یکی از مهمترین شاخص ها، که از آن می توان یک یا آن تخلف را شناسایی کرد دستگاه تنفسی، حجم ریه ها یا به اصطلاح "ظرفیت ریوی" است. ظرفیت ریوی یک فرد به عنوان مقدار هوایی که می تواند در حین دم پس از بازدم تا حد امکان عمیق از ریه های او عبور کند، اندازه گیری می شود. در مردان بالغ معمولاً به حدود 3-4 لیتر می رسد، اگرچه اغلب می تواند تا 6 لیتر نیز برسد.

استنشاق متوسط ​​از بخش بسیار کمی از این مقدار کل هوا استفاده می کند، فقط حدود 500 میلی لیتر. مقدار هوایی که در طول تنفس طبیعی از مجرای تنفسی عبور می کند، "حجم جزر و مدی" ریه ها نامیده می شود و هرگز با ظرفیت کامل ریه برابری نمی کند.

حجم ریه در افراد مختلف

بزرگترین و کوچکترین ظرفیت ریهافرادی که دارای ویژگی های طبیعی یا اکتسابی زیر هستند (بزرگترین - در ستون سمت چپ، کوچکترین - در سمت راست):

ظرفیت ریه انسان: جدول

هر چه ارتفاع بیشتر باشد، کوچکتر است فشار اتمسفرو بنابراین ورود اکسیژن به خون انسان را دشوارتر می کند. بنابراین، در مسافت طولانیاز سطح دریا، ریه ها می توانند اکسیژن بسیار کمتری نسبت به سطح پایین دریا حمل کنند. بنابراین، بافت ها، با سازگاری با شرایط جدید، هدایت اکسیژن خود را افزایش می دهند.

نحوه محاسبه حجم ریه

حجم ریه های فرد را می توان به روش های زیر محاسبه کرد:

• اسپیرومتری - اندازه گیری شاخص های مختلف کیفیت تنفس.
• اسپیروگرافی - ضبط گرافیکی تغییرات در حجم ریه.
• پنوموگرافی - ضبط گرافیکی تنفس بر اساس تغییر در دور قفسه سینه.
• پنوموتاکومتری - اندازه گیری حداکثر سرعت، بیشینه سرعتهوا؛
• برونکوگرافی - تشخیص اشعه ایکس دستگاه تنفسی با استفاده از کنتراست.
• برونکوسکوپی - معاینه ویژه نای و برونش با استفاده از برونکوسکوپی.
• رادیوگرافی - طرح ریزی وضعیت داخلی دستگاه تنفسی بر روی فیلم اشعه ایکس.
• معاینه اولتراسوند - بررسی وضعیت اندام های داخلی با استفاده از سونوگرافی.
• توموگرافی کامپیوتری اشعه ایکس؛
• تصویربرداری رزونانس مغناطیسی؛
• روش های رادیونوکلئیدی؛
• روش رقیق سازی گاز

حجم ریه با چه مقادیری اندازه گیری می شود؟

ظرفیت حیاتی ریه ها

برای به دست آوردن ارزش آن، باید عمیق ترین نفس ممکن را بکشید و سپس تا آنجا که ممکن است بازدم کنید. مقدار هوایی که هنگام بازدم خارج می شود ظرفیت حیاتی است. یعنی ظرفیت حیاتی حداکثر مقدار هوایی است که می تواند از مجرای تنفسی فرد عبور کند. همانطور که قبلا ذکر شد، ظرفیت حیاتی راه هواییمعمولا از 3 تا 6 لیتر است. با استفاده از پنوموتاکومتری، که از زمان های اخیر به طور فعال در پزشکی استفاده شده است، می توان FVC - ظرفیت حیاتی اجباری ریه ها را تعیین کرد.

هنگام تعیین مقدار FVC خود، شخص ابتدا همان نفس عمیق را می کشد و سپس هوای جمع آوری شده را با حداکثر سرعت ممکن جریان بازدمی بازدم می کند. این به اصطلاح "بازدم اجباری" خواهد بود. سپس خود کامپیوتر مقدار مورد نیاز را تجزیه و تحلیل و محاسبه می کند.

حجم جزر و مد

هوایی که در طی تنفس طبیعی و در یک چرخه تنفسی قادر به ورود و خروج از ریه ها می شود «حجم جزر و مد» یا در غیر این صورت «عمق تنفس» نامیده می شود. به طور متوسط، برای هر بزرگسال 500 میلی لیتر است (محدوده کلی از 300 تا 800 میلی لیتر)، برای یک کودک یک ماهه - 30 میلی لیتر، یک سال - 70 میلی لیتر، ده سال - 230 میلی لیتر.

عمق طبیعی (و فرکانس) تنفس اپنه نامیده می شود. این اتفاق می افتد که عمق تنفس فرد به طور قابل توجهی از حد معمول فراتر می رود. این تنفس بیش از حد عمیق "هیپرپنه" نامیده می شود. این اتفاق می افتد که، برعکس، به هنجار نمی رسد. این نوع تنفس "الیگوپنه" نامیده می شود. از 8 تا 20 دم / بازدم در دقیقه - این میزان تنفس طبیعی یک بزرگسال است، 50 سیکل مشابه - اپنه یک نوزاد ماهه، 35 سیکل - اپنه یک کودک یک ساله ، 20 - از یک کودک ده ساله.

علاوه بر این، همچنین وجود دارد:

• فضای مرده فیزیولوژیکی - مقدار هوای داخل دستگاه تنفسی، که در تبادل گاز شرکت نمی کند (از 20 تا 35٪ قبل از میلاد ، بیش از مقدار به احتمال زیاد نشان دهنده نوعی آسیب شناسی است).
• فضای مرده تشریحی - حجم هوایی که از سطح برونشیول های تنفسی فراتر نمی رود (از 140 تا 260 میلی لیتر).
• حجم ذخیره دمی - حجمی که فرد می تواند با عمیق ترین الهام ممکن استنشاق کند (تقریباً 2-3 لیتر).
• حجم ذخیره بازدم - حجمی که فرد می تواند با عمیق ترین بازدم ممکن بازدم کند (از 1 تا 1.5 لیتر، در سنین بالا به 2.2 لیتر می رسد).
• ظرفیت باقیمانده عملکردی - هوایی که پس از بازدم طبیعی فرد در دستگاه تنفسی ته نشین می شود (بازدم OOL + RO).

ویدئو

از این ویدیو خواهید فهمید که حجم ریه های یک فرد چقدر است.

کل فرآیند پیچیده را می توان به سه مرحله اصلی تقسیم کرد: تنفس خارجی. و تنفس داخلی (بافتی).

تنفس خارجی- تبادل گاز بین بدن و هوای جوی اطراف. تنفس خارجی شامل تبادل گازها بین هوای جوی و آلوئولی و همچنین مویرگ های ریوی و هوای آلوئولی است.

این تنفس در نتیجه تغییرات دوره ای در حجم حفره قفسه سینه رخ می دهد. افزایش حجم آن باعث استنشاق (الهام) و کاهش - بازدم (انقضا) می شود. مراحل دم و بازدم بعدی عبارتند از . در حین دم، هوای جو از طریق راه های هوایی وارد ریه ها می شود و هنگام بازدم، مقداری از هوا از آنها خارج می شود.

شرایط لازم برای تنفس خارجی:

• تنگی قفسه سینه؛
• ارتباط آزاد ریه ها با محیط خارجی اطراف؛
• خاصیت ارتجاعی بافت ریه

یک فرد بالغ در هر دقیقه 15 تا 20 نفس می کشد. تنفس افراد آموزش دیده بدنی نادرتر (تا 8-12 نفس در دقیقه) و عمیق تر است.

رایج ترین روش ها برای مطالعه تنفس خارجی

روش های ارزیابی عملکرد تنفسی ریه ها:

• پنوموگرافی
• اسپیرومتری
• اسپیروگرافی
• پنوموتاکومتری
• رادیوگرافی
• توموگرافی کامپیوتری اشعه ایکس
• سونوگرافی
• تصویربرداری رزونانس مغناطیسی
• برونشوگرافی
• برونکوسکوپی
• روش های رادیونوکلئیدی
• روش رقیق سازی گاز

اسپیرومتری- روشی برای اندازه گیری حجم هوای بازدمی با استفاده از دستگاه اسپیرومتر. اسپیرومتر استفاده می شود انواع متفاوتبا یک سنسور توربیمتری و همچنین سنسورهای آب که در آن هوای بازدمی زیر یک زنگ اسپیرومتر قرار داده شده در آب جمع آوری می شود. حجم هوای بازدمی با بالا آمدن زنگ تعیین می شود. اخیراً سنسورهای حساس به تغییرات سرعت حجمی به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته اند. جریان هوامتصل به یک سیستم کامپیوتری به طور خاص، یک سیستم کامپیوتری مانند "اسپیرومتر MAS-1" تولید شده در بلاروس و غیره، بر اساس این اصل عمل می کند، چنین سیستم هایی امکان انجام نه تنها اسپیرومتری، بلکه اسپیروگرافی و همچنین پنوموتاکوگرافی را فراهم می کند.

اسپیروگرافی -روشی برای ثبت مداوم حجم هوای دم و بازدم. منحنی گرافیکی حاصل اسپیروفاما نامیده می شود. با استفاده از اسپیروگرام، می توانید ظرفیت حیاتی ریه ها و حجم جزر و مد، تعداد تنفس و حداکثر تهویه داوطلبانه ریه ها را تعیین کنید.

پنوموتاکوگرافی -روش ثبت مداوم میزان جریان حجمی هوای استنشاقی و بازدمی.

روش های زیادی برای مطالعه سیستم تنفسی وجود دارد. از جمله پلتیسموگرافی قفسه سینه، گوش دادن به صداهایی که هنگام عبور هوا از مجرای تنفسی و ریه ها ایجاد می شود، فلوروسکوپی و رادیوگرافی، تعیین میزان اکسیژن و دی اکسید کربن در جریان هوای بازدمی و غیره. برخی از این روش ها در زیر مورد بحث قرار می گیرند.

شاخص های حجمی تنفس خارجی

رابطه بین حجم و ظرفیت ریه در شکل 1 ارائه شده است. 1.

هنگام بررسی تنفس خارجی، از شاخص های زیر و اختصارات آنها استفاده می شود.

ظرفیت کل ریه (TLC)- حجم هوا در ریه ها پس از عمیق ترین دم ممکن (4-9 لیتر).

برنج. 1. مقادیر متوسط ​​حجم و ظرفیت ریه

ظرفیت حیاتی ریه ها

ظرفیت حیاتی ریه ها (VC)- حجم هوایی که فرد می تواند با عمیق ترین و آهسته ترین بازدمی که پس از حداکثر دم انجام می شود بازدم کند.

ظرفیت حیاتی ریه های انسان 3-6 لیتر است. اخیراً با توجه به معرفی فناوری پنوموتاکوگرافی به اصطلاح ظرفیت حیاتی اجباری(FVC). هنگام تعیین FVC، آزمودنی باید پس از دم تا حد امکان عمیق ترین بازدم اجباری ممکن را انجام دهد. در این مورد، بازدم باید با تلاشی با هدف دستیابی به حداکثر سرعت حجمی جریان هوای بازدم در کل بازدم انجام شود. تجزیه و تحلیل رایانه ای چنین بازدم اجباری محاسبه ده ها شاخص تنفس خارجی را امکان پذیر می کند.

مقدار نرمال فردی ظرفیت حیاتی نامیده می شود ظرفیت مناسب ریه(JEL). با استفاده از فرمول ها و جداول بر اساس قد، وزن بدن، سن و جنسیت بر حسب لیتر محاسبه می شود. برای زنان 18-25 ساله، محاسبه را می توان با استفاده از فرمول انجام داد

JEL = 3.8*P + 0.029*B - 3.190; برای مردان هم سن

حجم باقیمانده

JEL = 5.8 * P + 0.085 * B - 6.908، که در آن P ارتفاع است. ب-سن (سال).

اگر این کاهش بیش از 20 درصد از سطح VC باشد، مقدار VC اندازه گیری شده کاهش یافته در نظر گرفته می شود.

اگر از نام "ظرفیت" برای نشانگر تنفس خارجی استفاده شود، به این معنی است که ترکیب چنین ظرفیتی شامل واحدهای کوچکتری به نام حجم است. به عنوان مثال، TLC شامل چهار جلد، ظرفیت حیاتی - از سه جلد است.

حجم جزر و مد (TO)- این حجم هوای ورودی و خروجی از ریه ها در یک چرخه تنفسی است. این شاخص عمق تنفس نیز نامیده می شود. در حالت استراحت در بزرگسالان، DO 300-800 میلی لیتر (15-20٪ از مقدار VC) است. کودک یک ماهه - 30 میلی لیتر؛ یک ساله - 70 میلی لیتر؛ ده ساله - 230 میلی لیتر. اگر عمق تنفس بیشتر از حد طبیعی باشد، چنین تنفسی نامیده می شود هیپرپنه- تنفس بیش از حد و عمیق، اما اگر DO کمتر از حد طبیعی باشد، تنفس نامیده می شود الیگوپنه- تنفس کم عمق و ناکافی در عمق و فرکانس طبیعی تنفس نامیده می شود eupnea- تنفس طبیعی و کافی میزان طبیعی تنفس در حالت استراحت در بزرگسالان 8 تا 20 تنفس در دقیقه است. یک نوزاد ماهه - حدود 50؛ یک ساله - 35؛ ده ساله - 20 چرخه در دقیقه.

حجم ذخیره دمی (IR ind)- حجم هوایی که فرد می تواند با عمیق ترین نفس کشیدن پس از یک نفس آرام استنشاق کند. مقدار نرمال PO 50-60٪ مقدار VC (2-3 لیتر) است.

حجم ذخیره بازدمی (ER ext)- حجم هوایی که فرد می تواند با عمیق ترین بازدمی که پس از یک بازدم آرام انجام می شود بازدم کند. به طور معمول، مقدار RO 20-35٪ ظرفیت حیاتی (1-1.5 لیتر) است.

حجم باقیمانده ریه (RLV)- باقی ماندن هوا در دستگاه تنفسی و ریه ها پس از حداکثر بازدم عمیق. مقدار آن 1-1.5 لیتر (20-30٪ TEL) است. در سنین بالا ارزش TRL به دلیل کاهش کشش الاستیک ریه ها، باز بودن برونش ها، کاهش قدرت عضلات تنفسی و تحرک قفسه سینه افزایش می یابد. در سن 60 سالگی، در حال حاضر حدود 45٪ از TEL است.

ظرفیت باقیمانده عملکردی (FRC)- باقی ماندن هوا در ریه ها پس از یک بازدم آرام. این ظرفیت شامل حجم باقیمانده ریه (RVV) و حجم ذخیره بازدمی (ERV) است.

تمام هوای جوی که در حین استنشاق وارد سیستم تنفسی می شود در تبادل گاز شرکت نمی کند، بلکه فقط آن چیزی است که به آلوئول ها می رسد که دارای سطح کافی جریان خون در مویرگ های اطراف آنها هستند. در این زمینه چیزی به نام وجود دارد فضای مرده.

فضای مرده تشریحی (AMP)- این حجم هوایی است که در دستگاه تنفسی قرار دارد تا سطح برونشیول های تنفسی (این برونشیول ها قبلاً آلوئول دارند و تبادل گاز امکان پذیر است). اندازه AMP 140-260 میلی لیتر است و به ویژگی های بدن انسان بستگی دارد (هنگام حل مشکلاتی که در آنها باید AMP را در نظر گرفت، اما مقدار آن نشان داده نشده است، حجم AMP برابر است. تا 150 میلی لیتر).

فضای مرده فیزیولوژیکی (PDS)- حجم هوای ورودی به مجاری تنفسی و ریه ها و عدم شرکت در تبادل گاز. FMP بزرگتر از فضای مرده تشریحی است، زیرا هر دو را شامل می شود جزء. علاوه بر هوای موجود در دستگاه تنفسی، FMP شامل هوایی است که وارد آلوئول های ریوی می شود، اما به دلیل عدم وجود یا کاهش جریان خون در این آلوئول ها، گازهایی را با خون مبادله نمی کند (این هوا گاهی اوقات نامیده می شود. فضای مرده آلوئولی).به طور معمول، مقدار فضای مرده عملکردی 20-35٪ از حجم جزر و مد است. افزایش این مقدار بالای 35 درصد ممکن است نشان دهنده وجود برخی بیماری ها باشد.

جدول 1. شاخص های تهویه ریوی

در عمل پزشکی، هنگام طراحی دستگاه های تنفسی (پروازهای در ارتفاع بالا، غواصی، ماسک های گاز)، و انجام تعدادی از اقدامات تشخیصی و احیا، در نظر گرفتن عامل فضای مرده مهم است. هنگام تنفس از طریق لوله ها، ماسک ها، شیلنگ ها، فضای مرده اضافی به سیستم تنفسی انسان متصل می شود و با وجود افزایش عمق تنفس، تهویه آلوئول ها با هوای اتمسفر ممکن است ناکافی شود.

حجم تنفس دقیقه ای

حجم تنفس دقیقه ای (MRV)- حجم هوای تهویه شده از طریق ریه ها و مجاری تنفسی در 1 دقیقه. برای تعیین MOR کافی است عمق یا حجم جزر و مد (TV) و فرکانس تنفسی (RR) را بدانید:

MOD = TO * BH.

در چمن زنی، MOD 4-6 لیتر در دقیقه است. این شاخص اغلب تهویه ریوی نیز نامیده می شود (متمایز از تهویه آلوئولار).

تهویه آلوئولار

تهویه آلوئولار (AVL)- حجم هوای اتمسفر عبوری از آلوئول های ریوی در 1 دقیقه. برای محاسبه تهویه آلوئولار، باید مقدار AMP را بدانید. اگر به طور تجربی تعیین نشود، برای محاسبه حجم AMP برابر با 150 میلی لیتر در نظر گرفته می شود. برای محاسبه تهویه آلوئولی می توانید از فرمول استفاده کنید

AVL = (DO - AMP). BH.

به عنوان مثال، اگر عمق تنفس فردی 650 میلی لیتر و تعداد تنفس 12 باشد، AVL برابر با 6000 میلی لیتر (650-150) است. 12.

AB = (DO - WMD) * BH = DO alv * BH

• AB - تهویه آلوئولار؛
• DO alve - حجم جزر و مدی تهویه آلوئولار.
• RR - تعداد تنفس

حداکثر تهویه (MVL)- حداکثر حجم هوایی که می تواند از طریق ریه های فرد در 1 دقیقه تهویه شود. MVL را می توان با هیپرونتیلاسیون ارادی در حالت استراحت تعیین کرد (تنفس عمیق تا حد امکان و اغلب به صورت شیب بیش از 15 ثانیه مجاز نیست). با استفاده از تجهیزات ویژه می توان MVL را در زمانی که فرد در حال انجام فعالیت های فشرده است، تعیین کرد کار فیزیکی. بسته به ساختار و سن فرد، هنجار MVL در محدوده 40-170 لیتر در دقیقه است. در ورزشکاران، MVL می تواند به 200 لیتر در دقیقه برسد.

نشانگرهای جریان تنفس خارجی

علاوه بر حجم ها و ظرفیت های ریوی، به اصطلاح نشانگرهای جریان تنفس خارجیساده ترین روش برای تعیین یکی از آنها یعنی پیک دبی بازدمی است پیک فلومتریپیک فلومتر دستگاهی ساده و کاملا مقرون به صرفه برای استفاده در خانه است.

حداکثر سرعت جریان بازدم(POS) - حداکثر سرعت جریان حجمی هوای بازدمی که در طی بازدم اجباری به دست می آید.

با استفاده از دستگاه پنوموتاکومتر، می توانید نه تنها اوج جریان حجمی بازدم، بلکه دم را نیز تعیین کنید.

در یک بیمارستان پزشکی، دستگاه های پنوموتاکوگراف با پردازش کامپیوتری اطلاعات دریافتی به طور فزاینده ای رایج می شوند. دستگاه هایی از این نوع، بر اساس ثبت مداوم سرعت حجمی جریان هوا ایجاد شده در حین بازدم ظرفیت حیاتی اجباری ریه ها، محاسبه ده ها شاخص تنفس خارجی را ممکن می سازند. اغلب، POS و حداکثر (آنی) نرخ جریان حجمی هوا در لحظه بازدم به صورت 25، 50، 75٪ FVC تعیین می شود. آنها به ترتیب نشانگرهای MOS 25، MOS 50، MOS 75 نامیده می شوند. تعریف FVC 1 نیز محبوب است - حجم انقضای اجباری برای مدت زمان برابر با 1 e. بر اساس این شاخص، شاخص Tiffno (شاخص) محاسبه می شود - نسبت FVC 1 به FVC به صورت درصد بیان می شود. منحنی نیز ثبت شده است که منعکس کننده تغییر در سرعت حجمی جریان هوا در حین بازدم اجباری است (شکل 2.4). در این حالت، سرعت حجمی (l/s) در محور عمودی و درصد FVC بازدمی در محور افقی نمایش داده می شود.

در نمودار نشان داده شده (شکل 2، منحنی بالایی)، راس مقدار PVC را نشان می دهد، پیش بینی لحظه بازدم 25٪ FVC بر روی منحنی مشخصه MVC 25 است، برآمدگی 50٪ و 75٪ FVC مربوط به مقادیر MVC 50 و MVC 75. نه تنها سرعت جریان در نقاط منفرد، بلکه کل مسیر منحنی نیز از اهمیت تشخیصی برخوردار است. قسمت آن، مربوط به 0-25٪ FVC بازدمی، باز بودن هوای برونش های بزرگ، نای و ناحیه 50 تا 85٪ FVC - باز بودن برونش های کوچک و برونشیول ها را منعکس می کند. انحراف در بخش نزولی منحنی پایینی در ناحیه بازدم 75-85٪ FVC نشان دهنده کاهش باز بودن برونش های کوچک و برونشیول ها است.

برنج. 2. نشانگرهای تنفس جریانی. توجه به منحنی ها - حجم یک فرد سالم (بالا)، یک بیمار با انسداد انسدادی برونش های کوچک (پایین)

تعیین شاخص های حجم و جریان ذکر شده در تشخیص وضعیت سیستم تنفس خارجی استفاده می شود. برای توصیف عملکرد تنفس خارجی در کلینیک، از چهار نوع نتیجه گیری استفاده می شود: عادی، اختلالات انسدادی، اختلالات محدود کننده، اختلالات مختلط (ترکیبی از اختلالات انسدادی و محدود کننده).

برای اکثر شاخص های جریان و حجم تنفس خارجی، انحراف مقدار آنها از مقدار مناسب (محاسبه شده) بیش از 20٪ خارج از هنجار در نظر گرفته می شود.

اختلالات انسدادی- اینها انسدادهایی در باز بودن راههای هوایی هستند که منجر به افزایش مقاومت آیرودینامیکی آنها می شود. چنین اختلالاتی می تواند در نتیجه افزایش تون عضلات صاف دستگاه تنفسی تحتانی، با هیپرتروفی یا تورم غشاهای مخاطی (به عنوان مثال، با عفونت های ویروسی حاد تنفسی)، تجمع مخاط، ترشحات چرکی، در حضور تومور یا جسم خارجی، اختلال در باز بودن دستگاه تنفسی فوقانی و موارد دیگر.

وجود تغییرات انسدادی در راه های هوایی با کاهش POS، FVC 1، MOS 25، MOS 50، MOS 75، MOS 25-75، MOS 75-85، مقدار شاخص تست Tiffno و MVL قضاوت می شود. میزان تست تیفنو معمولاً 70 تا 85 درصد است که کاهش آن به 60 درصد به عنوان نشانه یک اختلال متوسط ​​و به 40 درصد به عنوان یک اختلال شدید انسداد برونش در نظر گرفته می شود. علاوه بر این، با اختلالات انسدادی، شاخص هایی مانند حجم باقیمانده، ظرفیت باقیمانده عملکردی و ظرفیت کل ریه افزایش می یابد.

تخلفات محدود کننده- این کاهش انبساط ریه ها هنگام استنشاق، کاهش گردش های تنفسی ریه ها است. این اختلالات می تواند به دلیل کاهش انطباق ریه ها، آسیب به قفسه سینه، وجود چسبندگی، تجمع مایع، محتویات چرکی، خون در حفره پلور، ضعف عضلات تنفسی، اختلال در انتقال تحریک در سیناپس های عصبی عضلانی و غیره ایجاد شود. دلایل

وجود تغییرات محدود کننده در ریه ها با کاهش ظرفیت حیاتی (حداقل 20٪ از مقدار مناسب) و کاهش MVL (شاخص غیراختصاصی) و همچنین کاهش انطباق ریه و در برخی موارد تعیین می شود. ، افزایش نمره آزمون تیفنو (بیش از 85 درصد). با اختلالات محدود کننده، ظرفیت کلی ریه، ظرفیت باقیمانده عملکردی و حجم باقیمانده کاهش می یابد.

نتیجه گیری در مورد اختلالات مختلط (انسدادی و محدود کننده) سیستم تنفس خارجی با حضور همزمان تغییرات در شاخص های جریان و حجم بالا انجام می شود.

حجم و ظرفیت ریه

حجم جزر و مد -این حجم هوایی است که فرد در حالت آرام تنفس و بازدم می کند. در بزرگسالان 500 میلی لیتر است.

حجم ذخیره دمی- این حداکثر حجم هوایی است که فرد می تواند پس از یک نفس آرام استنشاق کند. اندازه آن 1.5-1.8 لیتر است.

حجم ذخیره بازدمی -این حداکثر حجم هوایی است که فرد می تواند پس از یک بازدم آرام بازدم کند. این حجم 1-1.5 لیتر است.

حجم باقیمانده -این حجم هوایی است که پس از حداکثر بازدم در ریه ها باقی می ماند. حجم باقیمانده 1-1.5 لیتر است.

برنج. 3. تغییر در حجم جزر و مد، فشار پلور و آلوئولار در طی تهویه ریه

ظرفیت حیاتی ریه ها(VC) حداکثر حجم هوایی است که فرد می تواند پس از عمیق ترین نفس بازدم کند. ظرفیت حیاتی شامل حجم ذخیره دمی، حجم جزر و مد و حجم ذخیره بازدمی است. ظرفیت حیاتی ریه ها توسط اسپیرومتر تعیین می شود و روش تعیین آن را اسپیرومتری می نامند. ظرفیت حیاتی در مردان 4-5.5 لیتر و در زنان - 3-4.5 لیتر است. در حالت ایستاده بیشتر از حالت نشسته یا خوابیده است. تمرین بدنی منجر به افزایش ظرفیت حیاتی می شود (شکل 4).

برنج. 4. اسپیروگرام حجم ها و ظرفیت های ریوی

ظرفیت باقیمانده عملکردی(FRC) حجم هوای موجود در ریه ها پس از یک بازدم آرام است. FRC مجموع حجم ذخیره بازدمی و حجم باقیمانده و برابر با 2.5 لیتر است.

ظرفیت کل ریه(OEL) - حجم هوا در ریه ها در پایان یک الهام کامل. TLC شامل حجم باقیمانده و ظرفیت حیاتی ریه ها می شود.

فضای مرده توسط هوایی که در مجاری هوایی قرار دارد و در تبادل گاز شرکت نمی کند تشکیل می شود. هنگام دم، آخرین بخش های هوای اتمسفر وارد فضای مرده می شود و بدون تغییر در ترکیب آن، هنگام بازدم از آن خارج می شود. حجم فضای مرده حدود 150 میلی لیتر یا تقریباً 1/3 حجم جزر و مدی در هنگام تنفس آرام است. این بدان معناست که از 500 میلی لیتر هوای استنشاقی، تنها 350 میلی لیتر آن وارد آلوئول ها می شود. در پایان یک بازدم آرام، آلوئول ها حاوی حدود 2500 میلی لیتر هوا (FRC) هستند، بنابراین با هر نفس آرام، تنها 1/7 هوای آلوئولی تجدید می شود.

تنفس هوا. در حالت استراحت، فرد 500 میلی لیتر دم و بازدم می کند. (از 300 تا 600) هوا؛ این حجم هواهوای تنفسی نامیده می شود. یک فرد می تواند بیش از 500 میلی لیتر هوای تنفسی و حدود 1500 میلی لیتر اضافی (هوای اضافی) را استنشاق کند، به همین ترتیب، پس از یک بازدم آرام، می تواند حدود 1500 میلی لیتر بیشتر (هوای ذخیره) را بازدم کند. ارقام داده شده میانگین برای یک مرد بالغ طبیعی است. از این ارقام نتیجه می شود که با تنفس آرام حفره قفسه سینهبه حداکثر خود منبسط یا منقبض نمی شود. در صورت لزوم، حجم حرکات تنفسی می تواند در جهت بازدم و دم افزایش یابد که به همین دلیل حجم هواگنجانده شده است ریه ها.

ظرفیت حیاتی ریه ها. اگر حداکثر استنشاق را انجام دهید و سپس حداکثر بازدم را در یک گازومتر مخصوص (اسپیرومتر) از طریق دهانی انجام دهید، هوای تنفسی، ذخیره و اضافی وارد آن می شود، یعنی به طور متوسط ​​500 + 1500 + 1500 = 3500 میلی لیتر. تمام این هوا ظرفیت حیاتی ریه ها را تشکیل می دهد. ظرفیت حیاتی بسته به سن، جنسیت، وضعیت سلامتی و تمرینات تنفسی متفاوت است. ظرفیت حیاتی ریه در مردان جوان 3.5 -4.5 لیتر است. در زنان، ظرفیت حیاتی ریه ها تقریباً ⅓ (3-3.5 لیتر) کمتر است.

هوای باقیماندهپس از بازدم تا حد امکان عمیق، ریه ها به طور کامل از تمام هوا آزاد نمی شوند. حدود 1000 - 1500 میلی لیتر به اصطلاح هوای باقی مانده در آنها باقی می ماند.

حجم هوای باقیمانده برخلاف تنفس، ذخیره و هوای اضافی را نمی توان با اندازه گیری مستقیم تعیین کرد. برای این کار از روش های غیر مستقیم استفاده می شود. در طی یکی از آنها، از آزمودنی خواسته می شود تا عمیقاً بازدم کند تا فقط هوای باقی مانده در ریه های او باقی بماند. پس از این، سوژه چندین نفس عمیق از گازومتر می گیرد و سپس هوا را به داخل گازومتر بازدم می کند. ظرفیت دومی مشخص است (مثلاً 3 لیتر). گازومتر با مخلوط گاز حاوی 10 درصد هلیوم پر شده است. پس از چندین حرکت تنفسی، هنگامی که ترکیب هوا در ریه ها و گازومتر یکسان می شود، آزمودنی تا حد امکان عمیقاً به داخل گازومتر بازدم می کند. پس از تعیین غلظت هلیوم در گازومتر، می توان حجم هوای باقیمانده را محاسبه کرد.

اجازه دهید یک مثال از محاسبه مربوطه را ارائه دهیم. فرض کنید پس از مخلوط کردن گاز در گازومتر و هوای آلوئولی، غلظت هلیوم در گازومتر 7.5٪ است. از آنجایی که هلیوم در تبادل گاز شرکت نمی کند، پس از چندین حرکت تنفسی بین هوای گازومتر و هوای باقی مانده در ریه ها پس از بازدم عمیق به طور مساوی توزیع می شود. مقدار کل هلیوم در گازومتر قبل از آزمایش: 3·10/100 لیتر بود. مقدار کل هلیوم پس از چندین بار استنشاق و بازدم در گازومتر ثابت باقی ماند، اما در حجم بیشتری از هوا توزیع شد: (3+x) 7.5/100، که در آن x حجم هوای باقیمانده است.

در طول تنفس طبیعی و آرام، همیشه هوای باقی مانده و ذخیره در ریه ها وجود دارد. هوای باقی مانده و ذخیره شده حتی پس از مرگ نیز در ریه ها باقی می ماند. بیشتر هوای موجود در ریه های یک جسد را می توان با پنوموتوراکس باز دو طرفه خارج کرد، زیرا این امر شامل فروپاشی تقریباً کامل بافت ریه است. هوای آزاد شده از ریه ها را هوای فروپاشی می گویند.

با توجه به این واقعیت که حتی پس از پنوموتوراکس باز حداقل مقدار معینی از هوا در ریه ها باقی می ماند، یک تکه بافت ریه برداشته شده از یک بزرگسال یا یک نوزاد در حال تنفس در آب فرو نمی رود. اگر تکه‌ای از ریه جنین یا نوزاد مرده (تنفس شده) را که ریه‌اش منبسط نشده و هوا ندارد، در آب بیندازید، غرق می‌شود.

فضای مضر. هوا نه تنها در آلوئول ها، بلکه در مجاری تنفسی (حنجره، نای، برونش ها و نایژه ها) نیز یافت می شود. این هوا در تبادل گاز شرکت نمی کند. بنابراین به آن هوای مرده یا فضای مضر می گویند. اگرچه حجم آن کم است و به طور متوسط ​​حدود 140 میلی لیتر است، اما برای درک اینکه چرا ترکیب هوای آلوئولی با هوای بازدمی متفاوت است، باید مقدار این هوا را در نظر گرفت. در طول یک استنشاق آرام، از 500 میلی لیتر هوای اتمسفر استنشاق شده، 500 - 140 = 360 میلی لیتر وارد آلوئول های ریه می شود. از آنجایی که در حین تنفس آرام پس از بازدم 1000 میلی لیتر هوای باقیمانده و 1500 میلی لیتر هوای ذخیره باقی می ماند، یعنی 2500 میلی لیتر، پس با هر استنشاق تمام آن تجدید نمی شود، بلکه فقط 360/2500، یعنی تقریباً 1/7 از هوای ذخیره می شود. هوای آلوئولی .

میزان تهویه ریوی با حجم جزر و مد (عمق تنفس) و فرکانس تنفس تعیین می شود. تعدادی شاخص حجم وجود دارد که وضعیت ریه ها را مشخص می کند (شکل 1.1). مقادیر نرمال برای بزرگسالان با وزن 70 کیلوگرم داده می شود.

1. حجم جزر و مد (VT) - حجم هوای دم و بازدم در طول تنفس آرام. مقدار طبیعی 0.5-0.6 لیتر است.

2. حجم ذخیره دمی (IRV) - حجمی که علاوه بر این می تواند پس از یک استنشاق آرام وارد شود، یعنی. تفاوت بین تهویه معمولی و حداکثر مقادیر طبیعی: حدود 2.5 لیتر (حدود 2/3 ظرفیت حیاتی).

3. حجم ذخیره بازدم (ERV) - حجمی که می‌توان پس از یک بازدم آرام، به‌طور اضافی بازدم کرد، یعنی. تفاوت بین بازدم طبیعی و حداکثر مقادیر طبیعی 1.5 لیتر (حدود 1/3 ظرفیت حیاتی) است.

4. حجم باقیمانده (VR) - حجم باقی مانده در ریه ها پس از حداکثر بازدم.

ظرفیت حیاتی (VC) مقدار هوایی است که می توان با حداکثر بازدمی که پس از حداکثر دم انجام می شود بازدم کرد. بنابراین، این معیاری برای بزرگترین گردش تنفسی ممکن است. ظرفیت حیاتی نشانگر تحرک ریه ها و قفسه سینه است. حتی با وجود بیشترین نیاز بدن به اکسیژن، عمق تنفس به حداکثر مقدار خود نمی رسد. ارزش ظرفیت حیاتی به سن، جنسیت، اندازه و موقعیت بدن و درجه آمادگی بستگی دارد. ارزش حیاتی طبیعی: 3.5-5.5 لیتر.

شکل 1.1. حجم ریه های ساکن بزرگسالان

5. ذخیره دمی (IR) - حداکثر مقدار هوایی که می تواند پس از یک بازدم آرام وارد ریه ها شود.

6. ظرفیت کل ریه (TLC) یا حداکثر ظرفیت ریه - مقدار هوای موجود در ریه ها در اوج حداکثر دم. این شامل ظرفیت حیاتی و حجم باقیمانده است و به عنوان مجموع ظرفیت حیاتی و OO محاسبه می شود. مقدار طبیعی حدود 6 لیتر است. بررسی ساختار ظرفیت حیاتی در تبیین راه های افزایش یا کاهش ظرفیت حیاتی تعیین کننده است که می تواند دارای اهمیت قابل توجهی باشد. اهمیت عملی. افزایش ظرفیت حیاتی را تنها در صورتی می توان مثبت ارزیابی کرد که ظرفیت حیاتی تغییر نکند یا افزایش یابد، اما کمتر از ظرفیت حیاتی باشد که زمانی رخ می دهد که ظرفیت حیاتی به دلیل کاهش VC افزایش یابد. اگر همزمان با افزایش VC، افزایش حتی بیشتر در TLC رخ دهد، آنگاه نمی توان آن را یک عامل مثبت در نظر گرفت. وقتی VC زیر 70% TLC باشد، عملکرد تنفس خارجی به شدت مختل می شود. معمولاً در شرایط پاتولوژیک، TLC و ظرفیت حیاتی به یک شکل تغییر می کنند، به استثنای آمفیزم انسدادی ریه، زمانی که ظرفیت حیاتی، به عنوان یک قاعده، کاهش می یابد، VT افزایش می یابد و TLC ممکن است طبیعی باقی بماند یا بالاتر از حد طبیعی باشد.

7. ظرفیت باقیمانده عملکردی (FRC) - مقدار هوایی که پس از یک بازدم آرام در ریه ها باقی می ماند. مقادیر طبیعی برای بزرگسالان از 3 تا 3.5 لیتر است.

FFU = OO + ROvyd.

طبق تعریف، FRC حجم گازی است که در طی یک بازدم آرام در ریه‌ها باقی می‌ماند و می‌تواند معیاری برای منطقه تبادل گاز باشد. این در نتیجه تعادل بین نیروهای الاستیک جهت مخالف ریه ها و قفسه سینه ایجاد می شود. اهمیت فیزیولوژیکی FRC شامل تجدید نسبی حجم هوای آلوئولی در طول دم (حجم تهویه شده) است و حجم هوای آلوئولی که دائماً در ریه ها وجود دارد را نشان می دهد. افزایش FRC ممکن است از نظر فیزیولوژیکی مناسب باشد، زیرا این امر سطح تنفسی ریه ها را افزایش می دهد، بعلاوه، انبساط لومن راه های هوایی مقاومت در برابر جریان هوا را کاهش می دهد و ناحیه انتشار گازها را در دستگاه تنفسی افزایش می دهد. زیر دستور لشکر 16. باید در نظر داشت که همزمان با افزایش FRC، مسیر انتشار گازها کمی افزایش می‌یابد، ظرفیت دمی (حجم تهویه‌شده) کاهش می‌یابد و توانایی افزایش DO و در نتیجه افزایش حداکثر تهویه ریه‌ها محدود می‌شود. . افزایش یا کاهش FRC با تغییر متناظر در نسبت دو نیروی جهت مخالف - کشش الاستیک ریه که تمایل به کاهش حجم آن دارد و نیروی الاستیک بافت قفسه سینه تعیین می شود. ارزیابی رابطه بین این دو نیرو تا حد زیادی مکانیسم تنفس را تعیین می کند.

اهمیت بالینی FRC بسیار زیاد است. چند دقیقه پس از شروع بیهوشی 20 درصد کاهش می یابد. این کاهش احتمالاً به دلیل بالا رفتن دیافراگم به دلیل افزایش فشار داخل شکمی در وضعیت خوابیده به پشت، افزایش حجم خون مرکزی و از دست دادن تون عضلات تنفسی است. کاهش FRC با ایجاد آتلکتازی، بسته شدن راه‌های هوایی کوچک، کاهش انطباق ریه، افزایش اختلاف شریانی آلوئولی در O2 در نتیجه پرفیوژن نواحی آتلکتازی ریه‌ها و کاهش در ارتباط است. نسبت تهویه به پرفیوژن اختلالات تهویه انسدادی منجر به افزایش FRC و اختلالات محدود کننده منجر به کاهش FRC می شود.

از نظر فیزیولوژیکی و بالینی دارد پراهمیتحجم بسته شدن (OZ) و ظرفیت بسته شدن (EZ). حجم بسته شدن ریه (CV) حجم ریوی، بخشی از ظرفیت حیاتی است که در آن راه‌های هوایی کوچک (برونشیول‌ها) در حین بازدم بسته می‌شوند، آرام یا اجباری. ظرفیت بسته شدن (EC) مجموع OC و حجم باقیمانده (VR) است:

EZ = OZ + OO.

بسته شدن برونشیول ها بیشتر در بخش های ریوی پشتی بازال مشاهده می شود که در آن فشار بافت خارجی در نتیجه اثر گرانش روی ریه ها از فشار داخل برونشی ایجاد شده توسط هوای FRC بیشتر است. از آنجایی که در بزرگسالان سالم ظرفیت بسته شدن (EC) کمتر از FRC است (FRC = PO ext. + + OO)، راه‌های هوایی کوچک در فشار بازدمی متوسط ​​بسته نمی‌شوند.

عواملی که منجر به کاهش FRC می شود:

وضعیت دراز کشیدن به پشت؛

چاقی؛

عمل در قسمت فوقانی شکم؛

عمل های قفسه سینه

عواملی که منجر به افزایش EZ می شوند:

سیگار کشیدن؛

بیماری های مزمن انسدادی ریه قبلی (COPD)؛

نارسایی قلبی؛

سن (EF = FRC در 65 سال در وضعیت ایستاده و در 54 سال در وضعیت خوابیده به پشت).

در کار یک متخصص بیهوشی، در میان سایر اختلالات عملکرد ریوی، محدودیت ریوی پس از عمل بسیار رایج است. در حین و بعد از عمل جراحی که تحت بیهوشی عمومی انجام می شود، به ویژه پس از ساق پا و توراکوتومی، کاهش قابل توجهی در عملکرد ریه وجود دارد که معمولاً به عنوان محدودیت حاد (انقباض) تمام حجم های ریه توصیف می شود. درجه چنین محدودیتی در حجم ریه عمدتاً با عوامل زیر مرتبط است:

کاهش حجم ذخیره دمی تا 10٪ از مقدار اولیه.

کاهش ظرفیت حیاتی تقریباً 50-75٪؛

کاهش FRC تا 35٪.

کاهش حجم ساکن ریه عمدتاً ناشی از موارد زیر است:

درد به دنبال تنفس کم عمق؛

سرکوب کننده سرفه؛

آتلکتازی پشتی بازال پس از عمل؛

افزایش فشار داخل شکمی به دلایل مختلف؛

اثرات باقیمانده داروها و شل کننده های عضلانی؛

پس از جراحی، بیماران اغلب کم عمق نفس می کشند و سرفه نمی کنند، زیرا سرفه موثرظرفیت حیاتی آنها باید حداقل سه حجم جزر و مدی (مقدار طبیعی 8 میلی لیتر بر کیلوگرم وزن بدن) باشد. در این مورد، خطر احتباس مخاط برونش با ایجاد آتلکتازی و پنومونی ثانویه وجود دارد. اهمیت پاتوفیزیولوژیک کاهش FRC کاهش تفاوت بین FRC و ظرفیت بسته شدن است. هنگامی که ظرفیت بسته شدن از سطح FRC بیشتر شود، راه های هوایی کوچک در پایان یک بازدم آرام بسته می شوند. بسته شدن دوره ای آلوئول ها به سرعت منجر به افزایش شانت راست به چپ داخل ریوی و کاهش اکسیژن رسانی می شود. بنابراین، حفظ FRC در بالای EZ، باز نگه داشتن منطقه تبادل گاز ضروری است. در این راستا بیهوشی و درمان تنفسی کافی پس از عمل در اولویت قرار دارد. هنگام برنامه ریزی درمان در دوره بعد از عملباید در نظر داشت که بیش از 30 درصد بیماران پس از جراحی دچار نارسایی تنفسی می شوند اگر ظرفیت حیاتی کمتر از 50 درصد باشد. ارزش عادی(1.75-2 لیتر در بزرگسالان). محدودیت پس از عمل ریوی تنها پس از 2-3 هفته به حالت عادی باز می گردد.

برای ویژگی های عملکردی تنفس، مرسوم است که از حجم ها و ظرفیت های مختلف ریه استفاده شود. حجم ریه به دو دسته استاتیک و دینامیک تقسیم می شود. اولی در حرکات تنفسی کامل اندازه گیری می شود. دومی در طول حرکات تنفسی و با محدودیت زمانی برای اجرای آنها اندازه گیری می شود. ظرفیت شامل چندین جلد است.

حجم هوا در ریه ها و دستگاه تنفسی به شاخص های زیر بستگی دارد: 1) ویژگی های فردی تن سنجی یک فرد و ساختار سیستم تنفسی. 2) خواص بافت ریه. 3) کشش سطحیآلوئول ها 4) نیروی ایجاد شده توسط عضلات تنفسی.

حجم جزر و مد (TO)- حجم هوایی که فرد در طی تنفس آرام تنفس و بازدم می کند (شکل 5). در یک بزرگسال، DO تقریباً 500 میلی لیتر است. مقدار DO به شرایط اندازه گیری (استراحت، بار، وضعیت بدن) بستگی دارد. DO به عنوان مقدار متوسط ​​پس از اندازه گیری تقریباً شش حرکت تنفسی آرام محاسبه می شود.

حجم ذخیره دمی (IR ind)- حداکثر حجم هوایی که سوژه پس از یک نفس آرام قادر به استنشاق است. مقدار PO vd 1.5-1.8 لیتر است.

حجم ذخیره بازدمی (ER داخلی) - حداکثر حجم هوایی که فرد می تواند پس از یک بازدم آرام به بیرون بازدم کند. مقدار PO بازدمی در حالت افقی کمتر از حالت عمودی است و با چاقی کاهش می یابد. به طور متوسط ​​1.0-1.4 لیتر است.

حجم باقیمانده (VR)- حجم هوایی که پس از حداکثر بازدم در ریه ها باقی می ماند. حجم باقی مانده 1.0-1.5 لیتر است.

مطالعه احجام دینامیک ریه مورد توجه علمی و بالینی است و توصیف آنها فراتر از محدوده یک دوره فیزیولوژی طبیعی است.

ظرفیت ریوی. ظرفیت حیاتی ریه ها (VC) شامل حجم جزر و مدی، حجم ذخیره دمی و حجم ذخیره بازدمی است. در مردان میانسال ظرفیت حیاتی بین 3.5-5.0 لیتر و بیشتر متغیر است. برای زنان، مقادیر کمتر معمول است (3.0-4.0 لیتر). بسته به روش اندازه گیری ظرفیت حیاتی، بین ظرفیت حیاتی دم، زمانی که پس از بازدم کامل حداکثر نفس عمیق کشیده می شود، و ظرفیت حیاتی بازدم، زمانی که پس از یک دم کامل، حداکثر بازدم ایجاد می شود، تمایز قائل می شود.

ظرفیت دمی (E ind.) برابر است با مجموع حجم جزر و مد و حجم ذخیره دمی. در انسان، Evd به طور متوسط ​​2.0-2.3 لیتر است.

شکل 5. حجم ها و ظرفیت های ریه

ظرفیت باقیمانده عملکردی (FRC)- حجم هوا در ریه ها پس از یک بازدم آرام. FRC مجموع حجم ذخیره بازدمی و حجم باقیمانده است. FRC با رقت گاز یا "رقت گازها" و پلتیسموگرافی اندازه گیری می شود. مقدار FRC به طور قابل توجهی تحت تأثیر سطح است فعالیت بدنیوضعیت بدن و فرد: FRC در حالت افقی بدن نسبت به حالت نشسته یا ایستاده کوچکتر است. FRC در چاقی به دلیل کاهش انطباق کلی قفسه سینه کاهش می یابد.

ظرفیت کل ریه (TLC)- حجم هوا در ریه ها در پایان یک الهام کامل. TEL به دو صورت محاسبه می شود:

TLC = 00 + VC یا TLC = FRC + Evd. TLC را می توان با استفاده از پلتیسموگرافی یا رقت گاز اندازه گیری کرد.

اندازه گیری حجم و ظرفیت ریه دارد اهمیت بالینیهنگام مطالعه عملکرد سیستم تنفسی خارجی در افراد سالم و هنگام تشخیص بیماری ریوی.