Методы функциональной диагностики и патологии на протяжении нескольких десятилетий являются актуальными вопросами клинической медицины. Успехи, достигнутые в этой области, весьма значительны. Разработаны многочисленные новые, физиологически обоснованные методы функционального исследования отдельных органов и систем и с помощью этих методов получены ценные данные в отношении изучения в функционально-патологическом аспекте различных форм заболеваний. Методы фунциональной диагностики появились со времен развития функционального компонента, появившегося в упоминании со времен Гарвея. Но первым кто обратил внимание на необходимость исследования функциональной диагностики системы внешнего дыхания был Лаэнек в 1819 г. Он предложил пробу с задуванием свечи. Первый спирограф был создан в 1846 г. Гетчинсоном, он позволял измерить жизненную емкость легких, дыхательный объем, резервный объем вдоха и выдоха. Это было исследование статических легочных объемов и емкостей. В 1923 г. был изобретен первый пневмотахограф. Исследователи обратили внимание на изменение скорости воздушного потока при эмфиземе, бронхиальной астме и других обструктивных нарушениях внешнего дыхания. Одним из первых и эффективных методов в начале 50-х годов прошлого века являлся метод Дугласа - Холдейна. Суть его состояла в определении минутного объема дыхания, состава альвеолярного воздуха и расчете дыхательного коэффициента. Метод расчета дыхательного коэффициента построен на определении газового состава выдыхаемого воздуха, причем исследуемый дышит атмосферным воздухом. Зная газовый состав атмосферного воздуха, исследовав газовый состав выдыхаемого воздуха и определив количество вентилируемого воздуха, можно рассчитать количество поглощенного кислорода и выделенной углекислоты, а по их соотношению и дыхательный коэффициент. Исследование требовало проведения двух десятиминутных проб. И повторялось для достоверности два, а то и три раза. Возможная ошибка составляла +- 10%.
В дальнейшем приборы совершенствовались и появился пневмотахограф Вотчала который можно использовать в лабораторной практике. Методика позволяла определить мощность воздушной струи в литрах в секунду. Принимающая часть прибора состоит из трубы с диафрагмой посередине. По обе стороны от диафрагмы отходит по боковой трубке. При прохождении воздушного потока по трубе перед диафрагмой создается положительное давление, за ней - отрицательное. Между боковыми трубками создается разница давлений, стоящая в известной зависимости от скорости воздушного потока. Она регистрируется пневматическим путем, посредством дифференциальной капсулы Франка. Вся аппаратура калибруется потоками воздуха известной скорости.
В это же время был изобретен метод петля потока объема. Где на взаимно перпендикулярных осях откладываются мощность воздушной струи и жизненная емкость легких. Был изобретен прибор пикфлоуметр, позволявший измерять пиковые скорости потока выдыхаемого воздуха. Но методика имеет свои недостатки и справедлива лишь в том случае если диагноз обструктивного заболевания клинически ясен т.к. при этом исследовании не учитывается легочное сопротивление. Этот метод повторял опыт Лаэнека со свечой. Но все эти методы зависят от многих субъективных внелегочных факторов. И нельзя забывать что все эти пробы справедливы когда учитывается общая клиническая картина. Остаточный объем легких впервые был измерен в 16 веке, клинического же определения его еще не было. Практически применили его в 50-х годах прошлого века. Сущность этого метода состоит в том, что по изменению концентрации газа в известном объеме в результате его смешения с воздухом, оставшимся в легких после нормального выдоха, можно рассчитать функциональную остаточную емкость. Широкое распространение получил метод закрытой системы с газом-индикатором гелием.
Прибор состоит из двух блоков: спирографа и газового анализатора. Пациент дышит комнатным воздухом разбавленным гелием. Через ряд формул ведется расчет показателей остаточного объема легких. Но развитие методов оценки функционального состояния больных с патологией легких идет по пути повышения точности и объективности получаемых данных. В связи с этим стали использовать метод общей плетизмографии. Впервые в нашей стране исследование было проведено на плетизмографе фирмы «ERICH JAEGER». В плетизмографе чувствительные преобразователи давления, усиливают изменения давления, возникающие в кабине в результате дыхательных движений обследуемого. Отношение колебаний давления в кабине, пропорциональных изменениям альвеолярного давления, к скорости воздушного потока, дает возможность определить бронхиальное сопротивление, а после перекрытия дыхательной трубки, применив закон Бойля - Мариотта, можно рассчитать их давление в бронхах и давления в кабине, внутригрудной объем газа. Исследование занимает не более 5 минут и результаты не зависят от усилия больного. Случайная ошибка составляет +-5% .
Но старые методы и аппараты утратили свою значимость в исследованиях аппарата внешнего дыхания. В настоящее время применяется новый аппарат в обрамлении уже существующего метода плетизмографии. Он объединил в себе все пробы, функциональные показатели и расчеты от прошлых методов исследования и явился прибором синтеза старых и новейших технологий.
Сейчас в клиниках СГМУ работает такой пульмонологический комплекс MASTER LAB PRO немецкой фирмы ERICH JAEGER, состоящий из двух установок: бодиплетизмографа и диффузиометра на базе персонального компьютера Pentium 200. Эта комбинация обеспечивает практически максимально возможное на настоящее время исследование функций внешнего дыхания у пациента. На бодиплетизмографе определяют: стандартную спирографию, пневмотахографию, аэродинамическое сопротивление дыхательных путей, структуру общей емкости легких, мышечные усилия на вдохе и выдохе, статическую и динамическую растяжимость легких; проводят бронхолитические и бронхоконстриктивные пробы.
Краткий анализ на примере данной аппаратуры позволил сделать некоторые выводы:
Новый прибор плетизмографии использует те же показатели и функции бронхолегочной системы что и старая аппаратура, но учитывается и расчет ведется по большему количеству параметров
Применяется без нагрузки для пациента, более простая методика подготовки пациента к исследованию и его проведение.
Намного повысилась быстрота проводимого исследования и оценки результатов, точность обработки данных и действия лекарственных препаратов.
Первые методы исследования требовали длительной подготовки, на сегодняшний день это проводится быстрее.
Подводя итоги выше сказанному следует отметить, что несмотря на прогресс исследований в области внешнего дыхания, методики подчиняются общим законам философии т.е. развиваясь в одном направлении движутся по спирали, дополняя старые методики более совершенной вычислительной техникой.