Новый принцип диагностики нарушений проницаемости альвеолярно6капиллярной мембраны

Установлена взаимосвязь между интегральной измеряемой концентрацией СО в выдыхаемом воздухе – Cm (ppm), диффузионной способностью мембраны – Dm (мл / мин / мм рт. ст.), альвеолярным объемом легких – Va (л) и общим «мертвым» объемом – Vd (л), (анатомический + приборный), при этом приняты во внимание следующие основные спирометрические параметры: дыхательный объем – Vt (л), полное время респираторного цикла – Vt (л) при различных режимах дыхания и концентрация СО – Ce (ppm) во вдыхаемом воздухе. Целью исследования явился расчет Dm и Va при использовании известных значений концентрации СО.

Материалы и методы. Предварительно были рассчитаны значения выдыхаемой концентрации СО и проведен анализ экспериментальных показателей здоро"
вого добровольца со следующими должными значениями: Dm = 60; Va = 7,0. Решение обратной задачи (система 2 алгебраических уравнений), т. е. вычисление реальных значений Dm и Va выполнено с учетом экспериментальных данных.

Результаты и обсуждение. При Ce = 0,42 и Vd = 0,3 в эксперименте при спонтанном дыхании (Vt = 1,0; Tc = 6) Cms = 1,44. При глубоком форсированном дыхании (Vt = 5,0; Tc = 6) Cmf = 1,17, после задержек дыхания на время T – 5, 10, 15, 25 с Cmt = 1,75; 1,99; 2,11; 2,24 соответственно. Расчетные значения концентрации СО отличаются от экспериментальных данных на ≤ 10 %. Решение обратной задачи определяется 2 безразмерными параметрами: Rs = (Cmf – Ce) / (Cms – Ce); Rt = (Cmt – Ce) / (Cmf – Ce). Значения Dm и Va, рассчитанные по экспериментальным данным, отличаются от должных значений на ≤15 %. Для рутинных расчетов разработана интерактивная система (калькулятор), позволяющая решать обратную задачу в режиме реального времени.

Заключение. Полученные результаты могут быть положены в основу разработки нового метода оценки Dm и Va без использования баллонов с тестовыми газовыми смесями.

1. Бабарсков Е.В., Степанов Е.В., Шулагин Ю.А., Черняк А.В., Айсанов З.Р., Чучалин А.Г. Перспективы измерений эндогенного монооксида углерода (СО) в выдыхаемом воздухе. Пульмонология. 2013; 3: 56–61.

2. Шулагин Ю.А., Степанов Е.В., Чучалин А.Г. и др. Лазерный анализ эндогенной моноокиси углерода в выдыхаемом воздухе. В кн.: Труды Института общей физики РАН. М.: Наука; 2005. Т. 61: 135–188.

3. Roughton F., Forster R. Relative importance of diffusion and chemical reaction rates in determining rate of exchange of gases in the human lung, with special reference to true diffusing capacity of pulmonary membrane and volume of blood in the lung capillaries. J. Appl. Physiol. 1957; 11: 290–302.

4. Guenard H., Varene N., Vaida P. Determination of lung capillary blood volume and membrane diffusion capacity in man by the measurements of NO and CO transfer. Respir. Physiol. 1987; 70: 113–120.

5. Hou, Gheorghiu, Huxley, Pfeifer. Suppoorting Text S1. Description of physiological data and model computations. Journal.pcbi.1000902.s001.doc

6. Стандартизация легочных функциональных тестов. Европейское сообщество стали и угля. Люксембург, 1993. Пульмонология: прил. 1993.

7. Macintyre N., Crapo R.O., Viegi G. et al. Standardisation of the single"breath determination of carbon monoxide uptake in the lung. Eur. Respir. J. 2005; 26: 720–735.