Чорноморський державний університет ім. Петра Могили Кафедра медичних приладів і систем	МЕДИЧНІ ПРИЛАДИ І СИСТЕМИ. Акустичні та механічні медичні прилади.
Механічні параметри системи дихання.	Лекція 3

Оцінка механічних параметрів системи дихання.

Дослідження акустичних феноменів.

Методи дослідження нервово-м’язової системи.

1. ОЦІНКА МЕХАНІЧНИХ ПАРАМЕТРІВ СИСТЕМИ ДИХАННЯ

Повне дослідження функції легенів включає визначення параметрів:

• вентиляції,

• дифузії,

• вмісту кисню та вуглекислого газу.

Фізіологічними методами досліджують вентиляцію легенів – циклічний процес вдиху та видиху. Цей процес характеризують такі механічні параметри:

• об’єми легенів,

• частота та глибина дихання,

• сила дихальної мускулатури.

Спірографія

Спірографія (spiro – дути (лат.)) – метод дослідження функції легенів шляхом вимірювання легеневих дихальних об’ємів. Розрізняють наступні дихальні об’єми:

1. Дихальний об’єм (ДО) (глибина дихання) – об’єм повітря, що вдихує та видихує людина при кожному дихальному циклі. Величина дихального об’єму коливається від 300 до 900 мл. Найбільш високі значення ДО відмічаються в положенні «стоячи», найменші – «лежачи».

2. Резервний об’єм вдиху (РОвд) – максимальний об’єм повітря, який можна вдихнути після спокійного вдиху.

3. Резервний об’єм видиху (РОвид) – максимальний об’єм повітря, який можна видихнути після спокійного видиху.

4. Життєва ємність легенів (ЖЄЛ) – об’єм повітря, який можна видихнути при максимально глибокому видиху, після максимально глибокого вдиху:

ЖЄЛ = РОвиб + ДО + РОвд. (1.42)

На величину ЖЄЛ впливає:

• положення грудної клітини,

• положення всього тіла,

• стан м’язової та центральної нервової систем,

• ступінь кровонаповнення легенів.

Абсолютна величина ЖЄЛ у здорових людей коливається від 1800 до 7200 мл.

5. Залишковий об’єм легенів (ЗОЛ) – об’єм повітря, який залишається в легенях після максимального видиху.

6. Загальна ємність легенів (ЗЄЛ):

ЗЄЛ = ЖЄЛ + ЗОЛ. (1.43)

Нормою вважається ЗОЛ приблизно рівним 0.20…0.25 ЗЄЛ.

Визначення ЖЄЛ до і після фізичного навантаження називається динамічною спірометрією. Спірометричною кривою (проба Розенталя) називаються вимірювання ЖЄЛ, взяті через кожні 15 секунд 4–5 разів поспіль після фізичного навантаження. В нормі ЖЄЛ не змінюється або трохи збільшується.

Форсованою спірометрією називається ЖЄЛ, визначення при максимально швидкому видиху. Тривалість форсованого видиху у здорових людей: 1.5–2.5 с. Виміряний таким чином об’єм складає близько 0.9 ЖЄЛ. Порушення бронхіальної проходи мості веде до збільшення тривалості форсованого видиху.

Динамічні показники легеневої вентиляції:

1. Частота дихання (Fдих) – кількість циклів дихання за одну хвилину. За норму вважається 14–18 циклів за хвилину. Людей, в яких частота дихання більша за 30 цикл/хв., відносять до тахіпноїків, якщо частота менша за 3 - цикл/хв. – до брадипноїків.

2. Дихальний коефіцієнт – відношення тривалості вдоху до тривалости видиху. Вважається нормою Твд/Твид = 1.1. Період дихання, вочевидь: Тдих = Твд + Твид.

3. Об’ємна швидкість дихання характеризує миттєві процеси легеневої вентиляції. Нормальні значення цього показника:

• 320 мл/с – при спокійному вдиху,

• 220 мл/с – при спокійному видиху,

• 4 – 8 л/с – при форсованому видиху.

4. Хвилинний об’єм дихання (ХОД) – кількість повітря, що вентилюється в легенях за одну хвилину:

МОД = ДО* Fдих. (1.44)

Вважається нормою МОД від 3 до 8.4 л/хв.

5. Максимальна вентиляція легенів (МВЛ) – максимальна кількість повітря, яке може бути провентильоване за одну хвилину:

МВЛ = ЖЄЛ* Fдих. (1.45)

Норма МВЛ:

• від 80 до 230 л – для чоловіків,

• від 60 до 170 л – для жінок.

В практичній медицині результати вимірювань легеневих об’ємів порівнюють з нормованими значеннями для здорових людей з врахуванням віку, статі, росту й ваги. Зниження більшості показників на 20% і більше розглядають як ознаку патології.

Спірограма – графічний запис глибини дихання, входить до складу комплексних методик дослідження стану організму.

Спірографи – прилади для вимірювання дихальних об’ємів. Спірографи, які під час однієї або обох дихальних фаз сполучаються з атмосферою, називаються відкритими. Ті, що сполучаються тільки з дихальними шляхами – закритими.

Спірометрія. Спірографія. Спірограф СГ-1. Спірограф MasterScreen Body.

MiniSpir USB Oxy. С пірограф микропроцессорный СМП-21/01-Р-Д.

Найпростіший відкритий спірограф – водяний (рис. ___). Обстежуваний вдихає атмосферне повітря і видихає його в простір під коло колом, який піднімається на висоту, пропорційну об’єму видихуваного повітря.

У спірограмах закритого типу вимірювання дихальних об’ємів здійснюється аналогічним чином. Однак, окрім показників легеневої вентиляції можна визначати компонентний склад видихуваного повітря.

Пневмотахографія – метод дослідження динаміки дихання, заснований на запису швидкості руху вдихуваного та видихуваного повітря, та визначення відповідних дихальних об’ємів. Запис називається пневмотахограмою. Діагностична значимість методу полягає в тому, що при багатьох захворюваннях легенів спостерігається збільшення опору дихальних шляхів та зміна еластичних властивостей легенів.

Пневмотахограф – технічний пристрій для реалізації метода пневмотахографії. Працює за відкритою системою і складається з перетворювача витрат повітря в електричний сигнал та реєстратора. Перетворювачі бувають: термоанемометричні, мембранні, акустичні. Пневмотахографи, в яких застосовують перетворювачі величини перепаду тиску на мірній ділянці дихальної трубки (за рахунок в’язкого тертя повітря), пропорційної витраті (закон Гоагена-Пуазейля), називаються валюмопневмотахографами. Вони отримали найбільше розповсюдження і дозволяють вимірювати об’ємні показники легеневої вентиляції при спокійному та форсованому диханні, частоту дихання, тривалість вдиху та видиху.

Настільний спірограф - FlowScreen II. Компьютерная спирометрия - BTL-08 Spiro PC.

Сила дихальної мускулатури характеризує здатність дихальної системи створювати максимальний надлишковий тиск та максимальне розрідження. Вимірюється у мм.рт.ст. та досліджується за допомогою пневмоманометра. Однією з найпростіших конструкцій пневмоманометра є у-подібна скляна трубка, заповнена трубкою, в яку через дихальний розтруб провадиться вдих-видих. В нормі:

• сила видоху складає 80…150 мм.рт.ст.,

• сила вдоху складає 50…60 мм.рт.ст.

Порівняльна характеристика динамічних показників кровоносної дихальної систем:

Хвилинний об’єм	Норма	Напружена робота	Відношення
Кровоток	5…6 л/хв.	20…25 л/хв.
Вентиляція легенів	6…8 л/хв.	100…150 л/хв.

Отже, межа фізичних можливостей людини обмежується «пропускною» здатністю серцево-судинної системи, а не дихання.