Ekspirasyon kapasitesi nedir? Dış solunum ve akciğer hacimleri. Pulmoner ventilasyonun yoğunluğunun incelenmesi

Akciğer fonksiyonunun kalitesini değerlendirmek için solunum hacimlerini inceler (özel cihazlar - spirometreler kullanarak).

Gelgit hacmi (TO), bir kişinin bir döngüde sessiz nefes alma sırasında soluduğu ve verdiği hava miktarıdır. Normal = 400-500 mi.

Dakika solunum hacmi (MOD) - 1 dakikada akciğerlerden geçen hava hacmi (MOD = TO x NPV). Normal = dakikada 8-9 litre; saatte yaklaşık 500 litre; Günde 12000-13000 litre. artış ile fiziksel aktivite MOD artar.

Solunan havanın tamamı alveollerin havalandırılmasına (gaz değişimi) katılmaz, çünkü. bir kısmı asinüslere ulaşmaz ve difüzyon imkanı olmayan hava yollarında kalır. Bu tür hava yollarının hacmine "solunum ölü boşluğu" denir. Bir yetişkinde normal = 140-150 ml, yani 1/3 K.

İnspiratuar rezerv hacmi (IRV), bir kişinin sakin bir nefesten sonra en güçlü maksimum nefes sırasında soluyabileceği hava miktarıdır, örn. üzerinde. Normal = 1500-3000 mi.

Ekspiratuar rezerv hacmi (ERV), bir kişinin normal bir ekshalasyondan sonra ek olarak ekshalasyon yapabileceği hava miktarıdır. Normal = 700-1000 mi.

Hayati kapasite (VC) - bir kişinin mümkün olduğu kadar çok nefes verebileceği hava miktarı derin nefes(VC \u003d TO + ROVd + ROVd = 3500-4500 mi).

Rezidüel akciğer hacmi (RLV), maksimum ekshalasyondan sonra akciğerlerde kalan hava miktarıdır. Normal = 100-1500 mi.

Toplam akciğer kapasitesi (TLC), akciğerlerde bulunabilecek maksimum hava miktarıdır. TEL = VC + TOL = 4500-6000 ml.

GAZ DİFÜZYONU

Solunan havanın bileşimi: oksijen - %21, karbondioksit - %0,03.

Dışarı verilen havanın bileşimi: oksijen-%17, karbondioksit - %4.

Alveollerde bulunan havanın bileşimi: oksijen -% 14, karbondioksit -% 5.6 o.

Nefes verirken, alveolar hava hava yollarındaki hava ile karışır ("ölü boşlukta"), bu da hava bileşiminde belirtilen farklılığa neden olur.

Gazların hava-kan bariyerinden geçişi, zarın her iki tarafındaki konsantrasyon farkından kaynaklanır.

Kısmi basınç, basıncın belirli bir gaza düşen kısmıdır. -de atmosferik basınç 760 mm Hg, kısmi oksijen basıncı 160 mm Hg'dir. (yani 760'ın %21'i), alveol havasında kısmi oksijen basıncı 100 mm Hg ve karbondioksit 40 mm Hg'dir.

Gaz basıncı, sıvıdaki kısmi basınçtır. oksijen gerilimi venöz kan- 40 mm Hg Alveoler hava ve kan arasındaki basınç farkı nedeniyle - 60 mm Hg. (100 mm Hg ve 40 mm Hg) oksijen kana yayılır ve burada hemoglobine bağlanarak onu oksihemoglobine dönüştürür. kan içeren çok sayıda oksihemoglobine arteriyel denir. 100 ml arteriyel kan 20 ml oksijen, 100 ml venöz kan 13-15 ml oksijen içerir. Ayrıca basınç gradyanı boyunca karbondioksit kana girer (çünkü dokularda büyük miktarlarda bulunur) ve karbhemoglobin oluşur. Ek olarak, karbondioksit su ile reaksiyona girerek karbonik asit oluşturur (reaksiyon katalizörü, eritrositlerde bulunan karbonik anhidraz enzimidir), bu da bir hidrojen protonu ve bir bikarbonat iyonuna ayrışır. venöz kanda CO 2 gerilimi - 46 mm Hg; alveolar havada - 40 mm Hg. (basınç gradyanı = 6 mmHg). CO 2'nin kandan dış ortama difüzyonu gerçekleşir.

Dereceyi karakterize eden statik göstergelere ek olarak fiziksel Geliştirme solunum cihazı, ek var - dinamik akciğer ventilasyonunun etkinliği ve solunum yolunun işlevsel durumu hakkında bilgi sağlayan göstergeler.

Zorlanmış hayati kapasite (FVC)- maksimum inspirasyondan sonra zorlu ekshalasyon sırasında dışarı atılabilen hava miktarı.

Gerçek FVC'nin tanımı . Atmosferden maksimum, yavaş bir nefes aldıktan sonra, muhtemelen hızlı spirometreye maksimum ekspirasyon. Gerçek VC'nizi (önceki çalışmaya bakın) FVC ile karşılaştırın.

Normalde VC ile FVC arasındaki fark 100-300 ml'dir. Bu farkın 1500 ml veya üzerine çıkması, küçük bronşların lümeninin daralmasına bağlı olarak hava akımına direnci gösterir. En hızlı ekshalasyonun süresi 1,5 ila 2,5 saniye arasında değişir.

Vadesi gelen FVC'nin hesaplanması . Uygun VC değeri, uygun formül kullanılarak hesaplanabilir:

0,0592 ± R - 0,025 ± B - 4,24 (erkek); 0,0460 ± P - 0,024 ± B - 2,852 (kadınlar);

nerede, P - santimetre cinsinden yükseklik; B - yaş;

Solunum hızı (RR)- 1 dakikada solunum döngülerinin (inhalasyon-ekshalasyon) sayısı. Bir dakika içinde aldığınız nefes sayısını sayın.

Dakika solunum hacmi (MOD)- 1 dakikada akciğerlerde solunan hava miktarı. Gerçek MOD ölçülen tidal hacimlere göre aşağıdaki gibi belirlenir:

MOD = Í BH'YE.

Son dakika hacmi (dMOD ) aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanabilir:

dMOD \u003d DOO / (7.07 Í 40);

DOO, aşağıdaki formülle de hesaplanan uygun bazal değişimdir:

66,47 + 13,7 Í R + 5 Í H - 6,75 Í A (erkek);

65,59 + 19,59 Í R + 1,85 Í N - 4,67 Í A (kadınlar);

burada P vücut ağırlığı, kg, H boy, cm, A yaş, yıldır.

Alveoler havalandırma- alveollere giren solunan havanın hacmi.

AB = MOD'un %66-80'i.

Maksimum akciğer ventilasyonu (MVL) – 1 dakikada akciğerlerde solunan maksimum hava miktarı. gerçek MVL şöyle tanımlanabilir:

MVL \u003d VC Í BH

Ancak, onun doğrudan tanım zordur, çünkü bir dakika boyunca çok derin ve sık nefes almak kanın gaz bileşiminin bozulmasına ve sağlığın bozulmasına yol açacaktır. Bu nedenle, maksimum solunum hızının sakin bir solunum derinliğinde belirlenmesi tavsiye edilir. Normalde 70 - 100 l/dk olmalıdır.

Vadesi gelen MVL (dMVL) aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanabilir:

dMVL = JEL Ö 25 (erkekler); dMVL \u003d JEL Í 26 (kadınlar);

Solunum rezervi (RD)- havalandırmayı artırma olasılığını karakterize eden bir gösterge.

MVL - MOD.

RD = ------------------ Í 100

Normalde bu fark MVL'nin %85 - 90'ı kadardır.

Protokolün formülasyonu.

1. Dış solunumun belirtilen statik ve dinamik göstergelerini ölçün. Ölçüm sonuçlarını bir not defterine kaydedin.

2. Mümkünse uygun solunum değerlerini hesaplayın ve ölçülen değerlerle karşılaştırın.

3. Uygun değeri hesaplamak mümkün değilse, ölçülen gerçek değerleri harici solunum göstergelerinin ortalama değerleri ile karşılaştırın (Tablo 1): Gerçek değerlerin olması gereken değerlerden % sapmasını hesaplayın, Doldurun masada.:

Tablo 1. Dış solunumun ana göstergelerinin ortalama değerleri.

Solunum hacimleri spirometrik olarak belirlenir ve en temsili ventilasyon değerleri arasında sıralanmalıdır.

Dakika solunum hacmi

Bu, sessiz solunum sırasında dakikada solunan hava miktarı olarak anlaşılır.

Belirleme yöntemi. Bir spirografa bağlanan denek, önce kendisi için pek olağan olmayan nefes almaya birkaç dakika alışması için fırsat verilir. Çoğu durumda ilk hiperventilasyon yerini sakin nefes almaya bıraktıktan sonra, dakikadaki nefes hacmi, inspirasyon sırasındaki nefes hacminin dakikadaki nefes sayısıyla çarpılmasıyla belirlenir. Huzursuz nefes almada, bir dakika boyunca her nefes için havalandırılan hacimler ölçülür ve sonuçlar toplanır.

Normal değerler. Uygun dakika solunum hacmi, uygun bazal metabolizma hızının (toplam vücut yüzey alanına kıyasla 24 saatteki uygun kalori sayısı) 4,73 ile çarpılmasıyla elde edilir.

Elde edilen değerler 6-9 litre aralığında olacaktır. Metabolizmanın yüksekliğinden (yoğunluğundan) (örneğin, tirotoksikoz) ve ölü boşluğun havalandırma miktarından etkilenirler. Bu, bazen bu faktörlerden birinin patolojisi nedeniyle normdan sapmaların atfedilmesine izin verir.

Hava solumayı oksijen solumasıyla değiştirirken, sağlıklı bireyler dakika solunum hacminde değişiklik yoktur. Aksine çok belirgin solunum yetmezliği ile oksijenle nefes alma sırasındaki dakika hacmi azalır ve aynı zamanda dakika başına oksijen tüketimi artar. Bir "nefesin sakinleşmesi" gelir. Bu etki, atmosferik hava ile solumaya kıyasla saf oksijenle soluma sırasında kanın daha iyi arteriyelizasyonu ile açıklanır. Bu da yük altında daha da dikkat çekiyor.

Bununla kardiyopulmoner (kardiyopulmoner) oksijen eksikliği bölümünde söylenenleri karşılaştırın.

Maksimum ekspiratuar hacim testi (Tiffno testi)

Maksimum ekspiratuar hacim, akciğerlerin saniyedeki ekspiratuar işi, yani maksimum inspirasyondan sonra saniyede kuvvetle ekshalasyon yapılan hava miktarı olarak anlaşılır.

Amfizemli hastalarda ekshalasyon süresi sağlıklı bireylere göre daha uzundur. İlk olarak bir Hutchinson spirometresinde kaydedilen bu gerçek, daha sonra yaşamsal kapasite ile oldukça kesin korelasyonlara da işaret eden Tiffeneau ve Pinelli tarafından doğrulandı.

Alman edebiyatında, bir saniyede bir örnekte dışarı verilen hava miktarına "yaşamsal kapasitenin faydalı payı" denir, İngilizler "zamanlanmış kapasite" (belirli bir süre için kapasite), Fransız edebiyatında "kapasite" terimini kullanır. pulmonaire utilisable a l'efor" kullanılır (akciğer kapasitesi eforla kullanılır).

Bu test özellikle önemlidir çünkü hava yollarının genişliği ve buna bağlı olarak bronşiyal sistemdeki solunum direnci miktarı ve ayrıca akciğerlerin esnekliği, hareketliliği hakkında genel sonuçlar çıkarmanıza izin verir. göğüs ve solunum kas gücü.

Normal değerler. Maksimum ekspiratuar hacim, vital kapasitenin yüzdesi olarak ifade edilir. Sağlıklı insanlarda yaşamsal kapasitenin %70-80'ine eşittir. Aynı zamanda, mevcut hayati kapasitenin en az %55'i saniyenin ilk yarısında sona ermiş olmalıdır.

Sağlıklı insanlarda derin bir nefesten sonra tam bir ekshalasyon 4 saniye sürer. 2 saniye sonra %94 nefes verin, 3 saniye sonra - hayati kapasitenin %97'si.

Ekshale edilen hacim, gençlerde yaşamsal kapasitenin %83'ünden yaşlılıkta %69'a yaşla birlikte azalır. Bu gerçek, Gitter tarafından 1000'den fazla sanayi işçisi üzerinde yaptığı kapsamlı araştırmasında doğrulanmıştır. Tiffeneau, ilk saniyedeki böyle bir maksimum ekspirasyon hacmini normal olarak kabul eder; bu, gerçek veya gerçek kapasitenin %83,3'üdür, Biicherl - erkekler için %77,3 ve kadınlar için %82,3.

Yürütme tekniği. Kimografı bandı hızla hareket ettiren (en az 10 mm / s) bir spirograf kullanılır. Hayati kapasiteyi kaydettikten sonra her zamanki gibi denekten tekrar maksimum nefes alması, nefesini biraz tutması ve ardından hızlı ve olabildiğince derin bir şekilde nefes vermesi istenir. Expirogram olarak adlandırılan kaydın, maksimum inspirasyondan sonra bir ekshalasyonda hayati kapasite ve maksimum ekspiratuar hacmin aynı anda belirlenmesiyle gerçekleştirilmesi durumunda bir miktar basitleştirme elde edilebilir.

Seviye. Tiffeneau testi, obstrüktif bronşiti ve ilişkili amfizemi tanımak için güvenilir bir kriter olarak kabul edilir. Bu vakalarda, normal vital kapasite ile maksimum ekspiratuar hacimde önemli bir azalma bulunurken, restriktif ventilasyon yetmezliği ile vital kapasite azalmasına rağmen maksimum ekspiratuar hacim yüzdesi normal kalır.

Tıkanma bozukluklarının nedeni, hava yollarında organik olarak neden olunan tıkanıklıkların yanı sıra fonksiyonel bir spazm da olabileceğinden, gerçek nedenin ayırıcı tanısal olarak tanımlanması için astmolizin testi önerilir.

astmolizin testi. Vital kapasite ve maksimum ekspirasyon hacminin ön tespiti yapıldıktan sonra deri altına 1 ml astımlizin veya histamin enjekte edilir ve 30 dakika sonra aynı değerler tekrar belirlenir. Elde edilen havalandırma değerleri normalleşmeye doğru bir eğilim gösteriyorsa, o zaman Konuşuyoruz obstrüktif bronşitin fonksiyonel bileşeni hakkında.

İletken yollar

Burun - Gelen havadaki ilk değişiklikler temizlendiği, ısındığı ve nemlendiği burunda meydana gelir. Bu, saç filtresi, burun girişi ve burun konkaları tarafından kolaylaştırılır. Kabukların mukoza zarına ve kavernöz pleksuslarına yoğun kan temini, havanın vücut sıcaklığına hızlı bir şekilde ısınmasını veya soğumasını sağlar. Mukoza zarından buharlaşan su havayı %75-80 oranında nemlendirir. Düşük nemli havanın uzun süre solunması, mukoza zarının kurumasına, kuru havanın akciğerlere girmesine, atelektazinin gelişmesine, pnömoniye ve solunum yollarında direncin artmasına neden olur.

yutak Yiyecekleri havadan ayırır, orta kulaktaki basıncı düzenler.

Gırtlak aspirasyonu önleyen epiglot yardımıyla bir ses işlevi sağlar ve ses tellerinin kapanması öksürüğün ana bileşenlerinden biridir.

trakea - ana hava kanalı, havayı ısıtır ve nemlendirir. Mukoza zarının hücreleri yabancı maddeleri yakalar ve kirpikler mukusu trakeaya taşır.

bronşlar (lober ve segmental) terminal bronşiyollerle son bulur.

Larinks, trakea ve bronşlar ayrıca havanın temizlenmesi, ısıtılması ve nemlendirilmesinde rol oynar.

İletken hava yollarının (EP) duvarının yapısı, gaz değişim bölgesinin hava yollarının yapısından farklıdır. İletken hava yollarının duvarı, bir mukoza zarı, bir düz kas tabakası, bir submukozal bağ ve kıkırdak zarlarından oluşur. Solunum yollarının epitel hücreleri, ritmik olarak salınan ve koruyucu mukus tabakasını nazofarenkse doğru ilerleten kirpikler ile donatılmıştır. EP mukozası ve akciğer dokusu, mineral ve bakteri partiküllerini fagositize eden ve sindiren makrofajlar içerir. Normal olarak, mukus hava yollarından ve alveollerden sürekli olarak uzaklaştırılır. EP'nin mukoza zarı, siliyer psödostratifiye epitelin yanı sıra mukus, immünoglobulinler, kompleman, lizozim, inhibitörler, interferon ve diğer maddeleri salgılayan salgı hücreleri ile temsil edilir. Kirpikler, yüksek motor aktiviteleri (1 dakikada yaklaşık 1000 hareket) için enerji sağlayan birçok mitokondri içerir; bu da balgamı bronşlarda 1 cm/dk'ya kadar ve akciğerlerde 3 cm/dk'ya kadar bir hızla taşımanıza olanak tanır. trakea. Gün boyunca trakea ve bronşlardan normal olarak yaklaşık 100 ml balgam, patolojik durumlarda saatte 100 ml'ye kadar balgam atılır.

Kirpikler, çift mukus tabakasında işlev görür. Alt kısımda, konsantrasyonu kandakinden 10 kat daha yüksek olan biyolojik olarak aktif maddeler, enzimler, immünoglobulinler bulunur. Bu biyolojik neden olur koruyucu fonksiyon mukus Üst katman kirpikleri mekanik olarak hasardan korur. Enflamasyon veya toksik maruziyet sırasında üst mukus tabakasının kalınlaşması veya azalması, siliyer epitelin drenaj fonksiyonunu kaçınılmaz olarak bozar, solunum yolunu tahriş eder ve refleks olarak öksürüğe neden olur. Hapşırma ve öksürme akciğerleri mineral ve bakteri partiküllerinin girişinden korur.

alveoller

Alveollerde, pulmoner kılcal damarların kanı ile hava arasında gaz alışverişi gerçekleşir. Alveollerin toplam sayısı yaklaşık 300 milyon ve toplam yüzey alanı yaklaşık 80 m2'dir. Alveollerin çapı 0.2-0.3 mm'dir. Alveoler hava ile kan arasındaki gaz değişimi difüzyonla gerçekleştirilir. Pulmoner kılcal damarların kanı, alveoler boşluktan yalnızca ince bir doku tabakasıyla ayrılır - alveolar epitelyum, dar bir interstisyel boşluk ve kılcal damar endoteli tarafından oluşturulan sözde alveolar-kılcal zar. Bu zarın toplam kalınlığı 1 µm'yi geçmez. Akciğerlerin tüm alveol yüzeyi sürfaktan adı verilen ince bir filmle kaplıdır.

yüzey aktif madde yüzey gerilimini azaltır ekshalasyonun sonunda, akciğer hacmi minimum olduğunda, sıvı ve hava arasındaki sınırda, esnekliği artırır akciğerler ve dekonjestan faktör rolünü oynar(alveol havasından su buharının çıkmasına izin vermez), bunun sonucunda alveoller kuru kalır. Ekshalasyon sırasında alveollerin hacminde azalma ile yüzey gerilimini azaltır ve çökmesini önler; arteriyel kanın daha düşük basınçta oksijenlenmesini ve solunan karışımda minimum O2 içeriğini iyileştiren şantı azaltır.

Sürfaktan tabakası şunlardan oluşur:

1) yüzey aktif maddenin kendisi (hava ile sınırda fosfolipid veya poliprotein moleküler komplekslerinin mikrofilmleri);

2) hipofaz (proteinlerin, elektrolitlerin, bağlı suyun, fosfolipidlerin ve polisakkaritlerin derinlerde uzanan hidrofilik bir tabakası);

3) alveolositler ve alveolar makrofajlar tarafından temsil edilen hücresel bileşen.

Yüzey aktif maddenin ana kimyasal bileşenleri lipitler, proteinler ve karbonhidratlardır. Fosfolipidler (lesitin, palmitik asit, heparin) kütlesinin %80-90'ını oluşturur. Sürfaktan bronşiyolleri sürekli bir tabaka halinde kaplar, solunum direncini azaltır, doluşu sürdürür

Düşük gerilme basıncında, dokularda sıvı birikmesine neden olan kuvvetlerin etkisini azaltır. Ek olarak, sürfaktan solunan gazları arındırır, solunan partikülleri filtreler ve hapseder, kan ve alveollerin havası arasındaki su değişimini düzenler, CO2 difüzyonunu hızlandırır ve belirgin bir antioksidan etkiye sahiptir. Sürfaktan, çeşitli iç ve dış faktörlere karşı çok hassastır: dolaşım, havalandırma ve metabolik bozukluklar, solunan havadaki PO2'deki değişiklikler ve kirliliği. Sürfaktan eksikliği ile yenidoğanlarda atelektazi ve RDS meydana gelir. Alveoler yüzey aktif maddenin yaklaşık %90-95'i geri dönüştürülür, temizlenir, depolanır ve yeniden salgılanır. Sağlıklı akciğerlerin alveollerinin lümeninden sürfaktan bileşenlerinin yarı ömrü yaklaşık 20 saattir.

akciğer hacimleri

Akciğerlerin havalandırılması, solunumun derinliğine ve solunum hareketlerinin sıklığına bağlıdır. Bu parametrelerin her ikisi de vücudun ihtiyaçlarına bağlı olarak değişebilir. Akciğerlerin durumunu karakterize eden bir dizi hacim göstergesi vardır. Bir yetişkin için normal ortalamalar aşağıdaki gibidir:

1. gelgit hacmi(DO-VT-Gelgit hacmi)- sessiz nefes alma sırasında alınan ve verilen havanın hacmi. Normal değerler 7-9ml/kg'dır.

2. İnspirasyon yedek hacmi (IRV) -IRV - İnspiratuar Yedek Hacim) - sakin bir nefesten sonra ek olarak alınabilen hacim, örn. normal ve maksimum havalandırma arasındaki fark. Normal değer: 2-2,5 litre (yaklaşık 2/3 VC).

3. Ekspiratuar rezerv hacmi (ERV - ERV - Ekspiratuar Yedek Hacim) - sessiz bir ekshalasyondan sonra ilave olarak ekshalasyon yapılabilecek hacim, örn. normal ve maksimum son kullanma tarihi arasındaki fark. Normal değer: 1,0-1,5 litre (yaklaşık 1/3 VC).

4.Artık hacim (OO - RV - Artık Hacim) - maksimum ekshalasyondan sonra akciğerlerde kalan hacim. Yaklaşık 1,5-2,0 litre.

5. Akciğerlerin hayati kapasitesi (VC - VT - Hayati Kapasite) - maksimum inspirasyondan sonra maksimum olarak dışarı verilen hava miktarı. VC, akciğerlerin ve göğsün hareketliliğinin bir göstergesidir. VC yaşa, cinsiyete, vücudun büyüklüğüne ve pozisyonuna, zindelik derecesine bağlıdır. VC'nin normal değerleri - 60-70 ml / kg - 3,5-5,5 litre.

6. İnspirasyon rezervi (IR) -İnspirasyon kapasitesi (Evd - IC - İnspiratuar Kapasite) - sessiz bir ekshalasyondan sonra akciğerlere girebilecek maksimum hava miktarı. DO ve ROVD'nin toplamına eşittir.

7.Toplam akciğer kapasitesi (TLC - TLC) - Toplam akciğer kapasitesi) veya maksimum akciğer kapasitesi - maksimum inspirasyon yüksekliğinde akciğerlerde bulunan hava miktarı. VC ve GR'den oluşur ve VC ile GR'nin toplamı olarak hesaplanır. Normal değer yaklaşık 6,0 litredir.
HL'nin yapısının incelenmesi, önemli pratik öneme sahip olabilen VC'yi artırmanın veya azaltmanın yollarını bulmada belirleyicidir. VC'deki bir artış, yalnızca CL değişmezse veya artarsa, ancak RO'daki azalmaya bağlı olarak VC'de bir artışla meydana gelen VC'den daha düşükse pozitif olarak kabul edilebilir. VC'deki artışla aynı anda RL'de daha da büyük bir artış varsa, bu olumlu bir faktör olarak kabul edilemez. VC, CL'nin %70'inin altında olduğunda, dış solunum işlevi derinden bozulur. Genellikle, patolojik durumlarda, TL ve VC aynı şekilde değişir, obstrüktif pulmoner amfizem dışında, kural olarak VC düştüğünde, VR artar ve TL normal kalabilir veya normalin üzerinde olabilir.

8.Fonksiyonel artık kapasite (FRC - FRC - Fonksiyonel artık hacim) - sessiz bir ekshalasyondan sonra akciğerlerde kalan hava miktarı. Yetişkinlerde normal değerler 3 ila 3,5 litredir. FOE \u003d OO + ROvyd. Tanım olarak FRC, sessiz bir ekshalasyon sırasında akciğerlerde kalan gaz hacmidir ve gaz değişim alanının bir ölçüsü olabilir. Akciğerlerin ve göğsün zıt yöndeki elastik kuvvetleri arasındaki dengenin bir sonucu olarak oluşur. FRC'nin fizyolojik önemi, inhalasyon sırasında alveoler hava hacminin kısmen yenilenmesidir (ventilasyon hacmi) ve akciğerlerde sürekli olarak bulunan alveoler hava hacmini gösterir. FRC'de azalma, atelektazi gelişimi, küçük hava yollarının kapanması, akciğer kompliyansında azalma, akciğerlerin atelektatik bölgelerinde perfüzyon sonucu alveolar-arteriyel O2 farkının artması ve ventilasyon-perfüzyon oranı ilişkilidir. Obstrüktif ventilasyon bozuklukları FRC'de bir artışa, kısıtlayıcı bozukluklar - FRC'de bir azalmaya yol açar.

Anatomik ve fonksiyonel ölü boşluk

anatomik ölü boşluk gaz değişiminin olmadığı hava yollarının hacmine denir. Bu boşluk nazal ve ağız boşluğu, farenks, gırtlak, trakea, bronşlar ve bronşiyoller. Ölü boşluk miktarı vücudun yüksekliğine ve pozisyonuna bağlıdır. Yaklaşık olarak, oturan bir insanda ölü boşluk hacminin (mililitre cinsinden) vücut ağırlığının (kilogram cinsinden) iki katına eşit olduğunu varsayabiliriz. Böylece yetişkinlerde yaklaşık 150-200 ml'dir (2 ml/kg vücut ağırlığı).

Altında fonksiyonel (fizyolojik) ölü boşluk tüm bu parçaları anla solunum sistemi kan akışının azalması veya olmaması nedeniyle gaz değişiminin meydana gelmediği. Fonksiyonel ölü boşluk, anatomik olanın aksine, sadece hava yollarını değil, aynı zamanda havalandırılan ancak kanla perfüze olmayan alveolleri de içerir.

Alveolar ventilasyon ve ölü boşluk ventilasyonu

Dakikadaki solunum hacminin alveollere ulaşan kısmına alveolar ventilasyon, geri kalanı ölü boşluk ventilasyonu denir. Alveolar ventilasyon, genel olarak solunumun etkinliğinin bir göstergesi olarak hizmet eder. Alveol boşluğunda tutulan gaz bileşimi bu değere bağlıdır. Dakika hacmine gelince, akciğer ventilasyonunun etkinliğini çok az yansıtır. Bu nedenle, dakika solunum hacmi normalse (7 l / dak), ancak solunum sık ve sığsa (DO-0,2 l, solunum hızı -35 / dak), o zaman havalandırın

Esas olarak havanın alveollere olduğundan daha önce girdiği ölü boşluk olacaktır; bu durumda solunan hava zar zor alveollere ulaşacaktır. Çünkü ölü boşluk hacmi sabittir, alveolar ventilasyon daha fazladır, nefes ne kadar derin ve frekans o kadar düşüktür.

Genişletilebilirlik (esneklik) Akciğer dokusu
Akciğer kompliyansı, elastik geri tepmenin yanı sıra akciğer dokusunun inhalasyon sırasında üstesinden gelinen elastik direncinin bir ölçüsüdür. Diğer bir deyişle uzayabilirlik, akciğer dokusunun esnekliğinin yani uyumluluğunun bir ölçüsüdür. Matematiksel olarak kompliyans, akciğer hacmindeki değişikliğin ve buna karşılık gelen intrapulmoner basınçtaki değişikliğin bir bölümü olarak ifade edilir.

Kompliyans akciğer ve göğüs için ayrı ayrı ölçülebilir. Klinik açıdan (özellikle mekanik ventilasyon sırasında), restriktif akciğer patolojisinin derecesini yansıtan akciğer dokusunun kompliyansı büyük ilgi görmektedir. İÇİNDE çağdaş edebiyat akciğerlerin uzayabilirliği genellikle "uygunluk" terimiyle gösterilir (İngilizce "uygunluk" kelimesinden, C olarak kısaltılır).

Akciğer kompliyansı azalır:

Yaşla birlikte (50 yaşından büyük hastalarda);

Uzanmak (organ baskısından dolayı) karın boşluğu diyafram üzerinde)

laparoskopik sırasında cerrahi müdahaleler karboksiperitoneum nedeniyle;

Akut kısıtlayıcı patolojide (akut polisegmental pnömoni, RDS, pulmoner ödem, atelektazi, aspirasyon vb.);

Kronik restriktif patolojide (kronik pnömoni, pulmoner fibroz, kollajenoz, silikoz vb.);

Akciğerleri çevreleyen organların patolojisi ile (pnömo- veya hidrotoraks, bağırsak parezi ile diyafram kubbesinin yüksek duruşu, vb.).

Akciğerlerin kompliyansı ne kadar kötüyse, normal kompliansla aynı solunum hacmini elde etmek için akciğer dokusunun elastik direnci o kadar fazla aşılmalıdır. Sonuç olarak akciğer kompliyansının bozulması durumunda aynı tidal hacme ulaşıldığında hava yolu basıncı önemli ölçüde artar.

Bu hükmün anlaşılması çok önemlidir: volümetrik ventilasyonda, akciğer kompliyansı zayıf (yüksek hava yolu direnci olmayan) bir hastaya zorlu bir tidal hacim iletildiğinde, tepe hava yolu basıncında ve intrapulmoner basınçta önemli bir artış, barotravma riskini önemli ölçüde artırır.

Hava yolu direnci

Solunum karışımının akciğerlerdeki akışı, yalnızca dokunun kendisinin elastik direncini değil, aynı zamanda hava yollarının dirençli direncini de (İngilizce "direnç" kelimesinin kısaltması) yenmelidir. Trakeobronşiyal ağaç, çeşitli uzunluk ve genişlikteki tüplerden oluşan bir sistem olduğundan, akciğerlerdeki gaz akışına karşı direnç bilinen fizik kanunlarına göre belirlenebilir. Genel olarak, akışa karşı direnç, akışın kendisinin büyüklüğünün yanı sıra tüpün başındaki ve sonundaki basınç gradyanına bağlıdır.

Akciğerlerdeki gaz akışı laminer, türbülanslı veya geçici olabilir. Laminer akış, gazın katman katman öteleme hareketi ile karakterize edilir.

Değişken hız: akış hızı merkezde en yüksektir ve duvarlara doğru yavaş yavaş azalır. Laminer gaz akışı nispeten düşük hızlarda hakimdir ve gaz akışına direncin büyük ölçüde tüpün (bronş) yarıçapına bağlı olduğu Poiseuille yasası ile tanımlanır. Yarıçapı 2 kat azaltmak, direncin 16 kat artmasına neden olur. Bu bağlamda, mümkün olan en geniş endotrakeal (trakeostomi) tüpü seçmenin ve trakeal açıklığı korumanın önemi anlaşılır. bronş ağacı IVL sırasında.
Gaz akışına karşı hava yolu direnci, bronşiyal ağacın lümeninin daralmasına bağlı olarak bronşiyospazm, bronşiyal mukozanın şişmesi, mukus birikmesi ve enflamatuar sekresyon ile önemli ölçüde artar. Direnç ayrıca akış hızından ve tüpün (bronşların) uzunluğundan da etkilenir. İLE

Akış hızını artırarak (zorunlu inhalasyon veya ekshalasyon) hava yolu direnci artar.

Artan hava yolu direncinin başlıca nedenleri şunlardır:

bronş spazmı;

Bronşların mukoza zarının ödemi, (alevlenme bronşiyal astım, bronşit, subglottik larenjit);

yabancı cisim, aspirasyon, neoplazmalar;

Balgam ve inflamatuar sekresyon birikimi;

Amfizem (hava yollarının dinamik sıkışması).

Türbülanslı akış, gaz moleküllerinin tüp (bronşlar) boyunca kaotik hareketi ile karakterize edilir. Yüksek hacimsel debilerde hakimdir. Türbülanslı akım durumunda hava yollarının direnci artar, çünkü akım hızına ve bronşların yarıçapına daha da bağımlıdır. çalkantılı hareket yüksek akışlarda, akış hızında keskin değişikliklerde, bronşların kıvrımlarında ve dallarında, bronşların çapında keskin bir değişiklikle oluşur. Bu nedenle türbülanslı akış, remisyonda bile hava yolu direncinin arttığı KOAH'lı hastaların karakteristiğidir. Aynısı bronşiyal astımı olan hastalar için de geçerlidir.

Hava yolu direnci akciğerlerde eşit olmayan bir şekilde dağılmıştır. Orta büyüklükteki bronşlar en büyük direnci oluşturur (5-7. Nesle kadar), çünkü büyük bronşların direnci büyük çapları nedeniyle küçüktür ve küçük bronşlar - geniş bir toplam enine kesit alanı nedeniyle.

Hava yolu direnci ayrıca akciğer hacmine de bağlıdır. Büyük bir hacimle parankim, hava yolları üzerinde daha büyük bir "germe" etkisine sahiptir ve dirençleri azalır. PEEP (PEEP) kullanımı akciğer hacminde artışa ve sonuç olarak hava yolu direncinde azalmaya katkıda bulunur.

Normal hava yolu direnci:

Yetişkinlerde - 3-10 mm su sütunu / l / s;

Çocuklarda - 15-20 mm su sütunu / l / s;

1 yaşın altındaki bebeklerde - 20-30 mm su sütunu / l / s;

Yenidoğanlarda - 30-50 mm su sütunu / l / s.

Ekshalasyonda, hava yolu direnci inspirasyondan 2-4 mm w.c./l/s daha fazladır. Bu, hava yollarının duvarının durumu gaz akışını aktif inspirasyona göre daha fazla etkilediğinde, ekshalasyonun pasif doğasından kaynaklanmaktadır. Bu nedenle tam bir ekshalasyon için inhalasyondan 2-3 kat daha fazla zaman gerekir. Normalde yetişkinler için inhalasyon / ekshalasyon süresinin (I: E) oranı yaklaşık 1: 1,5-2'dir. Mekanik ventilasyon sırasında bir hastada ekshalasyonun doluluğu, ekspirasyon zaman sabiti izlenerek değerlendirilebilir.

nefes alma işi

Solunum işi ağırlıklı olarak inhalasyon sırasında inspiratuar kaslar tarafından gerçekleştirilir; son kullanma tarihi neredeyse her zaman pasiftir. Aynı zamanda, örneğin akut bronkospazm veya solunum yolunun mukoza zarının şişmesi durumunda, ekshalasyon da aktif hale gelir ve bu da genel dış havalandırma işini önemli ölçüde artırır.

İnhalasyon sırasında, solunum işi esas olarak akciğer dokusunun elastik direncini ve solunum yolunun direnç direncini yenmek için harcanırken, harcanan enerjinin yaklaşık %50'si akciğerlerin elastik yapılarında birikir. Ekshalasyon sırasında, bu depolanmış potansiyel enerji açığa çıkar ve hava yollarının ekspiratuar direncinin üstesinden gelinmesini sağlar.

Solunum veya ekshalasyona karşı dirençteki artış, solunum kaslarının ek çalışmasıyla telafi edilir. Solunum işi, akciğer kompliyansında azalma (kısıtlayıcı patoloji), hava yolu direncinde artış (obstrüktif patoloji), takipne (ölü boşluğun havalandırılmasından dolayı) ile artar.

Normalde vücut tarafından tüketilen toplam oksijenin sadece %2-3'ü solunum kaslarının çalışmasına harcanır. Bu sözde "nefes alma maliyeti" dir. Fiziksel çalışma sırasında nefes alma maliyeti %10-15'e ulaşabilir. Ve patoloji durumunda (özellikle kısıtlayıcı), vücut tarafından emilen toplam oksijenin% 30-40'ından fazlası solunum kaslarının çalışmasına harcanabilir. Şiddetli diffüz solunum yetmezliğinde solunum maliyeti %90'a çıkar. Bir noktada, artan ventilasyonla elde edilen tüm ek oksijen, solunum kaslarının çalışmasında karşılık gelen artışı karşılamaya gider. Bu nedenle, belirli bir aşamada, solunum işinde önemli bir artış, solunum maliyetinin neredeyse 0'a düştüğü mekanik ventilasyonun başlangıcının doğrudan bir göstergesidir.

Elastik direncin (akciğer kompliyansı) üstesinden gelmek için gereken solunum işi, tidal hacim arttıkça artar. Dirençli hava yolu direncini yenmek için yapılması gereken iş, solunum hızı arttıkça artar. Hasta, mevcut patolojiye bağlı olarak solunum hızını ve tidal hacmi değiştirerek solunum işini azaltmaya çalışır. Her durum için, solunum işinin minimum olduğu optimal bir solunum hızı ve tidal hacim vardır. Bu nedenle, kompliyansı azalmış hastalar için, solunum işini en aza indirme açısından, daha sık ve yüzeysel solunum uygundur (yavaş uyumlu akciğerlerin düzelmesi zordur). Öte yandan, artan hava yolu direnci ile derin ve yavaş solunum optimaldir. Bu anlaşılabilir bir durumdur: gelgit hacmindeki bir artış, bronşları "germenize", genişletmenize, gaz akışına karşı dirençlerini azaltmanıza olanak tanır; aynı amaçla obstrüktif patolojisi olan hastalar nefes verirken dudaklarını sıkıştırarak kendi "PEEP"lerini (PEEP) oluştururlar. Yavaş ve seyrek nefes alma, ekshalasyonun uzamasına katkıda bulunur; bu, artan ekspiratuar hava yolu direnci koşullarında ekshalasyon gaz karışımının daha eksiksiz bir şekilde çıkarılması için önemlidir.

Solunum düzenlemesi

Solunum süreci, merkezi ve periferik sinir sistemi tarafından düzenlenir. Beynin retiküler oluşumunda, inhalasyon, ekshalasyon ve pnömotaksis merkezlerinden oluşan bir solunum merkezi vardır.

Merkezi kemoreseptörler medulla oblongata'da bulunur ve H + ve PCO 2 konsantrasyonundaki artışla uyarılır. Beyin omurilik sıvısı. Normalde, ikincisinin pH'ı 7.32'dir, RCO2 50 mm Hg'dir ve HCO3 içeriği 24.5 mmol / l'dir. PH'daki hafif bir düşüş ve PCO 2'deki bir artış bile akciğerlerin havalanmasını arttırır. Kan-beyin bariyerini aşmak nedeniyle CO 2 , H + ve HCO 3 değerini ölçmek için ek süre gerektiğinden, bu reseptörler hiperkapni ve asidoza periferik olanlardan daha yavaş yanıt verir. Solunum kası kasılmaları, medulla oblongata, pons ve pnömotaksik merkezlerdeki bir grup hücreden oluşan merkezi solunum mekanizmasını kontrol eder. Solunum merkezini tonlandırırlar ve inhalasyonun mekanoreseptörlerden gelen impulslarla durduğu uyarılma eşiğini belirlerler. Pnömotaksik hücreler ayrıca inhalasyonu ekshalasyona dönüştürür.

Karotis sinüs, aortik ark, sol atriyumun iç zarlarında bulunan periferik kemoreseptörler, hümoral parametreleri kontrol eder (arter kanında ve beyin omurilik sıvısında PO 2 , RCO 2) ve vücudun iç ortamındaki değişikliklere anında yanıt vererek modu değiştirir. kendiliğinden nefes alma ve böylece arteriyel kan ve beyin omurilik sıvısında pH, PO2 ve PCO2'yi düzeltir. Kemoreseptörlerden gelen impulslar, belirli bir metabolizma seviyesini korumak için gereken havalandırma miktarını düzenler. Havalandırma modunun optimize edilmesinde, örn. solunumun sıklığını ve derinliğini, soluma ve ekshalasyon süresini, belirli bir havalandırma seviyesinde solunum kaslarının kasılma kuvvetini belirleyen mekanoreseptörler de dahil olur. Akciğer havalandırması, metabolizma düzeyi, metabolik ürünlerin ve O2'nin kemoreseptörler üzerindeki etkisi ile belirlenir ve bunlar onları merkezi solunum mekanizmasının sinir yapılarının afferent uyarılarına dönüştürür. Arteriyel kemoreseptörlerin ana işlevi, kanın gaz bileşimindeki değişikliklere yanıt olarak solunumun derhal düzeltilmesidir.

Alveollerin duvarlarında, interkostal kaslarda ve diyaframda lokalize olan periferik mekanoreseptörler, bulundukları yapıların gerilmesine, mekanik olaylar hakkında bilgilere yanıt verir. Ana rol, akciğerlerin mekanoreseptörleri tarafından oynanır. Solunan hava alveollere VP yoluyla girer ve alveoler-kılcal zar seviyesinde gaz değişimine katılır. Alveol duvarları inspirasyon sırasında gerildiğinden, mekanoreseptörler uyarılır ve solunum merkezine afferent bir sinyal gönderir, bu da inspirasyonu engeller (Hering-Breuer refleksi).

Normal solunum sırasında interkostal-diyafragmatik mekanoreseptörler uyarılmaz ve yardımcı bir değere sahiptir.

Düzenleyici sistem, kendilerine kemoreseptörlerden gelen impulsları entegre eden ve solunum motor nöronlarına uyarıcı impulslar gönderen nöronlar tarafından tamamlanır. Bulber solunum merkezinin hücreleri, solunum kaslarına hem uyarıcı hem de inhibe edici impulslar gönderir. Solunum motor nöronlarının koordineli uyarılması, solunum kaslarının senkronize kasılmasına yol açar.

Hava akımını oluşturan solunum hareketleri, tüm solunum kaslarının koordineli çalışması sayesinde gerçekleşir. motor sinir hücreleri

Solunum kası nöronları, gri maddenin ön boynuzlarında bulunur. omurilik(servikal ve torasik segmentler).

İnsanlarda serebral korteks, solunumun kemoreseptör düzenlemesinin izin verdiği sınırlar dahilinde solunumun düzenlenmesinde de yer alır. Örneğin istemli nefes tutma, beyin omurilik sıvısındaki PaO2'nin arteriyel ve medüller reseptörleri uyaran seviyelere yükseldiği süre ile sınırlıdır.

Solunumun biyomekaniği

Akciğerlerin havalandırılması, solunum kaslarının çalışmasındaki, göğüs boşluğunun ve akciğerlerin hacmindeki periyodik değişiklikler nedeniyle oluşur. Ana ilham kasları diyafram ve dış interkostal kaslardır. Kasılmaları sırasında diyafram kubbesi düzleşir ve kaburgalar yukarı doğru yükselir, bunun sonucunda göğüs hacmi artar ve negatif intraplevral basınç (Ppl) artar. İnhalasyondan önce (nefes vermenin sonunda) Ppl yaklaşık eksi 3-5 cm sudur. Alveoler basınç (Palv) 0 olarak alınır (yani atmosferik basınca eşittir), aynı zamanda hava yolu basıncını da yansıtır ve intratorasik basınçla ilişkilidir.

Alveoler ve intraplevral basınç arasındaki fark transpulmoner basınç (Ptp) olarak adlandırılır. Ekshalasyon sonunda 3-5 cm sudur. Spontan inspirasyon sırasında, negatif Ppl'nin büyümesi (eksi 6-10 cm su sütununa kadar), alveollerde ve hava yollarında basıncın atmosferik basıncın altına düşmesine neden olur. Alveollerde basınç eksi 3-5 cm suya düşer. Basınç farkından dolayı dış ortamdan hava akciğerlere girer (emilir). Göğüs ve diyafram, havayı ciğerlere çeken bir pistonlu pompa görevi görür. Göğsün bu "emme" hareketi sadece havalandırma için değil, aynı zamanda kan dolaşımı için de önemlidir. Spontan inspirasyon sırasında, kalbe kanın ek bir "emilmesi" (ön yükün sürdürülmesi) ve aktivasyon vardır. pulmoner kan akışı sağ ventrikülden sistem yoluyla pulmoner arter. İnhalasyonun sonunda gaz hareketi durduğunda alveolar basınç sıfıra döner, ancak intraplevral basınç eksi 6-10 cm suda kalır.

Sona erme normalde pasif bir süreçtir. Solunum kaslarının gevşemesinden sonra, göğüs ve akciğerlerin elastik geri tepme kuvvetleri, gazın akciğerlerden çıkarılmasına (sıkılmasına) ve akciğerlerin orijinal hacminin geri kazanılmasına neden olur. Trakeobronşiyal ağacın açıklığının bozulması durumunda (inflamatuar sekresyon, mukoza zarının şişmesi, bronkospazm), ekshalasyon süreci zordur ve ekshalasyon kasları da solunum eyleminde yer almaya başlar (internal interkostal kaslar, pektoral kaslar, karın kasları vb.). Ekspirasyon kasları tükendiğinde, ekshalasyon süreci daha da zorlaşır, ekshalasyon karışımı gecikir ve akciğerler dinamik olarak aşırı şişirilir.

Akciğerlerin solunum dışı işlevleri

Akciğerlerin işlevleri gazların difüzyonu ile sınırlı değildir. Membranın kılcal yüzeyini kaplayan ve akciğerlerden geçen biyolojik olarak aktif maddelerin metabolizması ve inaktivasyonunda yer alan vücudun tüm endotel hücrelerinin %50'sini içerirler.

1. Akciğerler, kendi vasküler yataklarını çeşitli şekillerde doldurarak ve düzenleyen biyolojik olarak aktif maddeleri etkileyerek genel hemodinamiği kontrol eder. Vasküler ton(serotonin, histamin, bradikinin, katekolaminler), anjiyotensin I'in anjiyotensin II'ye dönüşümü, prostaglandinlerin metabolizmasına katılım.

2. Akciğerler, trombosit agregasyonunun bir inhibitörü olan prostasiklin salgılayarak ve tromboplastin, fibrin ve bozunma ürünlerini kan dolaşımından uzaklaştırarak kan pıhtılaşmasını düzenler. Sonuç olarak, akciğerlerden akan kan daha yüksek bir fibrinolitik aktiviteye sahiptir.

3. Akciğerler, fosfolipidleri sentezleyen protein, karbonhidrat ve yağ metabolizmasında yer alır (fosfatidilkolin ve fosfatidilgliserol, yüzey aktif cisminin ana bileşenleridir).

4. Akciğerler, vücudun enerji dengesini koruyarak ısı üretir ve ortadan kaldırır.

5. Akciğerler kanı mekanik safsızlıklardan arındırır. Hücre kümeleri, mikrotrombiler, bakteriler, hava kabarcıkları, yağ damlaları akciğerler tarafından tutulur ve yıkıma ve metabolizmaya maruz kalır.

Havalandırma türleri ve havalandırma bozuklukları türleri

Alveollerdeki gazların kısmi basınçlarına dayalı olarak ventilasyon türlerinin fizyolojik olarak net bir sınıflandırması geliştirilmiştir. Bu sınıflandırmaya göre, aşağıdaki havalandırma türleri ayırt edilir:

1.Normal havalandırma - alveollerdeki kısmi CO2 basıncının yaklaşık 40 mm Hg seviyesinde tutulduğu normal havalandırma.

2. Hiperventilasyon - vücudun metabolik ihtiyaçlarını aşan artan havalandırma (PaCO2<40 мм.рт.ст.).

3. Hipoventilasyon - vücudun metabolik ihtiyaçlarına kıyasla azaltılmış ventilasyon (PaCO2> 40 mm Hg).

4. Artırılmış ventilasyon - dinlenme düzeyine kıyasla alveoler ventilasyonda herhangi bir artış; kısmi basıncı alveollerdeki gazlar (örneğin, kas çalışması sırasında).

5.Eupnea - sübjektif bir rahatlık hissi ile birlikte dinlenme sırasında normal havalandırma.

6. Hiperpne - solunum hareketlerinin sıklığının artıp artmadığına bakılmaksızın, solunum derinliğinde bir artış.

7.Tachypnea - nefes alma sıklığında artış.

8. Bradipne - solunum hızında azalma.

9. Apne - esas olarak solunum merkezinin fizyolojik uyarımının olmaması nedeniyle solunum durması (arteriyel kanda CO2 basıncında azalma).

10. Dispne (nefes darlığı) - hoş olmayan bir sübjektif nefes darlığı veya nefes darlığı hissi.

11. Ortopne - sol kalbin yetersizliğinin bir sonucu olarak pulmoner kılcal damarlardaki kanın durgunluğuyla ilişkili şiddetli nefes darlığı. Yatay pozisyonda bu durum ağırlaşır ve bu nedenle bu tür hastaların yalan söylemesi zordur.

12. Asfiksi - esas olarak solunum merkezlerinin felci veya hava yollarının kapanmasıyla ilişkili solunum durması veya depresyonu. Aynı zamanda, gaz değişimi keskin bir şekilde bozulur (hipoksi ve hiperkapni görülür).

Teşhis amacıyla, kısıtlayıcı ve obstrüktif olmak üzere iki tür ventilasyon bozukluğu arasında ayrım yapılması önerilir.

Kısıtlayıcı tipteki ventilasyon bozuklukları, solunum hareketinin ve akciğerlerin genişleme yeteneğinin azaldığı tüm patolojik durumları içerir, örn. esneklikleri azalır. Bu tür bozukluklar, örneğin, akciğer parankimi lezyonlarında (pnömoni, pulmoner ödem, pulmoner fibroz) veya plevral adezyonlarda gözlenir.

Obstrüktif tip ventilasyon bozuklukları hava yollarının daralmasından kaynaklanır, yani; aerodinamik direncini arttırır. Benzer durumlar, örneğin solunum yollarında mukus birikmesi, mukus zarlarının şişmesi veya bronşiyal kasların spazmı (alerjik bronşiyospazm, bronşiyal astım, astımlı bronşit, vb.) ile ortaya çıkar. Bu tür hastalarda inhalasyon ve ekshalasyona karşı direnç artar ve bu nedenle zamanla akciğerlerin havadarlığı ve içlerindeki FRC artar. Elastik liflerin sayısında aşırı bir azalma (alveolar septanın kaybolması, kapiller ağın birleşmesi) ile karakterize edilen patolojik bir duruma pulmoner amfizem denir.

Havalandırma alveoler hava ile akciğerler arasındaki gaz alışverişidir. Pulmoner ventilasyonun kantitatif özelliği, dakika solunum hacmidir (MOD) - 1 dakikada akciğerlerden geçen hava hacmidir. Solunum hareketlerinin sıklığını (bir yetişkinde dinlenme halindeyken 1 dakikada 16-20'dir) ve soluk hacmini (DO = 350 - 800 ml) biliyorsanız MOD'u belirleyebilirsiniz.

MOD \u003d BH DO \u003d 5000 -16000 ml / dak

Bununla birlikte, havalandırılan havanın tamamı pulmoner gaz değişimine katılmaz, sadece alveollere ulaşan kısmı katılır. Gerçek şu ki, solunum dinlenme hacminin yaklaşık 1 / 3'ü sözde havalandırmaya düşüyor. anatomik ölü boşluk (MP), doğrudan gaz değişimine dahil olmayan ve yalnızca inhalasyon ve ekshalasyon sırasında hava yollarının lümeninde hareket eden hava ile doldurulur. Ancak bazen alveollerin bir kısmı, yakındaki kılcal damarlarda kan akışının olmaması veya azalması nedeniyle kısmen veya kısmen işlev görmez. Fonksiyonel açıdan bu alveoller aynı zamanda ölü boşluğu da temsil eder. Alveoler ölü boşluk toplam ölü boşluğa dahil edildiğinde, ikincisine anatomik değil, ancak fizyolojik ölü boşluk-de sağlıklı kişi anatomik ve fizyolojik boşluklar neredeyse eşittir, ancak alveollerin bir kısmı işlev görmezse veya yalnızca kısmen işlev görürse, fizyolojik ölü boşluğun hacmi anatomik olanın birkaç katı olabilir.

Bu nedenle, alveol boşluklarının havalandırılması - alveolar ventilasyon (AV) - pulmoner ventilasyon eksi ölü boşluk ventilasyonudur.

AB \u003d BH´(DO -MP)

Alveoler ventilasyonun yoğunluğu, solunumun derinliğine bağlıdır: nefes ne kadar derinse (daha fazla TO), alveollerin ventilasyonu o kadar yoğun olur.

Maksimum akciğer ventilasyonu (MVL)- solunum hareketlerinin maksimum sıklığı ve derinliği sırasında 1 dakika içinde akciğerlerden geçen hava hacmi Maksimum havalandırma, yoğun çalışma sırasında O 2 eksikliği (hipoksi) ve CO 2 fazlalığı (hiperkapni) ile gerçekleşir. solunan hava Bu şartlar altında MOD 1 dakikada 150 - 200 litreye ulaşabilir.

Yukarıda listelenen göstergeler dinamiktir ve solunum sisteminin işleyişinin etkinliğini zaman açısından (genellikle 1 dakika içinde) yansıtır.

Dinamik göstergelere ek olarak, dış solunum şu şekilde değerlendirilir: statik göstergeler (Şek. 7):

§ gelgit hacmi (TO) - bu, sakin nefes alma sırasında solunan ve verilen havanın hacmidir (bir yetişkinde 350 - 800 ml'dir);

§ inspirasyon yedek hacmi (RIV)- Zorunlu nefes alma sırasında sakin bir nefesin üzerinde solunabilecek ek hava hacmi (RO vd ortalama 1500-2500 ml);

§ ekspirasyon yedek hacmi (ERV)- sessiz bir ekshalasyondan sonra verilebilecek maksimum ek hava hacmi (RO ekshalasyon ortalama 1000-1500 ml);

§ artık akciğer hacmi (00) - maksimum ekshalasyondan sonra akciğerlerde kalan hava hacmi (OO = 1000 -1500 ml)

Şekil 7. Sakin ve zorla nefes alan spirogram

Akciğerler çöktüğünde (pnömotoraksta), kalan havanın çoğu dışarı atılır ( çökme artık hacmi = 800-1000 ml) ve akciğerlerde kalır. minimum artık hacim(200-400 mi). Bronşiyollerin bir kısmı alveollerden önce çöktüğü için (terminal ve solunum bronşiyolleri kıkırdak içermez) bu hava, sözde hava tuzaklarında tutulur. Bu bilgi, adli tıpta bir çocuğun canlı doğup doğmadığını test etmek için kullanılır: ölü doğan bir akciğer, hava içermediği için suya batar.

Akciğer hacimlerinin toplamına akciğer kapasiteleri denir.

Aşağıdaki akciğer kapasiteleri ayırt edilir:

1. toplam akciğer kapasitesi (TLC)- maksimum inspirasyondan sonra akciğerlerdeki hava hacmi - dört hacmi de içerir

2. hayati kapasite (VC) tidal hacmi, inspirasyon yedek hacmini ve ekspirasyon yedek hacmini içerir. VC, maksimum ekshalasyon sırasında maksimum inhalasyondan sonra akciğerlerden ekspire edilen havanın hacmidir.

ZEL \u003d TO + ROvd + ROvyd

Erkeklerde VC 3,5 - 5,0 litre, kadınlarda - 3,0-4,0 litredir. VC'nin değeri boy, yaş, cinsiyet, fonksiyonel eğitim derecesine bağlıdır.

Yaşla birlikte bu rakam azalır (özellikle 40 yaşından sonra). Bu, akciğerlerin esnekliğindeki ve göğsün hareketliliğindeki azalmadan kaynaklanmaktadır. Kadınlarda VC erkeklerden ortalama %25 daha azdır. Göğüs boyutu diğer vücut boyutları ile orantılı olduğundan VC, yüksekliğe bağlıdır. VC kondisyon derecesine bağlıdır: VC özellikle yüzücülerde ve kürekçilerde yüksektir (8 litreye kadar), çünkü bu sporcuların iyi gelişmiş yardımcı kasları (büyük ve küçük pektoraller) vardır.

3. inspirasyon kapasitesi (EVD) tidal hacim ve inspirasyon yedek hacminin toplamına eşittir, ortalama 2,0 - 2,5 l;

4. fonksiyonel artık kapasite (FRC)- sessiz bir ekshalasyondan sonra akciğerlerdeki hava hacmi. Sakin bir inhalasyon ve ekshalasyon sırasında akciğerlerde, alveolleri ve alt solunum yollarını dolduran yaklaşık 2500 ml hava sürekli olarak bulunur. Bu nedenle, alveol havasının gaz bileşimi sabit bir seviyede tutulur.

Geleneksel bir çalışmada TRL, RO ve FRC ölçüm için mevcut değildir. Kapalı bir devrede (helyum, nitrojen içeriği) gaz karışımlarının bileşimindeki değişikliği inceleyen gaz analizörleri kullanılarak belirlenirler.

Akciğerlerin havalandırma işlevini, solunum yolunun durumunu değerlendirmek için, solunum modelini (çizimini) inceleyin, çeşitli metodlar araştırma: pnömografi, spirometri, spirografi.

Spirografi (lat. spiro nefes almak için + Yunanca grafo yazmak, tasvir etmek için)- doğal solunum hareketlerinin ve istemli zorunlu solunum manevralarının performansı sırasında akciğer hacimlerindeki değişikliklerin grafik kaydı yöntemi.

Spirografi, akciğerlerin havalandırılmasını tanımlayan bir dizi gösterge elde etmenizi sağlar.

Teknik uygulamada, tüm spirograflar açık ve kapalı tip cihazlara ayrılmıştır (Şekil 8).

Pirinç. 8. Spirografın şematik gösterimi

Açık tip cihazlarda, hasta valf kutusundan atmosferik havayı solur ve dışarı verilen hava Douglas torbasına veya Tiso spirometreye (kapasite 100-200 l), bazen de hacmini sürekli olarak belirleyen gaz sayacına girer. Bu şekilde toplanan hava analiz edilir: birim zamanda oksijen emilimi ve karbondioksit emisyonu değerlerini belirler. Kapalı tip aparatlarda, aparatın çanının havası kullanılır, atmosferle bağlantısı olmayan kapalı bir devrede sirküle edilir. Ekshale edilen karbondioksit özel bir emici tarafından emilir.

Solunum sırasında akciğer hacmindeki değişiklikleri kaydeden modern cihazlarda (hem açık hem de kapalı tip), ölçüm sonuçlarının otomatik olarak işlenmesi için elektronik hesaplama cihazları vardır.

Spirogramı analiz ederken hız göstergeleri de belirlenir. Hız göstergelerinin hesaplanması büyük önem Bronşiyal obstrüksiyon belirtilerini belirlemede.

§ 1 saniyede zorlu ekspiratuar hacim(FEV1) - derin bir nefesin ardından ekspirasyonun ilk saniyesinde akciğerlerden maksimum eforla atılan hava hacmi, yani. FVC'nin bir kısmı birinci saniyede ekshale edildi. Her şeyden önce, FEV1 büyük hava yollarının durumunu yansıtır ve genellikle VC yüzdesi olarak ifade edilir (normal FEV1 = %75 VC).

§ Tiffno indeksi – FEV1/FVC oranı, olarak ifade edildi %:

BT= FEV1 ´ 100%

FZhEL

Solunum "itme" testinde (Tiffno testi) belirlenir ve tek bir zorunlu ekshalasyon çalışmasından oluşur, solunum cihazının işlevsel durumu hakkında önemli teşhis sonuçları yapmanızı sağlar. Ekshalasyonun sonunda, yoğunluk solunum akışı küçük hava yollarının kompresyonuyla sınırlıdır (Şekil 8).

Pirinç. 9. Spirogramın ve göstergelerinin şematik gösterimi

Birinci saniyedeki zorlu ekspirasyon hacmi (FEV1) normalde en az %70-75'tir. Tiffno indeksinde ve FEV1'de bir azalma, bronşiyal açıklıkta bir azalmanın eşlik ettiği hastalıkların karakteristik bir belirtisidir - bronşiyal astım, kronik obstrüktif akciğer hastalığı, bronşektazi, vb.

Spirogram belirlemek için kullanılabilir oksijen hacmi, vücut tarafından tüketilir. Spirografta bir oksijen dengeleme sistemi varsa, bu gösterge, böyle bir sistemin yokluğunda, sakin nefes alma spirogramının eğimi ile giren oksijen eğrisinin eğimi ile belirlenir. Bu hacmi, oksijen tüketiminin kaydedildiği dakika sayısına bölerek değer elde edilir. ses 2(dinlenme halinde 200-400 ml yapar).

Pulmoner ventilasyonun tüm göstergeleri değişkendir. Cinsiyete, yaşa, kiloya, boya, vücut pozisyonuna, kondisyona bağlıdırlar. gergin sistem hasta ve diğer faktörler. Bu nedenle, pulmoner ventilasyonun işlevsel durumunun doğru bir şekilde değerlendirilmesi için, bir veya başka bir göstergenin mutlak değeri yetersizdir. Elde edilen mutlak göstergeleri, aynı yaş, boy, kilo ve cinsiyetteki sağlıklı bir insanda karşılık gelen değerlerle karşılaştırmak gerekir - sözde gerekli göstergeler.

erkekler için JEL = 5,2xR - 0,029xB - 3,2

kadınlar için JEL = 4,9xR - 0,019xB - 3,76

4 ila 17 yaş arası, boyu 1,0 ila 1,75 m olan kızlar için:

JEL = 3,75xR - 3,15

boyu 1,65 m'ye kadar olan aynı yaştaki erkek çocuklar için:

JEL \u003d 4.53xR - 3.9 ve St. 1,65 m - JEL = 10xR - 12,85

burada P yükseklik (m), B yaştır

Böyle bir karşılaştırma, vade göstergesine göre yüzde olarak ifade edilir. Vadeli gösterge değerinin %15-20'sini aşan sapmalar patolojik olarak kabul edilir.

Kontrol soruları

1. Pulmoner ventilasyon nedir, hangi gösterge onu karakterize eder?

2. Anatomik ve fizyolojik ölü boşluk nedir?

3. Alveolar ventilasyon nasıl belirlenir?

4. MVL nedir?

5. Dış solunumu değerlendirmek için hangi statik göstergeler kullanılır?

6. Akciğerlerin kapasiteleri nelerdir?

7. VC'nin değeri hangi faktörlere bağlıdır?

8. Spirografinin amacı nedir?

10. Vadeli göstergeler nelerdir, nasıl belirlenir?