значимости респираторным тестом, который зачастую выполняется совместно с бодиплетизмографией.
DLCO применяется для диагностики:
эмфиземы или легочного фиброза
заболевания легочных сосудов
разграничения бронхиальной астмы и ХОБЛ
отслеживания динамики заболеваний (саркоидоз и другие)
определить причину одышки, уменьшения легочных объемов
Важный критерием качества жизни для пациентов с обструктивными заболеваниями легких – это отдышка, способность пациентов жить обычной жизнью с бытовыми нагрузками, что часто не коррелирует с показателем объема форсированного выдоха за первую секунду (FEV1) и тут нам на помощь приходит исследование диффузионной способности легких.
История методики исследования диффузионной способности легких
Термин диффузионной способности легких по монооксиду углерода или иначе, трансфер фактор был впервые озвучен в 1909 году в трудах Августа и Мари Крог. Крог был первым, кто описал зависимость изменений в кровотоке мышц и других органов от потребностей организма через открытие и закрытие просвета артериол и капилляров, он также явился автором спирометра и еще нескольких известных сейчас приборов.
В 1957 году Огилви опубликовал “модифицированный метод Крога одиночного вдоха” исследования диффузионной способности легких по монооксиду углерода с использованием индикаторного газа для определения альвеолярного объема (VA).
В 2017 г. ATS и ERS были представлены новые стандарты проведения исследования дифузионной способности методом однократного вдоха СО с задержкой дыхания. Отличия в рекомендациях основаны на появлении современных датчиков, способных непрерывно анализировать газовую смесь, а не оценивать выдох по классическому способу в “мешке”.
На основе рекомендаций ATS и ERS Г. В. Неклюдова, д. м. н. и А. В. Черняк, к. м. н. составили национальный стандарт измерения диффузионной способности легких по монооксиду углерода методом одиночного вдоха.
Методика исследования трансфер-фактора
При поступлении кислорода в кровь его молекулы должны преодолеть альвеолярную стенку, капиллярную стенку, мембрану и плазму эритроцита и соединиться с гемоглобином.
Теория процесса очевидна и проста, описывается первым законом диффузии Фика, согласно которому, скорость диффузионного потока через слой ткани прямо пропорциональна площади этого слоя, разности парциального давления по обе его стороны и обратно пропорциональна толщине слоя.
чем больше площадь альвеолярно-капиллярной мембраны, тем выше трансфер-фактор
чем больше толщина альвеолярно-капиллярной мембраны, тем меньше трансфер-фактор
Исследование основано на знаниях о разных диффузионных способностях газов в организме. Оценить транспорт кислорода технически сложно из-за большого содержания кислорода и углекислого газа в крови и как следствие инертности данного метода, поэтому мы используем оксид углерода (который практически не содержится в венозной крови) и аппроксимируем результат.
После нескольких спокойных вдохов и выдохов обычным воздухом пациент должен выдохнуть весь воздух, затем сделать максимально глубокий вдох газовой смеси, задержать дыхание на 8–10 с, после чего быстро выдохнуть газ.
Пациент вдыхает смесь из инертного газа, гелия He (до 10%) и оксида углерода CO (до 1%), уменьшение концентрации CO в выдыхаемом воздухе отражает его перенос в кровь.
Подготовка к исследованию диффузионной способности легких
Не заниматься интенсивной физической нагрузкой за 4 часа до исследования
Не использовать противоастматические лекарственные препараты, могут повлиять на результат измерения (продолжительность зависит от конкретного препарата)
Если проводится кислородная терапия – остановить за 15 минут до исследования
Исследование диффузионной способности легких с определеним ЖЕЛ
Если спирометрия и бодиплетизмография измеряют объемы легких и наличие/отсутствие сужения дыхательных путей, то исследование диффузионной способности легких проверяет, как кислород проходит через мембраны легких и попадает в мельчайшие сосуды легких (капилляры), откуда уже с током крови разносится по всему организму.
Маневр при выполнении оценки диффузионной способности чрезвычайно прост для пациента, нужно вначале сделать полный выдох, затем глубоко вдохнуть, задержать дыхание на 10 секунд и мощно выдохнуть. К этому исследованию практически нет противопоказаний.
Это очень важное исследование:
· Помогает определить причину одышки, уменьшения легочных объемов
· Помогает диагностировать эмфизему, и разграничить бронхиальную астму и ХОБЛ, что иногда бывает непросто
· Помогает диагностировать заболевания легочных сосудов
· Используется для отслеживания динамики при некоторых легочных заболеваниях (например, саркоидоз, легочный фиброз и многие другие)
Подготовка к исследованию:
· не курить в течение 4 ч до исследования, если это оказывается невозможным, то нужно обязательно сообщить врачу, когда Вы выкурили последнюю сигарету
· до проведения процедуры не использовать противоастматические лекарственные препараты, которые могут повлиять на результат измерения (продолжительность зависит от конкретного лекарственного препарата)
· за 15 минут до исследования следует приостановить терапию кислородом (если она проводится)
· избегать интенсивной физической нагрузки в течение 4 часов до исследования
Записаться по телефону: 8-495-395-63-93
Диффузионный тест. Для чего проводится, какова методика, показания и результаты диффузионного теста
1. Для чего проводится диффузионный тест
Процесс дыхания заключается не только в акте втягивания воздуха в дыхательную систему, но и в последующем переносе газов (кислорода и СО2), происходящем на альвеолярной поверхности лёгких. Важнейшая цель дыхания – газообмен. Именно этот процесс обеспечивается посредством циклов вдохов и выдохов: кровь насыщается кислородом и отдаёт в атмосферу углекислый газ. При нормальном функционировании лёгких, бронхов и диафрагмы, но нарушенной диффузии, наступает гипоксия, что неизбежно отражается на общем самочувствии и несёт риск тяжёлых расстройств.
В пульмонологии существенное значение отводится функции лёгочного газообмена. Многие заболевания требуют исследования не только органических структур дыхательной системы, но и изучения функции диффузии газов на поверхности лёгких. Одной из важнейших диагностических методик является диффузионный тест, позволяющий оценить эффективность лёгочного газообмена, которая зависит от скорости перехода газов через альвеолярно-капиллярный барьер.
Феномен диффузии кислорода в кровь и вывода CО2 в составе выдыхаемого воздуха отражается величиной, обратной сопротивлению диффузии, которая называется «диффузионная способность лёгких».
2. Какова методика проведения и показания для диффузионного теста
Измерение диффузионной способности лёгких может проводиться в рамках бодиплетизмографии или вне иных видов диагностики.
Нос пациента зажимается специальным зажимом. Для проведения исследования ему необходимо сделать глубокий вдох безопасной газовой смеси, содержащий инертный газ (гелий или метан). Она не имеет вкуса и запаха и воспринимается как обычный воздух. После этого необходимо ненадолго задержать дыхание, а затем произвести выдох в трубку прибора. Вдох должен длиться не более 4 секунд, а выдох – 3 секунды.
Результаты данной диагностики пациент получает сразу же. Методика не имеет противопоказаний, не доставляет больному дискомфорта и не требует специальной подготовки. Рекомендуется лишь отказаться от курения и плотного приёма пищи перед диагностикой. Также по согласованию с врачом при подготовке к диагностике отменяются некоторые лекарственные препараты и процедуры.
Исследование диффузионной способности дыхательной системы может быть назначено в следующих случаях:
3. Что отражают результаты исследования диффузионной способности лёгких
Диффузионная способность лёгких снижается при определённых заболеваниях. Диффузионный тест позволяет подтвардить, что причина недостаточности дыхательной функции заключается именно в нарушении газообмена. Данная патология может быть обусловлена капиллярным или мембранным компонентом. Увеличение толщины альвеолярно-капиллярной мембраны или снижение площади диффузионной поверхности обуславливают снижение показателей, получаемых в ходе исследования. Выявленное снижение диффузии по результатам проведения диффузионного теста может указывать на следующие нарушения:
Снижение способности к газообмену всегда сопровождает тяжёлые формы ХОБЛ, бронхиолит, эмфизему лёгких.
Повышенные показатель, полученные в ходе диффузионного теста, также могут указывать на наличие патологии. Такая клиническая картина может наблюдаться при:
Измерение газообмена
, MD, Grant Medical Center, Ohio Health
Газообмен измеряется несколькими способами, включая
Диффузионная способность легких для монооксида углерода
Исследование газового состава артериальной крови
Диффузионная способность легких по монооксиду углерода
Диффузионная способность легких по монооксиду углерода (DLCO) – мера способности газа переходить из альвеол через альвеолярный эпителий и капиллярный эндотелий в эритроциты. DLCO зависит не только от области и толщины альвеолярно-капиллярной мембраны, но также от объема крови в легочных капиллярах. Распределение альвеолярного объема и вентиляции также вызывает изменение показателя.
DLCO определяется с помощью анализа воздуха на содержание монооксида кислорода (СО) в конце выдоха, после того как пациент вдыхает незначительное количество СО, задерживает дыхание и выдыхает. Определяемые показатели DLCO должны быть соотнесены с альвеолярным объемом (который оценивается разведением гелия Легочные объемы Определение скорости потока и легочных объемов используют для дифференцировки обструктивных и рестриктивных пульмональных нарушений, определения тяжести заболевания и оценки эффективности лечения. Прочитайте дополнительные сведения ) и уровнем гематокрита пациента. DLCO измеряется в мл/минуту/мм.рт.ст. и в процентах от должного.
Причины снижения DLCO
Причины повышения DLCO
Условия, при которых значения DLCO будут выше, чем прогнозировалось, включают
Во время сердечной недостаточности DLCO увеличивается предположительно вследствие повышения объема крови в легочных капиллярах из-за повышенных легочных венозного и артериального давлений. При эритроцитемии увеличение DLCO обусловлено увеличением количества эритроцитов, а также из-за сосудистого наполнения вследствие возрастания легочного давления, обусловленного повышенной вязкостью крови. При альвеолярном кровотечении эритроциты также могут связывать монооксид углерода в альвеолярном пространстве, увеличивая DLCO. При астме увеличение DLCO связывают с увеличением перфузируемых сосудов, однако согласно некоторым данным, не исключено влияние различных факторов роста, индуцирующих неоангиогенез.
Пульсоксиметрия
Чрескожная пульсоксиметрия оценивает сатурацию кислорода (SpО2) капиллярной крови по поглощению света от светоиспускающих диодов, помещенных в клипсу для пальца или датчик на пластыре. В целом результаты чрезвычайно точные и коррелируют с сатурацией кислорода с погрешностью в пределах 5% (SaО2). Результаты могут быть менее точными у пациентов с
Очень пигментированная кожа
Выраженной системной вазоконстрикцией
Результаты пульсоксиметрии также менее точны при наличии накрашенных ногтей у пациентов.
Пульсоксиметрия способна определять содержание только оксигемоглобина или дезоксигемоглобина, но не другие формы гемоглобина (например, карбоксигемоглобин, метгемоглобин); данные фракции завышают показатели SpO2, когда их ошибочно принимают за оксигемоглобин.
Исследование газового состава артериальной крови (ГСАК)
Исследование газового состава артериальной крови проводится для получения точных значений парциального давления кислорода в артериальной крови (PaO2), парциального давления углекислого газа в артериальной крови (PaCO2) и pH артериальной крови; эти показатели, откорректированные с учетом температуры пациента, позволяют рассчитать уровень бикарбоната (который может также быть измерен непосредственно в венозной крови) и SaO2. С помощью исследования газового состава также можно точно измерить уровень карбоксигемоглобина и метгемоглобина.
Обычно для взятия образцов артериальной крови используется лучевая артерия. Поскольку артериальная пункция может в редких случаях приводить к тромбозу и ухудшению перфузии дистальных отделов, вначале выполняется тест Аллена. Он позволяет оценить адекватность коллатерального кровообращения. При выполнении этой пробы одновременно пережимаются лучевая и локтевая артерии до тех пор, пока рука пациента не станет бледной. После этого локтевую артерию отпускают, в то время как давление на лучевую артерию продолжается. Появление розовой окраски во всей руке в течение 7 секунд после ослабления давления указывает на адекватный кровоток через локтевую артерию.
В стерильных условиях игла калибром 22–25G, присоединенная к гепаринизированному шприцу, вводится проксимальнее места максимальной пульсации лучевой артерии и продвигается немного дистальнее в артерию, пока не восстановится пульсация. Систолическое артериальное давление обычно является достаточным, чтобы выдвинуть поршень шприца обратно. После забора 3–5 мл крови игла быстро извлекается, и место пункции сильно прижимается для осуществления гемостаза. Одновременно образец артериальной крови помещается в лед (для уменьшения потребления кислорода и продукции углекислого газа лейкоцитами) и посылается в лабораторию.
Оксигенация
Гипоксемия – это снижение парциального давления кислорода (PO2) в артериальной крови; гипоксия – это снижение РO2 в тканях. Исследование газового состава точно определяет наличие гипоксемии, которая обычно определяется как достаточно низкое значение РаO2, способное уменьшить SaO2 ниже 90% (т.е. РаO2 60 мм.рт.ст.). Патологические формы гемоглобина (например, метгемоглобин), более высокая температура, низкий pH и высокий уровень 2,3-дифосфоглицерата уменьшают гемоглобин SaO2, несмотря на адекватный РаO2, как показано на кривой диссоциации оксигемоглобина ( Кривая диссоциация оксигемоглобина Кривая диссоциация оксигемоглобина Газообмен измеряется несколькими способами, включая Диффузионная способность легких для монооксида углерода Пульсоксиметрия Исследование газового состава артериальной крови Диффузионная способность. Прочитайте дополнительные сведения ).
Кривая диссоциация оксигемоглобина
Насыщение артериальной крови оксигемоглобином соответствует P o 2. P o 2 при сатурации 50% (P 50) обычно соответствует 27 мм.рт.ст.
Кривая диссоциации смещается вправо при увеличении концентрации ионов водорода (Н + ), увеличении в эритроцитах 2,3-дифосфоглицерата, повышении температуры (Т) и увеличении P co 2.
Гемоглобин, характеризующийся смещением кривой вправо, имеет пониженное сродство к кислороду, а гемоглобин, характеризующийся смещением кривой влево, имеет повышенное сродство к кислороду.
Причины гипоксемии классифицируют в зависимости от значения (повышение или норма) альвеолярно-артериального градиента PО2 по кислороду ([A-а]DО2), который определяется как разница между альвеолярным напряжением кислорода (PAО2) и PaО2. РAO2 рассчитывается следующим образом:
где FIO2 – содержание кислорода во вдыхаемом воздухе (например, в комнатном воздухе – 0,21), Patm – барометрическое атмосферное давление (например, 760 мм.рт.ст. на уровне моря), PH2O – парциальное давление водяного пара (обычно 47 мм.рт.ст.), PaСО2 – измеренное парциальное давление углекислого газа в артериальной крови, R – дыхательный коэффициент, который принимают за 0,8 у пациента в состоянии покоя при обычном питании.
Для пациентов, находящихся на уровне моря при дыхания комнатным воздухом, FIO2 = 0,21 и (A-а) DO2 можно упростить следующим образом:
где (A-a)DО2 обычно 20, но увеличивается с возрастом (из-за снижения функции легких с возрастом) и с увеличением FIO2 (несмотря на то, что насыщение гемоглобина достигает 100% при PaО2 около 150 мм.рт.ст., кислород растворим в крови и кислород плазмы продолжает увеличиваться при повышении FIO2 ). Оценки нормального (А-а) DO2 значения как (2,5 + [FIO2 × возраст в годах]) или как менее абсолютного значения Fio2 (например, 21 при комнатной температуре; 30 на 30% FIO2) корректируют эти эффекты.
Гипоксемия с повышенным (А-а) DO2
Гипоксемия с повышенным (Aa)DO2 вызвана
Низкое вентиляционно-перфузионное (V/Q) соотношение (разновидность вентиляционно-перфузионного несоответствия)
Шунтирование крови справа налево
Серьезное нарушение диффузионной способности
Шунтирование крови справа налево является ярким примером низкого вентиляционно-перфузионного соотношения. При шунтировании дезоксигенированная легочная артериальная кровь поступает в левую половину сердца, не пройдя через вентилируемые сегменты легкого. Шунтирование может проходить через паренхиму легкого, через патологические связи между легочными артериальными и венозными сосудами или через патологические анатомические структуры в сердце (например, открытое овальное отверстие). При наличии подобного шунтирования справа налево устранить гипоксемию с помощью кислородотерапии не представляется возможным.
Сниженная диффузионная способность редко встречается изолированно; обычно она сопровождается низким вентиляционно-перфузионным соотношениями. Поскольку кислород полностью насыщает гемоглобин только после контакта крови с воздухом, гипоксемия из-за сниженной диффузионной способности встречается только при увеличенном сердечном выбросе (например, во время физической нагрузки), при низком атмосферном давлении (например, на высоте в горах) или при разрушении > 50% легочной паренхимы. Как при низким вентиляционно-перфузионном соотношении, (A-a)DO2 увеличен, но PaO2 может быть быстро увеличен благодаря увеличению FIO2. Гипоксемия, развивающаяся вследствие нарушения диффузионной способности, корректируется с помощью кислородотерапии.
Диффузионная способность легких при ХОБЛ: есть ли различия у пациентов разного пола
Актуальность
Хорошо известно прогностическое значение единичного измерения диффузионной способности легких для монооксида углерода у пациентов с хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ). Вместе с тем данных об изменении диффузионной способности, как и о возможных отличиях в значениях этого показателя между мужчинами и женщинами крайне мало. В связи с чем целью обсуждающегося исследования стала оценка диффузионной способности легких за определенный промежуток времени у пациентов с ХОБЛ.
Методы
Участниками исследования были курящие пациенты. Всем пациентам на протяжении 5 лет проводилась оценка функции легких, в том числе определение диффузионной способности для монооксида углерода.
В исследование было включено 602 курящих пациента (33% – женщины). 506 (84%) пациентов имели ХОБЛ.
Среднегодовое снижение диффузионной способности легких составило 1.34±0.0015%. Такая динамика оказывалась более выраженной у пациентов с ХОБЛ, по сравнению с группой контроля (p=0.004).
Женщины имели худшие значения диффузионной способности легких на старте исследования, а также характеризовались более выраженной негативной динамикой этого показателя на протяжении всего периода исследования (p=0.039). При этом объем форсированного выдоха за первую секунду у них оказывался статистически значимо больше, чем у мужчин.
Заключение
Таким образом, пациенты с ХОБЛ характеризуются ускоренным снижением диффузионной способности легких. Причем женщины при лучшем объеме форсированного выдоха за первую секунду имеют как исходно худшие значения диффузионной способности легких, так и характеризуются более выраженным ее снижением на протяжении наблюдения.
Источник:
Casanova C, et al. Chest. 2021:S0012-3692(21)00696-6. doi: 10.1016/j.chest.2021.03.069.
Всероссийская Образовательная Интернет-Сессия
Информация и материалы, представленные на настоящем сайте, носят научный, справочно-информационный и аналитический характер, предназначены исключительно для специалистов здравоохранения, не направлены на продвижение товаров на рынке и не могут быть использованы в качестве советов или рекомендаций пациенту к применению лекарственных средств и методов лечения без консультации с лечащим врачом.
Лекарственные препараты, информация о которых содержится на настоящем сайте, имеют противопоказания, перед их применением необходимо ознакомиться с инструкцией и проконсультироваться со специалистом.
Мнение Администрации может не совпадать с мнением авторов и лекторов. Администрация не дает каких-либо гарантий в отношении cайта и его cодержимого, в том числе, без ограничения, в отношении научной ценности, актуальности, точности, полноты, достоверности научных данных представляемых лекторами или соответствия содержимого международным стандартам надлежащей клинической практики и/или медицины основанной на доказательствах. Сайт не несет никакой ответственности за любые рекомендации или мнения, которые могут содержаться, ни за применимость материалов сайта к конкретным клиническим ситуациям. Вся научная информация предоставляется в исходном виде, без гарантий полноты или своевременности. Администрация прикладывает все усилия, чтобы обеспечить пользователей точной и достоверной информацией, но в то же время не исключает возможности возникновения ошибок.