Методы обследования при заболеваниях дыхательной системы с точки зрения внутренних болезней
Благодаря детальному сбору анамнеза, тщательному физическому обследованию и результатам основных гематологических и биохимических исследований обычно удается поставить предварительный диагноз и определить круг заболеваний для дифференциальной диагностики. Однако для подтверждения диагноза и/или мониторирования течения болезни обычно требуется ряд дополнительных исследований.
а) Визуализирующие методы исследования:
1. Обзорное рентгенологическое исследование органов грудной клетки. Данное исследование проводят у большинства пациентов с подозрением на заболевание органов грудной клетки. По рентгенограмме в прямой (РА) проекции можно оценить состояние легочных полей, сердца, средостения, сосудистых структур и грудной клетки (рис. 1). Дополнительные сведения удается получить из рентгенограммы в боковой проекции, особенно если подозреваемый патологический очаг находится за тенью сердца или глубоко в диафрагмальном синусе.
Рисунок 1. Нормальная рентгенограмма органов грудной клетки. Легочный рисунок составляют разветвляющиеся и сужающиеся линии, выходящие из корней легких. В местах, где дыхательные пути и сосуды повернуты к рентгеновской пленке, они могут отражаться в виде колец или кругов (см. верхнюю часть корня правого легкого). Лопатки могут заходить на легочные поля; для того, чтобы не перепутать костные структуры с тенями в легких, прослеживайте границу костных структур. Чтобы проверить на наличие гиперинфляции, посчитайте ребра; если сзади над диафрагмой различимо более 10 ребер, легкие перераздуты.
Подход к описанию рентгенограмм органов грудной клетки приведен в табл. 2, а распространенные патологические изменения приведены в табл. 3.
Затемнение может быть обусловлено скоплением жидкости, спадением доли легкого или уплотнением его ткани. Неосложненное уплотнение не должно изменять положение средостения, а наличие воздушной бронхограммы свидетельствует о проходимости проксимальных бронхов. Ателектаз (сопряженный с обструкцией долевого бронха) сопровождается потерей объема и смещением средостения в сторону пораженного участка (рис. 2).
Рисунок 2. Рентгенологические признаки долевого ателектаза, вызванного обструкцией бронха. Пунктирная линия на рисунках обозначает нормальное положение диафрагмы. Темно-розовым цветом обозначена область затемнения, наблюдающаяся при рентгенологическом исследовании
Наличие кольцевидных теней (поперечный срез утолщенных бронхов), «трамвайных рельсов» (боковой срез утолщенных бронхов) или трубчатых теней (бронхи, заполненные секретом) говорит о бронхоэктазии, однако при бронхоэктазах КТ является намного более чувствительным исследованием по сравнению с обычной рентгенографией. О присутствии жидкости в плевральной полости свидетельствует плотная тень в базальных отделах, которая у пациента в вертикальном положении поднимается к подмышечным впадинам. При массивной эмболии легочной артерии относительное малокровие может приводить к тому, что легочное поле будет выглядеть аномально темным.
2. Компьютерная томография. С помощью КТ получают детальные изображения паренхимы легких, средостения, плевры и костных структур. Воспроизводимый диапазон плотности можно регулировать для того, чтобы просматривать различные структуры, такие как легочная паренхима, сосудистые структуры средостения или костная ткань. Компьютерная обработка поперечных срезов позволяет распознавать продольное распространение патологических изменений, в то время как фронтальная проекция отражает краниокаудальный срез. В случаях предполагаемого злокачественного новообразования легкого КТ занимает центральное место как в диагностике, так и в определении стадии заболевания, а также облегчает проведение чрескожной пункционной биопсии.
С помощью КТ устанавливают степень и характер утолщения плевры (см. рис. ниже) и с уверенностью дифференцируют плевральный и перикардиальный жир и другие патологические изменения. Тонкий срез при КТВР позволяет получать детальные изображения легочной паренхимы и особенно полезен при оценке диффузных паренхиматозных заболеваний легких (см. рис. ниже), точно отображая утолщение стенок бронхов, бронхоэктазы (см. рис. ниже) и эмфизему (см. рис. ниже).
На изображении, полученном при компьютерной томографии органов грудной клетки, отмечаются правостороннее утолщение плевры и связанный с ним паренхиматозный тяж
Идиопатический легочный фиброз. На изображениях, полученных при КТ высокого разрешения, с типичной картиной заболевания визуализируются двусторонние ретикулярные затемнения преимущественно в базальных отделах и на периферии, сопровождающиеся формированием «сотового легкого» на более поздних стадиях. А — прямая передняя проекция. В — поперечный срез.
Компьютерная томограмма при бронхоэктазах. Обширные участки расширения бронхов с утолщенными стенками (указаны стрелками) в нижних долях обоих легких
Выраженная эмфизема. Компьютерная томография высокого разрешения, демонстрирующая эмфизему, наиболее выраженную в нижней доле правого легкого
Возможна оценка относительного вклада конкурирующих заболеваний в выраженность одышки у пациента. При дифференциальной диагностике изображений, полученных в положении лежа на спине, заднебазальные отделы в зависимости от массы тела могут раскрываться не в полном объеме, и тогда можно использовать изображения, полученные в положении лежа на животе.
КТ-ангиография сосудов легких стала методом выбора при диагностике ТЭЛА (см. рис. ниже), поскольку с ее помощью можно подтвердить предполагаемую эмболию или выдвинуть альтернативный диагноз. Она в значительной степени заменила вентиляционно-перфузионную сцинтиграфию легких, хотя последняя продолжает предоставлять полезную информацию для предоперационной подготовки пациентов, которым предполагается выполнение резекции легкого, а также при оценке степени ЛГ. КТ может помочь в выявлении туберкулезных каверн, грибковой инфекции и других признаков инфекции (ореол — симптом полумесяца). Наконец, КТ может использоваться для оценки прогрессирования заболевания и, таким образом, предсказать прогноз, а также при скрининге пациентов для выявления самых ранних признаков патологии.
3. Позитронно-эмиссионная томография. При ПЭТ для количественной оценки скорости метаболизма глюкозы в клетках используется радиофармпрепарат 18F-фтордезоксиглюкоза. 18F-фтордезоксиглюкоза быстро захватывается метаболически активными тканями, в которых она фосфорилируется и «запирается» в клетке. Оценка поглощения 18F-фтордезоксиглюкозы может быть качественной (визуальный анализ) или полуколичественной, использующей стандартизованное значение накопления (SUV) (рис. 3).
Рисунок 3. Сочетание компьютерной томографии и позитронно-эмиссионной томографии для выявления внутригрудных метастазов. А — у пациента, страдающего раком легкого, при КТ выявляется некоторое уплотнение в области плевры сзади. В — при ПЭТ выявлено накопление фтордезоксиглюкозы (ФДГ) в двух очагах в плевре (указано стрелками). С — на комбинированных изображениях ПЭТ/КТ очаги выделены желтым цветом.
ПЭТ целесообразно проводить при определении стадии метастатического поражения лимфатических узлов средостения и отдаленных метастазов у пациентов, больных раком легкого, и при исследовании узловых образований легких. Одновременная регистрация ПЭТ и КТ (ПЭТ-КТ) улучшает определение локализации и характера метаболически активных накоплений (рис. 3). С помощью ПЭТ также можно проводить дифференциальную диагностику между доброкачественной и злокачественной патологией плевры и использовать метод для оценки объема внелегочного поражения при саркоидозе. Однако на накопление 18F-фтордезоксиглюкозы в очаге влияет большое число параметров, в том числе используемое оборудование, физические и биологические факторы, такие как количество жира в организме и поглощение радиофармпрепарата бурой жировой тканью, а также уровень глюкозы в крови натощак.
4. Магнитно-резонансная томография. Стандартная МРТ паренхимы легких редко бывает полезна, хотя метод все чаще находит применение в дифференциальной диагностике доброкачественной и злокачественной патологии плевры, а также в отграничении распространения опухоли в стенку грудной клетки или диафрагму.
5. Ультразвуковое исследование. Трансторакальное УЗИ превратилось в метод оценки состояния плевральной полости у постели больного (см. рис. ниже). В руках опытного врача он может помочь отличить плевральный выпот от утолщения плевры, выявить пневмоторакс и с помощью непосредственной визуализации диафрагмы и солидных органов, таких как печень, селезенка и почки, может быть использован для направления инструмента при аспирации плевральной жидкости, биопсии и безопасной установки межреберных дренажей. Метод также применяется при пункционной биопсии для определения положения поверхностных лимфатических узлов или новообразований стенки грудной клетки и дает важную информацию о форме и движении диафрагмы.
Ультразвуковое исследование, демонстрирующее образование перегородок.
б) Эндоскопические исследования:
1. Ларингоскопия. Гортань может быть осмотрена непосредственно с помощью фиброоптического ларингоскопа, который используется в случаях предполагаемой дисфункции голосовых связок, когда их парадоксальное движение может имитировать бронхиальную астму. При опухолях левого легкого в патологический процесс может вовлекаться левый возвратный гортанный нерв, в результате чего обездвиживается левая голосовая связка, что ведет к охриплости голоса и лающему кашлю. Непрерывная ларингоскопия во время нагрузочных тестов позволяет выявить обструкцию гортани, вызванную физической нагрузкой.
2. Бронхоскопия. Трахею и бронхи первых 3—4 порядков можно исследовать с помощью гибкого бронхоскопа. Бронхоскопию с использование гибкого бронхоскопа обычно проводят в амбулаторных условиях под местной анестезией. Из патологической ткани в просвете бронха или в его стенке может быть взята биопсия, а материал для цитологического или бактериологического исследования может быть получен с помощью специальной щеточки, смывов с бронхов или аспирации.
Маленькие образцы биопсийного материала легочной ткани, взятые щипцами через стенку бронха (трансбронхиальная биопсия), могут быть очень полезны для диагностики патологии, расположенной центрально по отношению к бронху, такой как саркоидоз и диффузные злокачественные новообразования, однако обычно они слишком малы, чтобы иметь диагностическое значение при других диффузных паренхиматозных легочных заболеваниях.
Бронхоскопия с применением жесткого бронхоскопа требует общей анестезии и предназначена для особых случаев, например при массивном кровохарканье или удалении инородного тела, а также может облегчить проведение эндобронхиальной лазерной терапии и установку стентов.
3. Эндобронхиальное ультразвуковое исследование. Эндобронхиальное УЗИ позволяет проводить направленную пункционную биопсию из пери-бронхиальных узлов и все чаще используется для определения стадии рака легкого. Также данное исследование может применяться при других заболеваниях, таких как ТБ медиастинальных лимфатических узлов или саркоидоз. Из лимфатических узлов книзу от места деления трахеи на главные бронхи также можно взять образец с помощью медиастиноскопа, введенного через небольшой разрез в области яремной ямки, выполненный под общей анестезией. Из лимфатических узлов в нижнем отделе средостения можно взять биопсию через пищевод с использованием эндоскопического ультразвука; пищеводный эндоскоп оснащен ультразвуковым зондом и биопсийной иглой.
4. Торакоскопия. Торакоскопия, в которую входит введение эндоскопа через грудную стенку, облегчает проведение биопсии под визуальным контролем. Она становится все более популярна. Этот метод является «золотым стандартом» оценки состояния плевральной полости, характеристики сложных случаев плеврального выпота, установления наличия экссудата и кровотечения, а также анализа опухолей верхушки легкого, так как он позволяет более точно установить стадию процесса.
в) Иммунологические и серологические исследования. Диагноз бронхиальной астмы может быть дополнительно подтвержден обнаружением повышенного уровня IgE. Определение уровня IgE против специфических антигенов может быть также полезно при оценке вклада конкретных аллергенов в картину заболевания. Многие аутоиммунные заболевания протекают с поражением легких, и в сыворотке крови можно выявить антитела. Сывороточные преципитирующие антитела — это антитела, которые при встрече со своим специфическим антигеном в агарном геле или на пленке из ацетата целлюлозы образуют видимые линии осажденного гликопротеина. С их помощью можно осуществить исследование реакции на грибы, такие как при Aspergillus, или на антигены, вовлеченные в патогенез гиперчувствительного пневмонита (ГП), например легкого фермера. Данный метод может использоваться наряду с иммуноферментным анализом IgG.
При пневмонии диагностическое значение может иметь наличие пневмококкового антигена в мокроте, крови или моче. Респираторные вирусы обнаруживают в мазках из носа/ зева с помощью метода иммунофлуоресценции, а инфицирование Legionella можно диагностировать с помощью обнаружения антигена в моче. Определение галактоманнана — компонента клеточной стенки гриба Aspergillus может помочь в постановке диагноза инвазивного аспергиллеза, а в выявлении латентного ТБ обычно используется анализ высвобождения γ-интерферона.
г) Микробиологические исследования. Мокроту, плевральную жидкость, мазки из зева, кровь, а также смывы из бронхов и аспираты можно исследовать на наличие бактерий, грибов и вирусов. Применение гипертонического раствора NaCl для получения индуцированной мокроты может исключить необходимость более инвазивных процедур, например бронхоскопии. Молекулярные исследования все больше используются для обеспечения быстрой и точной идентификации многих инфицирующих агентов. Методы амплификации нуклеиновых кислот идентифицируют распространенные респираторные вирусы, например вирус гриппа, аденовирус и респираторно-синцитиальный вирус, и в значительной степени заменяют серологическое исследование парных сывороток для выявления Mycoplasma, Legionella, а также других микроорганизмов.
Методы амплификации нуклеиновых кислот все чаще используют в качестве исследования первой линии для постановки диагноза ТБ и быстрой идентификации лекарственной устойчивости.
д) Цитологическое и гистологическое исследование. Цитологическое исследование клеток, отслоившихся в плевральную полость или полученных с помощью щеточной биопсии и смывов из бронхов или тонкоигольных аспиратов из лимфатических узлов и очагов в легких, может подтвердить диагноз злокачественного новообразования, однако часто необходим биопсийный образец ткани большего размера, в частности, из-за того, что он позволяет производить иммуногистохимическое исследование с использованием панели антител для характеристики опухоли. Гистологическое исследование также может помочь в установлении инфекционного агента, например Mycobacterium tuberculosis (МБТ), Pneumocystis jirovecii или грибов. На основании клеточного состава жидкости бронхиального лаважа можно дифференцировать поражение легких вследствие саркоидоза от изменений, вызванных идиопатическим легочным фиброзом (ИЛФ) или ГП.
е) Исследование функции внешнего дыхания. Исследование функции внешнего дыхания используется для диагностики, определения выраженности функциональных нарушений и мониторирования эффективности проводимого лечения и течения заболевания. Сужение просвета дыхательных путей, объем легких и способность к газообмену измеряют количественно и сравнивают с нормальными значениями с учетом возраста, пола, роста и этнической принадлежности. При заболеваниях, характеризующихся сужением воздухоносных путей (например, бронхиальной астме, бронхите и эмфиземе), максимальная объемная скорость выдоха ограничена динамической компрессией малых дыхательных путей. Некоторые из них во время выдоха могут полностью спадаться, ограничивая объем выдыхаемого воздуха (нарушения обструктивного типа).
В результате развивается гиперинфляция, которая может стать критической при потере эластической тяги легких из-за разрушения паренхимы, происходящего при эмфиземе. Обратную ситуацию наблюдают при заболеваниях, которые вызывают интерстициальное воспаление и/или фиброз, ведущие к прогрессирующему снижению объема легких (нарушения рестриктивного типа) на фоне нормальных скоростей экспираторного продемонстрированы на рис. 4.
Рисунок 4. Исследование функции внешнего дыхания в норме и при патологии. А — кривые «объем-время» при форсированном выдохе у здоровых, при хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ) и фиброзе. ХОБЛ является причиной медленного, удлиненного и ограниченного выдоха. При фиброзе результатом форсированного маневра служит резкий выдох со сниженной форсированной жизненной емкостью легких (ФЖЕЛ). Объем форсированного выдоха за первую секунду (ОФВ1) снижен при обоих заболеваниях, однако диспропорционально по отношению к ФЖЕЛ — при ХОБЛ. В — те же данные, отраженные на графике в виде петель «поток-объем». При ХОБЛ спадение внутригрудных дыхательных путей ограничивает воздушный поток, особенно во время средней и поздней фазы выдоха. Голубая линия обозначает обструкцию крупных дыхательных путей, которая особенно ограничивает пиковые объемные скорости. С — измерение легочных объемов. Графики «объем-время», зарегистрированные во время спокойного дыхания с однократными максимальными вдохом и выдохом. ХОБЛ приводит к гиперинфляции с увеличенным остаточным объемом. Фиброз вызывает пропорциональное снижение всех легочных объемов
1. Оценка ограничения проходимости дыхательных путей. Для оценки выраженности сужения дыхательных путей пациентов просят глубоко вдохнуть, а затем сделать выдох в пикфлоуметр или спирометр, настолько сильный и быстрый, насколько это возможно. Пикфлоуметр представляет собой дешевый и удобный прибор для мониторирования в домашних условиях пиковой скорости выдоха (ПСВ) при постановке диагноза и мониторинга течения бронхиальной астмы, однако результаты, получаемые с помощью данного устройства, зависят от прилагаемого пациентом усилия. Более точные и воспроизводимые измерения получают с помощью максимального форсированного выдоха при спирометрии.
ОФВ1 — объем выдыхаемого в течение первой секунды воздуха, а ФЖЕЛ — общий объем выдыхаемого воздуха. При ограничении воздушного потока отмечается непропорциональное снижение ОФВ1 из-за чего соотношение ОФВ1 и ФЖЕЛ становится менее 70%. В такой ситуации следует повторить спирометрию после ингаляции короткодействующих β2-адреномиметиков (например, сальбутамола); прирост ОФВ1 или ФЖЕЛ более 12% и более 200 мл соответственно указывает на значительную обратимость нарушений. Существенный прирост ОФВ1 (более 400 мл) и вариабельность ПСВ в зависимости от разного времени измерения являются признаками бронхиальной астмы.
В целях дифференциальной диагностики сужения крупных дыхательных путей (например, при стенозе или компрессии трахеи) и обструкции мелких дыхательных путей данные спирометрии используются для построения графика в виде петли «поток—объем». Она отражает взаимосвязь объемной скорости выдоха и вдоха, а характер потока указывает на место его ограничения (рис. 7, B).
2. Легочные объемы. С помощью спирометрии можно измерить объем только выдыхаемого газа; используя данный метод, невозможно оценить воздух, оставшийся в легких после максимального выдоха. Объем всего воздуха в легких можно измерить с помощью вдыхания инертного невсасываемого газа (обычно гелия) и регистрации, насколько исследуемый газ разводится газом из легких в равновесном состоянии. При таком способе оценивают внутригрудной объем газа, который свободно смешивается с воздухом, обмениваемым за дыхательные циклы.
Другим способом измерения легочных объемов является бодиплетизмография, при которой определяют соотношение давления и объема в грудной клетке. С помощью этого метода можно определить общий объем воздуха в грудной клетке, в том числе в плохо вентилируемых отделах, например, в буллах. Термины, используемые для описания легочных объемов, представлены на рис. 7, C.
3. Трансфер-фактор. Для оценки способности легких к газообмену пациент вдыхает смесь, содержащую 0,3% монооксид углерода, который активно связывается с гемоглобином в легочных капиллярах. После короткой задержки дыхания на основании исследования образцов выдыхаемого воздуха вычисляется скорость перехода углекислого газа в кровоток, которая выражается в виде TLCO или трансфер-фактора для монооксида углерода. В исследование дыхания также включен гелий, для того чтобы рассчитать объем изучаемого легкого.
Трансфер-фактор, рассчитанный на единицу объема легких, обозначают как коэффициент переноса по монооксиду углерода — КCO. Наиболее распространенные отклонения от нормы показателей функции внешнего дыхания приведены в табл. 4.
4. Исследование газового состава крови и оксиметрия. Измерение концентрации ионов водорода, PaO2 и PaCO2, удельной концентрации бикарбонатов в пробах артериальной крови необходимо для оценки выраженности и типа дыхательной недостаточности, а также характеристики кислотно-основного состояния. Это подробно обсуждается в отдельных статьях на сайте - просим пользоваться формой поиска выше. Интерпретировать результаты данных исследований легче с помощью диаграмм газового состава крови (рис. 5), на которых видно: ацидоз или алкалоз обусловлен острым или хроническим изменением содержания PaCO2 либо метаболическими причинами.
Рисунок 5. Изменения концентрации ионов водорода [Н+], PaCO2 в крови и плазме (НСО3-) при нарушениях кислотноосновного состояния. Прямоугольником показаны границы нормальных значений [Н+] и РаСО2. Полосы представляют собой границы 95% доверительного интервала отдельных отклонений в крови у человека. Чтобы определить наиболее вероятную причину кислотно-основных нарушений, строится график для значений [Н+] и РаСО2 на основании газов артериальной крови. Диаграмма показывает, является ли ацидоз или алкалоз результатом, главным образом, респираторной патологии в виде РаСО2 или метаболического нарушения.
С помощью пульсоксиметров с пальцевыми и ушными датчиками измеряют разницу между поглощением света насыщенной кислородом и дезоксигенированной кровью и рассчитывают процент оксигенированного гемоглобина (насыщения кислородом). Это позволяет проводить постоянную неинвазивную оценку сатурации кислорода в крови у пациентов и ее ответа на кислородотерапию.
5. Нагрузочные тесты. Исследования, проводимые в покое, иногда могут быть бесполезны на ранних стадиях заболевания или у пациентов с жалобами, возникающими только при физической нагрузке. Нагрузочные тесты с использованием показателей спирометрии, полученных до и после нагрузки, могут помочь в выявлении астмы физического усилия. Тесты с ходьбой включают тест с шестиминутной ходьбой с произвольной скоростью и шаттл-тест с ходьбой в заданном темпе с возрастающей нагрузкой, при котором пациенты ходят с возрастающей скоростью между двух конусов. Этот метод обеспечивает простую, воспроизводимую оценку ограничения работоспособности и ответа на проводимое лечение.
С помощью кардиореспираторного нагрузочного теста с использованием велоэргометра (велоэргометрии) с оценкой метаболического газообмена, вентиляции и изменений на ЭКГ у пациента с одышкой можно определить выраженность ограничений для выполнения физической нагрузки и выявить скрытые ограничения, связанные с сердечно-сосудистой системой или системой дыхания.
Видео №1: рентгеноанатомия органов грудной клетки
Видео №2: изменения на рентгенограмме и КТ при пневмонии
Видео №3: (Фибробронхоскопия (трахеоскопия) при стенозе гортани и трахеи
Видео №4: ФВД спирометрия - легочные объемы, рестриктивный и обструктивный типы
