Газета «Новости медицины и фармации» 13-14 (423-424) 2012

У каждого научно-практического метода своя судьба, так как его разработка невероятно противоречива и малопредсказуема. В действительности все получается совсем не так, как планируют исследователи, вследствие постоянно рождающихся и «отцветающих» научных и практических иллюзий, которые тем не менее постоянно раскрывают суть проблемы. В конце концов через столетия идеология и технология того или иного метода занимают достойное место, если их содержание имеет всеобщие связи, свойства и отношения. Важное значение, наконец, имеет установление «исторической роли» метода. И тут «исторический» путь развития часто расходится с «логическим», что тормозит практическое внедрение доказанной научной истины. По-видимому, суть такого противоречия в том, что воспроизведение истории предмета существенно зависит от представления о самом предмете (Гегель). Собственно расширение представления о несоответствии клинической значимости и практической затребованности спирометрии и явилось целью данной работы, в первой части которой отражена идеология торжества, то есть фрагмента личной силы метода, а во второй — бесконечная сложность бытия, то есть организационное истощение мысли, мешающее повсеместно внедрить этот метод, незаменимый для клинической медицины.

Рассматриваемая зависимость и противоречие отражают особенности самого развития спирометрии, с помощью которой первоначально измеряли лишь некоторые легочные объемы и вентиляционные потоки на вдохе и выдохе. В последующем посредством спирометрии стали измерять многие легочные объемы (дыхательный объем, жизненная емкость легких, резервные объемы и др.), а также проводить функциональные легочные тесты, истоки которых уходят в глубь веков. В то же время, если основные принципы спирометрии не изменились, то методы измерения стали более сложными и исследователи смогли предложить все большее число переменных [1, 2].

С клинико-функциональной точки зрения спирометрия позволила сравнительно просто дифференцировать рестриктивные (ограничительные) болезни (например, легочное фиброзирование) и патологические расстройства, возникающие из-за диффузной бронхиальной обструкции (БО): бронхиальная астма (БА), хроническое обструктивное заболевание легких (ХОЗЛ) и др. И это оказалось чрезвычайно важно, так как степень развития подобных заболеваний трудно и невозможно определить по клиническим критериям.

По сути, БО или ограничение воздушного потока вследствие увеличенного сопротивления дыхательных путей (ДП) патогенетически различно. При ХОЗЛ легочная паренхима ригидна, с трудом расправляется из-за снижения эластичности (меры упругости легочной ткани). Чем выше эластичность ткани, тем большее давление требуется приложить для достижения необходимого изменения объема легких, что в полной мере невозможно при ХОЗЛ.

Этот механизм патогенетически характерен для панацинарной (повреждение всей респираторной бронхиолы) и центрилобулярной (поражение проксимальной части терминальных бронхиол, что более характерно при ХОЗЛ) эмфиземы легких (ЭЛ). Деструкция альвеолярно-капиллярной мембраны при ЭЛ приводит к расширению ацинусов. Эластическая отдача снижается, и возникают значительные нарушения в соотношении вентиляции и перфузии (прохождении кровотока). Кроме того, во время выдоха может появиться коллапс мелких ДП, поскольку из-за утраты анатомически и функционально полноценных альвеол снижается радиальная, центростремительная тракция ДП, а из-за уменьшения эластической отдачи — внутриброхиальное давление. Последний фактор имеет особое значение при ЭЛ, когда ДП средних размеров, не содержащие хряща, «провисают» и суживаются, особенно во время форсированного выдоха, при котором внутригрудное давление повышается.

Снижение скорости экспираторного воздушного потока происходит и вследствие сокращения гладкой мускулатуры бронхов, избыточной бронхиальной секреции, отека бронхиальной стенки. Также отмечается увеличение объема легких при повышенной их растяжимости и возникновение «воздушных ловушек», так как опорожнение альвеол во время выдоха неполное вследствие потери эластической тяги легких (статическая гиперинфляция) или вследствие недостаточного времени выдоха в условиях выраженного ограничения экспираторного воздушного потока (динамическая гиперинфляция) [3].

Итак, сопротивление ДП у больных с ХОЗЛ повышено. Проводимость как величина, обратная сопротивлению, снижена. Измерение сопротивления ДП может помочь различать БО, возникшую из-за утраты эластической отдачи легких (как при ХОЗЛ, ЭЛ) и вызванную сужением (бронхоспазмом) ДП (как при БА). Сопротивление повышено в обоих случаях, но обычно значительнее при БА.

Анализ ограничения экспираторного воздушного потока в легких начинается с рассмотрения спирографической петли «поток — объем», которая представляет собой график зависимости объемной скорости потока от объема легких (рис. 1).

По оси абсцисс данной кривой откладывается изменение объема легких в процессе выполнения форсированного вентиляционного маневра, а по оси ординат — скорость форсированного потока на вдохе (сегмент кривой ниже оси абсцисс) и на выдохе (сегмент кривой выше оси абсцисс). Нормальная кривая «поток — объем» обычно напоминает по форме почти прямоугольный треугольник, основанием которого является форсированная жизненная емкость легких (ФЖЕЛ), а вершина, то есть максимальный поток во время всего маневра форсированного выдоха, обозначается как пиковая объемная скорость выдоха (ПОСвыд) и объем форсированного выдоха (ОФВ). Особенностью показателя ОФВ1 является отсутствие зависимости от приложенного усилия. Для количественного анализа пологого, послепикового участка кривой «поток — объем» наиболее часто используются максимальные объемные скорости (МОС) потоков на трех фиксированных уровнях ФЖЕЛ — 75, 50 и 25 %. Однако эти индексы обладают средней воспроизводимостью, подвержены инструментальной ошибке, зависимы от ЖЕЛ и экспираторного усилия. Поэтому уходит в прошлое оценка уровня БО (крупные, средние, мелкие бронхи) по показателям кривой «поток — объем». Более широко применяется показатель максимального среднеэкспираторного потока (СОС25–75 %), рассчитываемый как средний форсированный экспираторный поток в средней части ФЖЕЛ. При отсутствии изменений ЖЕЛ снижение указанного показателя с высокой долей вероятности свидетельствует о начальных проявлениях БО [4].

У больных с выраженной БО изменения формы кривой «поток — объем» более значительны — прогиб кривой резко выражен, часто неравномерен, площадь под кривой заметно уменьшена. У некоторых больных можно четко проследить двухфазность кривой выдоха: вначале, сразу после прохождения пика, скорость потока резко снижается, кривая имеет полувертикальный ход с формированием характерной зазубрины («зуб акулы»); затем кривая приобретает более пологое направление. Подобные изменения часто называют «эмфизематозная генерализованная обструкция» (рис. 2).

У других больных наличие резкого втяжения и уменьшения площади под кривой не сопровождается формированием двухфазности, тогда диагностируют «бронхитическую генерализованную обструкцию». Так или иначе, но оба варианта обструктивных нарушений чаще всего носят устойчивый и прогрессирующий характер — даже при наличии положительного ответа на b2-агонист короткого действия (БАКД), несмотря на увеличение площади под кривой выдоха, отчетливые ее формы сохраняются. И это легко объяснимо, поскольку изменение кривой отражает особенности механики дыхания в условиях выраженной морфологической перестройки легочной ткани. В частности, появление фазы быстрого снижения потока обусловлено тем, что при клинически значимой ЭЛ из-за нарушения эластических свойств легочной паренхимы уже в начале выдоха в условиях повышенного внутригрудного давления происходит массивное и быстрое экспираторное закрытие (коллапс) мелких ДП с образованием так называемых объемов закрытия («воздушных ловушек»), что и приводит к гиперинфляции (рис. 3).

Итак, пиковая экспираторная скорость и объемная скорость потока (кривая «поток — объем») в середине выдоха снижаются при ХОЗЛ. Кривая сдвигается в область больших легочных объемов из-за гиперинфляции легких, то есть спирометрия обеспечивает объективную оценку БО. Более того, определение ее колебаний — непрямая оценка гиперреактивности бронхов.

Существует широкий диапазон различных методов для измерения степени БО, но наиболее широкое применение получил простой принцип сравнения степени снижения ОФВ1 и связанной с ним форсированной жизненной емкости легких, а также форсированной (пиковой) скорости выдоха (ФСВ). Значительное снижение ЖЕЛ (< 50 %), особенно при пропорциональном уменьшении всех ее статических объемов, заставляет исключить прежде всего рестриктивный тип нарушения вентиляции, так как снижение ЖЕЛ имеет место и при выраженной БО, что может быть вызвано значительным увеличением остаточного объема, вытесняющего из вентиляции часть ЖЕЛ (гиперинфляция).

Безусловно, снижение ОФВ1 свидетельствует о БО. Постепенное и необратимое снижение ОФВ1 при многолетнем наблюдении является основным признаком ХОЗЛ. Но поскольку маневр форсированного выдоха осуществляется с высоты вдоха, значение его зависит также от умения больного максимально вдохнуть. Поэтому при рестриктивных нарушениях, когда выявляется содружественное уменьшение ЖЕЛ и ФЖЕЛ, значение ОФВ1 также снижается.

Для более точной оценки типа вентиляционных нарушений, особенно в случаях, когда отмечается снижение как ОФВ1, так и ЖЕЛ, рекомендуется оценить, какой из этих показателей снижен в большей степени. С этой целью учитывают индекс Тиффно (ИТ), который представляет собой отношение ОФВ1 к ЖЕЛ, то есть вычисленный как процент от ЖЕЛ. Снижение ИТ до 55 % — умеренная БО, от 54 до 40 % — значительная БО и ниже 40 % — резкие нарушения при БО. Сниженный ИТ с еще большей вероятностью, чем сниженный ОФВ1, указывает на присутствие БО. Недостаток ИТ в том, что этот показатель работает лишь при нормальной величине ЖЕЛ и дает завышенные результаты при уменьшении ЖЕЛ. В случаях рестриктивной патологии ИТ может быть увеличен и достигает 100 %, то есть перестает отражать наличие БО. Итак, имеется возможность сравнить между собой сразу три показателя — ЖЕЛ, ОФВ1 и ИТ. Однако следует помнить, что сравниваются не абсолютные значения указанных показателей, а их процентные отношения к должным величинам. Неправильным подходом является также математическое сравнение указанных процентов.

Порой встречаемые соотношения указанных статических и динамических критериев не позволяют с определенностью высказаться о типе нарушений и поэтому обозначаются как смешанный тип. В то же время степень вентиляционных нарушений основывается на принципе градаций и определяется по наименьшей градации, в которую попадает один из трех сравниваемых спирографических показателей. Например, у больного ЖЕЛ попадает в градацию умеренных нарушений, ОВФ1 — значительных, а ИТ — резко выраженных. Заключение — резко выраженные вентиляционные нарушения по обструктивному типу.

Полезным тестом функции дыхательной системы в целом, включая мышечную силу, является максимальная вентиляция легких (МВЛ). Выполняя этот маневр, больной в течение 12 с дышит так часто и глубоко, как только может. Величина вентиляции измеряется в литрах за 1 мин. Эмпирически было установлено, что МВЛ в 35–40 раз больше ОФВ1.

При БА без ремодуляции, когда паренхима легких нормальная, то есть с сохраненной эластичностью, основным патофизиологическим нарушением БО является повышенное сопротивление ДП вследствие бронхоспазма. Поэтому ЖЕЛ может быть сохранена, но воздушный поток снижается, отношение ОФВ1/ЖЕЛ также может уменьшиться.

При тяжелом течении БА у многих больных формируется потеря эластических свойств паренхимы легких и может наблюдаться феномен «воздушной ловушки», отражающий увеличение остаточного объема (гиперинфляция). При этом следует помнить, что снижение соотношения ФЖЕЛ/ЖЕЛ должно настораживать как фактор риска фатальной астмы.

Важным дифференциально-диагностическим критерием между БА и ХОЗЛ является значительное увеличение ОФВ1 (> 12 %) и ФСВ (> 15 %) после ингаляции БАКД, то есть для БА всегда патогномонична обратимая БО.

Итак, спирометрия — ведущий метод в диагностике и количественной оценке самых разных легочных расстройств на различных этапах заболеваний. Например, при рестриктивной патологии легких уменьшается ЖЕЛ. Однако ЖЕЛ может уменьшиться и в результате БО. В связи с этим возникает важный клинический вопрос: заключается ли проблема в чисто обструктивных нарушениях или они сочетаются с рестриктивными?

При рестриктивном паттерне уменьшается суммарная площадь газообмена, что связано с ограничением наполнения грудной клетки воздухом, потому что легочная паренхима теряет центробежную эластическую способность, становясь жесткой, трудно расправляемой, что проявляется снижением легочных объемов и уменьшением движущей силы экспираторного потока. Кривая «поток — объем» при рестриктивном типе по форме не отличается от нормы, однако отмечается уменьшение общего объема (рис. 3). Однако функция ДП и их сопротивление обычно остаются нормальными, то есть скорость воздушного потока не ограничена. Хотя ЖЕЛ и ОФВ1 снижаются, отношение ОФВ1/ЖЕЛ% остается нормальным. При рестриктивных вентиляционных расстройствах уменьшенный объем легких снижает эластическую отдачу, поэтому величина МОС25–75 % может снижаться и в отсутствие БО. Объемы легких, включая функциональную остаточную емкость, уменьшены, что дает картину сморщенного легкого (рис. 4). На самом деле проблема заключается в том, чтобы установить, чем обусловлена рестрикция: действительно рестриктивными изменениями легких, поражением нервно-мышечной системы или недостаточными усилиями пациента.

В связи с этим или в зависимости от клинической ситуации спирометрию могут дополнять общей плетизмографией, определением диффузионной способности СО (трансферный фактор), анализом газового состава крови, спироэргометрией, неспецифическим и специфическим провокационным тестированием. Кроме того, существуют ультразвуковые и механические волюмометрические (турбинные) методы. Современные приборы, как правило, транспортабельны и просты в обращении. С их помощью получают графические изображения кривых «объем — время» и «поток — объем». Диагностически необходимо, как правило, три согласованных дыхательных маневра, два лучших воспроизводимых результата которых должны быть зафиксированы (ЖЕЛ и ОФВ1 < 200 мл, а также их отношение, то есть индекс Тиффно).

Функциональная картина обструктивной и рестриктивной патологии бронхолегочного аппарата, раскрываемая при спирометрии, настолько велика, что никаких сомнений относительно ее значимости нет и в помине. Общий баланс этого метода ясен. Более того, спирометрия позволяет  раскрыть ответ на лечение, установить тяжесть и прогноз заболеваний бронхолегочного аппарата, при которых страдает его функция. Кроме того, спирометрические тесты используют как косвенные маркеры других болезней, угрожающих жизни, включая рак легкого и сердечно-сосудистую патологию. И действительно, спирометрические показатели предсказывают многие случаи смерти. Важность спирометрии в диагностике такова, что во всем мире 14 октября (начиная с 2010 года) объявлен денем спирометрии, что позволяет всем желающим пройти это несложное, но важное исследование.

Так почему спирометрия так медленно внедряется в отечественную клиническую практику? Почему у отечественных врачей нет должных знаний о спирометрическом методе и его диагностической значимости? Почему в отечественных университетах спирографическая подготовка отстает от электрокардиографической, рентгенологической и др.? Почему количество публикаций, курсов, тренингов, обучающих и методических программ по данному вопросу недостаточно? Почему спирометрической аппаратурой не оснащено каждое лечебно-профилактическое учреждение (ЛПУ) и медицинский НИИ? Почему в штатном расписании ЛПУ отсутствует медицинская сестра — респираторная функционалистка? То есть сплошные «почему», а в итоге низкий уровень выявляемости обструктивной патологии ДП. И, как результат, более высокая и преждевременная инвалидность, смертность и непредсказуемые экономические потери больных и государства.

Есть мнение, что спирометрия была окружена значительной таинственностью [1]. Кроме того, отсутствовали недорогие и удобные устройства для ее выполнения, что было связано с низкой затребованностью в клинической практике [2], возможно, и из-за того, что обструктивная патология бронхолегочной системы в полной мере пришла в клинику сравнительно недавно — в 60-е годы прошлого столетия [4].

Однако все быстро меняется, и сейчас врачи общей медицинской практики обязаны изучать основные показатели спирометрии. Мы входим в новую эру ранней диагностики ХОЗЛ и БА и связанных с ними нарушений. Эта новая эра требует повсеместного использования спирометрии. В ее показателях врачи должны разбираться так же, как они разбираются в ЭКГ, цифрах артериального давления, уровне липидов крови и др.

В то же время в нашем отечестве информированность врачей об этом методе все еще низка, исследование респираторной функции крайне мало используется в повседневной клинической практике. Нельзя не упомянуть и о недостаточных знаниях и неудовлетворительном соблюдении практическими врачами международных стандартов по исследованию легочной функции, что без спирографов невозможно. И это касается прежде всего обычной спирометрии, которая должна проводиться повсеместно и быть рутинным методом в практике врача первого звена и обязательной частью врачебного осмотра любого паци-ента [5].

Так почему спирометрический метод медленно внедряется в клиническую практику? Почему полуторамиллионный город имеет 15 компьютерных спирографов на 89 ЛПУ и медицинских НИИ (не считая 11 частных общетерапевтического профиля учреждений, которые оснащены двумя спирографами), в то время как в каждом из этих учреждений примерно шесть электрокардиографов, то есть до 534 на город, с постоянной заменой устаревших моделей. Правда, сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) являются основной причиной смерти во всем мире. Судя по всему, в 2008 году от ССЗ умерло 17,3 миллиона человек, что составило 30  % всех случаев смерти в мире. Более того, за последние 25 лет распространенность ССЗ среди населения выросла в три раза, а уровень смертности от них — на 45 % (И.М. Гарбась, 2009). В Украине от ССЗ в год умирает 440 652 чел., от новообразований (онкология) — 88 889, от болезней органов пищеварения — 25 241 и от болезней органов дыхания (ОД) — 17 774 (MIGnews.com.ua). То есть в Украине, как и во всем мире, смертность от ССЗ на 1-м месте, а от болезней ОД — на 4-м.

Эти цифры не могут вызывать возражений, так как от ХОЗЛ, например, умирает в 2,2 раза больше людей, чем от рака легких. Почти 90 % случаев смерти от ХОЗЛ происходит в странах с низким и средним уровнем дохода. В настоящее время болезнь поражает мужчин и женщин почти равномерно, отчасти в связи с возросшим потреблением табака среди женщин. По прогнозам, если не будут приняты меры, направленные на раннее выявление и уменьшение факторов риска, особенно на снижение воздействия табачного дыма, общая смертность от ХОЗЛ в ближайшие 10 лет возрастет более чем на 30 % (рис. 5).

Безусловно, эти цифры необходимо знать, понимать и сравнивать, так как актуальность любого заболевания для здравоохранения и общества определяется главным образом его распространенностью, возможностями диагностики и лечения, влиянием на качество жизни больных, трудопотерями, смертностью, наносимым материальным ущербом. Информация об эпидемиологической ситуации по ССЗ и бронхопульмональной патологии известна, что позволяет сформировать адекватное отношение к ним в обществе, повлиять на обеспеченность медицинскими кадрами, диагностическими и лечебными средствами, амбулаторными кабинетами, коечным фондом и др. [6].

Ситуация настолько типична, что никаких сомнений относительно ее значения быть не должно, хотя до февраля 2009 года в нашей стране не было статистической регистрации ХОЗЛ. Статистический учет берет свое начало в феврале 2009 года (J44) [7]. В то время, по данным ВОЗ, распространенность ХОЗЛ среди мужчин составляет 9,34 : 1000, среди женщин — 7,33 : 1000. В России насчитывается около 1 млн больных ХОЗЛ (на 143 млн населения), но в действительности их количество может превышать 11 млн человек (~ 7,7 %). В США число заболевших ХОЗЛ приближается к 15 млн человек (309 млн населения), что составляет ~ 4,9 %. В Украине при возможной 6% заболеваемости (45 млн населения) количество больных составляет 2,7 млн человек.

Другая хроническая обструктивная бронхолегочная патология, диагностика которой также немыслима без спирометрического обследования, — БА. Как нозологическая единица БА вошла в отечественную номенклатуру лишь в 1965 г. Ее распространенность в большинстве стран достигает 7–11 %. В Украине в 2005 г. зарегистрировали лишь 0,5 % населения, страдающего БА, что составило 250 000 человек. На сегодняшний день БА выявлена у 4 % населения (1 млн 350 тыс. больных).

Можно с уверенностью говорить, что выявление обструктивной бронхолегочной патологии в нашей стране недостаточно, оно обусловлено организацией обнаружения конкретного заболевания, сложившейся в стране, или регионе, или ЛПУ. Говоря о диагностике, подразумеваем идентификацию заболевания у конкретного больного. Так возможно ли полноценное выявление бронхообструктивной патологии без золотого стандарта ее диагностики, то есть без спирометрии? Безусловно, нет. Ведь никакие лучевые, иммуноферментные и другие методы не могут заменить спирографического исследования, необходимого не только для постановки диагноза, но и для определения степени тяжести заболевания, контроля, подбора терапии, оценки эффективности ее проведения, уточнения прогноза болезни и проведения экспертизы трудоспособности. Также без спирометрии невозможно обойтись при выявлении легочных заболеваний на ранних этапах у всех пациентов с хроническим кашлем и продукцией мокроты (даже при отсутствии одышки), а также при наличии в анамнезе факторов риска. Так могут ли 15 спирографов при отсутствии в ЛПУ медицинской сестры — респи-раторной функционалистки обеспечить весь перечисленный объем необходимой клинической затребованности в полуторамиллионном городе? Метод спирографии должен быть обязательным, наравне с флюорографией, онкоосмотрами, маммографией, измерением артериального давления и др., для всех обратившихся в ЛПУ по любому клиническому поводу, особенно курящих в возрасте 37–40 лет и старше.

Завершая краткий обзор о выдающейся роли спирометрии в клинической практике, необходимо отметить, что спирометрию необходимо внедрять системно и повсеместно, тогда она сможет преобразовать большую часть клинической медицины.

Клинические знания, которые раскрывает спирометрический метод, имеют общебиологический характер, так как характеризуют приспособление обмена газов к широкому спектру разнообразных обстоятельств: от состояния покоя до тяжелой физической нагрузки. Клинически важные исследования легочной функции включают спирометрию, тесты на силу дыхательных мышц, измерение легочных объемов и диффузионной способности легких. В более широком смысле спирометрия подпадает под понятие калориметрии, которая является точной количественной оценкой энергетических затрат у здорового индивидуума и при различной патологии.