Что такое бодиплетизмография и зачем она нужна

Что не видит спирометрия

Спирометрия — самый распространённый способ проверить функцию внешнего дыхания: пациент делает форсированный выдох в трубку, аппарат считает объём и скорость воздушного потока. Но у метода есть структурное ограничение: спирометр умеет измерять только тот воздух, который человек может выдохнуть. Часть воздуха в лёгких после максимального выдоха всё равно остаётся — и именно этот остаток спирометрия «не видит» в принципе, а не потому, что прибор недостаточно точный.

Это не мелочь. При хронической обструктивной болезни лёгких (ХОБЛ), бронхиальной астме и ряде других состояний часть воздуха задерживается в лёгких за счёт раннего спадения или сужения бронхов — так называемые «воздушные ловушки». Пациент может показывать почти нормальные цифры на спирометрии и при этом иметь выраженное перерастяжение лёгких, которое спирометр физически не способен зафиксировать.

Бодиплетизмография — метод, который измеряет весь объём воздуха в грудной клетке, включая ту часть, что остаётся после самого полного выдоха. Среди методов функциональной диагностики он делает это напрямую — без вдыхания индикаторных газов и без расчётных допущений о «непровентилированных» зонах лёгкого.

Что измеряет бодиплетизмограф

За одно исследование бодиплетизмограф даёт врачу три группы показателей, которые в сумме описывают лёгкие полнее, чем любой другой метод функциональной диагностики по отдельности.

• Лёгочные объёмы. Внутригрудной объём газа (ВГО, англ. TGV) — сколько воздуха реально находится в грудной клетке в момент измерения; функциональная остаточная ёмкость (ФОЕ, FRC) — объём после спокойного выдоха; остаточный объём (ОО, RV) — то, что остаётся после максимального выдоха; общая ёмкость лёгких (ОЕЛ, TLC) — сумма всех объёмов. Именно ОО и ОЕЛ спирометрия рассчитать не может в принципе.
• Сопротивление дыхательных путей. Bronchial resistance (Raw) и его удельная форма sRaw, а также обратные им показатели проводимости Gaw и sGaw — насколько легко воздух проходит через бронхи. Эти параметры реагируют на сужение бронхов быстрее и заметнее, чем скоростные показатели спирометрии, и остаются информативными даже тогда, когда пациент не может выполнить форсированный выдох качественно.
• Показатели дыхательной механики. Максимальное давление на вдохе и выдохе (MIP/MEP) и давление окклюзии за 0,1 секунды (P0.1) — они характеризуют силу дыхательной мускулатуры и центральный респираторный драйв.

Современные системы, включая Cosmed Q-box, объединяют бодиплетизмографию со спирометрией в одном приборе и одном сеансе, а опционально — с диффузионным тестом (DLCO), который оценивает, как кислород проходит через альвеолярно-капиллярную мембрану, и с методикой форсированных осцилляций (FOT) для пациентов, которые не могут выполнить активные дыхательные манёвры.

Как устроен и работает прибор

В основе метода — закон Бойля: при постоянной температуре произведение давления и объёма газа постоянно. Пациент садится в герметичную кабину постоянного объёма, берёт в рот загубник, соединённый с датчиком потока и давления, и дышит. В нужный момент врач на короткое время перекрывает заслонку в дыхательном контуре, и пациент выполняет лёгкие частые дыхательные движения — «панты» — против закрытой заслонки.

Пока заслонка закрыта, грудная клетка пациента работает как поршень внутри герметичного объёма кабины: любое изменение объёма грудной клетки при дыхательном усилии вызывает обратное по знаку изменение давления в кабине. Сопоставляя изменение давления во рту (оно приравнивается к альвеолярному давлению) и изменение давления в кабине, аппарат по закону Бойля рассчитывает истинный объём газа в грудной клетке — без единого вдоха постороннего газа и без предположений о том, вентилируется ли каждый конкретный участок лёгкого.

Кабина современного бодиплетизмографа — это не просто прозрачный ящик. У Cosmed Q-box, например, стенки собраны из стекла и алюминиевого каркаса с герметичным уплотнением, дверь открывается на 180° для удобной посадки маломобильного пациента, а держатель загубника регулируется по высоте и освобождается одним движением, если пациенту нужно быстро выйти. После закрытия двери прибору требуется время на термостабилизацию воздуха внутри кабины — обычно от 30 секунд до двух минут, — прежде чем начинать измерение: перепад температуры между выдыхаемым воздухом и воздухом кабины исказил бы результат.

Чем метод отличается от других способов измерить объём лёгких

Кроме бодиплетизмографии, объёмы лёгких можно оценить методами разведения газов — вымыванием азота при дыхании чистым кислородом (open-circuit nitrogen washout) или разведением гелия в замкнутом контуре (closed-circuit helium dilution). Оба метода дают результат только по тому воздуху, который реально сообщается с дыхательными путями и участвует в газообмене за время теста.

Это принципиальное отличие. При обструктивных заболеваниях часть лёгкого вентилируется плохо или не успевает провентилироваться за время теста — газ-индикатор просто не доходит до этих зон. Бодиплетизмография, в отличие от газовых методов, измеряет весь объём грудной клетки целиком, включая невентилируемые и слабо вентилируемые участки. Поэтому у пациента с выраженной бронхиальной обструкцией объём, измеренный бодиплетизмографом, оказывается выше объёма, измеренного разведением газов, — и сама эта разница является диагностически значимым признаком воздушных ловушек.

Компьютерная томография грудной клетки показывает структуру лёгочной ткани и тоже может выявить эмфизему или зоны воздушных ловушек, но не измеряет функциональные объёмы и не заменяет функциональный тест — оба метода дополняют друг друга, а не конкурируют.

У самой бодиплетизмографии тоже есть известная методическая особенность: при тяжёлой бронхиальной обструкции метод может несколько завышать измеряемые лёгочные объёмы за счёт того, что давление в ротовой полости во время частого дыхания не полностью отражает альвеолярное давление при очень высоком сопротивлении дыхательных путей. Это не повод отказываться от метода — это нюанс, который врач функциональной диагностики учитывает при интерпретации результата у пациентов с тяжёлой ХОБЛ.

Кому назначают бодиплетизмографию

Показание к исследованию — практически любая ситуация, где спирометрии недостаточно, чтобы понять, что происходит с лёгкими.

• ХОБЛ. Повышение остаточного объёма и отношения ОО/ОЕЛ — один из самых ранних функциональных признаков гипервздутия лёгких, который может опережать заметное снижение скоростных показателей спирометрии. По мере прогрессирования обструкции ОЕЛ, ОО и отношение ОО/ОЕЛ последовательно растут, поэтому метод используют не только для диагностики, но и для того, чтобы проследить динамику болезни и оценить эффект терапии, направленной на уменьшение гипервздутия.
• Бронхиальная астма. Сопротивление дыхательных путей (Raw и sRaw) значимо повышено у пациентов с астмой и вообще с любым свистящим дыханием, а после ингаляции бронходилататора может измениться заметнее, чем скоростные показатели спирометрии, — это делает бодиплетизмографию полезным дополнением к пробе с бронходилататором, особенно когда спирометрия неоднозначна.
• Интерстициальные заболевания и фиброз лёгких. Здесь картина обратная: снижение общей ёмкости лёгких при нормальном соотношении скоростных показателей — типичный рестриктивный паттерн. Бодиплетизмография подтверждает истинное уменьшение объёма лёгких, тогда как спирометрия способна лишь заподозрить рестрикцию по косвенным признакам.
• Подготовка к операциям на лёгких. При отборе кандидатов на резекцию лёгкого или операцию по уменьшению объёма лёгких оценка гипервздутия по остаточному объёму и отношению ОО/ОЕЛ — один из ключевых функциональных критериев, наряду со спирометрией, диффузионной способностью и КТ высокого разрешения.
• Профессиональные заболевания лёгких и общая дифференциальная диагностика одышки. Когда нужно разграничить обструктивный, рестриктивный и смешанный тип нарушений или проверить, не связана ли одышка с профессиональным воздействием на лёгкие, бодиплетизмография — один из первых методов, к которому обращается врач-пульмонолог.

Сами лёгочные объёмы, измеренные бодиплетизмографом, в сочетании со спирометрией укладываются в несколько типовых картин, которые современные интерпретационные стандарты ATS/ERS используют как основу заключения:

Паттерн	ОЕЛ (TLC)	Соотношение ОО/ОЕЛ	Типичная причина
Обструктивный	норма или повышена	повышено	ХОБЛ, бронхиальная астма
Простой рестриктивный	снижена	норма	интерстициальные заболевания, фиброз лёгких
Сложный рестриктивный	снижена	повышено	болезни мелких бронхов с воздушными ловушками, ожирение
Вариант нормы «большие лёгкие»	повышена	норма	индивидуальная особенность, часто у тренированных людей

Отдельно эту границу проводят у пациентов с ожирением и мышечной слабостью дыхательной мускулатуры — у них ОЕЛ и ОО меняются по-своему и требуют отдельной трактовки, поэтому окончательное заключение всегда делает врач функциональной диагностики, а не автоматический алгоритм прибора.

Противопоказания и ограничения

Метод неинвазивен и не связан с лучевой нагрузкой, но требует активного участия пациента и определённого времени в замкнутом пространстве, поэтому ограничения касаются прежде всего состояний, при которых это небезопасно или невыполнимо.

• Нелеченый пневмоторакс и недавняя операция на грудной клетке — серьёзные относительные противопоказания: решение принимает лечащий врач, сопоставляя риск изменения давления в плевральной полости с диагностической необходимостью теста.
• Нестабильная гемодинамика, острое тяжёлое состояние пациента.
• Выраженная клаустрофобия, спутанность сознания, невозможность выполнить и скоординировать дыхательный манёвр.
• Установленные устройства, которые мешают герметичности контура или измерению давления, — трахеостомическая или транстрахеальная канюля с постоянной подачей кислорода, плевральный дренаж, перфорация барабанной перепонки.
• Продолжающаяся кислородотерапия, которую нельзя прервать на время теста.

Клаустрофобия на практике — самое частое ограничение не по медицинским, а по психологическим причинам. Действующий протокол исследования прямо предусматривает, что перед закрытием двери оператор показывает и даёт пациенту потренировать дыхательный манёвр вне кабины, а во время исследования врач остаётся в поле зрения пациента через прозрачные стенки. У большинства людей это снимает тревожность настолько, что тест проходит без затруднений.

Как подготовиться к исследованию

• Не курить как минимум 1 час, а лучше несколько часов до исследования.
• Не употреблять алкоголь в течение 4 часов до теста.
• Избегать тяжёлой физической нагрузки в течение 30 минут перед исследованием.
• Не есть плотно за 2 часа до процедуры — переполненный желудок ограничивает подвижность диафрагмы.
• Надеть свободную одежду, которая не сдавливает грудную клетку и живот.
• Сообщить врачу о принимаемых бронхолитиках — по показаниям их отменяют на определённое время перед тестом, чтобы увидеть истинную картину без действия препарата.

Само исследование занимает от 10 до 20 минут в зависимости от того, сколько манёвров потребуется повторить для получения технически приемлемого результата, и сочетается ли бодиплетизмография с другими тестами — спирометрией, диффузионным тестом — в рамках одного визита. Ощущений, кроме лёгкого головокружения от учащённого дыхания, процедура не вызывает и не требует времени на восстановление после себя.

Какое оборудование используют

Cosmed — итальянский производитель из Рима, на рынке функциональной диагностики с 1980 года. Начинал с портативного спирометра Pony, в середине 1990-х выпустил один из первых переносных метаболографов с телеметрической передачей данных, а сегодня выпускает полную линейку оборудования для пульмонологии, кардиореспираторного тестирования и метаболических исследований. Флагманская система в каталоге medbuy.ru — Cosmed Q-box: просторная кабина со стеклянными стенками и алюминиевым каркасом, дверь на 180°, встроенная спирометрия и респираторная механика, опциональные модули DLCO и FOT, программное обеспечение OMNIA с автоматической интерпретацией по актуальным международным нормативам и референсным значениям Global Lung Function Initiative (GLI). Прибор совместим с линейкой Quark PFT и может поставляться как модуль к уже установленной системе, а не только как отдельная кабина.

В том же каталоге представлены модульная система Ganshor PowerCube Body+ с опцией диффузионного теста PowerCube Diffusion+ швейцарского производителя Schiller AG, а также Elite Platinum американской MGC Diagnostics. Все три бренда закрывают разные приоритеты клиники: у Cosmed акцент на модульность и интеграцию с уже установленным парком оборудования, у Ganshorn — компактная измерительная электроника, у MGC Diagnostics производитель отдельно позиционирует уменьшенный объём кабины как способ снизить дискомфорт пациента с клаустрофобией.

Мнение эксперта

Бодиплетизмограф — это оборудование не первой закупки для отделения функциональной диагностики, а следующий шаг после спирометра. Его покупают, когда клиника упирается в реальный клинический вопрос: пациент с одышкой и почти нормальной спирометрией, или пациент с ХОБЛ, которому нужно объективно показать гипервздутие лёгких перед решением об операции. Без бодиплетизмографа такие случаи приходится либо направлять в другой центр, либо ставить диагноз менее точными косвенными методами.

При выборе прибора для клиники я всегда советую в первую очередь думать не о цене кабины, а о том, кто и как часто будет проводить исследование. Если поток пациентов большой и среди них есть маломобильные и пожилые люди, важны и ширина двери, и высота порога, и то, насколько быстро прибор термостабилизируется и калибруется между пациентами, — это напрямую влияет на пропускную способность кабинета. Если в клинике уже стоит система для спирометрии и метаболических тестов того же производителя, модульное решение вроде Cosmed Q-box, которое встраивается в существующий парк, часто выгоднее по деньгам и по обучению персонала, чем отдельно стоящая кабина другого бренда.

Частые вопросы

Чем бодиплетизмография отличается от спирометрии?

Спирометрия измеряет только тот воздух, который человек способен выдохнуть, и не может определить остаточный объём и истинную общую ёмкость лёгких. Бодиплетизмография измеряет весь объём воздуха в грудной клетке, включая воздух, который остаётся в лёгких после максимального выдоха и задерживается в зонах с нарушенной проходимостью бронхов.

Больно ли проходить исследование?

Нет, процедура безболезненна. Пациент дышит через загубник в герметичной кабине, врач просит выполнить определённые дыхательные манёвры. Возможно лёгкое головокружение из-за учащённого дыхания, оно проходит самостоятельно.

Можно ли пройти исследование при клаустрофобии?

В большинстве случаев да. Перед закрытием двери оператор показывает манёвр и даёт его потренировать вне кабины, а во время теста врач остаётся в поле зрения пациента через прозрачные стенки. Абсолютным противопоказанием клаустрофобия не считается, но в тяжёлых случаях врач может выбрать альтернативный метод.

С какого возраста можно проводить бодиплетизмографию?

Метод требует активного и скоординированного участия пациента в дыхательных манёврах, поэтому его обычно проводят у детей старше 5–6 лет и у взрослых. Для младенцев и детей раннего возраста существуют отдельные педиатрические модификации оборудования с меньшим объёмом кабины и другой методикой измерения.

Заменяет ли бодиплетизмография спирометрию?

Нет, оба метода дополняют друг друга. Современные системы, включая Cosmed Q-box, обычно совмещают спирометрию и бодиплетизмографию в одном приборе и проводят оба теста за один визит пациента.

Вывод

Бодиплетизмография — самый прямой способ измерить весь объём воздуха в лёгких, включая ту часть, которую физически не может увидеть спирометрия. Метод не заменяет спирометрию, а расширяет её: вместе они дают полную картину — от скорости воздушного потока до истинных лёгочных объёмов и сопротивления дыхательных путей.

Для отделения функциональной диагностики это оборудование следующего уровня после спирометра — актуальное для пульмонологических центров, отделений подготовки к торакальным операциям и любой клиники, где спирометрии регулярно не хватает, чтобы ответить на клинический вопрос. Все системы для бодиплетизмографии, включая флагманский Cosmed Q-box, собраны в разделе бодиплетизмографы.

Источники

• Технический стандарт Европейского респираторного и Американского торакального обществ (ERS/ATS) по измерению лёгочных объёмов, обновление 2023 года — Criée C.P. et al., European Respiratory Journal, 2023, 62:2201519. pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37500112
• Технический стандарт ERS/ATS по интерпретации результатов исследования функции внешнего дыхания, 2022 год — Stanojevic S. et al., European Respiratory Journal, 2022, 60:2101499.
• «Бодиплетизмография: принципы и клиническое применение» — рабочая группа по бодиплетизмографии Немецкого общества пульмонологии, Criée C.P. et al., Respiratory Medicine, 2011, 105:959–971. pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21356587
• Стандарт ERS/ATS по стандартизации спирометрии, обновление 2019 года — Graham B.L. et al., American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, 2019, 200(8). pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31613151
• Клинические рекомендации Американской ассоциации респираторной помощи (AARC) по бодиплетизмографии, 2001 год. aarc.org
• Официальные технические материалы производителя Cosmed по системе Q-box. cosmed.com