Должная ЖЕЛ по формуле Болдуина — расчёт, нормы и процент от должной
Оценка жизненной ёмкости лёгких относительно должной величины, рассчитанной по полу, возрасту и росту, с определением степени отклонения от нормы.
- Полное название
- Расчёт должной жизненной ёмкости лёгких (ДЖЕЛ) по формуле Болдуина — Курнана — Ричардса с оценкой фактической ЖЕЛ в процентах от должной
- Авторы
- E. deF. Baldwin, A. Cournand, D. W. Richards (Болдуин, Курнан, Ричардс), 1948; градации отклонения — Л. Л. Шик, Н. Н. Канаев, 1980
- Назначение
- Оценка жизненной ёмкости лёгких относительно должной величины, рассчитанной по полу, возрасту и росту, с определением степени отклонения от нормы.
- Контингент
- Взрослые и старшие подростки 17–75 лет. Для детей и подростков младше 17 лет должную ЖЕЛ рассчитывают по другим, ростовым формулам.
Должная ЖЕЛ (ДЖЕЛ) — это жизненная ёмкость лёгких, ожидаемая у здорового человека того же пола, возраста и роста. Её считают, чтобы понять, много это или мало — измеренные спирометром 3800 мл. Самая распространённая в учебной литературе формула ДЖЕЛ — формула Болдуина — Курнана — Ричардса (1948): у мужчин ДЖЕЛ = (27,63 − 0,112 · В) · Р, у женщин ДЖЕЛ = (21,78 − 0,101 · В) · Р, где В — возраст в годах, Р — рост в сантиметрах, а результат получается сразу в миллилитрах.
Зачем вообще нужна должная величина. ЖЕЛ 3500 мл у мужчины ростом 190 см — это заметное снижение, а у женщины ростом 155 см — норма с запасом. Сравнивать людей по абсолютным миллилитрам нельзя, поэтому фактическую ЖЕЛ переводят в проценты от должной: %ЖЕЛ = ЖЕЛ ÷ ДЖЕЛ × 100 %. Это и есть показатель, который идёт в таблицы диплома и в статистическую обработку.
Что считает калькулятор ниже. Вы вводите по каждому обследуемому четыре величины — фактическую ЖЕЛ, пол, возраст и рост. Калькулятор рассчитывает ДЖЕЛ по формуле Болдуина, переводит фактическую ЖЕЛ в проценты от должной и относит человека к градации (норма, условная норма, умеренное, значительное, резкое снижение). По группе он выдаёт M ± SD и Me [Q₁; Q₃], сравнивает замеры «до / после» и группы между собой подходящим критерием и оформляет таблицу и рисунок для диплома. Жизненный индекс (ЖЕЛ на 1 кг массы тела) считается на своей странице — Жизненный индекс: это отдельный показатель со своим основанием сравнения, и массу тела ради него здесь спрашивать не нужно.
Где это применяют. Расчёт ДЖЕЛ — обязательный элемент врачебного контроля и лабораторных работ по физиологии дыхания. В работах по ЛФК, физической реабилитации, адаптивной физкультуре и спортивной медицине ЖЕЛ снимают до и после курса дыхательной гимнастики, плавания или циклических тренировок и доказывают прирост критерием Вилкоксона, а различия между группами — критерием Манна-Уитни.
Чем эта страница отличается от спирометрии. На странице Спирометрия: ОФВ₁ и ФЖЕЛ должные величины считаются по уравнениям ECSC/ERS 1993 и относятся к показателям форсированного выдоха — они нужны, чтобы выявить бронхиальную обструкцию. Здесь речь о ЖЕЛ — ёмкости спокойного полного выдоха, и о классической формуле Болдуина, принятой во врачебном контроле. Уравнения, единицы (миллилитры против литров) и шкалы оценки разные, и смешивать проценты, посчитанные по ECSC/ERS и по Болдуину, в одной таблице нельзя.
Это учебный расчёт, а не диагноз. Снижение ЖЕЛ ниже должной величины — повод обратиться к врачу и пройти полное исследование функции внешнего дыхания, а не основание для самостоятельных выводов.
Онлайн-расчёт и генерация данных
БесплатноПосчитайте по своим данным или подберите правдоподобный набор для диплома — с таблицей и экспортом в Word.
Шаг 1. Что вам нужно?
Шкалы методики
Должная ЖЕЛ (ДЖЕЛ), мл
Расчётная величина, а не измеренная: ожидаемая жизненная ёмкость лёгких у здорового человека того же пола, возраста и роста. Сама по себе в статистику не идёт — служит знаменателем для процента.
Мужчины (27,63 − 0,112 · В) · Р; женщины (21,78 − 0,101 · В) · Р
ЖЕЛ в процентах от должной (%ЖЕЛ)
Главный показатель методики. Именно его сравнивают между людьми и группами и заносят в таблицы диплома. Шкала прямая: чем выше процент, тем лучше состояние вентиляционной функции.
Фактическая ЖЕЛ, мл ÷ ДЖЕЛ, мл × 100 %
Жизненный индекс (ЖИ), мл/кг
Дополнительный показатель, который обычно приводят рядом: сколько ЖЕЛ приходится на 1 кг массы тела. Отличается от %ЖЕЛ основанием сравнения — не рост и возраст, а масса, поэтому при избыточной массе тела ЖИ снижается даже при нормальной ЖЕЛ. Калькулятор на этой странице его не считает: расчёт, нормы и статобработка ЖИ — на отдельной странице Жизненный индекс.
Фактическая ЖЕЛ, мл ÷ масса тела, кг
Полный текст методики
Измерение проводят не ранее чем через 1,5–2 часа после еды, после 10–15 минут покоя, в положении стоя. Шкалы ответов у методики нет: регистрируются рост, масса тела и объём в миллилитрах, а ДЖЕЛ рассчитывается по формуле. Ниже — порядок процедуры.
Шкала ответов: Шкалы ответов нет: ЖЕЛ и ДЖЕЛ регистрируются в миллилитрах, рост — в сантиметрах, масса — в килограммах, %ЖЕЛ — в процентах
- 1.Записать пол обследуемого и возраст в полных годах — без них коэффициенты формулы Болдуина выбрать нельзя.
- 2.Измерить рост стоя ростомером, без обуви, с точностью до 0,5 см; пятки, ягодицы и лопатки касаются стойки, голова в положении «глазнично-ушной горизонтали».
- 3.Взвесить обследуемого на медицинских весах — масса тела, кг (нужна для жизненного индекса).
- 4.Подготовить спирометр: продезинфицировать мундштук, установить шкалу на нулевую отметку.
- 5.Обследуемый стоит прямо, делает 1–2 спокойных дыхательных цикла для подготовки.
- 6.Команда: максимально глубокий вдох, задержка не более 1–2 секунд.
- 7.Команда: равномерный, полный, НЕ форсированный выдох в трубку спирометра «до отказа»; при необходимости нос зажимают.
- 8.Снять показание спирометра — это фактическая ЖЕЛ в миллилитрах.
- 9.Повторить измерение 3 раза с интервалом отдыха 1 минута; в расчёт взять НАИБОЛЬШИЙ результат, а не средний.
- 10.Рассчитать должную ЖЕЛ: мужчины ДЖЕЛ = (27,63 − 0,112 · В) · Р, женщины ДЖЕЛ = (21,78 − 0,101 · В) · Р.
- 11.Рассчитать процент от должной: %ЖЕЛ = ЖЕЛ ÷ ДЖЕЛ × 100 % — и определить градацию по таблице.
- 12.Рассчитать жизненный индекс: ЖИ = ЖЕЛ ÷ масса тела (мл/кг).
Ключи: как обрабатываются ответы
- 1Шаг 1. Записать пол, возраст (полных лет), рост стоя в сантиметрах и массу тела в килограммах.
- 2Шаг 2. Измерить ЖЕЛ спирометром: максимально глубокий вдох, затем равномерный полный выдох в трубку «до отказа». Повторить 3 раза, в расчёт взять наибольший результат (мл).
- 3Шаг 3. Рассчитать должную ЖЕЛ по формуле Болдуина: мужчины ДЖЕЛ = (27,63 − 0,112 · В) · Р, женщины ДЖЕЛ = (21,78 − 0,101 · В) · Р, где В — возраст в годах, Р — рост в сантиметрах. Результат получается в миллилитрах.
- 4Шаг 4. Перевести фактическую ЖЕЛ в проценты от должной: %ЖЕЛ = ЖЕЛ ÷ ДЖЕЛ × 100 %.
- 5Шаг 5. Определить градацию по таблице Шика — Канаева: более 90 % — норма, 85–89 % — условная норма, 70–84 % — умеренное снижение, 50–69 % — значительное, менее 50 % — резкое.
- 6Шаг 6. Дополнительно рассчитать жизненный индекс ЖИ = ЖЕЛ ÷ масса тела и сравнить с нормами по полу: мужчины 65–70 мл/кг, женщины 55–60 мл/кг.
Как оценить результат
более 90 % от должной
Норма
85–89 % от должной
Условная норма
70–84 % от должной
Умеренное снижение
менее 70 % от должной
Значительное и резкое снижение
Как обрабатывать математически
Единица измерения
ЖЕЛ и ДЖЕЛ — миллилитры; %ЖЕЛ — проценты; ЖИ — мл/кг
Тип шкалы
Метрическая (отношений) → параметрические методы допустимы
Как описывать
M ± SD при нормальном распределении, иначе Me [Q₁; Q₃]
Основные критерии
Стьюдент / Вилкоксон / Манна-Уитни
Процент от должной ЖЕЛ и жизненный индекс — метрическая шкала (шкала отношений), поэтому при подтверждённой нормальности распределения (критерий Шапиро-Уилка) уместны параметрические методы: описание через M ± SD и критерий Стьюдента. На типичных для дипломов выборках 10–30 человек нормальность подтверждается не всегда, и тогда переходят к ранговым критериям — Вилкоксона для связанных замеров и Манна-Уитни для независимых групп — с описанием через медиану и квартили. Доли обследуемых с ЖЕЛ ниже нормы сравнивают между группами угловым преобразованием Фишера или критерием χ². Важно: сравнивать между собой абсолютную ЖЕЛ в миллилитрах у людей разного пола, возраста и роста нельзя — сравнивают проценты от должной.
Пошаговый план расчёта
- 1Соберите по каждому обследуемому пол, возраст (полных лет), рост стоя (см), массу тела (кг) и наибольший из трёх замеров ЖЕЛ (мл).
- 2Рассчитайте ДЖЕЛ по формуле Болдуина: мужчины (27,63 − 0,112 · В) · Р, женщины (21,78 − 0,101 · В) · Р.
- 3Переведите фактическую ЖЕЛ в проценты от должной: %ЖЕЛ = ЖЕЛ ÷ ДЖЕЛ × 100 %.
- 4Отнесите каждого обследуемого к градации по таблице Шика — Канаева и посчитайте жизненный индекс ЖИ = ЖЕЛ ÷ масса тела.
- 5Проверьте распределение процентов критерием Шапиро-Уилка и опишите выборку: M ± SD либо Me [Q₁; Q₃].
- 6Выберите критерий по дизайну исследования (таблица ниже) и оцените значимость различий (p < 0,05).
Какой критерий выбрать
Пример обработки результатов
В исследовании участвовали 12 студенток 18–20 лет, отнесённых к подготовительной медицинской группе. ЖЕЛ измеряли сухим спирометром до и после 8-недельного курса дыхательной гимнастики и плавания. Должную ЖЕЛ рассчитывали по формуле Болдуина, показателем для обработки служил процент фактической ЖЕЛ от должной. Нужно проверить, значимо ли выросла жизненная ёмкость лёгких.
До: 82 87 79 91 84 76 88 81 85 78 90 83
После: 90 95 86 99 92 84 96 89 93 87 98 91
- 1По полу, возрасту и росту каждой студентке рассчитали ДЖЕЛ по формуле Болдуина: ДЖЕЛ = (21,78 − 0,101 · В) · Р.
- 2Фактическую ЖЕЛ разделили на должную и умножили на 100 % — получили %ЖЕЛ до и после курса.
- 3Замеры связанные (одни и те же студентки), выборка малая (n = 12), нормальность не подтвердилась → выбрали критерий Вилкоксона.
- 4Нашли сдвиги «после − до», проранжировали их по модулю и посчитали T эмпирическое.
- 5Сравнили T эмп с T критическим для n = 12 при α = 0,01.
Как оформить это в дипломе
В таблице 1 представлен процент фактической ЖЕЛ от должной до и после курса дыхательной гимнастики.
Таблица 1 — Динамика ЖЕЛ (% от должной) «до/после» (n = 12)
| Показатель | До | После | T эмп | T крит | p |
|---|---|---|---|---|---|
| ЖЕЛ, % от должной: Me | 83,5 | 91,5 | 0 | 7 | < 0,01 |
| Квартили (Q₁–Q₃) | 79,8–87,3 | 88,5–95,3 | — | — | — |
| Обследуемых с %ЖЕЛ < 90 | 11 (91,7 %) | 4 (33,3 %) | — | — | — |
На рисунке 1 графически представлена динамика медианы ЖЕЛ в процентах от должной.
Рисунок 1 — Медиана ЖЕЛ (% от должной) до и после курса
Медиана процента от должной ЖЕЛ выросла с 83,5 % до курса до 91,5 % после 8 недель дыхательной гимнастики и плавания. Число студенток с показателем ниже нормы (90 % от должной) сократилось с одиннадцати до четырёх.
Сдвиг «после − до» положителен у всех 12 студенток, поэтому по критерию Вилкоксона T эмп = 0, а T крит = 7 (n = 12, α = 0,01). Так как T эмп < T крит, сдвиг статистически значим (p < 0,01).
Вывод
После 8-недельного курса ЖЕЛ значимо выросла (медиана с 83,5 % до 91,5 % от должной; p < 0,01) — вентиляционная функция лёгких улучшилась, а средний показатель группы вышел на уровень нормы.
Формула Болдуина: как считать должную ЖЕЛ
Формулу предложили американские физиологи Э. Болдуин, А. Курнан и Д. Ричардс в работе 1948 года о лёгочной недостаточности (А. Курнан и Д. Ричардс — лауреаты Нобелевской премии по физиологии и медицине 1956 года за катетеризацию сердца). В русскоязычной литературе её называют формулой Болдуина или формулой Болдуина — Курнана — Ричардса.
В формуле В — возраст в годах, Р — рост стоя в сантиметрах. Результат получается сразу в миллилитрах (в оригинале — в кубических сантиметрах, это одно и то же). Скобка — это «сколько миллилитров ЖЕЛ приходится на каждый сантиметр роста в данном возрасте»; с возрастом она линейно уменьшается, потому что эластичность лёгочной ткани снижается.
Отсюда же берутся ходовые упрощённые варианты ДЖЕЛ = 25 · Р и ДЖЕЛ = 20 · Р: это значение скобки примерно в 23 года у мужчин и в 18 лет у женщин. Пользоваться ими можно только у молодых, иначе должная величина окажется завышенной.
Таблица — Формула Болдуина для расчёта должной ЖЕЛ (мл)
| Пол | Формула | Упрощённый вариант |
|---|---|---|
| Мужчины | (27,63 − 0,112 · В) · Р | 25 · Р |
| Женщины | (21,78 − 0,101 · В) · Р | 20 · Р |
В — возраст, полных лет; Р — рост стоя, см. Результат — в миллилитрах. Упрощённый вариант без возраста применим только к молодым (примерно до 25 лет), в остальных случаях берите полную формулу.
Расчёт на числах: два примера
Пример 1. Мужчина, 20 лет, рост 178 см, ЖЕЛ 4300 мл, масса 72 кг. Считаем скобку: 27,63 − 0,112 · 20 = 27,63 − 2,24 = 25,39. Умножаем на рост: ДЖЕЛ = 25,39 · 178 = 4519 мл. Процент от должной: %ЖЕЛ = 4300 ÷ 4519 · 100 = 95,1 % — это норма (более 90 %). Жизненный индекс: ЖИ = 4300 ÷ 72 = 59,7 мл/кг, что ниже нормы для мужчин (65–70 мл/кг) — при нормальной ЖЕЛ показатель «просел» за счёт массы тела.
Пример 2. Женщина, 45 лет, рост 162 см, ЖЕЛ 2100 мл, масса 68 кг. Скобка: 21,78 − 0,101 · 45 = 21,78 − 4,545 = 17,235. ДЖЕЛ = 17,235 · 162 = 2792 мл. Процент от должной: %ЖЕЛ = 2100 ÷ 2792 · 100 = 75,2 % — умеренное снижение (70–84 %). Жизненный индекс: ЖИ = 2100 ÷ 68 = 30,9 мл/кг — существенно ниже нормы для женщин (55–60 мл/кг).
Обратите внимание на направление шкалы: показатель прямой — чем больше процент от должной, тем лучше оценка. Если бы у той же женщины ЖЕЛ была 2600 мл, процент составил бы 93,1 % и попал уже в норму.
Оценка результата: градации отклонения ЖЕЛ
Границы нормы и степени отклонения приняты по «Руководству по клинической физиологии дыхания» под редакцией Л. Л. Шика и Н. Н. Канаева — этой таблицей пользуются в отечественной функциональной диагностике до сих пор. Строка «ЖЕЛ, ФЖЕЛ» из неё и лежит в основе оценки в калькуляторе выше.
Таблица — Градации ЖЕЛ в процентах от должной (Л. Л. Шик, Н. Н. Канаев)
| Оценка | ЖЕЛ, % от должной |
|---|---|
| Норма | более 90 % |
| Условная норма | 85–89 % |
| Умеренное снижение | 70–84 % |
| Значительное снижение | 50–69 % |
| Резкое снижение | менее 50 % |
В источнике диапазоны записаны как «> 90», «85–90», «70–84», «50–69», «< 50», то есть значение ровно 90 % формально попадает в две строки сразу. Калькулятор относит его к норме. В более простых учебных пособиях встречается грубая оценка «в норме отклонение ЖЕЛ от должной не превышает 15–20 %» — она не противоречит таблице, а лишь укрупняет её.
Верхняя граница: когда ЖЕЛ больше должной
Превышение должной величины отклонением не считается. У тренированных людей ЖЕЛ регулярно составляет 110–130 % от должной, а у пловцов, гребцов, лыжников и бегунов на длинные дистанции встречаются значения выше. Причина в том, что формула Болдуина выведена на обычной, нетренированной популяции: она описывает «среднего здорового», а не спортсмена.
Практический вывод для диплома: если у спортивной группы %ЖЕЛ выше 100, это не ошибка расчёта, а ожидаемый результат. Рост показателя после курса тренировок — самостоятельный и корректный результат работы даже тогда, когда группа с самого начала была «в норме».
Должная ЖЕЛ по Болдуину и должные величины по ECSC/ERS: не путать
На сайте есть вторая страница про должные величины лёгочных объёмов — Спирометрия: ОФВ₁ и ФЖЕЛ. Это не то же самое, и подставлять одни числа вместо других нельзя.
Формула Болдуина даёт должную ЖЕЛ — ёмкость спокойного, не форсированного полного выдоха. Считает в миллилитрах, требует пол, возраст и рост в сантиметрах, оценивается по градациям Шика — Канаева. Это инструмент врачебного контроля, физиологического практикума и спортивной медицины.
Уравнения ECSC/ERS 1993 дают должные ОФВ₁ и ФЖЕЛ — показатели форсированного выдоха. Считают в литрах, требуют рост в метрах, и нужны прежде всего для выявления бронхиальной обструкции по отношению ОФВ₁/ФЖЕЛ < 0,70. Это инструмент пульмонологической диагностики.
Если ваш прибор печатает ФЖЕЛ и проценты по ECSC/ERS или GLI-2012 — берите их и укажите набор должных величин в разделе «Организация и методы исследования». Если у вас сухой или водяной спирометр и обычная ЖЕЛ — ваш вариант формула Болдуина. Смешивать проценты, посчитанные по разным наборам должных величин, в одной таблице нельзя.
Другие формулы должной ЖЕЛ
Формула Болдуина — не единственная. В отечественных пособиях встречаются и другие способы, и результаты у них расходятся на несколько процентов, поэтому в работе нужно указать, какой именно вы пользовались, и не менять его по ходу исследования.
- Номограммы и таблицы должных величин — графический вариант того же расчёта по полу, возрасту и росту; чаще всего печатаются прямо в методичках по физиологии.
- Через должный основной обмен (формула Антони) — ДЖЕЛ = ДОО × коэффициент (2,3 у женщин и 2,6 у мужчин), где ДОО берётся из таблиц Гарриса — Бенедикта. Требует таблиц, поэтому в учебных работах используется реже.
- Уравнения ECSC/ERS 1993 и GLI-2012 — современные системы должных величин, ориентированные на спирометрию форсированного выдоха; разобраны на странице Спирометрия: ОФВ₁ и ФЖЕЛ.
- Детские ростовые формулы — для обследуемых младше 17 лет; формула Болдуина к ним неприменима, коэффициенты выведены на взрослых.
Смежные показатели внешнего дыхания на сайте
Должная ЖЕЛ редко идёт в работе одна: её обычно сопровождают проба на выносливость дыхательной мускулатуры и пробы с задержкой дыхания. Все эти показатели считаются по своим формулам и разобраны отдельно.
- Жизненный индекс — ЖЕЛ на 1 кг массы тела; считается из той же измеренной ЖЕЛ, но соотносится не с ростом и возрастом, а с массой тела. Там же его нормы, личный расчёт и статобработка по группе.
- Проба Розенталя — пятикратное измерение ЖЕЛ подряд; оценивает не величину ёмкости, а выносливость дыхательной мускулатуры по динамике замеров.
- Проба Шафрановского — изменение ЖЕЛ после дозированной физической нагрузки.
- Индекс Скибинской — комбинированный показатель, где ЖЕЛ объединяется с задержкой дыхания и пульсом.
- Спирометрия: ОФВ₁ и ФЖЕЛ — показатели форсированного выдоха и должные величины по ECSC/ERS 1993.
Ограничения и оговорки
- Это учебный расчёт, а не диагноз. Калькулятор нужен для статистической обработки материала выпускной работы. Оценку функции внешнего дыхания даёт врач по результатам полного обследования.
- Формула выведена в 1948 году на американской популяции и на современных выборках систематически расходится с более новыми системами должных величин. Для клинических решений применяют ECSC/ERS 1993 или GLI-2012.
- Коэффициенты рассчитаны на взрослых. Для детей и подростков младше 17 лет нужны детские ростовые формулы — калькулятор такие данные не принимает.
- Формула не учитывает этническую принадлежность, хотя должные объёмы у разных популяций различаются на 10–15 %.
- Результат сильно зависит от техники: неполный вдох, форсированный (а не спокойный) выдох, утечка мимо мундштука занижают ЖЕЛ. Без трёх замеров и выбора наибольшего данные в работу брать нельзя.
- ЖЕЛ снижается не только при болезни лёгких: сказываются слабость дыхательных мышц, ожирение, боль, беременность, деформации грудной клетки и позвоночника.
- Жизненный индекс и процент от должной — разные показатели, и низкий ЖИ при нормальном %ЖЕЛ чаще говорит об избыточной массе тела, а не о состоянии лёгких.