Коллектив авторов - Большая энциклопедия техники

Спирограф – это прибор, позволяющий исследовать функции легких посредством измерения легочных дыхательных объемов.

Сущность работы данного прибора заключается в том, что при присоединении спирографа к дыхательным путям пациента он начинает реагировать на достаточно объемные перемещения воздуха в легкие или из них.

Существует два вида спирографов: первый, когда в одну или обе дыхательные фазы аппарат непосредственно сообщается с атмосферой (открытые спирографы), другой вид – сообщается лишь с самими дыхательными путями (закрытые спирографы).

По сути в устройстве аппаратов разница невелика, единственное, чем они отличаются, – это своей функциональностью.

Простейшим открытым спирографом является водяной. Он состоит из небольшого цилиндра, который полностью заполнен водой, и в нее погружен кверху дном колокол, связанный с регистратором и уравновешенный специальным противовесом. Сам цилиндр имеет внутри себя трубку, один конец которой расположен над уровнем воды под колоколом, а другой конец выведен наружу для подключения к больному. Обследуемый вдыхает воздух, это может производиться как свободным путем, так и с помощью специальных клапанов вдоха, и выдыхает его в образовавшееся пространство под колоколом, вследствие чего колокол поднимается на определенную величину, которая пропорциональна объему выдыхаемого воздуха, и одновременно перемещает перо регистратора.

Помимо водяных спирографов имеются также и сухие, в которых чувствительным элементом служит растяжимый мех, сообщающийся с дыхательными путями, по изменению длины данного меха в процессе дыхания судят о результатах обследования, поскольку изменение длины передается на регистратор.

Принято считать, что основоположником всей спирографии и первым изобретателем настоящего спирографа является Г. Гетчинсон, который сконструировал данный аппарат, в дальнейшем нашедший широкое применение в клинике, и разработал основы представлений о легочных объемах.

При помощи спирографа можно измерить такие величины, как дыхательный объем (объем воздуха, вдыхаемого и выдыхаемого при одном дыхательном цикле), резервный объем вдоха (наибольший объем воздуха, который можно вдохнуть после спокойного вдоха), резервный объем выдоха (наибольший объем воздуха, который можно выдохнуть после спокойного выдоха). Также с помощью спирографа можно исследовать механику дыхания, оценивать ее нарушения и резервы дыхательной функции. Особое значение спирографы имеют для оценки терапевтических воздействий на легкие и при врачебном контроле. Запись глубины дыхания (спирограмма) входит в состав других методов исследования функции легких – оценки растяжимости легких, работы дыхания, реакции на углекислый газ и гипоксию.

Еще в СССР серийно выпускались спирографы открытого типа «Спиро 2-25», который регистрировал во времени объемы дыхания в покое и при умеренной нагрузке обследуемого, и спирометр водяной 18В открытого типа, который измерял объем выдыхаемого воздуха, спирографы закрытого типа Метатест-1 и Метатест-2. Для определения остаточного объема легких выпущен прибор ПООЛ-1. Для общей и раздельной бронхоспирографии выпускают прибор Бронхометатест-1, измеряющий и регистрирующий во времени объемы дыхания и потребление кислорода обоими легкими и каждым легким в отдельности.

Сейчас широко распространились спирографы с элементами вычислительной техники, поскольку они позволяют получать во время исследования большое количество определяемых и рассчитываемых показателей, что сделало спирографию более удобной.

Спирометр – это прибор, при помощи которого можно осуществить измерение дыхательных объемов и жизненной емкости легких для исследования их функций.

Спирометрия отличается от спирографии тем, что при последней измерения дыхательных объемов записываются на спирограмме – графическом изображении полученных результатов.

Таким образом, в литрах или миллилитрах можно измерить следующее: дыхательный объем – вдыхаемый и выдыхаемый воздух при каждом дыхательном цикле; резервный объем вдоха – максимальная величина воздуха после спокойного вдоха; резервный объем выдоха – максимальная величина воздуха после спокойного выдоха; жизненная емкость легких – сумма дыхательного, резервного объема вдоха и резервного объема выдоха; форсированная жизненная емкость легких; функциональная остаточная емкость – количество газа, который находится в легких после спокойного выдоха; остаточный объем легких – разность функциональной остаточной емкости и резервного объема выдоха; общая емкость легких – сумма жизненной емкости легких и их остаточного объема. Именно все вышеперечисленные показатели могут свидетельствовать о тех или иных отклонениях или патологиях дыхательной системы человека. В связи с этим при помощи спирометра можно исследовать механику дыхания, оценивать ее нарушения и резервы дыхательной функции. Спирометрия имеет важное значение для оценки терапевтического воздействия на легкие и при врачебном контроле.

Основоположником спирографии и спирометрии считается ученый Г. Гетчинсон, поскольку он первым сконструировал в 1846 г. первый спирограф, который мог найти свое применение в клинике, также он смог разработать основы представлений о легочных объемах. Но существуют мнения, что спирометр был изобретен гораздо раньше, чем спирограф, это связано с тем, что спирометр по своей конструкции мало чем отличается от спирографа и одновременно является наиболее простым по своей сути.

Сама процедура измерения и исследования легких пациента является нетравматичной. Исследование проводится натощак или же через 3—4 ч после легкого завтрака. Испытуемому вводят загубник, посредством которого происходит контакт пациента с аппаратом, при этом на нос накладывается зажим. Обследуемому предлагают сделать максимально глубокий вдох, после которого следует полный глубокий спокойный выдох. Затем пациенту предлагается сделать максимально глубокий форсированный вдох, а потом – полный форсированный выдох.

После небольшого перерыва пациент дышит в течение нескольких минут смесью воздуха и гелия, который используется в роли индикатора для расчета таких показателей, как функциональная остаточная емкость, остаточный объем легких и общая емкость легких, а также равномерность альвеолярной вентиляции.

В том случае, если происходит снижение большой части показателей спирометрии в среднем на 20% от функциональных норм, это расценивается как признак патологии. Также неблагоприятным симптомом является увеличение показателей остаточного объема легких и функциональной остаточной емкости. Еще по результатам спирометрии распознается наличие и выраженность рестриктивных (рестрикция – затруднение растяжения легких и грудной клетки) и обструктивных (обструкция – ухудшение проходимости дыхательных путей) нарушений.