Правила спирометрии

1. Исследуемый должен находиться в одном и том же положении на протяжении всего времени исследования. Положение не должно затруднять дыхания.

2. Для соединения со спирометром пользуются маской, закрывающей нос и рот, или, для длительных исследований (потребление кислорода) во избежание утечки газа, – загубником-мундштуком. Определяемые в спирографии легочные объемы должны быть приведены к стандартным условиям (температуре, давлению и др.). Для используемых расчетов необходимо ознакомиться с газовыми законами:

Газовые законы

(превращение объемов)

1. Закон Бойля

При постоянной температуре объем, занимаемый некоторым количеством газа, обратно пропорционален его абсолютному давлению:

Р₁V₁ = P₂V₂, если Т₁ = Т₂.

2. Закон Шарля

При постоянном давлении объем, занимаемый некоторым количеством газа, прямо пропорционален его абсолютной температуре:

, если Р₁=Р₂

Законы 1 и 2 можно объединить:

3. Закон Дальтона

Если разные газы находятся в одном и том же сосуде, то общее давление равно сумме парциальных давлений, которые производили бы эти газы в отдельности, если бы занимали весь сосуд, т. е.

Робщ = Р1 + Р2 + Р3 +. . . Рn

Е сли n_А молей газа А находятся в объеме V при температуре Т, то давление будет равно:

где R – объем, занимаемый 1 молем газа при 0 градусов по Цельсию и атмосферном давлении, принятом за 1.

Соответственно:

с ледовательно:

Например: если в сухом воздухе кислород составляет 20,93% молекул, то:

Т аким образом, парциальное давление кислорода при давлении 760 мм. рт. ст. равно 159,1 мм. рт. ст.

На границе раздела между газом и жидкостью, возникающей, например, в результате введения жидкости в вакуум, количество молекул жидкости, обладающих достаточной кинетической энергией для испарения (в секунду на единицу поверхности жидкой фазы), пропорционально температуре жидкости. Из газовой фазы в жидкую будет возвращаться такое количество молекул, которое сталкивается в секунду с единицей поверхности жидкости. При постоянной температуре это количество пропорционально давлению пара.

Скорость испарения равна скорости конденсации пара в точке равновесия. Следовательно, давление пара определяется температурой. Если между жидкостью и газом (или газами), например, воздухом, существует поверхность раздела, то устанавливается равновесие. Тогда по закону Дальтона: Робщ = парциальное давление каждого газа + парциальное давление жидкости в газовой фазе. В физиологической практике второй член уравнения соответствует давлению водяного пара. Воздух будет насыщен водяным паром, если парциальное давление последнего максимально для данной температуры.

5. Растворимость газов в жидкостях – закон Генри

Количество газа, растворимое в жидкости при постоянной температуре, прямо пропорционально парциальному давлению газа в газовой среде. Коэффициент растворимости газа в определенной жидкости соответствует количеству газа, которое растворяется в единице объема жидкости на единицу парциального давления. Так, коэффициент растворимости углекислого газа в воде равен 0,0334 т.е. если Р равно парциальному давлению углекислого газа в мм. рт. ст. , то в 1 кг воды при температуре 37 градусов по Цельсию растворяется 0,0334Р ммолей углекислого газа.

Парциальное давление газа в жидкостях называется напряжением газа.

Примечание. Содержание газа в жидкости может быть значительно выше, поскольку он может также находиться в химически связанном состоянии (например, углекислый газ в крови). Такой химически связанный газ не участвует в создании парциального давления.

Исходя из рассмотренных законов объемы дыхательных газов следует представлять с учетом давления и температуры насыщенного водяного пара:

VATPS – при температуре внешней среды и давлении насыщенного водяного пара при данной температуре (например, для изменения объема спирографа);

ВТРS – при температуре тела и давлении насыщенного водяного пара, при данной температуре (например, для объема какого-либо отдела легких);

VSTPD – при нормальной температуре и давлении сухого газа. Объем сухого газа при нормальной температуре и давлении принимается за нормальный объем, к которому приводят VATPS и VBTPS, чтобы упростить уравнение объемов. Нормальная температура равна 237 градусов по Кельвину (0 градусов Цельсия), а нормальное давление равно 760 мм. рт. ст.

Применяют следующие основные преобразования.