Външно дишане и белодробни обеми. Методи за измерване на дишането Минутен обем на дишането как да се определи
За да се оцени качеството на белодробната функция, той изследва дихателните обеми (с помощта на специални устройства - спирометри).
Дихателен обем (TV) е количеството въздух, което човек вдишва и издишва по време на тихо дишане в един цикъл. Нормално = 400-500 мл.
Минутен дихателен обем (MRV) е обемът на въздуха, преминаващ през белите дробове за 1 минута (MRV = DO x RR). Нормално = 8-9 литра в минута; около 500 л на час; 12000-13000 литра на ден. С увеличаване на физическата активност MOD нараства.
Не целият вдишван въздух участва в алвеоларната вентилация (газообмен), т.к част от него не достига до ацините и остава в дихателните пътища, където няма възможност за дифузия. Обемът на такива дихателни пътища се нарича "респираторно мъртво пространство". Нормално за възрастен = 140-150 мл, т.е. 1/3 TO.
Инспираторен резервен обем (IRV) е количеството въздух, което човек може да вдиша по време на най-силното максимално вдишване след тихо вдишване, т.е. над ДО. Нормално = 1500-3000 мл.
Експираторен резервен обем (ERV) е количеството въздух, което човек може допълнително да издиша след тихо издишване. Нормално = 700-1000 мл.
Жизненият капацитет на белите дробове (VC) е количеството въздух, което човек може максимално да издиша след най-дълбоко вдишване (VC=DO+ROVd+ROVd = 3500-4500 ml).
Остатъчен белодробен обем (RLV) е количеството въздух, оставащо в белите дробове след максимално издишване. Нормално = 100-1500 мл.
Общият белодробен капацитет (TLC) е максималното количество въздух, което може да се задържи в белите дробове. ТЕЛ=ВЕЛ+ТОЛ = 4500-6000 мл.
ДИФУЗИЯ НА ГАЗОВЕ
Състав на вдишания въздух: кислород - 21%, въглероден диоксид - 0,03%.
Състав на издишания въздух: кислород - 17%, въглероден диоксид - 4%.
Съставът на въздуха, съдържащ се в алвеолите: кислород - 14%, въглероден диоксид -5,6%.
Докато издишвате, алвеоларният въздух се смесва с въздуха в дихателните пътища (в „мъртвото пространство“), което причинява посочената разлика в състава на въздуха.
Преходът на газовете през въздушно-хематичната бариера се дължи на разликата в концентрациите от двете страни на мембраната.
Парциалното налягане е тази част от налягането, която пада върху даден газ. При атмосферно налягане от 760 mm Hg, парциалното налягане на кислорода е 160 mm Hg. (т.е. 21% от 760), в алвеоларния въздух парциалното налягане на кислорода е 100 mm Hg, а на въглеродния диоксид е 40 mm Hg.
Газовото напрежение е парциалното налягане в течност. Кислородното напрежение във венозната кръв е 40 mm Hg. Поради градиента на налягането между алвеоларния въздух и кръвта - 60 mm Hg. (100 mm Hg и 40 mm Hg), кислородът дифундира в кръвта, където се свързва с хемоглобина, превръщайки го в оксихемоглобин. Кръвта, съдържаща голямо количество оксихемоглобин, се нарича артериална. 100 ml артериална кръв съдържа 20 ml кислород, 100 ml венозна кръв съдържа 13-15 ml кислород. Също така, по градиента на налягането въглеродният диоксид навлиза в кръвта (тъй като се съдържа в големи количества в тъканите) и се образува карбхемоглобин. Освен това въглеродният диоксид реагира с вода, образувайки въглеродна киселина (реакционният катализатор е ензимът карбоанхидраза, намиращ се в червените кръвни клетки), която се разпада на водороден протон и бикарбонатен йон. Напрежението на CO 2 във венозна кръв е 46 mm Hg; в алвеоларен въздух – 40 mm Hg. (градиент на налягането = 6 mm Hg). Дифузията на CO 2 става от кръвта във външната среда.
Индикаторите за белодробна вентилация до голяма степен зависят от конституцията, физическата подготовка, височината, телесното тегло, пола и възрастта на човек, така че получените данни трябва да се сравняват с така наречените правилни стойности. Правилните стойности се изчисляват с помощта на специални номограми и формули, които се основават на определянето на правилния основен метаболизъм. Много функционални изследователски методи са сведени до определен стандартен обхват с течение на времето.
Измерване на белодробен обем
Дихателен обем
Дихателният обем (TV) е обемът на въздуха, вдишван и издишван по време на нормално дишане, равен средно на 500 ml (с колебания от 300 до 900 ml). От тях около 150 ml е обемът на въздуха във функционалното мъртво пространство (FSD) в ларинкса, трахеята и бронхите, който не участва в газообмена. Функционалната роля на HFMP е, че се смесва с вдишания въздух, като го овлажнява и затопля.
Експираторен резервен обем
Резервният обем на издишването е обемът въздух, равен на 1500-2000 ml, който човек може да издиша, ако след нормално издишване той издиша максимално.
Инспираторен резервен обем
Инспираторният резервен обем е обемът въздух, който човек може да вдиша, ако след нормално вдишване поеме максимално въздух. Равно на 1500 - 2000 мл.
Жизнен капацитет на белите дробове
Жизненият капацитет на белите дробове (VC) е равен на сумата от резервните обеми на вдишване и издишване и дихателен обем (средно 3700 ml) и е обемът въздух, който човек може да издиша по време на най-дълбокото издишване след максимум вдишване.
Остатъчен обем
Остатъчен обем (VR) е обемът въздух, който остава в белите дробове след максимално издишване. Равно на 1000 - 1500 мл.
Общ белодробен капацитет
Общият (максимален) белодробен капацитет (TLC) е сумата от дихателния, резервния (вдишване и издишване) и остатъчния обем и е 5000 - 6000 ml.
Необходимо е изследване на дихателните обеми, за да се оцени компенсацията на дихателната недостатъчност чрез увеличаване на дълбочината на дишане (вдишване и издишване).
Спирография на белите дробове
Спирографията на белия дроб ви позволява да получите най-надеждните данни. В допълнение към измерването на белодробните обеми, с помощта на спирограф можете да получите редица допълнителни показатели (приливни и минутни вентилационни обеми и др.). Данните се записват под формата на спирограма, от която може да се прецени нормата и патологията.
Изследване на интензивността на белодробната вентилация
Минутен обем на дишане
Минутният обем на дишането се определя чрез умножаване на дихателния обем по дихателната честота, средно е 5000 ml. По-точно се определя с помощта на спирография.
Максимална вентилация
Максималната вентилация на белите дробове („граница на дишане“) е количеството въздух, което може да се вентилира от белите дробове при максимално напрежение на дихателната система. Определя се чрез спирометрия с максимално дълбоко дишане с честота около 50 в минута, нормално 80 - 200 ml.
Резерв на дишане
Дихателният резерв отразява функционалността на дихателната система на човека. При здрав човек тя е равна на 85% от максималната вентилация на белите дробове, а при дихателна недостатъчност намалява до 60 - 55% и по-ниско.
Всички тези изследвания позволяват да се изследва състоянието на белодробната вентилация, нейните резерви, необходимостта от които може да възникне при извършване на тежка физическа работа или в случай на респираторно заболяване.
Изследване на механиката на дихателния акт
Този метод ви позволява да определите съотношението на вдишване и издишване, дихателно усилие в различни фази на дишане.
ЕФЖЕЛ
Експираторен форсиран жизнен капацитет (EFVC) се изследва по Votchal - Tiffno. Измерва се по същия начин, както при определяне на жизнения капацитет, но с най-бързо, принудително издишване. При здрави индивиди той е с 8-11% по-малък от жизнения капацитет, главно поради увеличаване на съпротивлението на въздушния поток в малките бронхи. При редица заболявания, придружени от повишаване на съпротивлението в малките бронхи, например бронхообструктивни синдроми, белодробен емфизем, промени в EFVC.
ИФЖЕЛ
Инспираторният форсиран жизнен капацитет (IFVC) се определя с възможно най-бързото форсирано вдишване. Не се променя при емфизем, но намалява при обструкция на дихателните пътища.
Пневмотахометрия
Пневмотахометрия
Пневмотахометрията оценява промяната в "пиковите" скорости на въздушния поток по време на принудително вдишване и издишване. Позволява ви да оцените състоянието на бронхиалната обструкция. ###Пневмотахография
Пневмотахографията се извършва с помощта на пневмотахограф, който записва движението на въздушна струя.
Тестове за откриване на явна или скрита дихателна недостатъчност
Въз основа на определянето на консумацията на кислород и кислородния дефицит с помощта на спирография и ергоспирография. Този метод може да определи потреблението на кислород и кислородния дефицит при пациент, когато извършва определена физическа активност и в покой.
Дихателните обеми се определят спирометрично и трябва да се считат за сред най-индикативните вентилационни стойности.
Минутен обем на дишане
Това се отнася до количеството въздух, вентилиран по време на тихо дишане за минута.
Метод на определяне. На субекта, свързан със спирограф, първо се дава възможност за няколко минути да свикне с дишането, което не е съвсем обичайно за него. След като първоначално настъпилата хипервентилация в повечето случаи отстъпи място на спокойно дишане, минутният обем на дишането се определя чрез умножаване на обема на дишане по време на вдишване по броя на вдишванията в минута. При неспокойно дишане се измерват вентилираните обеми за всяко вдишване за минута и резултатите се сумират.
Нормални стойности. Правилният минутен обем на дишането се получава чрез умножаване на правилната основна метаболитна скорост (подходящия брой калории за 24 часа в сравнение с общата повърхност на тялото) по 4,73.
Получените стойности ще бъдат в диапазона от 6-9 литра. Те се влияят от скоростта (интензивността) на метаболизма (напр. тиреотоксикоза) и количеството вентилация на мъртвото пространство. Това дава възможност понякога да се припишат отклонения от нормата на патологията на един от тези фактори.
При замяна на дишането с въздух с дишане с кислород при здрави индивиди няма промяна в минутния обем на дишането. Напротив, при много тежка дихателна недостатъчност минутният обем при дишане на кислород намалява и в същото време се увеличава консумацията на кислород за минута. Настъпва "успокояване на дишането". Този ефект се обяснява с по-добрата артериализация на кръвта при дишане на чист кислород в сравнение с дишане с атмосферен въздух. Това привлича още повече вниманието при натоварване.
Сравнете с това казаното в раздела за кардиопулмонален (сърдечно-белодробен) дефицит на кислород.
Тест за максимален експираторен обем (тест на Тифно)
Максималният експираторен обем се разбира като експираторната работа на белите дробове за секунда, т.е. количеството въздух, издишано със сила за секунда след максималното вдишване.
Продължителността на издишване при пациенти с емфизем е по-голяма, отколкото при здрави индивиди. Този факт, записан за първи път на спирометъра Hutchinson, по-късно беше потвърден от Tiffeneau и Pinelli, които също посочиха напълно определената му връзка с жизнения капацитет.
В немската литература количеството въздух, издишано в проба за секунда, се нарича „полезна част от жизнения капацитет“, британците говорят за „timed capacity“ (капацитет за определен период от време), във френската литература терминът „capacite pulmonaire“ utilisable a l'effort” се използва (белодробен капацитет, използван с усилие).
Този тест е от особено значение, тъй като позволява да се направят общи изводи за ширината на дихателните пътища и съответно за количеството на дихателното съпротивление на бронхиалната система, както и за еластичността на белите дробове, подвижността на гърдите и силата на дихателната мускулатура.
Нормални стойности. Максималният експираторен обем се изразява като процент от жизнения капацитет. При здрави хора той е равен на 70-80% от жизнения капацитет. В този случай най-малко 55% от наличния жизнен капацитет трябва да изтече през първата половина на секундата.
При здрави хора са необходими 4 секунди за пълно издишване след дълбоко вдишване. След 2 секунди се издишват 94% от жизнения капацитет, след 3 секунди - 97% от жизнения капацитет.
Експираторният обем намалява с възрастта от 83% от жизнения капацитет в младостта до 69% в напреднала възраст. Този факт се потвърждава от Gitter в неговите обширни изследвания върху повече от 1000 индустриални работници. Tiffeneau счита за нормален максималния обем на издишване през първата секунда, който е 83,3% от истинския или действителния капацитет, Biicherl - 77,3% за мъжете и 82,3% за жените.
Метод на изпълнение. Използва се спирограф, чийто кимограф бързо придвижва лентата (най-малко 10 mm/sec). След записване на жизнения капацитет по обичайния начин, субектът се иска отново да поеме максимално дъх, да задържи дъха си малко, след това да издиша бързо и възможно най-дълбоко. Може да се постигне известно опростяване, ако се запише така наречената експирограма с едновременно определяне на жизнения капацитет и максималния обем на издишване при едно издишване след максималното вдишване.
Степен. Тестът на Tiffeneau се счита за надежден критерий за разпознаване на обструктивен бронхит и произтичащия от него емфизем. В тези случаи при нормален жизнен капацитет се установява значително намаляване на максималния експираторен обем, докато при рестриктивна вентилационна недостатъчност, въпреки че жизненият капацитет е намален, процентът на максималния експираторен обем остава нормален.
Тъй като причината за обструктивните нарушения, наред с органично причинените пречки в дихателните пътища, може да бъде и функционален спазъм, се препоръчва тест с астмамолизин за диференциално диагностично идентифициране на истинската причина.
Астмолизин тест. След предварително определяне на жизнения капацитет и максималния обем на издишване, 1 ml астмамолизин или хистамин се инжектират подкожно и след 30 минути същите стойности се определят отново. Ако получените стойности на вентилацията показват тенденция към нормализиране, тогава говорим за функционалния компонент на обструктивния бронхит.
Статията е изготвена и редактирана от: хирургUDC 612.215+612.1 BBK E 92 + E 911
А.Б. Загайнова, Н.В. Турбасова. Физиология на дишането и кръвообращението. Учебно-методическо ръководство по дисциплината „Физиология на човека и животните”: за студенти от 3 курс ОДО и 5 курс ОДО на Биологическия факултет. Тюмен: Издателство на Тюменския държавен университет, 2007. - 76 с.
Учебно-методическото ръководство включва лабораторни работи, съставени в съответствие с програмата на курса „Физиология на човека и животните“, много от които илюстрират основните научни принципи на класическата физиология. Част от работата е с приложен характер и представлява методи за самоконтрол на здравето и физическото състояние, методи за оценка на физическата работоспособност.
ОТГОВОРЕН РЕДАКТОР: В. С. Соловьов , Доктор на медицинските науки, професор
© Тюменски държавен университет, 2007
© Издателство на Тюменския държавен университет, 2007 г
© А.Б. Загайнова, Н.В. Турбасова, 2007
Обяснителна бележка
Предмет на изследване в разделите „дишане“ и „кръвообращение“ са живите организми и техните функциониращи структури, които осигуряват тези жизнени функции, което определя избора на методи за физиологично изследване.
Целта на курса: да се формират идеи за механизмите на функциониране на дихателните и кръвоносните органи, за регулирането на дейността на сърдечно-съдовата и дихателната системи, за тяхната роля в осигуряването на взаимодействието на тялото с външната среда.
Цели на лабораторния практикум: запознаване на студентите с методите за изследване на физиологичните функции на човека и животните; илюстрират фундаментални научни принципи; представи методи за самоконтрол на физическото състояние, оценка на физическата работоспособност по време на физическа активност с различна интензивност.
За провеждане на лабораторни занятия по дисциплината „Физиология на човека и животните“ се отделят 52 часа за ОДО и 20 часа за ОДО. Окончателният отчет по дисциплината „Физиология на човека и животните” е изпит.
Изисквания към изпита: необходимо е да се разберат основите на жизнените функции на тялото, включително механизмите на функциониране на системи от органи, клетки и отделни клетъчни структури, регулацията на функционирането на физиологичните системи, както и моделите на взаимодействие на тялото с външната среда.
Учебно-методическото ръководство е разработено като част от програмата на общия курс „Физиология на човека и животните“ за студенти от Биологическия факултет.
ФИЗИОЛОГИЯ НА ДИШАНЕТО
Същността на дихателния процес е доставянето на кислород до тъканите на тялото, което осигурява протичането на окислителни реакции, което води до освобождаване на енергия и освобождаване на въглероден диоксид от тялото, който се образува в резултат на метаболизъм.
Процесът, протичащ в белите дробове и състоящ се в обмен на газове между кръвта и околната среда (въздухът, навлизащ в алвеолите, се нарича външно, белодробно дишане,или вентилация.
В резултат на газообмена в белите дробове кръвта се насища с кислород и губи въглероден диоксид, т.е. отново става способен да транспортира кислород до тъканите.
Подновяването на газовия състав на вътрешната среда на тялото се дължи на кръвообращението. Транспортната функция се осъществява от кръвта поради физическото разтваряне на CO 2 и O 2 в нея и тяхното свързване с кръвните компоненти. По този начин хемоглобинът може да влезе в обратима реакция с кислорода и свързването на CO 2 възниква в резултат на образуването на обратими бикарбонатни съединения в кръвната плазма.
Консумацията на кислород от клетките и осъществяването на окислителни реакции с образуването на въглероден диоксид е същността на процесите вътрешни, или тъканно дишане.
По този начин само едно последователно изследване на трите части на дишането може да даде представа за един от най-сложните физиологични процеси.
За изследване на външното дишане (белодробна вентилация), газообмена в белите дробове и тъканите, както и транспорта на газове в кръвта, се използват различни методи за оценка на дихателната функция в покой, по време на физическа активност и различни влияния върху тялото.
ЛАБОРАТОРНА РАБОТА №1
ПНЕВМОГРАФИЯ
Пневмографията е запис на дихателни движения. Позволява ви да определите честотата и дълбочината на дишането, както и съотношението на продължителността на вдишване и издишване. При възрастен броят на дихателните движения е 12-18 в минута, при децата дишането е по-често. При физическа работа той се удвоява и повече. По време на мускулна работа честотата и дълбочината на дишането се променят. Наблюдават се промени в ритъма на дишане и неговата дълбочина по време на преглъщане, говорене, след задържане на дъха и др.
Няма паузи между двете фази на дишането: вдишването директно се превръща в издишване, а издишването - във вдишване.
По правило вдишването е малко по-кратко от издишването. Времето на вдишване е свързано с времето на издишване, като 11:12 или дори като 10:14.
В допълнение към ритмичните дихателни движения, които осигуряват вентилация на белите дробове, могат да се наблюдават специални дихателни движения с течение на времето. Някои от тях възникват рефлексивно (защитни дихателни движения: кашляне, кихане), други доброволно, във връзка с фонацията (говор, пеене, рецитация и др.).
Регистрирането на дихателните движения на гръдния кош се извършва с помощта на специално устройство - пневмограф. Полученият запис - пневмограма - ви позволява да прецените: продължителността на фазите на дишане - вдишване и издишване, честота на дишане, относителна дълбочина, зависимостта на честотата и дълбочината на дишането от физиологичното състояние на тялото - почивка, работа, и т.н.
Пневмографията се основава на принципа на въздушно предаване на дихателните движения на гръдния кош към лоста за писане.
Най-често използваният пневмограф в момента е продълговата гумена камера, поставена в платнена обвивка, херметично свързана с гумена тръба с капсулата Marais. При всяко вдишване гръдният кош се разширява и компресира въздуха в пневмографа. Това налягане се предава в кухината на капсулата Marais, нейната еластична гумена капачка се повдига и лостът, опрян върху нея, записва пневмограма.
В зависимост от използваните сензори, пневмографията може да се извърши по различни начини. Най-простият и достъпен за записване на дихателните движения е пневматичен сензор с капсула Marais. За пневмография могат да се използват реостат, тензодатчик и капацитивни сензори, но в този случай са необходими електронни усилващи и записващи устройства.
За работа са ви необходими:кимограф, маншет за сфигмоманометър, капсула Marais, статив, тройник, гумени тръби, таймер, амонячен разтвор. Обект на изследване е човек.
Извършване на работа.Сглобете инсталацията за запис на дихателни движения, както е показано на фиг. 1, А. Маншетът от сфигмоманометъра е фиксиран върху най-подвижната част на гръдния кош на субекта (за коремно дишане това ще бъде долната трета, за гръдно дишане - средната трета на гръдния кош) и е свързан с помощта на тройник и гума тръби към капсулата Marais. Чрез тройника, отваряйки скобата, в записващата система се вкарва малко количество въздух, като се гарантира, че твърде високото налягане не разкъсва гумената мембрана на капсулата. След като се уверите, че пневмографът е укрепен правилно и движенията на гръдния кош се предават на лоста на капсулата Marais, пребройте броя на дихателните движения в минута и след това поставете писаря тангенциално към кимографа. Включете кимографа и таймера и започнете да записвате пневмограмата (субектът не трябва да гледа пневмограмата).
Ориз. 1. Пневмография.
A - графичен запис на дишане с помощта на капсулата Marais; B - пневмограми, записани под въздействието на различни фактори, причиняващи промени в дишането: 1 - широк маншет; 2 - гумена тръба; 3 – тройник; 4 - капсула Маре; 5 – кимограф; 6 - брояч на времето; 7 - универсален статив; а - спокойно дишане; b - при вдишване на амонячни пари; c - по време на разговор; d - след хипервентилация; г - след волево задържане на дъха; д - по време на физическа активност; b"-e" - белези на приложеното въздействие.
Следните видове дишане се записват на кимограф:
1) спокойно дишане;
2) дълбоко дишане (субектът доброволно поема няколко дълбоки вдишвания и издишвания - жизненият капацитет на белите дробове);
3) дишане след физическа активност. За да направите това, субектът е помолен, без да отстранява пневмографа, да направи 10-12 клякания. В същото време, така че в резултат на резки удари на въздуха гумата на капсулата Marey да не се спука, се използва скоба Pean за компресиране на гумената тръба, свързваща пневмографа с капсулата. Веднага след приключване на клека скобата се отстранява и се записват дихателните движения);
4) дишане по време на рецитация, говорене, смях (обърнете внимание как се променя продължителността на вдишването и издишването);
5) дишане при кашлица. За да направи това, субектът прави няколко произволни издишващи кашлица движения;
6) задух - диспнея, причинена от задържане на дъха. Експериментът се провежда в следния ред. След като запишете нормалното дишане (eipnea) при седнал субект, помолете го да задържи дъха си, докато издишва. Обикновено след 20-30 секунди настъпва неволно възстановяване на дишането и честотата и дълбочината на дихателните движения стават значително по-големи и се наблюдава задух;
7) промяна в дишането с намаляване на въглеродния диоксид в алвеоларния въздух и кръвта, което се постига чрез хипервентилация на белите дробове. Пациентът прави дълбоки и чести дихателни движения до леко замайване, след което настъпва естествено задържане на дъха (апнея);
8) при преглъщане;
9) при вдишване на амонячни пари (памук, навлажнен с разтвор на амоняк, се довежда до носа на изпитвания).
Някои пневмограми са показани на фиг. 1,Б.
Залепете получените пневмограми в тетрадката си. Изчислете броя на дихателните движения за 1 минута при различни условия за запис на пневмограмата. Определете в коя фаза на дишане се появяват преглъщане и говор. Сравнете естеството на промените в дишането под въздействието на различни фактори на експозиция.
ЛАБОРАТОРНА РАБОТА № 2
СПИРОМЕТРИЯ
Спирометрията е метод за определяне на жизнения капацитет на белите дробове и съставните му въздушни обеми. Жизненият капацитет (VC) е най-голямото количество въздух, което човек може да издиша след максимално вдишване. На фиг. Фигура 2 показва белодробни обеми и капацитети, характеризиращи функционалното състояние на белите дробове, както и пневмограма, обясняваща връзката между белодробните обеми и капацитети и дихателните движения. Функционалното състояние на белите дробове зависи от възрастта, ръста, пола, физическото развитие и редица други фактори. За да се оцени дихателната функция при даден човек, измерените белодробни обеми трябва да се сравнят с подходящи стойности. Правилните стойности се изчисляват с помощта на формули или се определят с помощта на номограми (фиг. 3), отклоненията от ± 15% се считат за незначителни. За измерване на жизнения капацитет и съставните му обеми се използва сух спирометър (фиг. 4).
Ориз. 2. Спирограма. Белодробни обеми и капацитет:
ROVD - инспираторен резервен обем; DO - дихателен обем; ROvyd - експираторен резервен обем; ОО - остатъчен обем; Evd - инспираторен капацитет; FRC - функционален остатъчен капацитет; Жизнен капацитет - жизнен капацитет на белите дробове; TLC - общ белодробен капацитет.
Белодробни обеми:
Инспираторен резервен обем(ROVD) - максималният обем въздух, който човек може да вдиша след тих дъх.
Експираторен резервен обем(ROvyd) - максималният обем въздух, който човек може да издиша след тихо издишване.
Остатъчен обем(OO) е обемът на газа в белите дробове след максимално издишване.
Инспираторен капацитет(Evd) е максималният обем въздух, който човек може да вдиша след тихо издишване.
Функционален остатъчен капацитет(FRC) е обемът газ, оставащ в белите дробове след тихо вдишване.
Жизнен капацитет на белите дробове(VC) – максималният обем въздух, който може да се издиша след максимално вдишване.
Общ белодробен капацитет(Oel) - обемът на газовете в белите дробове след максимално вдишване.
За работа са ви необходими:сух спирометър, щипка за нос, мундщук, спирт, памук. Обект на изследване е човек.
Предимството на сухия спирометър е, че е преносим и лесен за използване. Сухият спирометър е въздушна турбина, въртяща се от поток от издишан въздух. Въртенето на турбината се предава чрез кинематична верига към стрелката на устройството. За да спре иглата в края на издишването, спирометърът е оборудван със спирачно устройство. Измереният обем въздух се определя с помощта на скалата на уреда. Скалата може да се върти, което позволява показалецът да се нулира преди всяко измерване. Въздухът се издишва от белите дробове през мундщук.
Извършване на работа.Мундщукът на спирометъра се избърсва с памучна вата, навлажнена със спирт. След максимално вдишване субектът издишва възможно най-дълбоко в спирометъра. Жизненият жизнен капацитет се определя с помощта на скалата на спирометъра. Точността на резултатите се повишава, ако жизненият капацитет се измерва няколко пъти и се изчислява средната стойност. При многократни измервания е необходимо всеки път да задавате началната позиция на скалата на спирометъра. За да направите това, измервателната скала на сух спирометър се завърта и нулевото деление на скалата се изравнява със стрелката.
Жизненият витален капацитет се определя в изправено, седнало и легнало положение, както и след физическа активност (20 клякания за 30 секунди). Обърнете внимание на разликата в резултатите от измерването.
След това субектът прави няколко тихи издишвания в спирометъра. В същото време се отчита броят на дихателните движения. Като разделите показанията на спирометъра на броя издишвания, направени в спирометъра, определете дихателен обемвъздух.
Ориз. 3. Номограма за определяне на правилната стойност на жизнения капацитет.
Ориз. 4. Спирометър за сух въздух.
За определяне експираторен резервен обемСлед следващото тихо издишване субектът издишва максимално в спирометъра. Резервният експираторен обем се определя с помощта на скалата на спирометъра. Повторете измерванията няколко пъти и изчислете средната стойност.
Инспираторен резервен обемможе да се определи по два начина: изчислено и измерено със спирометър. За да се изчисли, е необходимо от стойността на жизнения капацитет да се извади сумата от дихателния и резервния (издишващ) въздушен обем. При измерване на инспираторния резервен обем със спирометър в него се вкарва определен обем въздух и субектът след тихо вдишване поема максимално въздух от спирометъра. Разликата между първоначалния обем въздух в спирометъра и обема, оставащ там след дълбоко вдишване, съответства на инспираторния резервен обем.
За определяне остатъчен обемвъздух няма директни методи, затова се използват косвени. Те могат да се основават на различни принципи. За тези цели се използват например плетизмография, оксигемометрия и измерване на концентрацията на индикаторни газове (хелий, азот). Смята се, че нормално остатъчният обем е 25-30% от жизнения капацитет.
Спирометърът позволява да се установят редица други характеристики на дихателната дейност. Един от тях е количеството на белодробната вентилация.За да се определи, броят на дихателните цикли в минута се умножава по дихателния обем. Така за една минута нормално се обменят около 6000 мл въздух между тялото и околната среда.
Алвеоларна вентилация= дихателна честота x (дихателен обем - обем на "мъртвото" пространство).
Чрез установяване на дихателни параметри можете да оцените интензивността на метаболизма в тялото, като определите консумацията на кислород.
По време на работата е важно да се установи дали стойностите, получени за конкретен човек, са в нормалните граници. За тази цел са разработени специални номограми и формули, които отчитат съотношението на индивидуалните характеристики на функцията на външното дишане и такива фактори като пол, височина, възраст и др.
Правилната стойност на жизнения капацитет на белите дробове се изчислява по формулите (Guminsky A.A., Leontyeva N.N., Marinova K.V., 1990):
за мъже -
VC = ((височина (см) x 0,052) – (възраст (години) x 0,022)) - 3,60;
за жени -
VC = ((височина (см) x 0,041) - (възраст (години) x 0,018)) - 2,68.
за момчета 8-12 години -
VC = ((височина (см) x 0,052) - (възраст (години) x 0,022)) - 4,6;
за момчета 13-16г.
VC = ((височина (cm) x 0,052) - (възраст (години) x 0,022)) - 4,2;
за момичета 8 - 16 години -
VC = ((височина (см) x 0,041) - (възраст (години) x 0,018)) - 3,7.
До 16-17-годишна възраст жизненият капацитет на белите дробове достига стойности, характерни за възрастен.
Резултати от работата и тяхното проектиране. 1. Въведете резултатите от измерването в Таблица 1 и изчислете средната жизнена стойност.
маса 1
Номер на измерване | Витален жизнен капацитет (почивка) |
||
стоящ | седнал | ||
1 2 3 Средно |
2. Сравнете резултатите от измерванията на жизнения капацитет (почивка) в изправено и седнало положение. 3. Сравнете резултатите от измерванията на жизнения капацитет в изправено положение (в покой) с резултатите, получени след физическа активност. 4. Изчислете % от правилната стойност, като знаете индикатора за жизнен капацитет, получен чрез измерване на изправено положение (покой) и правилния жизнен капацитет (изчислен по формулата):
GELfact.х 100 (%).
5. Сравнете стойността на VC, измерена от спирометъра, с правилната VC, намерена с помощта на номограмата. Изчислете остатъчния обем, както и белодробния капацитет: общ белодробен капацитет, инспираторен капацитет и функционален остатъчен капацитет. 6. Направете изводи.
ЛАБОРАТОРНА РАБОТА №3
ОПРЕДЕЛЯНЕ НА МИНУТЕН ОБЕМ НА ДИШАНЕ (MOV) И БЕЛОДРОБЕН ОБЕМ
(ПОДХОДЯЩ, ВДЪХНОВЯВАЩ РЕЗЕРВЕН ОБЕМ
И ОБЕМ НА РЕЗЕРВА НА ИЗДИШВАНЕ)
Вентилацията се определя от обема на вдишвания или издишван въздух за единица време. Обикновено се измерва минутният обем на дишането (MRV). Стойността му при тихо дишане е 6-9 литра. Вентилацията на белите дробове зависи от дълбочината и честотата на дишането, което в покой е 16 за 1 минута (от 12 до 18). Минутният обем на дишането е равен на:
MOD = TO x BH,
където DO - дихателен обем; RR - дихателна честота.
За работа са ви необходими:сух спирометър, щипка за нос, спирт, памук. Обект на изследване е човек.
Извършване на работа.За да се определи обемът на дихателния въздух, субектът трябва да издиша спокойно в спирометъра след спокойно вдишване и да определи дихателния обем (TI). За да определите експираторния резервен обем (ERV), след спокойно, нормално издишване в околното пространство, издишайте дълбоко в спирометъра. За да определите инспираторния резервен обем (IRV), настройте вътрешния цилиндър на спирометъра на някакво ниво (3000-5000) и след това, като поемете спокойно въздух от атмосферата, държейки носа си, поемете максимално въздух от спирометъра. Повторете всички измервания три пъти. Инспираторният резервен обем може да се определи от разликата:
ROVD = VITAL - (DO - ROvyd)
Използвайки метода на изчисление, определете сумата от DO, ROvd и ROvd, която съставлява жизнения капацитет на белите дробове (VC).
Резултати от работата и тяхното проектиране. 1. Представете получените данни под формата на таблица 2.
2. Изчислете минутния обем на дишането.
таблица 2
ЛАБОРАТОРНА РАБОТА № 4
Вентилацията е непрекъснат, контролиран процес на актуализиране на газовия състав на въздуха, съдържащ се в белите дробове. Вентилацията на белите дробове се осигурява чрез въвеждането в тях на атмосферен въздух, богат на кислород, и отстраняването на газ, съдържащ излишък от въглероден диоксид по време на издишване.
Белодробната вентилация се характеризира с минутния обем на дишането. В покой възрастен вдишва и издишва 500 ml въздух с честота 16-20 пъти в минута (минута 8-10 l), новородено диша по-често - 60 пъти, 5-годишно дете - 25 пъти в минута. минута. Обемът на дихателните пътища (където не се извършва обмен на газ) е 140 ml, така нареченият вреден въздух; така в алвеолите влизат 360 мл. Рядкото и дълбоко дишане намалява обема на вредното пространство и е много по-ефективно.
Статичните обеми включват количества, които се измерват след завършване на дихателна маневра, без да се ограничава скоростта (времето) на нейното изпълнение.
Статичните показатели включват четири първични белодробни обема: - дихателен обем (VT - VT);
Инспираторен резервен обем (IRV);
Експираторен резервен обем (ERV);
Остатъчен обем (RO - RV).
А също и контейнери:
Жизнен капацитет на белите дробове (VC - VC);
Инспираторен капацитет (Evd - IC);
Функционален остатъчен капацитет (FRC - FRC);
Общ белодробен капацитет (TLC).
Динамичните величини характеризират обемната скорост на въздушния поток. Те се определят, като се вземе предвид времето, прекарано в изпълнение на дихателната маневра. Динамичните индикатори включват:
Форсиран експираторен обем през първата секунда (FEV 1 - FEV 1);
Форсиран жизнен капацитет (ФВК - FVC);
Пиков обемен (PEV) експираторен поток (PEV) и др.
Обемът и капацитетът на белите дробове на здравия човек се определят от редица фактори:
1) височина, телесно тегло, възраст, раса, конституционни характеристики на човек;
2) еластични свойства на белодробната тъкан и дихателните пътища;
3) контрактилни характеристики на инспираторните и експираторните мускули.
За определяне на белодробни обеми и капацитет се използват методите на спирометрия, спирография, пневмотахометрия и телесна плетизмография.
За сравнимост на резултатите от измерванията на белодробните обеми и капацитети, получените данни трябва да бъдат съпоставени със стандартни условия: телесна температура 37 o C, атмосферно налягане 101 kPa (760 mmHg), относителна влажност 100%.
Дихателен обем
Дихателният обем (TV) е обемът на въздуха, вдишван и издишван по време на нормално дишане, равен средно на 500 ml (с колебания от 300 до 900 ml).
От тях около 150 ml е обемът на въздуха във функционалното мъртво пространство (FSD) в ларинкса, трахеята и бронхите, който не участва в газообмена. Функционалната роля на HFMP е, че се смесва с вдишания въздух, като го овлажнява и затопля.
Експираторен резервен обем
Резервният обем на издишването е обемът въздух, равен на 1500-2000 ml, който човек може да издиша, ако след нормално издишване той издиша максимално.
Инспираторен резервен обем
Инспираторният резервен обем е обемът въздух, който човек може да вдиша, ако след нормално вдишване поеме максимално въздух. Равно на 1500 - 2000 мл.
Жизнен капацитет на белите дробове
Жизненият капацитет на белите дробове (VC) е максималното количество въздух, издишано след най-дълбоко вдишване. Жизненият жизнен капацитет е един от основните показатели за състоянието на апарата за външно дишане, широко използван в медицината. Заедно с остатъчния обем, т.е. обемът на въздуха, оставащ в белите дробове след най-дълбокото издишване, жизненият капацитет формира общия белодробен капацитет (TLC).
Обикновено жизненият капацитет е около 3/4 от общия капацитет на белите дробове и характеризира максималния обем, в рамките на който човек може да промени дълбочината на дишането си. По време на тихо дишане здравият възрастен използва малка част от жизнения капацитет: вдишва и издишва 300-500 ml въздух (така наречения дихателен обем). В този случай инспираторният резервен обем, т.е. количеството въздух, което човек може допълнително да вдиша след тихо вдишване, а резервният обем на издишване, равен на обема на допълнително издишания въздух след тихо издишване, е средно приблизително 1500 ml всеки. По време на физическа активност дихателният обем се увеличава поради използването на резервите за вдишване и издишване.
Жизненият капацитет е показател за подвижността на белите дробове и гръдния кош. Въпреки името, той не отразява параметрите на дишането в реални („житейски“) условия, тъй като дори при най-високите изисквания към дихателната система от тялото, дълбочината на дишане никога не достига максималната възможна стойност.
От практическа гледна точка е неуместно да се установи „единен“ стандарт за жизнения капацитет на белите дробове, тъй като тази стойност зависи от редица фактори, по-специално от възрастта, пола, размера на тялото и положението и степента на на фитнес.
С възрастта жизненият капацитет на белите дробове намалява (особено след 40 години). Това се дължи на намаляване на еластичността на белите дробове и подвижността на гръдния кош. Жените имат средно с 25% по-малко от мъжете.
Връзката с височината може да се изчисли с помощта на следното уравнение:
VC=2,5*височина (m)
Жизненият капацитет зависи от положението на тялото: във вертикално положение той е малко по-голям, отколкото в хоризонтално положение.
Това се обяснява с факта, че в изправено положение белите дробове съдържат по-малко кръв. При тренирани хора (особено плувци и гребци) може да достигне до 8 литра, тъй като спортистите имат силно развити спомагателни дихателни мускули (големи и малки гръдни мускули).
Остатъчен обем
Остатъчен обем (VR) е обемът въздух, който остава в белите дробове след максимално издишване. Равно на 1000 - 1500 мл.
Общ белодробен капацитет
Общият (максимален) белодробен капацитет (TLC) е сумата от дихателния, резервния (вдишване и издишване) и остатъчния обем и е 5000 - 6000 ml.
Необходимо е изследване на дихателните обеми, за да се оцени компенсацията на дихателната недостатъчност чрез увеличаване на дълбочината на дишане (вдишване и издишване).
Жизнен капацитет на белите дробове. Систематичното физическо възпитание и спорт допринасят за развитието на дихателните мускули и разширяването на гръдния кош. Още 6-7 месеца след започване на плуване или бягане жизненият капацитет на белите дробове на младите спортисти може да се увеличи с 500 cc. и още. Намаляването му е признак на преумора.
Жизненият капацитет на белите дробове се измерва със специален уред - спирометър. За да направите това, първо затворете отвора във вътрешния цилиндър на спирометъра със запушалка и дезинфекцирайте мундщука му със спирт. След като поемете дълбоко въздух, издишайте дълбоко през мундщука. В този случай въздухът не трябва да преминава през мундщука или през носа.
Измерването се повтаря два пъти, като най-високият резултат се записва в дневника.
Жизненият капацитет на белите дробове при хората варира от 2,5 до 5 литра, а при някои спортисти достига 5,5 литра или повече. Жизненият капацитет на белите дробове зависи от възрастта, пола, физическото развитие и други фактори. Намаляване с повече от 300 cc може да означава претоварване.
Много е важно да се научите да поемате пълни, дълбоки вдишвания и да избягвате да ги задържате. Ако в покой дихателната честота обикновено е 16-18 в минута, то при физическа активност, когато тялото се нуждае от повече кислород, тази честота може да достигне 40 или повече. Ако изпитвате често повърхностно дишане или задух, трябва да спрете упражненията, да отбележите това в дневника си за самоконтрол и да се консултирате с лекар.