Респираторная медицина. Руководство (в 2-х томах)

Чучалин А. Г.

Ve = Vt x R.

Она, определяется метаболическими потребностями субъекта и эффективностью газообмена. Необходимая минутная вентиляция достигается различными комбинациями частоты дыхания и дыхательного объема, что называется дыхательным паттерном, или дыхательным стереотипом. При измерении ДО не всегда удается получить показатель, свойственный индивидууму в покое, так как на получение этого параметра оказывают влияние и спирометр, и короткое время исследования. Уровень ДО у взрослого здорового человека весьма вариабелен и может изменяться при нагрузке и перемене положения тела, а в состоянии покоя он составляет примерно около 500 мл. ДО, как и другие параметры, составляющие структуру статических объемов (за исключением остаточного объема), измеряют спирометрическим методом, путем расчета средней величины как минимум из четырех дыхательных

циклов при спокойном стабильном дыхании.

Максимальная вентиляция легких - это объем возду-ха, который перекачивают легкие за 1 мин при выполнении максимальных по частоте и глубине дыхательных движений. Эта величина чаще всего имеет теоретическое значение, так как невозможно поддерживать максимально возможный физически уровень вентиляции в течение одной минуты даже при максимальной физической нагрузке из-за наступающей гипокапнии. Поэтому для его косвенной оценки используют показатель максимальной произвольной вентиляции легких (МВЛ). Он измеряется при выполнении стандартного 12-секундного маневра с максимальными по амплитуде дыхательными движениями с частотой дыхания 60 в минуту.

Максимальный объем воздуха, который способен вдохнуть человек после спокойного вдоха, называется резервным объемом вдоха (РО_вд.). Этот показатель для человека среднего возраста и средних антропометрических данных составляет от 1,5 до 2 л.

Максимальный объем воздуха, который человек дополнительно может выдохнуть после окончания спокойного выдоха, называется резервным объемом выдоха (РО_выд.). Сильное влияние на этот показатель оказывает гравитационный фактор, поэтому он выше в вертикальном положении, чем в горизонтальном, и может уменьшаться при ожирении.

Остаточный объем (ОО) - объем воздуха, который остается в легких после максимального выдоха и не может выдыхаться обследуемым ни при каких условиях. Другими словами, это объем газа, остающийся в легких после максимального экспираторного усилия. В разных возрастных группах ОО определяется в большей степени комбинированным эффектом мышц выдоха (экспираторные мышцы) и внутренними механическими свойствами легких. С возрастом ОО увеличивается.

Легочные емкости. Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) - это объем, который вдыхается и выдыхается при выполнении максимальных инспираторных (вдох) и экспираторных (выдох) усилиях. Другими словами, это разница между ОЕЛ и ОО. Измерение ЖЕЛ - это один из наиболее простых и распространенных методов исследования. ЖЕЛ включает в себя дыхательный объем, резервный объем вдоха, резервный объем выдоха. У лиц среднего возраста ЖЕЛ варьирует в пределах 3,0 - 5,0 л и более. В зависимости от методики измерения ЖЕЛ различают ЖЕЛ вдоха, когда после полного выдоха производится максимально глубокий вдох, и ЖЕЛ выдоха, когда после полного вдоха производится максимальный выдох.

Емкость вдоха (Е_вд.) равна сумме дыхательного объема и резервного объема вдоха. У человека Е_вд. составляет в среднем 2,0 - 2,5 л и не зависит от положения тела.

Функциональная остаточная емкость (ФОЕ) - объем воздуха в легких после спокойного выдоха. Иногда ФОЕ еще называют конечным экспираторным объемом. При достижении ФОЕ внутренняя эластическая отдача легких уравновешивается наружной эластической отдачей грудной клетки, создавая отрицательное плевральное давление. У здоровых взрослых лиц это происходит примерно на уровне 50% ОЕЛ, и при плевральном давлении - 5 см вод.ст. ФОЕ является суммой резервного объема выдоха и остаточного объема. ФОЕ измеряется методами бодиплетизмографии и разведения газов или газовой дилюции. На величину ФОЕ существенно влияют уровень физической активности человека и положение тела в момент измерения. ФОЕ меньше в горизон-тальном положении тела, чем в положении сидя или стоя, из-за высокого стояния купола диафрагмы. ФОЕ может уменьшаться, если тело находится в воде или при ожирении вследствие уменьшения общей растяжимости грудной клетки.

Общая емкость легких (ОЕЛ) - объем воздуха в легких по окончании полного вдоха. ОЕЛ рассчитывают двумя способами:

ОЕЛ = ОО + ЖЕЛ

или

ОЕЛ = ФОЕ + Е_вд..

ОЕЛ может быть измерена с помощью плетизмографии или методом газовой дилюции.

Показатели статических легочных объемов и емкостей играют важную роль при оценке функции легких у здоровых лиц и в диагностике легочных заболеваний. Для определения легочных объемов и емкостей

обычно используются методы спирометрии, пневмотахометрии с интеграцией показателей и бодиплетизмографии. Статические легочные объемы могут снижаться при любых состояниях, ограничивающих расправление легких. Это могут быть заболевания, вызывающие уменьшение числа функционирующих альвеол (ателектаз, резекция, рубцовые изменения легких), поражения плевры, уменьшающие податливость легочной ткани, болезни грудной клетки и живота, нейромышечные заболевания.

Для сопоставимости результатов измерений легочных объемов и емкостей полученные данные должны соотноситься со стандартными условиями температуры тела (37 ⁰;С), давления (101 кПа), относительной влажности (100%). Это стандартное состояние обозначается аббревиатурой BTPS (body temperature, pressure, saturated).

ОБЩАЯ И АЛЬВЕОЛЯРНАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ

Легкое состоит из большого количества альвеолярных единиц разного размера и формы. Альвеолярная единица может быть схематически представлена как сферическая структура, содержащая газ (альвеолярный объем - Va), соединяющая с окружающим воздухом трубкой (мертвое пространство - Vd). Альвеолярный объем может изменяться под влиянием внешних факторов. Газообмен между кровью и вдыхаемым воздухом происходит именно в альвеолярном пространстве (альвеолярные протоки, альвеолярные мешочки и собственно альвеолы). В мертвом пространстве газообмен отсутствует. Объем легких (VL) определяется суммой этих двух объемов:

VL=Va+Vd.

Во время спонтанного дыхания объем легких варьирует с изменением дыхательного объема (Vt), который может быть измерен при вдохе и выдохе.

Поскольку не весь воздух, вдыхаемый в легкие и выдыхаемый из них, участвует в газообмене, альвеолярная вентиляция всегда меньше общей вентиляции. Часть общей минутной вентиляции не достигает альвеол, а поступает только в дыхательные пути (анатомическое мертвое пространство), где не происходит газообмена. Анатомическое мертвое пространство может быть измерено методом Fowler. Часть воздуха поступает в альвеолы, которые не перфузируются или перфузируются на уровне, недостаточном для газообмена (альвеолярное мертвое пространство). Сумма этих двух пространств называется физиологическим или функциональным мертвым пространством. С показателями минутной вентиляции (Ve) и альвеолярной вентиляции (Va) оно связано следующим уравнением:

Vd:Ve=Vd:Vt=1 - Va:Ve.

Отношение объема мертвого пространства к дыхательному объему редко меньше чем 0,3.

НЕРАВНОМЕРНОСТЬ ВЕНТИЛЯЦИИ

Газообмен наиболее эффективен, если альвеолярная вентиляция и капиллярная перфузия распределены равномерно по отношению друг к другу. Но альвеолы не всегда вентилируются равномерно, даже в здоровом легком. В норме вентиляция обычно осуществляется преимущественно в верхних отделах легких, в то время как перфузия - преимущественно в нижних. Таким образом, незначительная степень вентиляционно-перфузионной неравномерности может быть зарегистрирована у здорового человека на высоте уровня моря. Вентиляционно-перфузионное распределение становится более равномерным при физической нагрузке.

Объяснение топографической неравномерности вентиляции показано на рис. 2--4, А. Показано, что внутриплевральное давление в меньшей степени отрицательно на уровне нижних отделов легких, чем верхних. Это объясняется гравитационным фактором (т.е. массой самого легкого). Следствием является то, что объем альвеол в покое меньше, как видно по кривой давление - объем, а изменения объема для данного внутриплеврального давления выше, так как альвеолы функционируют в пределах более крутого участка кривой давление - объем. Поэтому вентиляция (изменение объема по отношению к объему в покое) выше в нижних отделах, чем в верхних, хотя если здоровый человек выполнит небольшой вдох от уровня остаточного объема, отмечается другая картина в распределении вентиляции. В этом случае вентилироваться будут преимущественно верхние отделы легких, так как генерируется меньшее внутриплевральное отрицательное давление, а на уровне нижних отделов оно практически достигает атмосферного (рис. 2--4, Б). При таком небольшом давлении базальные отделы не будут растягиваться и вентилироваться, а газ будет поступать только в верхние отделы. Таким образом, и топографическая неравномерность вентиляции, и региональные различия внутриплеврального давления в значительной степени объясняются деформацией легкого вследствие гравитационного фактора.