Объем вентиляции. Механика дыхательных движений
Обновлено: 17.05.2024
Дыхание - процесс обмена газами (кислородом и углекислотой) между организмом и окружающей средой. Дыхание представляет собой сложный нервно-мышечный акт, состоящий из вдоха и выдоха, т. е. введения воздуха в легкие и выведения его из них. Координирование функций, лежащих в основе легочного газообмена, осуществляется центральной нервной системой. Рефлекторное раздражение дыхательного центра происходит при повышении содержания в крови углекислоты.
Какие стадии выделяют в процессе дыхания?
а) внешнее дыхание - процессы, происходящие в органах дыхания, благодаря которым кислород из внешней среды поступает в кровь, а углекислота - во внешнюю среду;
б) перенос газа кровью - насыщение органов кислородом и выделение углекислоты;
в) тканевое или внутриклеточное дыхание - окисление органических соединений в клетках тела, сопровождающееся потреблением кислорода, образованием углекислоты и освобождением энергии, которая используется для процессов жизнедеятельности.
Какое значение для процесса дыхания имеет величина жизненной емкости легких?
Большое значение для процессов газообмена имеют вместимость легких и величина поверхности, через которую может происходить обмен газами между легкими и кровью. Чем больше емкость легких, тем больше обеспечиваются ткани кислородом.
Как определяется жизненная емкость легких?
Жизненная емкость легких определяется объемом максимального выдоха, сделанного после максимального вдоха. Величина жизненной емкости зависит от возраста, пола и степени развития дыхательного аппарата (размеры грудной клетки, сила дыхательных мышц и т. д.) индивидуума. Средняя величина жизненной емкости легких у мужчин 3,5 л, у женщин - 3 л, у спортсменов - 4,7 л. Определяется жизненная емкость легких спирометром или с помощью газовых часов.
Как измеряются показатели вентиляции легких?
Большое значение имеет вентиляция легких - смена воздуха в полости легких, производимая посредством периодических вдохов и выдохов. Она измеряется количеством воздуха, которое человек выдыхает за 1 минуту, или минутным объемом дыхания. Взрослые люди в условиях покоя производят в среднем от 16 до 20 дыхательных движений в 1 минуту. Объем каждого вдоха обычно составляет около 500 мл, отсюда минутный объем дыхания равен 500X16=8000 мл. У новорожденного частота дыхания 60-70 в 1 минуту, к 5 годам она снижается до 26, а к 15-20 годам - до 20 в минуту. При работе, движении, при лихорадке (в условиях повышенного обмена) число дыхательных движений в 1 мин увеличивается. Вентиляция легких, равная в покое в среднем 8 л, при тяжелом физическом труде возрастает в 20 раз.
Как можно определить частоту дыхания у больного?
Для определения частоты дыхания следует положить руку на грудную клетку или живот больного и, отвлекая его, считать число дыхательных движений в течение 1 минуты. При наличии у больного дыхательной недостаточности возникает одышка, при которой больной нуждается в медицинской помощи. Число дыхательных движений медсестра отмечает графически в температурном листе больного.
Объем вентиляции. Механика дыхательных движений
Частотой дыхательных движений (ЧДД) называют совокупность вдохов и следующих за ними выдохов за единицу времени.
Дыхательные движения совершаются за счет сокращения дыхательных мышц: диафрагмальных, межреберных и частично мышц брюшной стенки. Различают грудной, брюшной и смешанный типы дыхания.
Глубина, частота и ритм дыхательных движений регулируются корой головного мозга и дыхательным центром.
У здорового человека в состоянии покоя дыхательные движения ритмичны, а их частота составляет около 16-20 в минуту.
У женщин на ЧДД на 2-4 дыхания больше, чем у мужчин.
У новорожденных детей ЧДД составляет 40-50 раз в 1 минуту. К 5 годам этот показатель снижается до 24, а в подростковом возрасте достигает оптимальной средней величины.
В лежачем положении число дыханий обычно уменьшается, в вертикальном положении - увеличивается.
У одного человека ЧДД может изменяться от нуля (в случае произвольной остановки дыхания) до более 20 (при эмоциональном возбуждении, физических нагрузках и т.д.)
Подсчет дыхательных движений осуществляют для проверки правильности дыхания, выявления одышки, различных заболеваний дыхательных органов (эмфизема легких, пневмония, пневмосклероз, бронхит) и прочих патологических состояний, вызывающих учащение (тахипноэ) и урежение (брадипноэ) дыхания.
Глава 2. Механические свойства легких и общие принципы проведения ИВЛ.
Основными характеристиками респираторной системы являются податливость (комплайнс) и сопротивление (резистанс). Величина податливости и сопротивления определяются давлением, потоком и объемом воздуха в легких. Рассмотрим эти понятия на примере объемного механического вдоха (рис. 2.1).
Для подачи заданного объема кислородно-воздушной смеси необходимо обеспечить определенный дыхательный поток. Его максимальная величина на вдохе называется пиковым инспираторным потоком, максимальная величина на выдохе - пиковым экспираторным потоком. При поступлении воздушного потока в легкие в них подается дыхательный объем и создается некоторое давление (Paw). В начале вдоха это давление максимальное, пиковое (Ppeak). Затем оно снижается. При наличии в конце вдоха паузы, во время которой нет движения воздуха в дыхательных путях, можно определить так называемое давление плато вдоха (Pplat). Отсутствие движения воздуха в дыхательной системе во время паузы вдоха приводит к уравниванию давления в трахее, бронхах, альвеолах. Измеряя величину Pplat датчиком давления, располагающимся у наружного конца интубационной трубки, можно оценить давление в альвеолах в конце вдоха (Palv). С точки зрения газообмена альвеолярное давление является очень важным параметром, поскольку отражает ту движущую силу, которая растягивает альвеолы и обеспечивает градиент давления между ними и легочными капиллярами. Кроме того, от величины Palv зависит венозный возврат к сердцу и вероятность повреждения альвеол. При выдохе происходит снижение Paw до того уровня положительного давления в конце выдоха (positive end expiratory pressure, РЕЕР), которое установлено врачом. Последняя величина называется внешним, или аппаратным РЕЕР. Кроме давления, измеренного возле проксимального конца интубационной трубки, клиническое значение имеет величина давления в нижней трети пищевода (Pes), отражающая колебания давления в плевральной полости.
Если у пациента имеется ограничение выдоха, что бывает, например, при хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ), то воздух может задерживаться в легких. Вследствие этого поступающие новые порции дыхательной смеси приводят к развитию перерастяжения (гиперинфляции) легких. Одним из критериев оценки гиперинфляции является величина непреднамеренного (внутреннего) РЕЕР. Необходимо учесть, что в этом случае истинный РЕЕР может существенно отличаться от внешнего. Подробнее эта проблема будет рассмотрена в разделе, посвященном проведению ИВЛ у больных с ХОБЛ.
Сопротивление дыхательных путей (R) рассчитывают как частное от деления разницы между Ppeak и РЕЕР на величину пикового потока.
R = (Ppeak - РЕЕР) : V’
где V’ - пиковый поток.
Податливость (С) определяется разницей давлений в легких во время вдоха и выдоха при введении в них определенного объема воздуха. Если в расчет принимается разница Pplat и РЕЕР, то податливость называется статической (Сstat).
Строго говоря, для того, чтобы измеряемое респиратором давление соответствовало Pplat, нужно создать достаточно длительную паузу вдоха (обычно не менее 0,5 с). За столь длительный промежуток времени можно достичь уравнивания давления в разных альвеолах. Если столь длительная пауза не выдерживается, то в расчетах используют величину Paw , примерно соответствующую Pplat. В связи с этим показатель податливости называется динамическим (Сdyn).
Величина, обратная податливости, называется эластичностью легких (E).
Величина динамической податливости больше статической и зависит не только от эластических свойств легких, но и от сопротивления дыхательных путей. Для клинической практики важно понимать, что чем меньше податливость и больше сопротивление, тем труднее ввести дыхательный объем в легкие больного. Следовательно, тем большее давление в дыхательной системе для этого нужно создать.
Однако энергия механического вдоха расходуется не только на растяжение легких, но и на преодоление эластичности окружающих структур: грудной клетки и живота, а также повязок и бандажей. На поступление воздуха в дыхательную систему влияют свойства:
1. эндотрахеальной (трахеостомической) трубки,
2. собственно легких,
3. грудной клетки.
Грудная клетка представляет собой мышечно-реберный каркас. Наиболее изменчивы характеристики этого каркаса в его нижней части, которая занята диафрагмой. Смещение диафрагмы в краниальном направлении вследствие повышения внутрибрюшного давления является одной из наиболее частых причин изменения механических свойств грудной клетки.
Поступление воздуха в легкие должно преодолеть силы эластичности. Несколько упрощая реальную ситуацию, можно выделить эластичность самих легких и эластичность грудной клетки. Соответственно раздельно рассматривают податливость легких и грудной клетки. Податливостью эндотрахеальной трубки в виду жесткости ее стенок обычно пренебрегают. Кроме того, воздух, поступающий в легкие, имеет определенную вязкость. Как всякая вязкая среда, воздушный поток преодолевает сопротивление тех структур, с которыми он контактирует. Поэтому различают сопротивление эндотрахеальной трубки и сопротивление дыхательных путей.
Раздельный учет 4 факторов - сопротивления эндотрахеальной трубки (Ret), сопротивления дыхательных путей (Raw), податливости легких (C L ) и податливости грудной клетки (CCW) - лежит в основе четырехкомпонентной модели легких. Использование этой модели полезно в клинической практике, поскольку позволяет рационально подбирать режимы ИВЛ. Влияние всех четырех компонентов приводит к формированию общего показателя - давления в дыхательной системе (Paw):
Величину Paw можно измерить с помощью имеющегося во всех респираторах датчика давления, располагающегося в контуре аппарата ИВЛ. Для оценки отдельных компонентов респираторной системы используют дополнительные датчики давления, вводимые в трахею и пищевод пациента. Раздельную оценку сопротивлений эндотрахеальной трубки и дыхательных путей проводят при сравнении показаний датчиков, располагающихся в контуре аппарата и непосредственно в трахее. Анализ изменений трахеального давления позволяет исключить влияние интубационной трубки и оценивать сопротивление только дыхательной системы (рис. 2.2).
Для определения C L и CCW используют информацию, получаемую также от двух датчиков: обычного, располагающегося у наружного конца интубационной трубки, и пищеводного, вводимого в нижнюю треть пищевода. Показания последнего соответствуют изменениям плеврального давления.
Как известно, в состоянии выдоха давление в альвеолах равняется атмосферному. В нормальной физиологии величину атмосферного давления принято рассматривать как референтную точку, т.е. принимать ее в качестве нуля. В связи с этим во время выдоха в плевральной полости давление, которое ниже атмосферного, считается отрицательным (обычно -5 см вод. ст.). Такая величина давления нужна для уравновешивания эластичности легких и грудной клетки
При вдохе динамика плеврального давления отражает разные физиологические процессы в зависимости от того, является ли вдох спонтанным или механическим. И при спонтанном вдохе, и при механическом происходит растяжение легких. В обоих случаях сила, которая движет воздух в легкие, создается за счет разницы давлений между альвеолами и окружающей средой.
При механическом вдохе давление окружающей среды, создаваемое респиратором, больше давления в альвеолах. Увеличение давления в альвеолах приводит к росту плеврального давления, которое становится положительным. Иными словами, плевральное давление отражает ту силу, с которой растягиваемые респиратором легкие расправляют грудную клетку. Динамика Paw, измеряемого возле наружного конца эндотрахеальной трубки при механическом вдохе, определяется силой, с которой респиратор растягивает суммарно легкие и грудную клетку.
Согласно законам физиологии, эластичность респираторной системы (Ers) равна сумме эластичностей легких (E L ) и грудной клетки (ECW):
Общая податливость респираторной системы (Crs) является результатом совместного влияния C L и CCW. Поскольку податливость - это величина, обратная эластичности, получаем следующую формулу:
Путем дальнейших арифметических действий можно рассчитать податливость грудной клетки:
Иная ситуация возникает при спонтанном вдохе. Градиент давления, движущий воздух в легкие, создается за счет работы мышц вдоха и увеличения грудной клетки в объеме. Отрицательное плевральное давление становится меньше, т.е. еще отрицательнее, что приводит к «засасыванию» воздуха в легкие. Иными словами, изменения плеврального давления при спонтанном вдохе отражают ту силу, с которой грудная клетка растягивает легкие. Из-за активного сокращения дыхательной мускулатуры во время спонтанного вдоха оценить отдельно податливость грудной клетки не представляется возможным. В связи с этим, во время самостоятельного вдоха величина давления, как во всей дыхательной системе, так и в плевральной полости зависит только от податливости легких (C L ).
Зачем нужны описанные физиологические характеристики практикующему реаниматологу? Они необходимы для объяснения современных подходов к проведению респираторной поддержки, которые основаны на четырех основных положениях (Artigas A. et al., 1998):
1. облегчение непереносимой больным работы дыхательной мускулатуры,
2. предупреждение повреждения легких во время ИВЛ,
3. обеспечение оксигенации,
4. поддержание вентиляции (выведения углекислоты).
Подчеркнем, что приведенная последовательность не является случайной. Приоритетными задачами являются первые две. Крайне желательно, чтобы решение остальных задач не вступало в противоречие с ними. Для облегчения непереносимой больным работы дыхательной мускулатуры необходимо создать максимальное соответствие его дыхательного паттерна и работы респиратора. С этой целью нужно подбирать режимы вентиляции, оптимизировать качество триггирования (отклика) респиратора на дыхательные попытки больного, а также использовать оценку состояния механики дыхания конкретного больного.
Для предупреждения повреждения легких во время проведения ИВЛ необходимо предотвращать избыточное повышение давления в альвеолах (баротравму легких), поступление избыточного объема воздуха в легких (волюмотравму) и повторение циклов закрытия-раскрытия альвеол (ателектотравму). Указанные принципы составляют основу лечебной доктрины, называемой «открытыми отдыхающими легкими» («open lung rest»). В многочисленных экспериментальных и клинических работах показано, что невнимание к этим факторам приводит к прогрессированию дисфункции легких и развитию не только дыхательной, но и полиорганной недостаточности из-за выброса из альвеолоцитов повреждающих медиаторов воспаления. Цепь описываемых событий имеет название биотравмы (Plцtz F. et al., 2004).
Для предупреждения баротравмы альвеолярное давление должно быть ограничено величиной 30 см вод. ст. Если у пациента нет проблем с податливостью грудной клетки, то величина давления плато в дыхательных путях соответствует альвеолярному давлению. Поэтому при проведении ИВЛ стараются не превышать давление плато более чем 30 см вод. ст. Для ограничения давления плато при снижении податливости легких приходится уменьшать вводимый дыхательный объем. Доказано, что даже для здоровых легких опасным является длительное применение дыхательных объемов 10-12 мл/кг идеальной массы тела больного и более.
Следует также учесть, что повреждающее действие на легкие оказывают повышенные концентрации кислорода (оксигенотравма). Наиболее вероятный механизм - активация перекисного окисления липидов. Кроме того, избыточное содержание кислорода приводит к низкому содержанию в альвеолах биологически инертного газа азота. Из-за отсутствия азота всасывание кислорода в кровь делает альвеолу безвоздушной, и она спадается. Возникающие при этом микроателектазы называются абсорбционными.
Указанные рекомендации не относятся к пациентам с заболеваниями и поражениями мозга и сердца, которые нуждаются не просто в нормальном, а в повышенном уровне оксигенации. Обеспечение гипероксии неизбежно приводит к использованию таких подходов к ИВЛ, которые повреждают легкие. В связи с этим приходится в каждом конкретном случае выбирать между тактикой предупреждения повреждения легких и обеспечением необходимых параметров газообмена. Обычно из-за опасений гипоксии и гиперкапнии в клинической практике величину дыхательного объема снижают чаще всего только до 7-8 мл/кг.
1. спонтанные вдохи увеличивают венозный возврат и насосную функцию здорового сердца (при левожелудочковой недостаточности наблюдается обратный эффект);
2. дополнительный объем дыхания улучшает оксигенацию артериальной крови и выведение углекислоты;
3. отсутствие борьбы с респиратором снимает избыточную работу мышц вдоха и выдоха, экономит кислород, поступающий в ограниченном количестве из-за поражения легких, и обеспечивает комфорт для больного;
4. во время спонтанного вдоха задние мышечные сегменты диафрагмы сокращаются сильнее, чем передние сухожильные, что улучшает вентиляцию дорсальных отделов легких. Поскольку при механическом вдохе сокращения диафрагмы отсутствуют, то давление органов брюшной полости приводит к преимущественному поступлению воздуха в немногочисленные вентральные альвеолы и спаданию дорсальных.
Отмеченные положительные эффекты сохранения спонтанного дыхания касаются только неглубоких вдохов. При значительной глубине спонтанного вдоха проявляются его негативные эффекты. Важнейшие из них следующие:
1. значительная нагрузка на дыхательные мышцы с нерациональным расходом кислорода;
2. пережатие полых вен перераздутыми легкими с нарушением венозного возврата;
3. значительное растяжение альвеол снаружи, со стороны плевральной полости, что в сочетании с раздуванием их респиратором изнутри приводит к повышению так называемого транспульмонального давления и повреждению легких.
Резюмируя сказанное, можно констатировать принципиальное изменение взглядов на респираторную поддержку в настоящее время. Отметим основные положения:
1. практически полный отказ от нетриггированной вентиляции с максимальным вниманием к сохранению спонтанного дыхания пациента;
2. особое внимание к предупреждению повреждения легких из-за нерационального выбора параметров ИВЛ;
3. отказ от стремления к нормализации газообмена и других показателей гомеостаза в пользу так называемых стресс-норм.
Кроме того, наметился пересмотр отношения к ИВЛ как к методике протезирования легких, которую нужно использовать по возможности реже и отказываться от нее, чем раньше, тем лучше. Отношение изменилось в пользу оценки ИВЛ как лечебного метода при заболеваниях и повреждениях легких, при кардиологических и кардиохирургических проблемах. В связи с этим показания к искусственной вентиляции легких и длительность ее проведения расширены во многих клинических ситуациях.
Отметим, что для проведения рациональной респираторной поддержки необходимо понимание не только физиологических особенностей больного, но и деталей реализации режимов ИВЛ в аппаратах различных классов и моделей. Современные респираторы предлагают врачу не альтернативные варианты проведения ИВЛ, а непрерывную гамму режимов. Цель использования разных режимов и алгоритмов ИВЛ - индивидуальный подход к конкретной клинической ситуации. В связи с этим, автор глубоко убежден, что способность реаниматолога разобраться в физиологии и патофизиологии дыхания, а также в деталях технологии респираторной поддержки является одним из маркеров его профессионализма.
Физиология человека и животных
Вентиляция легких. Механика и динамика дыхательных движений. Внутриплевральное давление и его значение. Роль сурфактанта. Аэрогематический барьер
Вентиляция легких осуществляется вследствие разности давления между альвеолярным и атмосферным воздухом. При вдохе давление в альвеолах снижается (за счет расширения грудной клетки) и становится ниже атмосферного: воздух из атмосферы входит в воздухоносные пути. При выдохе давление в альвеолах приближается к атмосферному или даже становится выше него (при форсированном выдохе), что соответственно приводит к удалению воздуха из альвеол.
Аппарат вентиляции состоит из 2 частей:
1) грудной клетки с дыхательными мышцами и 2) легких с дыхательными путями.
Внешнее дыхание состоит из двух актов: вдоха (инспирация) и выдоха (экспирация). Различают два режима дыхания:
1) спокойное дыхание (частота 12 - 18 дыхательных движений в мин);
2) форсированное дыхание (увеличение частоты и глубины дыхания).
Спокойное дыхание. Акт вдоха совершается путем подъема ребер межреберными мышцами и опускания купола диафрагмы. Диафрагма - это наиболее сильная мышца вдоха, дает 2/3 объема вдоха. При расслаблении мышц вдоха под действием эластических сил грудной клетки и силы тяжести объем грудной клетки уменьшается, вследствие чего происходит выдох (при спокойном дыхании он происходит пассивно). Таким образом, дыхательный цикл включает вдох, выдох и паузу.
Различают грудной, брюшной и смешанный типы дыхания. Грудной (или реберный) тип дыхания обеспечивается в основном за счет работы межреберных мышц, а диафрагма смещается пассивно под действием грудного давления. При брюшном типе дыхания в результате мощного сокращения диафрагмы не только снижается давление в плевральной полости, но и одновременно повышается давление в брюшной полости. Этот тип дыхания более эффективен, так как при нем легкие сильнее вентилируются и облегчается венозный возврат крови от органов брюшной полости к сердцу. Смешанный тип дыхания наблюдается чаще всего при спокойном дыхании и обеспечивается активной работой и межреберных мышц, и диафрагмы.
Форсированное дыхание. Во вдохе участвуют вспомогательные дыхательные мышцы: большая и малая грудные, лестничные (поднимают первое и второе ребра), грудино-ключично-сосцевидная (поднимает ключицу). При этом грудная клетка расширяется больше. Выдох при форсированном дыхании тоже представляет собой активный процесс, так как в нем участвуют внутренние межреберные мышцы, которые сближают ребра, а также - косые и прямые мышцы живота.
Легкие отделены от стенок грудной клетки плевральной полостью шириной 5 - 10 мкм, образованной 2 листками плевры, один из которых прилежит к внутренней стенке грудной клетки, а другой окутывает легкие. Давление в плевральной полости меньше атмосферного на величину, обусловленную эластической тягой легких (при выдохе оно меньше атмосферного на3 ммрт. ст., при вдохе - на6 ммрт. ст.). Оно появляется после первого вдоха новорожденного, когда воздух заполняет альвеолы и проявляется сила поверхностного натяжения жидкости альвеол. Благодаря отрицательному давлению в плевральной полости, легкие всегда следуют за экскурсиями грудной клетки.
Пневмоторакс - спадение легких при попадании воздуха в плевральную полость.
Со стороны альвеол поверхность мембраны альвеолярно-капиллярной мембраны покрыта особым веществом - сурфактантом. Это вещество образует слой толщиной 0,5 мкм и составляет так называемый аэрогематический барьер, который облегчает диффузию газов. Сурфактант состоит из фосфолипидов, белков и полисахаридов, постоянно вырабатывается клетками эпителия альвеол и обновляется примерно через 30 часов.
1) снижает поверхностное натяжение альвеолярных стенок;
2) создает возможность расправления легкого при первом вдохе новорожденного;
3) препятствует спадению легких при выдохе;
4) обеспечивает эластичность и стабильность легочной ткани;
5) регулирует скорость абсорбции О2 и интенсивность испарения воды с поверхности альвеол;
Показатели внешнего дыхания. Понятие о легочных объемах и емкостях. Состав вдыхаемого, выдыхаемого и альвеолярного воздуха
Для характеристики функции внешнего дыхания c помощью спирометра измеряют показатели, позволяющие оценить разные стороны вентиляции легких (рис. 1):
Рисунок 1. Легочные объемы и емкости.
Слева показана запись нескольких дыхательных движений с различной глубиной вдоха и выдоха, справа от записи дыхательных движений - названия показателей внешнего дыхания
1. - Дыхательные объемы (статичны):
Дыхательный объем - ДО (0,3 - 0,8 л) - воздух, вдыхаемый и выдыхаемый при каждом дыхательном цикле.
Резервный объем выдоха - РОвыд (1,0 - 1,5 л) - воздух, который можно дополнительно выдохнуть после обычного выдоха в покое (резервный воздух).
Резервный объем вдоха - РОвд (1,5 - 2,5 л) - воздух, который можно вдохнуть после обычного вдоха в покое (дополнительный воздух).
Остаточный объем легких, или остаточный воздух - ОО (1,0 - 1,2 л) - количество воздуха, которое остается в легких после максимального выдоха.
2. - Дыхательные емкости (статичны):
Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) = ДО + РОвыд + РОвд = 3,0 - 5,0 л (3,0 - 4,0 л - жен., 4,5 - 5,0 л - муж.) - количество воздуха, которое выходит из легких при максимальном выдохе после глубокого вдоха.
Общая емкость легких (ОЕЛ) = ЖЕЛ + ООЛ (4,2 - 6,0 л) - количество воздуха, находящееся в легких после максимального вдоха.
Функциональная остаточная емкость легких (ФОЕ) = РОвыд + ООЛ (1,8 - 2,5 л) - количество воздуха, остающегося в легких после спокойного выдоха (функциональный остаточный воздух). ФОЕ показывает, какой объем воздуха заполняет легкие при спокойном дыхании.
ЖЕЛ =70 - 80 % ОЕЛ, ФОЕ = около 50 % ОЕЛ, ООЛ = около 30 % ОЕЛ.
3. - Показатели легочной вентиляции (динамичны):
За один вдох человек вдыхает около 0,5 л воздуха, из которых примерно 0,17 л заполняет мертвое пространство и только 0,33 л доходит до основной среды, где происходит газообмен, поэтому при спокойном дыхании ФОЕ обновляется не более, чем на 1/7 часть, что способствует поддержанию процентного содержания кислорода и углекислого газа на постоянной уровне.
Минутный объем дыхания (МОД) = ДО х ЧД. МОД в норме равен 6 - 8 л/мин. Максимальная вентиляция легких (МВЛ) при работе возрастает до 100-120 л/мин, у спортсменов - до 180 л/мин.
Резерв дыхания (РД) = МВЛ - МОД.
Частота внешнего дыхания (ЧД) = 12 - 18 дыхательных актов/мин.
Основные методы определения показателей внешнего дыхания - спирометрия и спирография.
Спирометрия - это измерение объемов выдыхаемого воздуха с помощью спирометра. Спирография - измерение и запись объемов вдыхаемого и выдыхаемого воздуха с помощью спирографа. Кроме этого, используют также пневмографию и пневмотахометрию. Пневмография - метод регистрации дыхательных движений грудной клетки. Пневмотахография - запись объемной скорости потоков вдыхаемого и выдыхаемого воздуха.
Для оценки показателей внешнего дыхания очень важен состав атмосферного, альвеолярного и выдыхаемого воздуха (табл. 1).
Состав атмосферного, альвеолярного и выдыхаемого воздуха (по наличию кислорода и углекислого газа; % от общего объема)
Читайте также: