Белодробни обеми и капацитет. Дихателен обем и минутен обем (MV), респираторен еквивалент Остатъчният белодробен обем се състои от

4. Промяна в белодробния обем по време на вдишване и издишване. Функция на вътреплевралното налягане. плеврално пространство. Пневмоторакс.
5. Фази на дишане. Обемът на белите дробове. Скорост на дишане. Дълбочина на дишане. Белодробни обеми въздух. Дихателен обем. Резервен, остатъчен обем. капацитета на белите дробове.
6. Фактори, влияещи върху белодробния обем във фазата на вдишване. Разтегливост на белите дробове (белодробна тъкан). Хистерезис.
7. Алвеоли. Повърхностно активно вещество. Повърхностно напрежение на течния слой в алвеолите. Закон на Лаплас.
8. Съпротивление на дихателните пътища. Белодробно съпротивление. Въздушно течение. ламинарен поток. турбулентен поток.
9. Зависимост "поток-обем" в белите дробове. Налягане на дихателните пътища по време на издишване.
10. Работата на дихателната мускулатура по време на дихателния цикъл. Работата на дихателните мускули по време на дълбоко дишане. фази на дишането. Обемът на белите дробове. Скорост на дишане. Дълбочина на дишане. Белодробни обеми въздух. Дихателен обем. Резервен, остатъчен обем. капацитета на белите дробове.

Процесът на външно дишанепоради промени в обема на въздуха в белите дробове по време на фазите на вдишване и издишване на дихателния цикъл. При спокойно дишане съотношението на продължителността на вдишване към издишване в дихателния цикъл е средно 1:1,3. Външното дишане на човек се характеризира с честотата и дълбочината на дихателните движения. Скорост на дишанечовек се измерва с броя на дихателните цикли за 1 минута и стойността му в покой при възрастен варира от 12 до 20 за 1 минута. Този показател на външното дишане се увеличава по време на физическа работа, повишаване на температурата на околната среда и също се променя с възрастта. Например при новородени дихателната честота е 60-70 за 1 минута, а при хора на възраст 25-30 години средно 16 за 1 минута. Дълбочината на дишането се определя от обема на вдишвания и издишван въздух по време на един дихателен цикъл. Продуктът на честотата на дихателните движения по тяхната дълбочина характеризира основната стойност на външното дишане - белодробна вентилация. Количествена мярка за белодробна вентилация е минутният обем на дишането - това е обемът въздух, който човек вдишва и издишва за 1 минута. Стойността на минутния обем на дишането на човек в покой варира в рамките на 6-8 литра. По време на физическа работа при човек минутният обем на дишането може да се увеличи 7-10 пъти.

Ориз. 10.5. Обемът и капацитетът на въздуха в белите дробове на човека и кривата (спирограма) на промените в обема на въздуха в белите дробове по време на тихо дишане, дълбоко вдишване и издишване. FRC - функционален остатъчен капацитет.

Белодробни въздушни обеми. AT дихателна физиологияе възприета унифицирана номенклатура на белодробните обеми при човека, които изпълват белите дробове със спокойно и дълбоко дишане във фазата на вдишване и издишване на дихателния цикъл (фиг. 10.5). Обемът на белите дробове, който се вдишва или издишва от човек по време на тихо дишане, се нарича дихателен обем. Стойността му при тихо дишане е средно 500 ml. Нарича се максималното количество въздух, което човек може да вдиша над дихателния обем инспираторен резервен обем(средно 3000 мл). Максималното количество въздух, което човек може да издиша след тихо издишване, се нарича експираторен резервен обем (средно 1100 ml). И накрая, количеството въздух, което остава в белите дробове след максимално издишване, се нарича остатъчен обем, неговата стойност е приблизително 1200 ml.

Сумата от два или повече белодробни обема се нарича капацитета на белите дробове. Обем на въздухав човешките бели дробове се характеризира с инспираторен белодробен капацитет, витален белодробен капацитет и функционален остатъчен белодробен капацитет. Инспираторният капацитет (3500 ml) е сумата от дихателния обем и инспираторния резервен обем. Жизнен капацитет на белите дробове(4600 ml) включва дихателен обем и резервни обеми на вдишване и издишване. Функционален остатъчен белодробен капацитет(1600 ml) е сумата от експираторния резервен обем и остатъчния белодробен обем. Сума капацитета на белите дробовеи остатъчен обемсе нарича общ белодробен капацитет, чиято стойност при човека е средно 5700 мл.

При вдишване човешките бели дробовепоради свиването на диафрагмата и външните междуребрени мускули, те започват да увеличават обема си от нивото , а стойността му при тихо дишане е дихателен обем, а при дълбоко дишане – достига различни стойности резервен обемдъх. При издишване обемът на белите дробове се връща до първоначалното функционално ниво остатъчен капацитетпасивно, поради еластичния откат на белите дробове. Ако въздухът започне да навлиза в обема на издишания въздух функционален остатъчен капацитет, което се извършва по време на дълбоко дишане, както и при кашляне или кихане, след което издишването се извършва чрез свиване на мускулите на коремната стена. В този случай стойността на интраплевралното налягане, като правило, става по-висока от атмосферното налягане, което причинява най-високата скорост на въздушния поток в дихателните пътища.

фази на дишането.

Процесът на външно дишанепоради промени в обема на въздуха в белите дробове по време на фазите на вдишване и издишване на дихателния цикъл. При спокойно дишане съотношението на продължителността на вдишване към издишване в дихателния цикъл е средно 1:1,3. Външното дишане на човек се характеризира с честотата и дълбочината на дихателните движения. Скорост на дишанечовек се измерва с броя на дихателните цикли за 1 минута и стойността му в покой при възрастен варира от 12 до 20 за 1 минута. Този показател на външното дишане се увеличава по време на физическа работа, повишаване на температурата на околната среда и също се променя с възрастта. Например при новородени дихателната честота е 60-70 за 1 минута, а при хора на възраст 25-30 години средно 16 за 1 минута. Дълбочина на дишанеопределя се от обема на вдишания и издишания въздух по време на един дихателен цикъл. Продуктът на честотата на дихателните движения по тяхната дълбочина характеризира основната стойност на външното дишане - белодробна вентилация. Количествена мярка за белодробна вентилация е минутният обем на дишането - това е обемът въздух, който човек вдишва и издишва за 1 минута. Стойността на минутния обем на дишането на човек в покой варира в рамките на 6-8 литра. По време на физическа работа при човек минутният обем на дишането може да се увеличи 7-10 пъти.

2. Техника спирография .

Изследването се провежда сутрин на празен стомах. Преди изследването на пациента се препоръчва да бъде в спокойно състояние в продължение на 30 минути, както и да спре приема на бронходилататори не по-късно от 12 часа преди началото на изследването.

Спирографската крива и показателите за белодробна вентилация са показани на фиг. 2.

Статични индикатори(определя се по време на тихо дишане).

Основните променливи, използвани за показване на наблюдаваните показатели на външно дишане и за конструиране на индикатори-конструкти са: обемът на потока на дихателните газове, V (л) и време T ©. Връзките между тези променливи могат да бъдат представени под формата на графики или диаграми. Всички те са спирограми.

Графиката на зависимостта на обема на потока от смес от дихателни газове от времето се нарича спирограма: сила на звукапоток - време.

Графиката на взаимозависимостта на обемния дебит на смес от дихателни газове и обема на потока се нарича спирограма: обемна скоростпоток - сила на звукапоток.

Измерете дихателен обем(DO) - средният обем въздух, който пациентът вдишва и издишва по време на нормално дишане в покой. Обикновено е 500-800 мл. Частта от DO, която участва в газообмена, се нарича алвеоларен обем(AO) и се равнява средно на 2/3 от стойността на DO. Остатъкът (1/3 от стойността на TO) е функционален обем на мъртвото пространство(FMP).

След спокойно издишване пациентът издишва възможно най-дълбоко - премерено експираторен резервен обем(ROvyd), което обикновено е 1000-1500 ml.

След спокойно вдишване се поема най-дълбокото вдишване - премерено инспираторен резервен обем(Ровд). При анализ на статичните показатели се изчислява инспираторен капацитет(Evd) - сумата от DO и Rovd, която характеризира способността на белодробната тъкан да се разтяга, както и капацитета на белите дробове(VC) - максималният обем, който може да се вдиша след най-дълбокото издишване (сумата от TO, RO VD и Rovid обикновено варира от 3000 до 5000 ml).

След обичайното спокойно дишане се извършва дихателна маневра: поема се най-дълбокото вдишване, а след това най-дълбокото, рязко и продължително (най-малко 6 s) издишване. Така се определя форсиран жизнен капацитет(FVC) - обемът въздух, който може да се издиша по време на принудително издишване след максимално вдишване (обикновено 70-80% от VC).

Как се записва последният етап от изследването максимална вентилация(MVL) - максималният обем въздух, който може да бъде вентилиран от белите дробове за I min. MVL характеризира функционалния капацитет на апарата за външно дишане и обикновено е 50-180 литра. Намаляване на MVL се наблюдава при намаляване на белодробните обеми поради рестриктивни (рестриктивни) и обструктивни нарушения на белодробната вентилация.

При анализиране на спирографската крива, получена при маневрата с принудително издишване, измервайте определени показатели за скорост (фиг. 3):

1) форсиран експираторен обемпрез първата секунда (FEV 1) - обемът въздух, който се издишва през първата секунда с най-бързо издишване; измерва се в ml и се изчислява като процент от FVC; здравите хора издишват най-малко 70% от FVC през първата секунда;

2) проба или Индекс Tiffno- съотношението FEV 1 (ml) / VC (ml), умножено по 100%; обикновено е поне 70-75%;

3) максималната обемна скорост на въздуха на нивото на издишване от 75% FVC (ISO 75), оставащ в белите дробове;

4) максималната обемна скорост на въздуха на нивото на издишване от 50% FVC (MOS 50), оставащ в белите дробове;

5) максималната обемна скорост на въздуха на нивото на издишване от 25% FVC (MOS 25), оставащи в белите дробове;

6) средната обемна скорост на форсирано издишване, изчислена в диапазона на измерване от 25 до 75% FVC (SOS 25-75).

Обозначения на диаграмата.
Индикатори за максимално принудително издишване:
25 ÷ 75% FEV- обемен дебит в средния интервал на форсирано издишване (между 25% и 75%
жизнения капацитет на белите дробове)
FEV1е обемът на потока през първата секунда на форсираното издишване.

Ориз. 3. Спирографска крива, получена при форсирана експираторна маневра. Изчисляване на FEV 1 и SOS 25-75

Изчисляването на показателите за скорост е от голямо значение за идентифициране на признаци на бронхиална обструкция. Намаляването на индекса Tiffno и FEV1 е характерен признак на заболявания, които са придружени от намаляване на бронхиалната проходимост - бронхиална астма, хронична обструктивна белодробна болест, бронхиектазии и др. Показателите на MOS са с най-голяма стойност при диагностицирането на началните прояви на бронхиална обструкция. SOS 25-75 показва състоянието на проходимостта на малките бронхи и бронхиолите. Последният показател е по-информативен от FEV1 за откриване на ранни обструктивни нарушения.
Поради факта, че в Украйна, Европа и САЩ има известна разлика в обозначението на белодробните обеми, капацитет и показатели за скорост, характеризиращи белодробната вентилация, ние даваме обозначенията на тези показатели на руски и английски (Таблица 1).

Маса 1.Име на показателите за белодробна вентилация на руски и английски език

Име на индикатора на руски	Прието съкращение	Име на индикатора на английски език	Прието съкращение
Жизнен капацитет на белите дробове	VC	Жизнен капацитет	VC
Дихателен обем	ПРЕДИ	Дихателен обем	телевизор
Инспираторен резервен обем	Ровд	инспираторен резервен обем	IRV
експираторен резервен обем	Ровид	Експираторен резервен обем	ERV
Максимална вентилация	MVL	Максимална доброволна вентилация	MW
форсиран жизнен капацитет	ФЖЕЛ	форсиран жизнен капацитет	FVC
Форсиран експираторен обем през първата секунда	FEV1	Обем на форсирано издишване 1 сек	FEV1
Индекс Tiffno	IT или FEV 1 / VC%		FEV1% = FEV1/VC%
Максимална скорост на експираторен поток 25% FVC остава в белите дробове	MOS 25	Максимален експираторен поток 25% FVC	MEF25
Форсиран експираторен поток 75% FVC	FEF75
Максимална скорост на експираторен поток 50% от FVC остава в белите дробове	MOS 50	Максимален експираторен поток 50% FVC	MEF50
Форсиран експираторен поток 50% FVC	FEF50
Максимална скорост на издишване 75% от FVC остава в белите дробове	MOS 75	Максимален експираторен поток 75% FVC	MEF75
Форсиран експираторен поток 25% FVC	FEF25
Средна скорост на експираторен поток в диапазона от 25% до 75% FVC	SOS 25-75	Максимален експираторен поток 25-75% FVC	MEF25-75
Форсиран експираторен поток 25-75% FVC	FEF25-75

Таблица 2.Име и съответствие на показателите за белодробна вентилация в различни страни

Украйна	Европа	САЩ
месец 25	MEF25	FEF75
mos 50	MEF50	FEF50
mos 75	MEF75	FEF25
SOS 25-75	MEF25-75	FEF25-75

Всички показатели на белодробната вентилация са променливи. Те зависят от пола, възрастта, теглото, ръста, положението на тялото, състоянието на нервната система на пациента и други фактори. Следователно, за правилна оценка на функционалното състояние на белодробната вентилация, абсолютната стойност на един или друг показател е недостатъчна. Необходимо е да се сравнят получените абсолютни показатели със съответните стойности при здрав човек на същата възраст, ръст, тегло и пол - така наречените дължими показатели. Такова сравнение се изразява като процент спрямо дължимия показател. За патологични се считат отклонения над 15-20% от стойността на дължимия показател.

5. СПИРОГРАФИЯ С РЕГИСТРАЦИЯ НА КРЪГА ПОТОК-ОБЕМ

Спирографияс регистриране на контура "поток-обем" - модерен метод за изследване на белодробната вентилация, който се състои в определяне на обемната скорост на въздушния поток в инхалационния тракт и нейното графично показване под формата на цикъл "поток-обем" при спокойно дишане на пациента и когато извършва определени дихателни маневри. В чужбина този метод се нарича спирометрия.

целИзследването е диагностицирането на вида и степента на нарушения на белодробната вентилация въз основа на анализа на количествените и качествени промени в спирографските параметри.
Показанията и противопоказанията за прилагане на метода са подобни на тези при класическата спирография.

Методика. Изследването се провежда сутрин, независимо от храненето. На пациента се предлага да затвори двата носни прохода със специална скоба, да вземе индивидуален стерилизиран мундщук в устата и да го стисне плътно с устните. Пациентът в седнало положение диша през тръбата в отворен кръг, с малко или никакво съпротивление при дишане
Процедурата за извършване на дихателни маневри с регистриране на кривата "поток-обем" на принудително дишане е идентична с тази, извършена при записване на FVC по време на класическа спирография. На пациента трябва да се обясни, че при теста за принудително дишане издишайте в устройството, сякаш е необходимо да гасите свещи на торта за рожден ден. След период на спокойно дишане пациентът поема възможно най-дълбоко дъх, в резултат на което се записва елипсовидна крива (крива AEB). След това пациентът прави най-бързото и интензивно принудително издишване. В същото време се записва крива с характерна форма, която при здрави хора прилича на триъгълник (фиг. 4).

Ориз. 4. Нормална линия (крива) на съотношението на обемния дебит и обема на въздуха по време на дихателни маневри. Вдишването започва в точка А, издишването - в точка Б. POS се записва в точка С. Максималният експираторен поток в средата на FVC съответства на точка D, максималният инспираторен поток - на точка Е

Спирограма: обемна скорост на потока - обем на форсирания инспираторен/експираторен поток.

Максималната скорост на издишвания въздух се показва от началната част на кривата (точка C, където пикова скорост на издишване- POS VYD) - След това обемният дебит намалява (точка D, където се записва MOS 50) и кривата се връща в първоначалното си положение (точка A). В този случай кривата "поток-обем" описва връзката между обемната скорост на въздушния поток и белодробния обем (белодробния капацитет) по време на дихателните движения.
Данните за скоростите и обемите на въздушния поток се обработват от персонален компютър, благодарение на адаптиран софтуер. След това кривата "поток-обем" се показва на екрана на монитора и може да бъде отпечатана на хартия, съхранена на магнитен носител или в паметта на персонален компютър.
Съвременните устройства работят със спирографски сензори в отворена система с последващо интегриране на сигнала на въздушния поток за получаване на синхронни стойности на белодробните обеми. Компютърно изчислените резултати от изследването се отпечатват заедно с кривата поток-обем на хартия в абсолютни стойности и като процент от правилните стойности. В този случай по абсцисната ос се нанася FVC (въздушен обем), а по ординатната ос - въздушният поток, измерен в литри в секунда (l/s) (фиг. 5).

Ориз. Фиг. 5. Крива "поток-обем" на принудително дишане и показатели за белодробна вентилация при здрав човек

Ориз. 6 Схема на спирограмата на FVC и съответната крива на форсирания експиратор в координатите поток-обем: V е оста на обема; V" - ос на потока

Примката поток-обем е първата производна на класическата спирограма. Въпреки че кривата поток-обем съдържа голяма част от същата информация като класическата спирограма, видимостта на връзката между потока и обема позволява по-задълбочено вникване във функционалните характеристики както на горните, така и на долните дихателни пътища (фиг. 6). Изчисляването според класическата спирограма на високоинформативни индикатори MOS 25 , MOS 50 , MOS 75 има редица технически трудности при извършване на графични изображения. Следователно резултатите от него не са много точни.В тази връзка е по-добре тези показатели да се определят от кривата поток-обем.
Оценката на промените в скоростните спирографски показатели се извършва според степента на тяхното отклонение от правилната стойност. По правило стойността на индикатора за потока се приема като долна граница на нормата, която е 60% от правилното ниво.

MICRO MEDICAL LTD (ОБЕДИНЕНО КРАЛСТВО)


Спирограф MasterScreen Pneumo	Спирограф FlowScreen II

Спирометър-спирограф SpiroS-100 ALTONIKA, OOO (РУСИЯ)

Спирометър SPIRO-SPEKTR NEURO-SOFT (РУСИЯ)

Една от основните характеристики на външното дишане е минутният обем на дишането (MOD). Белодробната вентилация се определя от обема на вдишвания или издишван въздух за единица време. MOD е произведението на дихателния обем и дихателната честота.. Обикновено, в покой, DO е 500 ml, честотата на дихателните цикли е 12 - 16 в минута, следователно MOD е 6 - 7 l / min. Максималната вентилация на белите дробове е обемът въздух, който преминава през белите дробове за 1 минута при максимална честота и дълбочина на дихателните движения.

Алвеоларна вентилация

И така, външното дишане или вентилацията на белите дробове гарантира, че приблизително 500 ml въздух навлиза в белите дробове по време на всяко вдишване (DO). Насищането на кръвта с кислород и отстраняването на въглеродния диоксид става, когато контакт на кръвта на белодробните капиляри с въздуха, съдържащ се в алвеолите.Алвеоларният въздух е вътрешната газова среда на тялото на бозайници и хора. Неговите параметри - съдържанието на кислород и въглероден диоксид - са постоянни. Количеството алвеоларен въздух приблизително съответства на функционалния остатъчен капацитет на белите дробове - количеството въздух, което остава в белите дробове след тихо издишване, и нормално е 2500 ml. Именно този алвеоларен въздух се обновява от атмосферния въздух, постъпващ през дихателните пътища. Трябва да се има предвид, че не целият вдишван въздух участва в белодробния газообмен, а само тази част от него, която достига до алвеолите. Следователно, за да се оцени ефективността на белодробния газообмен, е важна не толкова белодробната вентилация, колкото алвеоларната вентилация.

Както знаете, част от дихателния обем не участва в газообмена, запълвайки анатомично мъртвото пространство на дихателните пътища - приблизително 140 - 150 ml.

Освен това има алвеоли, които в момента се вентилират, но не се кръвоснабдяват. Тази част от алвеолите е алвеоларното мъртво пространство. Сумата от анатомични и алвеоларни мъртви пространства се нарича функционално или физиологично мъртво пространство. Приблизително 1/3 от дихателния обем пада върху вентилацията на мъртвото пространство, изпълнено с въздух, който не участва пряко в газообмена и се движи само в лумена на дихателните пътища по време на вдишване и издишване. Следователно вентилацията на алвеоларните пространства - алвеоларната вентилация - е белодробна вентилация минус вентилация на мъртвото пространство. Нормално алвеоларната вентилация е 70 - 75% от стойността на MOD.

Изчисляването на алвеоларната вентилация се извършва по формулата: MAV = (DO - MP)  BH, където MAV е минутна алвеоларна вентилация, DO е дихателен обем, MP е обем на мъртвото пространство, BH е дихателна честота.

Фигура 6. Връзка между MOD и алвеоларна вентилация

Използваме тези данни, за да изчислим друга стойност, характеризираща алвеоларната вентилация -коефициент на алвеоларна вентилация . Този коефициентпоказва каква част от алвеоларния въздух се обновява с всяко вдишване. В алвеолите в края на тихото издишване има около 2500 ml въздух (FFU), по време на вдишване 350 ml въздух навлиза в алвеолите, следователно само 1/7 от алвеоларния въздух се обновява (2500/350 = 7/ 1).

Дихателните обеми се определят спирометрично и трябва да бъдат класирани сред най-представителните стойности за вентилация.

Минутен обем на дишане

Това се разбира като количеството въздух, вентилиран по време на тихо дишане за минута.

Метод на определяне. На субекта, свързан със спирограф, първо се дава възможност за няколко минути да свикне с дишането, което не е съвсем обичайно за него. След като първоначалната хипервентилация в повечето случаи отстъпи място на спокойно дишане, минутният обем на дишането се определя чрез умножаване на обема на дишане по време на вдишване по броя на вдишванията в минута. При неспокойно дишане се измерват вентилираните обеми за всяко вдишване за минута и резултатите се сумират.

Нормални стойности. Подходящият минутен обем на дишане се получава чрез умножаване на правилната основна метаболитна скорост (подходящ брой калории за 24 часа в сравнение с общата повърхност на тялото) по 4,73.

Получените стойности ще бъдат в диапазона 6-9 литра. Те се влияят от височината на метаболизма (интензивността) (например тиреотоксикоза) и степента на вентилация на мъртвото пространство. Това позволява понякога да се приписват отклонения от нормата поради патологията на един от тези фактори.

При замяна на дишането с въздух за дишане с кислород при здрави индивиди няма промени в минутния обем на дишане. Напротив, при силно изразена дихателна недостатъчност, минутният обем при дишане с кислород намалява и в същото време се увеличава консумацията на кислород за минута. Настъпва "успокояване на дъха". Този ефект се обяснява с по-добрата артериализация на кръвта при дишане с чист кислород в сравнение с дишането с атмосферен въздух. Това привлича още повече внимание към себе си при натоварване.

Сравнете с това казаното в раздела за кардиопулмонален (сърдечно-белодробен) дефицит на кислород.

Тест за максимален експираторен обем (тест на Тифно)

Максималният експираторен обем се разбира като експираторната работа на белите дробове за секунда, т.е. количеството въздух, издишано със сила за секунда след максималното вдишване.

Продължителността на издишване при пациенти с емфизем е по-голяма, отколкото при здрави индивиди. Този факт, записан за първи път на спирометър Hutchinson, по-късно беше потвърден от Tiffeneau и Pinelli, които също посочиха доста ясни корелации с жизнения капацитет.

В немската литература количеството въздух, издишано в проба за секунда, се нарича „полезен дял от жизнения капацитет“, британците говорят за „timed capacity“ (капацитет за определен период от време), във френската литература терминът „capacite“ pulmonaire utilisable a l'effort" се използва (капацитетът на белите дробове се използва с усилие).

Този тест е от особено значение, тъй като ви позволява да направите общи заключения относно ширината на дихателните пътища и съответно количеството на дихателното съпротивление в бронхиалната система, както и еластичността на белите дробове, подвижността на гръдния кош и силата на дихателната мускулатура.

Нормални стойности. Максималният експираторен обем се изразява като процент от жизнения капацитет. При здрави хора той е равен на 70-80% от жизнения капацитет. В същото време най-малко 55% от наличния жизнен капацитет трябва да изтече през първата половина на секундата.

При здрави хора са необходими 4 секунди за пълно издишване след дълбоко вдишване. След 2 секунди издишайте 94%, след 3 секунди - 97% от жизнения капацитет.

Издишаният обем намалява с възрастта от 83% от жизнения капацитет в младостта до 69% в напреднала възраст. Този факт се потвърждава от Gitter в неговото обширно изследване върху над 1000 индустриални работници. Tiffeneau счита за нормален такъв максимален експираторен обем през първата секунда, който е 83,3% от истинския или действителния капацитет, Biicherl - 77,3% за мъжете и 82,3% за жените.

Техника на изпълнение. Използва се спирограф, чийто кимограф бързо премества лентата (най-малко 10 mm / s). След записване на жизнения капацитет по обичайния начин, субектът се иска отново да поеме максимално дъх, да задържи дъха си малко, след това да издиша бързо и възможно най-дълбоко. Може да се постигне известно опростяване, ако записът на така наречената експирограма се извършва с едновременно определяне на жизнения капацитет и максималния експираторен обем при едно издишване след максималното вдишване.

Степен. Тестът на Tiffeneau се счита за надежден критерий за разпознаване на обструктивен бронхит и свързания с него емфизем. В тези случаи при нормален витален капацитет се установява значително намаляване на максималния експираторен обем, докато при рестриктивна вентилационна недостатъчност, въпреки че жизненият капацитет е намален, процентът на максималния експираторен обем остава нормален.

Тъй като причината за обструктивните нарушения, наред с органично причинените обструкции на дихателните пътища, може да бъде и функционален спазъм, се препоръчва тест с астмолизин за диференциално диагностично установяване на истинската причина.

Астмолизин тест. След предварително определяне на жизнения капацитет и максималния експираторен обем, 1 ml астмализин или хистамин се инжектират подкожно и същите стойности се определят отново след 30 минути. Ако получените стойности на вентилацията показват тенденция към нормализиране, тогава говорим за функционален компонент на обструктивен бронхит.

Статията е изготвена и редактирана от: хирург

UDC 612.215+612.1 BBK E 92 + E 911

А.Б. Загайнова, Н.В. Турбасова. Физиология на дишането и кръвообращението. Учебно помагало по дисциплината "Физиология на човека и животните": за студенти от 3-та година на ОДО и 5-та година на ОЗО на Биологическия факултет. Тюмен: Издателство на Тюменския държавен университет, 2007. - 76 с.

Учебното помагало включва лабораторни упражнения, съставени в съответствие с програмата на курса "Физиология на човека и животните", много от които илюстрират фундаменталните научни принципи на класическата физиология. Някои от произведенията са с приложен характер и представляват методи за самоконтрол на здравето и физическото състояние, методи за оценка на физическата работоспособност.

ОТГОВОРЕН РЕДАКТОР: В. С. Соловьов , д-р, професор

Обяснителна бележка

Предмет на изследване в разделите "дишане" и "кръвообращение" са живите организми и техните функциониращи структури, които осигуряват тези жизнени функции, което определя избора на методи за физиологично изследване.

Целта на курса: да се формират идеи за механизмите на функциониране на дихателните и кръвоносните органи, за регулирането на дейността на сърдечно-съдовата и дихателната системи, за тяхната роля в осигуряването на взаимодействието на тялото с външната среда.

Цели на лабораторния семинар: запознаване на студентите с методите за изследване на физиологичните функции на хората и животните; илюстрират фундаментални научни положения; представя методи за самоконтрол на физическото състояние, оценка на физическата ефективност по време на физическо натоварване с различна интензивност.

За провеждане на лабораторни упражнения по дисциплината "Физиология на човека и животните" са предвидени 52 часа за ОДО и 20 часа за ОЗО. Окончателният отчет по дисциплината "Физиология на човека и животните" е изпит.

Изпитни изисквания: необходимо е да се разберат основите на живота на тялото, включително механизмите на функциониране на системите от органи, клетките и отделните клетъчни структури, регулирането на работата на физиологичните системи, както и моделите на взаимодействие на тялото с външната среда.

Учебното помагало е разработено като част от програмата на общия курс "Физиология на човека и животните" за студенти от Биологическия факултет.

ФИЗИОЛОГИЯ НА ДИШАНЕТО

Същността на дихателния процес е доставянето на кислород до тъканите на тялото, което осигурява протичането на окислителни реакции, което води до освобождаване на енергия и освобождаване на въглероден диоксид от тялото, който се образува в резултат на метаболизъм.

Процесът, който протича в белите дробове и се състои в обмен на газове между кръвта и околната среда (въздухът, постъпващ в алвеолите, се нарича външно, белодробно дишане,или белодробна вентилация.

В резултат на обмен на газ в белите дробове кръвта се насища с кислород, губи въглероден диоксид, т.е. отново става способен да пренася кислород до тъканите.

Подновяването на газовия състав на вътрешната среда на тялото се дължи на кръвообращението. Транспортната функция се осъществява от кръвта поради физическото разтваряне на CO 2 и O 2 в нея и тяхното свързване с кръвните компоненти. И така, хемоглобинът може да влезе в обратима реакция с кислорода и свързването на CO 2 възниква в резултат на образуването на обратими бикарбонатни съединения в кръвната плазма.

Консумацията на кислород от клетките и осъществяването на окислителни реакции с образуването на въглероден диоксид е същността на процесите вътрешни, или тъканно дишане.

По този начин само едно последователно изследване на трите връзки на дишането може да даде представа за един от най-сложните физиологични процеси.

За изследване на външното дишане (белодробна вентилация), обмена на газ в белите дробове и тъканите, както и транспортирането на газове в кръвта, се използват различни методи за оценка на дихателната функция в покой, по време на тренировка и различни ефекти върху тялото.

ЛАБОРАТОРИЯ #1

ПНЕВМОГРАФИЯ

Пневмографията е запис на дихателни движения. Позволява ви да определите честотата и дълбочината на дишането, както и съотношението на продължителността на вдишване и издишване. При възрастен броят на дихателните движения е 12-18 в минута, при децата дишането е по-често. По време на физическа работа тя се удвоява или повече. По време на мускулна работа честотата и дълбочината на дишането се променят. Наблюдават се промени в ритъма на дишане и неговата дълбочина по време на преглъщане, говорене, след задържане на дъха и др.

Няма паузи между двете фази на дишането: вдишването преминава директно в издишването, а издишването - във вдишването.

По правило вдишването е малко по-кратко от издишването. Времето на вдишване е свързано с времето на издишване като 11:12 или дори като 10:14.

В допълнение към ритмичните дихателни движения, които осигуряват вентилация на белите дробове, могат да се наблюдават специални дихателни движения във времето. Някои от тях възникват рефлексивно (защитни дихателни движения: кашляне, кихане), други доброволно, във връзка с фонацията (говор, пеене, рецитация и др.).

Регистрирането на дихателните движения на гръдния кош се извършва с помощта на специално устройство - пневмограф. Полученият запис - пневмограма - ви позволява да прецените: продължителността на фазите на дишане - вдишване и издишване, дихателна честота, относителна дълбочина, зависимостта на честотата и дълбочината на дишането от физиологичното състояние на тялото - почивка, работа, и т.н.

Пневмографията се основава на принципа на въздушно предаване на дихателните движения на гръдния кош към пишещия лост.

Най-често използваният в момента пневмограф е продълговата гумена камера, поставена в платнена кутия, херметично свързана с капсула Маре чрез гумена тръба. При всяко вдишване гръдният кош се разширява и компресира въздуха в пневмографа. Това налягане се прехвърля в кухината на капсулата Маре, нейната еластична гумена капачка се повдига и лостът, опрян върху нея, записва пневмограма.

В зависимост от използваните сензори, пневмографията може да се извърши по различни начини. Най-простият и достъпен за регистриране на дихателните движения е пневмосензор с капсула Marais. За пневмография могат да се използват реостатни, тензометрични и капацитивни сензори, но в този случай са необходими електронни усилващи и записващи устройства.

За работа се нуждаете от:кимограф, маншет за сфигмоманометър, капсула Marais, статив, тройник, гумени тръби, таймер, разтвор на амоняк. Обект на изследване е човек.

Извършване на работа.Сглобете инсталацията за запис на дихателни движения, както е показано на фиг. 1, А. Маншетът от сфигмоманометъра се фиксира върху най-подвижната част на гръдния кош на субекта (при коремен тип дишане това ще бъде долната трета, при гръдния кош - средната трета на гръдния кош) и се свързва с тройник и гумени тръби към капсулата Marais. През тройника, отваряйки скобата, малко количество въздух се вкарва в записващата система, като се гарантира, че твърде високото налягане не счупва гумената мембрана на капсулата. След като се уверите, че пневмографът е фиксиран правилно и движенията на гръдния кош се предават на лоста на капсулата Marais, броят на дихателните движения в минута се отчита и след това писателят се поставя тангенциално към кимографа. Включете кимографа и маркера за време и започнете да записвате пневмограмата (субектът не трябва да гледа пневмограмата).

Ориз. 1. Пневмография.

А - графична регистрация на дишането с помощта на капсулата Marais; B - пневмограми, записани под действието на различни фактори, които причиняват промяна в дишането: 1 - широк маншет; 2 - гумена тръба; 3 - тройник; 4 - капсула Маре; 5 - кимограф; 6 - таймер; 7 - универсален статив; а - спокойно дишане; b - при вдишване на амонячни пари; c - по време на разговор; d - след хипервентилация; д - след произволно задържане на дъха; д - по време на физическа активност; b"-e" - белези на приложеното въздействие.

На кимографа се записват следните видове дишане:

1) спокойно дишане;

2) дълбоко дишане (субектът произволно прави няколко дълбоки вдишвания и издишвания - жизненият капацитет на белите дробове);

3) дишане след тренировка. За тази цел субектът е помолен, без да отстранява пневмографа, да направи 10-12 клякания. В същото време, за да не се спука гумата на капсулата Marey в резултат на резки удари на въздуха, гумената тръба, свързваща пневмографа с капсулата, се затяга със скоба Pean. Веднага след края на кляканията скобата се отстранява и дихателните движения се записват);

4) дишане по време на рецитация, разговорна реч, смях (обърнете внимание как се променя продължителността на вдишването и издишването);

5) дишане при кашлица. За да направите това, субектът прави няколко произволни експираторни движения на кашлица;

6) задух - диспнея, причинена от задържане на дъха. Експериментът се провежда в следния ред. След като регистрира нормално дишане (eipnea) в седнало положение, субектът е помолен да задържи дъха си, докато издишва. Обикновено след 20-30 секунди настъпва неволно възстановяване на дишането и честотата и дълбочината на дихателните движения стават много по-големи, наблюдава се задух;

7) промяна в дишането с намаляване на въглеродния диоксид в алвеоларния въздух и кръвта, което се постига чрез хипервентилация на белите дробове. Пациентът прави дълбоки и чести дихателни движения до леко замайване, след което настъпва естествено задържане на дъха (апнея);

8) при преглъщане;

9) при вдишване на амонячни пари (парче памучна вата, напоена с разтвор на амоняк, се довежда до носа на субекта).

Някои пневмограми са показани на фиг. 1,Б.

Получените пневмограми залепете в тетрадка. Изчислете броя на дихателните движения за 1 минута при различни условия на регистрация на пневмограма. Определете в коя фаза на дишане се извършва преглъщане и говор. Сравнете естеството на промяната в дишането под въздействието на различни фактори на влияние.

ЛАБОРАТОРИЯ #2

СПИРОМЕТРИЯ

Спирометрията е метод за определяне на жизнения капацитет на белите дробове и съставните му въздушни обеми. Жизненият капацитет (VC) е максималното количество въздух, което човек може да издиша след максимално вдишване. На фиг. 2 са показани белодробни обеми и капацитети, които характеризират функционалното състояние на белите дробове, както и пневмограма, обясняваща връзката между белодробните обеми и капацитети и дихателните движения. Функционалното състояние на белите дробове зависи от възрастта, ръста, пола, физическото развитие и редица други фактори. За да се оцени дихателната функция на даден човек, измерените при него белодробни обеми трябва да се сравнят с правилните стойности. Правилните стойности се изчисляват по формули или се определят чрез номограми (фиг. 3), отклоненията от ± 15% се считат за незначителни. Сух спирометър се използва за измерване на VC и неговите съставни обеми (фиг. 4).

Ориз. 2. Спирограма. Белодробни обеми и капацитет:

Rvd - инспираторен резервен обем; DO - дихателен обем; ROvyd - експираторен резервен обем; ОО - остатъчен обем; Evd - инспираторен капацитет; FRC - функционален остатъчен капацитет; VC - жизнен капацитет на белите дробове; TLC - общ белодробен капацитет.

Белодробни обеми:

Инспираторен резервен обем(RVD) - максималният обем въздух, който човек може да вдиша след тих дъх.

експираторен резервен обем(RO) е максималният обем въздух, който човек може да издиша след нормално издишване.

Остатъчен обем(OO) - обемът на газа в белите дробове след максимално издишване.

Инспираторен капацитет(Evd) - максималният обем въздух, който човек може да вдиша след тихо издишване.

Функционален остатъчен капацитет(FOE) е обемът газ в белите дробове, оставащ след тихо дишане.

Жизнен капацитет на белите дробове(VC) е максималният обем въздух, който може да се издиша след максимално вдишване.

Общ белодробен капацитет(Oel) - обемът на газовете в белите дробове след максимално вдишване.

За работа се нуждаете от:сух спирометър, щипка за нос, мундщук, спирт, памук. Обект на изследване е човек.

Предимството на сухия спирометър е, че е преносим и лесен за използване. Сухият спирометър е въздушна турбина, въртяща се от струя издишан въздух. Въртенето на работното колело през кинематичната верига се предава на стрелката на устройството. За да спре стрелката в края на издишването, спирометърът е оборудван със спирачно устройство. Стойността на измерения обем въздух се определя от скалата на уреда. Скалата може да се върти, което позволява стрелката да се нулира преди всяко измерване. Издишването на въздух от белите дробове се извършва през мундщука.

Извършване на работа.Мундщукът на спирометъра се избърсва с памук, напоен със спирт. Субектът, след максимално вдишване, издишва възможно най-дълбоко в спирометъра. VC се определя по скала на спирометър. Точността на резултатите се увеличава, ако измерването на VC се извърши няколко пъти и се изчисли средната стойност. При многократни измервания е необходимо всеки път да се задава първоначалната позиция на скалата на спирометъра. За да направите това, завъртете измервателната скала на сухия спирометър и подравнете нулевото деление на скалата със стрелката.

VC се определя в положение на субекта изправен, седнал и легнал, както и след физическо натоварване (20 клякания за 30 секунди). Обърнете внимание на разликата в резултатите от измерването.

След това субектът извършва няколко тихи издишвания в спирометъра. В този случай се отчита броят на дихателните движения. Като разделите показанията на спирометъра на броя издишвания, направени в спирометъра, определете дихателен обемвъздух.

Ориз. 3. Номограма за определяне на правилната стойност на VC.

Ориз. 4. Спирометър за сух въздух.

За определяне експираторен резервен обемсубектът прави, след следващото тихо издишване, максимално издишване в спирометъра. Спирометърът измерва експираторния резервен обем. Повторете измерванията няколко пъти и изчислете средната стойност.

Инспираторен резервен обемможе да се определи по два начина: изчисляване и измерване със спирометър. За да се изчисли, е необходимо от стойността на VC да се извади сумата от дихателния и резервния (издишващ) въздушен обем. При измерване на инспираторния резервен обем със спирометър, в него се всмуква определен обем въздух и субектът след тихо вдишване поема максимално въздух от спирометъра. Разликата между първоначалния обем въздух в спирометъра и обема, оставащ там след дълбоко вдишване, съответства на инспираторния резервен обем.

За определяне остатъчен обемвъздух, няма преки методи, затова се използват косвени методи. Те могат да се основават на различни принципи. За тези цели се използват например плетизмография, оксиметрия и измерване на концентрацията на индикаторни газове (хелий, азот). Смята се, че обикновено остатъчният обем е 25-30% от стойността на VC.

Спирометърът позволява да се установят редица други характеристики на дихателната дейност. Един от тях е количеството на белодробната вентилация.За да се определи, броят на циклите на дихателните движения в минута се умножава по дихателния обем. Така че за една минута между тялото и околната среда обикновено се обменят около 6000 ml въздух.

Алвеоларна вентилация\u003d дихателна честота x (дихателен обем - обем на "мъртвото" пространство).

Чрез задаване на параметрите на дишането е възможно да се оцени интензивността на метаболизма в тялото чрез определяне на консумацията на кислород.

В хода на работа е важно да се установи дали стойностите, получени за конкретен човек, са в нормалните граници. За тази цел са разработени специални номограми и формули, които отчитат съотношението на индивидуалните характеристики на функцията на външното дишане и такива фактори като: пол, височина, възраст и др.

Правилната стойност на жизнения капацитет на белите дробове се изчислява по формулите (Guminsky A.A., Leontyeva N.N., Marinova K.V., 1990):

за мъже -

VC \u003d ((височина (cm) x 0,052) - (възраст (години) x 0,022)) - 3,60;

за жени -

VC \u003d ((височина (cm) x 0,041) - (възраст (години) x 0,018)) - 2,68.

за момчета 8-12 години -

VC \u003d ((височина (cm) x 0,052) - (възраст (години) x 0,022)) - 4,6;

за момчета 13-16 години -

VC \u003d ((височина (cm) x 0,052) - (възраст (години) x 0,022)) - 4,2;

за момичета 8 - 16 години -

VC \u003d ((височина (cm) x 0,041) - (възраст (години) x 0,018)) - 3,7.

До 16-17-годишна възраст жизненият капацитет на белите дробове достига стойности, характерни за възрастен.

Резултатите от работата и тяхното проектиране. 1. Въведете в таблица 1 резултатите от измерванията, изчислете средната стойност на VC.

маса 1

Номер на измерване	VC (спокоен)
Номер на измерване	стоящ	седнал
1 2 3 Средно

2. Сравнете резултатите от измерванията на VC (почивка) в изправено и седнало положение. 3. Сравнете резултатите от измерванията на VC в изправено положение (почивка) с резултатите, получени след упражнение. 4. Изчислете % от правилната стойност, като знаете показателя VC, получен при измерване в изправено положение (почивка) и дължимия VC (изчислен по формулата):

ЖЕЛфакт.х 100 (%).

5. Сравнете стойността на VC, измерена от спирометъра, с правилната VC, намерена от номограмата. Изчислете остатъчния обем, както и белодробния капацитет: общ белодробен капацитет, инспираторен капацитет и функционален остатъчен капацитет. 6. Направете изводи.

ЛАБОРАТОРИЯ #3

МИНУТЕН ДИХАТЕЛЕН ОБЕМ (MOD) И ОПРЕДЕЛЯНЕ НА БЕЛОДРОБОВ ОБЕМ

(РЕСПИРАТОРЕН, ISP РЕЗЕРВЕН ОБЕМ

И РЕЗЕРВЕН ОБЕМ)

Белодробната вентилация се определя от обема на вдишвания или издишван въздух за единица време. Обикновено се измерва минутният обем на дишане (MOD). Стойността му при спокойно дишане е 6-9 литра. Белодробната вентилация зависи от дълбочината и честотата на дишането, което в покой е 16 за 1 минута (от 12 до 18). Минутният обем на дишането е равен на:

MOD \u003d TO x BH,

където DO е дихателният обем; BH - дихателна честота.

За работа се нуждаете от:сух спирометър, щипка за нос, спирт, памук. Обект на изследване е човек.

Извършване на работа.За да се определи обемът на дихателния въздух, субектът трябва да направи спокойно издишване в спирометъра след спокойно вдишване и да определи дихателния обем (TO). За да определите експираторния резервен обем (ERV), след спокойно нормално издишване в околното пространство, направете дълбоко издишване в спирометъра. За да определите инспираторния резервен обем (IRV), настройте вътрешния цилиндър на спирометъра на някакво ниво (3000-5000) и след това, като си поемете спокойно въздух от атмосферата, държейки носа си, направете максимално дъх от спирометъра. Повторете всички измервания три пъти. Инспираторният резервен обем може да се определи от разликата:

Rovd \u003d ZhEL - (DO - ROvyd)

Метод за изчисление за определяне на количеството DO, ROvd и ROvyd, съставляващи жизнения капацитет на белите дробове (VC).

Резултатите от работата и тяхното проектиране. 1. Подредете получените данни под формата на таблица 2.

2. Изчислете минутния обем на дишането.

таблица 2

ЛАБОРАТОРИЯ #4