Должная жизненная емкость легких (джел). Жизненная емкость легких и методы ее определения

Вопросы в начале параграфа.

Вопрос 1. Как определяют состояние органов дыхания?

При вдохе и выдохе поднимается и опускается грудная клетка, а следовательно, меняется и ее обхват. В состоянии вдоха он больше, в состоянии выдоха меньше. Изменение обхвата грудной клетки при вдохе и выдохе называется экскурсией грудной клетки. Чем она больше, тем больше может быть увеличена грудная полость, а легкие набрать больше воздуха.

Вопрос 2. О чем говорит жизненная емкость легких?

Вопрос 3. Как можно обнаружить туберкулез и рак легких на ранней стадии болезни?

Туберкулез и рак легких на ранних стадиях можно обнаружить с помощью флюорографии. Флюорографию должен проходить каждый человек хотя бы раз в два года. Лицам, работа которых связана с людьми, а также учащимся флюорографию необходимо проходить ежегодно.

Вопрос 4. Что надо делать, если у пострадавшего нарушено дыхание?

Удушение может произойти при сдавливании горла, при западении языка. Последнее часто случается при обмороках, когда человек внезапно теряет сознание. Поэтому прежде всего надо прислушаться к его дыханию. Если оно сопровождается хрипом или прекращается вовсе, необходимо открыть пострадавшему рот и оттянуть его язык вперед либо переменить положение головы, откинув ее назад. Полезно дать понюхать нашатырный спирт. Это возбуждает дыхательный центр и содействует восстановлению дыхания.

Вопросы в конце параграфа.

Вопрос 1. Что такое жизненная емкость легких? О чем говорит этот показатель?

Жизненная емкость легких - это наибольшее количество воздуха, которое человек может выдохнуть после самого глубокого вдоха. Она примерно равна 3500 см3. Жизненная емкость легких больше у спортсменов, чем у нетренированных людей, и зависит от степени развития грудной клетки, от пола и возраста. Под влиянием курения жизненная емкость легких снижается. Даже после самого максимального выдоха в легких всегда остается немного воздуха, который называется остаточным объемом (около 1000 см3).

Вопрос 2. Какие болезни легких удается выявить с помощью флюорографии?

С помощью флюорографии удается выявить туберкулез и рак легкого.

Вопрос 3. Как проявляется туберкулез легких? Как распространяется палочка Коха - возбудитель туберкулеза?

При попадании возбудителя туберкулеза - палочки Коха в легкие развивается первичный очаг воспаления, который выражается в появлении симптомов обычного воспаления. Но в отличие от банальной инфекции воспалительный процесс при туберкулезе развивается очень медленно (это хроническая инфекция, длящаяся годами) и склонен к некрозу первичного очага воспаления. Жалобы больных очень разнообразны. Условно их можно разделить на неспецифические: недомогание, слабость, температура, плохой аппетит, похудание, бледность кожных покровов и другие; и специфические (свойственные в основном туберкулезу): потливость в ночные и утренние часы (как проявления интоксикации, изнуряющие больного), размахи температуры между утренней и вечерней не более чем на 0,5 градуса, навязчивый длительный кашель и т. д. Микобактерия туберкулеза (палочка Коха) передается в основном воздушно-капельным путем, попадая в органы дыхания от больного человека к здоровому.

Вопрос 4. Какие факторы способствуют заболеванию раком легких? В чем выражается эта болезнь?

Наиболее важным фактором, способствующим возникновению рака легкого, является курение. В табачном дыме содержится большое количество канцерогенных веществ. Курение служит причиной рака легкого примерно в 90% случаев. Длительное воздействие канцерогенов при многолетнем курении ведет к нарушению структуры и функции эпителия бронхов, превращению цилиндрического эпителия в многослойный плоский и способствует возникновению злокачественной опухоли. Опухоль разрастается, что приводит не только к очевидному негативному местному воздействию, но и угнетающему влиянию на жизнедеятельность организма в целом, ведет к его крайнему истощению и может привести к летальному исходу.

Вопрос 5. Каковы приемы первой помощи при спасении утопающего?

После извлечения утопающего из воды надо освободить от воды его дыхательные пути. Для этого пострадавшего кладут животом на колено и резкими движениями сдавливают его живот и грудную клетку. Далее при необходимости применяют искусственное дыхание.

Вопрос 6. Какие последствия могут быть при завалах пострадавшего землей? Какую первую помощь ему необходимо оказать?

У пострадавших при завалах землей может наступить удушение при сдавливании горла, попадании в нос и рот земли. После извлечения человека из завала необходимо восстановить его дыхание: очистить рот и нос от грязи, сделать искусственное дыхание, непрямой массаж сердца. Важно согреть больного путем растирания кожи, закутывания в теплую одежду, употребления горячих напитков.

Вопрос 7. Почему поражение молнией и техническим электротоком объединяют в одно понятие - «электротравма»?

Поражение молнией и техническим электротоком объединяют в одно понятие - «электротравма», так как они имеют одну и ту же природу и вызывают похожие нарушения.

Вопрос 8. В чем различие между биологической и клинической смертью?

Биологическая смерть связана со смертью мозга и является необратимой, в то время как клиническая смерть является обратимой, так как при ней мозг человека еще функционирует, даже если прекращается дыхание и останавливается сердце больного.

Вопрос 9. Как проводят искусственное дыхание методами изо рта в рот и изо рта в нос?

Искусственное дыхание методом изо рта в рот. Пострадавшего укладывают лицом вверх на твердую поверхность, под шею подкладывают валик. Необходимо встать на колени возле головы пострадавшего, одной рукой удерживая ее в максимально откинутом назад положении, большим пальцем другой руки оттянуть нижнюю челюсть. Тот, кто оказывает помощь, делает глубокий вдох, потом непосредственно или через марлю плотно охватывает рот потерпевшего своими губами и делает резкий выдох. Нос потерпевшего при этом закрывается пальцами руки, которая находится на лбу. Выдох производится за счет пассивного уменьшения объема грудной клетки пострадавшего. Длительность вдоха должна быть в 2 раза меньше времени, необходимого для выдоха. Частота вдувания кислорода в легкие потерпевшего 12–14 раз в минуту.

Искусственное дыхание методом изо рта в нос. Этот способ используют, когда челюсти пострадавшего плотно сжаты или требуемого расширения грудной клетки при использовании метода изо рта в рот не происходит. Голова пострадавшего также максимально откинута назад и удерживается одной рукой, которая лежит на темени пострадавшего, второй рукой следует закрыть рот. Оказывающий помощь делает глубокий вдох и своими губами охватывает нос потерпевшего и производит вдувание. Если грудная клетка опадает при выдохе недостаточно, то необходимо приоткрыть рот пострадавшего.

Показателями эффективности искусственного дыхания являются расширение грудной клетки и приобретение кожей розового оттенка.

Вопрос 10. Как проводят непрямой массаж сердца?

Пострадавшего укладывают на твердую поверхность - пол, землю, стол. Оказывающий помощь располагается сбоку от пострадавшего. Кладет свои ладони (наложенные одна на другую) на нижнюю часть грудной клетки пострадавшего (на два пальца выше мечевидного отростка грудины). Руки должны быть выпрямлены в локтях. За счет тяжести своего тела надавливает на грудную клетку пострадавшего, стараясь прогнуть ее по направлению к позвоночнику на 4–5 см. Затем откидывается назад и снова повторяет толчкообразный нажим. Частота нажатий - 50–70 раз в минуту.

Современные физиологические исследования осуществляются на основе новых методических подходов, которые дают возможность детально изучить функциональное состояния той или иной системы организма как? норме, так и при воздействии различных факторо? внешней среды, физических и других нагрузках.

ЖЕЛ (жизненная емкость легких)

ЖЕЛ - один из важнейших показателей функционального состояния системы внешнего дыхания.

ЖЕЛ измеряется с помощью метода спирометрии и спирографии.

Единицы измерения ЖЕЛ - литры или миллилитры. Величина ЖЕЛ зависит от пола, возраста, длины и массы тела, окружности грудной клетки, спортивной специализации, от размеро? легких и силы дыхательной мускулатуры. Значения ЖЕЛ увеличиваются с возрастом? связи с ростом грудной клетки и легких, она максимальна? возрасте 18-35 лет. Значения ЖЕЛ находятся? широких пределах - ? среднем от 2,5 до 8 литров.

Величина ЖЕЛ служит прямым показателем функциональных возможностей системы внешнего дыхания и косвенным показателем максимальной площади дыхательной поверхности легких, на которой происходит диффузия кислорода и углекислого газа.

Оценка ЖЕЛ

Для оценки фактической ЖЕЛ (Ф ЖЕЛ) ее сравнивают с должной ЖЕЛ (Д ЖЕЛ). Должная ЖЕЛ - это теоретически рассчитанная для данного человека величина с учетом его пола, возраста, роста и массы тела.

Нормальной считается такая фактическая ЖЕЛ (Ф ЖЕЛ), которая составляет 100+15% должной ЖЕЛ (Д ЖЕЛ), т.е. 85115% должной. Если Ф ЖЕЛ меньше 85%, то это свидетельствует о снижении потенциальных возможностей системы внешнего дыхания. Если Ф ЖЕЛ выше 115%, то это свидетельствует о высоких потенциальных возможностях системы внешнего дыхания, обеспечивающей повышенную легочную вентиляцию, необходимую при выполнении физических нагрузок.

Наибольшие значения ЖЕЛ наблюдаются у спортсменов, тренирующихся преимущественно на выносливость и обладающих самой высокой кардиореспираторной производительностью. (Васильева В.В.; Трунин В.В., 1996).

Несмотря на то, что внешнее дыхание не является главным лимитирующим звеном? комплексе систем, транспортирующих кислород, ? условиях спортивной деятельности к нему предъявляется чрезвычайно высокие требования, реализация которых обеспечивает эффективное функционирование всей кардиореспираторной системы.

ЖЕЛ включает? себя ДО (дыхательный объем), РО вдоха (резервный объем вдоха), РО выдоха (резервный объем выдоха).

· Дыхательный объем (ДО) - объем воздуха, поступающий? легкие за 1 вдох при спокойном дыхании. В среднем это 500 мл (значения от 300 до 900 мл). Из них 150 мл - это воздух так называемого функционального мертвого пространства? гортани, трахее, бронхах. Воздух мертвого пространства не принимает активного участия? газообмене, но, смешиваясь с вдыхаемым воздухом, согревает и увлажняет его.

· Резервный объем вдоха (РО вдоха) - это максимальный объем воздуха, который можно вдохнуть после спокойного вдоха. В среднем это 1500-2000 мл.

· Резервный объем выдоха (РО выдоха) - это максимальный объем воздуха, который можно выдохнуть после спокойного выдоха. В среднем это 1500-2000 мл.

Таким образом:

Общий объем легких (ОЕЛ) = ЖЕЛ + ОО ЖЕЛ = ДО + РО вдоха + РО выдоха ОЕЛ = ДО + РО вдоха + РО выдоха + ОО

Минутный объем дыхания (МОД) - легочная вентиляция

Минутный объем дыхания - объем воздуха, выдыхаемый из легких за 1 минуту. Минутный объем дыхания - это легочная вентиляция. Легочная вентиляция - важнейший показатель функционального состояния системы внешнего дыхания. Она характеризует объем воздуха, выдыхаемого из легких? течение одной минуты.

МОД = ДО х ЧД,

где ДО - дыхательный объем,

ЧД - частота дыхания.

Легочная вентиляция? покое у спортсмено? ? среднем составляет 5-12 л/мин, но может превышать данные величины и составлять 18 л/мин и более. Во время нагрузки легочная вентиляция у спортсмено? возрастает и достигает 60-120 л/мин и более.

Проба Тиффно-Вотчала

Форсированная ЖЕЛ - это очень быстрый выдох максимального объема воздуха после максимального вдоха. В норме она на 300 мл меньше фактической ЖЕЛ.

Проба Тиффно-Вотчала - это форсированная ЖЕЛ за первую секунду выдоха. В норме у спортсмено? она составляет 85% форсированной ЖЕЛ. Снижение данного показателя наблюдается при нарушениях бронхиальной проходимости.

Жизненная ёмкость лёгких это объем воздуха, который человек может выдохнуть после максимально глубокого вдоха. Это сумма дыхательного объёма и резервных объёмов вдоха и выдоха (у человека среднего возраста и среднего телосложения равен около 3,5л).

Дыхательный объём - это количество воздуха, которое человек вдыхает при спокойном дыхании (около 500 мл). Воздух, поступающий в легкие после окончания спокойного вдоха дополнительно, называется резервным объёмом вдоха (около 2500 мл), дополнительный выдох после спокойного выдоха - резервным объёмом выдоха (около 1000 мл). Воздух, остающийся после максимально глубокого выдоха - остаточный объём (около 1500 мл). Сумма остаточного объема и жизненной емкости легких называется общей емкостью легких. Объем легких после окончания спокойного выдоха называется функциональной остаточной емкостью. Она слагается из остаточного объема и резервного объема выдоха. Воздух, находящийся в спавшихся легких при пневмотораксе, называется минимальным объемом.

Альвеолярная вентиляция.

Лёгочная вентиляция - движение воздуха в лёгких во время дыхания. Она характеризуется минутным объёмом дыхания (МОД). Минутным объемом дыхания называется объем воздуха, вдыхаемого или выдыхаемого за 1 минуту. Он равен произведению дыхательного объема и частоты дыхательных движений. Частота дыхательных движений у взрослого человека в покое равна 14 л/мин. Минутный объем дыхания равен примерно 7 л/мин. При физической нагрузке может достигать 120 л/мин.

Альвеолярная вентиляция характеризует обмен воздуха в альвеолах и определяет эффективность вентиляции. Альвеолярной вентиляцией называется часть минутного объема дыхания, достигающая альвеол. Объём альвеолярной вентиляции равен разнице между дыхательным объёмом и объёмом воздуха мёртвого пространства, умноженной на число дыхательных движений в 1 минуту. (V альвеолярной вентиляции = (ДО - V мёртвого пространства) х ЧД/мин). Таким образом, при общей вентиляции легких 7 л/мин альвеолярная вентиляция равна 5 л/мин.

Анатомическое мертвое пространство. Анатомическим мертвым пространством называется объем, заполняющий воздухоносные пути, в которых не происходит газообмен. Оно включает носовую, ротовую полости, глотку, гортань, трахею, бронхи и бронхиолы. Этот объем у взрослых равен примерно 150 мл.

Функциональное мертвое пространство. К нему относятся все участки дыхательной системы, в которых не происходит газообмен, включая не только воздухоносные пути, но и те альвеолы, которые вентилируются, но не перфузируются кровью. Альвеолярным мертвым пространством обозначается объем альвеол апикальных участков легких, которые вентилируются, но не перфузируются кровью. Оно может оказать отрицательное влияние на газообмен в легких при снижении минутного объема крови, снижении давления в сосудистой системе легких, анемии, снижении воздушности легких. Сумма объемов «анатомического» и альвеолярного обозначается как функциональное или физиологическое мертвое пространство.

Для поддержания нормальной жизнедеятельности человеческому организму необходим кислород в количестве, достаточном для каждого конкретного физического состояния. Объем требуемого воздуха может различаться в зависимости от степени физической нагрузки в определенный момент времени, состояния здоровья, возраста и пола человека.

Органы дыхания и, в частности, легкие непосредственно участвуют в обеспечении организма кислородом. В зависимости от их физико-механических свойств человек может подвергать себя более или менее интенсивным нагрузкам, которые в особенности требовательны к наличию достаточного количества кислорода в крови.

Что такое ЖЕЛ?

Этот медицинский термин обозначает максимальное количество воздуха, которое человек может вдохнуть после полного выдоха и лишь частично характеризует емкостные показатели дыхательной системы.

Если человек больше не может продолжать выдох, это не говорит о том, что его легкие полностью опустошены. Содержимое легочных альвеол, которое остается в них после полного выдоха принято называть остаточным.

ЖЕЛ и остаточный объем формируют общую емкость легких (ОЕЛ). Иными словами, ОЕЛ – это объем всего воздуха, который легкие способны вместить в результате максимального вдоха.

Остаточный объем легких, составляющий ¾ ОЕЛ, считается нормальным в большинстве случаев.

В спокойном состоянии здоровый организм потребляет в среднем 0,5 л воздуха за один вдох. После обычного выдоха легочные ткани содержат в себе определенный объем газа, который называют резервным. В то же время количество воздуха, которое можно вдохнуть после обычного вдоха, называют дополнительным.

Таким образом, можно выделить следующие объемы, характеризующие легкие человека:

Дыхательный (обычное дыхание) – для здорового человека норма приблизительно равна 500 мл.
Резервный (остаток после обычного выдоха) – 1500мл.
Дополнительный (позволяет вдохнуть большее количество воздуха) – 1500мл.
Остаточный (заполняет легочные альвеолы после полного выдоха) – 1500мл.

Емкостные характеристики легких:

ЖЕЛ – (сумма дыхательного, резервного и дополнительного объемов) – 4500мл.
ОЕЛ – (сумма жизненной емкости и остаточного объема легких). Емкость легких в среднем составляет 6000мл.
ФОЕ – функциональная остаточная емкость – 3000мл. Воздух, который остается в легких после обычного выдоха в спокойном состоянии. Фактически, это сумма остаточного и резервного объемов легких.

Все вышеперечисленные значения представляют собой приблизительные величины для среднестатистического взрослого здорового человека . Эти величины могут значительно (30% и более) отличат ь ся в зависимости от физических и возрастных показателей.

Выявление отклонений от нормы

Для обнаружения патологических изменений в организме пациента важно определить отклонения в ЖЕЛ от показателей, нормальных для каждого конкретного человека. А так как этот показатель может значительно отличаться, были созданы специальные формулы, при помощи которых, на основании эмпирических данных, можно вычислить так называемую должную жизненную емкость легких (ДЖЕЛ), свойственную человеку с определенными возрастными и физическими показателями.

Для расчета ДЖЕЛ за основу брали данные заведомо здоровых людей, определенного возраста, телосложения, пола и физического развития. На основании этих факторов строились зависимости для расчета коэффициентов, которые используются в формулах вычисления должной жизненной емкости легких людей со сходными характеристиками.

Наиболее распространенные методики расчета ДЖЕЛ:

1. Метод Anthoni. Этот способ подразумевает использование величины должного общего обмена (имеется в виду обмен веществ) перемноженной на соответствующие коэффициенты, которые берутся из таблиц.
2. Метод разработанный Н. Н. Канаевым. Не использует общий обмен в качестве корреляционного фактора, по причине отсутствия прямой зависимости межу ЖЕЛ и массой тела. Метод основан на использовании возраста, роста и пола обследуемого, а также коэффициентов, полученных на основании соответствующих данных здоровых людей.

Согласно этому способу ДЖЕЛ для мужчин будет рассчитываться следующим образом: 0,052 х (Р) – 0,029 х (В) – 3,20.

Для женщин: 0,049 х (Р) – 0,019 х (В) – 3,76.

3. Расчет ДЖЕЛ детей (авторы – И.С. Ширяев, Б.А. Марков).

Для мальчиков, рост которых составляет от 1м до 1,64 м: 4,53 х (Р) – 3,9. Рост от 1,65 м; 10,00 х (Р) – 12,85.

Для девочек, ростом от 1,00 до 1,75 м: 3,75 х (Р) – 3,15.

(Р) – рост в метрах, (В) – возраст в годах.

Методы диагностики

Наиболее распространенный и доступный способ определить ЖЕЛ – спирометрия. Он заключается в измерении объема жидкости, вытесненной воздухом, который выдохнул обследуемый. Для получения наиболее достоверных результатов процедуру повторяют несколько раз и в качестве итогового показателя используют среднее значение (иногда максимальное).

Для более точного диагностирования применяется спирография. Данный вид обследования представляет собой графическую фиксацию изменения динамики дыхания на протяжении определенного времени.

Что влияет на жизненную емкость легких?

Ответ на этот вопрос напрямую зависит от состояния здоровья человека, применительно к которому ведутся исследования. Для человека здорового, на ЖЕЛ в значительной мере влияют его физическое развитие, пол, возраст, род занятий и образ жизни.

Например, у людей, интенсивно занимающихся подвижными видами спорта (бег, плаванье, бокс и т.д.), дыхательная система и, в частности, легкие, развиты значительно больше. Особенно велика разница сравнительно с людьми, ведущими малоподвижный образ жизни.

Человеческий организм весьма рационален и не будет без крайней надобности создавать дополнительные ресурсы для решения несуществующих задач. Чем меньше человек подвержен каким-либо интенсивным физическим нагрузкам, тем меньше объемные и емкостные показатели легких. Соответственно количество кислорода, которым способна обеспечить его дыхательная система также меньше.

При возрастании физических нагрузок, в особенности связанных с интенсивной вентиляцией дыхательной системы (плаванье, бег), как правило, наблюдается увеличение ЖЕЛ и прочих емкостных характеристик легких. Следует отметить, что увеличивать эти показатели следует только в случае уверенности в собственном здоровье. Увеличение объема легких, который уменьшился вследствие патологических процессов дыхательной или какой-либо другой системы, чревато тяжелыми последствиями.

Увеличение этого параметра возможно в довольно широких пределах и патологией не считается. У спортсменов и людей, чья деятельность связана с интенсивной загруженностью дыхательной системы может наблюдаться превышение должных параметров более чем на 30%.

Причины уменьшения показателя

Относительно уменьшения ЖЕЛ мнения ученых медиков не столь однозначны, но большинство склонно считать патологией ситуацию, когда данный параметр меньше должного на 20% и более.

Внешне, снижение может проявляться отдышкой, дыхательной и кислородной недостаточностью разной степени тяжести. Возникновение этих симптомов, как правило, не наблюдается в спокойном состоянии и патологическими их можно считать из-за сравнительно незначительных нагрузок, после которых они появляются. Особенно подчеркивает ситуацию, если нарушения в режиме дыхания сопровождаются изменениями амплитуды колебания грудной полости, высоким стоянием диафрагмы и нижней части легких.

Уменьшение может наблюдаться в случае различных болезней дыхательной, сердечно-сосудистой систем, острых поражений мышечных и костных тканей грудной полости, травматических повреждений или перенесенных операций.

В клинических исследованиях важное диагностическое значение имеет природа изменения ЖЕЛ. Наиболее распространены два варианта: первый – когда ОЕЛ не уменьшается; второй, когда уменьшается.

1. Уменьшение за счет перераспределения дыхательных объемов (ОЕЛ не уменьшается) - это ситуация, когда общий объем легких остается без изменений, а порой и увеличивается, а уменьшение ЖЕЛ в таком случае является следствием увеличения остаточного объема легких (который остается после максимального выдоха).

Причина этих изменений, обычно, – острое вздутие легких вследствие протекания таких заболеваний, как бронхиальная астма или эмфизема легких.

Сам факт снижения ЖЕЛ в подобных случаях не является существенным клиническим симптомом и может рассматриваться, как патогенетическая составляющая в развитии дыхательной и кислородной недостаточности. Ситуация осложняется тем, что компенсировать недостаточность за счет учащения дыхания не позволяет уменьшение проходимости бронх.

Несколько утешает тот факт, что уменьшение ЖЕЛ за счет увеличения ОЕЛ обратимо и нормализуется при излечении болезней, которые были причиной патологических изменений.

2. Уменьшение ЖЕЛ, как следствие уменьшения ОЕЛ. Общая емкость легких может уменьшиться по причине сокращения количества нормально функционирующих альвеол. В таких случаях наблюдается уменьшение резервного объема легких, частота дыхания и вентиляция альвеол увеличивается, но ввиду сокращения их количества и функциональной отдачи, может наблюдаться недостаточность внешней дыхательной функции.

Количество болезней, которые способны вызвать уменьшение ОЕЛ, невелико: это в основном тяжелые патологические изменения легких: фиброзы, диффузные заболевания легочной соединительной ткани, пневмосклерозы различной этиологии, послеоперационное состояние (полное или частичное удаление легкого).

Весь сложный процесс можно подразделить на три основных этапа: внешнее дыхание; и внутреннее (тканевое) дыхание.

Внешнее дыхание — газообмен между организмом и окружающим его атмосферным воздухом. Внешнее дыхание включает обмен газов между атмосферным и альвеолярным воздухом, а также легочных капилляров и альвеолярным воздухом.

Это дыхание осуществляется в результате периодических изменений объема грудной полости. Увеличение ее объема обеспечивает вдох (инспирацию), уменьшение — выдох (экспирацию). Фазы вдоха и следующего за ним выдоха составляют . Во время вдоха атмосферный воздух через воздухоносные пути поступает в легкие, при выдохе часть воздуха покидает их.

Условия, необходимые для внешнего дыхания:

герметичность грудной клетки;
свободное сообщение легких с окружающей внешней средой;
эластичность легочной ткани.

Взрослый человек делает 15-20 дыханий в минуту. Дыхание физически тренированных людей более редкое (до 8-12 дыханий в минуту) и глубокое.

Наиболее распространенные методы исследования внешнего дыхания

Методы оценки дыхательной функции легких:

Пневмография
Спирометрия
Спирография
Пневмотахометрия
Рентгенография
Рентгеновская компьютерная томография
Ультразвуковое исследование
Магнитно-резонансная томография
Бронхография
Бронхоскопия
Радионуклидные методы
Метод разведения газов

Спирометрия — метод измерения объемов выдыхаемого воздуха с помощью прибора спирометра. Используются спирометры разного типа с турбиметрическим датчиком, а также водные, в которых выдыхаемый воздух собирается под колокол спирометра, помещенный в воду. По подъему колокола определяется объем выдыхаемого воздуха. В последнее время широко применяются датчики, чувствительные к изменению объемной скорости воздушного потока, подсоединенные к компьютерной системе. В частности, на этом принципе работает компьютерная система типа «Спирометр МАС-1» белорусского производства и др. Такие системы позволяют проводить не только спирометрию, но и спирографию, а также пневмотахографию).

Спирография - метод непрерывной регистрации объемов вдыхаемого и выдыхаемого воздуха. Получаемую при этом графическую кривую называют спирофаммой. По спирограмме можно определить жизненную емкость легких и дыхательные объемы, частоту дыхания и произвольную максимальную вентиляцию легких.

Пневмотахография - метод непрерывной регистрации объемной скорости потоков вдыхаемого и выдыхаемого воздуха.

Имеется много других методов исследования респираторной системы. Среди них плетизмография грудной клетки, прослушивание звуков, возникающих при прохождении воздуха через дыхательные пути и легкие, рентгеноскопия и рентгенография, определение содержания кислорода и углекислого газа в потоке выдыхаемого воздуха и др. Некоторые из этих методов рассматриваются ниже.

Объемные показатели внешнего дыхания

Соотношение величин легочных объемов и емкостей представлено на рис. 1.

При исследовании внешнего дыхания используются следующие показатели и их аббревиатура.

Общая емкость легких (ОЕЛ) — объем воздуха, находящийся в легких после максимально глубокого вдоха (4-9 л).

Рис. 1. Средние величины объемов и емкостей легких

Жизненная емкость легких

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) — объем воздуха, который может выдохнуть человек при максимально глубоком медленном выдохе, сделанном после максимального вдоха.

Величина жизненной емкости легких человека составляет 3-6 л. В последнее время в связи с внедрением пневмотахографической техники все чаще определяют так называемую форсированную жизненную емкость легких (ФЖЕЛ). При определении ФЖЕЛ испытуемый должен после максимально глубокого вдоха сделать максимально глубокий форсированный выдох. При этом выдох должен производиться с усилием, направленным на достижение максимальной объемной скорости выдыхаемого воздушного потока на протяжении всего выдоха. Компьютерный анализ такого форсированного выдоха позволяет рассчитать десятки показателей внешнего дыхания.

Индивидуальную нормальную величину ЖЕЛ называют должной жизненной емкостью легких (ДЖЕЛ). Ее рассчитывают в литрах по формулам и таблицам на основе учета роста, массы тела, возраста и пола. Для женщин 18-25-летнего возраста расчет можно вести по формуле

ДЖЕЛ = 3,8*Р + 0,029*В — 3,190; для мужчин того же возраста

Остаточный объем

ДЖЕЛ = 5,8*Р + 0,085*В — 6,908, где Р — рост; В — возраст (годы).

Величина измеренной ЖЕЛ считается пониженной, если это снижение составляет более 20% от уровня ДЖЕЛ.

Если для показателя внешнего дыхания применяют название «емкость», то это значит, что в состав такой емкости входят более мелкие подразделения, называемые объемами. Например, ОЕЛ состоит из четырех объемов, ЖЕЛ — из трех объемов.

Дыхательный объем (ДО) — это объем воздуха, поступающий в легкие и удаляемый из них за один дыхательный цикл. Этот показатель называют также глубиной дыхания. В состоянии покоя у взрослого человека ДО составляет 300-800 мл (15-20% от величины ЖЕЛ); месячного ребенка — 30 мл; годовалого — 70 мл; десятилетнего — 230 мл. Если глубина дыхания больше нормы, то такое дыхание называют гиперпноэ — избыточное, глубокое дыхание, если же ДО меньше нормы, то дыхание назвают олигопноэ — недостаточное, поверхностное дыхание. При нормальной глубине и частоте дыхания его называют эупноэ — нормальное, достаточное дыхание. Нормальная частота дыхания в покое у взрослых составляет 8-20 дыхательных циклов в минуту; месячного ребенка — около 50; годовалого — 35; десятилетнего — 20 циклов в минуту.

Резервный объем вдоха (РО вд) — объем воздуха, который человек может вдохнуть при максимально глубоком вдохе, сделанном после спокойного вдоха. Величина РО вд в норме составляет 50-60% от величины ЖЕЛ (2-3 л).

Резервный объем выдоха (РО выд) — объем воздуха, который человек может выдохнуть при максимально глубоком выдохе, сделанном после спокойного выдоха. В норме величина РО выд составляет 20-35% от ЖЕЛ (1-1,5 л).

Остаточный объем легких (ООЛ) — воздух, остающийся в дыхательных путях и легких после максимального глубокого выдоха. Его величина составляет 1-1,5 л (20-30% от ОЕЛ). В пожилом возрасте величина ООЛ нарастает из-за уменьшения эластической тяги легких, проходимости бронхов, снижения силы дыхательных мышц и подвижности грудной клетки. В возрасте 60 лет он уже составляет около 45% от ОЕЛ.

Функциональная остаточная емкость (ФОЕ) — воздух, остающийся в легких после спокойного выдоха. Эта емкость состоит из остаточного объема легких (ООЛ) и резервного объема выдоха (РО выд).

Не весь атмосферный воздух, поступающий в дыхательную систему при вдохе, принимает участие в газообмене, а лишь тот, который доходит до альвеол, имеющих достаточный уровень кровотока в окружающих их капиллярах. В связи с этим выделяют гак называемое мертвое пространство.

Анатомическое мертвое пространство (АМП) — это объем воздуха, находящийся в дыхательных путях до уровня респираторных бронхиол (на этих бронхиолах уже имеются альвеолы и возможен газообмен). Величина АМП составляет 140-260 мл и зависит от особенностей конституции человека (при решении задач, в которых необходимо учитывать АМП, а величина его не указана, объем АМП принимают равным 150 мл).

Физиологическое мертвое пространство (ФМП) — объем воздуха, поступающий в дыхательные пути и легкие и не принимающий участия в газообмене. ФМП больше анатомического мертвого пространства, так как включает его как составную часть. Кроме воздуха, находящегося в дыхательных путях, в состав ФМП входит воздух, поступающий в легочные альвеолы, но не обменивающийся газами с кровью из-за отсутствия или снижения кровотока в этих альвеолах (для этого воздуха иногда применяется название альвеолярное мертвое пространство). В норме величина функционального мертвого пространства составляет 20-35% от величины дыхательного объема. Возрастание этой величины свыше 35% может свидетельствовать о наличии некоторых заболеваний.

Таблица 1. Показатели легочной вентиляции

В медицинской практике важно учитывать фактор мертвого пространства при конструировании приборов для дыхания (высотные полеты, подводное плавание, противогазы), проведении ряда диагностических и реанимационных мероприятий. При дыхании через трубки, маски, шланги к дыхательной системе человека подсоединяется дополнительное мертвое пространство и, несмотря на возрастание глубины дыхания, вентиляция альвеол атмосферным воздухом может стать недостаточной.

Минутный объем дыхания

Минутный объем дыхания (МОД) — объем воздуха вентилируемый через легкие и дыхательные пути за 1 мин. Для определения МОД достаточно знать глубину, или дыхательный объем (ДО), и частоту дыхания (ЧД):

МОД = ДО * ЧД.

В покос МОД составляет 4-6 л/мин. Этот показатель часто называют также вентиляцией легких (отличать от альвеолярной вентиляции).

Альвеолярная вентиляция

Альвеолярная вентиляция легких (АВЛ) — объем атмосферного воздуха, проходящий через легочные альвеолы за 1 мин. Для расчета альвеолярной вентиляции надо знать величину АМП. Если она не определена экспериментально, то для расчета объем АМП берут равным 150 мл. Для расчета альвеолярной вентиляции можно пользоваться формулой

АВЛ = (ДО — АМП) . ЧД.

Например, если глубина дыхания у человека 650 мл, а частота дыхания 12, то АВЛ равно 6000 мл (650-150) . 12.

АВ = (ДО — ОМП) * ЧД = ДО альв * ЧД

АВ — альвеолярная вентиляция;
ДО альв — дыхательный объем альвеолярной вентиляции;
ЧД — частота дыхания

Максимальная вентиляция легких (МВЛ) — максимальный объем воздуха, который может быть провентилирован через легкие человека за 1 мин. МВЛ может быть определена при произвольной гипервентиляции в покое (дышать максимально глубоко и часто в покос допустимо не более 15 с). С помощью специальной техники МВЛ может быть определена во время выполнения человеком интенсивной физической работы. В зависимости от конституции и возраста человека норма МВЛ находится в границах 40-170 л/мин. У спортсменов МВЛ может достигать 200 л/мин.

Потоковые показатели внешнего дыхания

Кроме легочных объемов и емкостей для оценки состояния дыхательной системы используют так называемые потоковые показатели внешнего дыхания. Простейшим методом определения одного из них — пиковой объемной скорости выдоха — является пикфлоуметрия. Пикфлоуметры — простые и вполне доступные приборы для пользования в домашних условиях.

Пиковая объемная скорость выдоха (ПОС) — максимальная объемная скорость потока выдыхаемого воздуха, достигнутая в процессе форсированного выдоха.

С помощью прибора пневмотахометра можно определить не только пиковую объемную скорость выдоха, но и вдоха.

В условиях медицинского стационара все большее распространение получают приборы пневмотахографы с компьютерной обработкой получаемой информации. Приборы подобного типа позволяют на основе непрерывной регистрации объемной скорости воздушного потока, создаваемого в ходе выдоха форсированной жизненной емкости легких, рассчитать десятки показателей внешнего дыхания. Чаще всего определяются ПОС и максимальные (мгновенные) объемные скорости воздушного потока в момент выдоха 25, 50, 75% ФЖЕЛ. Их называют соответственно показателями МОС 25 , МОС 50 , МОС 75 . Популярно также определение ФЖЕЛ 1 — объема форсированного выдоха за время, равное 1 e. На основе этого показателя рассчитывается индекс (показатель) Тиффно — выраженное в процентах отношение ФЖЕЛ 1 к ФЖЕЛ. Регистрируется также кривая, отражающая изменение объемной скорости воздушного потока в процессе форсированного выдоха (рис. 2.4). При этом на вертикальной оси отображается объемная скорость (л/с), на горизонтальной — процент выдохнутой ФЖЕЛ.

На приведенном графике (рис. 2, верхняя кривая) вершина указывает величину ПОС, проекция момента выдоха 25% ФЖЕЛ на кривую характеризует МОС 25 , проекция 50% и 75% ФЖЕЛ соответствует величинам МОС 50 и МОС 75 . Диагностическую значимость имеют не только скорости потока в отдельных точках, но и весь ход кривой. Ее часть, соответствующая 0-25% выдыхаемой ФЖЕЛ, отражает проходимость для воздуха крупных бронхов, трахеи и , участок от 50 до 85% ФЖЕЛ — проходимость мелких бронхов и бронхиол. Прогиб на нисходящем участке нижней кривой в области выдоха 75-85% ФЖЕЛ указывает на снижение проходимости мелких бронхов и бронхиол.

Рис. 2. Потоковые показатели дыхания. Кривые ноток — объем здорового человека (верхняя), больного с обструктивнымн нарушениями проходимости мелких бронхов (нижняя)

Определение перечисленных объемных и потоковых показателей применяются в диагностике состояния системы внешнего дыхания. Для характеристики функции внешнего дыхания в клинике используются четыре варианта заключений: норма, обструктивные нарушения, рестриктивные нарушения, смешанные нарушения (сочетание обструктивных и рестриктивных нарушений).

Для большинства потоковых и объемных показателей внешнего дыхания выходящими за пределы нормы считаются отклонения их величины от должного (расчетного) значения более чем на 20%.

Обструктивные нарушения — это нарушения проходимости дыхательных путей, ведущие к увеличению их аэродинамического сопротивления. Такие нарушения могут развиваться в результате повышения тонуса гладких мышц нижних дыхательных путей, при гипертрофии или отеке слизистых оболочек (например, при острых респираторных вирусных инфекциях), скоплении слизи, гнойного отделяемого, при наличии опухоли или инородного тела, нарушении регуляции проходимости верхних дыхательных путей и других случаях.

О наличии обструктивных изменений дыхательных путей судят по снижению ПОС, ФЖЕЛ 1 , МОС 25 , МОС 50 , МОС 75 , МОС 25-75 , МОС 75-85 , величины индекса теста Тиффно и МВЛ. Показатель теста Тиффно в норме составляет 70-85%, снижение его до 60% расценивается как признак умеренного нарушения, а до 40% — резко выраженного нарушения проходимости бронхов. Кроме того, при обструктивных нарушениях увеличиваются такие показатели, как остаточный объем, функциональная остаточная емкость и общая емкость легких.

Рестриктивные нарушения — это уменьшение расправления легких при вдохе, снижение дыхательных экскурсий легких. Эти нарушения могут развиться из-за снижения растяжимости легких, при повреждениях грудной клетки, наличии спаек, скопления в плевральной полости жидкости, гнойного содержимого, крови, слабости дыхательных мышц, нарушении передачи возбуждения в нервно-мышечных синапсах и других причин.

Наличие рестриктивных изменений легких определяют по снижению ЖЕЛ (не менее 20% от должной величины) и уменьшению МВЛ (неспецифический показатель), а также снижению растяжимости легких и в ряде случаев по возрастанию показателя теста Тиффно (более 85%). При рестриктивных нарушениях уменьшаются общая емкость легких, функциональная остаточная емкость и остаточный объем.

Заключение о смешанных (обструктивных и рестриктивных) нарушениях системы внешнего дыхания делается при одновременном наличии изменений вышеперечисленных потоковых и объемных показателей.

Легочные объемы и емкости

Дыхательный объем - это объем воздуха, который вдыхает и выдыхает человек в спокойном состоянии; у взрослого человека он равен 500 мл.

Резервный объем вдоха — это максимальный объем воздуха, который может вдохнуть человек после спокойного вдоха; величина его равна 1,5-1,8 л.

Резервный объем выдоха - это максимальный объем воздуха, который может выдохнуть человек после спокойного выдоха; этот объем составляет 1-1,5 л.

Остаточный объем - это объем воздуха, который остается в легких после максимального выдоха; величина остаточного объема 1 -1,5 л.

Рис. 3. Изменение дыхательного объема, плеврального и альвеолярного давления при вентиляции легкого

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) — это максимальный объем воздуха, который может выдохнуть человек после самого глубокого вдоха. ЖЕЛ включает в себя резервный объем вдоха, дыхательный объем и резервный объем выдоха. Жизненная емкость легких определяется спирометром, а метод ее определения называют спирометрией. ЖЕЛ у мужчин 4-5,5 л, а у женщин — 3-4,5 л. Она больше в положении стоя, чем в положении сидя или лежа. Физическая тренировка приводит к увеличению ЖЕЛ (рис. 4).

Рис. 4. Спирограмма легочных объемов и емкостей

Функциональная остаточная емкость (ФОЕ) — объем воздуха в легких после спокойного выдоха. ФОЕ является суммой резервного объема выдоха и остаточного объема и равна 2,5 л.

Общая емкость легких (ОЕЛ) — объем воздуха в легких по окончании полного вдоха. ОЕЛ включает в себя остаточный объем и жизненную емкость легких.

Мертвое пространство образует воздух, который находится в воздухоносных путях и не участвует в газообмене. При вдохе последние порции атмосферного воздуха входят в мертвое пространство и, не изменив своего состава, покидают его при выдохе. Объем мертвого пространства около 150 мл, или примерно 1/3, дыхательного объема при спокойном дыхании. Значит, из 500 мл вдыхаемого воздуха в альвеолы поступает лишь 350 мл. В альвеолах к концу спокойного выдоха находится около 2500 мл воздуха (ФОЕ), поэтому при каждом спокойном вдохе обновляется лишь 1/7 часть альвеолярного воздуха.