Тесты на неравномерную вентиляцию легких
Хотя для оценки неравномерности вентиляции используется ряд тестов, здесь описывается только один — тест на вымывание азота при одиночном вдохе кислорода. Другой метод, основанный на определении частотно-зависимой растяжимости, описан в гл. 2. Региональное распределение вентиляции исследуется также при вдыхании радиоактивных газов, например ксенона.
Во время теста на вымывание азота человек делает максимальный вдох чистого кислорода после опорожнения легких до уровня остаточного объема. Таким образом, он делает вдох кислорода, равный по объему жизненной емкости легких. Затем испытуемый делает медленный выдох, объем которого измеряется спирометром, до уровня остаточного объема. Концентрация азота в выдыхаемом воздухе непрерывно регистрируется на протяжении выдоха с помощью азотографа. Рис. 3-11 показывает четыре фазы так называемой "кривой вымывания азота", полученной этим способом.
В ранней фазе выдоха выводится воздух из верхних дыхательных путей. Поскольку эта область содержит чистый кислород, заполнивший ее после предшествующего вдоха, то содержание там азота равно нулю (фаза I). Далее азотсодержащий газ анатомического мертвого пространства вымывается по мере опорожнения альвеол: концентрация азота резко возрастает (фаза II). Вслед за этим выдыхается альвеолярный газ. У здоровых людей с минимальной неоднородностью вентиляции эта фаза кривой (фаза III) плоская, и она известна как альвеолярное плато.
У пациентов с разнообразными болезнями паренхимы и ВП фаза III не плоская. Наклон фазы III (% концентрации N2/л выдыхаемого объема) фактически является мерой неоднородности вентиляции. Очевидно, что плохо вентилируемые зоны легких получают мало вдыхаемого кислорода. Соответственно эти регионы имеют высокую альвеолярную концентрацию азота по сравнению с нормально вентилируемыми областями, т. е. наблюдается меньшее разведение азота вдыхаемым кислородом. Плохо вентилируемые области опустошаются в последнюю очередь, что и обеспечивает повышение концентрации азота в течение фазы III.
На рис. 3-11 можно видеть еще один заметный подъем концентрации азота после альвеолярного плато (фаза IV). Предполагаемым механизмом, лежащим в основе фазы IV, является закрытие мелких ВП, расположенных у основания легких, при низких легочных объемах.
В период начальной фазы вдоха чистого кислорода мелкие ВП (дыхательные бронхиолы), расположенные в базальных зонах, могут быть сдавлены собственным весом легких вплоть до их закрытия. Как следствие, эти зоны получают малую долю кислорода, попадающего в легкие в начале вдоха. Тем временем вдох до уровня общей емкости легких завершается и основная часть газа распределяется в базальных отделах легких, которые обладают объемом большим, чем апикальные (их поведение, как указывалось в разделе "Региональное распределение дыхательного объема", подчиняется крутой части кривой давление-объем). Следовательно, эндогенный альвеолярный азот в базальных областях легких подвергнется разведению в большей степени, чем в апикальных зонах. Во время выдоха и те, и другие зоны опорожняются, создавая фазу III кривой. Когда по мере завершения выдоха происходит закрытие мелких ВП базальных отделов, из богатых азотом апикальных легочных зон поступает пропорционально больше газа, создавая фазу IV.
Объем легких, представляющий часть жизненной емкости и остающийся не выдохнутым к началу фазы IV кривой вымывания азота, известен как объем закрытия. Сумма объема закрытия и остаточного объема называется емкостью закрытия. У здоровых молодых людей закрытие ВП происходит на уровне 10% жизненной емкости, считая от остаточного объема, а после 60 лет — на уровне 40%. У пациентов даже с малыми степенями обструкции ВП можно обнаружить значительное повышение объема закрытия.