Objętość oddechowa płuc obejmuje. Minutowa objętość oddechowa

Główne metody badania oddychania u ludzi obejmują:

· Spirometria to metoda określania pojemności życiowej płuc (VC) i składowych objętości powietrza.

· Spirografia to metoda graficznego zapisu wskaźników funkcji zewnętrznej części układu oddechowego.

· Pneumotachometria to metoda pomiaru maksymalnej prędkości wdechu i wydechu podczas wymuszonego oddychania.

· Pneumografia to metoda rejestracji ruchów oddechowych klatki piersiowej.

· Fluorometria szczytowa to prosta metoda samooceny i stałego monitorowania drożności oskrzeli. Urządzenie – szczytowy przepływomierz umożliwia pomiar objętości powietrza przechodzącego podczas wydechu w jednostce czasu (szczytowy przepływ wydechowy).

· Testy funkcjonalne (Stange i Genche).

Spirometria

Stan funkcjonalny płuc zależy od wieku, płci, rozwoju fizycznego i wielu innych czynników. Najczęstszą cechą stanu płuc jest pomiar objętości płuc, który wskazuje na rozwój narządów oddechowych i rezerwy funkcjonalne układu oddechowego. Objętość wdychanego i wydychanego powietrza można zmierzyć za pomocą spirometru.

Spirometria jest najważniejszą metodą oceny czynności układu oddechowego. Metodą tą określa się pojemność życiową płuc, objętości płuc, a także objętościowe natężenie przepływu powietrza. Podczas spirometrii osoba wdycha i wydycha tak mocno, jak to możliwe. Najważniejszych danych dostarcza analiza manewru wydechowego – wydechu. Objętość i pojemność płuc nazywa się statycznymi (podstawowymi) parametrami oddechowymi. Istnieją 4 pierwotne objętości płucne i 4 pojemności.

Pojemność życiowa płuc

Pojemność życiowa płuc to maksymalna ilość powietrza, jaką można wydychać po maksymalnym wdechu. W trakcie badania określa się rzeczywistą pojemność życiową, którą porównuje się z oczekiwaną pojemnością życiową (VC) i oblicza według wzoru (1). U osoby dorosłej średniego wzrostu BEL wynosi 3-5 litrów. U mężczyzn jego wartość jest o około 15% większa niż u kobiet. Dzieci w wieku szkolnym w wieku 11-12 lat mają VAL około 2 litrów; dzieci do 4 lat - 1 litr; noworodki - 150 ml.

VIT=DO+ROVD+ROVD, (1)

Gdzie pojemność życiowa jest pojemnością życiową płuc; DO - objętość oddechowa; ROVD – rezerwowa objętość wdechowa; ROvyd – rezerwowa objętość wydechowa.

JEL (l) = 2,5 Chrost (m). (2)

Objętość oddechowa

Objętość oddechowa (TV) lub głębokość oddechu to objętość wdychanego powietrza

powietrze wydychane w spoczynku. U dorosłych DO = 400-500 ml, u dzieci 11-12 lat - około 200 ml, u noworodków - 20-30 ml.

Rezerwowa objętość wydechowa

Rezerwowa objętość wydechowa (ERV) to maksymalna objętość, którą można wydychać z wysiłkiem po spokojnym wydechu. ROvyd = 800-1500 ml.

Rezerwowa objętość wdechowa

Rezerwowa objętość wdechowa (IRV) to maksymalna objętość powietrza, która może zostać dodatkowo wdychana po spokojnym wdechu. Rezerwową objętość wdechową można wyznaczyć na dwa sposoby: obliczoną lub zmierzoną za pomocą spirometru. Aby obliczyć, należy od wartości pojemności życiowej odjąć sumę rezerwowych objętości oddechowych i wydechowych. Aby określić rezerwę wdechową za pomocą spirometru, należy napełnić spirometr od 4 do 6 litrów powietrza i po spokojnym wdechu z atmosfery wykonać maksymalny oddech ze spirometru. Różnica pomiędzy początkową objętością powietrza w spirometrze a objętością pozostałą w spirometrze po głębokim wdechu odpowiada objętości rezerwowej wdechu. ROVD = 1500-2000 ml.

Objętość zalegająca

Objętość resztkowa (VR) to objętość powietrza pozostająca w płucach nawet po maksymalnym wydechu. Mierzone wyłącznie metodami pośrednimi. Zasada jednego z nich polega na tym, że do płuc wstrzykuje się obcy gaz, np. hel (metoda rozcieńczania), a objętość płuc oblicza się poprzez zmianę jego stężenia. Objętość resztkowa wynosi 25-30% pojemności życiowej. Weź OO = 500-1000 ml.

Całkowita pojemność płuc

Całkowita pojemność płuc (TLC) to ilość powietrza w płucach po maksymalnym wdechu. TEL = 4500-7000 ml. Obliczono za pomocą wzoru (3)

OEL=VEL+OO. (3)

Funkcjonalna pojemność resztkowa płuc

Funkcjonalna resztkowa pojemność płuc (FRC) to ilość powietrza pozostająca w płucach po spokojnym wydechu.

Obliczono za pomocą wzoru (4)

FOEL=ROVD. (4)

Pojemność wejściowa

Pojemność wlotowa (IUC) to maksymalna objętość powietrza, jaką można wdychać po spokojnym wydechu. Obliczono za pomocą wzoru (5)

EVD=DO+ROVD. (5)

Oprócz wskaźników statycznych charakteryzujących stopień rozwoju fizycznego aparatu oddechowego, istnieją dodatkowe wskaźniki dynamiczne, które dostarczają informacji o skuteczności wentylacji płuc i stanie funkcjonalnym dróg oddechowych.

Wymuszona pojemność życiowa

Wymuszona pojemność życiowa (FVC) to ilość powietrza, która może zostać wydychana podczas wymuszonego wydechu po maksymalnym wdechu. Zwykle różnica między VC i FVC wynosi 100-300 ml. Wzrost tej różnicy do 1500 ml lub więcej wskazuje na opór przepływu powietrza spowodowany zwężeniem światła oskrzeli małych. FVC = 3000-7000 ml.

Anatomiczna przestrzeń martwa

Anatomiczna przestrzeń martwa (ADS) – objętość, w której nie zachodzi wymiana gazowa (nosogardło, tchawica, duże oskrzela) – nie jest możliwa do bezpośredniego określenia. DMP = 150 ml.

Częstość oddechów

Częstość oddechów (RR) to liczba cykli oddechowych w ciągu jednej minuty. BH = 16-18 uderzeń na minutę/min.

Minutowa objętość oddechowa

Minutowa objętość oddechowa (MVR) to ilość powietrza wentylowanego w płucach w ciągu 1 minuty.

MOD = DO + BH. MOD = 8-12 l.

Wentylacja pęcherzykowa

Wentylacja pęcherzykowa (AV) to objętość wydychanego powietrza wchodzącego do pęcherzyków płucnych. AB = 66 - 80% mod. AB = 0,8 l/min.

Rezerwa oddechowa

Rezerwa oddechowa (RR) jest wskaźnikiem charakteryzującym możliwości zwiększenia wentylacji. Zwykle RD wynosi 85% maksymalnej wentylacji płuc (MVV). MVL = 70-100 l/min.

Objętość i pojemność płuc

W procesie wentylacji płuc skład gazowy powietrza pęcherzykowego ulega ciągłej aktualizacji. Stopień wentylacji płuc zależy od głębokości oddechu lub objętości oddechowej i częstotliwości ruchów oddechowych. Podczas ruchów oddechowych płuca człowieka napełniają się wdychanym powietrzem, którego objętość stanowi część całkowitej objętości płuc. Aby ilościowo opisać wentylację płuc, całkowitą pojemność płuc podzielono na kilka składników lub objętości. W tym przypadku pojemność płuc jest sumą dwóch lub więcej objętości.

Objętość płuc dzieli się na statyczną i dynamiczną. Statyczne objętości płuc mierzone są podczas pełnych ruchów oddechowych, bez ograniczania ich szybkości. Pomiar dynamicznych objętości płuc odbywa się podczas ruchów oddechowych z określonym terminem ich realizacji.

Objętość płuc. Objętość powietrza w płucach i drogach oddechowych zależy od następujących wskaźników: 1) indywidualnych cech antropometrycznych człowieka i układu oddechowego; 2) właściwości tkanki płucnej; 3) napięcie powierzchniowe pęcherzyków płucnych; 4) siła wytwarzana przez mięśnie oddechowe.

Objętość oddechowa (VT) to objętość powietrza, którą człowiek wdycha i wydycha podczas spokojnego oddychania. U osoby dorosłej DO wynosi około 500 ml. Wartość DO zależy od warunków pomiaru (odpoczynek, obciążenie, pozycja ciała). DO oblicza się jako średnią wartość po zmierzeniu około sześciu cichych ruchów oddechowych.

Rezerwowa objętość wdechowa (IRV) to maksymalna objętość powietrza, jaką pacjent może wdychać po spokojnym wdechu. Rozmiar ROVD wynosi 1,5-1,8 litra.

Objętość zapasowa wydechowa (ERV) to maksymalna objętość powietrza, którą osoba może dodatkowo wydychać z poziomu cichego wydechu. Wartość ROvyd jest niższa w pozycji poziomej niż w pozycji pionowej i zmniejsza się wraz z otyłością. Jest to średnio 1,0-1,4 litra.

Objętość resztkowa (VR) to objętość powietrza pozostająca w płucach po maksymalnym wydechu. Pozostała objętość wynosi 1,0-1,5 litra.

Pojemność płuc. Pojemność życiowa płuc (VC) obejmuje objętość oddechową, rezerwową objętość wdechową i rezerwową objętość wydechową. U mężczyzn w średnim wieku pojemność życiowa waha się od 3,5 do 5,0 litrów i więcej. W przypadku kobiet typowe są niższe wartości (3,0-4,0 l). W zależności od metodologii pomiaru pojemności życiowej rozróżnia się pojemność życiową wdechową, gdy po pełnym wydechu wykonywany jest maksymalnie głęboki wdech, oraz pojemność życiową wydechową, gdy po pełnym wdechu następuje maksymalny wydech.

Pojemność wdechowa (EIC) jest równa sumie objętości oddechowej i rezerwowej objętości wdechowej. U ludzi EUD wynosi średnio 2,0-2,3 litra.

Funkcjonalna pojemność resztkowa (FRC) to objętość powietrza w płucach po spokojnym wydechu. FRC jest sumą rezerwowej objętości wydechowej i objętości zalegającej. Na wartość FRC istotny wpływ ma poziom aktywności fizycznej człowieka oraz pozycja ciała: FRC jest mniejsze w poziomej pozycji ciała niż w pozycji siedzącej czy stojącej. FRC zmniejsza się w przypadku otyłości ze względu na zmniejszenie ogólnej podatności klatki piersiowej.

Całkowita pojemność płuc (TLC) to objętość powietrza w płucach pod koniec pełnego wdechu. TEL oblicza się na dwa sposoby: TEL - OO + VC lub TEL - FRC + Evd.

Statyczne objętości płuc mogą się zmniejszać w stanach patologicznych, co prowadzi do ograniczonej ekspansji płuc. Należą do nich choroby nerwowo-mięśniowe, choroby klatki piersiowej, brzucha, zmiany opłucnej zwiększające sztywność tkanki płucnej oraz choroby powodujące zmniejszenie liczby funkcjonujących pęcherzyków płucnych (niedodma, resekcja, zmiany bliznowate w płucach).

Dla freedivera płuca są głównym „narzędziem pracy” (oczywiście po mózgu), dlatego ważne jest, abyśmy zrozumieli budowę płuc i cały proces oddychania. Zwykle mówiąc o oddychaniu mamy na myśli oddychanie zewnętrzne lub wentylację płuc – jedyny proces, który zauważamy w łańcuchu oddechowym. I musimy zacząć rozważać oddychanie razem z nim.

Budowa płuc i klatki piersiowej

Płuca są porowatym narządem przypominającym gąbkę, przypominającym swoją budową skupisko pojedynczych bąbelków lub kiść winogron z dużą ilością jagód. Każda „jagoda” to pęcherzyk płucny (pęcherzyk płucny) - miejsce, w którym zachodzi główna funkcja płuc - wymiana gazowa. Pomiędzy powietrzem pęcherzyków a krwią znajduje się bariera powietrze-krew utworzona przez bardzo cienkie ściany pęcherzyków i naczyń włosowatych. To przez tę barierę następuje dyfuzja gazów: tlen dostaje się do krwi z pęcherzyków płucnych, a dwutlenek węgla z krwi do pęcherzyków płucnych.

Powietrze dostaje się do pęcherzyków przez drogi oddechowe - trochęa, oskrzela i mniejsze oskrzeliki, które kończą się w pęcherzykach pęcherzykowych. Rozgałęzienia oskrzeli i oskrzelików tworzą płaty (prawe płuco ma 3 płaty, lewe płuco ma 2 płaty). W obu płucach znajduje się średnio około 500-700 milionów pęcherzyków płucnych, których powierzchnia oddechowa waha się od 40 m2 przy wydechu do 120 m2 przy wdechu. W tym przypadku większa liczba pęcherzyków płucnych znajduje się w dolnych partiach płuc.

Oskrzela i tchawica mają w swoich ścianach podstawę chrzęstną i dlatego są dość sztywne. Oskrzeliki i pęcherzyki płucne mają miękkie ściany i dlatego mogą się zapadać, to znaczy sklejać się jak nadmuchany balon, jeśli nie zostanie w nich utrzymane określone ciśnienie powietrza. Aby temu zapobiec, płuca przypominają pojedynczy organ, pokryty ze wszystkich stron opłucną - mocną, hermetycznie zamkniętą błoną.

Opłucna ma dwie warstwy - dwa liście. Jeden liść ściśle przylega do wewnętrznej powierzchni twardej klatki piersiowej, drugi otacza płuca. Pomiędzy nimi znajduje się jama opłucnowa, w której utrzymuje się podciśnienie. Dzięki temu płuca są w stanie wyprostowanym. Podciśnienie w szczelinie opłucnej spowodowane jest elastyczną trakcją płuc, czyli ciągłym dążeniem płuc do zmniejszania ich objętości.

Elastyczna przyczepność płuc jest spowodowana trzema czynnikami:
1) elastyczność tkanki ścian pęcherzyków płucnych ze względu na obecność w nich elastycznych włókien
2) napięcie mięśni oskrzeli
3) napięcie powierzchniowe filmu cieczy pokrywającego wewnętrzną powierzchnię pęcherzyków płucnych.

Sztywny szkielet klatki piersiowej tworzą żebra, które są elastyczne dzięki chrząstkom i stawom przyczepionym do kręgosłupa i stawów. Dzięki temu klatka piersiowa zwiększa i zmniejsza swoją objętość, zachowując jednocześnie sztywność niezbędną do ochrony narządów znajdujących się w jamie klatki piersiowej.

Aby wdychać powietrze, musimy wytworzyć w płucach ciśnienie niższe od atmosferycznego, a aby wydychać – wyższe. Zatem w przypadku wdechu konieczne jest zwiększenie objętości klatki piersiowej, w przypadku wydechu - zmniejszenie objętości. W rzeczywistości większość wysiłku oddechowego poświęcona jest wdechowi, w normalnych warunkach wydech odbywa się ze względu na elastyczne właściwości płuc.

Głównym mięśniem oddechowym jest przepona - przegroda mięśniowa w kształcie kopuły między jamą klatki piersiowej a jamą brzuszną. Konwencjonalnie jego granicę można narysować wzdłuż dolnej krawędzi żeber.

Podczas wdechu przepona kurczy się, aktywnie rozciągając się w kierunku dolnych narządów wewnętrznych. W tym przypadku nieściśliwe narządy jamy brzusznej są popychane w dół i na boki, rozciągając ściany jamy brzusznej. Podczas spokojnego wdechu kopuła przepony opada o około 1,5 cm i odpowiednio zwiększa się pionowy rozmiar jamy klatki piersiowej. Jednocześnie dolne żebra nieco się rozchodzą, zwiększając obwód klatki piersiowej, co jest szczególnie widoczne w dolnych partiach. Podczas wydechu przepona biernie się rozluźnia i jest podciągana przez ścięgna, utrzymując ją w spokojnym stanie.

Oprócz przepony w zwiększaniu objętości klatki piersiowej biorą również udział zewnętrzne skośne mięśnie międzyżebrowe i międzychrzęstne. W wyniku uniesienia żeber mostek przesuwa się do przodu, a boczne części żeber przesuwają się na boki.

Przy bardzo głębokim, intensywnym oddychaniu lub przy wzroście oporów wdechowych w proces zwiększania objętości klatki piersiowej włącza się szereg pomocniczych mięśni oddechowych, które mogą unieść żebra: pochyły, mięsień piersiowy większy i mniejszy oraz ząbkowany przedni. Do mięśni pomocniczych wdechu zaliczają się także mięśnie rozciągające odcinek piersiowy kręgosłupa i stabilizujące obręcz barkową, gdy są podparte ramionami złożonymi do tyłu (trapez, romb, dźwigacz łopatki).

Jak wspomniano powyżej, spokojny wdech odbywa się biernie, niemal na tle rozluźnienia mięśni wdechowych. Przy aktywnym intensywnym wydechu mięśnie ściany brzucha „łączą się”, w wyniku czego zmniejsza się objętość jamy brzusznej i wzrasta w niej ciśnienie. Ciśnienie przekazywane jest na membranę i podnosi ją. Ze względu na redukcję Wewnętrzne skośne mięśnie międzyżebrowe obniżają żebra i zbliżają ich krawędzie do siebie.

Ruchy oddechowe

W codziennym życiu, obserwując siebie i swoich znajomych, można zauważyć zarówno oddychanie, które zapewnia głównie przepona, jak i oddychanie, które zapewnia głównie praca mięśni międzyżebrowych. I to mieści się w normalnych granicach. Mięśnie obręczy barkowej zajęte są częściej w przypadku ciężkiej choroby lub intensywnej pracy, natomiast prawie nigdy u osób w miarę zdrowych, w normalnej kondycji.

Uważa się, że oddychanie, zapewniane głównie przez ruchy przepony, jest bardziej charakterystyczne dla mężczyzn. Zwykle wdechowi towarzyszy lekkie wysunięcie ściany brzucha, a wydechowi lekkie cofnięcie. Jest to rodzaj oddychania brzusznego.

U kobiet najczęstszym rodzajem oddychania jest oddychanie piersiowe, które zapewnia głównie praca mięśni międzyżebrowych. Może to wynikać z biologicznej gotowości kobiety do macierzyństwa i w konsekwencji trudności w oddychaniu przez brzuch w czasie ciąży. Przy tego rodzaju oddychaniu najbardziej zauważalne ruchy wykonują mostek i żebra.

Oddychanie, podczas którego aktywnie poruszają się ramiona i obojczyki, zapewnia praca mięśni obręczy barkowej. Wentylacja płuc jest nieskuteczna i wpływa tylko na wierzchołki płuc. Dlatego ten rodzaj oddychania nazywa się wierzchołkowym. W normalnych warunkach ten rodzaj oddychania praktycznie nie występuje i jest stosowany albo podczas niektórych ćwiczeń gimnastycznych, albo rozwija się w poważnych chorobach.

We freedivingu wierzymy, że oddychanie przeponą lub oddychanie brzuchem jest najbardziej naturalne i produktywne. To samo mówi się o praktyce jogi i pranajamy.

Po pierwsze dlatego, że w dolnych płatach płuc znajduje się więcej pęcherzyków płucnych. Po drugie, ruchy oddechowe są powiązane z naszym autonomicznym układem nerwowym. Oddychanie brzuchem aktywuje przywspółczulny układ nerwowy – pedał hamulca organizmu. Oddychanie klatką piersiową aktywuje współczulny układ nerwowy – pedał gazu. Przy aktywnym i długotrwałym oddychaniu wierzchołkowym dochodzi do nadmiernej stymulacji współczulnego układu nerwowego. To działa w obie strony. W ten sposób spanikowani ludzie zawsze oddychają wierzchołkiem. I odwrotnie, jeśli przez jakiś czas oddychasz spokojnie żołądkiem, układ nerwowy uspokaja się, a wszystkie procesy zwalniają.

Objętość płuc

Podczas spokojnego oddychania osoba wdycha i wydycha około 500 ml (od 300 do 800 ml) powietrza, ta objętość powietrza nazywa się objętość oddechowa. Oprócz normalnej objętości oddechowej, przy najgłębszym możliwym wdechu, człowiek może wdychać około 3000 ml powietrza – to jest rezerwowa objętość wdechowa. Po normalnym, spokojnym wydechu, zwykły zdrowy człowiek, napinając mięśnie wydechowe, jest w stanie „wycisnąć” z płuc jeszcze około 1300 ml powietrza – to rezerwowa objętość wydechowa.

Suma tych objętości wynosi pojemność życiowa płuc (VC): 500 ml + 3000 ml + 1300 ml = 4800 ml.

Jak widzimy, natura przygotowała dla nas niemal dziesięciokrotną rezerwę możliwości „przepompowywania” powietrza przez płuca.

Objętość oddechowa jest ilościowym wyrażeniem głębokości oddechu. Pojemność życiowa płuc określa maksymalną objętość powietrza, jaką można wprowadzić lub usunąć z płuc podczas jednego wdechu lub wydechu. Średnia pojemność życiowa płuc u mężczyzn wynosi 4000–5500 ml, u kobiet – 3000–4500 ml. Trening fizyczny i różne ćwiczenia rozciągające klatkę piersiową mogą zwiększyć VC.

Po maksymalnie głębokim wydechu w płucach pozostaje około 1200 ml powietrza. Ten - objętość zalegająca. Większość z nich można usunąć z płuc tylko przy otwartej odmie opłucnowej.

Objętość zalegająca zależy przede wszystkim od elastyczności przepony i mięśni międzyżebrowych. Zwiększenie ruchomości klatki piersiowej i zmniejszenie objętości zalegającej jest ważnym zadaniem podczas przygotowań do nurkowania na dużych głębokościach. Nurkowania poniżej objętości zalegającej dla zwykłej nieprzeszkolonej osoby to nurkowania głębsze niż 30-35 metrów. Jednym z popularnych sposobów na zwiększenie elastyczności przepony i zmniejszenie zalegającej objętości płuc jest regularne wykonywanie bandhy uddiyana.

Nazywa się maksymalną ilością powietrza, jaką można zatrzymać w płucach całkowita pojemność płuc, jest równa sumie objętości zalegającej i pojemności życiowej płuc (w zastosowanym przykładzie: 1200 ml + 4800 ml = 6000 ml).

Nazywa się objętość powietrza w płucach pod koniec spokojnego wydechu (przy rozluźnionych mięśniach oddechowych). funkcjonalna pojemność resztkowa płuc. Jest ona równa sumie objętości zalegającej i rezerwy wydechowej (w zastosowanym przykładzie: 1200 ml + 1300 ml = 2500 ml). Funkcjonalna pojemność resztkowa płuc jest zbliżona do objętości powietrza pęcherzykowego przed rozpoczęciem wdechu.

Wentylację określa się na podstawie objętości wdychanego lub wydychanego powietrza w jednostce czasu. Zwykle mierzone minutowa objętość oddechowa. Wentylacja płuc zależy od głębokości i częstotliwości oddychania, która w spoczynku waha się od 12 do 18 oddechów na minutę. Minutowa objętość oddechowa jest równa iloczynowi objętości oddechowej i częstotliwości oddechowej, tj. około 6-9 l.

Do oceny objętości płuc wykorzystuje się spirometrię – metodę badania funkcji oddychania zewnętrznego, która obejmuje pomiar parametrów objętości i prędkości oddychania. Polecamy to badanie każdemu, kto planuje poważnie podejść do freedivingu.

Powietrze znajduje się nie tylko w pęcherzykach płucnych, ale także w drogach oddechowych. Należą do nich jama nosowa (lub usta podczas oddychania przez usta), nosogardło, krtań, tchawica i oskrzela. Powietrze znajdujące się w drogach oddechowych (z wyjątkiem oskrzelików oddechowych) nie uczestniczy w wymianie gazowej. Dlatego nazywa się światło dróg oddechowych anatomiczna przestrzeń martwa. Podczas wdechu ostatnie porcje powietrza atmosferycznego przedostają się do przestrzeni martwej i bez zmiany jej składu opuszczają ją podczas wydechu.

Objętość anatomicznej przestrzeni martwej wynosi około 150 ml lub około 1/3 objętości oddechowej podczas spokojnego oddychania. Te. z 500 ml wdychanego powietrza tylko około 350 ml dostaje się do pęcherzyków płucnych. Pod koniec spokojnego wydechu w pęcherzykach znajduje się około 2500 ml powietrza, więc przy każdym spokojnym oddechu odnawiana jest tylko 1/7 powietrza pęcherzykowego.

• < Powrót

Wentylacja- Jest to wymiana gazów pomiędzy powietrzem pęcherzykowym a płucami. Ilościową cechą wentylacji płuc jest minutowa objętość oddechowa (MVR) - objętość powietrza przechodzącego przez płuca w ciągu 1 minuty. MOD możesz określić znając częstotliwość ruchów oddechowych (w spoczynku u osoby dorosłej wynosi 16-20 na 1 minutę) i objętość oddechową (DO = 350 - 800 ml).

MOD=RR'DO = 5000 -16000 ml/min

Jednak nie całe wentylowane powietrze bierze udział w wymianie gazowej w płucach, a tylko ta jego część, która dociera do pęcherzyków płucnych. Faktem jest, że około 1/3 objętości oddechowej w spoczynku przypada na wentylację tzw anatomiczna przestrzeń martwa (MF), wypełnione powietrzem, które nie uczestniczy bezpośrednio w wymianie gazowej, a jedynie porusza się w świetle dróg oddechowych podczas wdechu i wydechu. Czasami jednak niektóre pęcherzyki nie działają lub działają częściowo z powodu braku lub zmniejszenia przepływu krwi w pobliskich naczyniach włosowatych. Z funkcjonalnego punktu widzenia pęcherzyki te reprezentują również martwą przestrzeń. Kiedy martwa przestrzeń pęcherzykowa jest zawarta w ogólnej przestrzeni martwej, ta ostatnia nazywana jest nie anatomiczną, ale fizjologiczna martwa przestrzeń. U zdrowego człowieka przestrzenie anatomiczna i fizjologiczna są prawie równe, jednak jeśli część pęcherzyków nie funkcjonuje lub funkcjonuje tylko częściowo, objętość fizjologicznej przestrzeni martwej może być kilkukrotnie większa niż anatomicznej.

Dlatego wentylacja przestrzeni pęcherzykowych jest wentylacja pęcherzykowa (AV) - oznacza wentylację płucną minus wentylację przestrzeni martwej.

AB= BH’(DO –MP)

Intensywność wentylacji pęcherzykowej zależy od głębokości oddechu: im głębszy oddech (więcej DO), tym intensywniejsza wentylacja pęcherzyków płucnych.

Maksymalna wentylacja (MVV)- objętość powietrza przepływająca przez płuca w ciągu 1 minuty przy maksymalnej częstotliwości i głębokości ruchów oddechowych.Maksymalna wentylacja występuje podczas intensywnej pracy, przy braku O 2 (niedotlenienie) i nadmiarze CO 2 (hiperkapnia) w organizmie wdychane powietrze. W tych warunkach MOR może osiągnąć 150–200 litrów na minutę.

Wymienione powyżej wskaźniki mają charakter dynamiczny i odzwierciedlają sprawność układu oddechowego w ujęciu czasowym (zwykle w ciągu 1 minuty).

Oprócz wskaźników dynamicznych ocenia się oddychanie zewnętrzne wskaźniki statyczne (ryc. 7):

§ objętość oddechowa (TO) - jest to objętość powietrza wdychanego i wydychanego podczas spokojnego oddychania (u osoby dorosłej wynosi 350 - 800 ml);

§ rezerwowa objętość wdechowa (IRV)– dodatkowa objętość powietrza, którą można wdychać poza spokojnym wdechem podczas wymuszonego oddychania (PO vd średnio 1500-2500 ml);

§ rezerwowa objętość wydechowa (ERV)– maksymalna dodatkowa objętość powietrza, jaką można wydychać po spokojnym wydechu (wydech PO średnio 1000-1500 ml);

§ resztkowa objętość płuc (00) - objętość powietrza pozostająca w płucach po maksymalnym wydechu (OO = 1000 -1500 ml)

Ryc.7. Spirogram dla spokojnego i wymuszonego oddychania

Kiedy płuca zapadają się (odma opłucnowa), większość zalegającego powietrza ucieka ( zwiń pozostałą objętość = 800-1000 ml) i pozostaje w płucach minimalna objętość resztkowa(200-400 ml). Powietrze to jest zatrzymywane w tzw. pułapkach powietrznych, ponieważ część oskrzelików zapada się przed pęcherzykami płucnymi (oskrzeliki końcowe i oddechowe nie zawierają chrząstki). Wiedzę tę wykorzystuje się w medycynie sądowej do sprawdzenia, czy dziecko urodziło się żywe: płuco martwego dziecka tonie w wodzie, ponieważ nie zawiera powietrza.

Sumy objętości płuc nazywane są pojemnością płuc.

Wyróżnia się następujące pojemności płuc:

1. całkowita pojemność płuc (TLC)- objętość powietrza w płucach po maksymalnym wdechu - obejmuje wszystkie cztery objętości

2. pojemność życiowa płuc (VC) obejmuje objętość oddechową, rezerwową objętość wdechową, rezerwową objętość wydechową. Pojemność życiowa to objętość powietrza wydychanego z płuc po maksymalnym wdechu i maksymalnym wydechu.

Ważne = DO + ROvd + ROvyd

Życiowa pojemność życiowa wynosi 3,5–5,0 l u mężczyzn i 3,0–4,0 l u kobiet. Wartość pojemności życiowej zależy od wzrostu, wieku, płci i stopnia wytrenowania funkcjonalnego.

Wraz z wiekiem liczba ta maleje (szczególnie po 40 latach). Wynika to ze zmniejszenia elastyczności płuc i ruchomości klatki piersiowej. Kobiety mają pojemność życiową średnio o 25% mniejszą niż mężczyźni. Pojemność życiowa zależy od wzrostu, ponieważ wielkość klatki piersiowej jest proporcjonalna do innych wymiarów ciała. VC zależy od stopnia wytrenowania: VC jest szczególnie wysokie (do 8 l) u pływaków i wioślarzy, ponieważ ci sportowcy mają dobrze rozwinięte mięśnie pomocnicze (piersiowy większy i mniejszy).

3. pojemność wdechowa (Evd) równa sumie objętości oddechowej i rezerwowej objętości wdechowej, średnio 2,0 - 2,5 l;

4. funkcjonalna pojemność resztkowa (FRC)- objętość powietrza w płucach po spokojnym wydechu. Podczas spokojnego wdechu i wydechu płuca stale zawierają około 2500 ml powietrza, wypełniając pęcherzyki i dolne drogi oddechowe. Dzięki temu skład gazowy powietrza pęcherzykowego utrzymuje się na stałym poziomie.

W rutynowym badaniu TLC, OO i FRC nie są dostępne do pomiaru. Wyznacza się je za pomocą analizatorów gazów, badając zmiany składu mieszanin gazowych w obiegu zamkniętym (zawartość helu, azotu).

Aby ocenić funkcję wentylacyjną płuc, stan dróg oddechowych i zbadać wzór (wzorzec) oddychania, stosuje się różne metody badawcze: pneumografia, spirometria, spiroografia.

Spirografia (łac. spiro oddycha + grecki wykres® zapisuje, przedstawia)- metoda graficznej rejestracji zmian objętości płuc podczas naturalnych ruchów oddechowych i wolicjonalnych, wymuszonych manewrów oddechowych.

Spirografia pozwala uzyskać szereg wskaźników opisujących wentylację płuc.

Pod względem technicznym wszystkie spirografy dzielą się na urządzenia typu otwartego i zamkniętego (ryc. 8).

Ryż. 8. Schematyczne przedstawienie spirografu

W urządzeniach typu otwartego pacjent wdycha powietrze atmosferyczne przez skrzynkę zaworową, a wydychane powietrze dostaje się do worka Douglasa lub spirometru Tiso (pojemność 100-200 l), czasami do gazomierza, który w sposób ciągły określa jego objętość. Zebrane w ten sposób powietrze poddaje się analizie: określa się wartości absorpcji tlenu i wydzielania dwutlenku węgla w jednostce czasu. Urządzenia typu zamkniętego wykorzystują powietrze z dzwonu urządzenia, krążące w obiegu zamkniętym bez komunikacji z atmosferą. Wydychany dwutlenek węgla jest pochłaniany przez specjalny pochłaniacz.

Nowoczesne urządzenia rejestrujące zmiany objętości płuc podczas oddychania (zarówno typu otwartego, jak i zamkniętego) posiadają elektroniczne urządzenia liczące do automatycznego przetwarzania wyników pomiarów.

Analizując spirogram, określa się również wskaźniki prędkości. Obliczanie wskaźników prędkości ma ogromne znaczenie w identyfikacji oznak niedrożności oskrzeli.

§ Wymuszona objętość wydechowa w ciągu 1 s(FEV1) - objętość powietrza wydalona z płuc przy maksymalnym wysiłku w pierwszej sekundzie wydechu po głębokim wdechu, tj. część FVC wydychana w pierwszej sekundzie. FEV1 odzwierciedla przede wszystkim stan dużych dróg oddechowych i często jest wyrażany jako procent VC (normalny FEV1 = 75% VC).

§ Indeks Tiffno – Stosunek FEV1/FVC, wyrażone w %:

TO= FEV1”. 100%

FVC

Wyznacza się go w teście oddechowym „push” (test Tiffno) i polega na badaniu pojedynczego wymuszonego wydechu, co pozwala na wyciągnięcie ważnych wniosków diagnostycznych na temat stanu funkcjonalnego aparatu oddechowego. Pod koniec wydechu intensywność przepływu oddechowego zostaje ograniczona w wyniku ucisku małych dróg oddechowych (ryc. 8).

Ryż. 9. Schematyczne przedstawienie spirogramu i jego wskaźników

Wymuszona objętość wydechowa w pierwszej sekundzie (FEV1) wynosi zwykle co najmniej 70–75%. Spadek wskaźnika Tiffno i FEV1 jest charakterystyczną oznaką chorób, którym towarzyszy zmniejszenie drożności oskrzeli - astma oskrzelowa, przewlekła obturacyjna choroba płuc, rozstrzenie oskrzeli itp.

Za pomocą spirogramu możesz określić objętość tlenu, spożywane przez organizm. Jeżeli w spirografie znajduje się system kompensacji tlenu, wskaźnik ten jest określony przez nachylenie krzywej wchodzącego do niego tlenu, w przypadku braku takiego układu, przez nachylenie spirogramu spokojnego oddychania. Dzielenie tej objętości przez liczbę minut, podczas których rejestrowano zużycie tlenu, daje wartość VО 2(wynosi 200-400 ml w stanie spoczynku).

Wszystkie wskaźniki wentylacji płuc są zmienne. Zależą one od płci, wieku, masy ciała, wzrostu, pozycji ciała, stanu układu nerwowego pacjenta i innych czynników. Dlatego dla prawidłowej oceny stanu funkcjonalnego wentylacji płuc wartość bezwzględna tego czy innego wskaźnika jest niewystarczająca. Należy porównać uzyskane wskaźniki bezwzględne z odpowiadającymi im wartościami u zdrowej osoby w tym samym wieku, wzroście, wadze i płci – tzw. wskaźnikami właściwymi.

dla mężczyzn JEL = 5,2xP - 0,029xB - 3,2

dla kobiet JEL = 4,9xP - 0,019xB - 3,76

dla dziewcząt w wieku od 4 do 17 lat o wzroście od 1,0 do 1,75 m:

JEL = 3,75xP - 3,15

dla chłopców w tym samym wieku o wzroście do 1,65 m:

JEL = 4,53xP - 3,9, a wraz ze wzrostem St. 1,65 m - JEL = 10xP - 12,85

gdzie P to wzrost (m), B to wiek

Porównanie to wyrażone jest jako procent w stosunku do odpowiedniego wskaźnika. Odchylenia przekraczające 15-20% wartości oczekiwanej uważa się za patologiczne.

Pytania kontrolne

1. Co to jest wentylacja płucna, jaki wskaźnik ją charakteryzuje?

2. Czym jest anatomiczna i fizjologiczna przestrzeń martwa?

3. Jak określić wentylację pęcherzykową?

4. Co to jest MVL?

5. Jakie wskaźniki statyczne służą do oceny oddychania zewnętrznego?

6. Jakie są rodzaje pojemności płuc?

7. Od jakich czynników zależy wartość pojemności życiowej?

8. W jakim celu wykorzystuje się spirografię?

10. Co to są właściwe wskaźniki, jak się je wyznacza?

Objętości oddechowe określa się spirometrycznie i należy je uwzględnić wśród najbardziej orientacyjnych wartości wentylacji.

Minutowa objętość oddechowa

Odnosi się to do ilości powietrza wentylowanego podczas spokojnego oddychania na minutę.

Metoda oznaczania. Badany podłączony do spirografu ma najpierw przez kilka minut przyzwyczaić się do nietypowego dla niego oddychania. Gdy początkowo występująca hiperwentylacja w większości przypadków ustępuje miejsca spokojnemu oddychaniu, minutową objętość oddechu określa się, mnożąc objętość oddechu podczas wdechu przez liczbę oddechów na minutę. W przypadku niespokojnego oddychania mierzone są objętości wentylowane przy każdym oddechu przez minutę, a wyniki sumowane.

Normalne wartości. Właściwą minutową objętość oddechu uzyskuje się mnożąc właściwą podstawową przemianę materii (właściwą liczbę kalorii w ciągu 24 godzin w porównaniu do całkowitej powierzchni ciała) przez 4,73.

Wynikowe wartości będą mieścić się w przedziale 6-9 litrów. Wpływ na nie ma tempo (intensywność) metabolizmu (np. tyreotoksykoza) oraz ilość wentylacji przestrzeni martwej. Pozwala to czasami przypisać odchylenia od normy patologii jednego z tych czynników.

Zastępując oddychanie powietrzem oddychaniem tlenem u zdrowych osób, minimalna objętość oddechu nie ulega zmianie. I odwrotnie, przy bardzo ciężkiej niewydolności oddechowej zmniejsza się minutowa objętość tlenu podczas oddychania i jednocześnie wzrasta jego zużycie na minutę. Następuje „uspokojenie oddechu”. Efekt ten tłumaczy się lepszą arterializacją krwi podczas oddychania czystym tlenem w porównaniu do oddychania powietrzem atmosferycznym. Przyciąga to jeszcze większą uwagę pod obciążeniem.

Porównaj z tym, co powiedziano w części dotyczącej krążeniowo-oddechowego (sercowo-płucnego) niedoboru tlenu.

Test maksymalnej objętości wydechowej (test Tiffno)

Przez maksymalną objętość wydechową rozumie się pracę wydechową płuc na sekundę, czyli ilość powietrza wydychanego z siłą na sekundę po maksymalnym wdechu.

Czas wydechu u pacjentów z rozedmą płuc jest dłuższy niż u osób zdrowych. Fakt ten, po raz pierwszy zarejestrowany na spirometrze Hutchinsona, został później potwierdzony przez Tiffeneau i Pinelli, którzy również wskazali na jego całkowicie określony związek z pojemnością życiową.

W literaturze niemieckiej ilość powietrza wydychanego w próbce na sekundę nazywana jest „użytecznym ułamkiem pojemności życiowej”, Brytyjczycy mówią o „pojemności czasowej” (wydajności przez określony czas), w literaturze francuskiej terminem „capacite pulmonaire” utilisable a l'effort” (pojemność płuc wykorzystywana przy wysiłku).

Badanie to ma szczególne znaczenie, gdyż pozwala na wyciągnięcie ogólnych wniosków na temat szerokości dróg oddechowych, a co za tym idzie, wielkości oporów oddechowych w układzie oskrzelowym, a także elastyczności płuc, ruchomości dróg oddechowych. klatki piersiowej i siłę mięśni oddechowych.

Normalne wartości. Maksymalna objętość wydechowa jest wyrażona jako procent pojemności życiowej. U zdrowych ludzi wynosi 70-80% pojemności życiowej. W takim przypadku co najmniej 55% dostępnej pojemności życiowej musi zostać wyczerpane w pierwszej połowie sekundy.

U zdrowych osób pełny wydech po głębokim wdechu zajmuje 4 sekundy. Po 2 sekundach wydychane jest 94% pojemności życiowej, po 3 sekundach - 97% pojemności życiowej.

Objętość wydechowa zmniejsza się wraz z wiekiem z 83% pojemności życiowej u młodzieży do 69% w starszym wieku. Fakt ten potwierdza Gitter w swoich szeroko zakrojonych badaniach obejmujących ponad 1000 pracowników przemysłu. Tiffeneau uważa za normalną maksymalną objętość wydechową w pierwszej sekundzie, co stanowi 83,3% prawdziwej lub rzeczywistej pojemności, Biicherl - 77,3% dla mężczyzn i 82,3% dla kobiet.

Sposób wykonania. Stosuje się spirograf, którego kymograf szybko przesuwa taśmę (co najmniej 10 mm/s). Po zarejestrowaniu pojemności życiowej w zwykły sposób badany proszony jest o ponowne wzięcie maksymalnego oddechu, chwilowe wstrzymanie oddechu, a następnie szybki i jak najgłębszy wydech. Pewne uproszczenie można uzyskać, rejestrując tzw. expirogram z jednoczesnym określeniem pojemności życiowej i maksymalnej objętości wydechu w jednym wydechu po maksymalnym wdechu.

Stopień. Test Tiffeneau uważany jest za wiarygodne kryterium rozpoznania obturacyjnego zapalenia oskrzeli i wynikającej z niego rozedmy płuc. W tych przypadkach, przy prawidłowej pojemności życiowej, stwierdza się znaczny spadek maksymalnej objętości wydechowej, natomiast przy restrykcyjnej niewydolności oddechowej, mimo zmniejszenia pojemności życiowej, procent maksymalnej objętości wydechowej pozostaje prawidłowy.

Ponieważ przyczyną zaburzeń obturacyjnych, obok organicznych przeszkód w drogach oddechowych, może być również skurcz czynnościowy, w celu diagnostyki różnicowej ustalenia prawdziwej przyczyny zaleca się wykonanie testu z astmolizyną.

Test na astmolizynę. Po wstępnym określeniu pojemności życiowej i maksymalnej objętości wydechowej wstrzykuje się podskórnie 1 ml astmymolizyny lub histaminy i po 30 minutach ponownie określa te same wartości. Jeśli uzyskane wartości wentylacji wskazują na tendencję do normalizacji, wówczas mówimy o funkcjonalnym składniku obturacyjnego zapalenia oskrzeli.

Artykuł przygotował i zredagował: chirurg