Кривые форсированного выдоха (ФВ).

 

Для традиционной спи­рографии наиболее важным показателем является жизненная ем­кость легких (ЖЕЛ). Чтобы измерить ЖЕЛ, пациент после спокой­ного дыхания должен сделать максимальный вдох, а затем как можно более полный выдох. Для определения наиболее информа­тивных скоростных показателей легочной вентиляции пациент должен выполнять выдох с максимально возможной скоростью. Объем воздуха, который способен выдохнуть пациент при максимально быстром и полном выдохе после полного вдоха, получил название форсированной жизненной емкости легких (ФЖЕЛ, ил FVC - forced vital capacity expiratory), или объема форсированного выдоха - ОФВ (рис. 3).

Рис 3. Спирограмма экспираторного маневра.

 

При массовом обследовании ограничиваются вычислением следующих характеристик форсированного выдоха:

· форсированной (экспираторной) жизненной емкости легких ФЖЕЛ;

· объема форсированного выдоха за первую секунду (ОФВ1 или FEV1 -forced expiratory volume after 1 second);

· индекса Тиффно - отношения ОФВ1/ФЖЕЛ, %, являющегося основным показателем экспираторного маневра (существенно уменьшается при обструктивном синдроме);

· пиковой объемной скорости выдоха (ПОС_ВЫД, или PEF — реас expiratory flow);

· скорости выдоха в момент времени, когда выдохнуто 25, 50, 75% от ФЖЕЛ (соответственно - МОС_25%, МОС_50%, МОС_75%, или MEF₂₅, MEF₅₀, MEF₇₅ - maximal expiratory flow at 25, 50, 75% of FVC);

· средней объемной скорости выдоха на уровне 25...75% от ФЖЕЛ (СОС_25-75%, или FEF_{25 -75}). Этот показатель менее других зависит от произвольных усилий пациента и более объективно от­ражает проходимость бронхов.

 

Для некоторых из перечисленных характеристик имеются уравнения регрессии, с помощью которых определяются должные величины (здесь В - возраст в годах, Р - рост в сантиметрах):

 

Для мужчин:

 

ФЖЕЛ = 0,0592∙Р - 0,025∙В - 4,241;

ОФВ1 = 0,037∙Р-0,028∙В- 1,59; (1)

 

Для женщин:

 

ФЖЕЛ = 0,046∙Р- 0,024∙В -2,852;

ОФВ1 = 0,0267∙Р-0,027∙В-0,54. (2)

 

Таким образом, имеется возможность сравнить истинные пока­затели И с должными Д, например в виде процента отклонения истинного показателя от должного:

(3)

Для диагностики представляют определенный интерес также кривые изменения объемной скорости выдыхаемого воздуха V(t) от времени (рис. 4), которые могут быть получены либо непосред­ственно от пневмотахографических датчиков объемной скорости, либо косвенно, дифференцированием спирографических кривых форсированного выдоха V(t). Причем возможно и численное диф­ференцирование и интегрирование кривых форсированного выдо­ха. Известно, что операция дифференцирования может существен­но увеличивать высокочастотные шумовые составляющие, неиз­бежно присутствующие в зарегистрированных сигналах, в связи с чем необходимо принять соответствующие меры. Одной из таких мер является сглаживание кривых и тщательная фильтрация сиг­налов, которую можно выполнить как в аналоговой, так и в циф­ровой области. Последняя имеет ряд преимуществ перед аналого­вой: высокую помехоустойчивость, высокую точность преобразо­вания сигналов, гибкое изменение параметров фильтра при изме­нении алгоритмов и программ фильтрации.

На характеристики цифрового фильтра, в отличие от функ­циональных узлов аналоговой техники, не влияют большинство источников погрешностей, например, нестабильность источников питания, колебания температуры, старение компонентов и др. Ко­нечно, в цифровых фильтрах проявляются специфические погреш­ности обработки, связанные с неизбежным округлением коэффициентов, квантованием исходных сигналов (что приводит к появ­лению шума квантования) и частотными искажениями дискрети­зации.

Рис. 4. Кривые форсированного выхода и объемной скорости.

 

Указанные преимущества цифровых фильтров в полной мере реализуются при анализе низкочастотных сигналов, получаемых в результате медицинских обследований. Эти сигналы могут значи­тельно искажаться аналоговыми схемами из-за дрейфа параметров, в особенности это относится к спирографическим исследованиям, где информативная граница спектра сигнала не превышает 20...40 Гц.