Дополнительный или максимальный объем выдоха. Вентиляция легких: легочные объемы и емкости. Методы исследования. Объемные показатели внешнего дыхания

Сайт рентгенологической и…не только литературы

Дополнительный или максимальный объем выдоха. Вентиляция легких: легочные объемы и емкости. Методы исследования. Объемные показатели внешнего дыхания

Спирография-метод графической регистрации  легочных дыхательных объемов .Запись производится  при помощи  спирографов  закрытого (СГ-1М) или открытого  (СПИРО-2-25)типов

Принцип методы  состоит в том,что  испытуемый  подключается к закрытой или открытой  системе прибора .Вдыхаемый воздух  в спирографе  закрытого типа  поступает в поглотитель  СО2,оттуда очищенный  от СО2 воздух направляется  в спирографический  колокол  и вновь к испытуемому

В спирографе  открытого типа  испытуемый  постоянно  дышит атмосферным воздухом

Первый спирограф  был сконструирован в 1924г.Все спирографы  дают возможность определить объем  потребляемого кислорода .Для определения  объема  выделенного  углекислого газа  к спирографу  должен быть  дополнительно присоединен  специальный  анализатор

По спирограмме  можно определить также  интенсивность  обменных  процессов в организме .Для этого используют  формулу дыхательного  коэффициента (ДК)

ДК=VCO2\VO2

Величина  ДК при определенном  виде пищи  известна .Необходимо определить  количество  поглощенного О2,который вычисляется  по данным  спирограммы ,а количество  выделенного СО2-по формуле  дыхательного коэффициента

Объем газа зависит  от температуры  и давления  окружающего  воздуха : чем выше температура  и ниже давление ,тем больше  объем газа , и наоборот

При измерении  объема воздуха ,выдыхаемого из легких ,следует  учитывать  также давление  водяных паров ,изменяющееся  в зависимости  от окружающей  температуры

В настоящее время  спирографический метод  является  наиболее распространенным  методом изучения  функционального состояния легких ,так как этот метод  прост в исполнении ,малоинертен ,является  объективным  и достаточно информативным .Он позволяет определить  динамику  изменений функционального  состояния легких .Около 80% всех нарушений  внешнего дыхания связано  с расстройствами  вентиляции легких ,которая может быть  исследована  при помощи  спирографа

Кривая  графической  регистрации  легочных объемов  при помощи спирографа  называется  спирограммой

Методом спирографии  можно определить  следующие показатели:

1)Частоту дыхания (f) в покое  и при форсированном дыхании

2)Продолжительность  вдоха и выдоха

3)Продолжительность  максимальной  задержки дыхания  на вдохе  и  выдохе при спокойном  дыхании  и после форсированного дыхания

4)Дыхательный объем (ДО)

5)Минутный  объем  дыхания(МОД)

6)Максимальную  вентиляцию  легких (МВЛ)

7)Резерв дыхания (РД)

8)Резервный  объем вдоха (РОвд)

9)Резервный объем выдоха (РОвыд)

10)Жизненную емкость  легких (ЖЕЛ)

11)Потребление  О2 в 1 минуту

1.Частота дыхания (f) определяется  по спирограмме  спокойного  дыхания . На отрезке  спирограммы  продолжительностью 5 минут считают  количество дыхательных движений .Затем  высчитывают  количество  дыхательных движений в 1 минуту .

В состоянии относительного покоя  у здоровых взрослых людей  наблюдается  16-20 дыханий в 1 минуту , у детей -чаще.

Количество дыхательных движений  у взрослого  человека больше 20 в 1 минуту  может быть при :1)произвольной  гипервентиляции ;2)дыхательном  неврозе;3)патологических  изменениях  дыхания

2)Продолжительность  вдоха и выдоха определяется  по спирограмме ,записанной  со скоростью  600мм\мин , на которой  1 мм записи  происходит  за 0,1с,затем измеряют  в мм продолжительность  фаз дыхания  и переводят  их в секунды

3)Продолжительность максимальной  задержки  дыхания вычисляется  по спирограмме ,записанной  со скоростью  50 мм\мин  или 600мм\мин .Используют  или  линию отсчета  времени (спирограф  закрытого типа) ,или  продолжительность записи  в мм  переводят  в секунды

4)Дыхательный объем (ДО) определяют по  спирограмме  спокойного дыхания путем  измерения  в милиметрах  амплитуды  одного спокойного вдоха  и умножения этой величины  на коэффициент  20 (1 мм  пересечения  писчика  связанного  с воздушным колоколом  спирографа  ,соответствует  поглощению  из-под колокола  20 мл воздуха  или кислорода )ДО составляет  около 10% ОЕЛ или 15-18% ЖЕЛ.Большие величины  ДО при малой частоте дыхания  отмечаются у тренированных спортсменов ,снижение -у больных  фиброзом легких

5)Минутный объем  дыхания (МОД)- это произведение частоты  дыхания (f) на ДО.В условиях покоя  МОД чаще равен  6-8л

6)Максимальная вентиляция  легких (МВЛ)-наибольшее  количество воздуха ,которое можно  провентилировать за 1 минуту

МВЛ можно определить при выполнении  максимальной  физической  нагрузки  и произвольно усиленном  дыхании («форсированное дыхание»).У здоровых лиц  МВЛ при произвольной  гипервентиляции  значительно выше ,чем  при нагрузочной  вентиляции.

Чаще для определения  МВЛ используют  произвольную  гипервентиляцию .С целью избежать  головокружения вследствие усиленного выдыхания  СО2  испытуемому  предлагают  усиленно  дышать не минуту ,а 15-20 секунд .

Частоту дыхания  испытуемый  выбирает  произвольно

МВД равна  в среднем  70-150 л.Ее сравнивают  с должной  величиной  МВД,которая может быть  определена  по формуле:

для мужчин ДМВЛ=(86,5-0,522х R)xP,для женщин ДМВЛ=(71,3-0,474xR)xP,где R-возраст в годах ,Р-поверхность тела в м квадратных (определяется по номограмме)В норме  возможно отклонение  МВД от ДМВЛ в пределах -+18-20%

7)Резерв дыхания (РД) определяют по формуле :

РД=МВЛ\МОД ,который в норме равен 7\1-10\1

8)Резервный  объем  вдоха (РОвд) Для его определения  испытуемый  делает  максимальный вдох за спокойным  вдохом.Высчитывается  в  миллиметрах  амплитуда  глубокого  вдоха.Эта величина  умножается  на  коэффициент  20.Из полученного объема  воздуха  вычитается  объем  ДО.Величина РОвд в норме  в среднем  составляет  около 34% ЖЕЛ

9)Резервный  объем  выдоха (РО выд)-Для его определения  после спокойного вдоха  испытуемый  производит  максимальный выдох . Вычисляется  в миллиметрах  амплитуда  до максимального  выдоха .Эта величина  умножается  на  коэффициент 20.Из полученного  объема  воздуха  вычитается  объем  дыхательного воздуха .РОвыд по отношению  к ЖЕЛ составляет 40-45%

10)Жизненная емкость легких (ЖЕЛ)-её измеряют  обычно последней   и записывают дважды :а)испытуемый осуществляет  максимальный  вдох,а затем плавный  максимальный выдох;б) после обычного  спокойного  вдоха  производит  максимальный выдох ,а затем -максимальный  вдох.

Определяют  величину  амплитуды (в мм) ЖЕЛ,записанной  первый и второй раз ,умножают  на коэффициент  20 и вычисляют  средний показатель  ЖЕЛ.Абсолютную  величину ЖЕЛ выражают в процентах к должной  ЖЕЛ(ДЖЕЛ).В норме  ЖЕЛ может отклоняться  от должной  на -+15%.

ДЖЕЛ (в мл) можно вычислить  по формуле Болдуина :

для мужчин ДЖЕЛ=(27,63-(0,112xR)x рост в см

для женщин ДЖЕЛ=(21,78-(0,101 x R) x  рост в см ,где R-возраст в годах

11)Потребление  кислорода  в 1 минуту определяется  путем измерения  высоты наклона  спирограммы  в миллиметрах  и деления  полученной  величины  на число минут  ,соответствующих  продолжительности  записи  дыхания  и умножения  на коэффициент 20

Для того чтобы можно  было сравнить  полученные  результаты  спирографических  исследований ,выполненных  при разных  барометрических  и  температурных  условиях (в горах или на низине),необходимо  приводить дыхательные  объемы  к так называемым  альвеолярным  условиям  при помощи  поправок

Рассчитанные  таким образом  дыхательные объемы  обозначают  индексом BTPS(BT-body temperature -температура  тела-37 С; P-pressure -атмосферное давление  в момент измерения ;S-saturated -полное насыщение водяными парами)

Для приведения  данных,полученных  при помощи  спирографа , в систему измерения BTPS  нужно воспользоваться  специальной  номограммой

Приведенные к системе BTPS и непривиденные  величины  дыхательных  объемов  могут различаться  более чем на 10%.Поэтому применение поправок при исследовании  дыхательных объемов ,определении  потребления  кислорода  и выделения  углекислого газа  является  обязательным

Источник: https://kvashka.ru/%D1%84%D0%B8%D0%B7%D0%B8%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D1%8F/%D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%B5%D0%B4%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5-%D0%BB%D0%B5%D0%B3%D0%BE%D1%87%D0%BD%D1%8B%D1%85-%D0%B4%D1%8B%D1%85%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D1%85-%D0%BE%D0%B1.html

Вентиляция легких: легочные объемы и емкости. Методы исследования

Дополнительный или максимальный объем выдоха. Вентиляция легких: легочные объемы и емкости. Методы исследования. Объемные показатели внешнего дыхания

Вентиляция легких – это газообмен между альвеолярным воздухом и легкими.

Количественной характеристикой легочной вентиляции служит минутный объем дыхания (МОД) – объем воздуха, проходящий через легкие за 1 минуту.

Определить МОД можно, если знать частоту дыхательных движений (в покое у взрослого человека составляет 16-20 в 1 минуту) и дыхательный объем (ДО=350 – 800 мл).

МОД=ЧД´ДО = 5000 -16000 мл/мин

Однако в легочном газообмене участвует не весь вентилируемый воздух, а лишь та его часть, которая достигает альвеол.

Дело в том, что примерно 1/3 дыхательного объема покоя приходится на вентиляцию так называемого анатомического мертвого пространства (МП), заполненного воздухом, который непосредственно не участвует в газообмене и лишь перемещается в просвете воздухоносных путей при вдохе и выдохе.

Но иногда некоторые из альвеол не функционируют или функционируют частично из-за отсутствия или уменьшения кровотока в близлежащих капиллярах. С функциональной точки зрения эти альвеолы также представляют собой мертвое пространство.

При включении альвеолярного мертвого пространства в общее мертвое пространство последнее называют не анатомическим, а физиологическим мертвым пространством. У здорового человека анатомическое и физиологическое пространства почти равны, но если часть альвеол не функционирует или функционирует только частично, объем физиологического мертвого пространства может оказаться больше анатомического в несколько раз.

Следовательно, вентиляция альвеолярных пространств — альвеолярная вентиляция (АВ) представляет собой легочную вентиляцию за вычетом вентиляции мертвого пространства.

АВ= ЧД´(ДО –МП)

Интенсивность альвеолярной вентиляции зависит от глубины дыхания: чем глубже дыхание (больше ДО), тем интенсивнее вентиляция альвеол.

Максимальная вентиляция легких (МВЛ) – объем воздуха, который проходит через легкие за 1 минуту во время максимальных по частоте и глубине дыхательных движений, Максимальная вентиляция возникает во время интенсивной работы, при недостатке содержания О2 (гипоксия) и избытке СО2 (гиперкапния) во вдыхаемом воздухе. В этих условиях МОД может достигать 150 – 200 л в 1 минуту.

Перечисленные выше показатели являются динамическими и отражают эффективность функционирования системы дыхания во временном аспекте (обычно за 1 минуту).

Кроме динамических показателей внешнее дыхание оценивают по статическим показателям (рис.7):

§ дыхательный объем (ДО) это объем воздуха, вдыхаемый и выдыхаемый при спокойном дыхании (у взрослого человека составляет 350 – 800 мл);

§ резервного объема вдоха (РОвд)– дополнительный объем воздуха, который можно вдохнуть сверх спокойного вдоха при форсированном дыхании (РО вд в среднем 1500-2500 мл);

§ резервного объема выдоха (РОвыд)– максимальный дополнительный объем воздуха, который можно выдохнуть после спокойного выдоха (РО выд в среднем 1000-1500 мл);

§ остаточный объем легких (00) –объем воздуха, который остается в легких после максимального выдоха (ОО= 1000 -1500 мл)

Рис.7. Спирограмма при спокойном и форсированном дыхании

При спадении легких (при пневмотораксе) большая часть остаточного воздуха выходит (коллапсный остаточный объем =800-1000 мл), а в легких остается минимальный остаточный объем(200-400 мл).

Этот воздух задерживается в так называемых воздушных ловушках, так как часть бронхиол спадается раньше альвеол (концевые и дыхательные бронхиолы не содержат хрящей).

Эти знания используются в судебной медицине для теста живым ли родился ребенок: легкое мертворожденного тонет в воде, так как не содержит воздуха.

Суммы легочных объемов называют емкостями легких.

Различают следующие емкости легких:

1. общая емкость легких (ОЕЛ) – объем воздуха, находящегося в легких после максимального вдоха – включает все четыре объема

2. жизненная емкость легких (ЖЕЛ) включает в себя дыхательный объем, резервный объем вдоха, резервный объем выдоха. ЖЕЛ – это объем воздуха, выдохнутого из легких после максимального вдоха при максимальном выдохе.

ЖЕЛ = ДО + РOвд + РОвыд

ЖЕЛ составляет у мужчин 3,5 – 5,0 л, у женщин – 3,0-4,0л. Величина ЖЕЛ зависит от роста, возраста, пола, степени функциональной подготовки.

С возрастом этот показатель снижается (особенно после 40 лет). Это связано со снижением эластичности легких и подвижности грудной клетки. У женщин ЖЕЛ в среднем на 25 % меньше, чем у мужчин.

ЖЕЛ зависит от роста, так как величина грудной клетки пропорциональна другим размерам тела.

ЖЕЛ зависит от степени тренированности: особенно велика ЖЕЛ (до 8 л) у пловцов и гребцов, так как у этих спортсменов хорошо развиты вспомогательные мышцы (большие и малые грудные).

3. емкость вдоха (Евд) равна сумме дыхательного объема и резервного объема вдоха, составляет в среднем 2,0 – 2,5 л;

4. функциональная остаточная емкость (ФОЕ) – объем воздуха в легких после спокойного выдоха. В легких при спокойном вдохе и выдохе постоянно содержится примерно 2500 мл воздуха, заполняющего альвеолы и нижние дыхательные пути. Благодаря этому газовый состав альвеолярного воздуха сохраняется на постоянном уровне.

При обычном исследовании ОЕЛ, ОО и ФОЕ недоступны для измерения. Их определяют с помощью газоанализаторов, изучая изменение состава газовых смесей в замкнутом контуре (содержание гелия, азота).

Для оценки вентиляционной функции легких, состояния дыхательных путей, изучения паттерна (рисунка) дыхания применяются различные методы исследования: пневмография, спирометрия, спирография.

Спирография(лат. spiro дышать + греч. graphо писать, изображать) — метод графической регистрации изменений легочных объемов при выполнении естественных дыхательных движений и волевых форсированных дыхательных маневров.

Спирография позволяет получить ряд показателей, которые описывают вентиляцию легких.

В техническом выполнении все спирографы делятся на приборы открытого и закрытого типа (рис. 8).

Рис. 8. Схематическое изображение спирографа

В аппаратах открытого типа больной через клапанную коробку вдыхает атмосферный воздух, а выдыхаемый воздух поступает в мешок Дугласа или в спирометр Тисо (емкостью 100—200 л), иногда — к газовому счетчику, который непрерывно определяет его объем.

Собранный таким образом воздух анализируют: в нем определяют величины поглощения кислорода и выделения углекислого газа за единицу времени. В аппаратах закрытого типа используется воздух колокола аппарата, циркулирующий в закрытом контуре без сообщения с атмосферой.

Выдыхаемый углекислый газ поглощается специальным поглотителем.

В современных приборах, регистрирующих изменения объема легких при дыхании (как открытого, так и закрытого типов), имеются электронные вычислительные устройства для автоматической обработки результатов измерений.

При анализе спирограммы также определяют скоростные показатели. Вычисление скоростных показателей имеет большое значение в выявлении признаков бронхиальной обструкции.

§ Объём форсированного выдоха за 1 с (ОФВ1) — объём воздуха, изгоняемый с максимальным усилием из лёгких в течение первой секунды выдоха после глубокого вдоха, т.е. часть ФЖЕЛ, выдыхаемая за первую секунду. Прежде всего ОФВ1 отражает состояние крупных дыхательных путей и часто выражается в процентах от ЖЕЛ (нормальное значение ОФВ1 = 75% ЖЕЛ).

§ индекс Тиффноотношение ОФВ1/ФЖЕЛ, выраженное в %:

ИТ= ОФВ1 ´ 100%

ФЖЕЛ

Он определяется в тесте дыхательного «толчка» (тест Тиффно) и заключается в изучении одиночного форсированного выдоха, позволяет сделать важные диагностические заключения о функциональном состоянии дыхательного аппарата. В конце выдоха интенсивность дыхательного потока ограничивается за счет компрессии мелких дыхательных путей (рис.8).

Рис. 9. Схематическое изображение спирограммы и ее показателей

Объем форсированного выдоха за первую секунду (ОФВ1) в норме составляет не менее 70—75 %. Уменьшение индекса Тиффно и ОФВ1 является характерным признаком заболеваний, которые сопровождаются снижением бронхиальной проходимости — бронхиальной астмы, хронического обструктивного заболевания легких, бронхоэктатической болезни и пр.

По спирограмме можно определить объем кислорода, потребляемого организмом.

При наличии системы компенсации кислорода в спирографе этот показатель определяют по наклону кривой поступления в него кислорода, при отсутствии такой системы — по наклону спирограммы спокойного дыхания.

Разделив этот объем на число минут, в течение которых проводилась запись потребления кислорода, получают величину VО2 (составляет 200-400 мл в покое).

Все показатели легочной вентиляции изменчивы. Они зависят от пола, возраста, веса, роста, положения тела, состояния нервной системы больного и прочих факторов.

Поэтому для правильной оценки функционального состояния легочной вентиляции абсолютное значение того или иного показателя является недостаточным.

Необходимо сопоставлять полученные абсолютные показатели с соответствующими величинами у здорового человека того же возраста, роста, веса и пола — так называемыми должными показателями.

для мужчин ДЖЕЛ = 5, 2xР – 0, 029xВ – 3, 2

для женщин ДЖЕЛ = 4, 9xР – 0, 019xВ – 3, 76

для девочек от 4 до 17 лет при росте от 1, 0 до 1, 75 м:

ДЖЕЛ = 3, 75xР – 3, 15

для мальчиков того же возраста при росте до 1, 65 м:

ДЖЕЛ = 4, 53xР – 3, 9, а при росте св. 1, 65 м – ДЖЕЛ = 10xР – 12, 85

где Р- рост (м), В -возраст

Такое сопоставление выражается в процентах по отношению к должному показателю. Патологическими считаются отклонения, превышающие 15—20 % от величины должного показателя.

Контрольные вопросы

1. Что такое легочная вентиляция, какой показатель ее характеризует ?

2. Что такое анатомическое и физиологическое мертвое пространство?

3. Как определить альвеолярную вентиляцию ?

4. Что такое МВЛ ?

5. Какие статические показатели используют для оценки внешнего дыхания ?

6. Какие емкости легких бывают ?

7. От каких факторов зависит величина ЖЕЛ ?

8. С какой целью используют спирографию ?

9. Как определяют по спирограмме скоростные показатели (ОФВ1 и индекс Тиффно) ?

10. Что такое должные показатели, как их определяют ?

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник: https://studopedia.ru/11_107999_ventilyatsiya-legkih-legochnie-ob-emi-i-emkosti-metodi-issledovaniya.html

Показатели внешнего дыхания

Дополнительный или максимальный объем выдоха. Вентиляция легких: легочные объемы и емкости. Методы исследования. Объемные показатели внешнего дыхания

Частота дыхания —количество вдохов и выдохов за единицу времени. Взрослый человек делает в среднем 15—17 дыхательных движений в минуту. Большое значение имеет тренировка.

У тренированных людей дыхательные движения совершаются более медленно и составляют 6—8 дыханий в минуту. Так, у новорожденных ЧД зависит от ряда факторов. При стоянии ЧД больше, чем при сидении или лежании.

Во время сна дыхание более редкое (приблизительно на 1/5).

При мышечной работе дыхание учащается в 2—3 раза, доходя при некоторых видах спортивных упражнений до 40—45 циклов в минуту и более. На частоту дыхания влияет температура окружающей среды, эмоции, умственная работа.

Глубина дыхания или дыхательный объем —количество воздуха, которое человек вдыхает и выдыхает при спокойном дыхании. Во время каждого дыхательного движения обменивается 300—800 мл воздуха, находящегося в легких. Дыхательный объем (ДО) падает с увеличением частоты дыхания.

Минутный объем дыхания — количество воздуха, которое проходит через легкие в минуту. Он определяется произведением величины вдыхаемого воздуха на число дыхательных движений за 1 мин: МОД = ДО х ЧД.

У взрослого человека МОД составляет 5—6 л. Возрастные изменения показателей внешнего дыхания представлены в табл. 27.

Табл. 27.Показатели внешнего дыхания (по: Хрипкова, 1990)

Возраст, лет Частота дыханий в минуту Дыхательный объем, мл Минутный объем дыхания, мл
Новорожденный 2 4—6 48—63 50—60 35—40 23—26 22—24 18—20 650—700 2600—2700

Дыхание новорожденного ребенка частое и поверхностное и подвержено значительным колебаниям. С возрастом происходит урежение частоты дыхания, увеличение дыхательного объема и легочной вентиляции. За счет большей частоты дыхания у детей значительно выше, чем у взрослых, минутный объем дыхания (в пересчете на 1 кг массы).

Вентиляция легких может меняться в зависимости от поведения ребенка. В первые месяцы жизни беспокойство, плач, крик увеличивают вентиляцию в 2—3 раза главным образом за счет увеличения глубины дыхания.

Мышечная работа повышает минутный объем дыхания пропорционально величине нагрузки. Чем старше дети, тем более интенсивную мышечную работу они могут выполнять и тем больше у них увеличивается вентиляция легких. Однако под влиянием тренировки одну и ту же работу можно выполнять при меньшем увеличении вентиляции легких.

В то же время тренированные дети способны увеличить свой минутный объем дыхания при работе до более высокого уровня, чем их сверстники, не занимающиеся физическими упражнениями (цит. по: Маркосян, 1969).

С возрастом эффект тренировки сказывается больше, и у подростков 14—15 лет тренировка вызывает столь же значительные сдвиги легочной вентиляции, как и у взрослых людей.

Жизненная емкость легких — наибольшее количество воздуха, которое можно выдохнуть после максимального вдоха. Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) является важной функциональной характеристикой дыхания и слагается из дыхательного объема, резервного объема вдоха и резервного объема выдоха.

В покое дыхательный объем мал по сравнению с общим объемом воздуха в легких. Поэтому человек может как вдохнуть, так и выдохнуть большой дополнительный объем.

Резервный объем вдоха (РОвд) — количество воздуха, которое человек может дополнительно вдохнуть после нормального вдоха и составляет 1500—2000 мл.

Резервный объем выдоха (РОвыд) — количество воздуха, которое человек может дополнительно выдохнуть после спокойного выдоха; его величина 1000—1500 мл.

Даже после самого глубокого выдоха в альвеолах и воздухоносных путях легких остается некоторое количество воздуха — это остаточный объем (ОО).

Однако при спокойном дыхании в легких остается значительно больше воздуха, чем остаточный объем. Количество воздуха, остающееся в легких после спокойного выдоха, называется функциональной остаточной емкостью (ФОЕ).

Она состоит из остаточного объема легких и резервного объема выдоха.

Наибольшее количество воздуха, которое полностью заполняет легкие, называется общей емкостью легких (ОЕЛ). Она включает остаточный объем воздуха и жизненную емкость легких.

Соотношение между объемами и емкостями легких представлено на рис. 8 (Атл., с. 169). Жизненная емкость меняется с возрастом (табл. 28).

Так как измерение жизненной емкости легких требует активного и сознательного участия самого ребенка, то ее измеряют у детей с 4—5 лет.

К 16—17 годам жизненная емкость легких достигает величин, характерных для взрослого человека. Жизненная емкость легких является важным показателем физического развития.

Табл. 28. Средняя величина жизненной емкости легких, мл (по: Хрипкова, 1990)

Пол Возраст, лет
Мальчики Девочки

С детского возраста и до 18—19 лет жизненная емкость легких увеличивается, с 18 до 35 лет она сохраняется на постоянном уровне, а после 40 уменьшается. Это связано со снижением эластичности легких и подвижности грудной клетки.

Жизненная емкость легких зависит от ряда факторов, в частности от длины тела, веса и пола. Для оценки ЖЕЛ рассчитывают должную величину с использованием специальных формул:

для мужчин:

ЖЕЛдолжн = [(рост, см ∙ 0,052)] — [(возраст, лет ∙ 0,022)] — 3,60;

для женщин:

ЖЕЛдолжн = [(рост, см ∙ 0,041)] — [(возраст, лет ∙ 0,018)] — 2,68;

для мальчиков 8—10 лет:

ЖЕЛдолжн = [(рост, см ∙ 0,052)] — [(возраст, лет ∙ 0,022)] — 4,6;

для мальчиков 13—16 лет:

ЖЕЛдолжн = [(рост, см ∙ 0,052)] — [(возраст, лет ∙ 0,022)] — 4,2

для девочек 8—16 лет:

ЖЕЛдолжн = [(рост, см ∙ 0,041)] — [(возраст, лет ∙ 0,018)] — 3,7

У женщин ЖЕЛ на 25% меньше, чем у мужчин; у людей тренированных она больше, чем у нетренированных. Особенно она велика при занятиях такими видами спорта, как плавание, бег, лыжи, гребля и т. д. Так, например, у гребцов она составляет 5 500 мл, у пловцов — 4 900 мл, гимнастов — 4 300 мл, футболистов — 4 200 мл, штангистов — около 4 000 мл.

Для определения жизненной емкости легких используется прибор спирометр (метод спирометрии). Он состоит из сосуда с водой и помещенного в него вверх дном другого сосуда емкостью не менее 6 л, в котором находится воздух. Ко дну этого второго сосуда подведена система трубок.

Через эти трубки испытуемый дышит, так что воздух в его легких и в сосуде составляет единую систему.

Газообмен

газов в альвеолах. Во время акта вдоха и выдоха человек постоянно вентилирует легкие, поддерживая в альвеолах газовый состав. Вдыхает человек атмосферный воздух с большим содержанием кислорода (20,9%) и низким содержанием углекислого газа (0,03%).

В выдыхаемом воздухе содержится 16,3% кислорода, а углекислого — 4%. При вдохе из 450 мл вдыхаемого атмосферного воздуха в легкие попадает лишь около 300 мл, а приблизительно 150 мл остается в воздухоносных путях и в газообмене не участвует.

При выдохе, который следует за вдохом, этот воздух выводится наружу неизменным, то есть не отличается по своему составу от атмосферного. Поэтому его называют воздухом мертвого,или вредного,пространства.

Воздух, достигший легких, смешивается здесь с 3000 мл воздуха, уже находящегося в альвеолах. Газовая смесь в альвеолах, участвующая в газообмене, называется альвеолярным воздухом.

Поступившая порция воздуха невелика по сравнению с объемом, к которому она добавляется, поэтому полное обновление всего находящегося в легких воздуха — процесс медленный и прерывистый. Обмен между атмосферным и альвеолярным воздухом незначительно сказывается на альвеолярном воздухе, и его состав практически остается постоянным, что видно из табл. 29.

Табл. 29. Состав вдыхаемого, альвеолярного и выдыхаемого воздуха, в %

Газ
во вдыхаемом воздухе в альвеолярном воздухе в выдыхаемом воздухе
Кислород Углекислый газ Азот 20,95 0,04 79,01 13,8 5,5 80,7 16,4 4,0 79,6

При сравнении состава альвеолярного воздуха с составом вдыхаемого и выдыхаемого видно, что одну пятую часть поступающего кислорода организм удерживает для своих нужд, в то время как количество СО2 в выдыхаемом воздухе в 100 раз больше того количества, которое поступает в организм при вдохе. По сравнению с вдыхаемым воздухом он содержит меньше кислорода, но больше СО2. Альвеолярный воздух вступает в тесный контакт с кровью, и от его состава зависит газовый состав артериальной крови.

У детей иной состав как выдыхаемого, так и альвеолярного воздуха: чем моложе дети, тем меньше у них процент углекислого газа и тем больше процент кислорода в выдыхаемом и альвеолярном воздухе, соответственно меньше процент использования кислорода (табл. 30). Следовательно, у детей низкая эффективность легочной вентиляции. Поэтому ребенку на один и тот же объем потребленного кислорода и выделяемого углекислого газа нужно больше вентилировать легкие, чем взрослым.

Табл. 30. Состав выдыхаемого и альвеолярного воздуха
(средние данные по: Шалков, 1957; сост. по: Маркосян, 1969)

Возраст Альвеолярный воздух Выдыхаемый воздух Процент использования О2
% О2 % СО2 % СО2 % О2
1 месяц 6 месяцев 1 год 3 года 6 лет 10 лет 14 лет 2,8 3,0 3,0 3,6 3,9 4,2 4,9 17,8 17,3 17,2 16,8 16,5 16,1 15,5 2,0 2,2 2,4 2,8 2,9 3,1 3,5 18,4 18,1 18,0 17,9 17,6 17,4 17,1 2,6 2,7 3,0 3,2 3,0 3,6 3,9

Поскольку у маленьких детей дыхание частое и поверхностное, то большую долю дыхательного объема составляет объем «мертвого» пространства.

В результате этого выдыхаемый воздух состоит в большей степени из атмосферного воздуха, и в нем меньше процент углекислого газа и процент использования кислорода из данного объема дыхания. Вследствие этого низка эффективность вентиляции у детей.

Несмотря на повышенный, по сравнению со взрослыми процент кислорода в альвеолярном воздухе у детей не имеет существенного значения, так как для полного насыщения гемоглобина крови достаточно 14—15% кислорода в альвеолах.

Больше кислорода, чем его связывается гемоглобином, в артериальную кровь перейти не может. Низкий уровень содержания углекислого газа в альвеолярном воздухе у детей свидетельствует о его более низком содержании в артериальной крови по сравнению со взрослыми.

Обмен газов в легких. Газообмен в легких осуществляется в результате диффузии кислорода из альвеолярного воздуха в кровь и углекислого газа из крови в альвеолярный воздух. Диффузия происходит вследствие разности парциального давления этих газов в альвеолярном воздухе и их насыщения в крови.

Парциальное давление — это часть общего давления, которое приходится на долю данного газа в газовой смеси. Парциальное давление кислорода в альвеолах (100 мм рт. ст.

) значительно выше, чем напряжение О2 в венозной крови, поступающей в капилляры легких (40 мм рт. ст.). Параметры парциального давления для СО2 имеют обратное значение — 46 мм рт. ст. в начале легочных капилляров и 40 мм рт. ст. в альвеолах.

Парциальное давление и напряжение кислорода и углекислого газа в легких приведены в табл. 31.

Табл. 31. Парциальное давление и напряжение кислорода и углекислого газа в легких, в мм рт. ст.

Газ Венозная кровь Альвеолярный воздух Артериальная кровь
О2 СО2

Эти градиенты (разность) давлений являются движущей силой диффузии О2 и СО2, то есть газообмена в легких.

https://www.youtube.com/watch?v=NOGN2kH8hYE

Диффузионная способность легких для кислорода очень велика.

Это обусловлено большим количеством альвеол (сотни миллионов), большой их газообменной поверхностью (около 100 м2), а также малой толщиной (около 1 мкм) альвеолярной мембраны.

Диффузионная способность легких для кислорода у человека равна около 25 мл/мин в расчете на 1 мм рт. ст. Для углекислого газа вследствие его высокой растворимости в легочной мембране диффузионная способность в 24 раза выше.

Диффузия кислорода обеспечивается разностью парциальных давлений, равной около 60 мм рт. ст., а углекислого газа — всего лишь около 6 мм рт. ст.

Времени на протекание крови через капилляры малого круга (около 0,8 с) достаточно для полного выравнивания парциального давления и напряжения газов: кислород растворяется в крови, а углекислый газ переходит в альвеолярный воздух.

Переход углекислого газа в альвеолярный воздух при относительно небольшой разнице давлений объясняется высокой диффузионной способностью для этого газа (Атл., рис. 7, с. 168).

Таким образом, в легочных капиллярах совершается постоянный обмен: кислорода и углекислого газа. В результате этого обмена кровь насыщается кислородом и освобождается от углекислого газа.

Дата добавления: 2017-11-04; просмотров: 1944; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

ПОСМОТРЕТЬ ЁЩЕ:

Источник: https://helpiks.org/9-39246.html

Методы исследования внешнего дыхания и газообмена

Дополнительный или максимальный объем выдоха. Вентиляция легких: легочные объемы и емкости. Методы исследования. Объемные показатели внешнего дыхания

Функциональное состояние дыхательного аппарата может характеризоваться как качественными (ритм), так и количественными (частота, глубина дыхания, минутный объем дыхания, жизненная емкость легких) показателями.

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) – показатель внешнего дыхания, включающий дыхательный объем, т.е.

объем воздуха, вдыхаемый и выдыхаемый при каждом дыхательном цикле (обычно около 500 мл), резервный (дополнительный) объем вдоха – объем воздуха, поступающий в легкие при максимальном (после спокойного) вдохе (около 1500 мл), и резервный объем воздуха – тот объем, который можно максимально выдохнуть после спокойного выдоха (около 1500 мл).

ЖЕЛ не является показателем функциональной способности аппарата внешнего дыхания. Величина ЖЕЛ зависит в основном от

пола, возраста и роста. Однако в гигиене труда определение этого показателя можно осуществлять при сравнительной оценке оптимальности рабочих поз. Так, если ЖЕЛ в свободном вертикальном положении принять за 100\%, то при сгибании туловища вперед она будет составлять 88,5\%, а при сгибании назад – 75\%.

На величину ЖЕЛ оказывает влияние интенсивность физической работы: незначительная нагрузка увеличивает ЖЕЛ, тяжелая – снижает ее. Последнее связано с активным выдохом, участие в котором принимают мышцы, уменьшающие объем грудной клетки. Определение ЖЕЛ может использоваться также для оценки уровня физической работоспособности человека.

Определение ЖЕЛ проводится с помощью сухого или водного спирометра. Перед проведением измерения на нос исследуемого накладывается зажим.

После максимально глубокого вдоха производится максимально глубокий выдох в мундштук. Выдох не должен быть форсированным (чрезвычайно быстрым), его время исследователем не ограничивается.

Измерение производят 3-5 раз до получения близких результатов, из которых учитывается максимальный.

Более точные данные получаются при графической регистрации ЖЕЛ на спирографах различных систем. Исследования на них проводят, как и на спирометрах. Для получения более точных и сравнимых результатов измеренный объем выдохнутого воздуха необходимо

Таблица 2.1. Коэффициент для приведения объема газа к системе BTPS

Температура вдыхаемого воздуха, ?С

Коэффициент

15

1,128

16

1,123

17

1,117

18

1,113

19

1,108

20

1,102

21

1,096

22

1,091

23

1,085

24

1,080

25

1,075

привести к тем условиям, которые имелись в легких, т.е. учитывать температуру тела, окружающее давление и полное насыщение водяными парами, или BTPS (Body, Temperature, Pressure, Satyrated). Для упрощения расчетов следует умножить ЖЕЛ на поправочный коэффициент (табл. 2.1).

Помимо абсолютного значения, ЖЕЛ выражают также в процентах к нормативам, разработанным с учетом пола, возраста и роста человека. Для расчета должной ЖЕЛ (ДЖЕЛ) имеются специальные номограммы и расчетные формулы. Для мужчин 25-60 лет ДЖЕЛ (в литрах) рассчитывается по формуле:

ДЖЕЛм = 0,052 ? Р – 0,019 ? В – 3,76,

где: Р – рост, см; В – возраст, годы.

Считается, что фактическая ЖЕЛ соответствует должной, если она отклоняется от нее не более чем на ?15\%.

Минутный объем дыхания (МОД), или легочная вентиляция, – объем воздуха, который вентилируется в легких за 1 мин для обеспечения организма необходимым количеством кислорода и выведения углекислого газа.

Практически МОД обычно рассчитывают по объему воздуха, который выдохнул испытуемый за определенное время (3-5 мин), с последующим делением его на число минут. Если дыхание равномерное, то МОД является произведением глубины дыхания на его частоту. Если оно неравномерное, то МОД равен сумме всех дыхательных объемов за минуту.

Величина МОД зависит от потребности организма в кислороде и степени утилизации вентилируемого воздуха, т.е. количества кислорода, поглощаемого из определенного объема воздуха.

МОД в стационарных условиях может определяться путем измерения объема выдыхаемого за известный промежуток времени воздуха при помощи спирографов.

В зависимости от конструкции прибора используется маска с резиновой прокладкой, плотно прижимаемой к лицу, или загубник; в последнем случае на нос испытуемому накладывается зажим.

Преимущество использования загубника заключается в значительном уменьшении «мертвого пространства».

При исследовании легочной вентиляции по методу Дугласа забор выдыхаемого воздуха в мешок в соответствии с задачами исследования осуществляется в течение 3-5 мин (время фиксируется по

секундомеру). После опыта мешок Дугласа соединяют с газомером, и воздух, содержащийся в нем, пропускают через газомер. Разделив полученный объем воздуха на количество минут (время отбора), рас- считывают МОД.

Полученные объемные величины легочной вентиляции необходимо привести к стационарному состоянию (т.е. воздух без примеси водяных паров, температура 0? и давление 760 мм рт. ст.) по формуле:

Величина МОД в покое у мужчин составляет 5-7 л, у женщин – несколько меньше (на 20-25\%).

При выполнении физической работы (за исключением локальной) с преобладанием динамического компонента существует практически прямая зависимость между интенсивностью нагрузки и величиной МОД.

Это позволяет в ряде случаев классифицировать тяжесть труда по величине МОД. Так, легкая работа – МОД до 12 л/мин, средняя – до 20 л/мин, тяжелая – до 36 л/мин и очень тяжелая – свыше 36 л/мин.

Частота дыхания (количество дыхательных движений в 1 мин) определяется путем визуального наблюдения за дыхательными экскурсиями грудной клетки, однако в производственных условиях это не всегда осуществимо. Указанный метод не позволяет также качественно охарактеризовать дыхание, т.е.

определить его ритм. С целью устранения указанных недостатков можно использовать различные приборы, которые позволяют получить графическую запись дыхательных движений. В стационарных условиях (фиксированное рабочее место) используют спирограф или пневмограф.

Их наиболее простая конструкция состоит из манжеты аппарата для измерения артериального давления, соединенной резиновой трубкой с капсулой Марея. Манжета укрепляется в области нижней части грудной клетки испытуемого. Затем через тройник система заполняется воздухом и герметизируется.

Запись проводится на самописце.

Иногда по условиям технологического процесса трудовая деятельность испытуемого связана с постоянным перемещением или осу- ществляется в особых условиях (монтажные работы на высоте). В этом случае применяется телеметрическая аппаратура (например, «Спорт»).

На груди испытуемого фиксируется датчик, который представляет собой резиновую трубку, наполненную электропроводящим порошком (графитом). При движении грудной клетки изменяется диаметр трубки, а следовательно, и электрическое сопротивление графита, которое фиксируется передатчиком, закрепленным на поясе испытуемого.

Приемник, настроенный на частоты передатчика, передает сигналы на осциллограф или чернильный самописец.

Однако при физической работе с участием мышц корпуса информативность названных выше методик ограничена, так как пневмо- граммы отражают не только экскурсию грудной клетки, но и артефакты от мышечных напряжений, причем последние бывают столь велики, что полностью маскируют дыхательные движения.

Глубина дыхания определяется как частное от деления МОД (в миллиметрах) на число дыханий в 1 мин.

Измерение газообмена часто бывает необходимо для определения величины энерготрат при выполнении различных видов трудовой деятельности.

Во-первых, величина энерготрат может служить мерой тяжести (только для физических работ с преобладанием динамического компонента) труда; во-вторых, быть информативным показателем для оценки рациональности трудового процесса (например, энер- готрат до и после внедрения оздоровительных мероприятий).

Рост величины энерготрат при неизменной производительности труда служит достаточно важным признаком развития утомления. Кроме того, величину энерготрат следует использовать при оценке производственного микроклимата, нормировании и организации труда.

Существует несколько методов определения величины энерготрат человека. Среди них в гигиене труда наиболее широко используется метод непрямой калориметрии, который включает в себя обязатель- ное измерение газообмена. Под газообменом понимают процессы поглощения организмом кислорода из вдыхаемого воздуха и выделение углекислого газа.

Для определения содержания углекислого газа и кислорода в выдыхаемом воздухе используют газоанализаторы, которые могут быть физическими и химическими. В химических газоанализаторах применяют метод избирательного поглощения углекислого газа и

кислорода различными химическими соединениями с последующим определением их объемов. Физические газоанализаторы используют физические свойства газов; они подразделяются на электрические, магнитные и др.

Измерив тем или иным способом количество потребленного кислорода и выделенного углекислого газа, рассчитывают дыхательный коэффициент (СО2/О2). По его величине определяют калорический эквивалент кислорода, умножив который на количество потребленного кислорода, получают величину энерготрат.

Для ориентировочного расчета величины энерготрат можно использовать следующие формулы:

для региональной работы – Е (кДж) = 4,18 (-0,52 + 0,17 МОД); для локальной работы – Е (кДж) = 4,18 (1,27 + 0,04 МОД).

Коэффициент 4,18 служит для перевода килокалорий в килоджоули.

Источник: https://yamedik.org/gigiena/gig_trud_ruk_kiril/metody_yssledovanyja_vneshnego_dyhanyja_y_gazoobmena/

Мед-Центр Здоровье
Добавить комментарий