Спіроме́трія ( — дую, дихаю, — вимірюю) — методика діагностики функції зовнішнього дихання (ФЗД), зокрема визначення фізіологічних об'ємів легенів та швидкості повітряного потоку під час видиху. Інша назва цього ж дослідження — спірографія ( дую, дихаю + писати, зображати). Назва спірографія набула поширення у період масового застосування діагностичних приладів для дослідження бронхолегеневої функції із записом спірометричної кривої на папір. З розвитком цифрових технологій необхідність у виведенні даних на папір стала не такою актуальною, оскільки вся інформація про результати дослідження зберігається на цифрових носіях. Термінами спірометрія і спірографія позначають одне і те саме — дослідження функції зовнішнього дихання.
Спірометрію застосовують при клінічних дослідженнях з метою діагностики захворювань органів дихання і серцево-судинної системи, а також порушень функції дихання при інших патологічних станах (у тому числі неврологічних хворобах, вадах розвитку тощо).
Спірометрія здійснюється за допомогою медичного приладу — спірометра.
Історія Перші спроби дослідження вентиляційних можливостей людини датуються періодом 129—200 рр. н. е., коли Клавдій Гален проводив досить кропіткі експерименти з вивчення вдиху і видиху у хлопчиків, які надували який-небудь міхур, таким чином виявивши, що об'єм видутого газу залишався незмінним. Ходош Э. М. Очерк по эволюции спирометрии. //Новини медицини та фармації. № 6(404), 2012 р.
У 1681 р. Джованні Альфонсо Бореллі намагався виміряти об'єм повітря, що видихався при одному вдиху. Він узяв циліндричні трубки, частково заповнені водою, і всмоктував з них воду. За кількістю води він вираховував об'єм легеневого повітря. Ця техніка виявилася важливою для одержання параметрів легеневих об'ємів. Понад те, Бореллі вперше під час експерименту затискав досліджуваному ніздрі.
У 1813 р. використовував простий прилад — «Pulmometer» — для вивчення вентиляційного об'єму при різних захворюваннях людини. «Pulmometer» являв собою перевернутий скляний ковпак, який стояв у воді. На його вершині був отвір для дихання з вбудованим контролюючим краном.
До 1902 року всі прилади для вивчення дихальних об'ємів базувалися на принципі витіснення води повітрям, яке видихається з легенів. у 1902 році став першим, хто розробив т. зв. «сухий спірометр» з перетворювачем повітряного потоку (), а сухий спірометр, розроблений у 1925 році Fleisch використовувався до кінця 20 століття (тобто до впровадження автоматичних електронних спірографів).
У 1934 році , який не займався власне спірографічними дослідженнями, акцентує увагу на ролі емфіземи легенів у формуванні бронхіальної обструкції та уводить поняття патологічного мертвого простору.Christie R.V. The elastic properties of the emphysematous lung and their clinical significance //J. Clin. Invest. — 1934. — 13. — 295—321.
також не розробляв спірографічної апаратури, але у 1947 році він увів до клінічної практики параметр, який реєструється спірографічно — співвідношення об'єму форсованого видиху за 1 секунду (ОФВ1) до життєвої ємності легенів (ЖЄЛ) та визначив його клінічне значення (індекс Тіффно, або індекс Тіффно-Пінеллі).Tieffeneau R., Pinelli A. Air circulant et air captive dans l'exploration de la function ventilatrice pulmonaire //Paris Med. — 1947. — 37. — 624—628
Після тривалих років еволюції були створені спірометри закритого типу, тобто такі, що вимірюють легеневі об'єми з використанням закритого повітряного контуру (в якому дихання здійснюється у замкненому просторі), а зміни об'єму легенів реєструються за зміною об'єму повітря у циліндрі, з'єднаному з відкаліброваним барабаном, який обертається. У спірометрах відкритого типу (коли пацієнт дихає звичайним повітрям з приміщення) використовується пневмотахограф, який являє собою трубку зі штучно модульованим опором повітряному потоку, з'єднану з двох боків з манометром, що реєструє зміни тиску.
В сучасних пневмотахографах опір повітряному потоку може бути створений у вигляді паралельних пластин (система Флейша) або у вигляді сітки (система Ліллі). Більш сучасні спірометри побудовані на датчиках турбінного типу.
Показання
Спірометрія дозволяє швидко та об'єктивно оцінювати стан функції зовнішнього дихання і може бути призначена у випадках: підозра на бронхообструктивні захворювання, в першу чергу — хронічне обструктивне захворювання легенів та бронхіальна астма; інші легеневі (не обструктивні) захворювання; хронічний кашель; часті застудні захворювання; задишка під час фізичного навантаження та у спокої; куріння (особливо в осіб старше 40 років); вазомоторний риніт; професійні шкідливості (пил, хімічні речовини тощо); перед плановими оперативними втручаннями (лапаротомія, торакотомія, тривала загальна анестезія); вік старше 70 років; ожиріння; оцінка ефективності бронхолітичних засобів; оцінка ступеня тяжкості бронхіальної астми; встановлення ступеня непрацездатності.
Окрім наведених вище станів, спірометрія може бути потрібна у випадках діагностики порушень дихання при: міастенії; патології скелету (вроджені аномалії — «лійкоподібна» грудна клітка, сколіоз, кіфоз, наслідки переломів ребер та/або хребців після їх консолідації); ревматичних захворюваннях (анкілозуючий спондилоартрит).
Показання до спірометрії дуже численні, тому в стандартах їх розділено на кілька основних груп:https://empendium.com/ua/chapter/B27.8.3.123. Проведення спірометрії відповідно до стандартів American Thoracic Society i European Respiratory Society 2019 Діагностика: підозра на респіраторне захворювання (наприклад, на підставі клінічних симптомів або неправильних результатів інших додаткових досліджень); оцінка тяжкості респіраторного захворювання; оцінка прогнозу в осіб із діагностованим респіраторним захворюванням; скринінг для осіб із підвищеним ризиком респіраторних захворювань; періопераційна оцінка ризику. Моніторинг: оцінка відповіді на лікування або реабілітацію; моніторинг прогресування захворювання і його загострень; моніторинг наслідків впливу шкідливих агентів, в тому числі ятрогенних (наприклад, лікарських засобів, що мають шкідливий вплив на дихальну систему — аміодарон). Оцінка інвалідності: оцінка функції дихальної системи для страхових або юридичних цілей. Інші: наукові дослідження (зокрема епідеміологічні); оцінка працездатності та моніторинг функції легенів у професіях високого ризику (дія шкідливих виробничих чинників); оцінка стану здоров'я перед виконанням фізичної активності, що створює ризик для дихальної системи (наприклад, дайвінг).
Протипоказання У рекомендаціях, опублікованих і оновлених у 2019 році, зазначені лише відносні протипоказання до спірометрії (про абсолютні не згадується).https://www.atsjournals.org/doi/full/10.1164/rccm.201908-1590ST Standardization of Spirometry 2019 Update. An Official American Thoracic Society and European Respiratory Society Technical Statement
Згідно рекомендацій та (2019 р.) вважаються відносними наступні протипоказання: пов'язані з підвищеним навантаженням на серце або впливом на артеріальний тиск: інфаркт міокарду протягом останнього тижня (допускається виконання дослідження не раніше, ніж через 1 тиждень після інфаркту міокарда за умови, що стан пацієнта є стабільним), артеріальна гіпотензія або тяжка артеріальна гіпертензія, клінічно значущі/симптоматичні аритмії, декомпенсована серцева недостатність, неконтрольована легенева гіпертензія, гостре легеневе серце, клінічно нестабільна тромбоемболія легеневої артерії, синкопальні стани, пов'язані з форсованим видихом/кашлем в анамнезі, нестабільна стенокардія; пов'язані з підвищенням внутрішньочерепного і внутрішньоочного тиску: церебральна аневризма, нейрохірургічна операція впродовж останніх 4 тижнів, нещодавній струс головного мозку з наявними симптомами, нещодавно перенесене відшарування сітківки (2 місяці після операції), недавня офтальмологічна операція (окулопластика — 2 тижні, лікування склистого тіла — 2 місяці, операція в передній частині ока — 6 місяців); пов'язані з підвищеним тиском у приносових пазухах і середньому вусі: операція або інфекція приносових пазух або середнього вуха протягом останнього тижня; пов'язані з підвищеним тиском у грудній клітці або черевній порожнині: пневмоторакс, торакохірургічна операція впродовж останніх 4 тижнів, абдомінальна операція впродовж останніх 4 тижнів, пізній термін вагітності або вагітність із цервікальною недостатністю та в стані прееклампсії; пов'язані з ризиком передачі інфекції: активне інфекційне захворювання або підозра на нього (включаючи туберкульоз), об'єктивні симптоми, які сприяють передачі інфекції (кровохаркання, відкашлювання великої кількості секрету, зміни в ротовій порожнині або кровотеча з ротової порожнини); інші: патологічні стани, які впливають на результат дослідження (наприклад, неконтрольований нападоподібний кашель), ранній післяопераційний період після оперативного втручання на органах черевної порожнини або грудній клітці (унеможливлює правильне виконання дослідження).
За даними вітчизняної літератури спірометрія, окрім відносних, має такі абсолютні протипоказання: гемодинамічна нестабільність; інфаркт міокарда або тромбоемболія легеневої артерії давністю менше одного місяця; нестабільна стенокардія; пневмоторакс (давністю менше двох тижнів від усунення); кровохаркання, яке нещодавно розвинулося; внутрішньогрудна, абдомінальна або церебральна аневризма значних розмірів; внутрішньочерепна гіпертензія; гостре відшарування сітківки ока.
Варто відзначити, що наявність аневризм аорти тепер не є протипоказанням — цю зміну було введено на основі досліджень, що оцінювали безпеку спірометрії у кількох сотень пацієнтів з аневризмами черевної аорти розміром 5–13 см або аневризмами грудної аорти розміром 5–8 см, в результаті яких не виявлено ускладнень.
Окрім того, слід враховувати інші чинники, що стосуються пацієнта: наявність свіжої травми грудної клітки (забої м'яких тканин, переломи ребер), больовий синдром різної етіології (торакалгія), нездатність щільно охопити губами мундштук (наслідки периферичного парезу або мозкового інсульту), нездатність пацієнта до співпраці з лікарем — усі ці фактори не дозволяють виконати дихальний маневр правильно та унеможливлюють одержання коректних результатів дослідження.
Можливі ускладнення Спірометрія зазвичай добре переноситься пацієнтами і рідко (приблизно 5/10 000) викликає значні побічні ефекти — найчастіше синкопе або пресинкопе і аритмії, які самостійно минають і не потребують лікування. Однак дослідження має навантажувальний характер і може бути виснажливим для пацієнта. Під час маневрів (особливо форсованого видиху) відбуваються значні коливання інтраторакального тиску, що, зокрема, впливає на венозне повернення і артеріальний тиск. Дослідження завжди слід припинити, щойно пацієнт повідомить про біль у грудній клітці або інші тривожні симптоми. Ризик побічних ефектів для кожного окремого пацієнта завжди слід розглядати в контексті потенційних переваг проведення спірометрії.
Ускладнення при виконанні спірометрії більш імовірні при ігноруванні наявних протипоказань.
Окрім того, навіть у пацієнта без протипоказань може виникнути запаморочення внаслідок гіпервентиляції, парадоксальний бронхоспазм, неутримання сечі через підвищення внутрішньочеревного тиску (частіше у жінок).
Обладнання
На теперішній час (вересень 2023 року) у медичній практиці найпоширенішими є електронні цифрові спірометри, які автоматизують розрахунки та максимально спрощують дослідження. Датчики приладів різних виробників можуть бути побудовані на різних принципах: на основі диференційного манометра, турбінні, термокондуктометричні, ультразвукові. Станом на 2016 рік в Україні були доступні для медичного використання такі спірометричні прилади: на основі трубки Флейша: комп'ютерний спірографічний комплекс «Спіроком» (виробництва ХАІ-Медика, Україна), спірометр «Пульмовент-1.002» (виробництва ТОВ «Сенсорні системи», Україна), спірометр СМП-21/01-Р-Д (виробництва «Нейрософт», РФ);