Indikátory vonkajšieho dýchania. Dýchacie fázy
Pre freedivera sú pľúca hlavným „pracovným nástrojom“ (samozrejme po mozgu), preto je dôležité, aby sme pochopili štruktúru pľúc a celý proces dýchania. Zvyčajne, keď hovoríme o dýchaní, máme na mysli vonkajšie dýchanie alebo ventiláciu pľúc - jediný proces, ktorý si v dýchacom reťazci všimneme. A musíme začať uvažovať o dýchaní s ním.
Štruktúra pľúc a hrudníka
Pľúca sú pórovitý orgán podobný špongii, ktorý svojou štruktúrou pripomína zhluk jednotlivých bublín alebo strapec hrozna s veľkým počtom bobúľ. Každá „bobule“ je pľúcna alveola (pľúcna vezikula) - miesto, kde dochádza k hlavnej funkcii pľúc - výmene plynov. Medzi vzduchom alveol a krvou leží vzduchovo-krvná bariéra tvorená veľmi tenkými stenami alveol a krvnej kapiláry. Cez túto bariéru dochádza k difúzii plynov: kyslík vstupuje do krvi z alveol a oxid uhličitý vstupuje do alveol z krvi.
Vzduch sa do alveol dostáva cez dýchacie cesty – trochea, priedušky a menšie bronchioly, ktoré končia v alveolárnych vakoch. Rozvetvením priedušiek a bronchiolov sa tvoria laloky (pravé pľúca majú 3 laloky, ľavé pľúca 2 laloky). V priemere je v oboch pľúcach asi 500-700 miliónov alveol, ktorých dýchacia plocha sa pohybuje od 40 m2 pri výdychu do 120 m2 pri nádychu. V tomto prípade sa väčší počet alveol nachádza v dolných častiach pľúc.
Priedušky a priedušnica majú vo svojich stenách chrupavkový základ, a preto sú dosť tuhé. Bronchioly a alveoly majú mäkké steny, a preto sa môžu zrútiť, to znamená, že sa zlepia ako vyfúknutý balón, ak sa v nich neudrží určitý tlak vzduchu. Aby sa to nestalo, pľúca sú ako jeden orgán, pokrytý zo všetkých strán pohrudnicou – silnou, hermeticky uzavretou membránou.
Pleura má dve vrstvy - dva listy. Jeden list tesne prilieha k vnútornému povrchu tvrdého hrudníka, druhý obklopuje pľúca. Medzi nimi je pleurálna dutina, v ktorej je udržiavaný podtlak. Vďaka tomu sú pľúca v narovnanom stave. Negatívny tlak v pleurálnej trhline je spôsobený elastickým ťahom pľúc, to znamená neustálou túžbou pľúc zmenšiť svoj objem.
Elastická trakcia pľúc je spôsobená tromi faktormi:
1) elasticita tkaniva stien alveol v dôsledku prítomnosti elastických vlákien v nich
2) tonus bronchiálnych svalov
3) povrchové napätie tekutého filmu pokrývajúceho vnútorný povrch alveol.
Pevný rám hrudníka tvoria rebrá, ktoré sú vďaka chrupavke a kĺbom pružné, pripevnené k chrbtici a kĺbom. Vďaka tomu hrudník zväčšuje a zmenšuje svoj objem pri zachovaní tuhosti potrebnej na ochranu orgánov nachádzajúcich sa v hrudnej dutine.
Aby sme mohli vdýchnuť vzduch, musíme v pľúcach vytvoriť tlak nižší ako atmosférický a na výdych je vyšší. Pri inhalácii je teda potrebné zväčšiť objem hrudníka, pri výdychu - zníženie objemu. V skutočnosti sa väčšina dýchacieho úsilia vynakladá na inhaláciu, za normálnych podmienok sa výdych vykonáva kvôli elastickým vlastnostiam pľúc.
Hlavným dýchacím svalom je bránica – kupolovitá svalová priečka medzi hrudnou dutinou a brušnou dutinou. Obvykle môže byť jeho okraj nakreslený pozdĺž spodného okraja rebier.
Pri nádychu sa bránica sťahuje a aktívne sa naťahuje smerom k dolným vnútorným orgánom. V tomto prípade sú nestlačiteľné orgány brušnej dutiny tlačené nadol a do strán, čím sa napínajú steny brušnej dutiny. Počas pokojnej inhalácie klesá kupola bránice približne o 1,5 cm a vertikálna veľkosť hrudnej dutiny sa zodpovedajúcim spôsobom zväčšuje. Zároveň sa dolné rebrá trochu rozchádzajú, čím sa zväčšuje obvod hrudníka, čo je obzvlášť viditeľné v spodných častiach. Pri výdychu sa bránica pasívne uvoľní a šľachami ju vytiahnu do pokojného stavu.
Na zväčšení objemu hrudníka sa okrem bránice podieľajú aj vonkajšie šikmé medzirebrové a interchondrálne svaly. V dôsledku stúpania rebier sa hrudná kosť posúva dopredu a bočné časti rebier sa posúvajú do strán.
Pri veľmi hlbokom, intenzívnom dýchaní alebo pri zvýšení odporu pri vdychovaní sa do procesu zväčšovania objemu hrudníka zapája množstvo pomocných dýchacích svalov, ktoré môžu zdvihnúť rebrá: scalenes, veľký a malý pectoralis a serratus anterior. Medzi pomocné svaly nádychu patria aj svaly, ktoré rozširujú hrudnú chrbticu a fixujú ramenný pletenec, keď sú podopreté rukami dozadu (lichobežník, kosoštvorec, zdvíhač lopatky).
Ako už bolo spomenuté vyššie, pokojná inhalácia nastáva pasívne, takmer na pozadí relaxácie inspiračných svalov. Pri aktívnom intenzívnom výdychu sa svaly brušnej steny „spájajú“, v dôsledku čoho sa zmenšuje objem brušnej dutiny a zvyšuje sa tlak v nej. Tlak sa prenáša na membránu a zvyšuje ju. Z dôvodu zníženia Vnútorné šikmé medzirebrové svaly znižujú rebrá a približujú ich okraje k sebe.
Dýchacie pohyby
V bežnom živote po pozorovaní seba a svojich priateľov môžete vidieť tak dýchanie, ktoré zabezpečuje najmä bránica, ako aj dýchanie, ktoré zabezpečuje najmä práca medzirebrových svalov. A to je v normálnych medziach. Svaly ramenného pletenca sú častejšie zapojené v prípadoch vážneho ochorenia alebo intenzívnej práce, ale takmer nikdy u relatívne zdravých ľudí v normálnom stave.
Predpokladá sa, že dýchanie, poskytované hlavne pohybmi bránice, je charakteristické skôr pre mužov. Normálne je nádych sprevádzaný miernym vyčnievaním brušnej steny a výdych je sprevádzaný miernym stiahnutím. Toto je brušný typ dýchania.
U žien je najčastejším typom dýchania hrudný typ, ktorý zabezpečuje najmä práca medzirebrových svalov. Môže to byť spôsobené biologickou pripravenosťou ženy na materstvo a v dôsledku toho aj ťažkosťami s brušným dýchaním počas tehotenstva. Pri tomto type dýchania najvýraznejšie pohyby vykonáva hrudná kosť a rebrá.
Dýchanie, pri ktorom sa aktívne pohybujú ramená a kľúčne kosti, je zabezpečené prácou svalov ramenného pletenca. Ventilácia pľúc je neúčinná a postihuje iba vrcholy pľúc. Preto sa tento typ dýchania nazýva apikálny. Za normálnych podmienok sa tento typ dýchania prakticky nevyskytuje a používa sa buď pri určitej gymnastike, alebo sa vyvíja pri závažných ochoreniach.
Vo freedivingu veríme, že brušné dýchanie alebo brušné dýchanie je najprirodzenejšie a najproduktívnejšie. To isté sa hovorí pri cvičení jogy a pránájámy.
Po prvé, pretože v dolných lalokoch pľúc je viac alveol. Po druhé, dýchacie pohyby sú spojené s naším autonómnym nervovým systémom. Brušné dýchanie aktivuje parasympatický nervový systém – brzdový pedál tela. Hrudné dýchanie aktivuje sympatický nervový systém – plynový pedál. Pri aktívnom a dlhotrvajúcom apikálnom dýchaní dochádza k nadmernej stimulácii sympatického nervového systému. Funguje to obojstranne. Takto vždy dýchajú ľudia v panike s apikálnym dýchaním. Naopak, ak nejaký čas pokojne dýchate žalúdkom, nervový systém sa upokojí a všetky procesy sa spomalia.
Objemy pľúc
Pri pokojnom dýchaní človek vdýchne a vydýchne asi 500 ml (od 300 do 800 ml) vzduchu, tento objem vzduchu tzv. dychový objem. Okrem normálneho dychového objemu môže človek pri čo najhlbšom nádychu vdýchnuť približne 3000 ml vzduchu – to je inspiračný rezervný objem. Bežný zdravý človek po normálnom pokojnom výdychu dokáže napnutím výdychových svalov „vytlačiť“ z pľúc ešte asi 1300 ml vzduchu – to exspiračný rezervný objem.
Súčet týchto objemov je vitálna kapacita pľúc (VC): 500 ml + 3000 ml + 1300 ml = 4800 ml.
Ako vidíme, príroda si pre nás pripravila takmer desaťnásobnú rezervu schopnosti „pumpovať“ vzduch cez pľúca.
Dychový objem je kvantitatívnym vyjadrením hĺbky dýchania. Vitálna kapacita pľúc určuje maximálny objem vzduchu, ktorý je možné vdýchnuť alebo odstrániť z pľúc počas jedného nádychu alebo výdychu. Priemerná vitálna kapacita pľúc u mužov je 4000 - 5500 ml, u žien - 3000 - 4500 ml. Fyzický tréning a rôzne úseky hrudníka môžu zvýšiť VC.
Po maximálnom hlbokom výdychu zostáva v pľúcach asi 1200 ml vzduchu. toto - zvyškový objem. Väčšinu z nich je možné z pľúc odstrániť iba otvoreným pneumotoraxom.
Zvyškový objem je určený predovšetkým elasticitou bránice a medzirebrových svalov. Zvýšenie pohyblivosti hrudníka a zníženie zvyškového objemu je dôležitou úlohou pri príprave na potápanie do veľkých hĺbok. Ponory pod zvyškový objem pre bežného netrénovaného človeka sú ponory hlbšie ako 30-35 metrov. Jedným z populárnych spôsobov, ako zvýšiť elasticitu bránice a znížiť zvyškový objem pľúc, je pravidelné vykonávanie uddiyana bandha.
Maximálne množstvo vzduchu, ktoré je možné zadržať v pľúcach, je tzv celková kapacita pľúc, rovná sa súčtu zvyškového objemu a vitálnej kapacity pľúc (v použitom príklade: 1200 ml + 4800 ml = 6000 ml).
Objem vzduchu v pľúcach na konci tichého výdychu (pri uvoľnenom dýchacom svalstve) je tzv funkčná zvyšková kapacita pľúc. Rovná sa súčtu zvyškového objemu a exspiračného rezervného objemu (v použitom príklade: 1200 ml + 1300 ml = 2500 ml). Funkčná zvyšková kapacita pľúc je blízka objemu alveolárneho vzduchu pred začiatkom nádychu.
Vetranie je určené objemom vzduchu vdýchnutého alebo vydýchnutého za jednotku času. Zvyčajne merané minútový objem dýchania. Vetranie pľúc závisí od hĺbky a frekvencie dýchania, ktorá sa v pokoji pohybuje od 12 do 18 dychov za minútu. Minútový objem dýchania sa rovná súčinu dychového objemu a frekvencie dýchania, t.j. približne 6-9 l.
Na hodnotenie pľúcnych objemov sa používa spirometria - metóda na štúdium funkcie vonkajšieho dýchania, ktorá zahŕňa meranie objemových a rýchlostných parametrov dýchania. Túto štúdiu odporúčame každému, kto sa chce vážne venovať freedivingu.
Vzduch sa nachádza nielen v alveolách, ale aj v dýchacích cestách. Patria sem nosná dutina (alebo ústa počas ústneho dýchania), nosohltan, hrtan, priedušnica a priedušky. Vzduch v dýchacích cestách (s výnimkou dýchacích bronchiolov) sa nezúčastňuje výmeny plynov. Preto sa lúmen dýchacích ciest nazýva
anatomický mŕtvy priestor. Pri nádychu sa posledné časti atmosférického vzduchu dostávajú do mŕtveho priestoru a bez zmeny jeho zloženia ho pri výdychu opúšťajú.
Objem anatomického mŕtveho priestoru je asi 150 ml alebo približne 1/3 dychového objemu pri tichom dýchaní. Tie. z 500 ml vdýchnutého vzduchu sa do alveol dostane len asi 350 ml. Na konci tichého výdychu je v alveolách asi 2500 ml vzduchu, takže pri každom tichom nádychu sa obnoví len 1/7 alveolárneho vzduchu.
- < Späť
Medzi hlavné metódy štúdia dýchania u ľudí patria:
· Spirometria je metóda na stanovenie vitálnej kapacity pľúc (VC) a objemov vzduchu, z ktorých sa skladajú.
· Spirografia je metóda grafického zaznamenávania ukazovateľov funkcie vonkajšej časti dýchacieho systému.
· Pneumotachometria je metóda merania maximálnej rýchlosti nádychu a výdychu pri nútenom dýchaní.
· Pneumografia je metóda zaznamenávania dýchacích pohybov hrudníka.
· Špičková fluorometria je jednoduchý spôsob sebahodnotenia a neustáleho sledovania priechodnosti priedušiek. Prístroj - špičkový prietokomer umožňuje merať objem vzduchu pretekajúceho pri výdychu za jednotku času (špičkový výdychový prietok).
· Funkčné testy (Stange a Genche).
Spirometria
Funkčný stav pľúc závisí od veku, pohlavia, fyzického vývoja a množstva ďalších faktorov. Najčastejšou charakteristikou stavu pľúc je meranie pľúcnych objemov, ktoré indikujú vývoj dýchacích orgánov a funkčné rezervy dýchacieho systému. Objem vdýchnutého a vydýchnutého vzduchu možno merať pomocou spirometra.
Spirometria je najdôležitejším spôsobom hodnotenia respiračných funkcií. Táto metóda určuje vitálnu kapacitu pľúc, objemy pľúc, ako aj objemový prietok vzduchu. Pri spirometrii sa človek čo najsilnejšie nadýchne a vydýchne. Najdôležitejšie údaje poskytuje analýza výdychového manévru – výdychu. Objemy a kapacity pľúc sa nazývajú statické (základné) respiračné parametre. Existujú 4 primárne pľúcne objemy a 4 kapacity.
Vitálna kapacita pľúc
Vitálna kapacita pľúc je maximálne množstvo vzduchu, ktoré je možné vydýchnuť po maximálnom nádychu. Počas štúdie sa určí skutočná vitálna kapacita, ktorá sa porovná s očakávanou vitálnou kapacitou (VC) a vypočíta sa pomocou vzorca (1). U dospelého človeka s priemernou výškou je BEL 3-5 litrov. U mužov je jeho hodnota približne o 15 % vyššia ako u žien. Školáci vo veku 11-12 rokov majú VAL asi 2 litre; deti do 4 rokov - 1 liter; novorodenci - 150 ml.
VIT=DO+ROVD+ROVD, (1)
Kde vitálna kapacita je vitálna kapacita pľúc; DO - objem dýchania; ROVD - inspiračný rezervný objem; ROvyd - exspiračný rezervný objem.
JEL (1) = 2,5 Chrost (m). (2)
Dychový objem
Dychový objem (TV), alebo hĺbka dýchania, je objem vdýchnutých a
vzduch vydýchnutý v pokoji. U dospelých je DO = 400-500 ml, u detí vo veku 11-12 rokov - asi 200 ml, u novorodencov - 20-30 ml.
Objem exspiračnej rezervy
Expiračný rezervný objem (ERV) je maximálny objem, ktorý je možné vydýchnuť s námahou po tichom výdychu. ROvyd = 800-1500 ml.
Inspiračný rezervný objem
Inspiračný rezervný objem (IRV) je maximálny objem vzduchu, ktorý je možné dodatočne vdýchnuť po pokojnej inhalácii. Inspiračný rezervný objem možno určiť dvoma spôsobmi: vypočítaný alebo meraný spirometrom. Na výpočet je potrebné odpočítať súčet rezervných objemov dýchania a výdychu od hodnoty vitálnej kapacity. Na určenie inspiračného rezervného objemu pomocou spirometra je potrebné naplniť spirometer 4 až 6 litrami vzduchu a po pokojnom nádychu z atmosféry sa zo spirometra maximálne nadýchnuť. Rozdiel medzi počiatočným objemom vzduchu v spirometri a objemom zostávajúcim v spirometri po hlbokom nádychu zodpovedá inspiračnému rezervnému objemu. ROVD = 1500-2000 ml.
Zvyškový objem
Zvyškový objem (VR) je objem vzduchu, ktorý zostáva v pľúcach aj po maximálnom výdychu. Merané len nepriamymi metódami. Princíp jedného z nich spočíva v tom, že sa do pľúc vstrekne cudzí plyn ako hélium (metóda riedenia) a zmenou jeho koncentrácie sa vypočíta objem pľúc. Zvyškový objem je 25-30% vitálnej kapacity. Vezmite OO = 500-1000 ml.
Celková kapacita pľúc
Celková kapacita pľúc (TLC) je množstvo vzduchu v pľúcach po maximálnom nádychu. TEL = 4500-7000 ml. Vypočítané pomocou vzorca (3)
OEL=VEL+OO. (3)
Funkčná zvyšková kapacita pľúc
Funkčná zvyšková kapacita pľúc (FRC) je množstvo vzduchu, ktoré zostáva v pľúcach po tichom výdychu.
Vypočítané pomocou vzorca (4)
FOEL=ROVD. (4)
Vstupná kapacita
Vstupná kapacita (IUC) je maximálny objem vzduchu, ktorý je možné vdýchnuť po tichom výdychu. Vypočítané pomocou vzorca (5)
EVD=DO+ROVD. (5)
Okrem statických ukazovateľov, ktoré charakterizujú stupeň fyzického vývoja dýchacieho aparátu, existujú ďalšie dynamické ukazovatele, ktoré poskytujú informácie o účinnosti pľúcnej ventilácie a funkčnom stave dýchacieho traktu.
Nútená vitálna kapacita
Nútená vitálna kapacita (FVC) je množstvo vzduchu, ktoré je možné vydýchnuť počas núteného výdychu po maximálnom nádychu. Bežne je rozdiel medzi VC a FVC 100-300 ml. Zvýšenie tohto rozdielu na 1500 ml alebo viac naznačuje odpor voči prúdeniu vzduchu v dôsledku zúženia lúmenu malých priedušiek. FVC = 3000-7000 ml.
Anatomický mŕtvy priestor
Anatomický mŕtvy priestor (ADS) - objem, v ktorom nedochádza k výmene plynov (nosohltan, priedušnica, veľké priedušky) - nemožno priamo určiť. DMP = 150 ml.
Rýchlosť dýchania
Respiračná frekvencia (RR) je počet respiračných cyklov za jednu minútu. BH = 16-18 bpm/min.
Minútový objem dýchania
Minútový dychový objem (MVR) je množstvo vzduchu ventilovaného v pľúcach za 1 minútu.
MOD = TO + BH. MOD = 8-12 l.
Alveolárna ventilácia
Alveolárna ventilácia (AV) je objem vydychovaného vzduchu vstupujúceho do alveol. AB = 66 - 80 % mod. AB = 0,8 l/min.
Dýchacia rezerva
Dýchacia rezerva (RR) je ukazovateľ charakterizujúci možnosti zvýšenia ventilácie. Normálne je RD 85 % maximálnej pľúcnej ventilácie (MVL). MVL = 70-100 l/min.
Dýchacie fázy.
Proces vonkajšieho dýchania je spôsobená zmenami objemu vzduchu v pľúcach počas inhalačnej a výdychovej fázy dýchacieho cyklu. Pri pokojnom dýchaní je pomer trvania nádychu k výdychu v dýchacom cykle v priemere 1:1,3. Vonkajšie dýchanie človeka je charakterizované frekvenciou a hĺbkou dýchacích pohybov. Rýchlosť dýchaniačlovek sa meria počtom dychových cyklov za 1 minútu a jeho hodnota v pokoji u dospelého človeka kolíše od 12 do 20 za 1 minútu. Tento indikátor vonkajšieho dýchania sa zvyšuje s fyzickou prácou, zvyšujúcou sa teplotou okolia a tiež sa mení s vekom. Napríklad u novorodencov je rýchlosť dýchania 60-70 za 1 minútu a u ľudí vo veku 25-30 rokov - v priemere 16 za 1 minútu. Hĺbka dýchania určuje sa objemom vdýchnutého a vydychovaného vzduchu počas jedného dýchacieho cyklu. Súčin frekvencie dýchacích pohybov a ich hĺbky charakterizuje základnú hodnotu vonkajšieho dýchania - vetranie. Kvantitatívna miera pľúcnej ventilácie je minútový objem dýchania – ide o objem vzduchu, ktorý človek vdýchne a vydýchne za 1 minútu. Minútový objem dýchania človeka v pokoji sa pohybuje medzi 6-8 litrami. Počas fyzickej práce sa minútový dychový objem človeka môže zvýšiť 7-10 krát.
Ryža. 10.5. Objemy a kapacity vzduchu v ľudských pľúcach a krivka (spirogram) zmien objemu vzduchu v pľúcach pri tichom dýchaní, hlbokom nádychu a výdychu. FRC - funkčná zvyšková kapacita.
Objemy pľúcneho vzduchu. IN fyziológia dýchania bola prijatá jednotná nomenklatúra pľúcnych objemov u ľudí, ktoré plnia pľúca pri tichom a hlbokom dýchaní počas inhalačnej a výdychovej fázy dýchacieho cyklu (obr. 10.5). Objem pľúc, ktorý človek vdýchne alebo vydýchne počas pokojného dýchania, sa nazýva dychový objem. Jeho hodnota pri pokojnom dýchaní je v priemere 500 ml. Maximálne množstvo vzduchu, ktoré môže človek vdýchnuť nad dychový objem, sa nazýva inspiračný rezervný objem(priemerne 3000 ml). Maximálne množstvo vzduchu, ktoré môže človek po pokojnom výdychu vydýchnuť, sa nazýva exspiračný rezervný objem (v priemere 1100 ml). Nakoniec množstvo vzduchu, ktoré zostane v pľúcach po maximálnom výdychu, sa nazýva zvyškový objem, jeho hodnota je približne 1200 ml.
Súčet dvoch alebo viacerých pľúcnych objemov sa nazýva pľúcna kapacita. Objem vzduchu v ľudských pľúcach je charakterizovaná inspiračnou kapacitou pľúc, vitálnou kapacitou pľúc a funkčnou zvyškovou kapacitou pľúc. Inspiračná kapacita (3500 ml) je súčet dychového objemu a inspiračného rezervného objemu. Vitálna kapacita pľúc(4600 ml) zahŕňa dychový objem a inspiračné a exspiračné rezervné objemy. Funkčná zvyšková kapacita pľúc(1600 ml) je súčet exspiračného rezervného objemu a reziduálneho objemu pľúc. Sum vitálna kapacita pľúc A zvyškový objem sa nazýva celková kapacita pľúc, ktorej priemerná hodnota u ľudí je 5700 ml.
Pri nádychu ľudské pľúca v dôsledku kontrakcie bránice a vonkajších medzirebrových svalov začnú od úrovne zväčšovať svoj objem a jeho hodnota pri tichom dýchaní je dychový objem, a s hlbokým dýchaním - dosahuje rôzne hodnoty rezervný objem nadýchnuť sa. Pri výdychu sa objem pľúc vracia na pôvodnú úroveň funkčnej funkcie. zvyšková kapacita pasívne, v dôsledku elastickej trakcie pľúc. Ak vzduch začne vstupovať do objemu vydychovaného vzduchu funkčná zvyšková kapacita, ku ktorému dochádza pri hlbokom dýchaní, ako aj pri kašli alebo kýchaní, potom sa výdych vykonáva stiahnutím svalov brušnej steny. V tomto prípade je hodnota intrapleurálneho tlaku spravidla vyššia ako atmosférický tlak, ktorý určuje najvyššiu rýchlosť prúdenia vzduchu v dýchacom trakte.
2. Technika spirografie .
Štúdia sa uskutočňuje ráno na prázdny žalúdok. Pred štúdiou sa pacientovi odporúča zostať v pokoji 30 minút a tiež prestať užívať bronchodilatanciá najneskôr 12 hodín pred začiatkom štúdie.
Spirografická krivka a indikátory pľúcnej ventilácie sú na obr. 2.
Statické ukazovatele(stanovené počas tichého dýchania).
Hlavné premenné používané na zobrazenie pozorovaných indikátorov vonkajšieho dýchania a na konštrukciu indikátorov sú: objem prietoku dýchacích plynov, V (l) a čas t ©. Vzťahy medzi týmito premennými môžu byť prezentované vo forme grafov alebo tabuliek. Všetky z nich sú spirogramy.
Graf objemu prietoku zmesi dýchacích plynov v závislosti od času sa nazýva spirogram: objem tok - čas.
Graf vzťahu medzi objemovým prietokom zmesi dýchacích plynov a prietokovým objemom sa nazýva spirogram: objemová rýchlosť tok - objem tok.
Zmerajte dychový objem(DO) - priemerný objem vzduchu, ktorý pacient vdýchne a vydýchne pri normálnom dýchaní v pokoji. Bežne je to 500-800 ml. Časť sedimentov, ktorá sa podieľa na výmene plynov, je tzv alveolárny objem(AO) a v priemere sa rovná 2/3 hodnoty DO. Zvyšok (1/3 hodnoty DO) je funkčný objem mŕtveho priestoru(FMP).
Po pokojnom výdychu pacient vydýchne čo najhlbšie - odmerane exspiračný rezervný objem(ROvyd), čo je bežne 1000-1500 ml.
Po pokojnom nádychu sa vykoná čo najhlbší nádych – odmeraný inspiračný rezervný objem(Rovd). Pri analýze statických ukazovateľov sa počíta inšpiračnú kapacitu(Evd) - súčet DO a Rovd, ktorý charakterizuje schopnosť pľúcneho tkaniva natiahnuť sa, ako aj vitálna kapacita(VC) - maximálny objem, ktorý je možné vdýchnuť po najhlbšom výdychu (súčet DO, RO VD a Rovydu sa bežne pohybuje od 3000 do 5000 ml).
Po normálnom tichom dýchaní sa vykoná dýchací manéver: vykoná sa čo najhlbší nádych a následne najhlbší, najprudší a najdlhší (aspoň 6 s) výdych. Takto sa to určuje nútená vitálna kapacita(FVC) - objem vzduchu, ktorý je možné vydýchnuť počas núteného výdychu po maximálnom nádychu (normálne 70-80 % VC).
Ako posledná fáza štúdie sa vykonáva záznam maximálne vetranie(MVL) - maximálny objem vzduchu, ktorý je možné vyventilovať pľúcami za 1 min. MVL charakterizuje funkčnú kapacitu vonkajšieho dýchacieho aparátu a je bežne 50-180 litrov. Pokles MVL sa pozoruje pri poklese pľúcnych objemov v dôsledku reštrikčných (obmedzujúcich) a obštrukčných porúch pľúcnej ventilácie.
Pri analýze spirografickej krivky získanej pri manévri s núteným výdychom, zmerajte určité ukazovatele rýchlosti (obr. 3):
1) nútený výdychový objem v prvej sekunde (FEV 1) - objem vzduchu, ktorý je vydýchnutý v prvej sekunde s najrýchlejším možným výdychom; meria sa v ml a vypočíta sa ako percento FVC; zdraví ľudia vydýchnu aspoň 70 % FVC v prvej sekunde;
2) vzorka resp Tiffno index- pomer FEV 1 (ml)/VC (ml), vynásobený 100 %; normálne je aspoň 70-75 %;
3) maximálna objemová rýchlosť vzduchu na úrovni výdychu 75 % FVC (MOV 75), ktorá zostáva v pľúcach;
4) maximálna objemová rýchlosť vzduchu na úrovni výdychu 50 % FVC (MOV 50), ktorá zostáva v pľúcach;
5) maximálna objemová rýchlosť vzduchu na úrovni výdychu 25 % FVC (MOV 25), ktorá zostáva v pľúcach;
6) priemerná objemová prietoková rýchlosť usilovného výdychu vypočítaná v intervale merania od 25 do 75 % FVC (SES 25-75).
Symboly na diagrame.
Indikátory maximálneho vynúteného výdychu:
25 ÷ 75 % FEV- objemový prietok v priemernom intervale úsilného výdychu (medzi 25 % a 75 %
vitálna kapacita pľúc),
FEV1- objem prietoku počas prvej sekundy núteného výdychu.
Ryža. 3. Spirografická krivka získaná pri manévri núteného výdychu. Výpočet ukazovateľov FEV 1 a SOS 25-75
Výpočet ukazovateľov rýchlosti má veľký význam pri identifikácii príznakov bronchiálnej obštrukcie. Pokles Tiffnovho indexu a FEV 1 je charakteristickým znakom chorôb, ktoré sú sprevádzané znížením priechodnosti priedušiek - bronchiálna astma, chronická obštrukčná choroba pľúc, bronchiektázie a pod. Najväčšiu hodnotu pri diagnostike počiatočných prejavov majú MOS ukazovatele. bronchiálna obštrukcia. SOS 25-75 odráža stav priechodnosti malých priedušiek a bronchiolov. Posledný indikátor je informatívnejší ako FEV 1 na identifikáciu skorých obštrukčných porúch.
Vzhľadom na to, že na Ukrajine, v Európe a USA existuje určitý rozdiel v označovaní pľúcnych objemov, kapacít a ukazovateľov rýchlosti, ktoré charakterizujú pľúcnu ventiláciu, uvádzame označenia týchto ukazovateľov v ruštine a angličtine (tabuľka 1).
Stôl 1. Názov indikátorov pľúcnej ventilácie v ruštine a angličtine
| Názov indikátora v ruštine | Akceptovaná skratka | Názov indikátora v angličtine | Akceptovaná skratka |
| Vitálna kapacita pľúc | vitálna kapacita | Vitálna kapacita | V.C. |
| Dychový objem | PRED | Dychový objem | TV |
| Inspiračný rezervný objem | Rovd | Inspiračný rezervný objem | IRV |
| Objem exspiračnej rezervy | Rovyd | Objem exspiračnej rezervy | ERV |
| Maximálne vetranie | MVL | Maximálna dobrovoľná ventilácia | M.W. |
| Nútená vitálna kapacita | FVC | Nútená vitálna kapacita | FVC |
| Objem núteného výdychu v prvej sekunde | FEV1 | Objem núteného výdychu 1 sek | FEV1 |
| Tiffno index | IT alebo FEV 1/VC% | FEV1 % = FEV1/VC % | |
| Maximálna prietoková rýchlosť v momente výdychu 25 % FVC zostávajúcich v pľúcach | MOS 25 | Maximálny výdychový prietok 25 % FVC | MEF25 |
| Nútený výdychový prietok 75 % FVC | FEF75 | ||
| Maximálna prietoková rýchlosť v momente výdychu 50 % FVC zostávajúcich v pľúcach | MOS 50 | Maximálny výdychový prietok 50 % FVC | MEF50 |
| Nútený výdychový prietok 50 % FVC | FEF50 | ||
| Maximálna prietoková rýchlosť v momente výdychu 75 % FVC zostávajúcich v pľúcach | MOS 75 | Maximálny výdychový prietok 75 % FVC | MEF75 |
| Nútený výdychový prietok 25 % FVC | FEF25 | ||
| Priemerný objemový prietok pri výdychu v rozsahu od 25 % do 75 % FVC | SOS 25-75 | Maximálny výdychový prietok 25-75 % FVC | MEF25-75 |
| Nútený výdychový prietok 25-75 % FVC | FEF25-75 |
Tabuľka 2 Názov a korešpondencia ukazovateľov pľúcnej ventilácie v rôznych krajinách
| Ukrajina | Európe | USA |
| mesiac 25 | MEF25 | FEF75 |
| mesiac 50 | MEF50 | FEF50 |
| mesiac 75 | MEF75 | FEF25 |
| SOS 25-75 | MEF25-75 | FEF25-75 |
Všetky ukazovatele pľúcnej ventilácie sú variabilné. Závisia od pohlavia, veku, hmotnosti, výšky, polohy tela, stavu nervového systému pacienta a ďalších faktorov. Preto pre správne posúdenie funkčného stavu pľúcnej ventilácie je absolútna hodnota jedného alebo druhého ukazovateľa nedostatočná. Je potrebné porovnať získané absolútne ukazovatele so zodpovedajúcimi hodnotami u zdravého človeka rovnakého veku, výšky, hmotnosti a pohlavia - takzvané správne ukazovatele. Toto porovnanie je vyjadrené v percentách vzhľadom na príslušný ukazovateľ. Za patologické sa považujú odchýlky presahujúce 15-20 % očakávanej hodnoty.
5. SPIROGRAFIA S REGISTRÁCIOU SLUČKY PRÚTOKU-OBJEM
Spirografia s registráciou slučky prietok-objem - moderná metóda štúdia pľúcnej ventilácie, ktorá spočíva v stanovení objemovej rýchlosti prúdenia vzduchu v inhalačnom trakte a jej grafickom zobrazení vo forme slučky prietok-objem pri tichom dýchaní pacienta. a keď vykonáva určité dýchacie manévre. V zahraničí je táto metóda tzv spirometria.
ÚčelŠtúdia má diagnostikovať typ a stupeň porúch pľúcnej ventilácie na základe analýzy kvantitatívnych a kvalitatívnych zmien spirografických ukazovateľov.
Indikácie a kontraindikácie pre použitie metódy sú podobné ako pri klasickej spirografii.
Metodológia. Štúdia sa uskutočňuje v prvej polovici dňa bez ohľadu na príjem potravy. Pacient je požiadaný, aby uzavrel oba nosové priechody špeciálnou svorkou, vzal si do úst samostatný sterilizovaný náustok a pevne ho zovrel perami. Pacient v sede dýcha trubicou pozdĺž otvoreného okruhu, pričom nepociťuje prakticky žiadny dýchací odpor
Postup pri vykonávaní respiračných manévrov so zaznamenávaním krivky prietok-objem núteného dýchania je identický s postupom pri zaznamenávaní FVC pri klasickej spirografii. Pacientovi treba vysvetliť, že pri skúške s núteným dýchaním treba vydýchnuť do prístroja, ako keby sme mali zhasnúť sviečky na narodeninovej torte. Po období pokojného dýchania sa pacient maximálne zhlboka nadýchne, výsledkom čoho je zaznamenaná eliptická krivka (AEB krivka). Potom pacient urobí najrýchlejší a najintenzívnejší nútený výdych. V tomto prípade je zaznamenaná krivka charakteristického tvaru, ktorá u zdravých ľudí pripomína trojuholník (obr. 4).
Ryža. 4. Normálna slučka (krivka) vzťahu medzi objemovým prietokom a objemom vzduchu počas dýchacích manévrov. Nádych začína v bode A, výdych začína v bode B. POSV sa zaznamenáva v bode C. Maximálny výdychový prietok v strede FVC zodpovedá bodu D, maximálny inspiračný prietok bodu E
Spirogram: objemový prietok - objem prietoku núteného nádychu/výdychu.
Maximálny objemový prietok vzduchu pri výdychu je zobrazený v úvodnej časti krivky (bod C, kde maximálny výdychový prietok- POS EXP) - Potom sa objemový prietok zníži (bod D, kde je zaznamenaná MOC 50) a krivka sa vráti do pôvodnej polohy (bod A). V tomto prípade krivka prietok-objem popisuje vzťah medzi objemovým prietokom vzduchu a objemom pľúc (kapacitou pľúc) počas respiračných pohybov.
Údaje o rýchlostiach a objemoch prúdenia vzduchu spracováva osobný počítač vďaka prispôsobenému softvéru. Krivka prietok-objem sa zobrazuje na obrazovke monitora a možno ju vytlačiť na papier, uložiť na magnetické médium alebo do pamäte osobného počítača.
Moderné prístroje pracujú so spirografickými senzormi v otvorenom systéme s následnou integráciou signálu prietoku vzduchu pre získanie synchrónnych hodnôt pľúcnych objemov. Počítačovo vypočítané výsledky výskumu sa vytlačia spolu s krivkou prietok-objem na papier v absolútnych hodnotách a v percentách požadovaných hodnôt. V tomto prípade je FVC (objem vzduchu) vynesený na vodorovnú os a prietok vzduchu meraný v litroch za sekundu (l/s) je vynesený na zvislú os (obr. 5).
Ryža. 5. Krivka prietok-objem núteného dýchania a indikátory pľúcnej ventilácie u zdravého človeka
Ryža. 6
Schéma spirogramu FVC a zodpovedajúca krivka usilovného výdychu v súradniciach „prietok-objem“: V - objemová os; V" - os prietoku
Slučka prietok-objem je prvou deriváciou klasického spirogramu. Aj keď krivka prietok-objem obsahuje v podstate rovnaké informácie ako klasický spirogram, vizualizácia vzťahu medzi prietokom a objemom umožňuje hlbší pohľad na funkčné charakteristiky horných aj dolných dýchacích ciest (obr. 6). Výpočet vysoko informatívnych ukazovateľov MOS 25, MOS 50, MOS 75 pomocou klasického spirogramu má množstvo technických ťažkostí pri vykonávaní grafických obrazov. Preto jeho výsledky nie sú veľmi presné, preto je lepšie určiť indikované ukazovatele pomocou krivky prietok-objem.
Hodnotenie zmien rýchlostných spirografických ukazovateľov sa vykonáva podľa stupňa ich odchýlky od správnej hodnoty. Hodnota ukazovateľa prietoku sa spravidla berie ako spodná hranica normy, ktorá je 60% správnej úrovne.
 |  |
|
 |  |
| Spirograph MasterScreen Pneumo | Spirograph FlowScreen II |
 |
| Spirometer-spirograf SpiroS-100 ALTONIKA, LLC (RUSKO) |
 |
|
|
Rýchlosť dýchania - počet nádychov a výdychov za jednotku času. Dospelý človek urobí v priemere 15-17 dýchacích pohybov za minútu. Školenie má veľký význam. U trénovaných ľudí sa dýchacie pohyby vyskytujú pomalšie a dosahujú 6-8 dychov za minútu. U novorodencov teda RR závisí od množstva faktorov. V stoji je RR väčšie ako v sede alebo v ľahu. Počas spánku je dýchanie menej časté (asi o 1/5).
Počas svalovej práce sa dýchanie zvyšuje 2-3 krát, pričom pri niektorých druhoch športových cvičení dosahuje 40-45 cyklov za minútu alebo viac. Dýchaciu frekvenciu ovplyvňuje teplota okolia, emócie a duševná práca.
Hĺbka dýchania alebo dychový objem - množstvo vzduchu, ktoré človek pri tichom dýchaní vdýchne a vydýchne. Pri každom dýchacom pohybe sa v pľúcach vymení 300-800 ml vzduchu. Dychový objem (TV) klesá so zvyšujúcou sa frekvenciou dýchania.
Minútový objem dýchania- množstvo vzduchu, ktoré prejde pľúcami za minútu. Určuje sa ako súčin množstva vdýchnutého vzduchu a počtu dýchacích pohybov za 1 minútu: MOD = DO x RR.
U dospelého človeka je MOD 5-6 litrov. Zmeny parametrov vonkajšieho dýchania súvisiace s vekom sú uvedené v tabuľke. 27.
Tabuľka 27. Indikátory vonkajšieho dýchania (podľa: Khripkova, 1990)
Dýchanie novorodenca je rýchle a plytké a podlieha výrazným výkyvom. S vekom dochádza k znižovaniu dychovej frekvencie, zvyšovaniu dychového objemu a pľúcnej ventilácii. Vďaka vyššej dychovej frekvencii majú deti výrazne vyšší minútový dychový objem (v prepočte na 1 kg hmotnosti) ako dospelí.
Vetranie sa môže líšiť v závislosti od správania dieťaťa. V prvých mesiacoch života úzkosť, plač a krik zvyšujú ventiláciu 2-3 krát, hlavne kvôli zvýšeniu hĺbky dýchania.
Svalová práca zvyšuje minútový objem dýchania úmerne k veľkosti záťaže. Čím sú deti staršie, tým môžu vykonávať intenzívnejšiu svalovú prácu a tým viac sa zvyšuje ich ventilácia. Pod vplyvom tréningu však možno rovnakú prácu vykonávať s menším zvýšením ventilácie. Trénované deti sú zároveň schopné zvýšiť svoj minútový objem dychu pri práci na vyššiu úroveň ako ich rovesníci, ktorí sa nevenujú fyzickému cvičeniu (cit. Markosjan, 1969). S vekom je efekt tréningu výraznejší a u dospievajúcich vo veku 14-15 rokov spôsobuje tréning rovnako výrazné zmeny v pľúcnej ventilácii ako u dospelých.
Vitálna kapacita pľúc- najväčšie množstvo vzduchu, ktoré je možné vydýchnuť po maximálnom nádychu. Vitálna kapacita (VC) je dôležitou funkčnou charakteristikou dýchania a skladá sa z dychového objemu, inspiračného rezervného objemu a exspiračného rezervného objemu.
V pokoji je dychový objem malý v porovnaní s celkovým objemom vzduchu v pľúcach. Preto môže človek vdychovať aj vydychovať veľký dodatočný objem. Inspiračný rezervný objem(RO ind) - množstvo vzduchu, ktoré môže človek dodatočne vdýchnuť po normálnej inhalácii a je 1500-2000 ml. Objem exspiračnej rezervy(výdych RO) - množstvo vzduchu, ktoré môže človek dodatočne vydýchnuť po tichom výdychu; jeho veľkosť je 1000-1500 ml.
Aj po najhlbšom výdychu zostáva určité množstvo vzduchu v alveolách a dýchacích cestách pľúc - to zvyškový objem(OO). Pri pokojnom dýchaní však zostáva v pľúcach podstatne viac vzduchu, ako je zvyškový objem. Množstvo vzduchu zostávajúceho v pľúcach po tichom výdychu sa nazýva funkčná zvyšková kapacita(FOE). Pozostáva zo zvyškového objemu pľúc a exspiračného rezervného objemu.
Najväčšie množstvo vzduchu, ktoré úplne naplní pľúca, sa nazýva celková kapacita pľúc (TLC). Zahŕňa zvyškový objem vzduchu a vitálnu kapacitu pľúc. Vzťah medzi pľúcnymi objemami a kapacitami je znázornený na obr. 8 (Atl., str. 169). Vitálna kapacita sa mení s vekom (tabuľka 28). Keďže meranie vitálnej kapacity pľúc si vyžaduje aktívnu a vedomú účasť samotného dieťaťa, meria sa u detí od 4-5 rokov.
Vo veku 16-17 rokov vitálna kapacita pľúc dosahuje hodnoty charakteristické pre dospelého človeka. Vitálna kapacita pľúc je dôležitým ukazovateľom fyzického vývoja.
Tabuľka 28. Priemerná vitálna kapacita pľúc, ml (podľa: Khripkova, 1990)
Od detstva do 18-19 rokov sa vitálna kapacita pľúc zvyšuje, od 18 do 35 rokov zostáva na konštantnej úrovni a po 40-ke klesá. Je to spôsobené znížením elasticity pľúc a pohyblivosti hrudníka.
Vitálna kapacita pľúc závisí od množstva faktorov, najmä od dĺžky tela, hmotnosti a pohlavia. Na posúdenie vitálnej kapacity sa správna hodnota vypočíta pomocou špeciálnych vzorcov:
pre mužov:
VC by mala = [(výška, cm∙ 0,052)] - [(vek, rokov ∙ 0,022)] - 3,60;
pre ženy:
VC by mala = [(výška, cm∙ 0,041)] - [(vek, rokov ∙ 0,018)] - 2,68;
pre chlapcov 8-10 rokov:
VC by mala = [(výška, cm∙ 0,052)] - [(vek, rokov ∙ 0,022)] - 4,6;
pre chlapcov 13-16 rokov:
VC by mala = [(výška, cm∙ 0,052)] - [(vek, rokov ∙ 0,022)] - 4,2
pre dievčatá 8-16 rokov:
VC by mala = [(výška, cm∙ 0,041)] - [(vek, rokov ∙ 0,018)] - 3,7
Ženy majú vitálnu kapacitu o 25 % nižšiu ako muži; u trénovaných ľudí je väčšia ako u netrénovaných ľudí. Vysoká je najmä pri športe ako je plávanie, beh, lyžovanie, veslovanie atď. Takže napríklad pre veslárov je to 5 500 ml, pre plavcov - 4 900 ml, gymnastov - 4 300 ml, futbalistov - 4 200 ml, vzpieračov - asi 4000 ml. Na zistenie vitálnej kapacity pľúc sa používa spirometer (metóda spirometrie). Pozostáva z nádoby s vodou a ďalšej nádoby s objemom najmenej 6 litrov umiestnenej v nej hore dnom, obsahujúcej vzduch. Na dno tejto druhej nádoby je pripojený systém rúrok. Subjekt dýcha cez tieto trubice, takže vzduch v jeho pľúcach a v cieve tvorí jeden systém.
Výmena plynu
Obsah plynov v alveolách. Počas inhalácie a výdychu človek neustále ventiluje pľúca a udržiava zloženie plynu v alveolách. Osoba vdychuje atmosférický vzduch s vysokým obsahom kyslíka (20,9 %) a nízkym obsahom oxidu uhličitého (0,03 %). Vydychovaný vzduch obsahuje 16,3 % kyslíka a 4 % oxidu uhličitého. Pri inhalácii sa zo 450 ml vdýchnutého atmosférického vzduchu dostane do pľúc len asi 300 ml a približne 150 ml zostáva v dýchacích cestách a nezúčastňuje sa výmeny plynov. Pri výdychu, ktorý nasleduje po nádychu, je tento vzduch vypudený nezmenený, to znamená, že sa svojim zložením nelíši od atmosférického vzduchu. Preto sa to volá vzduch mŕtvy, alebo škodlivé, priestor. Vzduch, ktorý sa dostane do pľúc, sa tu zmiešava s 3000 ml vzduchu už v alveolách. Zmes plynov v alveolách podieľajúcich sa na výmene plynov sa nazýva alveolárny vzduch. Vstupná časť vzduchu je malá v porovnaní s objemom, do ktorého sa pridáva, takže úplná obnova všetkého vzduchu v pľúcach je pomalý a prerušovaný proces. Výmena medzi atmosférickým a alveolárnym vzduchom má malý vplyv na alveolárny vzduch a jeho zloženie zostáva prakticky konštantné, ako je možné vidieť z tabuľky. 29.
Tabuľka 29. Zloženie vdychovaného, alveolárneho a vydychovaného vzduchu v %
Pri porovnaní zloženia alveolárneho vzduchu so zložením vdychovaného a vydychovaného vzduchu je zrejmé, že telo si pre svoju potrebu ponechá jednu pätinu prichádzajúceho kyslíka, pričom množstvo CO 2 vo vydychovanom vzduchu je 100-krát väčšie ako množstvo ktorý sa dostáva do tela pri vdýchnutí. V porovnaní s vdychovaným vzduchom obsahuje menej kyslíka, ale viac CO 2 . Alveolárny vzduch prichádza do úzkeho kontaktu s krvou a zloženie plynu v arteriálnej krvi závisí od jeho zloženia.
Deti majú odlišné zloženie vydychovaného aj alveolárneho vzduchu: čím sú deti mladšie, tým majú nižšie percento oxidu uhličitého a čím vyššie je percento kyslíka vo vydychovanom a alveolárnom vzduchu, tým nižšie je percento použitého kyslíka (tabuľka 30). . V dôsledku toho majú deti nízku účinnosť pľúcnej ventilácie. Preto pri rovnakom objeme spotrebovaného kyslíka a uvoľneného oxidu uhličitého potrebuje dieťa vetrať pľúca viac ako dospelí.
Tabuľka 30. Zloženie vydychovaného a alveolárneho vzduchu
(priemerné údaje pre: Šalkov, 1957; komp. Autor: Markosjan, 1969)
Keďže malé deti dýchajú často a plytko, veľkú časť dychového objemu tvorí objem „mŕtveho“ priestoru. Výsledkom je, že vydychovaný vzduch pozostáva viac z atmosférického vzduchu a má nižšie percento oxidu uhličitého a nižšie percento kyslíka použitého z daného objemu dýchania. V dôsledku toho je účinnosť ventilácie u detí nízka. Napriek zvýšenému percentu kyslíka v alveolárnom vzduchu v porovnaní s dospelými u detí nie je významný, pretože 14-15% kyslíka v alveolách stačí na úplné nasýtenie hemoglobínu v krvi. Viac kyslíka, ako je viazané hemoglobínom, nemôže prejsť do arteriálnej krvi. Nízka hladina oxidu uhličitého v alveolárnom vzduchu u detí naznačuje jeho nižší obsah v arteriálnej krvi v porovnaní s dospelými.
Výmena plynov v pľúcach. K výmene plynov v pľúcach dochádza v dôsledku difúzie kyslíka z alveolárneho vzduchu do krvi a oxidu uhličitého z krvi do alveolárneho vzduchu. K difúzii dochádza v dôsledku rozdielu parciálneho tlaku týchto plynov v alveolárnom vzduchu a ich nasýtenia v krvi.
Čiastočný tlak- je to časť celkového tlaku, ktorá predstavuje podiel daného plynu v zmesi plynov. Parciálny tlak kyslíka v alveolách (100 mmHg) je výrazne vyšší ako napätie O2 vo venóznej krvi vstupujúcej do pľúcnych kapilár (40 mmHg). Parametre parciálneho tlaku pre CO 2 majú opačnú hodnotu - 46 mm Hg. čl. na začiatku pľúcnych kapilár a 40 mm Hg. čl. v alveolách. Parciálny tlak a napätie kyslíka a oxidu uhličitého v pľúcach sú uvedené v tabuľke. 31.
Tabuľka 31. Parciálny tlak a napätie kyslíka a oxidu uhličitého v pľúcach, mmHg. čl.
Tieto tlakové gradienty (rozdiely) sú hnacou silou difúzie O 2 a CO 2, teda výmeny plynov v pľúcach.
Difúzna kapacita pľúc pre kyslík je veľmi vysoká. Je to spôsobené veľkým počtom alveol (stovky miliónov), ich veľkou plochou na výmenu plynov (asi 100 m2), ako aj malou hrúbkou (asi 1 mikrón) alveolárnej membrány. Difúzna kapacita pľúc pre kyslík u ľudí je asi 25 ml/min na 1 mmHg. čl. Pre oxid uhličitý je vďaka jeho vysokej rozpustnosti v pľúcnej membráne difúzna kapacita 24-krát vyššia.
Difúziu kyslíka zabezpečuje parciálny tlakový rozdiel asi 60 mmHg. Art., a oxid uhličitý - len asi 6 mm Hg. čl. Čas prietoku krvi cez kapiláry malého kruhu (asi 0,8 s) stačí na úplné vyrovnanie parciálneho tlaku a napätia plynov: kyslík sa rozpúšťa v krvi a oxid uhličitý prechádza do alveolárneho vzduchu. Prechod oxidu uhličitého do alveolárneho vzduchu pri relatívne malom tlakovom rozdiele sa vysvetľuje vysokou difúznou kapacitou tohto plynu (Atl., obr. 7, s. 168).
V pľúcnych kapilárach teda prebieha neustála výmena kyslíka a oxidu uhličitého. V dôsledku tejto výmeny je krv nasýtená kyslíkom a zbavená oxidu uhličitého.
Jednou z hlavných metód hodnotenia ventilačnej funkcie pľúc používaných v praxi lekárskeho vyšetrenia je spirografia, ktorý umožňuje určiť štatistické pľúcne objemy - vitálnu kapacitu pľúc (VC), funkčná zvyšková kapacita (FRC), zvyškový objem pľúc, celková kapacita pľúc, dynamické objemy pľúc - dychový objem, minútový objem, maximálna ventilácia.
Schopnosť plne udržiavať plynové zloženie arteriálnej krvi ešte nezaručuje absenciu pľúcneho zlyhania u pacientov s bronchopulmonálnou patológiou. Arterializácia krvi sa môže udržiavať na úrovni blízkej normálu v dôsledku kompenzačného preťaženia mechanizmov, ktoré ju zabezpečujú, čo je tiež znakom pľúcneho zlyhania. Medzi takéto mechanizmy patrí predovšetkým funkcia vetranie.
Primeranosť parametrov objemovej ventilácie je určená „ dynamické objemy pľúc“, medzi ktoré patrí dychový objem A minútový objem dýchania (MOV).
Dychový objem v kľude u zdravého človeka je to asi 0,5 litra. Splatné MAUD získaná vynásobením požadovanej bazálnej rýchlosti metabolizmu faktorom 4,73. Takto získané hodnoty sa pohybujú v rozmedzí 6-9 l. Avšak porovnanie skutočnej hodnoty MAUD(stanovený za podmienok bazálneho metabolizmu alebo blízko neho) má správne zmysel len pre sumárne hodnotenie zmien hodnoty, ktoré môžu zahŕňať tak zmeny v samotnej ventilácii, ako aj poruchy spotreby kyslíka.
Na posúdenie skutočných odchýlok vetrania od normy je potrebné vziať do úvahy Faktor využitia kyslíka (KIO 2)- pomer absorbovaného O 2 (v ml/min) k MAUD(v l/min).
Na základe faktor využitia kyslíka možno posúdiť účinnosť vetrania. U zdravých ľudí je CI v priemere 40.
o KIO 2 ventilácia pod 35 ml/l je nadmerná v porovnaní so spotrebovaným kyslíkom ( hyperventilácia), s rastúcim KIO 2 nad 45 ml/l hovoríme hypoventilácia.
Ďalším spôsobom vyjadrenia účinnosti výmeny plynov pri pľúcnej ventilácii je definovanie respiračný ekvivalent, t.j. objem vetraného vzduchu na 100 ml spotrebovaného kyslíka: určte pomer MAUD na množstvo spotrebovaného kyslíka (alebo oxidu uhličitého - DE oxid uhličitý).
U zdravého človeka je 100 ml spotrebovaného kyslíka alebo uvoľneného oxidu uhličitého poskytnutých objemom vetraného vzduchu blízkym 3 l/min.
U pacientov s pľúcnou patológiou a funkčnými poruchami je znížená účinnosť výmeny plynov a spotreba 100 ml kyslíka vyžaduje väčší objem ventilácie ako u zdravých ľudí.
Pri posudzovaní účinnosti vetrania nárast rýchlosť dýchania(RR) sa považuje za typický príznak respiračného zlyhania, je vhodné to vziať do úvahy pri pôrodnej prehliadke: pri I. stupni respiračného zlyhania nepresahuje dychová frekvencia 24, pri II. stupni dosahuje 28, pri stupni III je frekvencia dýchania veľmi veľká.
