☰

تهویه، فضای مرده و هیپرکاپنیا. روش‌های تحقیق و شاخص‌های تنفس خارجی آناتومیکی فضاهای مرده فیزیولوژیکی و عملکردی

فهرست مطالب موضوع "تهویه ریه ها پرفیوژن ریه با خون":

2. پرفیوژن ریه با خون. تاثیر گرانش بر تهویه تاثیر گرانش بر خونرسانی ریوی.
3. ضریب نسبت تهویه - پرفیوژن در ریه ها. تبادل گاز در ریه ها.
4. ترکیب هوای آلوئولی. ترکیب گاز هوای آلوئولی
5. کشش گاز در خون مویرگ های ریه. سرعت انتشار اکسیژن و دی اکسید کربن در ریه ها. معادله فیک
6. انتقال گازها توسط خون. انتقال اکسیژن ظرفیت اکسیژن هموگلوبین
7. تمایل هموگلوبین به اکسیژن. تغییر در تمایل هموگلوبین به اکسیژن. اثر بور.
8. دی اکسید کربن. انتقال دی اکسید کربن
9. نقش گلبول های قرمز خون در انتقال دی اکسید کربن. اثر هولدن...
10. تنظیم تنفس. تنظیم تهویه ریوی

تهویهفرآیند تبادل هوا بین ریه ها و جو را نشان می دهد. یک شاخص کمی تهویه ریوی حجم دقیقه تنفس است که به عنوان مقدار هوایی که در 1 دقیقه از ریه ها عبور می کند (یا تهویه می شود) تعریف می شود. در حالت استراحت، حجم تنفس دقیقه ای فرد 6-8 لیتر در دقیقه است. تنها بخشی از هوایی که ریه ها با آن تهویه می شوند به فضای آلوئولی می رسد و مستقیماً در تبادل گاز با خون شرکت می کند. این قسمت از تهویه نامیده می شود تهویه آلوئولار. در حالت استراحت، تهویه آلوئولی به طور متوسط ​​3.5-4.5 لیتر در دقیقه است. وظیفه اصلی تهویه آلوئولی حفظ غلظت 02 و CO2 در هوای آلوئول ها برای تبادل گاز است.

برنج. 10.11. نمودار دستگاه تنفسی ریه های انسان. راه های هوایی از سطح نای (نسل اول) تا برونش های لوبار (نسل دوم تا چهارم تقسیم) به لطف حلقه های غضروفی در دیواره خود لومن خود را حفظ می کنند. راه های هوایی از برونش های سگمنتال (نسل های 5-11) تا برونشیول های انتهایی (نسل های 12-16) با کمک تون ماهیچه های صاف دیواره های خود لومن خود را تثبیت می کنند. نسل های 1 تا 16 دستگاه تنفسی ناحیه هدایت کننده هوا در ریه ها را تشکیل می دهند که در آن تبادل گاز صورت نمی گیرد. ناحیه تنفسی ریه‌ها حدود 5 میلی‌متر طول دارد و شامل لوبول‌های اولیه یا آسین‌ها می‌شود: برونشیول‌های تنفسی (نسل‌های 17-19) و مجاری آلوئولی (نسل‌های 20-22). کیسه های آلوئولی از آلوئول های متعدد (نسل بیست و سوم) تشکیل شده است که غشای آلوئولی آن مکان ایده آلی برای انتشار O2 و CO2 است.

ریه هاشامل هدایت کننده هوا (راه های هوایی) و مناطق تنفسی (آلوئول ها). راه های هواییاز نای شروع می شود تا آلوئول ها، بر اساس نوع دوگانگی تقسیم می شوند و 23 نسل از عناصر دستگاه تنفسی را تشکیل می دهند (شکل 10.11). در مناطق رسانا یا رسانای ریه ها (16 نسل) هیچ تبادل گازی بین هوا و خون وجود ندارد، زیرا در این بخش ها دستگاه تنفسی شبکه عروقی کافی برای این فرآیند ندارد و دیواره های دستگاه تنفسی ، به دلیل ضخامت قابل توجهی که دارند از تبادل گازها از طریق آنها جلوگیری می کنند. این بخش از راه هوایی فضای مرده تشریحی نامیده می شود که حجم آن به طور متوسط ​​175 میلی لیتر است. در شکل 10.12 نشان می دهد که چگونه هوایی که فضای مرده آناتومیکی را در پایان بازدم پر می کند با "مفید" یعنی هوای اتمسفر مخلوط می شود و دوباره وارد می شود. فضای آلوئولی ریه ها.


برنج. 10.12. تأثیر هوای فضای مرده بر هوای استنشاقی به ریه ها. در پایان بازدم، فضای مرده آناتومیکی با هوای بازدمی پر می‌شود که میزان اکسیژن و درصد بالایی از دی اکسید کربن دارد. وقتی استنشاق می کنید، هوای «مضر» فضای مرده آناتومیکی با هوای «مفید» جو مخلوط می شود. این مخلوط گاز که حاوی اکسیژن کمتر و دی اکسید کربن بیشتری نسبت به هوای اتمسفر است، وارد ناحیه تنفسی ریه ها می شود. بنابراین، تبادل گاز در ریه ها بین خون و فضای آلوئولی اتفاق می افتد که نه با هوای جوی، بلکه با مخلوطی از هوای "مفید" و "مضر" پر شده است.

برونشیول های تنفسی نسل 17-19 به عنوان یک منطقه انتقالی طبقه بندی می شوند که در آن تبادل گاز در آلوئول های کوچک (2٪ از تعداد کل آلوئول ها) آغاز می شود. مجاری آلوئولی و کیسه‌های آلوئولی که مستقیماً وارد آلوئول می‌شوند، فضای آلوئولی را تشکیل می‌دهند که در ناحیه آن تبادل گاز 02 و CO2 با خون در ریه‌ها انجام می‌شود. اما در افراد سالم و به ویژه در بیماران مبتلا به بیماری های ریوی برخی فضای آلوئولیمی تواند تهویه شود، اما در تبادل گاز شرکت نمی کند، زیرا این قسمت های ریه با خون پرفیوژن نمی شوند. مجموع حجم چنین نواحی ریه و فضای مرده آناتومیکی به عنوان فضای مرده فیزیولوژیکی تعیین می شود. افزایش دادن فضای مرده فیزیولوژیکیدر ریه ها منجر به تامین ناکافی اکسیژن به بافت های بدن و افزایش محتوای دی اکسید کربن در خون می شود که هموستاز گاز را در آن مختل می کند.


فضای مرده تشریحی بخشی از سیستم تنفسی است که در آن تبادل گاز قابل توجهی وجود ندارد. فضای مرده تشریحی از مجرای هوا، یعنی نازوفارنکس، نای، برونش ها و برونشیول ها تا انتقال آنها به آلوئول ها تشکیل شده است. حجم هوایی که آنها را پر می کند، حجم فضای مرده ^B نامیده می شود. حجم فضای مرده متغیر است و در بزرگسالان حدود 150-200 میلی لیتر (2 میلی لیتر بر کیلوگرم وزن بدن) است. در این فضا تبادل گاز وجود ندارد و این سازه ها نقش کمکی در گرم کردن، مرطوب کردن و تصفیه هوای استنشاقی دارند.
فضای مرده عملکردی فضای مرده عملکردی (فیزیولوژیکی) به آن مناطقی از ریه ها اطلاق می شود که تبادل گاز در آنها انجام نمی شود. برخلاف فضای آناتومیکی، فضای مرده عملکردی شامل آلوئول ها نیز می شود که تهویه می شوند اما با خون پرفیوژن نمی شوند. در مجموع به این فضای مرده آلوئولی گفته می شود. در ریه‌های سالم، تعداد چنین آلوئول‌هایی کم است، بنابراین حجم فضای آناتومیکی و فیزیولوژیکی مرده کمی متفاوت است. با این حال، در برخی از اختلالات عملکرد ریوی، زمانی که ریه ها به طور ناهموار تهویه می شوند و با خون پرفیوژن می شوند، حجم فضای مرده عملکردی ممکن است به طور قابل توجهی بیشتر از فضای آناتومیکی باشد. بنابراین، فضای مرده عملکردی مجموع فضای مرده آناتومیکی و آلوئولی را نشان می دهد: Tfunk. = طنات. + تالوولی. افزایش تهویه بدون = پرفیوژن فضای مرده عملکردی
نسبت حجم فضای مرده (VD). به حجم جزر و مد ^T) ضریب فضای مرده (VD/VT) است. به طور معمول، تهویه فضای مرده 30 درصد حجم جزر و مد و تهویه آلوئولی حدود 70 درصد است. بنابراین، ضریب فضای مرده VD/VT = 0.3 است. هنگامی که ضریب فضای مرده به 0.70.8 افزایش می یابد، تنفس خود به خودی طولانی مدت غیرممکن است، زیرا کار تنفسی افزایش می یابد و COJ در مقادیر بیشتری از آنچه قابل حذف است انباشته می شود. افزایش ثبت شده در ضریب فضای مرده نشان می دهد که در مناطق خاصی از ریه پرفیوژن عملا متوقف شده است، اما این ناحیه همچنان تهویه می شود.
تهویه فضای مرده در هر دقیقه تخمین زده می شود و به مقدار فضای مرده (DE) و فرکانس تنفس بستگی دارد و به صورت خطی با آن افزایش می یابد. افزایش تهویه فضای مرده را می توان با افزایش حجم جزر و مدی جبران کرد. آنچه مهم است حجم حاصل از تهویه آلوئولی ^A است که در واقع در هر دقیقه وارد آلوئول ها می شود و در تبادل گاز نقش دارد. می توان آن را به صورت زیر محاسبه کرد: VA = (VI - VD)F، که در آن VA حجم تهویه آلوئولی است. VI - حجم جزر و مد؛ VD - حجم فضای مرده؛ F - فرکانس تنفس.
فضای مرده عملکردی را می توان با استفاده از فرمول زیر محاسبه کرد:
عملکرد VD = VT(1 - RMT CO2/raCO2)، که در آن VI حجم جزر و مدی است. RMT CO2 - محتوای CO2 در هوای بازدمی؛ paCO2 - فشار جزئی CO2 در خون شریانی.
برای تقریب مقدار CO2 RMT، می توان از فشار جزئی CO2 در مخلوط بازدمی به جای محتوای CO2 موجود در هوای بازدمی استفاده کرد.
Tfunk. = VT(1 - pEC02/paC02)، که در آن pEC02 فشار جزئی CO2 در پایان انقضاء است.
مثال. اگر یک بیمار با وزن 75 کیلوگرم دارای سرعت تنفس 12 در دقیقه، حجم جزر و مدی 500 میلی لیتر باشد، MOD 6 لیتر است که تهویه فضای مرده 12150 میلی لیتر (2 میلی لیتر بر کیلوگرم) است. 1800 میلی لیتر. ضریب فضای مرده 0.3 است. اگر چنین بیمار دارای سرعت تنفس 20 در دقیقه و DO (VI) بعد از عمل 300 میلی لیتر باشد، حجم تنفسی دقیقه 6 لیتر خواهد بود، در حالی که تهویه فضای مرده به 3 لیتر (20-150 میلی لیتر) افزایش می یابد. ). ضریب فضای مرده 0.5 خواهد بود. با افزایش تعداد تنفس و کاهش DO، تهویه فضای مرده به دلیل کاهش تهویه آلوئولی افزایش می یابد. اگر حجم جزر و مد تغییر نکند، افزایش فرکانس تنفس منجر به افزایش کار تنفسی می شود. پس از جراحی، به ویژه پس از لاپاراتومی یا توراکوتومی، نسبت فضای مرده تقریباً 0.5 است و می تواند در 24 ساعت اول به 0.55 افزایش یابد.

بیشتر در مورد موضوع تهویه فضای مرده:

  1. ویژگی های تهویه در نوزادان و کودکان خردسال نشانه های پشتیبانی تهویه و اصول اولیه تهویه مکانیکی در نوزادان و کودکان

حجم و ظرفیت ریه

تهویهریه ها به عمق تنفس بستگی دارد (حجم جزر و مد) و تعداد تنفس.هر دوی این پارامترها بسته به نیاز بدن می تواند متفاوت باشد.

حجم های ریهدر حالت استراحت، حجم جزر و مد در مقایسه با حجم کل هوا در ریه ها کوچک است. بنابراین، فرد می تواند حجم زیادی از هوا را هم استنشاق و هم بازدم کند. با این حال، حتی با عمیق ترین بازدم، مقداری هوا در آلوئول ها و راه های هوایی ریه ها باقی می ماند. به منظور توصیف کمی همه این روابط، حجم کل ریوی به چندین جزء تقسیم می شود. در همان زمان تحت ظرفیتدرک ترکیب دو یا چند جزء (شکل 21.8).

1. حجم جزر و مد -مقدار هوایی که فرد در هنگام تنفس آرام تنفس و بازدم می کند.

2. حجم ذخیره دمی –مقدار هوای اضافی که فرد می تواند پس از یک استنشاق معمولی استنشاق کند.

3. حجم رزروخروجی - مقدار هوایی که فرد می تواند بعد از یک بازدم آرام به بیرون بازدم کند.

4. حجم باقیمانده -مقدار هوای باقی مانده در ریه ها پس از حداکثر بازدم.

5. ظرفیت حیاتی ریه ها- بیشترین مقدار هوایی که می توان پس از حداکثر استنشاق بازدم کرد. برابر است با مجموع 1 و 2 و 3.

برنج. 21.8.حجم و ظرفیت ریه اندازه ظرفیت حیاتی ریه ها و حجم باقیمانده (در سمت راست شکل) به جنسیت و سن بستگی دارد.

6. ظرفیتاستنشاق - حداکثر مقدار هوایی که می توان پس از یک بازدم آرام استنشاق کرد. برابر با مجموع 1 و 2 است.

7. ظرفیت باقیمانده عملکردی - کمیتهوای باقی مانده در ریه ها پس از یک بازدم آرام. برابر با مجموع 3 و 4 است.

8. ظرفیت کل ریه -مقدار هوای موجود در ریه ها در اوج حداکثر دم. برابر با مجموع 4 و 5. از همه این کمیت ها، بزرگترین مقدار به جز حجم جزر و مد،دارند ظرفیت حیاتیریه ها و ظرفیت باقیمانده عملکردی

ظرفیت حیاتی ریه هاظرفیت حیاتی (VC) نشانگر تحرک ریه ها و قفسه سینه است. علیرغم نام، پارامترهای تنفسی را در شرایط واقعی ("زندگی") منعکس نمی کند، زیرا حتی با بالاترین خواسته هایی که بدن بر روی سیستم تنفسی اعمال می کند، عمق تنفس هرگز به حداکثر مقدار ممکن نمی رسد.

از نقطه نظر عملی، ایجاد یک هنجار "منفرد" برای ظرفیت حیاتی نامناسب است، زیرا این مقدار به تعدادی از عوامل، به ویژه به سن، جنسیت، اندازه و موقعیت بدن و درجه تناسب اندام بستگی دارد.

همانطور که در شکل دیده میشود. 21.9 ظرفیت حیاتی ریه ها با افزایش سن کاهش می یابد (به خصوص بعد از 40 سالگی). این به دلیل کاهش قابلیت ارتجاعی ریه ها و تحرک قفسه سینه است. زنان به طور متوسط ​​25 درصد کمتر از مردان ظرفیت حیاتی دارند. کاملاً واضح است که ظرفیت حیاتی به قد بستگی دارد، زیرا اندازه قفسه سینه

متناسب با بقیه سایز بدن در افراد جوان، ظرفیت حیاتی را می توان با استفاده از معادله تجربی زیر محاسبه کرد:

VC (l) = 2.5 x ارتفاع (m). (1)

بنابراین، برای مردان 180 سانتی متری، ظرفیت حیاتی ریه ها 4.5 لیتر خواهد بود. ظرفیت حیاتی به موقعیت بدن بستگی دارد: در حالت عمودی کمی بیشتر از حالت افقی است (این به این دلیل است که در حالت عمودی ریه ها حاوی خون کمتری هستند). در نهایت، ظرفیت حیاتی ریه ها به میزان تمرین بستگی دارد. افراد درگیر در ورزش هایی که نیاز به استقامت دارند، ظرفیت حیاتی بسیار بالاتری نسبت به افراد آموزش ندیده دارند. به ویژه در شناگران و قایقرانان (تا 8 لیتر) زیاد است، زیرا این ورزشکاران دارای ماهیچه های تنفسی کمکی (پکتورالیس ماژور و مینور) هستند. تعیین ظرفیت حیاتی ریه ها عمدتاً برای تشخیص مهم است.

ظرفیت باقیمانده عملکردینقش فیزیولوژیکی ظرفیت باقیمانده عملکردی (FRC) این است که به دلیل وجود این ظرفیت در فضای آلوئولینوسانات هموار می شود غلظت ها O2 و CO2، ناشی از تفاوت در محتوای آنها در هوای استنشاقی و بازدمی است.اگر هوای اتمسفر مستقیماً وارد آلوئول ها شود، بدون اینکه با هوای موجود در ریه ها مخلوط شود، محتوای O 2 و CO 2 در آلوئول ها تحت تأثیر قرار می گیرد.

برنج. 21.9.منحنی های وابستگی ظرفیت کلی و حیاتی ریه و حجم باقیمانده به سن افراد با قد متوسط

نوسانات مطابق با مراحل چرخه تنفسی. با این حال، این اتفاق نمی افتد: هوای استنشاقی با هوای موجود در ریه ها مخلوط می شود، و از آنجایی که FRC در حالت استراحت چندین برابر بزرگتر از حجم جزر و مد است، تغییرات در ترکیب هوای آلوئولی نسبتاً کوچک است.

مقدار FRC، برابر با مجموع حجم باقیمانده و حجم ذخیره بازدمی، به عوامل مختلفی بستگی دارد. به طور متوسط ​​در مردان جوان در حالت افقی 2.4 لیتر و در مردان مسن 3.4 لیتر است. زنان تقریباً 25٪ کمتر FRC دارند.

اندازه گیری حجم ریه

حجم هوای استنشاقی و بازدمی را می توان مستقیماً با استفاده از اسپیرومتر اندازه گیری کردیا پنوموتاکوگرافیدر مورد حجم باقیمانده و ظرفیت باقیمانده عملکردی، آنها را فقط می توان به طور غیر مستقیم تعیین کرد.

اسپیرومتری.اسپیرومترها وسایلی هستند که می توانند مقادیر مختلفی از هوا را در فشار ثابت داشته باشند (شکل 21.11). رایج ترین اسپیرومتر آباین دستگاه یک استوانه است که به صورت وارونه در یک مخزن آب قرار می گیرد. هوای محبوس شده در این سیلندر با محیط خارجی ارتباط برقرار نمی کند. سیلندر توسط یک وزنه تعادل متعادل می شود. راه های هوایی سوژه از طریق یک لوله عریض مجهز به دهانی به فضای داخل سیلندر متصل می شود. در هنگام بازدم، حجم هوا در سیلندر افزایش می یابد و شناور می شود. وقتی استنشاق می کنید، سیلندر فرو می رود. این تغییرات در حجم را می توان با استفاده از یک مقیاس مدرج اندازه گیری کرد یا با استفاده از یک نویس بر روی درام کیموگراف (در مورد دوم، به اصطلاح اسپیروگرام).

پنوموتاکوگرافی.اگر نیاز به مطالعه تنفس برای مدت طولانی دارید، استفاده از به اصطلاح بسیار راحت تر است اسپیرومترهای نوع بازبا کمک آنها، نه خود حجم های تنفسی ثبت می شود، بلکه سرعت حجمی هوا(شکل 21.10). برای این استفاده می کنند پنوموتاکوگرافی -دستگاه هایی که قسمت اصلی آن یک لوله عریض با مقاومت آیرودینامیکی کم است. با عبور هوا از لوله، اختلاف فشار کمی بین ابتدا و انتهای آن ایجاد می شود که با استفاده از فشارسنج ها قابل ثبت است. این اختلاف فشار مستقیماً با سرعت حجمی جریان هوا متناسب است،یعنی مقدار هوای عبوری از سطح مقطع لوله در واحد زمان. منحنی تغییرات این سرعت حجمی نامیده می شود پنوموتاکوگرامبر اساس پنوموتاکوگرام، که یک رکورد dV/dt است، می توان حجم هوای مورد نیاز V را با ادغام بدست آورد:

V=∫Δ V/ ΔtΔt

اکثر پنوموتاکوگراف ها دارای یک واحد یکپارچه سازی الکترونیکی هستند، بنابراین منحنی حجم جزر و مدی (اسپیروگرام) به طور مستقیم همزمان با پنوموتاکوگرام ثبت می شود.

اندازه گیری ظرفیت باقیمانده عملکردی (FRC).

از آنجایی که FRC مقدار هوای باقی مانده در ریه ها در پایان بازدم است، تنها با روش های غیر مستقیم قابل اندازه گیری است. اصل چنین روش هایی این است که یا یک گاز خارجی مانند هلیوم به ریه ها تزریق می شود (روش پرورش)یا نیتروژن موجود در هوای آلوئولی را بشویید و آزمودنی را مجبور به تنفس اکسیژن خالص کنید. (روش شستشو).در هر دو حالت حجم مورد نیاز بر اساس غلظت نهایی گاز محاسبه می شود.

برنج. 21.10.اصل عملکرد یک پنوموتاکوگراف اختلاف فشار بین دو سر لوله که دارای مقاومت آیرودینامیکی مشخصی است و به دهانه متصل است، متناسب با سرعت جریان حجمی هوا V است. منحنی تغییرات این سرعت را پنوموتاکوگرام می نامند و منحنی تغییرات در انتگرال این سرعت در طول زمان، یعنی. حجم تنفسی یک اسپیروگرام است

برنج. 21.11.اصل تعیین ظرفیت باقیمانده عملکردی با استفاده از روش رقت هلیوم. بالا-تجهیزات و سیستم تنفسی سوژه در حالت اولیه؛ هلیوم (نقاط قرمز) فقط در اسپیرومتر یافت می شود، جایی که محتوای آن 10 جلد است. در پایین -توزیع کامل و یکنواخت هلیوم بین ریه ها (ظرفیت باقیمانده عملکردی) و اسپیرومتر پس از پایان مطالعه.

غلظت هلیوم 5 vol.٪ است

در شکل 21.11 روش پرورش را نشان می دهد هلیومیک اسپیرومتر نوع بسته با مخلوط گاز پر می شود. بگذارید حجم کل مخلوط 3 لیتر و حجم O 2 و He به ترتیب 2.7 و 0.3 لیتر باشد. در این حالت، محتوای اولیه (کسری) هلیوم F He 1 0.1 میلی لیتر در هر 1 لیتر مخلوط خواهد بود. پس از یک بازدم آرام، آزمودنی شروع به تنفس از اسپیرومتر می کند و در نتیجه مولکول های هلیوم به طور مساوی بین حجم ریه برابر با FRC و حجم اسپیرومتر Vsp توزیع می شوند. هلیوم به آرامی در بافت ها پخش می شود و انتقال آن از آلوئول ها به خون نادیده گرفته می شود. پس از چند دقیقه، هنگامی که میزان هلیوم در ریه ها و اسپیرومتر یکسان شد، این مقدار (F He 2) با استفاده از ابزارهای مخصوص اندازه گیری می شود. بیایید فرض کنیم که در مورد ما 0.05 میلی لیتر He در هر 1 میلی لیتر مخلوط است. هنگام محاسبه FRC، از قانون بقای ماده تبعیت می کنیم: مقدار کل هلیوم، برابر حاصلضرب حجم V و غلظت F، باید در حالت اولیه و پس از اختلاط یکسان باشد:

Vسرمایه گذاری مشترکاف او 1 = Vsp+ FOEاف او 2 (2)

با جایگزینی داده های بالا در این معادله، می توانید FRC را محاسبه کنید:

FOE =Vsp (اف او 1 – اف او 2 )/ اف او 2 = 3 (0.1–0.05)/0.05 = 3 لیتر (3)

استفاده كردن روش شستشوی نیتروژنپس از یک بازدم آرام، سوژه برای چند دقیقه اکسیژن خالص تنفس می کند. هوای بازدم شده وارد اسپیرومتر می شود و همراه با آن، مولکول های نیتروژن موجود در ریه ها وارد اسپیرومتر می شوند. دانستن حجم هوای بازدمی، مقدار N اولیه 2 ; در ریه ها و محتوای N نهایی 2 در یک اسپیرومتر، FRC را می توان با استفاده از معادله ای شبیه (3) محاسبه کرد.

در کاربرد عملی این روش ها، لازم است تنظیماتی انجام شود. علاوه بر این، عیب هر دو روش این است که در بیمارانی که تهویه ناهموار برخی از قسمت های ریه دارند، مدت زمان بسیار زیادی طول می کشد تا گازها به طور کامل رقیق شوند و یا خارج شوند. در این راستا، اندازه گیری FRC اخیراً با استفاده گسترده شده است پلتیسموگرافی انتگرال.

فضای مرده آناتومیکی و عملکردی

فضای مرده آناتومیکیفضای مرده تشریحی حجم راه های هوایی است زیرا تبادل گاز در آنها انجام نمی شود. این فضا شامل حفره های بینی و دهان، حلق، حنجره، نای، برونش ها و نایژه ها می شود. مقدار فضای مرده بستگی به قد و موقعیت بدن دارد. تقریباً می توان فرض کرد که یک فرد نشسته دارد حجم فضای مرده(بر حسب میلی لیتر) برابر است با دو برابر وزن بدن(به کیلوگرم). بنابراین، در بزرگسالان حدود 150 میلی لیتر است. با تنفس عمیق، افزایش می یابد، زیرا زمانی که قفسه سینه منبسط می شود، برونش ها و برونشیل ها منبسط می شوند.

اندازه گیری حجم فضای مرده حجم بازدمی (تنفسی).(Vd) از دو جزء تشکیل شده است - حجم هوایی که از آن می آید فضای مرده(Vmp)، و حجم هوا از فضای آلوئولی(Va) نشانگرهای مربوط به هوای آلوئولی نیز با استفاده از یک حرف بزرگ (A) در زیرنویس تعیین می‌شوند تا آنها را از شاخص‌های مشابه خون شریانی متمایز کند (نگاه کنید به J. West "Fisiology of Respiration. Fundamentals". M.: Mir, 1988). .

Vd = Vmp + Va (4)

برای مطالعه عملکرد ریه، اندازه گیری هر دوی این مؤلفه ها به طور جداگانه مهم است. همانند تعیین ظرفیت باقیمانده عملکردی، در اینجا نیز از روش های غیر مستقیم استفاده می شود. آنها بر این اساس هستند که محتوای گازهای تنفسی (O 2 و CO 2) در هوای مردگان و فضای آلوئولی متفاوت است. محتوای گازهای موجود در هوای فضای مرده مشابه گازهای موجود در هوای ورودی در هنگام استنشاق (الهام) است (Fi).

Vدافe =Vmpافو +Vآافآ (5)

با جایگزینی عبارت Va از رابطه (4) و ایجاد تبدیل، به دست می آوریم

Vmp/Vl= (افe –افآ)/ (افو -افالف) (6)

این برابری نامیده می شود معادله بور،برای هر گاز تنفسی معتبر است. با این حال، برای CO 2 می توان آن را ساده کرد، زیرا محتوای این گاز در هوای استنشاقی Fi است شرکت 2 نزدیک به صفر

Vmp/Vد=(Fآ co2 - افاوه co2 )/ افآ co2 (7)

نسبت حجم فضای مرده به حجم بازدم را می توان با استفاده از معادلات (6) و (7) محاسبه کرد. مقادیر محتوای گاز برای کسرهای ارائه شده در سمت راست معادله را می توان با تجزیه و تحلیل گاز تعیین کرد (برخی مشکلات هنگام تعیین گازها در هوای آلوئولی ایجاد می شود). اجازه دهید تجزیه و تحلیل گاز مقادیر زیر را به دست دهد: افآ شرکت 2 = 0.056 میلی لیتر CO 2 و افاوه شرکت 2 = 0.04 میلی لیتر CO 2 ; در هر 1 میلی لیتر مخلوط. سپس Vmp/Vd = 0.3، یعنی حجم فضای مرده 30 درصد حجم بازدم است.

فضای مرده عملکردیزیر فضای مرده عملکردی (فیزیولوژیکی).تمام قسمت‌هایی از سیستم تنفسی را که تبادل گاز در آنها انجام نمی‌شود، درک کنید. فضای مرده عملکردی، بر خلاف فضای آناتومیکی، نه تنها شامل مجاری هوایی، بلکه آن آلوئول هایی است که تهویه می شوند اما با خون پرفیوژن نمی شوند. در چنین آلوئولی ها، تبادل گاز غیرممکن است، اگرچه تهویه انجام می شود. در ریه‌های سالم، تعداد چنین آلوئول‌هایی کم است، بنابراین به طور معمول حجم فضای مرده آناتومیکی و عملکردی تقریباً یکسان است. با این حال، با برخی از اختلالات عملکرد ریوی، زمانی که ریه ها تهویه می شوند و خون به طور ناهموار تامین می شود، حجم دوم ممکن است به طور قابل توجهی بیشتر از حجم اولی باشد.

اندازه گیری تهویه

حجم تنفس دقیقه ایحجم دقیقه تنفس، یعنی حجم هوای استنشاق (یا بازدم) در 1 دقیقه، طبق تعریف برابر با حاصلضرب حجم جزر و مد و تعداد دفعات حرکات تنفسی است. حجم بازدم معمولا کمتر از حجم دمی است، زیرا جذب O 2 از مقدار CO 2 آزاد شده بیشتر است. (نسبت تنفسیکمتر از 1. برای دقت بیشتر، حجم دقیقه تنفس دمی و بازدمی باید متمایز شود. هنگام محاسبه تهویه، مرسوم است که از حجم های بازدمی با علامت "e" استفاده کنید. حجم دقیقه تنفس بازدمی Vе ∙ ، است

V ∙ e=واf (8)

(نقطه بالای نماد V به این معنی است که ما در مورد "حجم در واحد زمان" صحبت می کنیم، اما در مورد مشتق نیست؛ Va - حجم جزر و مد بازدمی؛ f - فراوانی حرکات تنفسی).

میانگین تعداد تنفس در بزرگسالان در حالت استراحت است 14 در دقیقه می تواند نوسانات قابل توجهی داشته باشد (از 10 تا 18 در 1 دقیقه). میزان تنفس در کودکان بیشتر است (20 تا 30 در دقیقه). در نوزادان 30 تا 40 در دقیقه و در نوزادان 40 تا 50 در دقیقه است.

از رابطه (8) چنین بر می آید که در یک فرد بالغ با حجم جزر و مدی 0.5 لیتر و سرعت تنفس 14 در دقیقه، حجم تنفس دقیقه ای 7 لیتر در دقیقه است. در طول فعالیت بدنی، متناسب با افزایش نیاز به اکسیژن، حجم دقیقه تنفس نیز افزایش می یابد و در شرایط حداکثر بار به 120 لیتر در دقیقه می رسد. اگرچه حجم دقیقه تنفس اطلاعاتی در مورد تهویه ارائه می دهد، اما به هیچ وجه کارایی تنفس را تعیین نمی کند. عامل تعیین کننده آن بخشی از حجم دقیقه تنفس است که وارد آلوئول ها می شود و در تبادل گاز شرکت می کند.

تهویه آلوئولار و تهویه فضای مرده.بخشی از حجم تنفس دقیقه ای V ∙ اوهرسیدن به آلوئول نامیده می شود تهویه آلوئولار V ∙ آ; بقیه اش هست تهویه فضای مرده V ∙ میلی لیتر

V ∙ e=وا+ V ∙ میلی لیتر (9)

تهویه هر بخش برابر است با حاصلضرب حجم هوای عبوری از این بخش در طول هر چرخه تنفسی و تعداد دفعات حرکات تنفسی. V ∙ = Vf). اجازه دهید مقادیر پارامترهایی را که تهویه کلی ریه ها را در یک بزرگسال سالم در حالت استراحت تعیین می کند، ارائه کنیم. حجم جزر و مد V از 70 درصد حجم آلوئولی Va و 30 درصد حجم فضای مرده تشکیل شده است Vml. بنابراین، اگر Ve=سپس 500 میلی لیتر

Va = 350 میلی لیتر و Vml = 150 میلی لیتر. اگر تعداد تنفس 14 در دقیقه باشد، پس تهویه عمومی 7 لیتر در دقیقه خواهد بود، تهویه آلوئولار - 5 لیتر در دقیقه و تهویه فضای مرده-2 لیتر در متر

تهویه آلوئولار به عنوان شاخصی از کارایی تنفس به طور کلی عمل می کند. ترکیب گاز حفظ شده در فضای آلوئولی به این مقدار بستگی دارد. در مورد حجم دقیقه، فقط تا حد کمی اثربخشی تهویه را منعکس می کند. بنابراین، اگر حجم دقیقه تنفس طبیعی باشد (7 لیتر در دقیقه)، اما تنفس مکرر و کم عمق باشد (V، = 0.2 لیتر، f = 35/min)، فضای مرده عمدتاً تهویه می شود که هوا وارد آن می شود. زودتر از داخل آلوئول؛ در این حالت، هوای استنشاقی به سختی به آلوئول ها می رسد. چنین تنفسی گاهی در هنگام شوک گردش خون مشاهده می شود و یک وضعیت بسیار خطرناک است. از آنجایی که حجم فضای مرده ثابت است، تهویه آلوئولی هر چه تنفس عمیق‌تر شود، افزایش می‌یابد.

تنفس مصنوعی

توقف تنفس.قطع تنفس، صرف نظر از علت، کشنده است. از لحظه ای که تنفس و گردش خون متوقف می شود، فرد در وضعیتی قرار می گیرد مرگ بالینیبه عنوان یک قاعده، در عرض 5 تا 10 دقیقه کمبود O 2 و تجمع CO 2 منجر به آسیب غیر قابل برگشت به سلول های اندام های حیاتی می شود و در نتیجه مرگ بیولوژیکیاگر اقدامات احیا در این مدت کوتاه انجام شود، می توان فرد را نجات داد.

علل مختلفی می تواند منجر به نارسایی تنفسی شود، از جمله انسداد راه های هوایی، آسیب به قفسه سینه، اختلال شدید در تبادل گازها، و فرورفتن مراکز تنفسی به دلیل آسیب مغزی یا مسمومیت. برای مدتی پس از توقف ناگهانی تنفس، گردش خون همچنان حفظ می شود: نبض در شریان کاروتید در عرض 3-5 دقیقه پس از آخرین نفس تعیین می شود. در صورت ایست قلبی ناگهانی، حرکات تنفسی در عرض 30 تا 60 ثانیه متوقف می شود.

اطمینان از باز بودن راه هواییدر یک فرد ناخودآگاه، رفلکس های محافظتی از بین می روند که به لطف آن مجاری تنفسی به طور معمول آزاد هستند. در این شرایط، استفراغ یا خونریزی از بینی یا گلو می تواند منجر به انسداد راه های هوایی (نای و برونش) شود. بنابراین، برای بازگرداندن تنفس، ابتدا باید به سرعت انجام دهید دهان خود را تمیز کنیدو گلو.با این حال، حتی بدون این عوارض، راه‌های هوایی فردی که بیهوش به پشت دراز کشیده است، می‌تواند توسط زبان در اثر پس‌رفتگی فک پایین مسدود شود. برای جلوگیری از انسداد زبان راه های هوایی، سرشان را عقب بیاندازندصبور و فک پایین خود را به سمت جلو جابجا می کند.

تنفس مصنوعی به روش دم کردن.برای انجام تنفس مصنوعی بدون کمک دستگاه‌های خاص، مؤثرترین روش این است که احیاگر هوا را به بینی یا دهان قربانی، یعنی مستقیماً به مجرای تنفسی او می‌برد (شکل 21.12).

در نفس كشيدن"دهان به بینی" احیاگر کف دست خود را روی پیشانی قربانی در ناحیه خط مو قرار می دهد و سر او را به عقب متمایل می کند. با دست دوم، احیاگر فک پایین قربانی را هل می دهد و دهان او را می بندد و شست او را روی لب هایش فشار می دهد. پس از یک نفس عمیق، احیاگر دهان خود را محکم به بینی قربانی فشار می دهد و اجرا می کند. دمیدن(دمیدن هوا به مجرای تنفسی). در این حالت، قفسه سینه قربانی باید بالا بیاید. سپس احیاگر بینی قربانی را رها می کند و بازدم غیرفعال تحت تأثیر گرانش قفسه سینه و کشش الاستیک ریه ها رخ می دهد. در این مورد، باید اطمینان حاصل کنید که قفسه سینه به موقعیت اولیه خود باز می گردد.

در تنفس دهان به دهاناحیاگر و قربانی در یک موقعیت قرار دارند: یک کف دست احیاگر روی پیشانی بیمار قرار دارد و دیگری زیر فک پایین او. احیاگر دهان خود را روی دهان قربانی قرار می دهد، در حالی که بینی او را با گونه اش می پوشاند. شما همچنین می توانید

برنج. 21.12.تنفس مصنوعی به روش دهان به بینی

سوراخ های بینی قربانی را با استفاده از انگشت شست و اشاره دست که روی پیشانی قرار دارد فشار دهید. با این روش تنفس مصنوعی، باید حرکات قفسه سینه را در حین دم و بازدم نیز کنترل کنید.

هر روشی که از تنفس مصنوعی استفاده شود، اول از همه لازم است که انجام شود با سرعت 5-10 دم،به منظور از بین بردن کمبود O 2 و CO 2 اضافی در بافت ها در سریع ترین زمان ممکن. پس از این، دم ها باید در فواصل 5 ثانیه انجام شود. اگر این قوانین رعایت شود، اشباع اکسیژن خون شریانی قربانی تقریباً همیشه بیش از 90٪ است.

تنفس مصنوعی با استفاده از دستگاه های خاص.دستگاه ساده ای وجود دارد که با آن (اگر در دسترس باشد) می توانید تنفس مصنوعی انجام دهید. این شامل یک ماسک است که به صورت هرمتیک روی صورت بیمار قرار می گیرد، یک دریچه و یک کیسه که به صورت دستی فشرده شده و سپس منبسط می شود. اگر سیلندر اکسیژن دارید، می توان آن را به این دستگاه متصل کرد تا محتوای O 2 هوای دمیده شده را افزایش دهد.

با بیهوشی استنشاقی که در حال حاضر به طور گسترده استفاده می شود، هوا از دستگاه تنفساز طریق وارد ریه ها می شود لوله تراشهدر این حالت می توان هوا را با فشار زیاد به ریه ها رساند و سپس در نتیجه باد شدن ریه ها دم و بازدم غیرفعال انجام می شود. همچنین می توانید با ایجاد نوسانات فشار، تنفس خود را کنترل کنید تا به طور متناوب بیشتر و کمتر از فشار اتمسفر باشد (فشار متوسط ​​باید برابر با فشار اتمسفر باشد). از آنجایی که فشار منفی در حفره قفسه سینه باعث بازگشت خون وریدی به قلب می شود، ترجیحاً از تنفس مصنوعی در حالت فشار متغیر استفاده شود.

استفاده از پمپ های تنفسی یا کیسه های تنفسی دستی برای عملیات های مربوط به آن ضروری است شل کننده های عضلانی، از بین بردن تنش عضلانی رفلکس. این مواد همچنین ماهیچه های تنفسی را "خاموش" می کنند، بنابراین تهویه ریه ها تنها از طریق تنفس مصنوعی امکان پذیر است.

اگر بیمار دارای اختلال مزمن تنفس خارجی باشد (مثلاً با فلج نخاعی نوزادان)، تهویه ریه ها را می توان با استفاده از به اصطلاح حفظ کرد. ماسک تنفسی جعبه ای ("ریه آهنی")در این حالت نیم تنه بیمار که در حالت افقی قرار دارد در اتاقک قرار می گیرد و فقط سرش آزاد می ماند. برای شروع دم، فشار در محفظه کاهش می یابد به طوری که فشار داخل قفسه سینه بیشتر از فشار در محیط خارجی می شود.

مسیرها

بینی - اولین تغییرات در هوای ورودی در بینی رخ می دهد، جایی که تمیز، گرم و مرطوب می شود. این کار توسط فیلتر مو، دهلیز و شاخک ها تسهیل می شود. خونرسانی شدید به غشای مخاطی و شبکه های غاری پوسته ها گرم شدن یا سرد شدن سریع هوا تا دمای بدن را تضمین می کند. آب تبخیر شده از غشای مخاطی هوا را 75-80٪ مرطوب می کند. استنشاق طولانی مدت هوا با رطوبت کم منجر به خشک شدن غشای مخاطی، ورود هوای خشک به ریه ها، ایجاد آتلکتازی، پنومونی و افزایش مقاومت در راه های هوایی می شود.


حلق غذا را از هوا جدا می کند، فشار در گوش میانی را تنظیم می کند.


حنجره عملکرد صوتی را با استفاده از اپی گلوت برای جلوگیری از آسپیراسیون فراهم می کند و بسته شدن تارهای صوتی یکی از اجزای اصلی سرفه است.

نای - مجرای اصلی هوا که در آن هوا گرم و مرطوب می شود. سلول های مخاطی مواد خارجی را جذب می کنند و مژک ها مخاط را به سمت بالای نای حرکت می دهند.

برونش (لوبار و سگمنتال) به برونشیول های انتهایی ختم می شود.


حنجره، نای و برونش نیز در تصفیه، گرم کردن و مرطوب کردن هوا نقش دارند.


ساختار دیواره راه‌های هوایی رسانا (AP) با ساختار راه‌های هوایی ناحیه تبادل گاز متفاوت است. دیواره راه های هوایی رسانا از غشای مخاطی، لایه ای از ماهیچه صاف، غشای همبند زیر مخاطی و غضروفی تشکیل شده است. سلول های اپیتلیال راه های هوایی مجهز به مژک هایی هستند که با نوسانات ریتمیک لایه محافظ مخاط را به سمت نازوفارنکس فشار می دهند. غشای مخاطی EP و بافت ریه حاوی ماکروفاژهایی هستند که ذرات معدنی و باکتریایی را فاگوسیته و هضم می کنند. به طور معمول، مخاط به طور مداوم از دستگاه تنفسی و آلوئول ها حذف می شود. غشای مخاطی EP توسط اپیتلیوم شبه چینه دار مژه دار و همچنین سلول های ترشحی که مخاط، ایمونوگلوبولین ها، مکمل، لیزوزیم، مهارکننده ها، اینترفرون و سایر مواد را ترشح می کنند، نشان داده می شود. مژک ها حاوی میتوکندری های زیادی هستند که انرژی را برای فعالیت حرکتی بالا (حدود 1000 حرکت در دقیقه) فراهم می کند که به آنها اجازه می دهد خلط را با سرعت 1 سانتی متر در دقیقه در برونش ها و حداکثر 3 سانتی متر در دقیقه در نایژه ها منتقل کنند. نای در طول روز، حدود 100 میلی لیتر خلط به طور معمول از نای و برونش ها و در شرایط پاتولوژیک تا 100 میلی لیتر در ساعت تخلیه می شود.


سلیوم در یک لایه مخاطی دوگانه عمل می کند. پایین تر حاوی مواد فعال بیولوژیکی، آنزیم ها، ایمونوگلوبولین ها است که غلظت آنها 10 برابر بیشتر از خون است. این عملکرد محافظتی بیولوژیکی مخاط را تعیین می کند. لایه رویی آن به طور مکانیکی از مژه ها در برابر آسیب محافظت می کند. ضخیم شدن یا کاهش لایه بالایی مخاط به دلیل التهاب یا اثرات سمی، ناگزیر عملکرد تخلیه اپیتلیوم مژه دار را مختل می کند، دستگاه تنفسی را تحریک می کند و به طور انعکاسی باعث سرفه می شود. عطسه و سرفه از ریه ها در برابر ذرات معدنی و باکتریایی محافظت می کند.


آلوئول


در آلوئول ها تبادل گاز بین خون مویرگ های ریوی و هوا صورت می گیرد. تعداد کل آلوئول ها تقریباً 300 میلیون و مساحت کل آنها تقریباً 80 متر مربع است. قطر آلوئول ها 0.2-0.3 میلی متر است. تبادل گاز بین هوای آلوئولی و خون از طریق انتشار انجام می شود. خون مویرگ های ریوی تنها توسط یک لایه نازک از بافت از فضای آلوئولی جدا می شود - به اصطلاح غشای آلوئولی مویرگی که توسط اپیتلیوم آلوئولی، فضای بینابینی باریک و اندوتلیوم مویرگ تشکیل شده است. ضخامت کل این غشاء از 1 میکرون تجاوز نمی کند. تمام سطح آلوئولی ریه ها با یک لایه نازک به نام سورفکتانت پوشیده شده است.

سورفاکتانتکشش سطحی را کاهش می دهددر مرز بین مایع و هوا در پایان بازدم، زمانی که حجم ریه حداقل است، خاصیت ارتجاعی را افزایش می دهد ریه و نقش یک عامل ضد ادم را ایفا می کند(اجازه نمی دهد بخار آب از هوای آلوئول عبور کند)، در نتیجه آلوئول ها خشک می مانند. هنگامی که حجم آلوئول ها در حین بازدم کاهش می یابد کشش سطحی را کاهش می دهد و از فروپاشی آن جلوگیری می کند. شنت را کاهش می دهد، که اکسیژن رسانی به خون شریانی را در فشار کمتر و حداقل مقدار O 2 در مخلوط استنشاقی بهبود می بخشد.


لایه سورفکتانت شامل موارد زیر است:

1) خود سورفکتانت (میکروفیلم های مجتمع های مولکولی فسفولیپید یا پلی پروتئین در مرز با هوا)؛

2) هیپوفاز (لایه آبدوست عمیق تر از پروتئین ها، الکترولیت ها، آب محدود، فسفولیپیدها و پلی ساکاریدها)؛

3) جزء سلولی که توسط آلوئولوسیت ها و ماکروفاژهای آلوئولی نشان داده می شود.


اجزای شیمیایی اصلی سورفکتانت لیپیدها، پروتئین ها و کربوهیدرات ها هستند. فسفولیپیدها (لستین، اسید پالمیتیک، هپارین) 80-90 درصد جرم آن را تشکیل می دهند. سورفکتانت همچنین با یک لایه پیوسته برونشیول ها را می پوشاند، مقاومت تنفسی را کاهش می دهد و پر شدن را حفظ می کند.

در فشار کششی کم، نیروهایی که باعث تجمع مایع در بافت ها می شوند را کاهش می دهد. علاوه بر این، سورفکتانت گازهای استنشاقی را تصفیه می کند، ذرات استنشاقی را فیلتر کرده و به دام می اندازد، تبادل آب بین خون و هوای آلوئولی را تنظیم می کند، انتشار CO 2 را تسریع می کند و اثر آنتی اکسیدانی بارز دارد. سورفکتانت به عوامل مختلف درونی و بیرونی بسیار حساس است: اختلالات گردش خون، تهویه و متابولیسم، تغییرات PO 2 در هوای استنشاقی و آلودگی هوا. با کمبود سورفکتانت، آتلکتازی و RDS نوزادان رخ می دهد. تقریباً 90 تا 95 درصد سورفکتانت آلوئولی بازیافت، پاکسازی، انباشته و دوباره ترشح می شود. نیمه عمر اجزای سورفکتانت از لومن آلوئول ریه های سالم حدود 20 ساعت است.

حجم های ریه

تهویه ریه ها به عمق تنفس و تعداد دفعات حرکات تنفسی بستگی دارد. هر دوی این پارامترها بسته به نیاز بدن می تواند متفاوت باشد. تعدادی شاخص حجم وجود دارد که وضعیت ریه ها را مشخص می کند. مقادیر متوسط ​​عادی برای یک بزرگسال به شرح زیر است:


1. حجم جزر و مد(DO-VT- حجم جزر و مد)- حجم هوای دم و بازدم در هنگام تنفس آرام. مقادیر طبیعی 7-9ml/kg است.


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

3. حجم ذخیره بازدمی (ERV) - حجم ذخیره بازدم) - حجمی که می‌توان پس از یک بازدم آرام، به‌طور اضافی بازدم کرد، یعنی. تفاوت بین بازدم طبیعی و حداکثر مقدار نرمال: 1.0-1.5 لیتر (حدود 1/3 ظرفیت حیاتی).


4.حجم باقیمانده (RO - RV - Residal Volume) - حجم باقی مانده در ریه ها پس از حداکثر بازدم. حدود 1.5-2.0 لیتر.


5. ظرفیت حیاتی ریه ها (VC - VT - ظرفیت حیاتی) - مقدار هوایی که پس از حداکثر استنشاق می تواند حداکثر بازدم شود. ظرفیت حیاتی نشانگر تحرک ریه ها و قفسه سینه است. ظرفیت حیاتی به سن، جنسیت، اندازه و موقعیت بدن و درجه آمادگی بستگی دارد. مقادیر طبیعی ظرفیت حیاتی 60-70 میلی لیتر / کیلوگرم - 3.5-5.5 لیتر است.


6. ذخیره دمی (IR) -ظرفیت دمی (Evd - IC - ظرفیت الهام) - حداکثر مقدار هوایی که می تواند پس از یک بازدم آرام وارد ریه ها شود. برابر با مجموع DO و ROVD است.

7.ظرفیت کل ریه (TLC) - ظرفیت کل ریه) یا حداکثر ظرفیت ریه - مقدار هوای موجود در ریه ها در اوج حداکثر دم. از VC و OO تشکیل شده و به صورت مجموع VC و OO محاسبه می شود. مقدار طبیعی حدود 6.0 لیتر است.
مطالعه ساختار TLC در روشن کردن راه‌های افزایش یا کاهش ظرفیت حیاتی، که می‌تواند اهمیت عملی قابل‌توجهی داشته باشد، بسیار مهم است. افزایش ظرفیت حیاتی را فقط در مواردی می توان مثبت ارزیابی کرد که ظرفیت حیاتی تغییر نکرده یا افزایش یابد، اما کمتر از ظرفیت حیاتی باشد که زمانی رخ می دهد که ظرفیت حیاتی به دلیل کاهش حجم افزایش یابد. اگر همزمان با افزایش VC، افزایش حتی بیشتر در TLC رخ دهد، آنگاه نمی توان آن را یک عامل مثبت در نظر گرفت. هنگامی که VC زیر 70% TLC باشد، عملکرد تنفس خارجی عمیقاً مختل می شود. معمولاً در شرایط پاتولوژیک، TLC و ظرفیت حیاتی به یک شکل تغییر می کنند، به استثنای آمفیزم انسدادی ریه، زمانی که ظرفیت حیاتی، به عنوان یک قاعده، کاهش می یابد، VT افزایش می یابد و TLC ممکن است طبیعی باقی بماند یا بالاتر از حد طبیعی باشد.


8.ظرفیت باقیمانده عملکردی (FRC - FRC - حجم باقیمانده عملکردی) - مقدار هوایی که پس از یک بازدم آرام در ریه ها باقی می ماند. مقادیر طبیعی برای بزرگسالان از 3 تا 3.5 لیتر است. FFU = OO + ROvyd. طبق تعریف، FRC حجم گازی است که در طی یک بازدم آرام در ریه‌ها باقی می‌ماند و می‌تواند معیاری برای منطقه تبادل گاز باشد. این در نتیجه تعادل بین نیروهای الاستیک جهت مخالف ریه ها و قفسه سینه ایجاد می شود. اهمیت فیزیولوژیکی FRC تجدید جزئی حجم آلوئولی هوا در طول دم (حجم تهویه شده) است و نشان دهنده حجم هوای آلوئولی است که دائماً در ریه ها وجود دارد. کاهش FRC با ایجاد آتلکتازی، بسته شدن راه‌های هوایی کوچک، کاهش انطباق ریه، افزایش اختلاف شریانی آلوئولی در O2 در نتیجه پرفیوژن در نواحی آتلکتازی ریه‌ها و کاهش در ارتباط است. نسبت تهویه به پرفیوژن اختلالات تهویه انسدادی منجر به افزایش FRC و اختلالات محدود کننده منجر به کاهش FRC می شود.


فضای مرده آناتومیکی و عملکردی


فضای مرده آناتومیکیبه حجم راه های هوایی که تبادل گاز در آن ها انجام نمی شود. این فضا شامل حفره های بینی و دهان، حلق، حنجره، نای، برونش ها و نایژه ها می شود. مقدار فضای مرده بستگی به قد و موقعیت بدن دارد. تقریباً می توان فرض کرد که در یک فرد نشسته حجم فضای مرده (به میلی لیتر) برابر با دو برابر وزن بدن (به کیلوگرم) است. بنابراین، در بزرگسالان حدود 150-200 میلی لیتر (2 میلی لیتر بر کیلوگرم وزن بدن) است.


زیر فضای مرده عملکردی (فیزیولوژیکی).تمام مناطقی از سیستم تنفسی را که در آنها تبادل گاز به دلیل کاهش یا عدم وجود جریان خون رخ نمی دهد، درک کنید. فضای مرده عملکردی، بر خلاف فضای آناتومیکی، نه تنها شامل مجاری هوایی، بلکه آن آلوئول هایی است که تهویه می شوند اما با خون پرفیوژن نمی شوند.


تهویه آلوئولی و فضای مرده

بخشی از حجم دقیقه تنفس که به آلوئول ها می رسد تهویه آلوئولی نامیده می شود و بقیه آن تهویه فضای مرده است. تهویه آلوئولار به عنوان شاخصی از کارایی تنفس به طور کلی عمل می کند. ترکیب گاز حفظ شده در فضای آلوئولی به این مقدار بستگی دارد. در مورد حجم دقیقه، فقط تا حد کمی اثربخشی تهویه را منعکس می کند. بنابراین، اگر حجم دقیقه تنفس طبیعی است (7 لیتر در دقیقه)، اما تنفس مکرر و کم عمق است (تا 0.2 لیتر، RR-35 در دقیقه)، پس تهویه کنید.

عمدتاً فضای مرده ای وجود خواهد داشت که هوا قبل از آلوئول وارد آن می شود. در این حالت، هوای استنشاقی به سختی به آلوئول ها می رسد. از آنجا که حجم فضای مرده ثابت است، تهویه آلوئولی بیشتر است، تنفس عمیق تر و فرکانس کمتر است.


توسعه پذیری (انطباق) بافت ریه
انطباق ریه معیاری برای کشش الاستیک و همچنین مقاومت الاستیک بافت ریه است که در طی استنشاق بر آن غلبه می کند. به عبارت دیگر، قابلیت انبساط معیاری برای سنجش خاصیت ارتجاعی بافت ریه، یعنی انعطاف پذیری آن است. از نظر ریاضی، انطباق به عنوان ضریب تغییر در حجم ریه و تغییر متناظر در فشار داخل ریوی بیان می شود.

سازگاری را می توان به طور جداگانه برای ریه ها و قفسه سینه اندازه گیری کرد. از نقطه نظر بالینی (به ویژه در هنگام تهویه مکانیکی)، انطباق خود بافت ریه، که نشان دهنده درجه آسیب شناسی محدود کننده ریه است، بیشترین علاقه را دارد. در ادبیات مدرن، انطباق ریه معمولاً به عنوان "انطباق" (از کلمه انگلیسی "compliance" به اختصار C) نامیده می شود.


انطباق ریه کاهش می یابد:

با سن (در بیماران بالای 50 سال)؛

در حالت خوابیده (به دلیل فشار از اندام های شکمی بر روی دیافراگم)؛

در طی جراحی لاپاراسکوپی به دلیل کربوکسی پریتونئوم؛

برای آسیب شناسی محدود کننده حاد (پنومونی حاد پلی سگمنتال، RDS، ادم ریوی، آتلکتازی، آسپیراسیون و غیره).

برای آسیب شناسی محدود کننده مزمن (پنومونی مزمن، فیبروز ریوی، کلاژنوز، سیلیکوز و غیره)؛

با آسیب شناسی اندام هایی که ریه ها را احاطه کرده اند (پنومو یا هیدروتوراکس، ایستادن زیاد گنبد دیافراگم با پارزی روده و غیره).


هرچه انطباق ریه ها بدتر باشد، باید بر مقاومت الاستیک بافت ریه غلبه کرد تا به همان حجم جزر و مدی که در انطباق طبیعی وجود دارد، برسد. در نتیجه، در صورت بدتر شدن انطباق ریه، هنگامی که حجم جزر و مدی یکسانی به دست می آید، فشار در راه های هوایی به طور قابل توجهی افزایش می یابد.

درک این نکته بسیار مهم است: با تهویه حجمی، هنگامی که یک حجم جزر و مدی اجباری به بیمار با انطباق ریه ضعیف (بدون مقاومت راه هوایی بالا) داده می‌شود، افزایش قابل‌توجه در اوج فشار راه هوایی و فشار داخل ریوی به طور قابل‌توجهی خطر باروتروما را افزایش می‌دهد.


مقاومت راه هوایی


جریان مخلوط تنفسی در ریه ها باید نه تنها بر مقاومت الاستیک خود بافت، بلکه بر مقاومت مقاومتی راه های هوایی Raw (مخفف کلمه انگلیسی "مقاومت") غلبه کند. از آنجایی که درخت تراکئوبرونشیال سیستمی از لوله ها با طول ها و عرض های مختلف است، مقاومت در برابر جریان گاز در ریه ها را می توان با توجه به قوانین فیزیکی شناخته شده تعیین کرد. به طور کلی، مقاومت جریان به گرادیان فشار در ابتدا و انتهای لوله و همچنین به بزرگی خود جریان بستگی دارد.


جریان گاز در ریه ها می تواند آرام، متلاطم یا گذرا باشد. جریان آرام با حرکت انتقالی لایه به لایه گاز با

سرعت متغیر: سرعت جریان در مرکز بالاترین است و به تدریج به سمت دیوارها کاهش می یابد. جریان آرام گاز در سرعت های نسبتاً کم غالب است و توسط قانون پوازوی توصیف می شود که طبق آن مقاومت در برابر جریان گاز بیشتر به شعاع لوله (برونشی) بستگی دارد. کاهش شعاع به میزان 2 برابر منجر به افزایش 16 برابری مقاومت می شود. در این راستا اهمیت انتخاب گسترده ترین لوله داخل تراشه (تراکئوستومی) و حفظ باز بودن درخت تراکئوبرونشیال در طی تهویه مکانیکی واضح است.
مقاومت دستگاه تنفسی در برابر جریان گاز به طور قابل توجهی با اسپاسم برونش، تورم مخاط برونش، تجمع مخاط و ترشحات التهابی به دلیل باریک شدن لومن درخت برونش افزایش می یابد. مقاومت نیز تحت تأثیر سرعت جریان و طول لوله (ها) قرار می گیرد. با

با افزایش سرعت جریان (دم یا بازدم اجباری)، مقاومت راه هوایی افزایش می یابد.

دلایل اصلی افزایش مقاومت راه هوایی عبارتند از:

برونش اسپاسم؛

تورم مخاط برونش (تشدید آسم برونش، برونشیت، لارنژیت ساب گلوت)؛

جسم خارجی، آسپیراسیون، نئوپلاسم؛

تجمع خلط و ترشحات التهابی؛

آمفیزم (فشرده شدن دینامیک مجاری هوایی).


جریان آشفته با حرکت آشفته مولکول های گاز در طول لوله (برونشی) مشخص می شود. در نرخ جریان حجمی بالا غالب است. در مورد جریان آشفته، مقاومت راه هوایی افزایش می یابد، زیرا تا حد زیادی به سرعت جریان و شعاع برونش ها بستگی دارد. حرکت آشفته در جریان‌های زیاد، تغییرات ناگهانی در سرعت جریان، در محل‌های خمیدگی و انشعابات برونش‌ها و با تغییر شدید قطر نایژه‌ها اتفاق می‌افتد. به همین دلیل است که جریان متلاطم مشخصه بیماران مبتلا به COPD است، زمانی که حتی در زمان بهبودی مقاومت راه هوایی افزایش می یابد. همین امر در مورد بیماران مبتلا به آسم برونش نیز صدق می کند.


مقاومت راه هوایی به طور نابرابر در ریه ها توزیع می شود. بیشترین مقاومت توسط برونش های کالیبر متوسط ​​(تا نسل 5-7) ایجاد می شود، زیرا مقاومت برونش های بزرگ به دلیل قطر زیاد آنها کوچک است و برونش های کوچک - به دلیل کل سطح مقطع بزرگ.


مقاومت راه هوایی به حجم ریه نیز بستگی دارد. با حجم زیاد، پارانشیم اثر "کششی" بیشتری روی راه های هوایی دارد و مقاومت آنها کاهش می یابد. استفاده از PEEP به افزایش حجم ریه و در نتیجه کاهش مقاومت راه هوایی کمک می کند.

مقاومت نرمال راه هوایی:

در بزرگسالان - ستون آب 3-10 میلی متر / لیتر در ثانیه.

در کودکان - 15-20 میلی متر ستون آب / لیتر در ثانیه.

در نوزادان زیر 1 سال - 20-30 میلی متر ستون آب در لیتر در ثانیه.

در نوزادان - 30-50 میلی متر ستون آب در لیتر در ثانیه.


در هنگام بازدم، مقاومت راه هوایی 2-4 میلی متر ستون آب در لیتر در ثانیه بیشتر از دم است. این به دلیل ماهیت منفعل بازدم است، زمانی که وضعیت دیواره راه های هوایی بر جریان گاز به میزان بیشتری نسبت به هنگام دم فعال تأثیر می گذارد. بنابراین بازدم کامل 2 تا 3 برابر بیشتر از دم طول می کشد. به طور معمول، نسبت زمان دم / بازدم (I:E) برای بزرگسالان حدود 1: 1.5-2 است. کامل بودن بازدم در بیمار در طول تهویه مکانیکی را می توان با نظارت بر ثابت زمانی بازدم ارزیابی کرد.


کار تنفس


کار تنفس در درجه اول توسط عضلات دمی در هنگام استنشاق انجام می شود. بازدم تقریباً همیشه غیرفعال است. در همان زمان، به عنوان مثال، در مورد برونکواسپاسم حاد یا تورم غشای مخاطی دستگاه تنفسی، بازدم نیز فعال می شود، که به طور قابل توجهی کار کلی تهویه خارجی را افزایش می دهد.


در هنگام استنشاق، کار تنفس عمدتاً صرف غلبه بر مقاومت الاستیک بافت ریه و مقاومت مقاومتی دستگاه تنفسی می شود، در حالی که حدود 50٪ انرژی مصرف شده در ساختارهای الاستیک ریه ها انباشته می شود. در طی بازدم، این انرژی پتانسیل ذخیره شده آزاد می شود و به مقاومت بازدمی راه های هوایی غلبه می کند.

افزایش مقاومت در برابر دم یا بازدم با کار اضافی عضلات تنفسی جبران می شود. کار تنفس با کاهش انطباق ریه (آسیب شناسی محدود کننده)، افزایش مقاومت راه هوایی (آسیب شناسی انسدادی) و تاکی پنه (به دلیل تهویه فضای مرده) افزایش می یابد.


به طور معمول، تنها 2-3٪ از کل اکسیژن مصرفی بدن صرف کار عضلات تنفسی می شود. این به اصطلاح "هزینه تنفس" است. در طول کار فیزیکی، هزینه تنفس می تواند به 10-15٪ برسد. و با آسیب شناسی (به ویژه محدود کننده)، بیش از 30-40٪ از کل اکسیژن جذب شده توسط بدن می تواند صرف کار عضلات تنفسی شود. در نارسایی شدید تنفسی منتشر، هزینه تنفس تا 90 درصد افزایش می یابد. در برخی مواقع، تمام اکسیژن اضافی که با افزایش تهویه به دست می آید، برای پوشش افزایش متناظر در کار عضلات تنفسی می رود. به همین دلیل است که در یک مرحله خاص، افزایش قابل توجه در کار تنفس نشانه مستقیمی برای شروع تهویه مکانیکی است که در آن هزینه تنفس تقریباً به 0 کاهش می یابد.


کار تنفس مورد نیاز برای غلبه بر مقاومت الاستیک (انطباق ریه) با افزایش حجم جزر و مد افزایش می یابد. کار مورد نیاز برای غلبه بر مقاومت راه هوایی با افزایش تعداد تنفس افزایش می یابد. بیمار به دنبال کاهش کار تنفس با تغییر تعداد تنفس و حجم جزر و مد بسته به آسیب شناسی غالب است. برای هر موقعیت، نرخ تنفس و حجم جزر و مدی بهینه وجود دارد که در آن کار تنفس حداقل است. بنابراین، برای بیماران با کاهش انطباق، از نقطه نظر به حداقل رساندن کار تنفس، تنفس مکرر و کم عمق مناسب است (ریه های سخت به سختی صاف می شوند). از سوی دیگر، هنگامی که مقاومت راه هوایی افزایش می یابد، تنفس عمیق و آهسته بهینه است. این قابل درک است: افزایش حجم جزر و مد به شما امکان می دهد "کشش" کنید، برونش ها را گسترش دهید و مقاومت آنها را در برابر جریان گاز کاهش دهید. برای همین منظور، بیماران مبتلا به آسیب شناسی انسدادی لب های خود را در حین بازدم فشرده می کنند و "PEEP" خود را ایجاد می کنند. تنفس آهسته و نادر به طولانی شدن بازدم کمک می کند، که برای حذف کامل تر مخلوط گاز بازدمی در شرایط افزایش مقاومت بازدمی دستگاه تنفسی مهم است.


تنظیم تنفس

فرآیند تنفس توسط سیستم عصبی مرکزی و محیطی تنظیم می شود. در تشکیل شبکه ای مغز یک مرکز تنفسی وجود دارد که از مراکز دم، بازدم و پنوموتاکسی تشکیل شده است.


گیرنده های شیمیایی مرکزی در بصل النخاع قرار دارند و با افزایش غلظت H+ و PCO 2 در مایع مغزی نخاعی تحریک می شوند. به طور معمول، pH دومی 7.32، PCO 2 50 میلی متر جیوه، و محتوای HCO 3 24.5 میلی مول در لیتر است. حتی یک کاهش جزئی در pH و افزایش PCO 2 باعث افزایش تهویه می شود. این گیرنده ها به هیپرکاپنیا و اسیدوز کندتر از گیرنده های محیطی پاسخ می دهند، زیرا به دلیل غلبه بر سد خونی مغزی، زمان بیشتری برای اندازه گیری مقادیر CO 2، H + و HCO 3 لازم است. انقباضات ماهیچه های تنفسی توسط مکانیسم تنفسی مرکزی کنترل می شود که شامل گروهی از سلول ها در بصل النخاع، پونز و مراکز پنوموتاکسیک است. آنها مرکز تنفسی را تقویت می کنند و بر اساس تکانه های گیرنده های مکانیکی، آستانه تحریکی را که در آن استنشاق متوقف می شود، تعیین می کنند. سلول های پنوموتاکسیک نیز دم را به بازدم تغییر می دهند.


گیرنده های شیمیایی محیطی، واقع در غشای داخلی سینوس کاروتید، قوس آئورت و دهلیز چپ، پارامترهای هومورال (PO 2، PCO 2 در خون شریانی و مایع مغزی نخاعی) را کنترل می کنند و بلافاصله به تغییرات در محیط داخلی بدن واکنش نشان می دهند و تغییر می کنند. حالت تنفس خود به خود و در نتیجه اصلاح pH، PO 2 و PCO 2 در خون شریانی و مایع مغزی نخاعی. تکانه های گیرنده های شیمیایی میزان تهویه مورد نیاز برای حفظ سطح متابولیک مشخص را تنظیم می کنند. در بهینه سازی حالت تهویه، یعنی. گیرنده های مکانیکی همچنین در تعیین فرکانس و عمق تنفس، مدت دم و بازدم و نیروی انقباض عضلات تنفسی در سطح معینی از تهویه نقش دارند. تهویه ریه ها توسط سطح متابولیسم، تأثیر محصولات متابولیک و O2 بر گیرنده های شیمیایی تعیین می شود که آنها را به تکانه های آوران ساختارهای عصبی مکانیسم تنفسی مرکزی تبدیل می کند. عملکرد اصلی گیرنده های شیمیایی شریانی اصلاح فوری تنفس در پاسخ به تغییرات در ترکیب گاز خون است.


گیرنده های مکانیکی محیطی که در دیواره آلوئول ها، عضلات بین دنده ای و دیافراگم قرار دارند، به کشش ساختارهایی که در آن قرار دارند، به اطلاعات در مورد پدیده های مکانیکی پاسخ می دهند. نقش اصلی را گیرنده های مکانیکی ریه ها ایفا می کنند. هوای استنشاقی از طریق VP به آلوئول ها جریان می یابد و در تبادل گاز در سطح غشای آلوئولی-مویرگی شرکت می کند. همانطور که دیواره آلوئول ها در طول دم کشیده می شوند، گیرنده های مکانیکی برانگیخته می شوند و سیگنال آوران را به مرکز تنفسی می فرستند که دم را مهار می کند (رفلکس هرینگ- بروئر).


در طول تنفس طبیعی، گیرنده های مکانیکی بین دنده ای-دیافراگمی برانگیخته نمی شوند و دارای ارزش کمکی هستند.

سیستم تنظیمی به سلول‌های عصبی ختم می‌شود که تکانه‌هایی را که از گیرنده‌های شیمیایی به آنها می‌آیند و تکانه‌های تحریک را به نورون‌های حرکتی تنفسی می‌فرستند، یکپارچه می‌کنند. سلول های مرکز تنفسی پیازی تکانه های تحریکی و مهاری را به ماهیچه های تنفسی ارسال می کنند. تحریک هماهنگ نورون های حرکتی تنفسی منجر به انقباض همزمان عضلات تنفسی می شود.

حرکات تنفسی که جریان هوا را ایجاد می کند به دلیل کار هماهنگ تمام عضلات تنفسی رخ می دهد. سلول های عصبی حرکتی

نورون های ماهیچه های تنفسی در شاخ های قدامی ماده خاکستری نخاع (بخش های گردنی و قفسه سینه) قرار دارند.


در انسان، قشر مغز نیز در تنظیم تنفس در محدوده مجاز توسط تنظیم گیرنده شیمیایی تنفس شرکت می کند. برای مثال، حبس ارادی نفس با زمانی که طی آن PaO2 در مایع مغزی نخاعی به سطوحی می‌رسد که گیرنده‌های شریانی و مدولاری را تحریک می‌کند، محدود می‌شود.


بیومکانیک تنفس


تهویه ریه ها به دلیل تغییرات دوره ای در کار عضلات تنفسی، حجم حفره قفسه سینه و ریه ها رخ می دهد. ماهیچه های اصلی دم دیافراگم و عضلات بین دنده ای خارجی هستند. در حین انقباض آنها، گنبد دیافراگم صاف می شود و دنده ها به سمت بالا بالا می روند که در نتیجه حجم قفسه سینه افزایش می یابد و فشار منفی داخل پلور (Ppl) افزایش می یابد. قبل از شروع دم (در پایان بازدم) Ppl تقریباً منهای ستون آب 3-5 سانتی متر است. فشار آلوئولی (Palv) برابر 0 در نظر گرفته می شود (یعنی برابر با فشار اتمسفر)، همچنین فشار در راه های هوایی را منعکس می کند و با فشار داخل قفسه سینه همبستگی دارد.


شیب بین فشار آلوئولی و داخل پلورال فشار ترانس ریوی (Ptp) نامیده می شود. در پایان بازدم 3-5 سانتی متر ستون آب است. در طول دم خود به خود، افزایش Ppl منفی (تا ستون آب منهای 6-10 سانتی متر) باعث کاهش فشار در آلوئول ها و دستگاه تنفسی زیر فشار اتمسفر می شود. در آلوئول ها فشار به منهای 3-5 سانتی متر ستون آب کاهش می یابد. به دلیل اختلاف فشار، هوا از محیط خارجی وارد ریه ها می شود. قفسه سینه و دیافراگم به عنوان یک پمپ پیستونی عمل می کنند و هوا را به داخل ریه ها می کشند. این عمل "مکش" قفسه سینه نه تنها برای تهویه، بلکه برای گردش خون نیز مهم است. در طول دم خود به خود، "مکش" اضافی خون به قلب اتفاق می افتد (حفظ بار اولیه) و فعال شدن جریان خون ریوی از بطن راست از طریق سیستم شریان ریوی. در پایان دم، هنگامی که حرکت گاز متوقف می شود، فشار آلوئولی به صفر برمی گردد، اما فشار داخل پلور به ستون آب منهای 6-10 سانتی متر کاهش می یابد.

بازدم معمولاً یک فرآیند غیرفعال است. پس از شل شدن عضلات تنفسی، نیروهای کشش الاستیک قفسه سینه و ریه ها باعث خارج شدن (فشرده شدن) گاز از ریه ها و بازیابی حجم اولیه ریه ها می شود. اگر باز بودن درخت تراکئوبرونشیال مختل شود (ترشح التهابی، تورم غشای مخاطی، اسپاسم برونش)، روند بازدم دشوار است و عضلات بازدم (عضلات بین دنده ای داخلی، عضلات سینه ای، عضلات شکم و غیره) نیز شروع به گرفتن می کنند. بخشی در عمل تنفس هنگامی که عضلات بازدم خسته می شوند، فرآیند بازدم حتی دشوارتر می شود، مخلوط بازدمی حفظ می شود و ریه ها به صورت پویا بیش از حد باد می شوند.


عملکردهای غیر تنفسی ریه

عملکرد ریه ها به انتشار گازها محدود نمی شود. آنها حاوی 50٪ از تمام سلول های اندوتلیال در بدن هستند که سطح مویرگی غشاء را می پوشانند و در متابولیسم و ​​غیرفعال کردن مواد فعال بیولوژیکی که از ریه ها عبور می کنند شرکت می کنند.


1. ریه ها همودینامیک عمومی را با تغییر در پر شدن بستر عروقی خود و تأثیرگذاری بر مواد فعال بیولوژیکی که تن عروق را تنظیم می کنند (سروتونین، هیستامین، برادی کینین، کاتکول آمین ها)، تبدیل آنژیوتانسین I به آنژیوتانسین II و شرکت در متابولیسم پروستات لند کنترل می کنند.


2. ریه ها با ترشح پروستاسیکلین، مهارکننده تجمع پلاکت ها، و حذف ترومبوپلاستین، فیبرین و محصولات تخریب شده آن از جریان خون، لخته شدن خون را تنظیم می کنند. در نتیجه، خونی که از ریه ها جاری می شود، فعالیت فیبرینولیتیک بالاتری دارد.


3. ریه ها در متابولیسم پروتئین، کربوهیدرات و چربی شرکت می کنند و فسفولیپیدها را سنتز می کنند (فسفاتیدیل کولین و فسفاتیدیل گلیسرول - اجزای اصلی سورفکتانت).

4. ریه ها گرما را تولید و از بین می برند و تعادل انرژی بدن را حفظ می کنند.


5. ریه ها خون را از ناخالصی های مکانیکی پاک می کنند. تجمعات سلولی، میکروترومب ها، باکتری ها، حباب های هوا و قطرات چربی توسط ریه ها حفظ می شوند و در معرض تخریب و متابولیسم هستند.


انواع تهویه و انواع اختلالات تهویه


یک طبقه بندی فیزیولوژیکی واضح از انواع تهویه، بر اساس فشار جزئی گازها در آلوئول ها ایجاد شده است. مطابق با این طبقه بندی، انواع تهویه زیر متمایز می شود:


1. Normoventilation - تهویه طبیعی، که در آن فشار جزئی CO2 در آلوئول ها در حدود 40 میلی متر جیوه حفظ می شود.


2. Hyperventilation - افزایش تهویه که بیش از نیازهای متابولیکی بدن است (PaCO2<40 мм.рт.ст.).


3. Hypoventilation - کاهش تهویه در مقایسه با نیازهای متابولیکی بدن (PaCO2> 40 mmHg).


4. افزایش تهویه - هرگونه افزایش تهویه آلوئولی در مقایسه با سطح استراحت، بدون توجه به فشار جزئی گازها در آلوئول ها (مثلاً در حین کار عضلانی).

5. Eupnea - تهویه طبیعی در حالت استراحت، همراه با احساس ذهنی راحتی.


6. هایپرپنه - افزایش عمق تنفس، صرف نظر از اینکه تعداد دفعات حرکات تنفسی افزایش یافته است یا خیر.


7. تاکی پنه - افزایش تعداد تنفس.


8. برادی پنه - کاهش تعداد تنفس.


9. آپنه - قطع تنفس که عمدتاً به دلیل عدم تحریک فیزیولوژیکی مرکز تنفسی (کاهش کشش CO2 در خون شریانی) ایجاد می شود.


10. تنگی نفس (تنگی نفس) یک احساس ذهنی ناخوشایند تنفس ناکافی یا مشکل در تنفس است.


11. ارتوپنه - تنگی نفس شدید همراه با رکود خون در مویرگ های ریوی در نتیجه نارسایی قلب چپ. در حالت افقی، این حالت تشدید می شود و به همین دلیل دروغ گفتن برای چنین بیمارانی دشوار است.


12. خفگی - قطع یا کاهش تنفس، که عمدتاً با فلج مراکز تنفسی یا بسته شدن راه های هوایی همراه است. تبادل گاز به شدت مختل می شود (هیپوکسی و هیپرکاپنی مشاهده می شود).

برای اهداف تشخیصی، توصیه می شود بین دو نوع اختلال تهویه - محدود کننده و انسدادی تمایز قائل شوید.


نوع محدود کننده اختلالات تهویه شامل تمام شرایط پاتولوژیک است که در آن گردش تنفسی و توانایی ریه ها برای انبساط کاهش می یابد، یعنی. گسترش پذیری آنها کاهش می یابد. چنین اختلالاتی، به عنوان مثال، با ضایعات پارانشیم ریوی (پنومونی، ادم ریوی، فیبروز ریوی) یا با چسبندگی پلور مشاهده می شود.


نوع انسدادی اختلالات تهویه ناشی از باریک شدن راه های هوایی است. افزایش مقاومت آیرودینامیکی آنها شرایط مشابهی رخ می دهد، به عنوان مثال، زمانی که مخاط در دستگاه تنفسی تجمع می یابد، تورم غشای مخاطی آنها یا اسپاسم عضلات برونش (برونشیولاسپاسم آلرژیک، آسم برونش، برونشیت آسمی و غیره). در چنین بیمارانی مقاومت در برابر دم و بازدم افزایش می یابد و بنابراین با گذشت زمان هوای ریه ها و FRC آنها افزایش می یابد. یک وضعیت پاتولوژیک که با کاهش بیش از حد تعداد فیبرهای الاستیک مشخص می شود (ناپدید شدن سپتوم آلوئولی، یکپارچگی شبکه مویرگی) آمفیزم ریوی نامیده می شود.

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

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

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

شرایط لازم برای تنفس خارجی:

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

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

رایج ترین روش ها برای مطالعه تنفس خارجی

روش های ارزیابی عملکرد تنفسی ریه ها:

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

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

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

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

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

شاخص های حجمی تنفس خارجی

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

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

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

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

ظرفیت حیاتی ریه ها

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

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

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

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

حجم باقیمانده

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

جدول 1. شاخص های تهویه ریوی

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

حجم تنفس دقیقه ای

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

MOD = TO * BH.

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

تهویه آلوئولار

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

AVL = (DO - AMP). BH.

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

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

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

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

نشانگرهای جریان تنفس خارجی

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

حجم و ظرفیت ریه

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

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

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

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

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

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

برنج. 4. اسپیروگرام حجم ها و ظرفیت های ریوی

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

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

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