Что такое диагностический параметр
1.2. Диагностические параметры
Классификация диагностических параметров (рис. 1.1). В процессе эксплуатации трущиеся сопряжения автомобиля изнашиваются, происходит разрегулировка его систем, узлов и агрегатов, т. е. изменяются значения его структурных параметров, непосредственно характеризующих исправность объекта диагностирования. К ним относят зазоры в сопряжении, величину износа поверхностей детали и другие параметры, измерение которых связано с необходимостью проведения разборочных работ. Это повышает трудоемкость контроля и существенно снижает (иногда на 5-10 %) ресурс контролируемого агрегата. Последнее объясняется появлением дополнительного цикла приработки поверхностей контролируемого сопряжения (рис. 1.2).
Рис. 1.1. Классификация диагностических параметров
Рис. 1.2. Схема изменения структурного параметра в зависимости от пробега
Из всего многообразия возможных диагностических параметров выбирают и используют в практических целях лишь те параметры, которые отвечают требованиям однозначности, стабильности, широты изменения, доступности и удобства измерения, информативности и технологичности. Смысл перечисленных требований графически показан на рис. 1.3.
Требование стабильности устанавливает возможную величину отклонения диагностического параметра от своего среднего значения, характеризующую рассеивание параметра при неизменных значениях структурных параметров и условиях их измерения (рис. 1.3,б).
Требование широты изменения устанавливает диапазон изменения диагностического параметра, соответствующий заданной величине изменения структурного параметра. Чем больше диапазон изменения диагностического параметра, тем выше его информативность. На рис. 1.3,в параметр кривой 6 имеет большую широту изменения диагностического параметра ΔД4, чем параметр кривой 7 ΔД5. Аналитически отмеченное условие выражается следующей зависимостью: dД4/dS>dД5/dS.
По объему и характеру передаваемой информации диагностические параметры классифицируют на частные, общие и взаимозависимые.
Частные диагностические параметры независимо от других указывают на вполне определенную конкретную неисправность. Например, угол замкнутого состояния контактов определяет зазор в контактах прерывателя.
Общие диагностические параметры характеризуют техническое состояние диагностируемого объекта в целом. Например, люфт на выходном валу коробки перемены передач характеризует общее ее техническое состояние, но не состояние конкретной зубчатой пары.
Взаимозависимые диагностические параметры оценивают неисправность только по совокупности нескольких измеренных параметров. Например, износ поршневых колец определяется давлением в цилиндре в конце такта сжатия, относительными утечками отработавших газов в картер двигателя, наличием «хлопков» в карбюраторе при пуске двигателя.
Естественно, что чем больше измеряемых диагностических параметров, тем шире информация о состоянии объекта, но при этом повышаются трудоемкость и стоимость диагностирования.
По содержанию передаваемой информации диагностические параметры разделяют на три группы: параметры, дающие информацию о техническом состоянии объекта, но не характеризующие его функциональные возможности; параметры, дающие информацию о функциональных возможностях объекта, но не дающие информацию о его техническом состоянии; параметры (комбинированные), дающие информацию как о техническом состоянии объекта, так и о его функциональных возможностях.
Выбор диагностических параметров. Выбор диагностических параметров (табл. 1.3) для оценки технического состояния автомобилей осуществляют из номенклатур, рекомендуемых государственными стандартами (ГОСТ 25478-82, 26048-83, 23435-79, 17 2 2 03-87, 21393-75 и др.), а также другой нормативно-технической документацией.
Таблица 1.3. Номенклатура диагностических параметров автомобилей с бензиновым двигателем
При выборе диагностических параметров можно применять метод, сущность которого заключается в следующем. Выбирают основные структурные параметры Дi и параметры Кj, которые можно использовать в качестве диагностических. По данным статистики отказов определяют «вероятностные веса» структурных параметров при различных состояниях диагностируемого объекта, а также устанавливают вероятность возникновения этих состояний при различных комбинациях диагностических параметров.
Рассматриваемая задача может решаться по методике, предложенной филиалом НАМИ. Методика носит рекомендательный характер и основана на критерии экономичности диагностирования. Рассматриваемая методика предусматривает три возможных метода диагностирования с помощью внешних традиционных средств, систем встроенных датчиков (СВД) и бортовых систем контроля.
Методика. В ней предлагается для каждого из трех приведенных выше методов диагностирования формула расчета издержек на контроль объекта (автомобиля в целом, агрегата, системы, узла), его профилактический и аварийный ремонты, а также из-за простоев в ремонте.
Для первых двух методов составляют целевые функции, характеризующие зависимость издержек от периодичности диагностирования рассматриваемого элемента автомобиля. Минимум этих функций и дает оптимальную периодичность диагностирования, которая определяет минимальные издержки на эксплуатацию и ремонт элемента, включая и затраты на диагностирование. Для третьего метода диагностирования также предложена формула определения издержек.
Например, пусть для диагностического параметра «Контрольный расход топлива» соответствующие характеристики трех способов диагностирования равны:
1. A=20 руб., B=5 руб., С=5 руб., D=6 руб/ч, tA=8 ч, tC=2 ч, tВ=0,25 ч.
1(τ), С2(τ) и их составляющих РА(τ), РС(τ)»>
Таблица 1.4. Значения функций C1(τ), С2(τ) и их составляющих РА(τ), РС(τ)
Диагностические параметры
При решении практических задач технической диагностики при эксплуатации непосредственно измерить некоторые структурные параметры часто бывает невозможно, так как для этого необходимо произвести разборку машины. Поэтому в процессе диагностирования используют диагностические параметры-показатели, измерение которых не требует разборки оборудования или сборочной единицы. Диагностические параметры, используемые для оценки технического состояния машин, подразделяются на несколько типов.
Интегральныедиагностические параметры характеризуют техническое состояние группы элементов (например, давление в гидросистеме).
Простыепараметры связаны с техническим состоянием одного элемента (например, геометрический размер).
Единичныминазывают диагностические параметры, которые не могут быть разделены на несколько составляющих с помощью простых алгебраических действий.
Комплексныепараметры представляют собой совокупность нескольких простых параметров. Объединение нескольких простых параметров в один комплексный производится для сокращения количества контролируемых факторов при экспериментальных исследованиях. Комплексные и единичные параметры могут быть как интегральными, так и простыми.
Прямыедиагностические параметры непосредственно характеризуют техническое состояние объекта. К этой группе параметров относятся геометрические параметры технического состояния, а также ряд параметров рабочих процессов (например, зазор, давление в гидросистеме и пр.).
Косвенные диагностические параметры связаны с соответствующими параметрами технического состояния функциональной зависимостью и характеризуют изменение технического состояния объекта (системы) косвенным образом. Существенным недостатком косвенных диагностических параметров является то, что они вносят дополнительную погрешность в результаты диагностирования, обусловленную искажением сигнала в процессе формирования диагностического параметра.
Косвенные диагностические параметры, как правило, носят широкий информационный характер, так как формируются под действием изменения целого ряда (а не одного) параметров технического состояния.
К косвенным относят параметры сопутствующих процессов и ряд параметров рабочих процессов (например, состав выхлопных газов). При подборе диагностических параметров целесообразно отдавать предпочтение прямым параметрам, что обеспечивает большую точность диагностирования. Однако измерение прямых диагностических параметров в большинстве случаев требует частичной разборки машины. Чтобы избежать этого, приходится для оценки технического состояния использовать косвенные диагностические параметры.
Геометрические диагностические параметры характеризуют геометрические размеры элементов диагностируемого объекта и связи между ними. Примерами геометрических диагностических параметров являются зазоры, несоосность, люфт.
Диагностическиепараметры рабочих процессов характеризуют функционирование основных элементов объекта диагностирования. Эти параметры являются широко информативными и характеризуют общее состояние объекта. Примерами диагностических параметров рабочих процессов являются величина тормозного пути, мощность двигателя, состав отработанных газов и пр.
Диагностические параметры сопутствующих процессов являются косвенными показателями технического состояния объекта и отличаются невысокой точностью. Эти параметры широко информативные. В группу этих параметров входят виброакустические параметры, показатели теплового состояния механизма и пр.
В зависимости от характера проявления изменения технического состояния, возможных последствий отказа и применяемой аппаратуры различают диагностические параметры, измеряемые дискретно и непрерывно. Оценку диагностических параметров, измеряемых дискретно, проводят с помощью переносных и стационарных средств (микрометров, газоанализаторов), устанавливаемых на передвижных диагностических станциях или стационарных постах.
Оценку диагностических параметров, измеряемых непрерывно, производят с помощью встроенных диагностических средств (датчиков, манометров).
Методы и средства технического диагностирования
Для оценки диагностических признаков и заключения о техническом состоянии оборудования используют различные методы.
Методы диагностирования классифицируют в зависимости от характера и физической сущности распознаваемых признаков и измеряемых параметров технического состояния объектов.
Акустические методы технического диагностирования, основаны на измерении амплитуды и частоты звуковых колебаний, излучаемых объектом в процессе работы. Изменение технического состояния элементов машин в процессе работы — увеличение зазоров в сопряжениях, изменение нагрузочного, скоростного и теплового режимов работы деталей вследствие их изнашивания, старения, коррозии вызывает соответствующие изменения параметров звуковых колебаний. Сопоставляя эмпирические значения звуковых сигналов с эталонными, можно судить о техническом состоянии объекта в данный момент времени и прогнозировать его изменение на некоторый период.
Поскольку в формировании звукового потока участвуют практически все подвижные объекта диагностирования, акустические методы позволяют оценить техническое состояние большинства основных элементов по величинам излучаемых ими звуковых сигналов. Основная сложность при этом состоит в выделении определенного сигнала из общего спектра и распознавании его принадлежности тому или иному элементу машины. Для оценки звукового сигнала (выделения его из общего спектра и измерения) используют специальную аппаратуру — спектрометры, шумомеры, осцилографы.
Акустические методы диагностирования применяют в основном для оценки технического состояния элементов, силовых уста-новок, механических и гидромеханических передач.
Виброметрическиеметоды основаны на измерении параметров вибрации объекта диагностирования. Уровень вибрации объекта в процессе работы определяют техническим состоянием его основных элементов: размерами зазоров в сопряжениях, износом деталей. Поэтому, измеряя параметры вибрации (частоту, амплитуду, ускорение) и сравнивая их с эталонными значениями, можно оценивать техническое состояние объекта диагностирования в данный момент времени и прогнозировать его изменение на некоторый период.
Рис.21. Блок-схема виброметрической аппаратуры.
Приведенная на рис.21 блок-схема иллюстрирует устройство и принцип действия виброметрической аппаратуры. Установленный непосредственно на поверхности объекта датчик 1 регистрирует механические вибрационные колебания и передает соответствующие электрические сигналы на усилитель-анализатор 2. Каскад электронных интеграторов обеспечивает измерение амплитуды, скорости и ускорения механических колебаний. Набор частотных фильтров 3 позволяет настраивать прибор на соответствующий рабочий частотный диапазон. Кроме того, фильтры служат для подавления помех, обусловленных низко- и высокочастотными шумами. Запись сигнала производят с помощью самописца 4 или какого-либо другого регистрирующего прибора (например, измерительного магнитофона), подключаемого на его место.
Поскольку параметры вибрации, используемые в качестве диагностических, являются широко информативными и формируются под воздействием большого количества элементов объекта, основной сложностью при диагностировании виброметрическими методами является, как и в предыдущем случае, распознавание принадлежности сигнала определенному элементу.
Виброметрические методы используют для диагностирования элементов силовых установок, механических и гидромеханических передач.
Методы технического диагностирования по составу масел наиболее универсальны и широко применяются для экспресс-оценки состояния двигателей, элементов трансмиссии, гидравлических систем управления, а также смазочных материалов и рабочих жидкостей.
Основными диагностическими параметрами в этих случаях являются концентрация, дисперсионный и элементарный составы механических примесей, кинематическая вязкость масла, кислотное и щелочное числа, а также содержание в масле воды.
Для анализа содержания механических примесей в масле используют химический, спектральный, радиометрический, активационный и оптико-физические методы.
Функциональные методы диагностирования основаны на измерении косвенных параметров объекта, характеризующих техническое состояние его элементов через уровень функционирования. В зависимости от характера распознаваемых признаков изменения технического состояния объекта диагностирование функциональными методами может производиться по мощностным и технико-экономическим показателям, тепловому состоянию, герметичности рабочих объемов, тормозному пути.
Метод оценки технического состояния машин по мощностным и технико-экономическим показателям используют как для общего, так и для углубленного поэлементного диагностирования. В основе метода лежат зависимости эффективности использования машины от технического состояния ее основных элементов. В качестве диагностических параметров в этом случае используют эффективную мощность двигателя, силу тяги, рабочую скорость, грузоподъемность. В зависимости от характера измеряемых диагностических параметров подбирают соответствующее диагностическое оборудование.
Методы диагностирования машин по тепловому состоянию и герметичности рабочих объемов имеют более узкую область применения. Их в основном используют для оценки технического состояния элементов двигателей и гидросистем.
Поскольку ни один из перечисленных методов не позволяет произвести полную оценку технического состояния машины, при углубленном техническом диагностировании часто используют комбинированные виброакустические методы и совокупность функциональных методов.
Средства технической диагностики оборудования для различных методов диагностики приведены в табл.5.
Служба технической диагностики
В основу организации технической диагностики оборудования должен быть положен принцип специализации и разделения труда, когда диагностирование проводится не мастерами и слесарями, занимающимися ремонтом, а специальной службой технической диагностики, в которой должны быть заняты специально подготовленные кадры с современными контрольно-измерительными приборами и оборудованием для проверки технического состояния оборудования, что обеспечивает более высокую производительность и качество диагностических работ.
Таблица 6.Методы и средства технической диагностики оборудования.
Для выполнения работ по диагностированию служба технической диагностики имеет в своем распоряжении стационарные средства диагностирования, сосредоточенные на специализированном участке диагностики или непосредственно на участке технического обслуживания.
Службой технической диагностики руководит инженер-диагност, который в своей работе подчиняется главному механику. Инженер-диагност обязан:
— составлять план-график диагностирования оборудования и обеспечивать своевременное его выполнение;
— проводить анализ результатов диагностирования;
— составлять график технического обслуживания диагностического оборудования и следить за его выполнением;
— следить за своевременным составлением и обеспечением мастеров бланками диагностических карт;
— вести отчетно-учетную документацию.
Основным документом при диагностировании является диагностическая карта, в которой фиксируются результаты диагноза, дается заключение о необходимом объеме и содержании работ по техническому обслуживанию и ремонту.
В диагностической карте отмечают номинальные и допустимые величины основных параметров технического состояния сборочных единиц оборудования, а также результаты замеров при диагностировании и после регулировки.
При проведении ТО и ремонта диагностическая карта служит документом для проведения соответствующего объема работ по ТО и ремонту оборудования.
Записанные в карте величины показателей используют для прогнозирования технического состояния сборочных единиц и определения их остаточного ресурса.
Раздел VI.
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
Что такое диагностический параметр
На сегодняшний день практически все выпускаемые двигатели внутреннего сгорания оборудованы электронной системой управления (ЭСУД). Автопроизводители уделяют особое внимание этой системе, так как добиться высокой мощности двигателя при одновременном снижении расхода топлива и выполнении жестких экологических требований возможно только с помощью очень точного и своевременного дозирования топлива и эффективного поджигания топливно-воздушной смеси на всех режимах работы двигателя.
Устройство ЭСУД усложняется с каждым годом, увеличивается число элементов, совершенствуются алгоритмы управления работой двигателя. Но в конструктивных элементах ЭСУД, как и в любой другой системе автомобиля, в процессе продолжительной эксплуатации неизбежно возникают различные отказы и неисправности. Происходит изменение электрических характеристик, нарушение регулировок, потеря работоспособности датчиков, их разъемов, предохранителей и проводов. Это приводит к существенному ухудшению работы двигателя и при несвоевременном устранении возникающих в ЭСУД неисправностей к полной потере им работоспособности.
Отсутствие в настоящее время обоснованных режимов технического обслуживания (ТО) электронных систем управления двигателем приводит к снижению эксплуатационной надежности и значительным затратам на поддержание этих систем в технически исправном состоянии.
В ходе выполненных исследований эксплуатационной надежности электронных систем управления двигателей 1.6 VTi Tiptronic (88 кВт), 1.6 THP Turbo Tiptronic (110 кВт) автомобилей марки Peugeot были выявлены элементы с наиболее часто возникающими отказами и неисправностями (рис. 1).
Как видно из рис. 1, наиболее распространенной неисправностью данной ЭСУД является отказ электронного термостата (20 %). Этот дефект связан с низким качеством материала, применяемого в качестве уплотнителя датчика температуры охлаждающей жидкости, встроенного в термостат. Неисправность устраняется заменой термостата, либо установкой отдельного датчика температуры вместо штуцера прокачки системы охлаждения.
Рис. 1. Диаграмма распределения основных неисправностей электронных систем управления двигателей 1.6 VTi Tiptronic (88 кВт), 1.6 THP Turbo Tiptronic (110 кВт) автомобилей марки Peugeot: 1 – электронный термостат (20 %); 2 – свеча зажигания (15 %); 3 – электромагнитный клапан системы изменения фаз газораспределительного механизма (ГРМ) (10 %); 4 – катушка зажигания (8 %); 5 – форсунка (4 %); 6 – электронная дроссельная заслонка (8 %); 7 – кислородный датчик (10 %); 8 – электронасос охлаждения турбокомпрессора (5 %); 9 – электроклапан управления давлением наддува (5 %); 10 – электроклапан аварийного сброса давления наддува (2 %); 11 – каталитический нейтрализатор (5 %); 12 – датчик давления наддува (4 %); 13 – электродвигатель системы изменения подъема клапанов ГРМ (4 %). Неисправности кислородных датчиков (10 %) и каталитического нейтрализатора (5 %) вызваны низким качеством используемого топлива
На отказы свечей зажигания приходится 15 % от общего количества отказов. В большинстве случаев отказ свечей связан с использованием топлива низкого качества либо нарушением периодичности проведения ТО.
Электромагнитный клапан системы изменения фаз газораспределения (10 % отказов) предназначен для регулирования давления масла, подаваемого на фазорегулятор распределительного вала. Отказ данного элемента зачастую связан с его загрязнением металлическими частицами, содержащимися в моторном масле.
Для поддержания ЭСУД в работоспособном состоянии необходимо соблюдать определенные условия эксплуатации электронных элементов. Электронные компоненты, жгуты проводов и контакты необходимо поддерживать в технически исправном состоянии. Разъемы датчиков должны быть без следов коррозии, проводка – чистой, чтобы обеспечить передачу сигналов к электронному блоку управления (ЭБУ) без искажений и др.
Кроме рассмотренных выше неисправностей электронной части работоспособность системы управления двигателем зависит от состояния механических и гидромеханических элементов. Некоторые нарушения технического состояния двигателей или регулировок в его системах вызывают неисправности, ошибочно принимаемые за неисправности элементов системы управления двигателем. Это может быть связано с уменьшением давления в конце такта сжатия, подсосом воздуха, ограничением проходимости системы выпуска, нарушением фаз газораспределения, низким качеством используемого топлива, несоблюдением периодичности проведения технического обслуживания [1].
Электронный блок управления современным двигателем представляет собой цифровой микропроцессор с функцией самодиагностики (рис. 2). При работе двигателя ЭБУ постоянно опрашивает все датчики, исполнительные устройства и при появлении неисправности заносит в свою память код (от двузначного до пятизначного), соответствующий неисправности данного вида.
В результате выполненных исследований эксплуатационной надежности ЭСУД были выявлены основные неисправности этой системы, признаки их возникновения, а также влияние этих неисправностей на работу двигателя (таблица).
Рис. 2. Структурная схема электронного блока управления двигателем
Спирография легких
Оценка функции внешнего дыхания играет большую роль в диагностике большого количества заболеваний легких и бронхов, позволяя обнаружить изменения еще до появления их первых признаков, определить динамику изменений при проведении лечения. С этой целью сегодня используются разные методы, но одним из наиболее информативных и при этом безопасных является спирография.
Что такое спирография
Спирография или спирометрия представляет собой диагностический метод исследования функции внешнего дыхания и является главным способом оценки функционального состояния легких и бронхов. Она широко применяется в пульмонологии и терапии, поскольку позволяет установить:
Дополнительно определяется индекс Тиффно (ИТ), являющийся отношением ОФВ1/ФЖЕЛ.
Таким образом, спирография дает большое количество информации об особенностях функционирования органов дыхания конкретного больного, что позволяет не только обнаружить признаки патологических изменений, но и разработать наиболее эффективную тактику лечения. В результате удается обнаружить:
Процедура может проводиться детям, начиная с 5-ти лет. Но в силу возраста она не всегда оказывается информативной, поскольку ребенку бывает сложно объяснить, что от него требуется, особенно при выполнении форсированного выдоха.
Показания к проведению спирографии
Поскольку спирография является безопасным и достаточно простым в проведении диагностическим методом, ее широко используют в пульмонологии, а также в терапии при подозрении на наличие заболеваний пульмонологического профиля. А именно ее назначают при:
Также провести спирографию рекомендуется всем, кто имеет большой стаж курения.
Выполнение спирографии показано и в профилактических целях. Поэтому ее вносят в перечень обязательных исследований, подлежащих выполнению при ежегодном профилактическом медицинском обследовании. Кроме того, ее назначают людям, работающим на вредных производствах, и детям при наличии у близких родственников хронических заболеваний органов дыхания, аллергических реакций, проявляющихся бронхоспазмом. Она же используется для внесения корректив в терапию бронхиальной астмы и ХОБЛ.
Особенности подготовки
Для получения максимально точных данных выполнение спирографии требует несложной подготовки. Так, следует воздержаться от употребления пищи за 6—8 часов до ее проведения, поэтому обычно исследование назначают на утро. Также перед процедурой не рекомендуется пить крепкий чай или кофе, курить. Накануне следует поужинать легким блюдами, отказаться от алкоголя и энергетиков. Допускается за час до исследования выпить стакан теплой воды. Кроме того, лучше отказаться от утренней зарядки, если таковая практикуется.
На спирографию стоит приходить в свободной, удобной одежде, которая не стесняет дыхания. Поэтому лучше не надевать галстук, тесное белье и т. д. Непосредственно процедура проводится примерно через 20 минут после того, как пациент пришел в клинику. Это время требуется для того, чтобы полностью нормализовалась работа дыхательной и сердечно-сосудистой системы после физической нагрузки.
По рекомендации лечащего врача перед спирографией стоит сделать перерыв в использовании бронхолитиков, часто назначающихся при бронхиальной астме, ХОБЛ и других обструктивных заболеваниях органов дыхания. Так, использование β2-антагонистов короткого действия, в частности Сальбутамола, Вентолина, Беродуала следует отменить минимум за 6 часов до проведения спирографии. Ингаляции β2-антагонистов длительного действия, т. е. Серетида, Фостера, Форадила, Симбикорта, Сереванта и применение Оксиса необходимо проводить не позднее, чем за 12 часов до исследования. Что же касается пролонгированных теофиллинов, например, Спирива, то отмену препарата производят за сутки до спирографии. Но прекращать прием данных лекарственных средств следует только по согласованию с лечащим врачом.
Как проводится спирометрия
По сути, спирография и спирометрия – одно и то же. Единственная разница между этими понятиями заключается в том, что спирометрией можно назвать сам процесс выполнения исследования, а при спирографии его результат выдается в виде графика, точно описывающего функцию легких. Сегодня эти понятия идентичны и взаимозаменяемы.
Сейчас практически везде для оценки дыхательной функции используется компьютерная спирометрия, хотя ранее для этих целей применялись механические приборы, как правило, водного типа. Современные цифровые устройства, называемые спирографами, позволяют снять нужные показания в разных режимах и автоматически рассчитать необходимые соотношения, что существенно ускоряет и упрощает проведение диагностики. Система дополнительно учитывает вес, рост, пол, возраст пациента.
Спирография может выполняться при спокойном дыхании с целью определения жизненной емкости легких, при форсированном (резком, сильном) выдохе и с проведением функциональных проб:
Аппарат для выполнения спирографии может быть закрытым и открытым. В первом случае он имеет вид герметично закрывающейся прозрачной камеры, соединенной с регистрирующей частью. Открытые аппараты обеспечивают вдыхание атмосферного воздуха и представляют собой компьютер того или иного размера и присоединенный к нему мундштук с датчиками.
Непосредственно проведение спирографии заключается в следующем:
Чтобы добиться правильного выполнения форсированного выдоха, может потребоваться 3—8 попыток, так как приступ кашля, смыкание голосовых связок, ранняя остановка выдоха, перекрытие мундштука приводит к получению неточных результатов.
Исследование длится 15—45 минут. После окончания процедуры компьютер составляет график по результатам исследования, который называют спирограммой. При обнаружении отклонений в ней процедуру обычно повторяют, порой неоднократно. Если же изменения стойкие и сохраняются от исследования к исследованию, больному рекомендуется пройти дополнительные диагностические процедуры или выполнить спирометрию с бронхолитиком.
Например, в спорных случаях может выполняться исследование особенностей диффузии легких, т. е. качество поступления кислорода из легких в кровь и выведения углекислого газа. Изменение этого параметра указывает о тяжелых нарушениях дыхательной функции. Также пациентам может рекомендоваться проведение бронхоспирометрии, т. е. введение бронхоскопа под анестезией с оценкой функциональности каждого легкого в отдельности с вычислением его минутного, жизненного объема и ряда других показателей.
В комплексе со спирографией нередко назначаются ЭКГ, УЗИ сердца и рентген легких, так как это позволяет точно установить наличие или отсутствие связи между патологиями бронхолегочной и сердечно-сосудистой систем.
Расшифровка результатов
Интерпретация результатов исследования – задача специалиста. При этом обязательно учитываются не только полученные данные, но и качество проведенной процедуры, возможность ложноположительной и ложноотрицательной интерпретации.
Заключение составляется путем сравнения полученных данных с нормальными показателями ОФВ1, ЖЕЛ, ФЖЕЛ, ИТ, МВЛ и другими. У здоровых людей эти величины всегда выше 80% от показателей нормы. На наличие патологических изменений указывает получение данных ниже 70% нормальных показателей.
Частота дыхания
Изначально оцениваются показатели частоты дыхания, т. е. количество сделанных вдохов и выдохов в течение минуты. В норме взрослый человек делает 16—20 дыхательных движений в минуту, дети – больше в зависимости от возраста. На этот показатель влияет положение тела пациента во время проведения исследования, степень эмоционального возбуждения и употребление накануне пищи. Если эти условия выполнения спирографии не были нарушены, увеличение частоты дыхания может указывать на наличие:
Если учащение дыхательных движений сочетается со снижением глубины, подобное может быть признаком сухого плеврита, острого миозита, межреберной невралгии, переломов ребер, присутствия в легких метастаз.
Снижение показателей частоты дыхания характерно для поражений головного мозга, в частности, менингита, опухолей, отека головного мозга и кровоизлияний в него.
Дыхательный объем
Дыхательный объем (ДО) – количество вдыхаемого воздуха за 1 вздох. В норме он составляет 0,5—0,8 л, но диагностическим параметром считается его снижение на фоне увеличения частоты дыхания или наоборот. Так, увеличение дыхательного объема при увеличении частоты дыхания наблюдается при повышенной температуре тела или присутствии анемии. Снижение обоих показателей типично для эмфиземы легких, выраженного сужения трахеи, заболеваний, вызывающих угнетение функции дыхательного центра, расположенного в головном мозге.
Минутный объем дыхания
МОД рассчитывается путем получения произведения показателя частоты дыхания на дыхательный объем. Поэтому в норме у взрослого человека МОД составляет порядка 4—10 л. Этот параметр является важным для оценки качества вентиляции мельчайших составляющих легких, альвеол. Ведь при глубоком и поверхностном дыхании попадающий в легкие воздух по-разному их наполняет. При неглубоком, частом дыхании он может не доходить до альвеол, что снижает качество течения газообменных процессов в организме.
Возрастание показателей МОД может указывать на развитие легочной или сердечной недостаточности легкой и средней тяжести, тиреотоксикоза или поражений центральной нервной системы. Снижение же этой величины является признаком тяжелой легочной или сердечной недостаточности, микседемы или угнетения дыхания.
Но МОД во многом зависит от психологического состояния пациента, степени тренированности легких, особенностей метаболизма. Поэтому часто этот показатель воспринимают в качестве вспомогательного.
Жизненная емкость легких
ЖЕЛ показывает не общий объем легких, а максимально возможный объем воздуха, который конкретный человек способен вдохнуть и выдохнуть, т. е. в него входит и резервный объем вдоха и выдоха. У здорового взрослого человека этот показатель равен 3000—5000 мл и приближается к индивидуально рассчитанной по математической формуле должной жизненной емкости легких (ДЖЕЛ).
ДЖЕЛ для взрослых мужчин = (27,63 – 0,122 х В) х L;
ДЖЕЛ для взрослых женщин = (21,78 – 0,101 х В) х L.
В норме разница между полученным и рассчитанным показателем не должна быть более 15%. Получение большей разницы характерно для:
Незначительное снижение ЖЕЛ указывает на обструктивные заболевания бронхов.
Форсированная жизненная емкость легких
Этот показатель, сокращенно называемый ФЖЕЛ, в норме должен быть не более чем на 100-300 мл меньше ЖЕЛ. С его помощью можно оценить эластичность легких, качество функционирования дыхательных мышц и проходимость бронхов.
При увеличении разницы между ЖЕЛ и ФЖЕЛ до 1500 мл и более, следует предположить наличие:
Объем форсированного выдоха за 1 секунду
ОФВ1 – индивидуальный показатель, зависящий от пола, возраста и веса. У здорового человека он должен находиться в пределах 1,4—4,2 л/сек. Но полученный при спирографии результат обязательно сравнивают с должным, который рассчитывают для каждого пациента отдельно по формуле:
ОФВ1 для мужчин = 0,036∙рост – 0,031∙вес;
ОФВ1 для женщин = 0,026∙рост – 0,028∙вес.
Отклонения полученного ОФВ1 от должного является показателем наличия хронической бронхиальной обструкции, а также позволяет контролировать динамику течения заболевания.
Обнаружить обструктивные заболевания на ранних этапах развития поможет средняя объемная скорость (СОС), отражающая скорость выполнения форсированного выдоха в средине дыхательного движения.
Индекс Тиффно
ИТ рассчитывается как отношение ОФВ1 к ЖЕЛ и у здоровых людей равен 70—90%. Этот показатель уменьшается при:
По ИТ можно установить тип обструкции. Дополнительно проводится проба с бронхолитиками и, если после ее проведения ИТ возрастает, причина заключается в бронхоспазме. Если же ситуация не изменяется, следует искать корень проблемы в других патологиях.
Максимальная вентиляция легких
У взрослых здоровых людей МВЛ равна 50—180 л/мин. Снижение этого показателя характерно для развития дыхательной или сердечной недостаточности.
Показатели скорости движения воздуха
Эти параметры рассчитываются по достаточно сложному алгоритму, заключающемся в построении треугольника на полученной спирограмме. Нормальными значениями считаются 160—300 мм/мин.
Таким образом, на основании изменения только одного из показателей спирометрии невозможно поставить диагноз. Всегда полученные данные оцениваются в комплексе и по изменению ряда параметров говорят о наличии того или иного заболевания, что дополнительно подтверждают другими инструментальными исследованиями.
Противопоказания
Несмотря на простоту и безопасность процедуры, существуют ситуации, когда проведение спирографии может нанести пациенту вред. Выполнение спирографии противопоказано при:
Важно: несмотря на большую информативность спирографии, не всегда проблемы с дыханием связаны с нарушением функции внешнего дыхания, и нормальные показатели спирографии не являются признаком здоровья, поэтому могут присутствовать те или иные жалобы, связанные с одышкой и кашлем.
Одними из факторов, оказывающих влияние на функцию легких, могут быть:
Всех пациентов обследуют, учитывая множество факторов, оказывающих влияние на функцию легких, а терапия подбирается индивидуально в зависимости от состояния организма и его резервных возможностей. Комплексный подход в сочетании с другими методами лечения дает возможность сократить период реабилитации и усилить эффективность проводимых мероприятий, минимизировать медикаментозное лечение, уменьшить риск возникновения осложнений в будущем.
Таким образом, спирография является весьма информативным диагностическим методом, позволяющим получить много информации о работе органов дыхания, проследить эффективность назначенной терапии и дифференцировать ряд патологий бронхов и легких от заболеваний сердечно-сосудистой и других систем. При этом он отличается простотой выполнения, безопасностью и доступностью, что позволяет использовать спирографию практически без ограничений, в том числе в рамках профилактических осмотров.
