Możliwości funkcjonalne układu oddechowego. Cechy badania układu oddechowego Testy Stange i Soobraz

WSPÓLNE DANE

Funkcjonalna użyteczność oddychania zależy od tego, jak dostatecznie i terminowo zaspokojone zostanie zapotrzebowanie na tlen w komórkach i tkankach organizmu oraz jak zostanie z nich usunięty tlen powstający w procesach utleniania. dwutlenek węgla.

Szeroko pojęta funkcja oddechowa realizowana jest poprzez skoordynowaną pracę trzech układów organizmu (oddychania, krążenia i krwi), ściśle ze sobą powiązanych i mających możliwość wzajemnej kompensacji. Skoordynowaną pracę tych trzech układów reguluje układ nerwowy.

Istnieje różnica pomiędzy oddychaniem zewnętrznym i wewnętrznym.

Oddychanie zewnętrzne to wymiana gazów pomiędzy środowiskiem zewnętrznym a krwią naczyń włosowatych płuc, czyli krążeniem płucnym. Oddychanie wewnętrzne, czyli tkankowe, to wymiana gazowa pomiędzy krwią naczyń włosowatych tkanki a komórką, tj. proces redoks.

W medycynie sportowej, podobnie jak w klinice, funkcją oddychanie zewnętrzne(głównie ze względu na dostępność tego badania). Bezpośrednie badanie oddychania wewnętrznego, co ma ogromne znaczenie, prowadzone było dotychczas głównie w celach badawczych (ze względu na złożoność metodologiczną). Badając szereg parametrów funkcji oddychania zewnętrznego, można uzyskać dość jasne pojęcie o stanie funkcji oddychania wewnętrznego.

Oddychanie zewnętrzne odbywa się za pomocą układu oddychania zewnętrznego, do którego zaliczają się: płuca, górne drogi oddechowe i oskrzela, klatka piersiowa oraz mięśnie oddechowe. Do mięśni oddechowych należą przede wszystkim mięśnie międzyżebrowe i przepona. Jednakże, gdy oddychanie jest trudne, mięśnie piersiowe i mięśnie obręczy barkowej działają również jako mięśnie oddechowe, pomagając w wdechu i wydechu.

Funkcję oddychania zewnętrznego można podzielić na dwa etapy. Pierwszym etapem jest wymiana gazowa pomiędzy środowiskiem zewnętrznym a powietrzem znajdującym się w pęcherzykach płucnych, zwana powietrzem pęcherzykowym. Drugi etap to przenikanie tlenu z powietrza pęcherzykowego do krwi naczyń włosowatych płuc i dwutlenku węgla w przeciwnym kierunku.

Pierwszy etap funkcji oddychania zewnętrznego wyznacza wentylacja (od łac. wentylacja – przewietrzanie), której zadaniem jest wprowadzenie do płuc podczas wdychania powietrza zewnętrznego bogatego w tlen, a przy wydychaniu z płuc powietrza zawierającego znaczną procent dwutlenku węgla.

Drugi etap odbywa się poprzez dyfuzję cząsteczek gazu (tlenu i dwutlenku węgla) przez błonę pęcherzykowo-kapilarną, która oddziela powietrze pęcherzykowe od krwi naczyń włosowatych płuc.

Ostatecznie te dwa etapy oddychania zewnętrznego prowadzą do nasycenia naczyń włosowatych płuc napływającej do nich krwi żylnej tlenem i jej uwolnienia z dwutlenku węgla, dzięki czemu zamienia się ona w krew tętniczą.

Przenikanie tlenu z powietrza pęcherzykowego do krwi naczyń włosowatych płuc i dwutlenku węgla w przeciwnym kierunku następuje przez błonę pęcherzykową na drodze dyfuzji z powodu różnicy ciśnień parcjalnych po obu stronach błony pęcherzykowej. Jednak błony pęcherzykowej nie można uważać za prostą błonę mechaniczną składającą się z najcieńszych komórek tworzących ścianę samej błony i ścianę naczyń włosowatych płuc. Właściwości tej błony mogą, w zależności od warunków fizjologicznych i patologicznych powstających w organizmie (nie wyklucza się wpływu na nią wpływów przekazywanych drogami nerwowymi), zmieniać się znacząco, co powoduje zmianę szybkości dyfuzji gazów przez To.

Poziom nasycenia krew tętnicza tlen wynosi zwykle 96–98%. Oznacza to, że taka ilość wszystkich cząsteczek hemoglobiny łączy się z tlenem (oksyhemoglobiną), a 2-4% nie zawiera tlenu (hemoglobina zredukowana).

Niepełne wysycenie (96-98%) krwi tętniczej wypływającej z płuc tlenem nazywa się fizjologiczną hipoksemią tętniczą. Najwyraźniej jego główną przyczyną jest normalnie istniejąca nierówna wentylacja w płucach i obecność fizjologicznej niedodmy (zapadnięte obszary płuc, które nie biorą udziału w wymianie gazowej). Krew przepływająca przez niedodmowe obszary płuc nie ulega arterializacji i mieszając się w lewym przedsionku z całkowicie utlenioną krwią przepływającą przez dobrze wentylowane obszary płuc, powoduje zmniejszenie całkowity procent nasycenie.

Charakterystyka dopływu krwi do płuc ma również pewne znaczenie w powstawaniu fizjologicznej hipoksemii tętniczej. Jak wiadomo, system tętnica płucna, która dostarcza krew do naczyń włosowatych krążenia płucnego, uzupełniana jest przez tętnicę oskrzelową, czyli układ krążenia zaopatrujący tkankę płucną należącą do krążenia ogólnoustrojowego. Te dwa układy w płucach szeroko zespalają się ze sobą, a naczynia włosowate układu tętnic oskrzelowych komunikują się z układem żył płucnych, mieszając się z przepływającą w nim krwią tętniczą, całkowicie dotleniony, pewna ilość krew żylna.

Z powyższego jasno wynika, że ​​rolą wentylacji jest utrzymanie w pęcherzykach płucnych odpowiedniego poziomu ciśnienia parcjalnego tlenu i dwutlenku węgla niezbędnego do normalny kurs wymiana gazowa pomiędzy powietrzem pęcherzykowym a krwią w naczyniach włosowatych płuc.

METODY BADAWCZE

Badanie funkcji zewnętrznego układu oddechowego należy projektować w taki sposób, aby uwzględnić jego powiązania z układem krążenia, krwią i ośrodkowym układem nerwowym.

Badając funkcję oddychania zewnętrznego, oprócz badania klinicznego, określa się różne parametry charakteryzujące wszystkie etapy oddychania zewnętrznego.

Badanie kliniczne rozpoczyna się tradycyjnie od zebrania wywiadu.

Dowiadują się, czy w rodzinie osoby badanej byli chorzy na gruźlicę płuc. Pytając o choroby, na jakie cierpiał, zwracają uwagę na zapalenie płuc (czy chorował, jak często i jak długo), grypę (ile razy w roku, jaki jest czas trwania choroby). Dowiadują się, czy ma niską gorączkę (wieczorami 37,1-37,2), czy jest zarejestrowany przychodnia gruźlicy zwróć uwagę na obecność kaszlu (charakter: suchy, napady itp.), plwociny (ilość, kolor, konsystencja), duszności i napadów astmy (np. astma oskrzelowa), ból w klatce piersiowej podczas oddychania (lokalizacja i intensywność) - taki ból najczęściej obserwuje się w przypadku suchego zapalenia opłucnej, nerwobólów międzyżebrowych i zapalenia mięśni mięśni międzyżebrowych.

Badanie obiektywne obejmuje kontrolę, palpację, opukiwanie i osłuchiwanie.

Kontrola. Dowiedz się, czy występują zagłębienia jam nadobojczykowych, opóźnienie jakiejkolwiek części klatki piersiowej podczas oddychania, co może wskazywać na zmiany patologiczne w płucach, opłucnej lub klatce piersiowej. Określ częstotliwość i rodzaj oddychania.

Częstość oddechów u zdrowych ludzi wynosi zwykle 14-18 oddechów (wdech i wydech) na minutę. U sportowców jest zwykle mniejsza (od 8 do 16 na minutę), ale głębokość oddychania jest większa. Wzmożone oddychanie (niezależnie od tego, czy łączy się z pogłębieniem, czy nie) nazywane jest dusznością. Obserwuje się to w warunkach fizjologicznych podczas wysiłku fizycznego (w zależności od wzrostu zapotrzebowania na tlen), a także pod wpływem stresu emocjonalnego. Duszność nieadekwatna do wysiłku fizycznego wskazuje na pewne zmiany patologiczne.

Rodzaj oddychania może być piersiowy, brzuszny lub mieszany. W typie piersiowym zwiększenie objętości płuc podczas wdechu następuje w wyniku rozszerzenia klatki piersiowej w wyniku ruchu żeber (głównie wysunięcia górnych i dolnych żeber) oraz uniesienia obojczyków. W przypadku typu brzusznego lub przeponowego objętość płuc wzrasta z powodu obniżenia przepony przy prawie całkowitym braku ruchu żeber i rozszerzeniu klatki piersiowej. Przy tego rodzaju oddychaniu podczas wdechu obserwuje się wysunięcie ściany brzucha z powodu pewnego przemieszczenia wnętrzności w miarę opuszczania się przepony. Oddychanie mieszane obejmuje oba mechanizmy związane ze wzrostem objętości płuc podczas wdechu.

Palpacja. Poprzez badanie palpacyjne sprawdzają, czy w tej czy innej części klatki piersiowej występują bolesne punkty.

Perkusja. Opukiwanie płuc, które zazwyczaj są wypełnione powietrzem, pozwala na podstawie zmiany dźwięku stwierdzić obecność w nich jakichkolwiek zagęszczeń lub podciśnień (wnęk). Tego typu zmiany są patologiczne. Na przykład w przypadku zapalenia płuc dotknięty obszar tkanki płucnej staje się gęstszy, a przy gruźlicy płuc może powstać jama - jama.

Uderzenie płuc determinuje również ruchliwość ich dolnych granic podczas wdechu i wydechu, co charakteryzuje amplitudę ruchów przepony. Zwykle dolna granica płuc opada o 3-5 cm przy głębokim oddechu, ale w przypadku niektórych chorób płuc lub Jama brzuszna lub przepony, a także w otyłości, ruchliwość brzegów płuc jest ograniczona.

Osłuchiwanie. Słuchając, odbieramy dźwięki powstające, gdy powietrze przepływa przez drogi oddechowe i pęcherzyki płucne podczas wdechu i wydechu. Charakter powstającego dźwięku zależy od ich stanu. Zatem na podstawie zmian osłuchowych można ocenić stan oskrzeli i płuc oraz charakterystykę zachodzących w nich zmian patologicznych. W normalnych warunkach zwykle słychać szum oddechowy (tzw. oddychanie pęcherzykowe), jednak w procesie patologicznym związanym ze zmianami w oskrzelach i pęcherzykach płucnych znacznie zmienia się charakter dźwięków występujących podczas oddychania i pojawiają się różne rodzaje świszczącego oddechu. usłyszał.

Duże znaczenie w ocenie stanu zewnętrznego układu oddechowego ma Badanie rentgenowskie. W przypadku fluoroskopii jego strukturę i funkcję bada się bezpośrednio podczas badania. Różne stopnie zacienienie poszczególnych obszarów płuc, zmieniające się podczas aktu oddychania, pozwala ocenić stan wentylacji i przepływu krwi; wyraźna widoczność ruchów żeber i przepony pozwala określić koordynację ich ruchów. Ruchy te można zarejestrować na kymogramie rentgenowskim. Pokazuje lepiej niż przy fluoroskopii zmiany strukturalne tkanka płuc (tę metodę badawczą stosuje się, gdy fluoroskopia ujawnia zmiany w tkance płuc, które wymagają bardziej szczegółowej analizy).

Ostatnio szeroko stosowana jest metoda fluorograficzna (patrz rozdział 8).

Z metody laboratoryjne w badaniach wykorzystuje się badanie plwociny (mikroskopowo).

Instrumentalne metody badawcze stan funkcjonalny Układ oddychania zewnętrznego ujawnia szereg wskaźników, które można podzielić na trzy grupy związane z różnymi etapami funkcjonowania układu oddechowego.

Do pierwszej grupy zaliczają się wskaźniki charakteryzujące funkcję oddychania zewnętrznego na etapie „powietrze zewnętrzne – powietrze pęcherzykowe”, czyli wentylacja. Należą do nich, oprócz częstotliwości, głębokości i rytmu oddychania, siły wdechu i wydechu, wszystkich objętości płuc (całkowitej pojemności płuc i jej składników), objętości wentylacyjnych (minutowa objętość oddechowa, maksymalna wentylacja płuc itp. ). Ta grupa wskaźników ma duże znaczenie praktyczne, gdyż pozwala uzyskać obiektywne ilościowe oceny tak ważnych parametrów, jak wentylacja, drożność oskrzeli itp.

Wszystkie te wskaźniki są badane zarówno w spoczynku, jak i podczas testów funkcjonalnych. Badanie tej grupy wskaźników jest metodologicznie proste, nie wymaga skomplikowanego sprzętu i można je prowadzić w każdych warunkach.

Druga grupa obejmuje wskaźniki charakteryzujące oddychanie zewnętrzne na etapie „powietrze pęcherzykowe - krew naczyń włosowatych płuc”, tj. dyfuzja. Ich badanie jest trudniejsze, ponieważ wymaga obowiązkowych badań składu gazowego wydychanego powietrza, powietrza pęcherzykowego, określenia absorpcji tlenu, wydzielania dwutlenku węgla itp. Wymaga to specjalnego, czasem skomplikowanego sprzętu. Dlatego niektóre z tych wskaźników są obecnie badane tylko w specjalnie wyposażonych laboratoriach. Jednak dzięki temu, że w ostatnim czasie intensywnie rozwijano aparaturę praktyczną, studia te zaczynają być coraz częściej wprowadzane do praktycznej pracy lekarzy. Istnieją więc na przykład urządzenia domowe - spirografy (stacjonarne i przenośne), automatyczne ekspresowe analizatory tlenu i dwutlenku węgla w dowolnej mieszaninie gazowej itp.

Trzecia grupa obejmuje wskaźniki charakteryzujące skład gazowy krwi. Badanie nasycenia krwi tętniczej tlenem i jego zmian, to Ostatni etap Oddychanie zewnętrzne stało się obecnie powszechnie możliwe dzięki nowej metodzie badawczej – oksygemometrii, która pozwala na bezkrwawe, długotrwałe i ciągłe badanie zmian nasycenia krwi tętniczej tlenem.

To prawda, że ​​​​za pomocą tej metody nie można określić zawartości procentowej objętości tlenu i dwutlenku węgla we krwi (w tym celu należy nakłuć tętnicę), ale ponieważ najwyższa wartość ma określenie zmian nasycenia krwi tlenem, coraz popularniejszą staje się metoda oksygemometrii. Dzięki niemu takie badania stały się dostępne nie tylko dla lekarzy, ale także trenerów i nauczycieli (patrz niżej).

Badanie wentylacji

Znaczenie badania wszystkich głównych parametrów charakteryzujących wentylację wynika z faktu, że poziomy ciśnienia parcjalnego tlenu i dwutlenku węgla w powietrzu pęcherzykowym, decydujące o dyfuzji tych gazów przez błonę pęcherzykowo-kapilarną, zależą od jej stanu.

Do głównych parametrów charakteryzujących wentylację zalicza się objętość płuc, siłę wdechu i wydechu, siłę mięśni oddechowych, częstotliwość i głębokość oddychania.

Objętość płuc. Pojęcie „objętości płuc” obejmuje całkowitą pojemność płuc i jej składniki (pojemność życiowa płuc - pojemność życiowa i objętość zalegająca), minutową objętość oddechową, maksymalną wentylację płuc.

Całkowita pojemność płuc (TLC) odnosi się do maksymalnej ilości powietrza, jaką mogą pomieścić drogi oddechowe i płuca. TLC składa się z pojemności życiowej płuc (VC) i objętości zalegającej (RR).

Pojemność życiowa to objętość powietrza, którą osoba może wydychać podczas najgłębszego wydechu po najgłębszym wdechu. Wydech ten wprowadza się do spirometru lub do specjalnych gumowanych worków (worek Douglasa, balon meteorologiczny), po czym objętość tych worków określa się za pomocą zegara suchego gazu. Wydech można również wykonać bezpośrednio do zegara z suchym gazem. OO to objętość powietrza pozostająca w płucach po maksymalnym wydechu. Wartość pojemności życiowej można łatwo określić poprzez bezpośredni pomiar wydychanego powietrza, a OO - tylko pośrednio. Do tego istnieją specjalne metody(nitrogenografia itp.), które nie weszły jeszcze do powszechnej praktyki medycznej i są wykorzystywane wyłącznie do celów badawczych. U zdrowych młodych ludzi 75–80% TEL to VC, 20–25% to VT.

Sport i Kultura fizyczna przyczyniają się do wzrostu udziału pojemności życiowej w strukturze całkowitej pojemności płuc, co korzystnie wpływa na skuteczność wentylacji. Natomiast wzrost udziału OO na skutek zmniejszenia udziału pojemności życiowej w strukturze całkowitej pojemności płuc zmniejsza skuteczność wentylacji.

Im większa wartość OO, tym więcej wdychanego powietrza potrzeba do wytworzenia wymaganego ciśnienia parcjalnego w powietrzu pęcherzykowym. Dlatego osoby z dużym VO i odpowiednio niską pojemnością życiową zwykle doświadczają duszności.

Zatem oczywiste jest, że utrzymanie stałego składu powietrza pęcherzykowego zależy od wartości OO. Dlatego badanie OO ma istotne znaczenie w medycynie sportowej i dlatego ważnym zadaniem jest opracowanie prostej, dokładnej i dostępnej metody jego oznaczania.

Podczas badania objętości płuc należy wziąć pod uwagę następujące kwestie. Jak wiadomo, objętości gazów różnią się znacznie w zależności od temperatury i ciśnienia atmosferycznego. W konsekwencji, jeśli porównamy uzyskaną wartość objętości płuc u tych samych osób w różne warunki(badanych np. na poziomie morza i w górach) można popełnić istotny błąd: odnotowując spadek lub wzrost tego wskaźnika, nie biorąc pod uwagę, że zmiany te mogą zależeć jedynie od wpływu warunków zewnętrznych. Dlatego w tego typu badaniach konieczne jest dokonanie odpowiedniej korekty, która zniweluje wpływ warunków zewnętrznych i doprowadzi objętość płuc do warunków standardowych. W tym celu stosuje się zwykle dwa standardy: 1) standard z warunkami zerowymi i 2) standard dopłucny.

Standard stanu zerowego (STPD– według autorów amerykańskich i STDS – według Rosjan, czyli Standardowa Temperatura, Ciśnienie, Sucho) charakteryzuje się zmniejszeniem objętości gazu do 760 mm Hg. Art., temperatura 0° i całkowita suchość, tj. brak pary wodnej w mierzonej objętości gazu. Redukcja do tego standardu wymaga, w razie potrzeby, ustalenia, jaką objętość zajmowałby mierzony gaz lub mieszanina gazów (w szczególności wydychane powietrze), gdyby została uwolniona od pary wodnej poprzez ochłodzenie do 0° i zmierzona pod ciśnieniem atmosferycznym wynoszącym 760 mm Hg. Sztuka. Jest to szczególnie ważne w przypadkach, gdy główne znaczenie nie ma objętości geometrycznej, ale liczby cząsteczek w mierzonej objętości gazu. W związku z tym, jeśli konieczne jest określenie ilości pochłoniętego tlenu i uwolnionego dwutlenku węgla, objętość gazu zawsze zmniejsza się do tego standardu.

Standardowe podanie dopłucne (BTPS- według autorów amerykańskich lub TTDN – po rosyjsku, co oznacza temperaturę ciała, ciśnienie środowisko, Nasycenie parą wodną) charakteryzuje się doprowadzeniem objętości gazu do ciśnienia atmosferycznego podczas badania, temperaturą ciała 37° i całkowitym nasyceniem parą wodną w tej temperaturze. Redukcja do tego standardu przeprowadzana jest, gdy ważne jest, aby się dowiedzieć skład chemiczny lub wartość kaloryczna gazu, ale objętość geometryczna, jaką zajmuje on w płucach.

Redukcja do warunków standardowych odbywa się poprzez pomnożenie rzeczywistej objętości płuc przez ten lub inny współczynnik, który można znaleźć za pomocą specjalnych tabel lub obliczyć za pomocą określonego wzoru.

Zawsze należy wskazać, zwłaszcza przy określaniu wymiany gazowej, szacowaniu kosztów energii itp., do jakich standardowych warunków zmniejsza się objętość płuc.

Podczas badania objętości płuc jako takich, na przykład podczas pomiaru wentylacji płuc, gdy objętości te stanowią jedynie miarę ich pojemności, dokonywanie tych korekt nie jest konieczne. Przecież gaz w płucach i gaz w urządzeniu, za pomocą którego mierzy się objętości płuc, znajdują się pod tym samym ciśnieniem atmosferycznym, a ponieważ zmiana tego ciśnienia wpływa w równym stopniu na objętości powietrza w płucach i w urządzeniu, to nie nie mają żadnego wpływu na wyniki pomiarów. To samo dotyczy poprawki na temperaturę, ponieważ objętość wydychanego powietrza jest zwykle mierzona natychmiast po wyjściu, a jego temperatura nie ma czasu na zmianę. Jedynie w przypadkach, gdy takie pomiary przeprowadzane są w specjalne warunki(zimno, ciepło itp.), należy dokonać korekty temperatury, co należy zaznaczyć w protokole badania.

Aby obliczyć właściwe wartości w odniesieniu do objętości płuc, wchłaniania tlenu i wentylacji, ponieważ są one związane z procesami energetycznymi, łatwiej i wygodniej jest skorzystać z tablic Harrisa-Benedykta. Od dawna są szeroko stosowane na całym świecie w badaniach podstawowego metabolizmu. Za ich pomocą określa się liczbę kilokalorii dziennie w stanie spoczynku.
biorąc pod uwagę płeć, wzrost, wagę i wiek. Tabele te są dostępne we wszystkich pracowniach fizjologii, w podręczniku zajęcia praktyczne Przez
nadzór medyczny. Korzystając ze specjalnych tabel (Yu. Ya. Agapov, A. I. Zyatyushkov), można łatwo znaleźć odpowiednią wartość dla dowolnej objętości płuc.

Stosowaną do dziś klasyfikację objętości płuc opracował Hutchinson (1846), twórca metody spirometrii i konstruktor spirometru (ryc. 42).

Ilość powietrza w płucach zależy od wielu czynników. Najważniejsze z nich to objętość klatki piersiowej, stopień ruchomości żeber i przepony, stan mięśni oddechowych, dróg oddechowych i samej tkanki płucnej, jej elastyczność i stopień ukrwienia.

Klatka piersiowa, która określa granice możliwej ekspansji płuc, może znajdować się w czterech głównych pozycjach: maksymalny wdech, maksymalny wydech, spokojny wdech i spokojny wydech. Przy każdym z nich objętość płuc odpowiednio się zmienia (ryc. 43).

Jak widać na rys. 43, podczas spokojnego oddychania w płucach po wydechu pozostaje rezerwowa objętość wydechowa i objętość resztkowa, podczas spokojnego wdechu dodaje się do tego objętość wdechową. Objętości wdechu i wydechu nazywane są zbiorczo objętością oddechową. Przy maksymalnym wydechu w płucach pozostaje tylko objętość zalegająca; przy maksymalnym wdechu rezerwowa objętość wdechowa jest dodawana do objętości zalegającej, rezerwowej objętości wydechowej i objętości oddechowej, co łącznie nazywa się całkowitą pojemnością płuc.

Wszystkie objętości płuc mają pewną znaczenie fizjologiczne. Zatem suma objętości resztkowej i objętości zapasowej wydechowej stanowi powietrze pęcherzykowe. Dzięki ruchowi powietrza tworzącego objętość oddechową utrzymuje się ciśnienie parcjalne gazów w powietrzu pęcherzykowym niezbędne do normalnej dyfuzji, zapewnione jest wchłanianie tlenu przez organizm i usuwanie dwutlenku węgla. Rezerwa wdechowa określa zdolność płuc do dalszego rozszerzania się; utrzymuje się rezerwa wydechowa pęcherzyki płucne w pewnym stanie rozprężenia i wraz z pozostałą objętością zapewnia stałość składu powietrza pęcherzykowego.

Rezerwowa objętość wdechowa, objętość oddechowa i rezerwowa objętość wydechowa składają się na pojemność życiową. Stosunek procentowy tych wartości jest inny dla różne osoby i w różnych warunkach organizmu. Waha się ona w następujących granicach: wymiana rezerwy wdechowej – 55-60%, objętość oddechowa – 10-15% i rezerwa wydechowa – 25-30% pojemności życiowej.

Wszystkie objętości płuc nie są zwykle standardowe i nie zmieniają się. Na ich wielkość wpływa pozycja ciała, stopień zmęczenia mięśni oddechowych, stan pobudliwości ośrodka oddechowego i system nerwowy, nie mówiąc już o zawodzie, wychowaniu fizycznym, sporcie i innych czynnikach.

W badaniach funkcjonalnych zewnętrznego układu oddechowego sportowców i nauczycieli wychowania fizycznego szczególne znaczenie ma badanie tzw. przestrzeni szkodliwej, czyli martwej. Termin ten odnosi się do tej części drogi oddechowe, w którym znajduje się powietrze, które nie dociera do pęcherzyków płucnych i dlatego nie uczestniczy w wymianie gazowej. Objętość martwej przestrzeni wynosi średnio 140 ml. W zależności od wahań napięcia mięśni gładkich oskrzeli może się zwiększać lub zmniejszać.

Ponieważ jednak określenie rzeczywistej przestrzeni martwej jest metodologicznie trudne i trzeba ją uwzględnić (na przykład przy ocenie głębokości oddychania i skuteczności wentylacji), nadal należy przyjmować wartość 140 ml, nie zapominając że jest to postać umowna.

Pojemność życiową płuc (VC) określa się poprzez maksymalny wydech do spirometru lub zegara gazowego (metoda określania pojemności życiowej została opisana powyżej) po maksymalnym wdechu. Wartość pojemności życiowej wyraża się najczęściej w jednostkach objętości, czyli w litrach lub mililitrach. Pozwala pośrednio oszacować obszar powierzchni oddechowej płuc, na którym zachodzi wymiana gazowa pomiędzy powietrzem pęcherzykowym a krwią naczyń włosowatych płuc. Innymi słowy, im większa pojemność życiowa, tym większa powierzchnia oddechowa płuc. Ponadto im większa jest pojemność życiowa, tym większa może być głębokość oddychania i tym łatwiej jest zwiększyć objętość wentylacji.

Pojemność życiowa określa zatem zdolność organizmu do przystosowania się do wysiłku fizycznego i braku tlenu we wdychanym powietrzu (np. podczas wspinaczki na wysokość).

Istotną rolę w ocenie wartości pojemności życiowej odgrywa stosunek jej objętości składowych. Zwiększenie objętości oddechowej przy wzmożonej wentylacji spowodowane wysiłkiem fizycznym następuje głównie na skutek rezerwowej objętości wdechowej. Im większa część pojemności życiowej przypada na rezerwową objętość wdechową, tym większa jest potencjalna objętość oddechowa, czyli tym bardziej można zwiększyć objętość wentylacji. Zatem pojemność życiowa, w której strukturze rezerwa wdechowa zajmuje duże miejsce, jest funkcjonalnie pełniejsza niż pojemność życiowa o tej samej wartości, ale o mniejszej objętości rezerwy wdechowej.

Wszystko to pozwala ocenić pojemność życiową jako wskaźnik określający funkcjonalność zewnętrznego układu oddechowego.

Na wartość pojemności życiowej wpływa pozycja ciała. Jest ono większe w pozycji stojącej niż w pozycji siedzącej i leżącej. Dlatego badanie należy wykonywać wyłącznie w pozycji stojącej.

Spadek wskaźników zdolności życiowych zawsze wskazuje na jakąś patologię. Za wskaźnik zwiększonego stanu funkcjonalnego aparatu oddechowego zewnętrznego uznawano wzrost pojemności życiowej. Okazało się jednak, że u sportowców przy znacznym wzroście ogólnego stanu funkcjonalnego i wzroście wyników sportowych pojemność życiowa może nie wzrosnąć wcale lub nieznacznie wzrosnąć. Wartość zdolności życiowych nie jest taka sama wśród przedstawicieli różne rodzaje Sporty Zależy to zatem od specjalizacji sportowej.

Zatem pojemność życiowa nie może i nie powinna być uważana za jedyny wskaźnik wzmożonej funkcji zewnętrznego układu oddechowego. Określa jedynie funkcjonalność tego układu w odniesieniu do dostarczania organizmowi niezbędnej ilości tlenu. Zatem potencjalne możliwości zewnętrznego układu oddechowego u osoby o dużej pojemności życiowej są większe (większa powierzchnia oddechowa i możliwość pogłębienia oddychania) niż u osoby o niskiej pojemności życiowej.

Możliwość pełnego wykorzystania swoich sił życiowych zależy od stanu nerwowej regulacji oddychania. Wychowanie fizyczne i zajęcia sportowe rozwijają tę umiejętność. Na wartość pojemności życiowej wpływa płeć (u mężczyzn jest ona większa niż u kobiet w tym samym wieku), wiek (wraz z wiekiem pojemność życiowa maleje), a także wzrost i masa ciała.

Zależność pojemności życiowej od masy ciała służy do określenia tzw. wskaźnika życiowego, czyli stosunku pojemności życiowej (ml) do masy ciała (kg). Rzeczywistą wartość pojemności życiowej (biorąc pod uwagę ogromny zakres wartości prawidłowych - od 3500 do 8000 ml) można prawidłowo ocenić jedynie w porównaniu z wartością właściwą. Należy go wyrażać nie w jednostkach objętości, ale jako procent właściwej wartości. Przy takim obliczeniu ta sama wartość rzeczywistej pojemności życiowej, równa np. 4000 ml, będzie dotyczyć wysokich i pełny człowiek wynosić 80% wartości właściwej, jeżeli jej wartość właściwa wynosi 5000 ml, a dla osoby szczupłej i niskiej, której właściwa wartość pojemności życiowej wynosi 3000 ml – 133%.

Dopiero taka ocena rzeczywistych wartości pojemności życiowej pozwoli trenerowi i nauczycielowi wyciągnąć konkretne wnioski praktyczne (np. jeśli pojemność życiowa spadnie poniżej 90% wartości oczekiwanej, o konieczności wykonywania specjalnych ćwiczeń).

Z duża liczba różne obliczenia właściwej pojemności życiowej, najprostsze i najwygodniejsze jest obliczenie według wzoru Anthony'ego: wymagana pojemność życiowa (BEL) jest równa podstawowej przemianie materii (kcal), określonej na podstawie tablic Harrisa-Benedicta, pomnożonej przez współczynnik wynoszący 2,6 dla mężczyzn i 2,3 dla kobiet.

Dla osób zdrowych, nieuprawiających sportu rzeczywista wartość pojemności życiowej wynosi 100% wartości oczekiwanej z odchyleniami ±10%. Naturalnie dla osób zajmujących się wychowaniem fizycznym i sportem rzeczywista wartość pojemności życiowej będzie większa niż 100% oczekiwana.

Jak widać wyraźnie z tabeli. 2, ta sama rzeczywista wartość pojemności życiowej, wyrażona jako procent wartości oczekiwanej, nabiera zupełnie innego znaczenia.

Aby wyrazić rzeczywistą wartość pojemności życiowej jako procent wartości oczekiwanej, należy skorzystać z poniższego wzoru:

rzeczywistą pojemność życiową x 100

właściwą pojemność życiową

Ocena zmian pojemności życiowej pod wpływem różne czynniki stanowi podstawę dla szeregu testów funkcjonalnych. Należą do nich test Rosenthala i test zwany spirometrią dynamiczną.

Test Rosenthala, czyli krzywa spirometryczna, to pięciokrotny pomiar pojemności życiowej wykonywany w 15-sekundowych odstępach. Takie powtarzane oznaczenie stanowi obciążenie, pod wpływem którego może nastąpić zmiana pojemności życiowej. Wzrost kolejnych pomiarów oznacza dobrą ocenę tej próbki, spadek – niedostateczną, a brak zmian – zadowalającą.

W spirometrii dynamicznej wartość pojemności życiowej zmierzona bezpośrednio po podjętej aktywności fizycznej porównuje się z wyjściową wartością pojemności życiowej uzyskaną w spoczynku. Zasada oceny jest taka sama jak w przypadku krzywej spirometrycznej.

Mierząc pojemność życiową, można określić drożność oskrzeli. Jej ocena ma bardzo ważne w charakterystyce wentylacji. Pojęcie „drożności oskrzeli” jest przeciwieństwem koncepcji „oporu dróg oddechowych dla przepływu powietrza”: im niższy opór, tym większa drożność oskrzeli i odwrotnie. Jego wartość zależy bezpośrednio od całkowitego przekroju wszystkich dróg oddechowych, który jest określony przez napięcie mięśni gładkich oskrzeli i oskrzelików, regulowane przez urządzenie neurohumoralne. Zmiany drożności oskrzeli wpływają na koszty energii związane z wentylacją. Wraz ze wzrostem drożności oskrzeli ta sama objętość wentylacji płuc wymaga mniejszego wysiłku. Systematyczne uprawianie sportu i wychowanie fizyczne poprawiają regulację obturacji oskrzeli. Dlatego jest lepiej wśród sportowców i sportowców niż wśród tych, którzy nie zajmują się wychowaniem fizycznym lub sportem.

Stan drożności oskrzeli można określić za pomocą wymuszonej pojemności życiowej (FVC), testu Tiffno-Votchala lub wielkości mocy wdechowej i wydechowej.

Wymuszona pojemność życiowa jest definiowana jako normalna pojemność życiowa, ale z najszybszym możliwym wydechem. Zwykle powinna być ona o 200-300 ml mniejsza od pojemności życiowej badanej w badaniu normalne warunki. Zwiększenie tej różnicy wskazuje na pogorszenie obturacji oskrzeli.

Test Tiffno-Votchala to zasadniczo ten sam FVC, ale w tym teście objętość powietrza wydychanego podczas niezwykle szybkiego i pełnego wydechu jest mierzona w ciągu 1, 2 i 3 sekund. U osób zdrowych, nieuprawiających sportu, w ciągu pierwszej sekundy wydalane jest 80–85% normalnej pojemności życiowej, u sportowców zwykle więcej. Zmniejszenie tego odsetka wskazuje na naruszenie niedrożności oskrzeli.

Badanie takie można przeprowadzić za pomocą spirogramu zarejestrowanego poprzez podłączenie rysika i kymografu z szybko poruszającym się papierem do zwykłego spirometru lub za pomocą specjalnego spirometru. Dzięki temu można uwzględnić czas trwania przymusowego wyjścia w sekundach (ryc. 44).

Badanie spirometryczne FVC pozwala na ustalenie różnych typów krzywych u osób zdrowych i chorych. Krzywa spirometryczna określa czas trwania natężonego wydechu do momentu jego spowolnienia. Zwykle jest to od 1,5 do 2 sekund. Wydłużenie tego czasu wskazuje na naruszenie niedrożności oskrzeli.

Moc wdechowa i wydechowa reprezentuje maksymalne objętościowe natężenie przepływu powietrza podczas wdechu i wydechu. Mierzy się go za pomocą specjalnego urządzenia - pneumotachometru (ryc. 45) i wyraża się w litrach na 1 sekundę. (l/s). Aby ocenić ten wskaźnik, oblicza się odpowiednią wartość (rzeczywistą wartość pojemności życiowej pomnożoną przez 1,24). Moc wdechu jest równa mocy wydechu lub nieznacznie ją przekracza i wynosi dla mężczyzn 5-8 l/s, dla kobiet 4-6 l/s.

Dla stanu wentylacji istotna jest siła mięśni oddechowych, zwłaszcza wydechowych, gdyż podczas wydechu opór dróg oddechowych jest znacznie większy niż podczas wdechu. Wyjaśnia to fakt, że podczas wydechu zmniejsza się średnica oskrzeli i oskrzelików.

Siłę mięśni wydechowych mierzy się poprzez ich napięcie. Im większe jest w tym wytworzone ciśnienie Jama ustna, tym silniejsze mięśnie wydechowe. Ciśnienie w jamie ustnej mierzy się za pomocą pneumotonometru, którego rurkę wylotową wprowadza się do jamy ustnej (ryc. 46). Stopień obniżenia (podczas wdechu) i wzrostu (podczas wydechu) poziomu rtęci w rurkach pneumotonometru określa siłę wdechu i wydechu. Siłę mięśni wydechowych wyraża się w jednostkach ciśnienia, to znaczy w milimetrach słupa rtęci (mm Hg). Zwykle siła wdechowa wynosi średnio 50–60 mmHg. Art., siła wydechu - 80-150 mm Hg. Sztuka. Właściwa wielkość siły wydechowej równa się jednej dziesiątej prawidłowego podstawowego tempa metabolizmu, obliczonego według tabel Harrisa-Benedicta.

Wentylacja płuc. Wentylacja płucna, czyli cyrkulacja powietrza pomiędzy środowiskiem zewnętrznym a powietrzem pęcherzykowym, realizowana jest poprzez cały zewnętrzny układ oddychania.

Jedną z najważniejszych wielkości charakteryzujących wentylację jest minutowa objętość oddechowa (MVR). Przy równomiernym oddychaniu MOD jest iloczynem głębokości wdechu, tj. objętości oddechowej i częstości oddechów na minutę. pod warunkiem, że głębokość oddychania jest taka sama. W spoczynku wartość MOD waha się od 4 do 10 litrów, przy intensywnej aktywności fizycznej może wzrosnąć 20-25 razy i osiągnąć 150-180 litrów lub więcej. MOR wzrasta wprost proporcjonalnie do mocy wykonanej pracy, ale tylko do pewnej granicy, po której wzrostowi obciążenia nie towarzyszy już wzrost MOR. Jak ogromne ciśnienie odpowiada granicy MOR, tym doskonalsza jest funkcja oddychania zewnętrznego. Możliwość wzrostu MVR wraz ze wzrostem obciążenia wiąże się z wartością maksymalnej wentylacji płuc danej osoby. Przy równych wartościach MOD skuteczność wentylacji płuc jest większa, gdy oddech jest głębszy i rzadszy. Przy głębokim oddychaniu większa część objętości oddechowej dostaje się do pęcherzyków płucnych niż przy płytkim oddychaniu.

Średnią objętość oddechową oblicza się, dzieląc objętość powietrza wdychanego w określonym czasie przez liczbę oddechów w tym samym okresie. Wartość ta waha się u różnych osób od 300 do 900 ml. W pozycji stojącej jest większa niż w pozycji leżącej. Stopień tzw. wentylacji pęcherzykowej zależy od głębokości oddychania. Na przykład przy objętości przestrzeni martwej wynoszącej 140 ml, objętości oddechowej 1000 ml i częstości oddechów 10 na minutę. MOD będzie wynosić 1000 ml x 10 = 10 l, a wentylacja pęcherzyków płucnych: (1000 ml - 140 ml) x 10 = 8,6 l. Jeżeli przy tym samym MOD (10 l) objętość oddechowa jest mniejsza niż 500 ml, a częstość oddechów większa niż 20 na minutę, wówczas wentylacja pęcherzykowa będzie wynosić tylko: (500 ml - 140 ml) x 20 = 7,2 l .

Zatem przy ocenie wartości MOR należy wziąć pod uwagę głębokość i częstotliwość oddychania, ponieważ od tego zależy skuteczność wentylacji. Tę samą wartość MOU dla głębokiego i rzadkiego lub częstego i płytkiego oddychania należy oceniać inaczej. Częste i płytkie oddychanie nie jest w stanie utrzymać ciśnienia parcjalnego tlenu w powietrzu pęcherzykowym na właściwym poziomie.

Związek między wdechem i wydechem nazywa się cyklem oddechowym. U zdrowych osób cykl oddechowy może mieć przerwę oddechową o różnym czasie trwania po wydechu. Obecność lub brak przerwy oddechowej i jej wielkość zależą od stanu funkcjonalnego zewnętrznego układu oddechowego. Dlatego nawet u tej samej osoby może pojawiać się i znikać. Stosunek „wdech - wydech” wynosi 1 do 1,1, tj. wdech jest krótszy niż wydech. Czas wdechu wynosi od 0,3 do 4,7 sekundy, czas wydechu - od 1,2 do 6 sekund.

Z roku na rok rośnie popularność sportu. Lekarze sieci ogólnej i profilaktycznej wspólnie z lekarzami medycyny sportowej monitorują sportowców, oceniają ich stan zdrowia, stan funkcjonalny układów i narządów oraz leczą sportowców. Sportowcy mają specyficzny stan układów i narządów, w tym zewnętrznego układu oddechowego.

Obecnie uprawia się ponad 100 dyscyplin sportowych.

Stan funkcjonalny zewnętrznego układu oddechowego sportowców ocenia się za pomocą ogólnie przyjętych wartości opracowanych dla ogółu populacji, a nie wyspecjalizowanych, „sportowych”. Wartości czysto „sportowe” nie są racjonalne. Głównym zadaniem obserwacji jest identyfikacja i ocena zmian stanu funkcjonalnego zewnętrznego układu oddechowego u niektórych sportowców w porównaniu z innymi oraz osobami nieuprawiającymi sportu.

Badając stan funkcjonalny zewnętrznego układu oddechowego u sportowców zasadne jest rozróżnienie pomiędzy „zdolnościami funkcjonalnymi” i „funkcjonalnymi”. pojemność życiowa płuc (VC) wskazuje jedynie na możliwość zwiększenia objętości oddechowej (VT) podczas wysiłku fizycznego oraz w innych warunkach, gdy jest to konieczne. Wartość wentylacji minutowej (MVV) pokazuje, w jakim stopniu te możliwości są faktycznie wykorzystywane. W tym zakresie możemy polecić ćwiczenia, które albo rozwijają zdolności funkcjonalne, albo rozwijają umiejętność korzystania z tych zdolności, czyli zdolności funkcjonalne.

Podczas tradycyjnego badania lekarskiego, po układzie sercowo-naczyniowym, głównym systemie podtrzymywania życia organizmu, bada się układ oddechowy. Wraz ze wzrostem wykonywanej aktywności fizycznej wzrost zużycia tlenu ustaje: gdy tylko pojemność minutowa serca osiągnie swój limit. Pojemność minutowa serca jest czynnikiem ograniczającym zdolność całego układu transportu tlenu.

Ze względu na dużą energochłonność oddychania przez nos sportowcy zmuszeni są przejść na oddychanie przez usta, przy którym robocze hiperwentylacje osiągają 60 l\. Codzienny, wielogodzinny trening przez lata pozwala na utrzymanie dużej objętości oddechowej. Jeśli trening odbywa się na obszarach o zanieczyszczonym powietrzu, wówczas objętości te mogą stać się prawdziwym czynnikiem chorobotwórczym. Po przejściu na oddychanie przez usta około godz

Przenikanie szkodliwych zanieczyszczeń gazowych do płuc wzrasta 6600 razy w porównaniu ze stanem spoczynku.

Zmiany zachodzące w miarę dostosowywania się organizmu do wymagań uprawianego sportu, a w szczególności układu oddechowego, determinują różnice w występowaniu i przebiegu chorób układu oddechowego u sportowców w porównaniu z osobami nieuprawiającymi sportu.

4749 0

Funkcjonalny układ oddechowy

Funkcja oddychania zewnętrznego charakteryzuje się wskaźnikami wentylacji i wymiany gazowej.

Badanie objętości płuc za pomocą spirografii

a) pojemność życiowa płuc (VC) - objętość powietrza maksymalnego wdechu po maksymalnym wydechu. Wyraźny spadek pojemności życiowej obserwuje się przy upośledzeniu funkcji oddechowej;

B) wymuszona pojemność życiowa (FVC) – najszybszy możliwy wdech po najszybszym możliwym wydechu. Służy do oceny przewodnictwa oskrzeli, elastyczności tkanki płucnej;

C) maksymalna wentylacja płuc - maksymalne głębokie oddychanie z maksymalną dostępną częstotliwością w ciągu 1 minuty. Pozwala na integralną ocenę stanu mięśni oddechowych, drożności dróg oddechowych (oskrzeli), stanu aparatu nerwowo-naczyniowego płuc. Ujawnia niewydolność oddechową i mechanizmy jej rozwoju (ograniczenie, niedrożność oskrzeli);

D) minutowa objętość oddechowa (MVR) - ilość wentylowanego powietrza w ciągu 1 minuty, z uwzględnieniem głębokości i częstotliwości oddychania. MOD jest miarą wentylacji płuc, która zależy od wydolności układu oddechowego i serca, jakości powietrza, niedrożności przepływu powietrza, w tym dyfuzji gazów, podstawowej przemiany materii, depresji ośrodka oddechowego itp.;

D) wskaźnik zalegającej objętości płuc (RLV) – ilość gazu znajdującego się w płucach po maksymalnym wydechu. Metoda polega na określeniu objętości helu zatrzymywanego po maksymalnym wydechu w tkance płucnej podczas swobodnego wdechu zamknięty system(spirograf – płuca) mieszaniną powietrza i helu. Objętość resztkowa charakteryzuje stopień funkcjonalności tkanki płucnej.

Wzrost POOL obserwuje się w przypadku rozedmy płuc i astmy oskrzelowej, a spadek w przypadku stwardnienia płuc, zapalenia płuc i zapalenia opłucnej.

Badanie objętości płuc można przeprowadzić zarówno w spoczynku, jak i podczas wysiłku fizycznego. W takim przypadku można zastosować różne środki farmakologiczne, aby uzyskać wyraźniejszy efekt funkcjonalny.

Ocena obturacji oskrzeli, oporu dróg oddechowych, napięcia i podatności tkanki płucnej.

Pneumotachografia - określenie prędkości i mocy strumienia powietrza (pneumotachometria) podczas natężonego wdechu i wydechu z jednoczesnym pomiarem ciśnienia wewnątrz klatki piersiowej (przełyku). Metoda z aktywnością fizyczną i stosowaniem leków farmakologicznych jest dość pouczająca w identyfikacji i ocenie funkcji drożności oskrzeli.

Badanie wydolności funkcjonalnej układu oddechowego. Za pomocą spirografii z automatycznym dostarczaniem tlenu określa się P02 - ilość tlenu (w milimetrach), która jest wchłaniana przez płuca w ciągu 1 minuty. Wartość tego wskaźnika zależy od funkcjonalnej wymiany gazowej (dyfuzji), ukrwienia tkanki płucnej, pojemności tlenowej krwi oraz poziomu procesów redoks w organizmie. Gwałtowny spadek absorpcja tlenu wskazuje na wyraźną niewydolność oddechowa i o wyczerpaniu możliwości rezerwowe układy oddechowe.

Współczynnik wykorzystania tlenu (O2) to stosunek P02 do MOD, pokazujący ilość tlenu pochłoniętą z 1 litra wentylowanego powietrza. Jego wielkość zależy od warunków dyfuzji, objętości wentylacji pęcherzykowej i jej koordynacji z dopływem krwi do płuc. Spadek KIo2 wskazuje na niedopasowanie wentylacji i przepływu krwi (niewydolność serca lub hiperwentylacja). Wzrost CI02 wskazuje na obecność utajonego niedotlenienia tkanki.

Obiektywizm danych spirograficznych i pneumotachometrycznych jest względny, gdyż zależy od prawidłowego spełnienia przez samego pacjenta wszystkich warunków metodologicznych, np. od tego, czy faktycznie wykonał najszybszy i najgłębszy wdech/wydech. Dlatego uzyskane dane należy interpretować wyłącznie w porównaniu z kliniczną charakterystyką procesu patologicznego. W interpretacji spadku wartości VC, FVC i mocy wydechowej najczęściej popełniane są dwa błędy.

Pierwsza zakłada, że ​​stopień zmniejszenia FVC i siły wydechowej zawsze odzwierciedla stopień obturacyjnej niewydolności oddechowej. Ta opinia jest błędna. W niektórych przypadkach gwałtowny spadek wskaźników przy minimalnej duszności jest związany z zastawkowym mechanizmem niedrożności podczas wymuszonego wydechu, ale jest mniej wyraźny podczas normalnego wysiłku fizycznego. W prawidłowej interpretacji pomaga pomiar FVC i mocy wdechowej, które zmniejszają się tym mniej, im bardziej wyraźny jest mechanizm niedrożności zastawek. Spadek FVC i siły wydechowej bez zaburzenia przewodnictwa oskrzelowego jest w niektórych przypadkach skutkiem osłabienia mięśni oddechowych i ich unerwienia.

Drugi częsty błąd interpretacyjny: wyobrażenie o spadku FVC jako oznaki restrykcyjnej niewydolności oddechowej. W rzeczywistości może to być oznaką rozedmy płuc, tj. konsekwencją niedrożności oskrzeli i oznaką ograniczenia, zmniejszenie FVC może nastąpić tylko w przypadku zmniejszenia całkowitej pojemności płuc, która obejmuje oprócz VC pozostałe objętości.

Ocena funkcji transportu gazów we krwi i endogennego napięcia oddechowego

Oksygemometria – pomiar stopnia nasycenia krwi tętniczej tlenem. Metoda polega na zmianie widma absorpcji światła przez hemoglobinę związaną z tlenem. Wiadomo, że stopień utlenienia (S02) w płucach wynosi 96-98% maksymalnej możliwej pojemności krwi (niepełnej ze względu na przeciekanie naczyń płucnych i nierównomierną wentylację) i zależy od ciśnienia parcjalnego tlenu (P02).

Zależność S02 od P02 wyraża się za pomocą współczynnika dysocjacji tlenu (OD2). Jego wzrost wskazuje na wzrost powinowactwa hemoglobiny do tlenu (istnieje silniejsze połączenie), co można zaobserwować przy spadku ciśnienia parcjalnego tlenu i temperatury w płucach normalnie oraz przy patologii erytrocytów lub samej hemoglobiny oraz spadek (mniej silne połączenie) - ze wzrostem ciśnienia parcjalnego tlenu i temperatury w tkankach normalnie oraz z patologią erytrocytów lub samej hemoglobiny. Utrzymywanie się deficytu saturacji podczas wdychania czystego tlenu może wskazywać na obecność hipoksemii tętniczej.

Czas nasycenia tlenem charakteryzuje dyfuzję pęcherzykową, całkowitą pojemność płuc i krwi, równomierność wentylacji, drożność oskrzeli i objętości zalegające. Oksygemometria godz testy funkcjonalne(wstrzymanie oddechu podczas wdechu, wydechu) i submaksymalna aktywność fizyczna dostarczają dodatkowych kryteriów oceny zdolności kompensacyjnych zarówno funkcji płucnej, jak i transportu gazów układu oddechowego.

Kapnohemometria jest metodą pod wieloma względami identyczną z oksyhemometrią. Za pomocą czujników przezskórnych (przezskórnych) określa się stopień nasycenia krwi CO2. W tym przypadku analogicznie do tlenu oblicza się KDS2, którego wartość zależy od poziomu ciśnienia cząstkowego dwutlenku węgla i temperatury. Zwykle KDS2 w płucach jest niski, ale w tkankach, wręcz przeciwnie, jest wysoki.

Badanie stanu kwasowo-zasadowego (ABS) krwi

Oprócz badania współczynnika dysocjacji tlenu i dwutlenku węgla, aby ocenić część funkcji układu oddechowego związaną z transportem gazów, ważne jest zbadanie układów buforowych krwi, ponieważ większość CO2 wytwarzanego w tkankach jest akumulowana przez determinują w dużej mierze przepuszczalność gazów przez błony komórkowe i intensywność komórkowej wymiany gazowej. Badanie K0C zostanie szczegółowo zaprezentowane w opisie metod oceny układów homeostatycznych.

Określenie współczynnika oddechowego – stosunek CO2 powstającego w powietrzu pęcherzykowym do CO2 zużywanego w spoczynku i podczas wysiłku pozwala ocenić stopień endogennego napięcia oddechowego i jego możliwości rezerwowych.

Podsumowując opis niektórych metod oceny funkcji układu oddechowego, można stwierdzić, że te metody badawcze, zwłaszcza wykorzystujące dozowaną aktywność fizyczną (spiroveloergometrię) przy jednoczesnej rejestracji parametrów spirograficznych, pneumotachograficznych i gazometrycznych, pozwalają w miarę dokładnie określić określić stan i rezerwy czynnościowe oraz rodzaj i mechanizmy czynnościowej niewydolności oddechowej.

W ciągu ostatnich 20-30 lat wiele uwagi poświęcono badaniu czynności płuc u pacjentów z patologią płuc. Zaproponowano dużą liczbę testów fizjologicznych, które pozwalają jakościowo lub ilościowo określić stan funkcji zewnętrznego aparatu oddechowego. Dzięki obecnemu systemowi badania funkcjonalne możliwe jest określenie obecności i stopnia DN w różnym stopniu stany patologiczne, poznaj mechanizm zaburzeń oddychania. Funkcjonalne badania płuc pozwalają określić wielkość rezerw płucnych i możliwości kompensacyjne narządów oddechowych. Można do tego wykorzystać badania funkcjonalne ujęcie ilościowe zmiany zachodzące pod wpływem różnych efekty terapeutyczne(interwencje chirurgiczne, terapeutyczne zastosowanie tlenu, leków rozszerzających oskrzela, antybiotyków itp.), a co za tym idzie, o obiektywną ocenę skuteczności tych działań.

Badania funkcjonalne zajmują duże miejsce w praktyce lekarskiego badania pracy w celu określenia stopnia niepełnosprawności.

Ogólne dane dotyczące objętości płuc Klatka piersiowa, która wyznacza granice możliwej ekspansji płuc, może znajdować się w czterech głównych pozycjach, które określają główne objętości powietrza w płucach.

1. W okresie spokojnego oddychania o głębokości oddychania decyduje objętość wdychanego i wydychanego powietrza. Ilość powietrza wdychanego i wydychanego podczas normalnego wdechu i wydechu nazywana jest objętością oddechową (TI) (zwykle 400-600 ml, tj. 18% VC).

2. Przy maksymalnym wdechu do płuc wprowadzana jest dodatkowa objętość powietrza - rezerwowa objętość wdechowa (IRV), a przy maksymalnym możliwym wydechu określana jest rezerwowa objętość wydechowa (ERV).

3. Pojemność życiowa płuc (VC) - powietrze, które dana osoba jest w stanie wydychać po maksymalnym wdechu.

VIT = ROVd + TO + ROVd 4. Po maksymalnym wydechu w płucach pozostaje pewna ilość powietrza – zalegająca objętość płuc (RLV).

5. Całkowita pojemność płuc (TLC) obejmuje VC i TLC, czyli jest to maksymalna pojemność płuc.

6. TVR + ROvyd = funkcjonalna pojemność resztkowa (FRC), tj. jest to objętość zajmowana przez płuca pod koniec spokojnego wydechu. To właśnie ta pojemność w dużej mierze obejmuje powietrze pęcherzykowe, którego skład determinuje wymianę gazową z krwią naczyń włosowatych płuc.

Za prawidłową ocenę rzeczywiste wskaźniki uzyskane podczas badania, do porównania wykorzystuje się odpowiednie wartości, czyli teoretycznie wyliczone indywidualne normy. Przy obliczaniu odpowiednich wskaźników bierze się pod uwagę płeć, wzrost, wagę i wiek. Przy ocenie zwykle oblicza się procentowy stosunek wartości faktycznie uzyskanej do wartości oczekiwanej. Należy wziąć pod uwagę, że objętość gazu zależy od ciśnienia atmosferycznego, temperatury medium i nasycenia parą wodną. Dlatego zmierzone objętości płuc są korygowane pod kątem ciśnienia barometrycznego, temperatury i wilgotności w momencie badania. Obecnie większość badaczy uważa, że ​​wskaźniki odzwierciedlające wartości objętościowe gazu należy sprowadzić do temperatury ciała (37 C), przy całkowitym nasyceniu parą wodną. Stan ten nazywa się BTPS (po rosyjsku - TTND - temperatura ciała, ciśnienie atmosferyczne, nasycenie parą wodną).

Badając wymianę gazową, uzyskane objętości gazu prowadzą do tzw. warunków standardowych (STPD). tj. do temperatury 0 C, ciśnienia 760 mm Hg i gazu suchego (w języku rosyjskim - STDS - temperatura normalna, ciśnienie atmosferyczne i gaz suchy).

Podczas badań masowych często stosuje się średni współczynnik korygujący, który dla strefy centralnej Federacji Rosyjskiej w systemie STPD przyjmuje się równy 0,9, w systemie BTPS - 1. 1. W celu dokładniejszych badań stosuje się specjalne tabele.

Wszystkie objętości i pojemności płuc mają pewne znaczenie fizjologiczne. Objętość płuc pod koniec cichego wydechu jest określona przez stosunek dwóch przeciwnie skierowanych sił - sprężystego naciągu tkanki płucnej, skierowanej do wewnątrz (w kierunku środka) i mającej tendencję do zmniejszania objętości oraz siły sprężystej klatkę piersiową, przy spokojnym oddychaniu skierować głównie w przeciwnym kierunku – od środka na zewnątrz. Ilość powietrza zależy od wielu powodów. Przede wszystkim ważny jest stan samej tkanki płucnej, jej elastyczność, stopień ukrwienia itp. Jednak objętość klatki piersiowej, ruchliwość żeber, stan mięśni oddechowych, w tym przepony , który jest jednym z głównych mięśni wykonujących wdech, odgrywają znaczącą rolę.

Na wartości objętości płuc wpływa pozycja ciała, stopień zmęczenia mięśni oddechowych, pobudliwość ośrodka oddechowego oraz stan układu nerwowego.

Spirografia to metoda oceny wentylacji płuc za pomocą zapisu graficznego ruchy oddechowe, wyrażający zmiany objętości płuc we współrzędnych czasowych. Metoda jest stosunkowo prosta, dostępna, mało obciążająca i dostarczająca wielu informacji.

Podstawowe wskaźniki obliczeniowe wyznaczane na podstawie spirogramów

1. Częstotliwość i rytm oddychania. Normalna liczba oddechów w spoczynku waha się od 10 do 18-20 na minutę. Za pomocą spirogramu spokojnego oddychania z szybkim ruchem bibuły można określić czas trwania fazy wdechu i wydechu oraz ich stosunek do siebie. Zwykle stosunek wdechu i wydechu wynosi 1: 1, 1: 1, 2; na spirografach i innych urządzeniach, ze względu na duży opór w okresie wydechu, stosunek ten może osiągnąć 1:1, 3-1. 4. Wydłużenie czasu wydechu zwiększa się wraz z upośledzoną obturacją oskrzeli i może być wykorzystane w kompleksowej ocenie funkcji oddychania zewnętrznego. W ocenie spirogramu w niektórych przypadkach istotny jest rytm oddychania i jego zaburzenia. Utrzymujące się zaburzenia rytmu oddechowego zwykle wskazują na dysfunkcję ośrodka oddechowego.

2. Minutowa objętość oddechowa (MVR). MOD to ilość wentylowanego powietrza w płucach w ciągu 1 minuty. Wartość ta jest miarą wentylacji płuc. Jego ocenę należy przeprowadzić z obowiązkowym uwzględnieniem głębokości i częstotliwości oddychania, a także w porównaniu z minutową objętością O 2. Choć MOD nie jest bezwzględnym wskaźnikiem efektywności wentylacji pęcherzykowej (tj. wskaźnikiem efektywności cyrkulacji powietrza zewnętrznego i pęcherzykowego), to znaczenie diagnostyczne tej wartości podkreśla wielu badaczy (A.G. Dembo, Comro i in.). .).

MOD = DO x RR, gdzie RR to częstotliwość ruchów oddechowych w ciągu 1 minuty DO – objętość oddechowa

MOD pod wpływem różne wpływy może wzrosnąć lub zmniejszyć. Wzrost MOD zwykle pojawia się w przypadku DN. Jego wartość zależy również od pogorszenia wykorzystania wentylowanego powietrza, od trudności normalnej wentylacji, od zakłócenia procesów dyfuzji gazów (ich przejścia przez błony w tkance płucnej) itp. Wzrost MOR obserwuje się wraz ze wzrostem w procesach metabolicznych (tyreotoksykoza), z niektórymi uszkodzeniami ośrodkowego układu nerwowego. Spadek MOD obserwuje się u ciężko chorych pacjentów z ciężką niewydolnością płuc, serca lub depresją ośrodka oddechowego.

3. Minutowy pobór tlenu (MPO 2).Ściśle rzecz biorąc, jest to wskaźnik wymiany gazowej, ale jego pomiar i ocena są ściśle powiązane z badaniem MOR. Przez specjalne techniki wykonać obliczenia MPO 2. Na tej podstawie obliczany jest współczynnik wykorzystania tlenu (OCF 2) - jest to liczba mililitrów tlenu pochłoniętego z 1 litra wentylowanego powietrza.

KIO 2 = MPO 2 w ml MOD w l

Zwykle KIO 2 wynosi średnio 40 ml (od 30 do 50 ml). Spadek KIO 2 do wartości poniżej 30 ml świadczy o spadku efektywności wentylacji. Musimy jednak pamiętać o tym kiedy poważne stopnie niewydolność funkcji oddychania zewnętrznego, MOR zaczyna się zmniejszać, ponieważ zdolności kompensacyjne zaczynają się wyczerpywać, a wymiana gazowa w spoczynku jest nadal zapewniona dzięki włączeniu dodatkowych mechanizmów krążenia (czerwienica) itp. Dlatego ocena wskaźników CIO 2 , a także MOD, należy porównać z przebieg kliniczny choroba podstawowa.

4. Pojemność życiowa płuc (VC) VC to objętość gazu, którą można wydychać przy maksymalnym wysiłku po wzięciu najgłębszego możliwego oddechu. Na wartość pojemności życiowej ma wpływ pozycja ciała, dlatego obecnie powszechnie przyjmuje się, że wskaźnik ten określa się w pozycji siedzącej pacjenta.

Badanie należy przeprowadzić w warunkach spoczynkowych, tj. 1,5-2 godziny po lekkim posiłku i po 10-20 minutach odpoczynku. Do określenia pojemności życiowej wykorzystuje się różnego rodzaju spirometry wodne i suche, gazomierze oraz spirografy.

Podczas rejestracji na spirografie pojemność życiową określa się na podstawie ilości powietrza od momentu najgłębszego wdechu do końca najsilniejszego wydechu. Badanie powtarza się trzykrotnie z przerwami na odpoczynek, pod uwagę bierze się największą wartość.

Witalną pojemność życiową, oprócz zwykłej techniki, można rejestrować w dwóch etapach, tj. po spokojnym wydechu, badany proszony jest o wzięcie jak najgłębszego oddechu i powrót do poziomu spokojnego oddychania, a następnie, aż to możliwe, wykonaj jak najgłębszy wydech.

Aby prawidłowo ocenić rzeczywistą pojemność życiową, stosuje się obliczenie wymaganej pojemności życiowej (VC). Najczęściej stosowanym obliczeniem jest wzór Anthony'ego:

VEL = DOO x 2,6 dla mężczyzn VEL = DOO x 2,4 dla kobiet, gdzie DOO to właściwa podstawowa przemiana materii, określona za pomocą specjalnych tabel.

Korzystając z tego wzoru, należy pamiętać, że wartości DOO wyznaczane są w warunkach STPD.

Przyjęła się formuła zaproponowana przez Bouldina i wsp.: 27,63 – (0,112 x wiek w latach) x wzrost w cm (dla mężczyzn)21. 78 - (0,101 x wiek w latach) x wzrost w cm (dla kobiet) Ogólnorosyjski Instytut Pulmonologii sugeruje, aby VEL w litrach w systemie BTPS obliczać za pomocą następujących wzorów: 0,052 x wzrost w cm - 0,029 x wiek - 3,2 (dla mężczyzn)0. 049 x wzrost w cm - 0,019 x wiek - 3,9 (dla kobiet) Do obliczenia VC wykorzystano nomogramy i tabele obliczeniowe.

Ocena uzyskanych danych: 1. Dane odbiegające od wartości prawidłowych o więcej niż 12% u mężczyzn i - 15% u kobiet należy uznać za zaniżone: zwykle wartości takie występują jedynie u 10% praktycznie zdrowych osób. Nie mając prawa uważać takich wskaźników za oczywiście patologiczne, należy ocenić stan funkcjonalny aparatu oddechowego jako obniżony.

2. Dane odbiegające od wymaganych wartości o 25% u mężczyzn i 30% u kobiet należy uznać za bardzo niskie i uznać za wyraźną oznakę wyraźnego pogorszenia funkcji, ponieważ zwykle takie odchylenia występują tylko u 2% populacji .

Spadek pojemności życiowej jest spowodowany stanami patologicznymi, które uniemożliwiają maksymalną ekspansję płuc (zapalenie opłucnej, odma opłucnowa itp.), Zmiany w tkanka płuc(zapalenie płuc, ropień płucny, proces gruźliczy) i przyczyn niezwiązanych z patologią płuc (ograniczona ruchomość przepony, wodobrzusze itp.). Powyższe procesy to zmiany funkcji oddychania zewnętrznego według typu restrykcyjnego. Stopień tych naruszeń można wyrazić wzorem:

Pojemność życiowa x 100% VEL 100 - 120% - normalne wskaźniki 100- 70 % - zaburzenia restrykcyjne umiarkowane nasilenie 70-50% - zaburzenia restrykcyjne o znacznym nasileniu poniżej 50% - wyraźne zaburzenia obturacyjne Oprócz czynników mechanicznych determinujących zmniejszenie wydolności życiowej, istotny jest stan funkcjonalny układu nerwowego i ogólny stan pacjenta pewne znaczenie. Wyraźny spadek wydolności życiowej obserwuje się w chorobach układu sercowo-naczyniowego i wynika w dużej mierze z zastoju w krążeniu płucnym.

5. Pojemność życiowa fosforu (FVC) Do określenia FVC wykorzystuje się spirografy o dużych prędkościach rozciągania (od 10 do 50-60 mm/s). Przeprowadza się wstępne badanie i rejestrację pojemności życiowej. Po krótkim odpoczynku osoba badana bierze maksymalnie głęboki wdech, wstrzymuje oddech na kilka sekund i wykonuje wydech tak szybko, jak to możliwe (wymuszony wydech).

Istnieją różne sposoby oceny FVC. Jednak największe uznanie zyskała definicja pojemności jednosekundowej, dwu- i trzysekundowej, czyli obliczania objętości powietrza w czasie 1, 2, 3 sekundy. Najczęściej stosowany jest test jednosekundowy.

Zwykle czas wydechu u zdrowych osób wynosi od 2,5 do 4 sekund. , jest nieco opóźniony tylko u osób starszych.

Według wielu badaczy (B.S. Agov, G.P. Khlopova itp.) Cennych danych dostarcza nie tylko analiza wskaźniki ilościowe, ale także cechy jakościowe spirogramu. Różne odcinki krzywej natężonego wydechu mają różne znaczenie diagnostyczne. Początkowa część krzywej charakteryzuje opór dużych oskrzeli, który stanowi 80% całkowitego oporu oskrzeli. Końcowa część krzywej, odzwierciedlająca stan małych oskrzeli, niestety nie ma dokładnego wyrażenia ilościowego ze względu na słabą powtarzalność, ale jest jedną z ważnych cech opisowych spirogramu. W ostatnich latach opracowano i wprowadzono w życie urządzenia typu „peak fluorometer”, które pozwalają dokładniej scharakteryzować stan części dystalnej. drzewo oskrzelowe. dzięki niewielkim rozmiarom umożliwiają monitorowanie stopnia obturacji oskrzeli u pacjentów z astmą oskrzelową i wczesne zastosowanie leków, zanim pojawią się subiektywne objawy skurczu oskrzeli.

Zdrowa osoba wydycha powietrze w ciągu 1 sekundy. około 83% życiowej pojemności płuc w ciągu 2 sekund. - 94% w 3 sekundy. - 97%. Wydech w pierwszej sekundzie mniejszy niż 70% zawsze wskazuje na patologię.

Objawy obturacyjnej niewydolności oddechowej:

FVC x 100% (wskaźnik Tiffno) VC do 70% - normalne 65-50% - umiarkowane 50-40% - znaczące Poniżej 40% - ciężkie

6. Maksymalna wentylacja (MVV). W literaturze wskaźnik ten występuje pod różnymi nazwami: granica oddychania (Yu. N. Shteingrad, Knippint itp.), granica wentylacji (M. I. Anichkov, L. M. Tushinskaya itp.).

W praktyce coraz częściej stosuje się oznaczenie MVL za pomocą spirogramu. Najpowszechniej stosowaną metodą określania MVL jest dobrowolne wymuszone (głębokie) oddychanie z maksymalną dostępną częstotliwością. Podczas badania spirograficznego rejestrację rozpoczyna się od spokojnego oddychania (do ustalenia poziomu). Następnie pacjent proszony jest o oddychanie przez aparat przez 10-15 sekund z maksymalną możliwą szybkością i głębokością.

Wielkość MVL u zdrowych osób zależy od wzrostu, wieku i płci. Wpływ na to ma rodzaj wykonywanego zawodu, wykształcenie i ogólna kondycja podmiotu. MVL w dużej mierze zależy od siły woli podmiotu. Dlatego w celu standaryzacji niektórzy badacze zalecają wykonywanie MVL przy głębokości oddechu od 1/3 do 1/2 VC i częstości oddechów co najmniej 30 na minutę.

Średnie wartości MBL dla zdrowych ludzi wynoszą 80-120 litrów na minutę (tj. jest to największa ilość powietrza, jaką można przepuścić przez płuca przy najgłębszym i najczęstszym oddychaniu w ciągu jednej minuty). MVL zmienia się zarówno podczas procesów obturacyjnych, jak i podczas restrykcji, stopień zaburzenia można obliczyć ze wzoru:

MVL x 100% 120-80% - normalne wskaźniki DMVL 80-50% - umiarkowane zakłócenia 50-35% - znaczące poniżej 35% - wyraźne zakłócenia

Zaproponowano różne wzory do określenia prawidłowego MVL (DMVL). Najpowszechniej stosowaną definicją jest DMVL, która opiera się na wzorze Pibody, ale ze zwiększeniem zaproponowanej przez niego 1/3 VEL do 1/2 VEL (A.G. Dembo).

Zatem DMVL = 1/2 JEL x 35, gdzie 35 to częstość oddechów na minutę.

DMVL można obliczyć na podstawie powierzchni ciała (S) biorąc pod uwagę wiek (Yu. I. Mukharlyamov, A. I. Agranovich).

Wiek (lata)	Wzór obliczeniowy
	DMVL = S x 60
	DMVL = S x 55
	DMVL = S x 50
	DMVL = S x 40
60 lat i więcej	DMVL = S x 35

Do obliczenia DMVL wystarczy wzór Gaubatza: DMVL = DEL x 22 dla osób poniżej 45. roku życia DMVL = DEL x 17 dla osób powyżej 45. roku życia

7. Objętość resztkowa (RV) i funkcjonalna pojemność resztkowa (FRC). TLC jest jedynym wskaźnikiem, którego nie można zbadać metodą bezpośredniej spirografii; Aby to określić, stosuje się dodatkowe specjalne przyrządy do analizy gazów (POOL-1, wykres azotu). Metodą tą uzyskuje się wartość FRC, a wykorzystując VC i ROvyd. , oblicz OOL, OEL i OOL/OEL.

TOL = FFU - ROvyd DOEL = JEL x 1,32, gdzie DOEL to właściwa całkowita pojemność płuc.

Wartość FRC i TLC jest bardzo wysoka. Wraz ze wzrostem TOL zostaje zakłócone równomierne mieszanie wdychanego powietrza i spada skuteczność wentylacji. TOL wzrasta w przypadku rozedmy płuc i astmy oskrzelowej.

FRC i TLC zmniejszają się w przypadku stwardnienia płuc, zapalenia opłucnej i zapalenia płuc.

Granice normy i gradacja odchyleń od normy parametrów oddechowych

Wskaźniki		Norma warunkowa	Stopnie zmian
			umiarkowany	istotne
Pojemność życiowa, należny %
MVL, należny %
FEV1/VC,%
TEL, % należności
OOL, należny %
OOL/OEL,%


2. Diagnostyka zaburzeń czynnościowych zewnętrznego układu oddechowego

Oddychanie zewnętrzne, czyli płucne, jest jednym z elementów strukturalnych układu oddechowego, który zapewnia dopływ tlenu do organizmu ze środowiska zewnętrznego, jego wykorzystanie w biologicznym utlenianiu substancji organicznych i usuwaniu nadmiaru dwutlenku węgla powstałego z ciało podczas otoczenie zewnętrzne. Zewnętrzny układ oddechowy dokonuje wymiany gazowej pomiędzy powietrzem a krwią poprzez integrację elementów funkcjonalnych, do których zaliczają się: 1. struktury wymiany gazowej dróg oddechowych i pęcherzyków płucnych; 2. układ mięśniowo-szkieletowy klatki piersiowej, mięśnie oddechowe i opłucna; 3. krążenie płucne; 4. Neurohumoralny aparat regulacyjny. Struktury te zapewniają prawidłową arterializację krwi i przystosowanie organizmu do wysiłku fizycznego i różnych stanów patologicznych przy pomocy trzech procesy: 1. stała wentylacja przestrzeni pęcherzykowych w celu utrzymania prawidłowego składu gazowego powietrza pęcherzykowego; 2. dyfuzja gazów przez błonę pęcherzykowo-kapilarną; 3. ciągły przepływ płucny odpowiadający poziomowi wentylacji. Wentylacja, dyfuzja i przepływ krwi w płucach to kolejne ogniwa łańcucha transportu gazów w układzie oddychania zewnętrznego, reprezentujące jednocześnie trzy nierozerwalnie powiązane mechanizmy tego układu, które zapewniają jego działanie i osiągnięcie efektu końcowego.

Zaburzenia stanu funkcjonalnego zewnętrznego układu oddechowego są częstymi zmianami patofizjologicznymi nie tylko u pacjentów cierpiących na choroby płuc i dróg oddechowych, ale także w patologiach krążenia płucnego, struktur mięśniowo-szkieletowych klatki piersiowej i ośrodkowego układu nerwowego. Konsekwencją zakłócenia oddychania zewnętrznego jest rozwój niewydolności oddechowej. Istnieją różne podejścia do definiowania pojęcia „niewydolność oddechowa”. Można go interpretować jako stan, w którym zewnętrzny układ oddechowy nie jest w stanie zapewnić prawidłowego składu gazowego krwi tętniczej, lub jako stan, w którym utrzymanie odpowiedniego składu gazowego krwi tętniczej zostaje osiągnięte na skutek napięcia mechanizmów kompensacyjnych, prowadzących do do zmniejszenia możliwości funkcjonalnych organizmu.

Przyczyny niewydolności oddechowej.

1. Uszkodzenie oskrzeli na skutek skurczu oskrzeli, obrzęku błony śluzowej,

hiperkrynia i dyskrynia, obniżone napięcie dużych oskrzeli,

2. Uszkodzenie struktur pęcherzykowo-oddechowych płuc: naciek,

zniszczenie, zwłóknienie tkanki płuc, niedodma, wady rozwojowe płuc, konsekwencje interwencje chirurgiczne na nich itp.

3. Uszkodzenia narządu ruchu klatki piersiowej, mięśni oddechowych i opłucnej: ciężkie deformacje klatki piersiowej i kifoskolioza,

upośledzona ruchomość żeber, ograniczona ruchomość przepony, zrosty opłucnej, zmiany zwyrodnieniowo-dystroficzne w mięśniach oddechowych itp.

4. Zmiany patologiczne w krążeniu płucnym: zastój krwi w naczyniach, skurcz tętniczek, zmniejszenie łożyska naczyniowego.

5. Zaburzona regulacja oddychania zewnętrznego z powodu depresji ośrodkowego układu nerwowego o różnej etiologii lub zakłócenie lokalnych mechanizmów regulacyjnych.

Powyższe procesy patologiczne często prowadzą do rozwoju podobnych objawów klinicznych, takich jak duszność, jednak przyczyny tych objawów mogą być zupełnie inne. Badania funkcjonalne prowadzone w praktyce klinicznej pomagają wyjaśnić te przyczyny i różnicować istniejące zaburzenia.

Cele i zadania badań funkcjonalnych:

Diagnostyka i diagnostyka różnicowa chorób płuc i oskrzeli;

Dobór leków do leczenia patogenetycznego i objawowego;

Monitorowanie skuteczności leczenia;

Wskaźniki monitorowania umożliwiające ocenę przebiegu choroby;

Określenie stopnia i postaci niewydolności oddechowej;

Wyznaczanie rezerw funkcjonalnych do oceny zdolności do pracy;

Ocena ryzyka podczas planowania operacji;

Wykrywanie chorób układu oddechowego wśród populacji.

Różne metody badań funkcjonalnych dają wyobrażenie o stanie wentylacji, dyfuzji gazów w płucach, stosunku wentylacji do perfuzji i wielu innych parametrach. Przy odpowiednim wyposażeniu laboratorium diagnostyki funkcjonalnej badania te nie stwarzają istotnej złożoności metodologicznej. W praktyce klinicznej najczęściej musimy ograniczyć się do badań wentylacji, co wynika z dostępności sprzętu do prowadzenia tego badania w większości placówek medycznych.

Do najpowszechniejszych metod badania parametrów wentylacji zalicza się spirometrię, spirografię, pneumotachografię, przepływomierz szczytowy i pletyzmografię ogólną. W badaniach tych mierzono szereg wskaźników statycznych i dynamicznych.

ZANIM - objętość oddechowa- objętość powietrza wchodzącego do płuc podczas spokojnego oddychania w 1 oddechu

ROVD – rezerwowa objętość wdechowa – maksymalna objętość powietrza, jaką można wciągnąć po spokojnym oddechu

Rowyd – rezerwa wydechowa – maksymalna objętość powietrza, jaką można wydychać po spokojnym wydechu

OOL- objętość zalegająca płuca - objętość powietrza pozostająca w płucach po maksymalnym wydechu

TLC – całkowita pojemność płuc – maksymalna ilość powietrza, jaką mogą pomieścić płuca

Pojemność życiowa – pojemność życiowa płuc – maksymalna objętość, jaką można wydychać po wyjątkowo głębokim oddechu

Pojemność wdechowa – maksymalna ilość powietrza, jaką można wciągnąć po spokojnym wydechu

FRC – funkcjonalna pojemność resztkowa – objętość powietrza pozostająca w płucach po spokojnym wydechu

RR – częstość oddechów – liczba ruchów oddechowych na minutę podczas spokojnego oddychania

MOD - objętość minutowa oddychanie - objętość powietrza wchodząca do płuc w ciągu 1 minuty podczas spokojnego oddychania

MVL – maksymalna wentylacja płuc – maksymalna objętość powietrza, jaką pacjent może wydychać w ciągu 1 minuty

FVC – wymuszona pojemność życiowa płuc – największa objętość powietrza, jaka może zostać wydalona po maksymalnym wdechu podczas natężonego wydechu

FEV1 – natężona objętość wydechowa w pierwszej sekundzie – natężona objętość wydechowa w pierwszej sekundzie manewru FVC

IT – Indeks Tiffno – FEV1/VC%

SOS25-75 – średni objętościowy przepływ wydechowy na poziomie 25–75% pojemności życiowej

MOS25 – maksymalne natężenie przepływu wydechowego na poziomie wydechowym

MOS50 25, 50, 75% FVC

PEF – szczytowe natężone objętościowe natężenie przepływu wydechowego

Wartości liczbowe wskaźników wentylacji określa się ilościowo poprzez porównanie z wartościami dla osób w tym wieku, wzrost, wagę i płeć uważa się za normalne. W takim przypadku można zastosować odpowiednie wartości lub standardy. Właściwą wartością wskaźnika jest jego teoretycznie najbardziej prawdopodobna wartość, określona na podstawie związku stwierdzonego u osób zdrowych pomiędzy tym parametrem, płcią, wiekiem i danymi antropometrycznymi osoby badanej. Właściwe wartości wylicza się na podstawie wzorów pochodzących z badań dość reprezentatywnych grup osób zdrowych.

Objętość i pojemność płuc odnoszą się do wskaźników statycznych, które charakteryzują właściwości elastyczne płuc i ściany klatki piersiowej.

Ryc.1. Objętość i pojemność płuc.
Większość wskaźników objętościowych, z wyjątkiem OOL i zawierających go pojemników, uzyskuje się w trakcie badań spirograficznych. Prostota, dostępność i zawartość informacyjna metody zapewniły jej szerokie zastosowanie. Łatwość obciążania pacjenta i bezpieczeństwo pozwalają na prowadzenie wielu badań. Spirogram to graficzny zapis objętości płuc podczas wykonywania różnych manewrów oddechowych.

Ryż. 2. Schematyczne przedstawienie spirogramu osoby zdrowej.

Oprócz wskaźników objętościowych w badaniu spirograficznym bada się FVC, FEV1, IT, MOD, MVL, które są dynamiczną charakterystyką wentylacji. Badanie przeprowadza się w pozycji siedzącej, w warunkach względnego odpoczynku. Oddychanie odbywa się przez usta, na nos nakłada się zacisk. Tryby wykonywania manewrów VC, FVC i MVL są różne, ale wszystkie zapewniają osiągnięcie maksymalnej amplitudy parametrów. Aby zmierzyć pojemność życiową, pacjent bierze najgłębszy i najspokojniejszy możliwy oddech; badanie FVC wymaga od pacjenta krótkiego wstrzymania oddechu (1-2 sekundy) przy maksymalnym wdechu, a następnie wymuszonego wydechu; przy określaniu MVL pacjent oddycha głęboko i często (40-50 oddechów na 1 min) przez 10-15 sekund. Stosując metodę spirometryczną bada się jedynie wartość pojemności życiowej. W zależności od trybu spirografii można uzyskać charakterystykę procesu wentylacji lub stan aparatu zapewniającego proces wentylacji. Niestety za pomocą spirogramu technicznie trudno jest obliczyć tak bardzo informacyjne wskaźniki prędkości, jak POS, MOS25,50,75. Aby uzyskać te parametry, obecnie w praktyce klinicznej szeroko stosuje się metodę pneumotachograficzną, czyli badanie zależności przepływ-objętość.

W porównaniu ze spirografią wyznaczenie krzywej przepływ-objętość daje dodatkowe możliwości, choć pod wieloma względami ilość informacji uzyskanych obiema metodami jest taka sama. Procedura wykonywania manewru oddechowego podczas rejestracji krzywej przepływ-objętość jest identyczna jak podczas rejestracji FVC podczas badania spirograficznego. Umożliwia to badanie pneumotachograficzne precyzyjny pomiar wdechowego i wydechowego oraz pozwala na pomiar prędkości przepływu objętościowego w funkcji objętości płuc. Wizualizacja zależności pomiędzy przepływem i objętością pozwala na bardziej dogłębną analizę cech funkcjonalnych zarówno górnych, jak i dolnych dróg oddechowych.

Ryż. 3. Schematyczne przedstawienie krzywej „przepływ-objętość”.
Wskaźniki prędkości obliczane podczas badania przepływowo-objętościowego (POS, MOS25,50,75, SOS25-75) pozwalają na bardziej szczegółową ocenę lokalizacji niedrożności, głównie w centralnych lub obwodowych drogach oddechowych. Badanie metryki szczytowego przepływu jest również wykorzystywane do rejestracji POS.

Za pomocą spirografii i pneumotachografii można określić dwa główne typy patofizjologiczne nieprawidłowości: restrykcyjne i obturacyjne. Wariant restrykcyjny powstaje na skutek procesów ograniczających napełnienie klatki piersiowej powietrzem – zmian w klatce piersiowej objawiających się deformacją i sztywnością, obecności gazu lub płynu w jamie opłucnej, masywnych zrostów opłucnej, zapalenia płuc i zmiany zwłóknieniowe tkanka płucna, niedodma, nowotwory itp. Procesy te zapobiegają wypadnięciu klatki piersiowej i rozszerzeniu płuc, ale najczęściej nie wpływają lub nie mają prawie żadnego wpływu na drożność dróg oddechowych. W chorobach obturacyjnych wiodącą anomalią patofizjologiczną jest wzrost oporu dróg oddechowych na ruch powietrza w wyniku skurczu mięśni gładkich oskrzeli, obrzęku i nacieku zapalnego błony śluzowej oskrzeli, zwiększenie ilości lepkiej wydzieliny , deformację oskrzeli i zapadnięcie wydechowe oskrzeli.

W przypadku zaburzeń wentylacji obturacyjnej spirogram i krzywa przepływ-objętość ujawniają taki lub inny stopień spadku FEV1, MOS25,50,75, SOS25-75, IT, FVC. Niedrożność głównie centralnych dróg oddechowych charakteryzuje się wyraźniejszym spadkiem POC i MOC25, przy niedrożności obwodowej MOC50 i MOC75 zmniejszają się bardziej. Na początkowe przejawy niedrożność FEV1, IT i FVC mogą utrzymywać się w granicach normy, zmniejsza się jedynie MVR25,50,75.

Ryż. 4. Struktura VC, FVC, TLC i krzywe przepływ-objętość podczas niedrożności, któremu towarzyszy wzrost TLC

– umiarkowane naruszenia; 2 – istotne; 3 – ostry.

Ryż. 5. Struktura VC, FVC, TLC i krzywe przepływ-objętość dla zaburzeń obturacyjnych bez wzrostu TLC.

1 – umiarkowane naruszenia; 2 – istotne; 3 – ostry.

Restrykcyjny typ zaburzeń charakteryzuje się spadkiem TLC, ale ponieważ w tych badaniach nie można określić TLC i TLC, ograniczenie zwykle ocenia się na podstawie zmniejszenia pojemności życiowej i jej składników (ROvd, RO ext, Evd). FEV1 w czasie ograniczenia, jeśli nie następuje wyraźny spadek pojemności życiowej, pozostaje w normie, FEV1 w normie lub powyżej normy, wskaźniki prędkości nie ulegają zmianie.

Ryż. 6. VC, FVC i struktura TLC w zaburzeniach restrykcyjnych.

Zarówno w przypadku restrykcyjnych, jak i obturacyjnych wariantów zaburzeń wentylacji można zaobserwować zmiany w MVR i MVL. Wzrost MVR wskazuje na hiperwentylację spoczynkową, najczęściej o charakterze kompensacyjnym, natomiast spadek MVR wskazuje na hipowentylację w różnych stanach patologicznych. Spadek MVL może być jedną z wczesnych oznak zmniejszania się rezerw aparatu oddechowego.

Występuje dość często u pacjentów typ mieszany naruszenia funkcji wentylacji objawiające się spadkiem zarówno statycznych, jak i dynamicznych parametrów wentylacji. Diagnozę tego typu zaburzeń wentylacji najlepiej przeprowadzić na podstawie analizy struktury TLC (spadek TLC i TLC w połączeniu z objawami niedrożności), ponieważ Pojemność życiowa czasami zmniejsza się w przypadku niedrożności dróg oddechowych bez udziału jakichkolwiek czynników ograniczających.

Badanie struktury OEL, tj. stosunek tworzących go składników objętościowych pomaga różnicować zespoły patofizjologiczne upośledzonej zdolności wentylacyjnej płuc. Do wyznaczania TOL i FRC stosuje się metody konwekcyjne polegające na utrzymywaniu ilości obojętnego gazu wskaźnikowego (azotu lub helu) podczas jego przemieszczania się z pojemnika do pojemnika, a także metodę barometryczną – ogólną pletyzmografię. Choć metoda rozcieńczania helu jest prosta, jej dokładność zależy od całkowitego wymieszania gazu w płucach i u pacjentów z nierównomierną wentylacją wyniki pomiarów mogą być niedokładne, ponadto zabieg może zająć dość dużo czasu. Pletyzmografia ogólna jest szybszą i bardziej niezawodną metodą pomiaru objętości płuc, ale wymaga bardziej złożonego sprzętu technicznego. Zasada pletyzmografii opiera się na prawie Boyle'a-Mariotte'a, zgodnie z którym objętość gazu zmienia się odwrotnie proporcjonalnie do przyłożonego ciśnienia. Podczas badania pacjent przebywa w hermetycznie zamkniętej kabinie pletyzmografu i oddycha powietrzem komory przez ustnik, który można zamknąć przesłoną elektromagnetyczną, izolującą drogi oddechowe i płuca od objętości komory. Pod koniec cichego wydechu osoba badana bierze krótki wdech i wydycha powietrze przy zamkniętym zaworze. Rejestracja zmian ciśnienia w jamie ustnej (odpowiadającej ciśnieniu pęcherzykowemu) i objętości gazu wewnątrz klatki piersiowej (jako odzwierciedlenie wahań ciśnienia w kabinie) umożliwia obliczenie TRL, FRC, TEL, a także oporu aerodynamicznego (oskrzelowego) dróg oddechowych Surowy, charakteryzujący stan światła pierwszych 8-10 pokoleń oskrzeli. Obniżenie TLC przy niezmienionej strukturze jest charakterystyczne dla czystego (bez połączenia z obturacją) restrykcyjnego wariantu upośledzonej zdolności wentylacyjnej płuc. Za najważniejsze kryteria oceny elastyczności płuc i stanu drożności oskrzeli uważa się wartość bezwzględną TLC oraz stosunek TLC/TLC. Przy znacznym i utrzymującym się wzroście TLC/TEL% (50-60% lub więcej) możemy mówić o rozedmie płuc.

Powyższe metody badawcze pozwalają określić nie tylko rodzaj zaburzeń wentylacji, ale także stopień odchylenia poszczególnych parametrów od normy. Granice normy i odchylenia od normy w porównaniu z odpowiednimi wskaźnikami pokazano w tabeli:

Indeks	Norma	Warunkowy	Odchylenia wskaźników
			umiarkowany	istotne	ostry
Pojemność życiowa, % należny % należny FEV1/VC,% % należny % należny % należny % należny % należny % należny	> 90 > 85 > 70 90-110 90-125 > 85 > 80 > 80 > 75	90-85 85-75 70-65 90-85 89-85 85-75 79-60 79-60 74-60	84-70 74-55 64-55 90-85 84-70 74-55 59-40 59-40 59-45	69-50 54-35 54-40 74-60 69-50 54-35 39-20 39-20 44-30	> 225 > +25

Naruszenie funkcji wentylacji oddychania zewnętrznego może prowadzić do rozwoju hipoksemii i hiperkapni.

Wniosek o stanie funkcji wentylacji wskazuje rodzaj i stopień wykrytych naruszeń, np.: istotne naruszenia wentylacja typu obturacyjnego.

Badania wentylacji można uzupełnić testami rozszerzania oskrzeli i prowokacji oskrzeli. Testy rozszerzające oskrzela stosuje się w przypadku zespołu obturacyjnego w celu identyfikacji odwracalnej składowej niedrożności – skurczu oskrzeli. Jeżeli u pacjenta występuje skurcz oskrzeli, wdychanie leku rozszerzającego oskrzela po pewnym czasie powoduje zwiększenie wskaźniki funkcjonalne wentylacja, w szczególności FEV1, POS, MOS25,50,75. Zalecenia dotyczące oceny odwracalności niedrożności są różne, ale wzrost FEV1 o 15% lub więcej w porównaniu z wartością wyjściową można uznać za dodatni wynik testu. Test prowokacji oskrzelowej to badanie, które pozwala określić wrażliwość dróg oddechowych na różne czynniki zwężające oskrzela (histamina, metacholina, alergeny, zimne powietrze, aktywność fizyczna itp.). Najczęściej w celu rozpoznania astmy oskrzelowej u pacjentów z wątpliwą diagnozą wykonuje się test z bodźcami farmakologicznymi.

W warunkach patologicznych możliwe są zmiany nie tylko w wentylacji, ale także w dyfuzji, mimo że anatomiczna i fizjologiczna struktura płuc tworzy wyłącznie korzystne warunki do wymiany gazowej. Ogromna powierzchnia pęcherzyków płucnych (70-80 m2) oraz rozbudowana sieć naczyń włosowatych płuc stwarzają optymalne warunki wchłaniania tlenu i uwalniania dwutlenku węgla. Wymiana gazowa pomiędzy powietrzem pęcherzykowym a krwią zachodzi poprzez błonę pęcherzykowo-kapilarną, która składa się z nabłonka pęcherzykowego, warstwy śródmiąższowej i śródbłonka naczyń włosowatych. Na większości powierzchni wymiany gazowej całkowita grubość membrany nie przekracza 1 µm, tylko w niektórych obszarach osiągając 5 µm. Zgodnie z prawem Ficka przepływ gazu przez błonę pęcherzykowo-kapilarną następuje na drodze dyfuzji. Zgodnie z tym prawem szybkość przenikania gazu przez membranę jest wprost proporcjonalna do różnicy ciśnień cząstkowych gazu po obu stronach membrany oraz do stałej membrany zwanej dyfuzyjnością. Proces dyfuzji tlenu w płucach można uznać za zakończony dopiero po wejściu cząsteczek tlenu Reakcja chemiczna z hemoglobiną, pokonując warstwę plazmy, ścianę i warstwę protoplazmy erytrocytu.

Zaburzenia dyfuzji występują wraz z pogrubieniem i zmianami właściwości fizykochemicznych błony pęcherzykowo-kapilarnej (zwłóknienie pęcherzyków płucnych, rakowatość, obrzęk płuc, sarkoidoza itp.), zmniejszeniem powierzchni wymiany gazowej ze zmniejszeniem liczby funkcjonujących pęcherzyków i naczyń włosowatych (ucisk i niedodma płuc, niedorozwój płuc, usunięcie części płuc), zmniejszenie ilości krwi w naczyniach włosowatych płuc i zmniejszenie w niej hemoglobiny. Wszystko to prowadzi do tego, że krew opuszcza naczynia włosowate płucne, zanim całkowicie się utlenuje. Zaburzenia dyfuzji wpływają jedynie na wymianę tlenu, który ma gorsze właściwości dyfuzyjne niż dwutlenek węgla i może prowadzić do hipoksemii.

W praktyce klinicznej stosuje się trzy metody pomiaru dyfuzyjności płuc (DL), polegające na oznaczaniu stężenia tlenku węgla (CO ma zbliżoną masę cząsteczkową i rozpuszczalność w tlenie, ale ma 210 razy większe powinowactwo do hemoglobiny): metoda pojedynczego oddechu, metoda stanu ustalonego i metoda ponownego oddychania. Najpowszechniej stosowaną metodą jest metoda pojedynczej inhalacji. Dzięki tej metodzie pacjent z pozycji maksymalnego wydechu wdycha mieszaninę gazów o niskiej zawartości CO (0,3%) i niewielkiej ilości helu (10%) i wstrzymuje oddech na 10 sekund, po czym dokonuje całkowitego wydechu . Podczas wstrzymywania oddechu część CO2 dyfunduje z pęcherzyków płucnych do krwi. Ilość tę oblicza się na podstawie zawartości CO w gazie pęcherzykowym na początku i na końcu 10-sekundowego wstrzymania oddechu. Objętość pęcherzyków płucnych, w której nastąpiła wymiana gazowa, mierzy się poprzez rozcieńczenie helu. Na podstawie zmiany stężenia CO podczas wstrzymywania oddechu oblicza się DL. Stosowane jest również wyrażenie DL na 1 litr objętości płuc.

Aby ocenić stan pojemności dyfuzyjnej płuc, a także wydajność wentylacyjną, uzyskane dane porównuje się z odpowiednimi wskaźnikami. Zwykle DL wynosi więcej niż 85% wartości oczekiwanej, norma warunkowa mieści się w granicach 85-75% wartości oczekiwanej. Przy umiarkowanych naruszeniach zmniejsza się do 74-55%, przy znaczących - do 54-35%, a przy poważnych - poniżej 35% wartości właściwej.

Wyniki większości badań czynnościowych płuc zależą od wysiłku pacjenta i chęci współpracy z personelem wykonującym badanie. W tym zakresie przeprowadzenie badań wymaga przestrzegania metodologii badań i wstępnego przeszkolenia podmiotu. Należy zapisać wiek, wzrost i wagę niezbędne do obliczenia właściwych wartości. Przed badaniem na 2 godziny przed badaniem pacjent powinien unikać palenia tytoniu, intensywnego wysiłku fizycznego, picia alkoholu i spożywania dużych posiłków. Nie można badać w ubraniu uciskającym klatkę piersiową i utrudniającym ruchomość ścian jamy brzusznej, należy unikać stosowania leków rozszerzających oskrzela krótkie aktorstwo(co najmniej 4 godziny przed badaniem). O wymaganiach tych należy poinformować pacjenta w momencie zlecania badania. Jeżeli pacjent przed badaniem stosował leki rozszerzające oskrzela (wziewne lub doustne), należy poinformować o tym laboranta i odnotować tę informację w protokole badania.

Powyższe metody w niektórych przypadkach należy uzupełnić o badanie składu gazometrycznego krwi, obejmujące oznaczenie stopnia nasycenia krwi tlenem (SaO2), ciśnienia parcjalnego tlenu w krwi tętniczej (PaO2) i ciśnienia parcjalnego dwutlenku węgla we krwi tętniczej ( PaCO2) w celu wykrycia objawów niewydolności oddechowej. Spadek SaO2 (norma –93-96%) i PaO2 (norma – 70-80 mm Hg) wskazuje hipoksemia tętnicza; wzrost PaCO2 (normalnie 35–45 mm Hg) wskazuje na hiperkapnię.

Literatura

1. 
   Przewodnik fizjologia kliniczna oddychanie / wyd. Shika L.L., Kanaeva N.N. – L.: Medycyna, 1980.
2. 
   Choroby układu oddechowego. Rukow. dla lekarzy w 4 tomach / wyd. Paleeva N.R. – M., 1989.
3. 
   MA Grippi. Patofizjologia płuc / M., Binom, 1997.
4. 
   Organizacja pracy w badaniu stanu funkcjonalnego płuc z wykorzystaniem spirografii i pneumotachografii oraz zastosowanie tych metod w praktyce klinicznej: ( Wytyczne.) / Opracowali: Turina O.I., Lapteva I.M., Kalechits O.M., Manichev I.A., Shcherbitsky V.G. – Mn., 2002.