Як розрахувати обсяг повітря, що видихається

а) Хвилинний об'єм дихання дорівнює частоті дихання, помноженої на дихальний об'єм.. Загальну кількість нового повітря, що входить у дихальні шляхи за кожну хвилину, називають хвилинним об'ємом дихання. Він дорівнює добутку дихального об'єму на частоту дихання за хвилину. У спокої дихальний об'єм становить близько 500 мл і частота дихання – близько 12 разів на хвилину, отже, хвилинний об'єм дихання становить у середньому близько 6 л/хв. Людина протягом короткого періоду часу може жити при хвилинному обсязі дихання близько 1,5 л/хв та частоті дихання 2-4 рази на хвилину.

Іноді частота дихання може зрости до 40-50 разів на хвилину, а дихальний об'єм у молодого дорослого чоловіка може досягати приблизно 4600 мл. Хвилинний обсяг у своїй може бути більше 200 л/хв, тобто. у 30 разів і більше, ніж у спокої. Більшість людей не здатні підтримувати ці показники навіть на рівні 1/2-2/3 наведених значень більше 1 хв.

Діаграма максимальних дихальних екскурсій під час спокійного дихання, максимального вдиху та максимального видиху

б) Альвеолярна вентиляція. Головним завданням легеневої вентиляції є постійне оновлення повітря в газообмінних зонах легень, де повітря знаходиться недалеко від легеневих капілярів, наповнених кров'ю. До таких зон відносяться альвеоли, альвеолярні мішечки, альвеолярні протоки та бронхіоли. Кількість нового повітря, що досягає цих зон за хвилину, називають альвеолярною вентиляцією.

в) Мертвий простір та його вплив на альвеолярну вентиляцію. Деяка кількість повітря, що вдихається людиною, не доходить до газообмінних зон, а просто наповнює дихальні шляхи — ніс, носоглотку і трахею, де газообміну немає. Цей обсяг повітря називають повітрям мертвого простору, т.к. він не бере участі у газообміні.

При видиху повітря, що наповнює мертве простір, видихається першим - до того, як в атмосферу повертається повітря з альвеол, тому мертвий простір є додатковим елементом при видаленні повітря з легенів, що видихається.

Запис змін концентрації азоту в повітрі, що видихається після попереднього одноразового вдиху чистого кисню. У тексті показано, як цей запис може використовуватися для обчислення мертвого простору

1. Вимірювання обсягу мертвого простору. На малюнку вище показаний простий спосіб виміру обсягу мертвого простору. Випробуваний робить різкий глибокий вдих чистим киснем, наповнюючи їм весь мертвий простір. Кисень поєднується з альвеолярним повітрям, але не замінює його повністю. Після цього випробуваний робить видих через нітрометр зі швидким записом (отриманий у своїй запис наведено малюнку).

Перша порція повітря, що видихається складається з повітря, яке знаходилося в мертвому просторі дихальних шляхів, де воно було повністю замінено киснем, тому в першій частині запису присутній тільки кисень і концентрація азоту дорівнює нулю. Коли до нітрометра починає доходити альвеолярне повітря, концентрація азоту різко зростає, тому що альвеолярне повітря, що містить велику кількість азоту, починає змішуватися з повітрям з мертвого простору.

З виходом дедалі більшого кількості повітря, що видихається з дихальних шляхів вимивається все повітря, що знаходилося в мертвому просторі, і залишається тільки альвеолярне повітря, тому концентрація азоту на правій частині запису вимальовується як плато на рівні вмісту його в альвеолярному повітрі. мірою обсягу повітря мертвого простору.

Для точного виміру використовують наступне рівняння:

Vd = (Сіра область х Ve) / (Рожева область + Сіра область),

де Vd - повітря мертвого простору;

Наприклад: нехай площа сірої області на графіку становить 30 см, рожевої області - 70 см, а загальний обсяг видиху - 500 мл.

Мертве простір у разі дорівнює 30 : (30 + 70) x 500 = 150 мл.

2. Нормальний обсяг мертвого простору.Нормальний обсяг повітря в мертвому просторі у молодого дорослого чоловіка становить близько 150 мл. З віком ця цифра трохи збільшується.

3. Анатомічний мертвий простір та фізіологічний мертвий простір. Наведений раніше спосіб вимірювання мертвого простору дозволяє виміряти весь об'єм системи дихання, крім об'єму альвеол і розташованих біля них зон газообміну, який називають анатомічним мертвим простором. . З функціональної точки зору ці альвеоли також є мертвий простір.

При включенні альвеолярного мертвого простору у загальний мертвий простір останній називають не анатомічним, а фізіологічним мертвим простором.У здорової людини анатомічний та фізіологічний простори майже рівні, але якщо у людини в деяких ділянках легень частина альвеол не функціонує або функціонує лише частково, обсяг фізіологічного мертвого простору може виявитися в 10 разів більшим за анатомічний, тобто. 1-2 л. Ці проблеми будуть розглядатися далі у зв'язку з газообміном у легенях та деякими хворобами легень.

Навчальне відео - показники ФВС (спірометрії) в нормі та при хворобі

Редактор: Іскандер Мілевскі. Дата поновлення публікації: 18.3.2021