Chursin V.V. A tüdő mesterséges lélegeztetése (oktatási kézikönyv)
Az egész összetett folyamat három fő szakaszra osztható: külső légzés; és a belső (szöveti) légzés.
külső légzés- gázcsere a test és a környező légköri levegő között. A külső légzés a légköri és az alveoláris levegő, valamint a tüdőkapillárisok és az alveoláris levegő közötti gázcserét foglalja magában.
Ez a légzés a mellkasi üreg térfogatának időszakos változása miatt történik. A térfogatának növekedése belégzést (belégzést), csökkenést - kilégzést (kilégzést) biztosít. A belégzés és az azt követő kilégzés fázisai . Belégzéskor a légköri levegő a légutakon keresztül a tüdőbe jut, kilégzéskor pedig a levegő egy része elhagyja azokat.
A külső légzéshez szükséges feltételek:
- szorító érzés a mellkasban;
- a tüdő szabad kommunikációja a környezettel;
- a tüdőszövet rugalmassága.
Egy felnőtt ember percenként 15-20 levegőt vesz. A fizikailag edzett emberek légzése ritkább (akár 8-12 légzés/perc) és mély.
A külső légzés vizsgálatának leggyakoribb módszerei
Módszerek a tüdő légzésfunkciójának felmérésére:
- Pneumográfia
- Spirometria
- Spirográfia
- Pneumotachometria
- Radiográfia
- Röntgen-számítógépes tomográfia
- Ultrahangos eljárás
- Mágneses rezonancia képalkotás
- Bronchográfia
- Bronchoszkópia
- Radionuklid módszerek
- Gázhígítási módszer
Spirometria- módszer a kilélegzett levegő térfogatának mérésére spirométerrel. Különféle turbimetriás érzékelővel ellátott spirométereket használnak, valamint vizeseket, amelyekben a kilélegzett levegőt a vízbe helyezett spirométer harangja alatt gyűjtik össze. A kilélegzett levegő mennyiségét a csengő emelkedése határozza meg. Az utóbbi időben széles körben elterjedtek a légáramlás térfogati sebességének változására érzékeny, számítógépes rendszerhez csatlakoztatott érzékelők. Ezen az elven működik különösen egy számítógépes rendszer, például a fehérorosz gyártású "Spirometer MAS-1" stb.. Az ilyen rendszerek nemcsak spirometriát tesznek lehetővé, hanem spirográfiát és pneumotachográfiát is.
Spirográfia - a belélegzett és kilélegzett levegő mennyiségének folyamatos rögzítésének módszere. Az így kapott grafikus görbét spirofammának nevezzük. A spirogram alapján meg lehet határozni a tüdő életkapacitását és a légzési térfogatokat, a légzésszámot és a tüdő önkényes maximális szellőzését.
Pneumotachográfia - a belélegzett és kilélegzett levegő térfogatáramának folyamatos regisztrálásának módszere.
Számos más módszer is létezik a légzőrendszer vizsgálatára. Ezek közé tartozik a mellkas pletizmográfia, a légutakon és a tüdőn áthaladó hangok meghallgatása, a fluoroszkópia és a radiográfia, a kilélegzett légáram oxigén- és szén-dioxid-tartalmának meghatározása stb. Ezen módszerek közül néhányat az alábbiakban tárgyalunk.
A külső légzés térfogati mutatói
A tüdőtérfogatok és -kapacitások arányát az ábra mutatja. egy.
A külső légzés tanulmányozása során a következő mutatókat és azok rövidítését használják.
Teljes tüdőkapacitás (TLC)- a tüdőben lévő levegő mennyisége a legmélyebb belélegzés után (4-9 l).
Rizs. 1. A tüdőtérfogatok és -kapacitások átlagos értékei
A tüdő létfontosságú kapacitása
Vital kapacitás (VC)- a maximális belégzés utáni legmélyebb lassú kilégzéssel rendelkező személy által kilélegezhető levegő mennyisége.
Az emberi tüdő létfontosságú kapacitásának értéke 3-6 liter. A közelmúltban a pneumotachográfiai technológia bevezetése kapcsán az ún kényszerű életképesség(FZhEL). Az FVC meghatározásakor az alanynak a lehető legmélyebb lélegzetvétel után a legmélyebb kényszerkilégzést kell végrehajtania. Ebben az esetben a kilégzést olyan erőfeszítéssel kell végrehajtani, amely a kilélegzett levegő áramlásának maximális térfogati sebességének elérésére irányul a teljes kilégzés során. Az ilyen kényszerített lejárat számítógépes elemzése lehetővé teszi a külső légzés tucatnyi mutatójának kiszámítását.
A VC egyedi normálértékét ún megfelelő tüdőkapacitás(JEL). Kiszámítása literben történik a magasság, testsúly, életkor és nem alapján képletek és táblázatok alapján. A 18-25 éves nők esetében a számítás a képlet szerint végezhető el
JEL \u003d 3,8 * P + 0,029 * B - 3,190; azonos korú férfiak számára
Maradék térfogat
JEL \u003d 5,8 * P + 0,085 * B - 6,908, ahol P - magasság; B - életkor (év).
A mért VC értéke csökkentettnek minősül, ha ez a csökkenés több mint a VC-szint 20%-a.
Ha a „kapacitás” nevet a külső légzés indikátorára használjuk, akkor ez azt jelenti, hogy egy ilyen kapacitás kisebb egységeket, úgynevezett térfogatokat tartalmaz. Például az OEL négy kötetből, a VC három kötetből áll.
Árapály térfogata (TO) az a levegő mennyisége, amely egy lélegzetvétellel belép a tüdőbe és távozik a tüdőből. Ezt a mutatót a légzés mélységének is nevezik. Nyugalomban felnőttnél a DO 300-800 ml (a VC-érték 15-20%-a); havi gyermek - 30 ml; egy éves - 70 ml; tíz éves - 230 ml. Ha a légzés mélysége nagyobb a normálnál, akkor ezt a légzést nevezzük hyperpnoe- túlzott, mély légzés, ha a DO kisebb a normálisnál, akkor légzést hívunk oligopnea- Elégtelen, felületes légzés. Normál mélységnél és légzési sebességnél ún eupnea- normál, elegendő légzés. A normál nyugalmi légzésszám felnőtteknél 8-20 légzés percenként; havi gyermek - körülbelül 50; egy éves - 35; tíz év - 20 ciklus percenként.
Belégzési tartalék térfogat (RIV)- az a levegőmennyiség, amelyet egy személy csendes lélegzetvétel után a legmélyebb lélegzettel be tud lélegezni. Az RO vd értéke a normában a VC értékének 50-60%-a (2-3 l).
Kilégzési tartalék térfogat (RO vyd)- az a levegőmennyiség, amelyet egy személy csendes kilégzés után a legmélyebb kilégzéssel ki tud lélegezni. Normális esetben az RO vyd értéke a VC (1-1,5 liter) 20-35% -a.
Maradék tüdőtérfogat (RLV)- a légutakban és a tüdőben maradó levegő maximális mély kilégzés után. Értéke 1-1,5 liter (a TRL 20-30%-a). Idős korban a TRL értéke nő a tüdő rugalmas visszarúgásának csökkenése, a hörgők átjárhatósága, a légzőizmok erejének és a mellkasi mobilitás csökkenése miatt. 60 évesen már a TRL körülbelül 45%-át teszi ki.
Funkcionális maradék kapacitás (FRC) A tüdőben maradó levegő csendes kilégzés után. Ez a kapacitás a maradék tüdőtérfogatból (RLV) és a kilégzési tartalék térfogatból (ERV) áll.
A belégzés során a légzőrendszerbe jutó légköri levegő nem mindegyike vesz részt a gázcserében, hanem csak az, amely eléri az alveolusokat, amelyek megfelelő véráramlással rendelkeznek az őket körülvevő kapillárisokban. Ezzel kapcsolatban létezik egy ún holttér.
Anatómiai holttér (AMP)- ez a légúti levegő térfogata a légúti hörgők szintjéig (ezeken a hörgőkön már vannak alveolusok, és gázcsere lehetséges). Az AMP értéke 140-260 ml, és az emberi alkat jellemzőitől függ (olyan problémák megoldásakor, amelyeknél figyelembe kell venni az AMP-t, és az értéke nincs feltüntetve, az AMP térfogatát 150 ml-nek kell tekinteni. ).
Fiziológiai holttér (PDM)- a légutakba és a tüdőbe belépő és a gázcserében nem részt vevő levegő mennyisége. Az FMP nagyobb, mint az anatómiai holttér, mivel szerves részeként tartalmazza. A légúti levegőn kívül az FMP magában foglalja a levegőt, amely belép a pulmonalis alveolusokba, de nem cserél gázt a vérrel, mivel ezekben az alveolusokban nincs vagy csökken a véráramlás (a nevet néha erre a levegőre használják). alveoláris holttér). Normális esetben a funkcionális holttér értéke a dagálytérfogat 20-35%-a. Ennek az értéknek a 35% feletti növekedése bizonyos betegségek jelenlétére utalhat.
1. táblázat A pulmonalis lélegeztetés indikátorai
Az orvosi gyakorlatban fontos a holttér-tényező figyelembe vétele a légzőkészülékek (magas repülések, búvárkodás, gázálarcok) tervezésénél, valamint számos diagnosztikai és újraélesztési intézkedésnél. Csöveken, maszkokon, tömlőkön keresztül történő légzéskor további holtterek kapcsolódnak az emberi légzőrendszerhez, és a légzésmélység növekedése ellenére az alveolusok légköri levegővel történő szellőztetése elégtelenné válhat.
Percnyi légzési térfogat
Perc légzési térfogat (MOD)- a tüdőn és a légutakon keresztül 1 perc alatt kiszellőztetett levegő mennyisége. A MOD meghatározásához elegendő ismerni a mélységet vagy a légzési térfogatot (TO) és a légzésszámot (RR):
MOD \u003d TO * BH.
Kaszálásnál a MOD 4-6 l/perc. Ezt a mutatót gyakran tüdőszellőztetésnek is nevezik (különböztesse meg az alveoláris lélegeztetéstől).
Alveoláris szellőzés
Alveoláris lélegeztetés (AVL)- a pulmonalis alveolusokon áthaladó légköri levegő térfogata 1 perc alatt. Az alveoláris lélegeztetés kiszámításához ismernie kell az AMP értékét. Ha nem kísérletileg határozzák meg, akkor a számításhoz az AMP térfogatát 150 ml-nek kell venni. Az alveoláris szellőztetés kiszámításához használhatja a képletet
AVL \u003d (DO - AMP). BH.
Például, ha egy személy légzésének mélysége 650 ml, és a légzésszám 12, akkor az AVL 6000 ml (650-150). 12.
AB \u003d (DO - OMP) * BH \u003d TO alf * BH
- AB - alveoláris szellőztetés;
- TO alv — az alveoláris lélegeztetés dagályos térfogata;
- RR - légzésszám
Maximális tüdőszellőztetés (MVL)- az ember tüdején keresztül 1 perc alatt maximálisan kiszellőztethető levegőmennyiség. Az MVL tetszőleges nyugalmi hiperventilációval határozható meg (nyírás közben a lehető legmélyebb, gyakran legfeljebb 15 másodperces légzés megengedett). Speciális berendezések segítségével az MVL meghatározható az ember által végzett intenzív fizikai munka során. Az ember alkatától és életkorától függően az MVL-norma 40-170 l / perc tartományban van. Sportolókban az MVL elérheti a 200 l / percet.
A külső légzés áramlási mutatói
A tüdőtérfogatok és -kapacitások mellett az ún a külső légzés áramlási mutatói. A legegyszerűbb módszer ezek közül a csúcskilégzési térfogatáram meghatározására az csúcsáramlásmérő. A csúcsáramlásmérők egyszerű és meglehetősen megfizethető eszközök otthoni használatra.
Csúcs kilégzési térfogatáram(POS) - a kilélegzett levegő maximális térfogati áramlási sebessége, amelyet a kényszerített kilégzés során érnek el.
Pneumatachométer készülék segítségével nemcsak a maximális térfogati kilégzési áramlási sebességet, hanem a belégzést is meghatározhatjuk.
Egy egészségügyi kórházban egyre elterjedtebbek a kapott információkat számítógépes feldolgozással rendelkező pneumotachográfok. Az ilyen típusú eszközök a tüdő kényszerített életkapacitásának kilégzése során keletkező légáramlás térfogati sebességének folyamatos regisztrálása alapján több tucat külső légzés indikátor kiszámítását teszik lehetővé. Leggyakrabban a POS-t és a maximális (pillanatnyi) térfogati levegőáramlási sebességet a kilégzés pillanatában 25, 50, 75% FVC-vel határozzák meg. Ezeket ISO 25, ISO 50, ISO 75 indikátoroknak nevezik. Szintén népszerű az FVC 1 meghatározása – kényszerkilégzési térfogat 1 e-nek megfelelő ideig. Ezen mutató alapján kiszámítják a Tiffno-indexet (mutatót) - az FVC 1 és az FVC százalékos arányát. Egy görbe is rögzítésre kerül, amely tükrözi a légáramlás térfogati sebességének változását a kényszerkilégzés során (2.4. ábra). Ugyanakkor a függőleges tengelyen a térfogati sebesség (l/s), a vízszintes tengelyen pedig a kilélegzett FVC százalékos aránya jelenik meg.
A fenti grafikonon (2. ábra, felső görbe) a csúcs a PIC értéket jelöli, a 25% FVC lejárati pillanatának vetülete a görbén a MOS 25-et jellemzi, az 50% és 75% FVC vetülete megfelel a a MOS 50 és MOS 75 értékeket. Nemcsak az egyes pontok áramlási sebessége, hanem a görbe teljes lefutása is diagnosztikus jelentőséggel bír. A kilélegzett FVC 0-25%-ának megfelelő része a nagy hörgők, légcső légáteresztő képességét, az FVC 50-85%-a pedig a kis hörgők és hörgők permeabilitását tükrözi. Az alsó görbe lefelé eső szakaszán a kilégzési régióban 75-85%-os FVC csökkenés a kis hörgők és hörgőcsövek átjárhatóságának csökkenését jelzi.
Rizs. 2. A légzés áramlási mutatói. Hangjegyek görbéi - egészséges ember hangereje (felső), kis hörgők átjárhatóságának obstruktív megsértése esetén (alsó)
A felsorolt térfogati és áramlási mutatók meghatározása a külső légzőrendszer állapotának diagnosztizálására szolgál. A klinikán a külső légzés funkciójának jellemzésére négyféle következtetést alkalmaznak: norm, obstruktív rendellenességek, restrikciós rendellenességek, vegyes rendellenességek (obstruktív és restrikciós rendellenességek kombinációja).
A legtöbb külső légzés áramlási és térfogati mutatója esetében az esedékes (számított) értéktől való 20% -nál nagyobb eltéréseket a normán kívülinek tekintik.
Obstruktív rendellenességek- ezek a légutak átjárhatóságának megsértése, ami az aerodinamikai ellenállásuk növekedéséhez vezet. Ilyen rendellenességek alakulhatnak ki az alsó légúti simaizomzat tónusának növekedése, a nyálkahártyák hipertrófiájával vagy ödémájával (például akut légúti vírusfertőzésekkel), nyálka felhalmozódásával, gennyes váladékozással, daganat vagy idegen test jelenléte, a felső légutak átjárhatóságának zavara és egyéb esetek.
A légúti obstruktív elváltozások jelenlétét a POS, FVC 1, MOS 25, MOS 50, MOS 75, MOS 25-75, MOS 75-85, a Tiffno-teszt index és az MVL csökkenése alapján ítélik meg. A Tiffno-teszt mutatója általában 70-85%, 60% -ra való csökkenése mérsékelt megsértés jele, 40% -ig pedig a hörgők átjárhatóságának kifejezett megsértése. Ezen túlmenően, obstruktív rendellenességek esetén olyan mutatók nőnek, mint a maradék térfogat, a funkcionális reziduális kapacitás és a teljes tüdőkapacitás.
Korlátozó jogsértések- ez a tüdő expanziójának csökkenése belégzéskor, a tüdő légzési mozgásának csökkenése. Ezek a rendellenességek a tüdő megfelelőségének csökkenése, mellkasi sérülések, összenövések jelenléte, folyadék felhalmozódása a pleurális üregben, gennyes tartalom, vér, légzőizmok gyengesége, neuromuszkuláris szinapszisokban a gerjesztés átviteli zavara és egyéb okok miatt alakulhatnak ki. .
A tüdőben bekövetkező korlátozó elváltozások jelenlétét a VC csökkenése (a várt érték legalább 20%-a) és az MVL (nem specifikus mutató) csökkenése, valamint a tüdő compliance csökkenése és egyes esetekben a csökkenés határozza meg. , a Tiffno teszt növekedésével (több mint 85%). A restrikciós rendellenességekben a teljes tüdőkapacitás, a funkcionális maradékkapacitás és a maradék térfogat csökken.
A külső légzési rendszer vegyes (obstruktív és restriktív) zavaraira a következtetés a fenti áramlási és térfogati mutatók egyidejű változása mellett történik.
A tüdő térfogata és kapacitása
Árapály térfogata - ez az a levegőmennyiség, amelyet egy személy nyugodt állapotban be- és kilélegzik; felnőtteknél 500 ml.
Belégzési tartalék térfogat az a maximális levegőmennyiség, amelyet egy személy csendes lélegzetvétel után be tud lélegezni; értéke 1,5-1,8 liter.
Kilégzési tartalék térfogat - Ez az a maximális levegőmennyiség, amelyet egy személy csendes kilégzés után ki tud lélegezni; ez a térfogat 1-1,5 liter.
Maradék térfogat - a maximális kilégzés után a tüdőben maradó levegő térfogata; a maradék térfogat értéke 1-1,5 liter.
Rizs. 3. A légzéstérfogat, a pleurális és az alveoláris nyomás változása tüdőlélegeztetés során
A tüdő létfontosságú kapacitása(VC) az a maximális levegőmennyiség, amelyet egy személy a lehető legmélyebb lélegzetvétel után ki tud lélegezni. A VC magában foglalja a belégzési tartalék térfogatot, a légzési térfogatot és a kilégzési tartalék térfogatot. A tüdő életkapacitását spirométerrel határozzuk meg, meghatározásának módszerét spirometriának nevezzük. VC férfiaknál 4-5,5 liter, nőknél 3-4,5 liter. Inkább álló helyzetben, mint ülő vagy fekvő helyzetben. A fizikai edzés a VC növekedéséhez vezet (4. ábra).
Rizs. 4. A tüdő térfogatának és kapacitásának spirogramja
Funkcionális maradék kapacitás(FOE) - a levegő mennyisége a tüdőben csendes kilégzés után. Az FRC a kilégzési tartalék térfogat és a maradék térfogat összege, és egyenlő 2,5 literrel.
Teljes tüdőkapacitás(TEL) - a levegő térfogata a tüdőben a teljes lélegzetvétel végén. A TRL tartalmazza a tüdő maradék térfogatát és vitális kapacitását.
A holt tér levegőt képez, amely a légutakban van, és nem vesz részt a gázcserében. Belégzéskor a légköri levegő utolsó részei belépnek a holttérbe, és anélkül, hogy megváltoztatnák összetételüket, kilégzéskor elhagyják azt. A holttér térfogata körülbelül 150 ml, vagyis csendes légzéskor a légzéstérfogat körülbelül 1/3-a. Ez azt jelenti, hogy 500 ml belélegzett levegőből csak 350 ml kerül az alveolusokba. Az alveolusokban a nyugodt kilégzés végére körülbelül 2500 ml levegő (FFU) van, ezért minden nyugodt lélegzetvétellel az alveoláris levegőnek csak 1/7-e újul meg.
8. előadás. TÜDŐSZELLŐZÉS ÉS TÜDŐDIFÚZIÓ. GÁZCSERE A TÜDŐBEN ÉS A SZÖVETEKBEN
Fő kérdések : A légzés fontossága a test számára. A légzési folyamat főbb szakaszai. Légzési ciklus. A fő és a járulékos légzőizmok. A belégzés és a kilégzés mechanizmusa. A légutak élettana. Tüdőtérfogatok. A belélegzett, kilélegzett és az alveoláris levegő összetétele. Perc légzési térfogat és perc lélegeztetés. Anatómiai és élettani légzési holttér. A pulmonalis lélegeztetés típusai. A vérben oldott gázok feszültsége. Gázok parciális nyomása az alveoláris levegőben. Gázcsere a szövetekben és a tüdőben.
A légutak szerepe a beszédformáló funkcióban.
A szöveti anyagcsere eredményeként kialakuló, szerves anyagok oxidációjához használt O 2 belső környezetbe jutását és a CO 2 szervezetből történő eltávolítását biztosító folyamatok összességét ún. lehelet.
Kioszt a légzés három szakasza :
1) külső légzés,
2) gázszállítás,
3) belső légzés.
I. szakasz - külső légzés - ez gázcsere a tüdőben, beleértve a pulmonalis lélegeztetést és a tüdő diffúziót.
Pulmonális lélegeztetés - ez az alveoláris levegő gázösszetételének frissítése, amely biztosítja az O 2 tüdőbe jutását és a CO 2 eltávolítását azokból.
Pulmonális diffúzió - ez a gázcsere folyamata az alveoláris levegő és a tüdőkapillárisok vére között.
II. szakasz - gázszállítás Ez abból áll, hogy oxigént juttatnak a tüdőből a szövetekbe és szén-dioxidot a szövetekből a tüdőbe.
III. szakasz - belső szöveti légzés - ez a szövetekben a gázösszetétel frissítésének folyamata, amely a szöveti kapillárisok és szövetek vére közötti gázcseréből, valamint sejtlégzésből áll.
A teljes légzési ciklus három szakaszból áll:
1) belégzési fázis (belégzés),
2) kilégzési fázis (kilégzés),
3) légzési szünet.
A mellkasi üreg térfogatának változásai a légzési ciklus során az összehúzódás és az ellazulás következménye légzőizmok . Ezek fel vannak osztva inspirálóés kilégző. Megkülönböztetni fő-és kiegészítő belégzési izmok.
Nak nek fő belégzési izmok viszonyul:
1) membrán,
2) külső ferde bordaközi és porcos izmok.
Mély, kényszerített légzés esetén a belégzés magában foglalja kiegészítő belégzési izmok :
1) sternocleidomastoideus,
2) mellkasi izmok - nagy és kisebb mellizom, trapéz, rombusz, levator scapula.
A tüdő a mellkasban található, és el van választva a falától. pleurális repedés - hermetikusan zárt üreg, amely a parietális és a zsigeri mellhártya között helyezkedik el.
A mellhártya üregében a nyomás a légköri nyomás alatt van. A pleurális repedésben a légköri nyomáshoz képest negatív nyomás a tüdőszövet rugalmas vontatásának köszönhető, amely a tüdő összeomlását célozza. A mellkasi üreg térfogatának növekedése csendes légzés során egymást követően a következőket okozza:
1) a nyomás csökkenése a pleurális repedésben -6-9 Hgmm-re,
2) a levegő tágulása a tüdőben és azok megnyúlása,
3) az intrapulmonális nyomás csökkenése -2 Hgmm-re a légköri nyomáshoz képest,
4) a levegő áramlása a tüdőbe a légköri és az alveoláris nyomás közötti gradiens mentén.
A mellkasi üreg térfogatának csökkenése csendes kilégzés során következetesen a következőket okozza:
1) nyomásnövekedés a pleurális repedésben -6-9 Hgmm-ről -3 Hgmm-re,
2) a tüdő térfogatának csökkenése a rugalmas vontatásuk miatt,
3) az intrapulmonális nyomás +2 Hgmm-ig növekszik a légköri nyomáshoz képest,
4) a levegő távozása a tüdőből a légkörbe nyomásgradiens mentén.
A legmélyebb lélegzetvétel után a tüdőben lévő levegő mennyiségét nevezzük teljes tüdőkapacitás (OEL).
Felnőtteknél a TEL 4200 és 6000 ml között mozog, és két részből áll:
1) a tüdő létfontosságú kapacitása (VC) - 3500-5000 ml,
2) maradék tüdőtérfogat (RLV) - 1000-1200 ml.
Maradék tüdőtérfogat a levegő mennyisége, amely a tüdőben marad a legmélyebb kilégzés után.
A tüdő létfontosságú kapacitása az a levegőmennyiség, amelyet a lehető legmélyebb lélegzetvétel után a lehető legnagyobb mértékben ki lehet lélegezni.
A WELL három részből áll:
1) légzési térfogat (TO) - 400-500 ml,
2) belégzési tartalék térfogat - körülbelül 2500 ml,
3) kilégzési tartalék térfogat - körülbelül 1500 ml.
Árapály térfogata - csendes lélegzetvétel után csendes kilégzéskor a tüdőből távozó levegő mennyisége.
Belégzési tartalék térfogat az a maximális levegőmennyiség, amelyet csendes lélegzetvétel után további belélegezhetünk.
kilégzési tartalék térfogata az a maximális levegőmennyiség, amelyet csendes kilégzés után további kilélegezhetünk.
A kilégzési tartalék térfogat és a maradék térfogat az funkcionális maradékkapacitás (FOE) - csendes kilégzés után a tüdőben maradó levegő mennyisége (2000-2500 ml).
A pulmonalis lélegeztetés jellemzi percnyi légzési térfogat(MOD) - az 1 perc alatt be- vagy kilélegzett levegő mennyisége. A MOD a légzéstérfogattól és a légzési gyakoriságtól függ: MOD \u003d TO x BH.
Normál körülmények között az ember légköri levegőt lélegzik be, amely a következőket tartalmazza: O 2 - 21%, CO 2 - 0,03%, N 2 - 79%.
Kilélegzett levegőben: O 2 - 16,0%, CO 2 - 4%, N 2 -79,7%.
Az alveoláris levegőben: O 2 - 14,0%, CO 2 - 5,5%, N 2 - 80%.
A kilégzett és az alveoláris levegő összetételének különbsége az alveoláris gáz levegővel való keveredésének köszönhető. légúti holttér .
Megkülönböztetni anatómiaiés fiziológiai holttér.
Anatómiai légzési holttér - ez azon légutak térfogata (az orrüregtől a hörgőkig), amelyben nincs gázcsere a levegő és a vér között.
Fiziológiai légzési holttér (FMP) a légzőrendszer azon részeinek térfogata, amelyekben nem történik gázcsere.
Azt a levegőmennyiséget, amely 1 perc alatt részt vesz az alveoláris gázok megújulásában, percszellőztetésnek (MVL) nevezzük. Az MVL a tüdő légzési térfogata és a légzési holttér térfogata, valamint a légzési gyakoriság közötti különbség szorzata: MVL \u003d (DO - DMP) x BH.
A gázok légutakban történő szállítása konvekció és diffúzió eredményeként megy végbe.
konvektív módszer a légutakban történő szállítás a gázok keverékének össznyomásuk gradiense mentén történő mozgásának köszönhető.
A légutak elágazása során teljes keresztmetszetük jelentősen megnő. A belélegzett légáramlás lineáris sebessége fokozatosan csökken 100 cm/s-ról 0,02 cm/s-ra, ahogy közeledik az alveolusokhoz. Ezért a diffúziós cserét hozzáadják a konvektív gázátviteli módszerhez.
gáz diffúzió - ez a gázmolekulák passzív mozgása egy nagyobb parciális nyomású vagy feszültségű területről egy kisebb területre.
Részleges gáznyomás - a teljes nyomásnak ez az a része, amely bármely más gázokkal kevert gázra esik.
A folyadékban oldott gáz parciális nyomását, amelyet ugyanennek a gáznak a folyadék feletti nyomása egyensúlyoz ki, ún. gázfeszültség .
Az O 2 nyomásgradiens az alveolusokra irányul, ahol a parciális nyomása kisebb, mint a belélegzett levegőben. A CO 2 molekulák az ellenkező irányba mozognak. Minél lassabb és mélyebb a légzés, annál intenzívebb az O 2 és a CO 2 intrapulmonális diffúziója.
Az alveoláris levegő összetételének állandóságát, az anyagcsere igényeknek való megfelelését a tüdőszellőztetés szabályozása biztosítja.
A tüdő szellőztetésének tíz fő típusa van:
1) normál szellőztetés,
2) hiperventiláció,
3) hipoventiláció,
4) epnea,
5) hyperpnoe,
6) tachypnea,
7) bradypnea,
9) nehézlégzés,
10) fulladás.
normoventiláció - ez gázcsere a tüdőben, ami megfelel a szervezet anyagcsere-szükségleteinek.
Hiperventiláció a tüdőben zajló gázcsere, amely meghaladja a szervezet anyagcsere-szükségleteit.
hipoventiláció - ez gázcsere a tüdőben, ami nem elegendő a szervezet anyagcsere-szükségleteinek kielégítésére.
Eipnea a nyugalmi légzés normál üteme és mélysége, amelyhez komfortérzet társul.
hyperpnoe - ez a légzés mélységének a norma feletti növekedése.
Tachypnea a légzésszám normál feletti növekedése.
Bradypnea a légzésszám normál alatti csökkenése.
Légszomj (dyspnea) a légzés elégtelensége vagy nehézsége, amely kellemetlen szubjektív érzésekkel jár.
Apnoe - ez egy légzésleállás a légzőközpont fiziológiai stimulációjának hiánya miatt.
Fulladás - ez egy leállás vagy légzésdepresszió, amely a légutak elzáródása miatt a tüdőbe történő levegőáramlás megsértésével jár.
Az O 2 átvitele az alveoláris gázból a vérbe és a CO 2 átvitele a vérből az alveolusokba passzívan diffúzió útján történik, a két oldalon lévő parciális nyomás és feszültség különbsége miatt. levegőben akadály. Légi gát alakult ki alveolocapilláris membrán, amely tartalmaz egy felületaktív anyag réteget, az alveoláris epitéliumot, két bazális membránt és a vérkapilláris endotéliumát.
Az O 2 parciális nyomása az alveoláris levegőben 100 Hgmm. A pulmonalis kapillárisok vénás vérében az O 2 feszültsége 40 Hgmm. Az alveoláris levegőből 60 Hgmm nyomásgradiens irányul a vérbe.
A CO 2 parciális nyomása az alveoláris levegőben 40 Hgmm. A tüdőkapillárisok vénás vérében a CO 2 feszültsége 46 Hgmm. A vérből az alveolusokba 6 Hgmm nyomásgradiens irányul.
A CO 2 alacsony nyomású gradiense nagy diffúziós kapacitásával függ össze, amely 24-szer nagyobb, mint az oxigéné. Ennek oka a szén-dioxid sóoldatokban és membránokban való nagy oldhatósága.
A véráramlás ideje a tüdőkapillárisokon körülbelül 0,75 s. Ez elegendő a gázok parciális nyomásának és feszültségének majdnem teljes kiegyenlítéséhez a lég-vér gát mindkét oldalán. Ebben az esetben az oxigén feloldódik a vérben, és a szén-dioxid átjut az alveoláris levegőbe. Ezért a vénás vér itt artériás vérré alakul.
Az artériás vérben az O 2 feszültség 100 Hgmm, a szövetekben pedig kevesebb, mint 40 Hgmm. Ebben az esetben a nyomásgradiens, amely több mint 60 Hgmm, az artériás vérből a szövetek felé irányul.
A CO 2 feszültsége az artériás vérben 40 Hgmm, a szövetekben pedig körülbelül 60 Hgmm. A szövetekből 20 Hgmm nyomásgradiens irányul a vérbe. Ennek köszönhetően a szöveti kapillárisokban lévő artériás vér vénás vérré alakul.
Így a gázszállító rendszer láncszemeit a légúti gázok ellenáramai jellemzik: az O 2 a légkörből a szövetekbe, a CO 2 pedig az ellenkező irányba.
A légutak szerepe a beszédformáló funkcióban
Az ember akarat erőfeszítésével megváltoztathatja a légzés gyakoriságát és mélységét, sőt egy időre le is állíthatja. Ez különösen azért fontos, mert az ember a légutakat használja a beszédfunkció végrehajtására.
Az embernek nincs speciális hangképző beszédszerve. Nak nek hangképző funkció a légzőszervek alkalmazkodnak - tüdő, hörgők, légcső és gége, amelyek a szájüreg szerveivel együtt alkotnak hangképző .
A kilégzés során a hangcsatornán áthaladó levegő a gégeben elhelyezkedő hangszálakat rezgésbe hozza. A hangszálak rezgése okozza az ún hang. A hang magassága a hangszálak rezgési frekvenciájától függ. A hang erősségét az oszcillációk amplitúdója, hangszínét a rezonátorok - a garat, a szájüreg, az orrüreg és az orrmelléküregek - funkciója határozza meg.
NÁL NÉL funkciók beszédhangok kialakítása – kiejtés , érintett: nyelv, ajkak, fogak, kemény és lágy szájpadlás. A beszédhangképző funkció hibái - diszlália , összefüggésbe hozható a szájszervek veleszületett és szerzett anomáliáival - kemény- és lágyszájpadhasadékokkal, a fogak alakjában és az állkapcsok alveoláris íveiben való elhelyezkedésével, teljes vagy részleges adentiával. A diszlália a nyálmirigyek, a rágó- és arcizmok, valamint a temporomandibularis ízületek szekréciós funkciójának megsértésével is megjelenik.
4/31. oldal
3 A gázcsere felmérése a tüdőben nál nél betegágy
SZELLŐZÉS-PERFUZIÓS KAPCSOLATOK
Az alveoláris-kapilláris egységek (3-1. ábra) a gázcsere különféle lehetőségeinek leírására szolgálnak. Mint ismeretes, az alveoláris lélegeztetés (V) és az alveoláris kapillárisok perfúziójának (Q) arányát lélegeztetés-perfúzió aránynak (V/Q) nevezzük. A V/Q arányhoz kapcsolódó gázcserére vonatkozó példákat lásd az ábrán. 3-1. A felső rész (A) a lélegeztetés és a véráramlás ideális összefüggését, valamint az ideális V/Q arányt mutatja az alveoláris-kapilláris egységben.
HOLT TÉR SZELLŐZÉSE
A légutak levegője nem vesz részt a gázcserében, szellőztetésüket holttérszellőztetésnek nevezik. A V/Q arány ebben az esetben nagyobb, mint 1 (lásd 3-1 ábra, B rész). Kétféle holttér létezik.
Rizs. 3-1.
Anatómiai holttér- a légutak lumenje. Általában a térfogata körülbelül 150 ml, és a gége körülbelül a felét teszi ki.
Fiziológiai (funkcionális) holttér- a légzőrendszer minden olyan része, amelyben nem történik gázcsere. A fiziológiás holttérbe nemcsak a légutak tartoznak, hanem az alveolusok is, amelyek ugyan szellőztetve vannak, de nem perfundálják vérrel (az ilyen alveolusokban a gázcsere nem lehetséges, bár szellőzésük megtörténik). A funkcionális holttér térfogata (Vd) egészséges emberekben a dagálytérfogat körülbelül 30%-a (azaz Vd / Vt = 0,3, ahol Vt a dagálytérfogat). A Vd növekedése hipoxémiához és hypercapniához vezet. A CO 2 késleltetés általában akkor figyelhető meg, ha a Vd/Vt arányt 0,5-re növelik.
A holttér növekszik az alveolusok túltágulásával vagy a légáramlás csökkenésével. Az első változat obstruktív tüdőbetegségekben és a tüdő mechanikus szellőztetésében figyelhető meg, a pozitív nyomás fenntartásával a kilégzés végéig, a második - szívelégtelenségben (jobbra vagy balra), akut tüdőembóliában és emfizémában.
SHUNT TÖRT
A perctérfogatnak azt a hányadát, amely nincs teljesen egyensúlyban az alveoláris gázzal, söntfrakciónak nevezzük (Qs/Qt, ahol Qt a teljes véráramlás, Qs pedig a sönt véráramlás). A V/Q arány azonban kisebb, mint 1 (lásd a 3-1. ábra B részét). Kétféle sönt létezik.
igazi sönt azt jelzi, hogy nincs gázcsere a vér és az alveoláris gáz között (V/Q arány 0, azaz a tüdőegység perfundált, de nem lélegeztetett), ami egyenértékű az anatómiai vaszkuláris sönt jelenlétével.
Vénás keveredés alveoláris gázzal nem teljesen kiegyensúlyozott vér képviseli, pl. nem megy át teljes oxigénellátáson a tüdőben. A vénás keveredés növekedésével ez a sönt megközelíti az igazi shuntot.
A söntfrakció hatását az artériás vérben lévő O 2 és CO 2 parciális nyomására (paO 2 PaCO 2 rendre) az 1. ábra mutatja. 3-2. Normális esetben a sönt véráramlás kevesebb, mint a teljes véráramlás 10%-a (azaz a Qs/Qt arány kisebb, mint 0,1 vagy 10%), míg a perctérfogat körülbelül 90%-a részt vesz a gázcserében. A sönt frakciójának növekedésével a paO 2 fokozatosan csökken, és a paCO 2 nem növekszik addig, amíg a Qs/Qt arány el nem éri az 50%-ot. Azoknál a betegeknél, akiknél a hiperventiláció következtében (patológia vagy hipoxémia miatt) intrapulmonális sönt van, a paCO 2 gyakran a normál alatt van.
A sönt frakció határozza meg a paO 2 növelésének képességét oxigén belélegzése esetén, amint az az 1. ábrán látható. 3-3. A sönt arányának (Qs/Qt) növekedésével a belélegzett levegőben vagy gázelegyben (FiO 2) az oxigén frakcionált koncentrációjának növekedése a paO 2 kisebb mértékű növekedésével jár együtt. Amikor a Qs/Qt arány eléri az 50%-ot, a paO 2 már nem reagál a FiO 2 változásaira; . Ebben az esetben az intrapulmonális sönt valódi (anatómiai) söntként viselkedik. A fentiek alapján lehetséges, hogy ne alkalmazzunk toxikus oxigénkoncentrációt, ha a sönt véráramlás értéke meghaladja az 50%-ot, pl. A FiO 2 csökkenthető a p a O 2 jelentős csökkenése nélkül. Ez segít csökkenteni az oxigén toxicitás kockázatát.
Rizs. 3-2. A söntfrakció hatása a p02-re (D. "Alonzo GE, Dantzger DR. Mechanisms of abnormal gas exchange. Med Clin North Am 1983; 67: 557-571). Rizs. 3-3. A söntfrakció hatása a belélegzett levegőben vagy gázkeverékben lévő oxigén frakcionált koncentrációjának arányára (D. "Alonzo GE, Dantzger DR. Mechanisms of abnormal gas exchange. Med Clin North Am 1983; 67: 557-571)
etiológiai tényezők. Leggyakrabban a söntfrakció növekedését tüdőgyulladás, tüdőödéma (szív és nem szív jellegű), tüdőembólia (PTE) okozza. Tüdőödéma (főleg nem kardiogén) és TLA esetén a tüdőben a gázcsere megsértése jobban hasonlít egy valódi söntre, és a PaO 2 gyengébb reakciót mutat a FiO 2 változásaira. Például a PLA-ban a sönt az embolizált területről (ahol a véráramlás az ereken keresztül nehéz és a perfúzió lehetetlen) a tüdő más, fokozott perfúzióval rendelkező részeire való átkapcsolásának eredménye [3].
GÁZCSERE MUTATÓK SZÁMÍTÁSA
Az alábbiakban tárgyalandó egyenletek a lélegeztetési-perfúziós zavarok súlyosságának számszerűsítésére szolgálnak. Ezeket az egyenleteket a tüdőfunkció vizsgálatára használják, különösen légzési elégtelenségben szenvedő betegeknél.
FIZIOLÓGIAI HOLT TÉR
A fiziológiás holttér térfogata Bohr-módszerrel mérhető. A funkcionális holttér térfogatát a kilégzett alveoláris levegőben és a kapilláris (artériás) vérben (pontosabban a tüdőkapillárisok végszegmenseinek vérében) lévő pCO 2 értékek különbsége alapján számítják ki. A tüdőben élő egészséges emberekben a kapilláris vér teljesen egyensúlyban van az alveoláris gázzal, és a kilégzett alveoláris levegő pCO 2 -értéke majdnem megegyezik az artériás vér pCO 2 -értékével. A fiziológiai holttér (azaz Vd/Vt arány) növekedésével a kilélegzett levegő pCO 2 (P E CO 2) alacsonyabb lesz, mint az artériás vérben. Ez az elv a Vd/Vt arány kiszámításához használt Bohr-egyenlet alapja:
Vd / Vt \u003d (PaCO 2 - reCO 2) / p és CO 2. Normális esetben a Vd/Vt arány = 0,3.
A pCO 2 meghatározásához a kilélegzett levegőt egy nagy zacskóba gyűjtjük, és infravörös CO 2 -analizátor segítségével mérjük meg a levegő átlagos pCO 2 értékét. Ez meglehetősen egyszerű, és általában egy légzőszervi osztályon szükséges.
SHUNT TÖRT
A söntfrakció (Qs / Qt) meghatározásához az artériás (CaO 2), a vegyes vénás (CvO 2) és a pulmonalis kapilláris vér (CcO 2) oxigéntartalmát használják. Megvan a sönt egyenlet:
Q s /Q t \u003d C c O 2 - C a O 2 / (C c O 2 - C v O 2).
Általában a Qs / Qt arány = 0,1.
Mivel a CcO 2 nem mérhető közvetlenül, ajánlatos tiszta oxigént belélegezni, hogy a tüdőkapillárisok vérének hemoglobinját teljesen telítsük vele (ScO 2 \u003d 100%). Ebben a helyzetben azonban csak a valódi sönt mérése történik. A 100%-os oxigén belélegzése nagyon érzékeny teszt a sönteknél, mert magas PaO 2 esetén az artériás oxigénkoncentráció kismértékű csökkenése jelentős PaO 2 csökkenést okozhat.
ALVEOLÁRIS-ARTERIÁLIS KÜLÖNBSÉG OXIGÉNBEN (GRADIENS А-а рО 2)
Az alveoláris gázban és az artériás vérben lévő pO 2 értékei közötti különbséget a pO 2 alveoláris-artériás különbségének vagy A-a pO 2 gradiensnek nevezik. Az alveoláris gáz leírása a következő egyszerűsített egyenlet segítségével történik:
R A O 2 \u003d p i O 2 - (p a CO 2 /RQ).
Ez az egyenlet azon a tényen alapul, hogy az alveoláris pO 2 (p A O 2) különösen a belélegzett levegőben lévő oxigén parciális nyomásától (p i O 2) és az alveoláris (artériás) pCO 2 x p i O 2 -től függ - a FiO 2, légköri nyomás (P B) és a vízgőz parciális nyomása (pH 2 O) párásított levegőben (p i O 2 \u003d FiO 2 (P B - pH 2 O). Normál testhőmérsékleten a pH 2 O 47 Hgmm Légzési hányados (RQ ) - a CO 2 termelés és az O 2 fogyasztás közötti arány, és gázcsere megy végbe az alveolusok ürege és a kapillárisok lumenje között egyszerű diffúzióval (RQ \u003d VCO 2 / VO 2) Egészséges embereknél normál légköri nyomáson szobalevegőt lélegezve az A- és RO 2 gradienst a felsorolt mutatók figyelembevételével számítják ki (FiO 2 \u003d 0,21, P B \u003d 760 mm Hg, p a O 2 \u003d 90 Hgmm, p a CO 2 = 40 Hgmm, RQ = 0,8) az alábbiak szerint:
P a O 2 = FiO 2 (P B - pH 2 O) - (paCO 2 / RQ) = 0,21 (760 - 47) - (40 / 0,8) \u003d 100 Hgmm.
A gradiens normál értéke A-a pO 2 \u003d 10-20 Hgmm.
Normális esetben az A-a pO 2 gradiens az életkorral és a belélegzett levegő vagy gáz oxigéntartalmával változik. Az életkorral való változását a könyv végén mutatjuk be (ld. Függelék), a FiO 2 hatását pedig az 1. ábra mutatja. 3-4.
Az alábbiakban látható az A-a pO 2 gradiens szokásos változása egészséges felnőtteknél normál légköri nyomáson (szobalevegő vagy tiszta oxigén belélegzése).
Rizs. 3-4.FiO 2 hatása; az A-a pO 2 gradiens és az a / A pO 2 arány egészséges emberekben.
Az A-a pO 2 gradiens 5-7 Hgmm-es növekedése figyelhető meg. FiO 2 minden 10%-os növekedésére. A magas koncentrációjú oxigén A-a pO 2 gradiensre gyakorolt hatása a hipoxiás ingerek hatásának megszűnésével magyarázható, amelyek érszűkülethez és a rosszul szellőző tüdőterületek vérellátásának megváltozásához vezetnek. Ennek eredményeként a vér visszatér a rosszul szellőző szegmensekbe, ami növelheti a sönt frakcióját.
A tüdő mesterséges szellőztetése. Mivel a normál légköri nyomás körülbelül 760 Hgmm, a pozitív nyomású szellőztetés növeli a p i O 2 -t. Az átlagos légúti nyomást hozzá kell adni a légköri nyomáshoz, ami növeli a számítás pontosságát. Például 30 cm-es vízoszlop átlagos légúti nyomása 16 Hgmm-re növelheti az A-a pO 2 gradienst, ami 60%-os növekedésnek felel meg.
ARÁNY а/А рО 2
Az a/A pO 2 arány gyakorlatilag független a FiO 2-től, amint az az ábrán is látható. 3-4. Ez magyarázza a következő egyenletet:
a / A pO 2 \u003d 1 - (A-a pO 2) / paO 2
A p A O 2 jelenléte mind a képlet számlálójában, mind nevezőjében kizárja a FiO 2 - p A O 2 hatását az a/A pO 2 arányra. Az a/A pO 2 arány normálértékei az alábbiakban láthatók.
ARÁNY p A O 2 /FiO 2
A paO 2 /FiO 2 arány kiszámítása egyszerű módszer egy olyan indikátor kiszámítására, amely meglehetősen jól korrelál a söntfrakció (Qs/Qt) változásaival. Ez az összefüggés így néz ki:
|
PaO2/FiO2 | |
A HIPOXÉMIA MEGKÖZELÍTÉSE
A hipoxémia megközelítését az ábra mutatja. 3-5. A hipoxémia okának megállapításához katéter jelenléte szükséges a pulmonalis artériában, ami csak az intenzív osztályokon lévő betegeknél fordul elő. Először is ki kell számítani az A-a pO 2 gradienst, hogy meghatározzuk a probléma eredetét. A gradiens normál értéke a tüdőpatológia (pl. izomgyengeség) hiányát jelzi. A gradiens növekedése a lélegeztetés-perfúzió kapcsolat megsértését vagy az oxigén alacsony parciális nyomását jelzi kevert vénás vérben (p v O 2). A p v O 2 és p a O 2 közötti kapcsolatot a következő részben ismertetjük.
VEGYES VÉRÉS VÉR ÉS OXIGÉNÁLÁS
Az artériás vér oxigénellátása a kevert vénás vérben (tüdőartéria) található oxigénnek köszönhető, az alveoláris gázból származó oxigén hozzáadásával. Normál tüdőfunkció mellett a p A O 2 mutató elsősorban a p a O 2 értékét határozza meg.
Rizs. 3-5. A hipoxémia okának megállapításának megközelítése. Magyarázat a szövegben.
Ha a gázcsere megzavarodik, a p a O 2 indikátor kisebb mértékben járul hozzá, és a vénás oxigenizáció (azaz a p v O 2 indikátor) - éppen ellenkezőleg, nagyobb a p a O 2 végső értékében, ami az ábrán látható. 3-6 (a rajta lévő vízszintes tengely a kapillárisok mentén halad, az oxigén szállítása az alveolusokból a kapillárisokba is látható). Az oxigéncsere csökkenésével (az ábrán ezt söntként jelöljük) a p a O 2 csökken. Ha a p a O 2 növekedési sebessége állandó, de p v O 2 csökken, a p a O 2 végső értéke ugyanaz, mint a fenti helyzetben. Ez a tény azt jelzi, hogy a tüdő nem mindig okozza a hipoxémiát.
A p v O 2 p a O 2-re gyakorolt hatása a söntfrakciótól függ. Normál shunt véráramlás mellett a p v O 2 jelentéktelen hatással van a p a O 2 -re . A söntfrakció növekedésével a p v O 2 egyre jelentősebb tényezővé válik, amely meghatározza a p a O 2 -t. Extrém esetben 100%-os sönt lehetséges, amikor a p v O 2 lehet az egyetlen mutató, amely meghatározza a p a O 2 -t. Ezért a p v O 2 indikátor csak a meglévő tüdőpatológiában szenvedő betegeknél játszik fontos szerepet.
SZÉN-DIOXID RETENCIÓ
A CO 2 parciális nyomását (tenzióját) az artériás vérben a CO 2 metabolikus termelésének mennyisége és a tüdőből való felszabadulás sebessége közötti arány határozza meg:
p a CO 2 \u003d K x (VCO 2 / Va),
ahol p a CO 2 - artériás pCO 2; VCO 2 - a CO 2 képződési sebessége; V A - perc alveoláris lélegeztetés; K konstans. Az alveoláris lélegeztetés a jól ismert összefüggés alapján jön létre, majd az előző képlet a következő:
p a CO 2 \u003d K x,
ahol ve a kilélegzett perctérfogat (kilégzéskor mért percszellőztetés). Az egyenletből látható, hogy a CO 2 késleltetés fő okai a következők: 1.) a CO 2 termelés növekedése; 2) a tüdő percszellőzésének csökkenése; 3) a holttér növekedése (3-7. ábra). Az alábbiakban ezeket a tényezőket röviden tárgyaljuk.
Rizs. 3-6. A hipoxémia kialakulásának mechanizmusai. Magyarázat a szövegben.
Rizs. 3-7. Magyarázat a szövegben.
MEGFELELŐSÍTETT CO2 TERMELÉS
A CO 2 mennyisége intubált betegeknél mérhető „metabolikus kocsi” segítségével, amelyet indirekt kalorimetriában használnak. Ez a készülék infravörös CO 2 analizátorral van felszerelve, amely méri annak tartalmát a kilélegzett levegőben (minden kilégzéskor). A CO 2 felszabadulás sebességének meghatározásához a légzésszámot rögzítjük.
légzésszám. A CO 2 termelés mennyiségét az anyagcsere folyamatok intenzitása és a szervezetben oxidálódó anyagok (szénhidrátok, zsírok, fehérjék) típusa határozza meg. A CO 2 (VCO 2) normális képződési sebessége egészséges felnőttben 200 ml percenként, azaz. az oxigén felszívódásának (fogyasztásának) körülbelül 80%-a (szokásos VO 2 = 250 ml / perc). A VCO 2 /VO 2 arányát légzési (légzési) együtthatónak (RQ) nevezik, amelyet a klinikai gyakorlatban széles körben alkalmaznak. Az RQ különbözik a szénhidrátok, fehérjék és zsírok biológiai oxidációjában. A szénhidrátok esetében a legmagasabb (1,0), a fehérjéknél valamivel kevesebb (0,8) és a legkisebb a zsíroknál (0,7). Vegyes étrend esetén az RQ értéket mindhárom nevezett tápanyagfajta anyagcseréje határozza meg. A normál RQ 0,8 egy olyan átlagos ember számára, aki olyan étrenden él, amely az összes kalória 70%-át szénhidrátból és 30%-át zsírból tartalmazza. Az RQ-t részletesebben a 39. fejezet tárgyalja.
etiológiai tényezők.Általában a VCO 2 növekedését figyelik meg szepszis, polytrauma, égési sérülések, fokozott légzés, fokozott szénhidrát-anyagcsere, metabolikus acidózis és a posztoperatív időszakban. Úgy gondolják, hogy a szepszis a VCO 2 növekedésének leggyakoribb oka. A légzőrendszer munkájának fokozódása CO 2 visszatartáshoz vezethet, ha a pácienst lekapcsolják a lélegeztetőgépről, ha a CO 2 tüdőn keresztüli eltávolítása károsodott. A túlzott szénhidrátbevitel 1,0-ra vagy magasabbra emelheti az RQ-t, és CO 2 visszatartást okozhat, ezért fontos a PaCO 2 mérése, amely közvetlenül a VCO 2-vel és nem az RQ-val kapcsolatos. Valójában a VCO 2 normál RQ mellett is növekedhet (ha a VO 2 is megnő). Csak egy RQ figyelembe vétele megtévesztő lehet, ezért ez a mutató nem értelmezhető más paraméterektől elkülönítve.
ALVEOLÁRIS HIPOVENTILÁCIÓS SZINDRÓMA
A hipoventiláció a tüdő percnyi lélegeztetésének csökkenése anélkül, hogy jelentős mértékben megváltozna a működésük (hasonlóan a légzés visszatartásához). ábrán. A 3-7. ábrák azt mutatják, hogy fontos az A-a PO 2 gradiens mérése az alveoláris hipoventilációs szindróma azonosításához. Az A-a PO 2 gradiens normális (vagy változatlan) lehet, ha alveoláris hipoventiláció van. Ezzel szemben a kardiopulmonális patológiát az A-a RO 2 gradiens növekedése kísérheti. Kivételt képez a CO 2 jelentős késése tüdőbetegség esetén, amikor az A-a pO 2 gradiens nagysága közel van a normálhoz. Ilyen helyzetben a légúti ellenállás növekedése annyira kifejezett lehet, hogy a levegő gyakorlatilag nem éri el az alveolusokat (hasonlóan a légzés visszatartásához). Az intenzív osztályokon elhelyezett betegek alveoláris hipoventilációs szindrómájának fő okait a táblázat tartalmazza. 3-1. Ha az A-a pO 2 gradiens normális vagy változatlan, akkor a légzőizmok állapota a maximális belégzési nyomás segítségével értékelhető, az alábbiak szerint.
A légzőizmok gyengesége. Az intenzív osztályokon elhelyezett betegeknél számos betegség és kóros állapot vezethet légúti izomgyengeséghez. A leggyakoribbak a szepszis, sokk, elektrolit-egyensúlyzavar és a szívműtétek következményei. Szepszis és sokk esetén a rekeszizom véráramlása csökken. Kardiopulmonális bypass műtét során a phrenicus sérülése fordulhat elő a szív felszínének helyi lehűlése miatt (lásd 2. fejezet).
A légzőizmok gyengesége a maximális belégzési nyomás (P mvd) mérésével határozható meg közvetlenül a beteg ágyánál. Ehhez a páciensnek a legmélyebb kilégzés után (a maradék térfogatig) maximális erőfeszítéssel be kell lélegeznie a zárt szelepen keresztül. Az R MVD kortól és nemtől függ (lásd a 30-2. táblázatot), és 80 és 130 cm között mozog. a legtöbb felnőttnél. A CO 2 visszatartás akkor figyelhető meg, ha a Pmvd 30 cm-re csökken. Emlékeztetni kell arra, hogy az R MVD mérése az összes légzőizom részvételével történik, a rekeszizom kivételével. Ezért a PMVD meghatározása során a rekeszizom diszfunkciója önmagában, beleértve a phrenicus károsodását is, figyelmen kívül hagyható, mivel a járulékos izmok képesek a PMVD-t a kívánt szinten tartani.
3-1. táblázat
Az alveoláris hipoventiláció okai az intenzív osztályokon
idiopátiás szindrómák. Az idiopátiás hipoventilációs szindrómák osztályozása a testtömegtől és a napszaktól (vagy éjszaka) függ. Az elhízott betegek nappali hipoventilációját elhízott hipoventilációs szindrómának (THS), a vékony betegek hasonló patológiáját elsődleges alveoláris hipoventilációnak (PAH) nevezik. Az alvási apnoe szindrómát (alvási apnoét) az alvás közbeni légzési zavar jellemzi, és soha nem kíséri nappali hipoventiláció. A THS-ben és alvási apnoéban szenvedő betegek állapota a túlsúly csökkenésével javul; emellett a progeszteron hatásos lehet a THC-ben (lásd 26. fejezet). A phrenicus ideg diszfunkciója korlátozhatja a PAH kezelésének sikerét.
IRODALOM
Forster RE, DuBois AB, Briscoe WA, Fisher A, szerk. A tüdő. 3. kiadás Chicago: Évkönyv Medical Publishers, 1986.
Tisi GM. Tüdőfiziológia a klinikai gyógyászatban. Baltimore: Williams & Wilkins, 1980.
- Dantzger DR. Pulmonális gázcsere. In: Dantzger DR. szerk. kardiopulmonális kritikus ellátás. Orlando: Grune & Stratton, 1986:25-46.
- D "Alonzo GE, Dantzger DR. Az abnormális gázcsere mechanizmusai. Med Clin North Am 1983; 67:557-571.
- Dantzger DR. Ventilációs-perfúziós egyenlőtlenség tüdőbetegségben. Láda 1987; 91:749-754.
- Dantzger DR. A szív- és érrendszeri működés hatása a gázcserére. Klinika Mellkas. Med 1983; 4:149-159.
- Shapiro B. Artériás vérgáz monitorozás. Crit Care Clin 1988; 4:479-492.
- Buohuys A. Légzőszervi holttér. In: Fenn WO, Rahn H. eds. Élettani kézikönyv: Légzés. Bethesda: American Physiological Society, 1964:699-714.
- Dean JM, Wetzel RC, Rogers MC. Az artériás vérgázból származó változók a kritikus állapotú gyermekek intrapulmonális söntjének becsléseiként. Crit Care Med 1985; 13:1029-1033.
- Carroll GC. Az alveoláris gázegyenlet helytelen alkalmazása. N Engi J Med 1985; 312:586.
- Gilbert R, Kreighley JF. Az artériás/alveoláris oxigénfeszültség aránya. Változó belélegzett oxigénkoncentrációkra alkalmazható gázcsere index. Am Rev Respir Dis 1974; 109:142-145.
- Harris EA, Kenyon AM, Nisbet HD, Seelye ER, Whitlock RML. A normál alveoláris-artériás oxigénfeszültség gradiens emberben. ClinSci 1974; 46:89-104.
- Covelli HD, Nessan VJ, Tuttle WK. Oxigén eredetű változók akut légzési elégtelenségben. Crit Care Med 1983; 31:646-649.
- Glauser FL, Fairman P, Bechard D. A krónikus hvpercapnia okai és értékelése. Láda 1987; 93.755-759,
- Praher MR, Irwin RS, A légzési elégtelenség extrapulmonális okai. J Intensive Care Med 1986; 3:197-217.
- Rochester D, Arora NS. légzőizom elégtelenség. Med Clin North Am 1983; 67:573-598.
SZELLŐZŐ-PERFUZIÓS KAPCSOLATOK ÉS ZAVARAI
ALVEOLÁRIS HIPOVENTILÁCIÓS SZINDRÓMA
text_fields
text_fields
nyíl_felfelé
A légutak, a tüdő parenchyma, a mellhártya, a mellkas izom-csontváza és a rekeszizom egyetlen működő szervet alkotnak, amelyen keresztül tüdő szellőzés.
Szellőzés nevezzük az alveoláris levegő gázösszetételének frissítésének folyamatát, biztosítva számukra az oxigénellátást és a felesleges szén-dioxid eltávolítását.
A szellőztetés intenzitását meghatározzák belégzési mélységés frekvencia
lélegző.
A tüdőszellőztetés leginformatívabb mutatója az percnyi légzési térfogat,
a légzési térfogat és a percenkénti légzésszám szorzata.
Nyugodt állapotban lévő felnőtt férfiban a perc légzési térfogat 6-10 l / perc,
működés közben - 30-100 l / perc.
A légzési mozgások gyakorisága nyugalomban 12-16 percenként.
A sportolók és a speciális foglalkozású személyek potenciáljának felmérésére a tüdő önkényes maximális szellőztetésével rendelkező mintát használnak, amely ezeknél az embereknél elérheti a 180 l / percet.
A tüdő különböző részeinek szellőztetése
text_fields
text_fields
nyíl_felfelé
Az emberi tüdő különböző részei a test helyzetétől függően eltérően szellőztetnek.. Ha az ember függőlegesen áll, a tüdő alsó részei jobban szellőznek, mint a felsők. Ha az ember hanyatt fekszik, akkor a tüdő apikális és alsó részének szellőzési különbsége eltűnik, míg a hátsó (háti) területeik jobban kezdenek szellőzni, mint a front (hasi). Hanyatt fekvő helyzetben az alatta lévő tüdő jobban szellőzik. A tüdő felső és alsó részének egyenetlen szellőzése az ember függőleges helyzetében annak a ténynek köszönhető, hogy transzpulmonális nyomás(tüdő és pleura üreg nyomáskülönbsége) mint a tüdő térfogatát és annak változásait meghatározó erő, a tüdő ezen területei nem azonosak. Mivel a tüdő súlya, a transzpulmonális nyomás kisebb a tövénél, mint a csúcsánál. Ebben a tekintetben a tüdő alsó részei a csendes kilégzés végén jobban összenyomódnak, azonban belégzéskor jobban kiegyenesednek, mint a felsők. Ez magyarázza az alatta lévő tüdőszakaszok intenzívebb szellőzését is, ha az ember hanyatt vagy oldalt fekszik.
Légzőszervi holttér
text_fields
text_fields
nyíl_felfelé
A kilégzés végén a tüdőben lévő gázok térfogata megegyezik a maradék térfogat és a kilégzési tartalék térfogat összegével, azaz. az ún (ELLENSÉG). Az inspiráció végén ez a térfogat a dagálytérfogat értékével növekszik, azaz. a levegő mennyisége, amely belégzéskor a tüdőbe jut, és kilégzéskor távozik azokból.
Az inhaláció során a tüdőbe jutó levegő kitölti a légutakat, egy része pedig az alveolusokba jut, ahol keveredik az alveoláris levegővel. A többi, általában kisebb rész a légutakban marad, melyben a bennük lévő levegő és a vér között nem megy végbe a gázcsere, pl. az úgynevezett holttérben.
Légzőszervi holttér
- a légutak azon térfogata, amelyben nem mennek végbe gázcsere folyamatok a levegő és a vér között.
Különbséget kell tenni az anatómiai és fiziológiai (vagy funkcionális) holttér között.
Anatómiai légzési intézkedések a te tered a légutak térfogatát jelenti, kezdve az orr és a száj nyílásaitól és a tüdő légúti hörgőiig.
Alatt funkcionális(fiziológiai) halott tér megérteni a légzőrendszer azon részét, ahol nem történik gázcsere. A funkcionális holttér az anatómiaival ellentétben nemcsak a légutakat foglalja magában, hanem az alveolusokat is, amelyek szellőztetnek, de nem vér perfundál. Az ilyen alveolusokban a gázcsere lehetetlen, bár a szellőzésük megtörténik.
Egy középkorú embernél az anatómiai holttér térfogata 140-150 ml, vagyis csendes légzéskor a légzéstérfogat körülbelül 1/3-a. Az alveolusokban a nyugodt kilégzés végén körülbelül 2500 ml levegő (funkcionális maradékkapacitás) van, ezért minden nyugodt lélegzetvétellel az alveoláris levegőnek csak 1/7-e újul meg.
A szellőztetés lényege
text_fields
text_fields
nyíl_felfelé
Így a szellőzés biztosítja külső levegő beszívása a tüdőbe és annak egy része az alveolusokba, és helyette eltávolítása gázkeverékek(kilélegzett levegő), amely alveoláris levegőből és a külső levegőnek abból a részéből áll, amely a belégzés végén kitölti a holt teret, és a kilégzés elején először távozik. Mivel az alveoláris levegő kevesebb oxigént és több szén-dioxidot tartalmaz, mint a külső levegő, a tüdőszellőztetés lényege oxigén szállítása az alveolusokba(kompenzálja az alveolusokból a tüdőkapillárisok vérébe jutó oxigénveszteséget) és szén-dioxid eltávolítása(a tüdőkapillárisok véréből az alveolusokba jutva). A szöveti anyagcsere szintje (a szövetek oxigénfogyasztásának sebessége és a bennük a szén-dioxid képződése) és a tüdő szellőztetése között közvetlen arányossághoz közeli kapcsolat van. A pulmonalis és legfőképpen az alveoláris lélegeztetésnek az anyagcsere szintjéhez való megfelelését a külső légzés szabályozási rendszere biztosítja, és a légzés perctérfogatának növekedésében nyilvánul meg (mind a légzési térfogat növekedése, mind a légzési térfogat növekedése miatt). légzésszám) az oxigénfogyasztás sebességének növekedésével és a szövetekben a szén-dioxid képződésével.
Megtörténik a tüdő szellőzése, köszönhetően az aktívnak élettani folyamat(légzési mozgások), amely a légtömegek mechanikus mozgását idézi elő a tracheobronchialis traktus mentén térfogatáramokkal. Ellentétben a gázok konvektív mozgásával a környezetből a hörgőtérbe, tovább gázszállítás(az oxigén átvitele a hörgőkből az alveolusokba, és ennek megfelelően a szén-dioxid az alveolusokból a hörgőbe) főként diffúzióval történik.
Ezért van különbség "tüdőszellőztetés"és "alveoláris lélegeztetés".
Alveoláris szellőzés
text_fields
text_fields
nyíl_felfelé
Alveoláris szellőzés nem magyarázható csak a tüdőben az aktív belégzés hatására létrejövő konvektív légáramlatokkal. A légcső teljes térfogata és a hörgők és hörgők első 16 generációja 175 ml, a következő három (17-19) generáció hörgői - további 200 ml. Ha ezt az egész teret, amelyben szinte nincs gázcsere, a külső levegő konvektív áramlása "mosná", akkor a légzési holttérnek közel 400 ml-nek kellene lennie. Ha a belélegzett levegő az alveoláris csatornákon és zsákokon (melyek térfogata 1300 ml) konvektív áramokkal is bejut az alveolusokba, akkor a légköri oxigén csak legalább 1500 ml-es belégzési térfogattal, míg a szokásos légzési térfogattal juthat a léghólyagokba. emberben 400-500 ml.
Nyugodt légzés körülményei között (légzésszám 15 óra, belégzési időtartam 2 s, átlagos belégzési térfogati sebesség 250 ml/s), belégzéskor (légzési térfogat 500 ml) a külső levegő kitölti az összes vezetőképes (térfogat 175 ml) és átmeneti (térfogat 200) ml) a hörgőfa zónái. Csak egy kis része (kevesebb, mint 1/3) jut be az alveoláris járatokba, amelyek térfogata többszöröse a légzőtérfogat ezen részének. Ilyen belégzés esetén a légcsőben és a főhörgőkben a belélegzett levegő áramlásának lineáris sebessége körülbelül 100 cm/s. A hörgők egyre kisebb átmérőjűekre való osztódásával összefüggésben, számuk és minden következő generáció teljes lumenének egyidejű növekedésével, a belélegzett levegő mozgása rajtuk lelassul. A tracheobronchialis traktus vezető és átmeneti zónáinak határán a lineáris áramlási sebesség mindössze 1 cm/s körüli, a légúti bronchiolusokban 0,2 cm/s-ra, az alveoláris csatornákban és zsákokban 0,02 cm/s-ra csökken. .
Így az aktív belégzés során fellépő, a környezet légnyomása és az alveolusokban kialakuló nyomáskülönbségből adódó konvektív légáramlás sebessége a tracheobronchialis fa disztális szakaszain igen kicsi, és az alveolusokba innen kerül a levegő. az alveoláris csatornákat és az alveolaris tasakokat kis lineáris sebességgel konvekcióval. Azonban nemcsak az alveoláris járatok (több ezer cm 2), hanem az átmeneti zónát alkotó légúti hörgők (több száz cm 2 ) teljes keresztmetszete is elég nagy ahhoz, hogy biztosítsa az oxigén diffúziós átvitelét a hörgőfa disztális részei az alveolusokhoz, és a szén-dioxid gáz - az ellenkező irányba.
A diffúzió miatt a légúti és átmeneti zónák légútjaiban a levegő összetétele megközelíti az alveoláris összetételét. Következésképpen, a gázok diffúziós mozgása növeli az alveoláris térfogatát és csökkenti a holttér térfogatát. Ezt a folyamatot a nagy diffúziós terület mellett jelentős parciális nyomásgradiens is biztosítja: a belélegzett levegőben az oxigén parciális nyomása 6,7 kPa-val (50 Hgmm) magasabb, mint az alveolusokban, a szén parciális nyomása dioxid az alveolusokban 5,3 kPa (40 Hgmm). Hg) több, mint a belélegzett levegőben. Egy másodpercen belül a diffúzió következtében az oxigén és a szén-dioxid koncentrációja az alveolusokban és a közeli struktúrákban (alveoláris zsákokban és alveoláris csatornákban) majdnem kiegyenlítődik.
Következésképpen, a 20. generációtól kezdve az alveoláris lélegeztetés kizárólag diffúzióval történik. Az oxigén és a szén-dioxid mozgás diffúziós mechanizmusa miatt a tüdőben nincs állandó határ a holttér és az alveoláris tér között. A légutakban van egy zóna, amelyben a diffúziós folyamat végbemegy, ahol az oxigén és a szén-dioxid parciális nyomása 20 kPa (150 Hgmm) és 0 kPa-tól a hörgőfa proximális részén 13,3 kPa-ig változik. 100 Hgmm .st.) és 5,3 kPa (40 Hgmm) a disztális részén. Így a bronchiális traktus mentén a levegő összetételének rétegenkénti egyenetlensége van az atmoszférikustól az alveolárisig (8.4. ábra).
8.4. ábra. Az alveoláris lélegeztetés sémája.
"a" - szerint elavult és
"b" - a modern elképzelések szerint MP - holttér;
AP - alveoláris tér;
T - légcső;
B - hörgők;
DB - légúti hörgőcsövek;
AH - alveoláris járatok;
AM - alveoláris zsákok;
A - alveolusok.
A nyilak jelzik a konvektív légáramlást, a pontok pedig a gázok diffúziós cseréjének területét.
Ez a zóna a légzés módjától és mindenekelőtt a belégzés sebességétől függően változik; minél nagyobb a belégzési sebesség (vagyis ennek eredményeként minél nagyobb a légzés perctérfogata), annál disztálisabban a bronchiális fa mentén a konvektív áramlások olyan sebességgel fejeződnek ki, amely meghaladja a diffúziós sebességet. Ennek eredményeként a légzés perctérfogatának növekedésével a holttér növekszik, és a holttér és az alveoláris tér közötti határ disztális irányba tolódik el.
Következésképpen, az anatómiai holttér (ha azt a hörgőfa azon generációinak száma határozza meg, amelyekben a diffúzió még nem számít) a funkcionális holttérrel azonos módon változik - a légzés térfogatától függően.
Szellőzés
Hogyan jut be a levegő az alveolusokba
Ez és a következő két fejezet azt tárgyalja, hogyan jut be a belélegzett levegő az alveolusokba, hogyan jutnak át a gázok az alveoláris-kapilláris gáton, és hogyan távolíthatók el a tüdőből a véráramban. Ezt a három folyamatot a szellőztetés, a diffúzió és a véráramlás biztosítja.
Rizs. 2.1. A tüdő sémája. Megadják a levegő és a vér térfogatának és áramlási sebességének jellemző értékeit. A gyakorlatban ezek az értékek jelentősen eltérnek (J. B. West szerint: Ventilation / Blood Flow and Gas Exchange. Oxford, Blackwell, 1977, 3. o., változtatásokkal)
ábrán. A 2.1. ábra a tüdő sematikus ábrázolását mutatja. A légutakat alkotó hörgőket (lásd 1.3. ábra) itt egy cső (anatómiai holttér) képviseli. Rajta keresztül a levegő belép a gázcserélő osztályokba, amelyeket az alveoláris-kapilláris membrán és a tüdőkapillárisok vére korlátoz. Minden lélegzetvétellel körülbelül 500 ml levegő (dagálytérfogat) jut a tüdőbe. ábrából. A 2.1. ábrán látható, hogy az anatómiai holttér térfogata kicsi a tüdő teljes térfogatához képest, a kapilláris vér térfogata pedig sokkal kisebb, mint az alveoláris levegő térfogata (lásd még 1.7. ábra).
tüdőtérfogatok
Mielőtt rátérnénk a dinamikus lélegeztetési sebességekre, érdemes röviden áttekinteni a „statikus” tüdőtérfogatot. Ezek egy része spirométerrel mérhető (2.2. ábra). Kilégzéskor a spirométer harangja felemelkedik, a felvevő tolla pedig leesik. A csendes légzés során feljegyzett rezgések amplitúdója megfelel légzési térfogat. Ha az alany a lehető legmélyebb levegőt veszi, majd a lehető legmélyebben lélegez ki, akkor a megfelelő hangerőt tüdő kapacitás(SZERETNÉK). Azonban még a maximális lejárat után is marad bennük levegő - maradék térfogat(OO). A normális kilégzés után a tüdőben lévő gáz térfogatát ún funkcionális maradékkapacitás(ELLENSÉG).
A funkcionális maradékkapacitás és a maradék térfogat nem mérhető egyszerű spirométerrel. Ehhez a gázhígítási módszert alkalmazzuk (2.3. ábra), amely a következőkből áll. Az alany légútjai egy ismert koncentrációjú, vérben gyakorlatilag oldhatatlan héliumgázt tartalmazó spirométerhez kapcsolódnak. Az alany több lélegzetet és kilégzést vesz, aminek eredményeként a spirométerben és a tüdőben kiegyenlítődik a héliumkoncentráció. Mivel nincs héliumveszteség, lehetséges a koncentrációkiegyenlítés előtti és utáni mennyiségét egyenlővé tenni, amelyek rendre C 1 X V 1 (koncentráció X térfogat), ill. TÓL TŐL 2 X X (V 1 + V 2). Ezért V 2 \u003d V 1 (C 1 - C 2) / C 2. A gyakorlatban a koncentrációk kiegyenlítése során oxigént adnak a spirométerhez (hogy kompenzálják ennek a gáznak az alanyok általi felszívódását), és a felszabaduló szén-dioxidot elnyelik.
A funkcionális maradékkapacitás (FRC) általános pletizmográf segítségével is mérhető (2.4. ábra). Ez egy nagy hermetikus kamra, amely egy telefonfülkére emlékeztet, benne a tárgyat.
Rizs. 2.2. Tüdőtérfogatok. Felhívjuk figyelmét, hogy a funkcionális maradékkapacitás és a maradék térfogat nem mérhető spirometriával.
Rizs. 2.3. Funkcionális maradék kapacitás (FRC) mérése hélium hígításos módszerrel
A normál kilégzés végén a szájrészt, amelyen keresztül az alany lélegzik, dugóval lezárják, és több légzési mozdulatot kell tennie. Amikor megpróbál belélegezni, a tüdejében lévő gázkeverék kitágul, térfogatuk növekszik, és a kamrában lévő nyomás nő a benne lévő levegő térfogatának csökkenésével. A Boyle-Mariotte törvény szerint a nyomás és a térfogat szorzata állandó hőmérsékleten állandó érték. Így P1V1 == P2(V1 -deltaV), ahol P 1 és P 2 a nyomás a kamrában a belégzési kísérlet előtt és közben, V 1 a kamra térfogata a kísérlet előtt, és AV a kamra (vagy a tüdő) térfogatának változása. Innen lehet számolni az AV-t.
Ezután alkalmaznia kell a Boyle-Mariotte törvényt a tüdő levegőjére. Itt a függőség így fog kinézni: P 3 V 2 \u003d P 4 (V 2 + AV), ahol P 3 és P 4 a szájüregben uralkodó nyomás a belégzési kísérlet előtt és közben, és V 2 az FRC, amelyet ezzel a képlettel számítanak ki.
Rizs. 2.4. FRC mérése általános pletizmográfiával. Amikor az alany elzárt légutakkal próbál levegőt venni, a tüdeje kissé megnő, a légúti nyomás csökken, és a kamrában lévő nyomás nő. Innen a Boyle-Mariotte törvény segítségével kiszámíthatja a tüdő térfogatát (további részletek a szövegben)
Az általános pletizmográfia módszere a tüdő teljes levegőmennyiségét méri, beleértve azokat a területeket is, amelyek nem kommunikálnak a szájüreggel, mivel légútjuk elzáródott (lásd például a 7.9. ábrát). Ezzel szemben a hélium hígításos módszer csak azt a levegőmennyiséget adja meg, amely a szájüreggel kommunikál, azaz részt vesz a szellőztetésben. Fiatal egészséges embereknél ez a két kötet majdnem megegyezik. Tüdőbetegségben szenvedőknél a lélegeztetésbe bevont térfogat lényegesen kisebb lehet, mint a teljes térfogat, mivel a légutak elzáródása (elzáródása) miatt nagy mennyiségű gáz izolálódik a tüdőben.
Szellőzés
Tegyük fel, hogy minden kilégzéskor 500 ml levegő távozik a tüdőből (2.1. ábra), és percenként 15 levegővétel történik. Ebben az esetben az 1 perc alatt kilélegzett össztérfogat 500x15 == 7500 ml/perc. Ez az ún általános szellőztetés, vagy perces hangerő lélegző. A tüdőbe belépő levegő térfogata valamivel nagyobb, mivel az oxigén felszívódása kissé meghaladja a szén-dioxid felszabadulását.
Azonban nem minden belélegzett levegő éri el az alveoláris teret, ahol gázcsere történik. Ha a belélegzett levegő térfogata 500 ml (mint a 2.1. ábrán), akkor 150 ml marad az anatómiai holttérben és (500-150) X15 = 5250 ml légköri levegő halad át percenként a tüdő légzési zónáján. Ezt az értéket hívják alveoláris lélegeztetés. Kiemelkedő fontosságú, hiszen megfelel a gázcserében részt vevő „friss levegő” mennyiségének (szigorúan véve az alveoláris lélegeztetést nem a belélegzett, hanem a kilégzett levegő mennyiségével mérjük, azonban a térfogatkülönbség igen nagy kicsi).
Az általános lélegeztetés könnyen mérhető, ha megkérjük az alanyt, hogy egy két szelepes csövön keresztül lélegezzen – belégzéskor levegőt engedünk be a légutakba, kilégzéskor pedig egy speciális zsákba engedjük ki. Az alveoláris lélegeztetést nehezebb felmérni. Meghatározásának egyik módja az anatómiai holttér térfogatának mérése (lásd alább) és a szellőztetés kiszámítása (volumen X légzésszám). A kapott értéket levonjuk a teljes tüdőszellőztetésből.
A számítások a következők (2.5. ábra). Jelöljük V t, V p , V a, az apálytérfogatot, a holttér térfogatát és az alveoláris tér térfogatát. Ekkor V T = V D + V A , 1)
V T n \u003d V D n + V A n,
ahol n a légzésszám; Következésképpen,
ahol V - egységnyi időre jutó térfogat, V E - teljes kilégzési (kilélegzett levegővel becsült) pulmonalis lélegeztetés, V D és V A - holttérszellőztetés, illetve alveoláris lélegeztetés (a szimbólumok általános listája a mellékletben található). Ily módon
A módszer bonyolultsága abban rejlik, hogy az anatómiai holttér térfogatát nehéz megmérni, bár kis hibával egy bizonyos értékkel egyenlőnek vehető.
1) Hangsúlyozni kell, hogy V A az egy lélegzetvétel során az alveolusokba belépő levegő mennyisége, nem pedig a tüdőben lévő alveoláris levegő teljes mennyisége.
Rizs. 2.5 . A kilégzés során a tüdőből távozó levegő (dagálytérfogat, V D) az anatómiai holttérből (Vo) és az alveolusokból (va) érkezik. Az ábrán a pontok sűrűsége a CO 2 koncentrációjának felel meg. F - frakcionált koncentráció; I-belégzési levegő; E-kilégzési levegő. Cm.összehasonlításképpen Fig. 1.4 (J. Piiper szerint változtatásokkal)
Egészséges embereknél az alveoláris szellőzés a kilélegzett levegő CO 2 tartalmából is számítható (2.5. ábra). Mivel az anatómiai holttérben nem történik gázcsere, a belégzés végén nem tartalmaz CO 2 -t (elhanyagolható a légköri levegő elhanyagolható CO 2 tartalma). Ez azt jelenti, hogy a CO2 kizárólag az alveoláris levegőből kerül a kilélegzett levegőbe, ahonnan a Vco 2 az egységnyi idő alatt kilélegzett CO 2 térfogata. Ezért,
VA \u003d Vco 2 x 100 /% CO 2
A % CO 2 /100 értéket gyakran a CO 2 részkoncentrációjának nevezik, és Fco 2 -vel jelölik. Az alveoláris lélegeztetés úgy számítható ki, hogy a kilélegzett CO 2 mennyiségét elosztjuk ennek a gáznak az alveoláris levegőben lévő koncentrációjával, amelyet a kilélegzett levegő utolsó adagjaiban határoznak meg nagy sebességű CO 2 analizátor segítségével. A CO 2 Pco 2) parciális nyomása arányos ennek a gáznak az alveoláris levegőben lévő koncentrációjával:
Pco 2 \u003d Fco 2 X K,
ahol K konstans. Innen
VA = V CO2 /P CO2 x K
Mivel az alveoláris levegőben és az artériás vérben lévő Pco 2 egészséges emberekben gyakorlatilag megegyezik, az artériás vérben lévő Pco 2 felhasználható az alveoláris lélegeztetés meghatározására. A Pco 2-vel való kapcsolata rendkívül fontos. Tehát, ha az alveoláris szellőzés szintje felére csökken, akkor (a szervezetben állandó CO 2 képződési sebesség mellett) Р CO2. az alveoláris levegőben és az artériás vérben megduplázódik.
Anatómiai holttér
Az anatómiai holttér a vezető légutak térfogata (1.3. és 1.4. ábra). Általában körülbelül 150 ml, mély lélegzettel növekszik, mivel a hörgőket az őket körülvevő tüdőparenchima megfeszíti. A holttér térfogata a test méretétől és a testtartástól is függ. Létezik egy hozzávetőleges szabály, amely szerint ülő személynél ez milliliterben megközelítőleg megegyezik a fontban kifejezett testtömeggel (1 font = 453,6 g).
Az anatómiai holttértérfogat Fowler-módszerrel mérhető. Ebben az esetben az alany a szeleprendszeren keresztül lélegzik, és a nitrogéntartalmat folyamatosan mérik egy nagy sebességű analizátorral, amely a szájból induló csőből veszi a levegőt (2.6. ábra, L). Amikor egy személy 100%-os Oa belélegzése után kilélegzik, az N2-tartalom fokozatosan növekszik, mivel a holttér levegőjét felváltja az alveoláris levegő. A kilégzés végén szinte állandó nitrogénkoncentrációt rögzítünk, ami megfelel a tiszta alveoláris levegőnek. A görbének ezt a szakaszát gyakran alveoláris „fennsíknak” nevezik, bár még egészséges embereknél sem teljesen vízszintes, tüdősérülteknél pedig meredeken emelkedhet. Ezzel a módszerrel a kilélegzett levegő mennyiségét is rögzítjük.
A holttér térfogatának meghatározásához készítsen egy grafikont, amely összekapcsolja az N 2 tartalmát a kilélegzett térfogattal. Ezután a grafikonon egy függőleges vonalat húzunk úgy, hogy az A terület (lásd a 2.6.5. ábrát) egyenlő legyen a B területtel. A holttér térfogata ennek az egyenesnek az x tengellyel való metszéspontjának felel meg. Valójában ez a módszer megadja a vezető légutak térfogatát a holttérből az alveoláris levegőbe való átmenet "középpontjáig".
Rizs. 2.6. Anatómiai holttértérfogat mérése gyors N2 analizátorral Fowler módszer szerint. V. A tiszta oxigént tartalmazó tartályból történő belélegzés után az alany kilélegzik, és a kilélegzett levegő N 2 koncentrációja először megnő, majd szinte állandó marad (a görbe gyakorlatilag eléri a tiszta alveoláris levegőnek megfelelő platót). B. A koncentráció függése a kilégzett térfogattól. A holttér térfogatát az abszcissza tengely metszéspontja határozza meg egy függőleges pontozott vonallal, amely úgy van megrajzolva, hogy az A és B területek egyenlőek
Funkcionális holttér
Holtteret is mérhet Bohr módszere. A 2c. A 2.5. ábra azt mutatja, hogy a kilégzett CO2 az alveoláris levegőből származik, nem pedig a holttér levegőjéből. Innen
vt x-fe == va x fa.
Mert a
v t = v a + v d ,
v a =v t -v d ,
helyettesítés után kapjuk
VT xFE=(VT-VD)-FA,
Következésképpen,
Mivel egy gáz parciális nyomása arányos annak tartalmával, ezért felírjuk (Bohr-egyenlet),
ahol A és E az alveoláris és kevert kilégzett levegőre utal (lásd a függeléket). Csendes légzés esetén a holttér és a légzéstérfogat aránya általában 0,2-0,35. Egészséges emberekben az alveoláris levegőben és az artériás vérben lévő Pco2 szinte azonos, ezért a Bohr-egyenletet a következőképpen írhatjuk fel:
asr2"Patkószeg ^ CO2
Hangsúlyozni kell, hogy a Fowler- és Bohr-módszer némileg eltérő mutatókat mér. Az első módszer a vezető légutak térfogatát addig a szintig adja meg, ahol a belégzéskor bejutó levegő gyorsan elkeveredik a már tüdőben lévő levegővel. Ez a térfogat a gyorsan elágazó légutak geometriájától függ a teljes keresztmetszet növekedésével (lásd 1.5. ábra), és tükrözi a légzőrendszer szerkezetét. Emiatt az úgynevezett anatómiai holttér. A Bohr-módszer szerint a tüdő azon részeinek térfogatát határozzák meg, amelyekben nem távolítják el a CO2-t a vérből; mivel ez a mutató a test munkájához kapcsolódik, ezért úgy hívják funkcionális(fiziológiai) holttér. Egészséges egyénekben ezek a mennyiségek közel azonosak. Tüdőkárosodásban szenvedő betegeknél azonban a második mutató jelentősen meghaladhatja az elsőt a tüdő különböző részein tapasztalható egyenetlen véráramlás és szellőzés miatt (lásd 5. fejezet).
Regionális különbségek a tüdőszellőztetésben
Eddig azt feltételeztük, hogy az egészséges tüdő minden szakaszának szellőzése azonos. Kiderült azonban, hogy az alsó részeik jobban szellőznek, mint a felsők. Ezt úgy mutathatja meg, hogy megkéri az alanyt, hogy lélegezzen be egy radioaktív xenont tartalmazó gázkeveréket (2.7. ábra). Amikor a 133 Xe belép a tüdőbe, az általa kibocsátott sugárzás áthatol a mellkason, és a hozzá csatlakoztatott sugárzásszámlálók rögzítik. Így megmérheti a tüdő különböző részeibe jutó xenon mennyiségét.
Rizs. 2.7. A radioaktív xenonnal történő szellőztetés regionális különbségeinek felmérése. Az alany belélegzi a keveréket ezzel a gázzal, és a sugárzás intenzitását a mellkason kívül elhelyezett számlálók mérik. Látható, hogy a függőleges helyzetben lévő ember tüdejében a szellőzés az alsó szakaszoktól a felsők felé gyengül.
ábrán. A 2.7. ábra mutatja az ezzel a módszerrel kapott eredményeket több egészséges önkéntesen. Látható, hogy az egységnyi térfogatra jutó szellőzés szintje magasabb a tüdő alsó részének tartományában, és fokozatosan csökken a felső részük felé. Kimutatták, hogy ha az alany hanyatt fekszik, a tüdő apikális és alsó szakaszának szellőzési különbsége megszűnik, azonban ebben az esetben a hátsó (dorsalis) területük jobban szellőztetni kezd, mint az elülső (ventrális) ). Hanyatt fekvő helyzetben az alsó tüdő jobban szellőzik. A szellőzés ilyen regionális különbségeinek okait a fejezet tárgyalja. 7.
