2) Биомеханика спокойного вдоха

В развитии спокойного вдоха играют роль основные инспираторные мышцы:

-сокращение диафрагмы;

-сокращение наружных косых межреберных и межхрящевых мышц.

Под влиянием нервного сигнала диафрагма (наиболее сильная мышца, обеспечивающая вдох) и наружные косые межреберные и межхрящевые мышцы сокращаются.

Это сопровождается рядом изменений положения грудной клетки, а именно:

-приводит ребра в более горизонтальное положение;

-увеличивается окружность грудной клетки;

-грудина приподнимается и выходит вперед;

-межреберное расстояние увеличивается.

Грудная клетка приподнимается и увеличивает свои саггитальный и фронтальный.

Биомеханика спокойного выдоха.

Спокойный выдох осуществляется пассивно,т.е. не происходит дополнительного сокращения мышц, грудная клетка спадается за счет сил, которые возникли при вдохе.

Причины, вызывающие выдох:

1.Тяжесть грудной клетки. Поднятые ребра опускаются под действием тяжести.

2.Органы брюшной полости, оттесненные диафрагмой вниз при вдохе, поднимают диафрагму.

3.Эластичность грудной клетки и легких, за счет них грудная клетка и легкие занимают исходное положение

Биомеханика форсированного вдоха.

Форсированный вдох осуществляется за счет участия дополнительных инспираторных мышц. Кроме диафрагмы и наружных косых межреберных мышц, в нем участвуют мышцы шеи, мышцы позвоночника, лопаточные мышцы, зубчатые мышцы.

Биомеханика форсированного выдоха.

Форсированный выдох активен. Он осуществляется за счет сокращения экспираторных мышц – внутренних косых межреберных мышц, мышц брюшного пресса.

3) Клинико-физиологическая оценка внешнего дыхания

Показатели функции внешнего дыхания можно разделить на 2 группы: анатомо-физиологические и физиологические.

Анатомо-физиологические показатели - легочные объемы.

Величину легочных объемов определяют антропометрические данные индивидуума:

ОЕЛ ЖЕЛ РОвд ЕВ

ДО

РОвыд ФОЕ

ОО Коллапсный О

Минимальный О

Общая емкость легких (ОЕЛ) – количество воздуха, находящееся в легких после глубокого вдоха.

В норме – до 8 литров, зависит от роста, возраста, пола, состояния легких и грудной клетки.

ОЕЛ состоит из 2 частей:

-жизненной емкости легких (ЖЕЛ) – объем воздуха при глубоком выдохе после глубокого вдоха;

-остаточного объема (ОО) – объем воздуха, который остается в дыхательной системе даже после глубокого выдоха. Увеличение ОО снижает эффективность дыхания.

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ).

ЖЕЛ подразделяют на 3 составных части:

1.Дыхательный объем (ДО) - объем воздуха, который человек вдыхает и выдыхает при каждом дыхательном цикле. В покое ДО составляет в среднем 20% от ЖЕЛ.

2.Резервный объем вдоха (РОвд) - объем воздуха, который пациент может дополнительно вдохнуть, после спокойного вдоха.

3.Резервный объем выдоха (РОвыд) - объем воздуха, который пациент может максимально выдохнуть после спокойного выдоха.

ДО + РОвд = емкость вдоха (ЕВ).

ОО + РОвыд = функциональной остаточной емкости (ФОЕ).

Величина ФОЕ отражает эффективность дыхания.

Объем мертвого пространства (ОМП) – это воздух, находящийся в носоглотке, трахее и бронхах и не участвующий в газообмене. Это анатомическое мертвое пространство.

Этот объем не обменивается кислородом с кровью. ОМП у взрослого составляет в среднем 140-150 мл. Чем больше этот объем, тем менее эффективно дыхание.

Наряду с анатомическим мертвым пространством (АМП) выделяют физиологическое мертвое пространство.

К физиологическому мертвому пространству (ФМП) относятся не только воздухоносные пути, но и альвеолы, которые в данный конкретный момент не кровоснабжаются (альвеолярное мертвое пространство (АлМП)).

Роль ОМП отражена в коэффициенте альвеолярной вентиляции.

Методы измерения легочных объемов

1.Спирометрия – измерение легочных объемов. Позволяет определить ЖЕЛ, ДО, РОвд, РОвыд.

2.Спирография – регистрация легочных объемов. Позволяет документально зарегистрировать ЖЕЛ, ДО, РОвд, РОвыд, а также частоту.

3.Определение остаточного объема:

-с помощью спирографа с замкнутым контуром с использованием гелия (по разведению гелия);

-общая плетизмография тела (бодиплетизмография).

Вышеуказанные показатели характеризуют не столько саму функцию дыхания, сколько потенциальную способность к выполнению этой функции.

4) Физиологические показатели внешнего дыхания.

Физиологические показатели являются динамическими, так как характеризуют саму функцию внешнего дыхания во времени.

1.Минутный объем дыхания (МОД).

МОД – объем воздуха, который проходит через легкие за 1 минуту.

В покое МОД составляет 4-6 литров в минуту. При физиологической нагрузке учащение и углубление дыхания приводят к возрастанию МОД до 30 л/мин.

2.Максимальная вентиляция легких (МВЛ).

МВЛ – максимальное количество воздуха, которое может вдохнуть и выдохнуть пациент за 1 минуту. В норме человек должен за 1 минуту максимально провентилировать объем, равный 40 ЖЕЛ.

3.Форсированная жизненная емкость легких (ФЖЕЛ).

ФЖЕЛ – количество воздуха, которое человек может выдохнуть за счет экспираторного маневра (максимально быстро и полно). Характеризуется объемом форсированного выдоха за 1 секунду (ОФВ1сек).

В качестве нормативного показателя используют отношение ФЖЕЛ/ЖЕЛ, это индекс Тифно.

В норме он составляет 80% ЖЕЛ., его снижение указывает на нарушение проходимости бронхиального дерева.

Основные показатели, регистрируемые при выполнении ФЖЕЛ:

-Пиковая экспираторная объемная скорость (ПОС) –максимальный показатель объемной скорости потока (л/сек) при выполнении ФЖЕЛ. Характеризует силу дыхательных мышц и калибр «главных» бронхов.

-Максимальная объемная скорость (МОС) потока на уровне 25%, 50%, 75% от ФЖЕЛ. (МОС25%, МОС50%, МОС75%). Определяется мгновенная максимальная скорость в данный момент форсированного маневра.

Показатель характеризует уровень обструкции, т.е. уровень нарушения проходимости в бронхиальном дереве. МОС25% характеризует проходимость на уровне крупных бронхов, МОС50%- на уровне средних бронхов, МОС75% – на уровне мелких бронхов.

Для ПОС и МОС существуют должные величины, с которыми проводится сопоставление полученных результатов.

Показатели объемной скорости нельзя получить при спирографии, для этого используется пневмотахография.

Компьютерный анализ позволяет представить полученную информацию в виде кривой «поток-объем», которая отражает проходимость различных участков дыхательных путей.

Реструктивный паттерн возникает при ограниченном расправлении легких, нарушении их эластичности. Это проявляется в снижении легочных объемов (в том числе и ФОЕ) и уменьшении движущей силы экспираторного потока. При этом проходимость и сопротивление воздухоносных путей остается в норме. Снижение и ОФВ1, и ФЖЕЛ (а так же, когда ОФВ1 /ФЖЕЛ больше 80%) указывает на реструктивный паттерн.

Обструктивный паттерн возникает при снижении объемной скорости воздушного потока, уменьшении проходимости и увеличении сопротивления воздухоносных путей. Для него характерно: ОФВ1 /ФЖЕЛ меньше 70%, снижение МОС25%-75%.

Для оценки эффективности газообмена вычисляют коэффициент использования кислорода (КИК), который показывает количество кислорода в мл, которое потребляется из 1 литра воздуха. В норме он составляет 40 мл.

РД (резерв дыхания) = мвл - мод, насколько человек может увеличить объем дыхания.

Коэффициент альвеолярной вентиляции (КАВ) указывает на то, какая часть воздуха обменивается при одном дыхании:

КАВ=(ДО-ОМП)/ФОЕ

В спокойном состоянии КАВ равен 1/7, то есть в альвеолах седьмая часть воздуха обменивается на атмосферный. Увеличение дроби (1/6, 1/5) свидетельствует о повышении интенсивности обновления воздуха а альвеолах, а уменьшение (1/8, 1/9) указывает на ухудшение вентиляции альвеол.

Методы измерения объемной скорости

Показатели объемной скорости нельзя получить при спирографии, для этого используется пневмотахография

Пневмотахография проводится с помощью приборов пневмотахометров, снабженных специальными датчиками - термоанемометрами, при прохождении струи выдыхаемого воздуха меняется электрическое сопротивление пропорционально объемной скорости воздушного потока, что позволяет по показаниям прибора вычислить основные параметры внешнего дыхания. Компьютерный анализ позволяет представить полученную информацию в виде кривой «поток-объем», которая отражает проходимость различных участков дыхательных путей.

Кривая «поток-объем»

На кривой отмечаются МОС25 ,50, 75 соответственно проходимости отделов дыхат.путей крупных бронхов (25), средних бронхов (50) и мелких бронхов (75).

а- рестриктивный синдром-снижение статических дыхат объемов при норм.значениях объемных скоростей форсиров.выдоха и ФЖЕЛ,указывает на снижение растяжимости легких.

б- смешанный синдром-сниж.показателей статических объемов и скоростных показателей выдоха.

в- норма (ровный треугольник)

г- обструктивный синдром-сниж.ФЖЕЛ, индекса Тиффно и объемн.скоростей форсир.выдоха-наруш.проходимости дыхат.путей.

а- изолированная обструкция мелких бронхов

б- изолированная обструкция средних бронхов

в- изолированная обструкция дыхат.путей.