КРИВЫЕ ДАВЛЕНИЕ-ОБЪЕМ И РАСТЯЖИМОСТЬ: 119) Расскажите о кривых давление — объем легких, выделенных из

Статические кривые объем-давление

КРИВЫЕ ДАВЛЕНИЕ-ОБЪЕМ И РАСТЯЖИМОСТЬ: 119) Расскажите о кривых давление — объем легких, выделенных из

⇐ Предыдущая132133134135136137138139140141Следующая ⇒

Статическую кривую объем-давление для дыхательной системы в целом, т. е. для легких и грудной клетки, можно построить следующим образом. Исследуемый вдыхает из спирометра определенный объем воздуха (при этом носовые пути должны быть перекрыты).

Затем соединение со спирометром перекрывается, и исследуемый как можно полнее расслабляет дыхательные мышцы при открытой ой щели.

При этом посредством датчика, соединенного со ртом исследуемого, можно измерить давление, оказываемое на альвеолы со стороны сил упругости легких и грудной клетки (релаксационный метод измерения давления). Разница давлений между альвеолярным и атмосферным воздухом называется альвеолярным давлением (Ра).

На рис. 21.14красным цветом показана типичная кривая зависимости альвеолярного давления от объема легких, полученная при помощи описанного выше метода.

Эта релаксационная кривая легких и грудной клетки имеет S-образную форму, причем ее участок, приближающийся к линейному, включает большинство значений, в пределах которых изменяются объем и давление в легких при нормальном дыхании. Следовательно, упругое сопротивление дыхательной системы при вдохе в этих пределах почти постоянно.

Часть общего упругого сопротивления, приходящуюся на долю упругого сопротивления грудной клетки, можно определить по разнице между атмосферным и внутриплевральным давлением. Как указывалось выше, эту разницу принято сокращенно называть давлением в плевральной полости (Рпл).

Если при проведении измерений, о которых шла речь выше, одновременно регистрировать давление в плевральной полости (или пищеводе; см. выше) при различных значениях объема легких, то можно построить релаксационную кривую грудной клетки. Как видно из рис. 21.

14 угол наклона этой кривой возрастает с увеличением давления (и легочного объема).

Часть общего упругого сопротивления, создаваемую эластической тягой легких, можно определить по разнице между альвеолярным давлением и давлением в плевральной полости. Эту разницу называют транспульмональным давлением(Рт). Кривая зависимости транспульмонального давления от легочного объема-это релаксационная

ГЛАВА 21. ЛЕГОЧНОЕ ДЫХАНИЕ 579

Рис. 21.14.Статические кривые объем-давление для дыхательной системы в целом (красная кривая), а также легких и грудной клетки в отдельности (по [24], с изменениями). Рпл-плевральное давление; Ра-альвеолярное давление; Рт-транспульмональное давление; ЖЕЛ-жизненная емкость легких; ОО-остаточный объем; ФОЕфункциональная остаточная емкость. Кривые получены путем измерения давлений при пассивных изменениях объема легких в условиях расслабленной дыхательной мускулатуры. На врезках показано направление действия эластических сил грудной клетки и легких при различных объемах

кривая легких, отражающая их упругие свойства. Угол наклона этой кривой снижается при высоких давлениях (т.е. при увеличении объема легких).

Сравнение всех трех кривых на рис. 21.14 позволяет оценить влияние упругих сил при разной степени наполнения легких. Состояние равновесия всех упругих сил для дыхательной системы в целом (Ра = 0) наблюдается в конце выдоха, когда объем легких соответствует функциональной остаточной емкости (ФОЕ).

В этом случае силы, расправляющие грудную клетку, и эластические силы легких, нод действием которых они стремятся спасться, уравновешивают друг друга. Когда при вдохе объем легких увеличивается, их эластическая сила, направленная внутрь, возрастает, а сила упругости грудной клетки, направленная наружу, снижается.

При объеме легких, равном около 55% жизненной емкости, наблюдается состояние равновесия для

груоной клетки (Рпл = 0); при дальнейшем увеличении легочного объема направление сил упругости грудной клетки меняется на противоположное.

Растяжимость. Показателем эластических свойств дыхательной системы (или любого из двух ее компонентов) служит растяжимость-величина, равная тангенсу угла наклона соответствующей релаксационной кривой. Растяжимость (compliance, С) дыхательной системы в целом определяют с помощью следующего уравнения:

(10)

Из аналогичных уравнений находят растяжимость грудной клетки:

(11)

580 ЧАСТЬ VI. ДЫХАНИЕ

и легких:

(12)

Все три уравнения связаны между собой следующим образом:

(13)

Поскольку растяжимость есть величина, обратная упругому сопротивлению растяжению, это сопротивление для дыхательной системы в целом в соответствии с уравнением (13) равно сумме упругих сопротивлений грудной клетки и легких.

Как видно из рис. 21.14, наклон релаксационной кривой (а следовательно, и растяжимость) дыхательной системы (грудной клетки и легких) больше в области значений, соответствующих нормальному дыханию. У взрослого человека растяжимость дыхательной системы и ее компонентов при спокойном дыхании составляет:

Любое изменение этих величин (а особенно их снижение в условиях патологии) имеет диагностическое значение. Однако точно измерить растяжимость трудно, так как при ее определении дыхательная мускулатура должна быть полностью расслаблена.

В связи с этим часто ограничиваются измерением растяжимости легких, используя при этом более простой способ. Он заключается в том, что исследуемый вдыхает определенный объем воздуха, а затем при помощи дыхательных мышц фиксирует грудную клетку при открытой ой щели.

В этих условиях давление в альвеолах равно атмосферному (т.е. Ра = 0), и уравнение (12) приобретает следующий вид:

(14)

Таким образом, для определения растяжимости легких достаточно измерить изменение внутриплеврального давления (или, проще, внутрипищеводного давления) и подставить полученные значения в уравнение (14). При этом вычисляют так называемую статическую растяжимость легких, зависящую не только от эластических свойств, но также и от объема легких.

При прочих равных условиях изменение объема меньше при меньшем исходном объеме. У детей в возрасте 9-12 лет растяжимость в 2-3 раза ниже, чем у взрослых. В связи с этим при диагностическом определении растяжимости легких необходимо учитывать их исходный объем, т.е., как правило, функциональную остаточную

емкость (ФОБ). Определяемая величина называется удельной растяжимостью легких:

(15)

⇐ Предыдущая132133134135136137138139140141Следующая ⇒

Дата добавления: 2015-10-01; просмотров: 1381. Нарушение авторских прав

Рекомендуемые страницы:

Источник: https://studopedia.info/8-63646.html

Механика дыхательных движений

КРИВЫЕ ДАВЛЕНИЕ-ОБЪЕМ И РАСТЯЖИМОСТЬ: 119) Расскажите о кривых давление — объем легких, выделенных из

Перемещение воздуха в легкие и из них требует совершения работы. Для того, чтобы воздух вошел в легкие, должны быть преодолены силы трех типов, а именно: 1) эластическое сопротивление; 2) сопротивление воздушного потока в трахеобронхиальном дереве и 3) сопротивление неэластичных тканей, например, ребер.

Расширение легких обусловлено увеличением объема грудной клетки.

Если давление снаружи становится выше атмосферного, из легких выходит лишь небольшое количество воздуха, так как мелкие воздухоносные пути спадаются, задерживая его в альвеолах. С возрастом, а также при некоторых легочных заболеваниях такое закрытие дыхательных путей происходит при большем объеме легких.

Крутизна кривой «давление—объем», т. е. изменение объема на единицу изменения давления, называется растяжимостью. В физиологических условиях (если растягивающее давление составляет от —2 до —10 см вод. ст.

) легкие обладают удивительной растяжимостью. У человека она достигает примерно 200 мл/см вод. ст., однако при более высоких давлениях уменьшается. Этому соответствует более пологий участок кривой «давление—объем».

Растяжимость легких несколько снижается при повышенном давлении в легочных венах и переполнении легких кровью. При альвеолярном отеке она уменьшается в результате неспособности некоторых альвеол раздуваться. Заболевания, сопровождающиеся фиброзом легких, воспалительными процессами, также приводят к уменьшению их растяжимости. Это связано с изменениями эластических тканей.

В стенках альвеол, а также вокруг сосудов и бронхов проходят волокна эластина и коллагена. По определению, растяжимость легких равна изменению их объема на единицу изменения давления. Для ее оценки необходимо измерить внутриплевральное давление. При этом регистрируют давление в пищеводе: обследуемый заглатывает катетер с маленьким баллончиком на конце.

Растяжимость легких можно измерить очень просто: обследуемого просят сделать максимально глубокий вдох, а затем выдыхать воздух в спирометр порциями, скажем, по 500 мл. При этом определяют давление в пищеводе.

Затем строят график «давление—объем», сходный с кривой на рис. 17.18. Этот метод позволяет получить наибольшую информацию об упругости легких. Растяжимость легких можно также измерить при спокойном дыхании (рис. 17,19).

Этот способ основан на том, что в отсутствие потока воздуха (в конце вдоха и выдоха) внутриплевральное давление отражает только эластическую тягу легких и не зависит от сил, возникающих при движении воздушной струи.

Таким образом, растяжимость будет равна отношению разности легочных объемов в конце вдоха и выдоха к разности внутриплевральных давлений в эти же моменты.

На вентиляцию легких влияют: частичное перекрытие (закупорка) воздухоносных путей (мокрота, слизь и др.) и тогда заполнение воздухоносных путей (участков легких) будет происходить медленнее. С увеличением частоты дыхания объем воздуха, поступающего на такой участок, становится все меньше и меньше.

Упругостью обладают не только легкие, но и грудная клетка.

В норме грудная клетка стянута, а легкие растянуты и действующие в них упругие силы уравновешивают друг друга.

В эксперименте показано, что при объеме, равном функциональной остаточной емкости (ФОБ), давление релаксации отрицательно. Это означает, что грудная клетка стремится расшириться. Лишь в том случае, когда объем достигает примерно 75% жизненной емкости легких (ЖЕЛ), давление релаксации становится равным атмосферному, т.

е. грудная клетка приходит в состояние равновесия. При любом объеме давление релаксации легких и грудной клетки равно сумме их давлений релаксации, измеренных по отдельности.

Поскольку давление (при данном объеме) обратно пропорционально растяжимости, общую растяжимость легких и грудной клетки можно вычислить по формуле

где Со — общая растяжимость легких и грудной клетки, Сл — растяжимость легких, Сгк — растяжимость грудной клетки.

Рис. 17.18.Построение кривой зависимости объема

от давления для изолированного легкого. Для этого вокруг легкого на несколько секунд создается определенное давление и измеряется легочный объем. Полученная кривая нелинейна: при высоких давлениях она становится более пологой. Видно, что кривые для раздувания и спадения легких неодинаковы; это явление называется гистерезисом

Еще один важнейший фактор, во многом обусловливающий особенности кривых «давление—объем» для легких, — это поверхностное натяжение жидкости, выстилающей стенки альвеол. Поверхностным натяжением называется сила (измеряемая обычно в динах), действующая в поперечном направлении на воображаемый отрезок длиной 1 см на поверхности жидкости.

Известно, что клетки, выстилающие стенки альвеол, вырабатывают секрет, значительно снижающий поверхностное натяжение альвеолярной жидкости.

Влияние секрета (сурфактанта) на поверхностное натяжение, объясняется его низким поверхностным натяжением в альвеолах и отсюда увеличивается растяжимость легких и тем самым уменьшается совершаемая при вдохе работа; а также обеспечивается стабильность альвеол, их в легких около 300 млн, и все они имеют тенденцию к спадению (ателектазу), очаги которого часто образуются в легких при заболеваниях.

При недостатке сурфактанта легкие становятся более «жесткими» (т. е. менее растяжимыми).

Известно, что нижние отделы легких вентилируются лучше, чем верхние. Это, по-видимому, связано с тем, что в области оснований легких внутриплевральное давление менее отрицательно, чем в области верхушек.

Рис. 17.19.Изменение давления во время дыхания.

При отсутствии аэродинамического сопротивления альвеолярное давление было бы всегда равно нулю, а внутриплевральное изменялось бы в соответствии с пунктирной кривой АБВ (то есть под действием лишь эластической тяги легких). Поскольку же дыхательные пути (и ткани) обладают вязким сопротивлением, внутриплевральное давление изменяется по сплошной кривой. «Вкладу» этого сопротивления соответствует заштрихованный участок

Предыдущая107108109110111112113114115116117118119120121122Следующая

Дата добавления: 2015-11-28; просмотров: 411; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

ПОСМОТРЕТЬ ЁЩЕ:

Источник: https://helpiks.org/6-6197.html

Лёгочные объёмы и ёмкости

КРИВЫЕ ДАВЛЕНИЕ-ОБЪЕМ И РАСТЯЖИМОСТЬ: 119) Расскажите о кривых давление — объем легких, выделенных из

Впокоедыхательный объём малпо сравнению с общим объёмом воздуха влёгких.Таким образом, человек может как вдохнуть,так и выдохнуть большой дополнительныйобъём воздуха.

Однако даже при самомглубоком выдохев альвеолах и воздухоносных путях лёгкихостаетсянекоторое количество воздуха.

Для тогочтобы количественно описать все этивзаимоотношения, общий лёгочный объёмделят на несколько компонентов;при этом под ёмкостьюпонимаютсовокупностьдвух или более компонентов (объёмов).

1)Дыхательный объём –количество воздуха, котороечеловек вдыхает и выдыхает при спокойномдыхании.

2)Резервный объём вдоха – количествовоздуха, котороечеловек может дополнительно вдохнутьпосле нормального вдоха.

3)Резервный объём выдоха – количествовоздуха, котороечеловек может дополнительно выдохнутьпосле спокойного выдоха.

4)Остаточный объём – количествовоздуха, остающееся в лёгких послемаксимального выдоха.

5)Ёмкость вдоха – максимальноеколичество воздуха,которое можно вдохнуть после спокойноговыдоха. Равно сумме дыхательного объёма(1)ирезервного объёма вдоха (2).

6)Жизненная ёмкость лёгких –наибольшее количествовоздуха, которое можно выдохнуть послемаксимального вдоха. Равно суммедыхательного объёма (1) и резервныхобъёмов вдоха (2) и выдоха (3).

7)Функциональная остаточная ёмкость –количествовоздуха, остающееся в лёгких послеспокойноговыдоха. Равно сумме резервного объёмавыдоха (3) и остаточного объёма (4).

8)Общая ёмкость лёгких – количествовоздуха, содержащеесяв лёгких на высоте максимальноговдоха. Равно сумме остаточного объёма(4) и жизненной ёмкости лёгких (6).

Извсех этих величин наибольшее значение,кромедыхательногообъёма, имеютжизненнаяёмкость легких(ЖЕЛ) и функциональнаяостаточная ёмкость (ФОЕ).

Механикадыхательных движений

Дыханиерегулируется дыхательным центром вцентральной нервной системе. Процессдыхания связан с работой дыхательныхмышц. Сокращения их ведёт к расширениюгрудной клетки и снижению внутреннегодавления рвнв клетке.

Вследствие этого атмосферныйвоздух, имеющий давление рат,движется под действием перепада давленийΔр=рат–рвнв лёгкие. При сжатии грудной клетки(выдох) происходит принудительноевыкачивание воздуха.

Работа дыхательныхмышц связана с растяжением лёгких, каквязкоупругого материала, и с продвижениемвоздуха по дыхательным путям, при этомпроисходит преодоление сопротивлениядвижению.

Перемещениевоздуха в лёгкие и из них требуетсовершения работы. Привдохе и выдохе дыхательная системапреодолеваетдействие различныхсил. Среди этих сил выделяют: 1) эластичноесопротивление тканей; 2)вязкое(неэластичное) сопротивления тканей;3) аэродинамическоесопротивление воздухоносныхпутей; 4)инерционноесопротивление (последнеенастолько мало,что им можно пренебречь).

Расширениелёгких обусловлено увеличением объёмагрудной клетки.

Когдалёгкиерасширяются, свежий воздух поступаетв их газообменныеотделы по системе ветвящихся трубок.Вначале он проходит через трахею,затем через два главных бронха и далеечерезвсе более мелкие ветви бронхиальногодерева.

Вплоть до 16-го ветвления, за которымследуютконечныебронхиолы, единственнаяфункция дыхательныхпутей состоит в продвижении воздуха.После17-19-го делений образуются дыхательныебронхиолы,встенках которых уже имеются отдельныеальвеолы.

После 20-го деления начинаютсяальвеолярныеходы, плотноокруженные альвеолами. Этазона лёгких, выполняющая главным образомфункциюгазообмена, называется дыхательнойзоной.

Вплотьдо конечных бронхиол перенос воздухаподыхательным путям происходит исключительнопутем конвекции. В переходной же идыхательной зонах лёгких суммарнаяплощадь поперечного сечения этих путейнастолько возрастает, что продольноеперемещение масс воздуха становитсянезначительным, и все большую роль втранспорте газовначинает играть диффузия.

Еслидавление снаружи становится вышеатмосферного, из лёгких выходит лишьнебольшое количество воздуха, так какмелкиевоздухоносныепути спадаются, задерживая воздух вальвеолах.

Крутизнакривой «объём–давление» dV/dp(изменение объёма лёгких на единицуизменения давления) называетсярастяжимостью.Растягивающее давлениерраст=рнаруж–рвнутр;т.к.

рнаружр2)радиус одного из пузырьков R2может стать больше R1.

С ростом R2давление во втором пузырьке будетпадать, а воздух будет перемещаться изменьшего пузырька в больший, при этомего радиус ещё больше возрастёт и таквплоть до разрыва пузырька. На делеэтого не происходит благодаря наличиюПАВ.

При увеличении размеров пузырькажидкая плёнка сурфактанта растекаетсяпо его поверхности и удельный вес ПАВв сурфактанте снижается, вследствиечего резко возрастает величинаповерхностного натяжения σ.В таких условиях раздувание альвеолпроисходит плавно и ограниченно.

Принедостатке сурфактанта легкие становятсяболее «жёсткими» (т.е. менее растяжимыми).

Функциивоздухоносных путей.

Воздухоносныепутииграют не только роль трубок, по которымсвежийвоздух поступает в легкие, а отработанныйвыходитиз них. Они выполняют также рядвспомогательныхфункций, обеспечивая очищение, увлажнениеи согревание вдыхаемого воздуха.

Очищениевдыхаемоговоздуха начинается уже при прохожденииего через носовую полость, слизистаякоторойулавливает мелкие частицы, пыль ибактерии.В связи с этим люди, постоянно дышащиечерез рот,наиболее подвержены воспалительнымзаболеваниямдыхательных путей.

Частицы, не задержанныеэтим фильтром, прилипают к слоюслизи, секретируемомубокаловидными клетками и субэпителиальнымижелезистыми клетками, выстилающимистенки дыхательных путей. В результатеритмичныхдвижений ресничекдыхательногоэпителияслизь постоянно продвигается понаправлениюк надгортаннику и, достигнув пищевода,заглатывается.

Так из дыхательных путейудаляютсябактерии и чужеродные частицы. Припораженииресничек, например при хроническомбронхите,слизьнакапливается в дыхательных путях, иих аэродинамическоесопротивление возрастает.

Болеекрупные частицы или массы слизи, попавшиев воздухоносные пути, раздражаютслизистые оболочкии вызывают кашель.Кашельпредставляет собойрефлекторный акт, при котором вначалелёгкие сдавливаются при замкнутойой щели,а затем она открывается и происходитчрезвычайнобыстрый выдох, с которым выбрасываетсяраздражающий объект.

Сопротивлениевоздухоносных путей

Воздухпроходит через трубку (рис.8.7),если между её концами существует перепаддавлений. От его величины зависятскорость и особенности воздушногопотока. При низких скоростях линиитечения могут быть параллельны стенкамтрубки (а).Этотак называемый ламинарный режим.

Помере возрастания скорости потока онстановится все менее однородным, особеннов местах ветвления трубки, где разделениевоздушных струй может происходить собразованием местных завихрений (б).

Наконец, при оченьвысоких скоростях линии течения полностьютеряют упорядочность, и поток называетсяв этом случае турбулентным (в).

Рис.8.7. Типы воздушного потока в трубках: а – ламинарныйпоток; б– переходный тип (с завихрениями в областиветвлений); втурбулентный поток.

Уравнение,связывающее давление и расход (т.е.объёмную скорость) при ламинарном потокебыло впервые выведено Пуазейлем. Дляпрямых трубок с круглым сечением онозаписывается следующим образом:

,(8.6)

где:Δр– разность давлений на концах участкапотока; r– радиус трубки, η– вязкость среды (газа, жидкости), l– длина трубки.

ВеличинаRW:

(8.7)

называетсясопротивлениием потоку.

Каквидно из (8.7), большую роль играет радиуструбки: когда он уменьшается вдвое,сопротивление потоку увеличивается в16 раз.

Однаиз особенностей полностью развитоголаминарного потока заключается в том,что частицы газа в центре трубкипередвигаются со скоростью, в два разапревышающей среднюю (рис.8.7,а).

Особенноститурбулентного потока совершенно иные.Давление в этом случае пропорциональноуже не расходу газа, а примерно квадратурасхода (Δр=RW(2)V2).Вязкость при такомрежиме не играет существенной роли, аувеличение плотности газа при данномрасходе повышает перепад давлений.

Будетпоток ламинарным или турбулентным, взначительной степени зависит от такназываемого числа Рейнольдса (Re),получаемого поуравнению:

,(8.8)

где ρ– плотность газа, υ– средняя линейнаяскорость частиц газа, r– радиус трубки, η— вязкость вещества(газа, жидкости). Впрямых гладких трубках турбулентностьвозможна при числе Рейнольдса больше2000.

Применитьвсе эти закономерности к такой сложнойсистеме трубок, как бронхиальное дерево– со всеми его разветвлениями, изменениямидиаметра и неровными стенками – трудно.Практически особенности потока оченьсильно зависят от «входных» характеристиктрубки.

Если у какой-либо развилкивозникает завихрение, воздушная струякак бы «тянет» его за собой, и оно исчезаетлишь на определенном расстоянии отместа зарождения.

Поскольку же бронхиальноедерево постоянно ветвится, можнополагать, что истинный ламинарный потоквозникает лишь в самых мелких воздухоносныхпутях, где число Рейнольдса очень мало(в конечных бронхиолах оно можетсоставлять около 1). На остальных участкахтечение носит переходный характер(рис.8.7,б).

Турбулентный поток может наблюдатьсяв трахее, особенно при физическойнагрузке, когда скорость воздухавозрастает. В целом для расчёта «перепада»давления в бронхиальном дереве следуетиспользовать как первую, так и вторуюстепень расхода воздуха:

.(8.9)

Сопротивлениевоздухоносных путейможно рассчитать,разделив разность давления в ротовойполости и альвеолах на расходвоздуха:

.(8.10)

Источник: https://studfile.net/preview/3496190/page:2/

Петля давление-объем: Одновременное графическое отображение дыхательного объема и давления

КРИВЫЕ ДАВЛЕНИЕ-ОБЪЕМ И РАСТЯЖИМОСТЬ: 119) Расскажите о кривых давление — объем легких, выделенных из

Одновременное графическое отображение дыхательного объема и давления пред­ставляет особый интерес, поскольку является прямым отражением работы по вентиляции. С точки зрения респираторной механики работа является производным давления и объе­ма.

Если давление и объем выражаются в системе координат x/y, работа соответствует площади, ограниченной кривой давление-объем. Эта работа может выполняться аппара­том (принудительный вдох), или больным (спонтанное дыхание). Давление, как правило, измеряется в контуре вентиляции.

В отношении спонтанного дыхания это означает, что петля давление объем представляет работу по преодолению сопротивления контура и не включает сопротивление эндотрахеальной трубки и дыхательных путей больного.

Для принудительного вдоха с положительным давлением петля несет информацию о работе необходимой для преодоления эластических сил легких и грудной клетки, и ди­намического сопротивления респираторной системы, включая искусственные дыхатель­ные пути.

Работа, затраченная во время вдоха, служит источником потенциальной энергии для обеспечения пассивного выдоха против сил динамического сопротивления.

Динами­ческие петли давление-объем, возможность отображения которых предусматривается многими современными аппаратами ИВЛ, не следует путать со статической кривой дав­ление-объем, построение которой производится в условиях отсутствия потока в контуре вентиляции.

Форма петли давление-объем при принудительной вентиляции с контролем по объему и постоянным инспираторным потоком представлена на Рис. 22, часть A.

– Площадь, ограниченная инспираторной частью петли «давление-объем» (заштрихо­ванная область) характеризует работу по вентиляции, выполняемую аппаратом ИВЛ

– Наклон линии, соединяющей крайние точки изменения объема (A и C) по отношению к оси абсцисс – динамическую растяжимость респираторной системы.

Рис. 22. Петля Давление-объем при принудительной вентиляции с контролем

по объему и по давлению

В начальный момент вдоха (точка A), дыхательный объем равен нулю, давление – ПДКВ. К моменту, соответствующему точке B, давление быстро увеличивается за счет динамического сопротивления инспираторному потоку, На отрезке B-C давление и объем увеличиваются пропорционально.

Наклон отрезка B-C характеризует растяжимость лег­ких. Чем он круче по отношению к оси абсцисс, тем выше растяжимость легких. В точке C вдох прекращается, открывается экспираторный клапан. Давление в контуре быстро па­дает (точка D). По мере выдоха снижается дыхательный объем.

Цикл повторяется.

При вентиляции с контролем по давлению форма петли «Давление-объем» стре­мится к прямоугольной (Рис. 22, часть B).

Аппарат быстро создает заданное инспираторное давление в контуре и удерживает его до окончания вдоха.

Ширина петли определяется значениями ПДКВ и инспираторного давления, ее высота зависит от дыхательного объе­ма, который в свою очередь является производным показателей респираторной механики и усилий больного.

При отсутствии спонтанного дыхания наклон линии, соединяющей точки A и C, отражает динамическую растяжимость респираторной системы.

Этот показатель включает эластический и резистивный компоненты, тогда как статическая растяжимость, измерен­ная на фоне инспираторной паузы, характеризует только эластическую составляющую ра­боты по вентиляции.

Смещение инспираторной части петли вправо свидетельствует о снижении динамической растяжимости, влево – ее увеличении.

Петля «Давление-объем» наиболее информативна при вентиляции с контролем по объему с постоянным потоком. При отсутствии спонтанного дыхания с ее помощью мож­но судить о показателях респираторной механики, а по мере его восстановления – о соот­ветствии инспираторного потока потребности больного.

На Рис 23 представлены характерные изменения формы петли «Давление-объем» в зависимости от показателей респираторной механики.

– Наклон инспираторной части петли по отношению к оси x характеризует статиче­скую растяжимость легких и грудной клетки

– Ширина петли – динамическое сопротивление дыхательных путей

Рис. 23. Изменения формы петли «Давление-объем» при вентиляции по объему с по- стоянным потоком в зависимости от показателей респираторной механики

В случае вентиляции по объему с постоянным потоком инспираторная часть петли «Давление-объем» отражает эластические свойства системы дыхания. Чем меньше инспираторный поток, тем в большей степени она приближается к инспираторной части стати­ческой кривой давление-объем.

Статическая кривая давление-объем – характеризует эластические свойства лег­ких и грудной клетки, демонстрирует взаимосвязь давления в дыхательных путях и объе­ма легких (Рис. 24). Статическая кривая строится на основании ряда точек, с координата­ми соответствующими давлению в дыхательных путях и объему легких после исключения динамической составляющей (поток в контуре вентиляции).

– Инспираторная (сплошная линия) и экспираторная (пунктирная линия) части кривой давление-объем не совпадают

– Угол наклона кривой по отношению к оси абсцисс (а) характеризует статическую рас­тяжимость респираторной системы при данном объеме легких

Рис. 24. Статическая кривая давление-объем в норме у взрослого

Один из методов получения статической кривой – последовательное раздувание легких с помощью «супер-шприца», с регистрацией давления после достижения равнове­сия в контуре и дыхательных путях. Результирующая кривая имеет S образную форму, и две точки изгиба.

Угол ее наклона по отношению к оси абсцисс (а) характеризует статиче­скую растяжимость легких и грудной клетки Cstat. Как видно из данных представленных на Рис. 24, величина CStat снижается по мере приближения к минимальному и максималь­ному объему легких.

Это связано с ограничением подвижности грудной клетки, и измене­нием растяжимости легких. По мере снижения объема менее определенной величины (объем закрытия), часть дыхательных путей спадается и практически выключается из га­зообмена.

С другой стороны, суммарная растяжимость легких так же снижается по мере достижения частью дыхательных путей максимального объема.

Инспираторная кривая, полученная при раздувании (сплошная линия) и экспиратор­ная, при десуфляции легких (пунктирная линия) не совпадают. Это объясняется двумя факторами:

1. Экспираторный объем оказывается несколько ниже за счет потребления кислорода за время исследования.

2. Для расправления спавшихся дыхательных путей требуется большее давление, чем для поддержания их в расправленном состоянии.

Вентиляция легких наиболее выгодна в зоне наибольшей крутизны кривой давление/объем как с точки зрения энергетической цены дыхания, так и риска возможных ос­ложнений.

В норме при спонтанном дыхании объем закрытия меньше функциональной остаточ­ной емкости, нижняя точка изгиба кривой давление объем лежит в зоне отрицательного давления. Вентиляция осуществляется в наиболее выгодной зоне на фоне максимальной растяжимости легких.

При патологии, с возрастом, в условиях ИВЛ через искусственные дыхательные пути из-за нарушения распределения газа, объем закрытия оказывается больше функциональ­ной остаточной емкости. Нижняя точка изгиба кривой давление-объем смещается, вправо и оказывается в области положительного давления.

Это приводит к ухудшению условий вентиляции, поскольку для доставки того же дыхательного объема требуется большее давление, а, следовательно, возрастает энергетическая цена дыхания. Кроме того, в про­цессе вентиляции часть дистальных дыхательных путей подвергается циклическому спа­дению и расправлению.

Сурфактант покидает альвеолы, его запасы истощаются. Дыха­тельные пути теряют стабильность, развиваются множественные микроателектазы, а сум­марная растяжимость легких прогрессивно снижается.

Решением этих проблем является создание постоянного, положительного давления, которое позволило бы сместить венти­ляцию в более выгодную зону и предупредить повреждение легочной ткани.

Как показывают специальные исследования, даже на фоне выраженной диффузной па­тологии удельная растяжимость легких (или отношение растяжимости легких к функцио­нальной остаточной емкости) остается близкой к нормальной.

Это свидетельствует о том, что растяжимость легких снижается не из-за того, что легкие становятся более жесткими, а вследствие выключения части легочного объема. Дыхательные пути достигают своего максимального размера при давлении порядка 30-35 см. вод. ст.

Это соответствует верх­ней точке изгиба на кривой давление-объем. Частота травмы легких существенно возрас­тает, когда альвеолярное давление превышает этот порог.

Значения растяжимости легких (CL) и грудной клетки (CTh) пропорциональны их раз­мерам (чем больше легкие и грудная клетка, тем больший объем, они могут вместить при заданном давлении).

В норме у взрослых удельная растяжимость легких в пересчете на 1 литр функциональной остаточной емкости (Cl/ФОЕ) составляет 67 мл/ см. вод. ст./ л. Удельная растяжимость грудной клетки (Сть/ФОЕ) – 60 мл/см. вод. ст./л.

Таким образом, у взрослого массой около 70 кг (ФОЕ ~ 2,5 л) среднее значение Cstat лежит в пределах 50 – 100 мл/см. вод. ст. Патологическое увеличение Cstat является результатом, потери эластических свойств легких при эмфиземе.

Снижение развивается вследствие ателекта­зов, отека, пневмонии, пневмо-, гидро-, или гемоторакса, наружного сдавления грудной клетки, повышения внутрибрюшного давления.

Как уже упоминалось выше, снижение растяжимости легких в значительно большей степени связано с выключением части дыха­тельных путей и альвеол из вентиляции, чем с увеличением их жесткости. Критический уровень Cstat у взрослого составляет 25 см. вод. ст. При меньших значениях спонтанная вентиляция требует слишком высоких энергетических затрат, что делает необходимым использование вспомогательной ИВЛ.

Программное обеспечение современных аппаратов ИВЛ позволяет получить отраже­ние инспираторной части статической кривой давление объем у релаксированного боль­ного.

Маневр заключается в проведении принудительного вдоха с малым инспираторным потоком (порядка 10 л/мин), достаточно большим дыхательным объемом и ограничением максимального давления, чтобы избежать баротравмы. Для предупреждения гипоксии во время теста используется 100 % кислород, предварительно проводится преоксигенация.

Получение экспираторной части статической кривой давление-объем требует регистрации давления в грудной клетке, которое с допустимой степенью погрешности может быть из­мерено с помощью внутрипищеводного баллончика.

Анализ статической кривой давление объем, определение точек изгиба имеет большое значение в подборе параметров вентиляции у больных с выраженными наруше­ниями респираторной механики.

Теоретически при ИВЛ с постоянным потоком инспираторная часть петли «Давле­ние-объем» отражает форму статической кривой давление объем, и оказывается смещен­ной вправо на величину соответствующую давлению, необходимому для преодоления ди­намического сопротивления респираторной системы. Однако в реальных условиях по­грешность оказывается слишком высокой.

Тем не менее, петля «Давление-объем» позволяет выявить перерастяжение легких, при слишком высоком дыхательном объеме, как показано на Рис. 25.

– Пунктирной линией обозначен участок статической кривой давление-объем, инспираторная часть петли смещена по отношению к нему вправо на величину, соответст­вующую давлению, создаваемому газовым потоком

– На рисунке слева увеличение дыхательного объема не приводит к достижению верх­ней точки изгиба статической кривой давление-объем

– Справа, при достижении максимального объема и перерастяжении легких петля при­обретает характерную форму с уплощением конечно-инспираторной части, так назы­ваемый «клюв» петли «Давление-объем» (показано стрелкой)

Рис. 25. Изменения формы петли «Давление-объем» при увеличении дыхательного объема

Перерастяжение легких проявляется как объемное плато, или уплощение, конечно-инспираторной части петли «Давление-объем», или так называемый «клюв».

Подбор инспираторного потока. По мере восстановления спонтанного дыхания инспираторная часть петли давление-объем позволяет судить об адекватности инспираторного потока, и синхронизации ИВЛ с дыханием больного (Рис. 26).

Попытка вдоха предшествующая включению инспираторного триггера отмечается как малая дополнительная петля, имеющая противоположное основной направление (1). Снижение давления в этот момент по отношению к ПДКВ (пунктирная линия) характери­зует усилия больного, необходимые для инициации аппаратного вдоха.

После включения триггера аппарат начинает поставлять поток в контур вентиляции. Начальный участок инспираторной части позволяет судить об адекватности инспираторного потока дыха­тельным усилиям больного. Если поток недостаточен, дыхательный объем поставляется при меньшем давлении, начальная часть петли смещается вверх и влево (2).

Попытка вы­доха во время принудительного вдоха приведет к смещению кривой вправо (3).

Рис. 26. Форма петли «Давление-объем» при восстановлении спонтанного дыхания

Максимальная величина инспираторного потока, его форма, чувствительность инспираторного триггера, длительность вдоха подбираются так, чтобы петля «Давление-объем» имела правильную округлую форму, как показано на Рис.

25 справа. Если подбором пере­численных параметров не удается достичь синхронизации целесообразно рассмотреть пе­реход на режим вентиляции с контролем по давлению или дополнительное использование седативных средств.

Источник: https://med-books.info/terapiya-anesteziologiya-intensivnaya/petlya-davlenie-obyem-53474.html

Medic-studio
Добавить комментарий