Không gian chết giải phẫu được bao gồm. Chursin V.V

Thông khí phút là tổng lượng không khí đi vào và đi ra khỏi đường thở và phổi trong một phút, bằng thể tích khí lưu thông nhân với nhịp hô hấp. Thông thường, thể tích khí lưu thông xấp xỉ 500 ml và nhịp thở là 12 lần mỗi phút.

Như vậy, thể tích phút thông gió bình thường trung bình khoảng 6 lít. Khi giảm thông khí phút xuống 1,5 lít và giảm nhịp thở xuống 2-4 trong 1 phút, một người chỉ có thể sống trong một thời gian rất ngắn, trừ khi anh ta bị ức chế mạnh các quá trình trao đổi chất, như xảy ra với tình trạng hạ thân nhiệt sâu.

Nhịp thở đôi khi tăng lên 40-50 nhịp thở mỗi phút và thể tích khí lưu thông có thể đạt giá trị gần với dung tích sống của phổi (khoảng 4500-5000 ml ở nam thanh niên khỏe mạnh). Tuy nhiên, ở nhịp thở cao, một người thường không thể duy trì thể tích khí lưu thông trên 40% dung tích sống (VC) trong vài phút hoặc vài giờ.

Thông khí phổi

Chức năng chính của hệ thống thông khí phổi là đổi mới không khí liên tục trong phế nang, nơi nó tiếp xúc gần với máu trong mao mạch phổi. Tốc độ mà không khí mới được đưa vào đạt đến diện tích tiếp xúc xác định được gọi là thông khí phế nang. Trong quá trình thông khí yên tĩnh, bình thường, thể tích khí lưu thông lấp đầy đường thở cho đến các tiểu phế quản tận cùng, và chỉ một phần nhỏ của không khí hít vào đi hết quãng đường và tiếp xúc với phế nang. Các phần không khí mới vượt qua một khoảng cách ngắn từ các tiểu phế quản tận cùng đến phế nang bằng cách khuếch tán. Sự khuếch tán là do sự chuyển động của các phân tử, trong đó các phân tử của mỗi chất khí chuyển động với tốc độ cao giữa các phân tử khác. Tốc độ chuyển động của các phân tử trong không khí hít vào là rất lớn và khoảng cách từ các tiểu phế quản tận cùng đến phế nang quá nhỏ nên các chất khí vượt qua khoảng cách còn lại này chỉ trong tích tắc.

Không gian chết

Thông thường, ít nhất 30% không khí mà một người hít vào không bao giờ đến được phế nang. Không khí này được gọi là không khí không gian chết vì nó vô ích cho quá trình trao đổi khí. Không gian chết bình thường ở một thanh niên có thể tích khí lưu thông 500 ml là khoảng 150 ml (khoảng 1 ml trên 1 pound trọng lượng cơ thể), hoặc khoảng 30 % thể tích hô hấp.

Thể tích của đường hô hấp dẫn khí hít vào đến nơi trao đổi khí được gọi là khoảng chết giải phẫu. Tuy nhiên, đôi khi một số phế nang không hoạt động do lưu lượng máu đến các mao mạch phổi không đủ. Từ quan điểm chức năng, những phế nang không có tưới máu mao mạch này được coi là khoảng chết bệnh lý.

Với không gian chết phế nang (bệnh lý), tổng số không gian chết được gọi là không gian chết sinh lý. Ở một người khỏe mạnh, khoảng chết giải phẫu và sinh lý gần như giống nhau về thể tích, vì tất cả các phế nang đều hoạt động. Tuy nhiên, ở những người có phế nang được tưới máu kém, tổng không gian chết (hoặc sinh lý) có thể vượt quá 60% thể tích khí lưu thông.

Thông tin thêm về thông gió không gian chết:

1. Đặc điểm thông khí ở trẻ sơ sinh và trẻ nhỏ Chỉ định thông khí hỗ trợ và nguyên tắc cơ bản của thông khí cơ học ở trẻ sơ sinh và trẻ nhỏ

Trường văn bản

Trường văn bản

arrow_upward

Đường dẫn khí, nhu mô phổi, màng phổi, khung cơ xương của ngực và cơ hoành tạo thành một cơ quan hoạt động duy nhất, qua đó thông khí phổi.

thông gió gọi quá trình cập nhật thành phần khí của không khí phế nang, đảm bảo cung cấp oxy cho chúng và loại bỏ carbon dioxide dư thừa.

Cường độ thông gió được xác định độ sâu hít vào và tần số hơi thở.
Chỉ số thông tin nhất về thông khí phổi là thể tích thở phút, được định nghĩa là tích của thể tích khí lưu thông nhân với số lần thở mỗi phút.
Ở một người đàn ông trưởng thành trong trạng thái bình tĩnh, thể tích thở tối thiểu là 6-10 l / phút,
trong quá trình hoạt động - từ 30 đến 100 l / phút.
Tần số chuyển động hô hấp khi nghỉ ngơi là 12-16 mỗi 1 phút.
Để đánh giá tiềm năng của các vận động viên và những người làm nghề đặc biệt, người ta sử dụng một mẫu có thông khí phổi tối đa tùy ý, ở những người này có thể đạt tới 180 l / phút.

Thông khí của các phần khác nhau của phổi

Trường văn bản

Trường văn bản

arrow_upward

Các bộ phận khác nhau của phổi con người được thông gió khác nhau, tùy thuộc vào vị trí của cơ thể.. Khi một người đứng thẳng, phần dưới của phổi được thông gió tốt hơn phần trên. Tuy nhiên, nếu một người nằm ngửa, thì sự khác biệt về thông khí ở phần đỉnh và phần dưới của phổi sẽ biến mất, tuy nhiên, trong khi phần phía sau (lưng) khu vực của họ bắt đầu thông gió tốt hơn phía trước (bụng).Ở tư thế nằm ngửa, phổi nằm bên dưới được thông khí tốt hơn. Sự thông gió không đều giữa phần trên và phần dưới của phổi ở tư thế thẳng đứng của một người là do áp lực xuyên phổi(chênh lệch áp suất trong phổi và khoang màng phổi) như một lực quyết định thể tích của phổi và sự thay đổi của nó, các vùng phổi này không giống nhau. Vì phổi nặng nên áp suất xuyên phổi ở đáy ít hơn ở đỉnh. Về vấn đề này, phần dưới của phổi khi thở ra yên tĩnh sẽ bị ép nhiều hơn, tuy nhiên, khi hít vào, chúng thẳng ra tốt hơn so với phần trên. Điều này cũng giải thích sự thông khí mạnh hơn của các phần phổi bên dưới, nếu một người nằm ngửa hoặc nằm nghiêng.

Khoảng chết hô hấp

Trường văn bản

Trường văn bản

arrow_upward

Khi kết thúc quá trình thở ra, thể tích khí trong phổi bằng tổng thể tích khí còn lại và thể tích dự trữ thở ra, tức là cái gọi là (KẺ THÙ). Khi kết thúc cảm hứng, thể tích này tăng lên bằng giá trị của thể tích khí lưu thông, tức là thể tích không khí đi vào phổi khi hít vào và được lấy ra khỏi phổi khi thở ra.

Không khí đi vào phổi trong quá trình hít vào sẽ lấp đầy đường thở, và một phần của nó đi đến phế nang, nơi nó trộn lẫn với không khí phế nang. Phần còn lại, thường là một phần nhỏ hơn, nằm trong đường hô hấp, trong đó không xảy ra quá trình trao đổi khí giữa không khí chứa trong chúng và máu, tức là. trong cái gọi là không gian chết.

Khoảng chết hô hấp - thể tích của đường hô hấp trong đó không xảy ra quá trình trao đổi khí giữa không khí và máu.
Phân biệt giữa khoảng chết giải phẫu và sinh lý (hoặc chức năng).

Các biện pháp hô hấp giải phẫu không gian của bạn đại diện cho thể tích của đường thở, bắt đầu từ lỗ mũi và miệng và kết thúc với các tiểu phế quản hô hấp của phổi.

Dưới chức năng(sinh lý) chết không gian hiểu tất cả những bộ phận của hệ thống hô hấp trong đó trao đổi khí không xảy ra. Không gian chết chức năng, trái ngược với không gian giải phẫu, không chỉ bao gồm đường thở mà còn cả phế nang, được thông gió nhưng không được tưới máu. Trong các phế nang như vậy, việc trao đổi khí là không thể, mặc dù có sự thông khí của chúng.

Ở một người trung niên, thể tích khoảng chết giải phẫu là 140-150 ml, hoặc khoảng 1/3 thể tích khí lưu thông khi thở yên tĩnh. Trong phế nang khi kết thúc thở ra bình tĩnh có khoảng 2500 ml không khí (dung tích cặn chức năng), do đó, với mỗi hơi thở bình tĩnh, chỉ 1/7 lượng không khí trong phế nang được làm mới.

Bản chất của thông gió

Trường văn bản

Trường văn bản

arrow_upward

Vì vậy, thông gió cung cấp lượng không khí bên ngoài vào phổi và một phần của nó vào phế nang và loại bỏ thay vì nó hỗn hợp khí(khí thở ra), bao gồm không khí phế nang và một phần không khí bên ngoài lấp đầy khoảng chết khi kết thúc quá trình hít vào và được loại bỏ trước tiên khi bắt đầu thở ra. Vì không khí phế nang chứa ít oxy và nhiều carbon dioxide hơn không khí bên ngoài, nên bản chất của sự thông khí ở phổi bị giảm xuống vận chuyển oxy đến phế nang(bù đắp cho sự mất mát oxy đi từ phế nang vào máu của mao mạch phổi) và loại bỏ carbon dioxide(đi vào phế nang từ máu của mao mạch phổi). Giữa mức độ trao đổi chất của mô (tốc độ tiêu thụ oxy của các mô và sự hình thành carbon dioxide trong chúng) và sự thông khí của phổi, có một mối quan hệ gần như tỷ lệ thuận. Sự tương ứng của phổi và quan trọng nhất là thông khí phế nang với mức độ trao đổi chất được cung cấp bởi hệ thống điều hòa hô hấp bên ngoài và biểu hiện dưới dạng tăng thể tích hô hấp phút (cả hai đều do tăng thể tích hô hấp và tốc độ hô hấp) với sự gia tăng tốc độ tiêu thụ oxy và sự hình thành carbon dioxide trong các mô.

thông khí phổi xảy ra, nhờ hoạt động quá trình sinh lý(chuyển động hô hấp), gây ra chuyển động cơ học của các khối không khí dọc theo đường khí quản bằng các dòng thể tích. Trái ngược với sự chuyển động đối lưu của khí từ môi trường vào phế quản, hơn nữa vận chuyển khí đốt(sự vận chuyển oxy từ tiểu phế quản đến phế nang và theo đó, carbon dioxide từ phế nang đến tiểu phế quản) được thực hiện chủ yếu bằng cách khuếch tán.

Vì vậy, có sự phân biệt "sự hô hấp của phổi" và "Thông khí phổi".

Thông khí phổi

Trường văn bản

Trường văn bản

arrow_upward

Thông khí phổi không thể chỉ giải thích bằng các dòng khí đối lưu trong phổi do hít vào chủ động tạo ra. Tổng thể tích của khí quản và 16 thế hệ phế quản và tiểu phế quản đầu tiên là 175 ml, ba (17-19) thế hệ tiếp theo của tiểu phế quản - 200 ml khác. Nếu tất cả không gian này, trong đó hầu như không có sự trao đổi khí, được "rửa sạch" bởi các luồng không khí đối lưu bên ngoài, thì không gian chết hô hấp sẽ phải gần 400 ml. Nếu không khí hít vào đi vào phế nang thông qua các ống và túi phế nang (thể tích là 1300 ml) cũng bằng dòng đối lưu, thì oxy trong khí quyển chỉ có thể đến phế nang với thể tích hít vào ít nhất là 1500 ml, trong khi thể tích khí lưu thông thông thường ở người là 400-500 ml.

Trong điều kiện thở bình tĩnh (tần số hô hấp 15 giờ sáng, thời gian hít vào 2 giây, tốc độ thể tích hít vào trung bình 250 ml/giây), trong quá trình hít vào (thể tích khí lưu thông 500 ml), không khí bên ngoài lấp đầy tất cả các chất dẫn (thể tích 175 ml) và chuyển tiếp (thể tích 200 ml) vùng của cây phế quản. Chỉ một phần nhỏ của nó (dưới 1/3) đi vào các phế nang, thể tích của nó lớn hơn nhiều lần so với phần thể tích hô hấp này. Khi hít vào như vậy, vận tốc tuyến tính của luồng không khí hít vào trong khí quản và phế quản chính xấp xỉ 100 cm/s. Do sự phân chia liên tiếp của phế quản thành những đường kính ngày càng nhỏ hơn, với sự gia tăng đồng thời về số lượng và tổng lumen của mỗi thế hệ tiếp theo, chuyển động của không khí hít vào qua chúng chậm lại. Tại ranh giới của các vùng dẫn truyền và chuyển tiếp của đường khí phế quản, tốc độ dòng chảy tuyến tính chỉ khoảng 1 cm/s, trong các tiểu phế quản hô hấp giảm xuống 0,2 cm/s, và trong các ống và túi phế nang là 0,02 cm/s .

Do đó, tốc độ của các luồng không khí đối lưu xảy ra trong quá trình hít vào chủ động và do sự chênh lệch giữa áp suất không khí trong môi trường và áp suất trong phế nang là rất nhỏ ở các đoạn xa của cây khí quản và không khí đi vào phế nang từ các ống phế nang và túi phế nang bằng đối lưu với tốc độ tuyến tính nhỏ. Tuy nhiên, tổng diện tích mặt cắt ngang không chỉ của các phế nang (hàng nghìn cm 2) mà còn của các tiểu phế quản hô hấp tạo thành vùng chuyển tiếp (hàng trăm cm 2) đủ lớn để đảm bảo sự khuếch tán vận chuyển oxy từ các phần xa của cây phế quản đến phế nang và khí carbon dioxide - theo hướng ngược lại.

Do khuếch tán, thành phần của không khí trong đường dẫn khí của vùng hô hấp và vùng chuyển tiếp tiến gần đến thành phần của phế nang. Do đó, chuyển động khuếch tán của khí làm tăng thể tích phế nang và giảm thể tích khoảng chết. Ngoài diện tích khuếch tán lớn, quá trình này còn được cung cấp bởi chênh lệch áp suất riêng phần đáng kể: trong không khí hít vào, áp suất riêng phần của oxy cao hơn 6,7 kPa (50 mm Hg) so với trong phế nang và áp suất riêng phần của carbon. điôxít trong phế nang là 5,3 kPa (40 mm Hg). Hg) nhiều hơn trong không khí hít vào. Trong vòng một giây, do sự khuếch tán, nồng độ oxy và carbon dioxide trong phế nang và các cấu trúc lân cận (túi phế nang và ống phế nang) gần như cân bằng.

Do đó, bắt đầu từ thế hệ thứ 20, thông khí phế nang được cung cấp độc quyền bằng khuếch tán. Do cơ chế khuếch tán của chuyển động oxy và carbon dioxide, không có ranh giới vĩnh viễn giữa không gian chết và không gian phế nang trong phổi. Trong đường thở có một khu vực xảy ra quá trình khuếch tán, trong đó áp suất riêng phần của oxy và carbon dioxide thay đổi tương ứng từ 20 kPa (150 mm Hg) và 0 kPa ở phần gần của cây phế quản đến 13,3 kPa ( 100 mm Hg .st.) và 5,3 kPa (40 mm Hg) ở phần xa của nó. Do đó, dọc theo đường phế quản có sự không đồng đều từng lớp của thành phần không khí từ khí quyển đến phế nang (Hình 8.4).

Hình.8.4. Sơ đồ thông khí phế nang.
"a" - theo lỗi thời và
"b" - theo ý tưởng hiện đại MP - không gian chết;
AP - không gian phế nang;
T - khí quản;
B - phế quản;
DB - tiểu phế quản hô hấp;
AH - phế nang;
AM - túi phế nang;
A - phế nang.
Mũi tên biểu thị luồng không khí đối lưu, dấu chấm biểu thị khu vực trao đổi khí khuếch tán.

Vùng này thay đổi tùy thuộc vào chế độ thở và trước hết là tốc độ hít vào; tốc độ hít vào càng lớn (nghĩa là thể tích hô hấp phút càng lớn), dọc theo cây phế quản càng xa, dòng đối lưu được thể hiện ở tốc độ chiếm ưu thế so với tốc độ khuếch tán. Kết quả là, với sự gia tăng thể tích thở phút, không gian chết tăng lên và ranh giới giữa không gian chết và không gian phế nang dịch chuyển theo hướng xa.

Do đó, không gian chết giải phẫu (nếu nó được xác định bởi số thế hệ của cây phế quản mà sự khuếch tán chưa quan trọng) thay đổi giống như không gian chết chức năng - tùy thuộc vào thể tích hô hấp.

thông gió biểu thị sự trao đổi khí giữa phổi và khí quyển. Một chỉ số định lượng về thông khí phổi là thể tích hô hấp phút, được định nghĩa là lượng không khí đi qua (hoặc được thông khí) qua phổi trong 1 phút. Khi nghỉ ngơi, thể tích hô hấp phút ở người là 6-8 l / phút. Chỉ một phần không khí thông khí phổi đến được không gian phế nang và tham gia trực tiếp vào quá trình trao đổi khí với máu. Phần thông gió này được gọi là Thông khí phổi. Lúc nghỉ, thông khí phế nang trung bình 3,5-4,5 l/phút. Chức năng chính của thông khí phế nang là duy trì nồng độ 02 và CO2 cần thiết cho quá trình trao đổi khí trong không khí của phế nang.

Phổi bao gồm dẫn khí (hàng không) và vùng hô hấp (phế nang). hàng không, bắt đầu từ khí quản và cho đến phế nang, được phân chia theo kiểu phân đôi và tạo thành 23 thế hệ bộ phận của đường hô hấp (Hình 10.11). Ở vùng dẫn khí hoặc dẫn khí của phổi (16 thế hệ) không có sự trao đổi khí giữa không khí và máu, vì ở những vùng này đường hô hấp không có mạng lưới mạch máu đủ cho quá trình này và thành của đường hô hấp đường, do độ dày đáng kể của chúng, ngăn cản sự trao đổi khí qua chúng. Phần đường dẫn khí này được gọi là khoảng chết giải phẫu, với thể tích trung bình là 175 ml. Trên hình. Hình 10.12 cho thấy cách không khí lấp đầy khoảng chết giải phẫu ở cuối quá trình thở ra hòa trộn với “hữu ích”, tức là không khí trong khí quyển và đi vào lại không gian phế nang của phổi.

Các tiểu phế quản hô hấp của thế hệ 17-19 được gọi là vùng chuyển tiếp (tạm thời), trong đó quá trình trao đổi khí bắt đầu ở các phế nang nhỏ (2% tổng số phế nang). Các ống phế nang và túi phế nang, đi trực tiếp vào phế nang, tạo thành không gian phế nang, trong khu vực trao đổi khí O2 và CO2 với máu diễn ra trong phổi. Tuy nhiên, ở những người khỏe mạnh, đặc biệt ở những bệnh nhân mắc bệnh phổi, một phần không gian phế nang có thể được thông gió, nhưng không tham gia trao đổi khí, vì những phần này của phổi không được tưới máu. Tổng thể tích của các vùng như vậy của phổi và khoảng chết giải phẫu được gọi là khoảng chết sinh lý. Tăng khoảng chết sinh lý trong phổi dẫn đến việc cung cấp không đủ oxy cho các mô cơ thể và tăng hàm lượng carbon dioxide trong máu, làm phá vỡ cân bằng nội môi khí trong đó.

Khoảng chết giải phẫu là thể tích của đường dẫn khí (Hình 1.3 và 1.4). Thông thường, nó là khoảng 150 ml, tăng lên khi hít thở sâu, vì phế quản được kéo dài bởi nhu mô phổi bao quanh chúng. Thể tích của không gian chết cũng phụ thuộc vào kích thước của cơ thể và tư thế. Có một quy tắc gần đúng theo đó, ở một người đang ngồi, nó xấp xỉ bằng mililit so với trọng lượng cơ thể tính bằng pound (1 pound \u003d \u003d 453,6 g).

Thể tích khoảng chết giải phẫu có thể được đo bằng phương pháp Fowler. Trong trường hợp này, đối tượng thở qua hệ thống van và hàm lượng nitơ được đo liên tục bằng máy phân tích tốc độ cao lấy không khí từ ống bắt đầu từ miệng (Hình 2.6, L). Khi một người thở ra sau khi hít vào 100% Oa, hàm lượng N2 tăng dần khi không khí trong khoảng chết được thay thế bằng không khí phế nang. Khi kết thúc quá trình thở ra, nồng độ nitơ gần như không đổi được ghi lại, tương ứng với không khí trong phế nang tinh khiết. Phần này của đường cong thường được gọi là "cao nguyên" phế nang, mặc dù ngay cả ở những người khỏe mạnh, nó không hoàn toàn nằm ngang và ở những bệnh nhân bị tổn thương phổi, nó có thể dốc lên. Với phương pháp này, thể tích khí thở ra cũng được ghi lại.

Để xác định thể tích khoảng chết, hãy xây dựng biểu đồ liên kết hàm lượng N 2 với thể tích thở ra. Sau đó, một đường thẳng đứng được vẽ trên biểu đồ này sao cho diện tích A (xem Hình 2.6.5) bằng diện tích B. Thể tích của không gian chết tương ứng với giao điểm của đường thẳng này với trục x. Trên thực tế, phương pháp này mang lại thể tích của đường dẫn khí lên đến "điểm giữa" của quá trình chuyển đổi từ không gian chết sang khí phế nang.

Cơm. 2.6.Đo thể tích khoảng chết giải phẫu bằng máy phân tích nhanh N2 theo phương pháp Fowler. A. Sau khi hít vào từ bình chứa oxy nguyên chất, đối tượng thở ra và nồng độ N 2 trong không khí thở ra lúc đầu tăng lên, sau đó gần như không đổi (đường cong thực tế đạt đến một cao nguyên tương ứng với không khí trong phế nang). b. Sự phụ thuộc của nồng độ vào thể tích thở ra. Thể tích của không gian chết được xác định bởi giao điểm của trục hoành với một đường chấm chấm thẳng đứng được vẽ sao cho diện tích A và B bằng nhau

Không gian chết chức năng

Bạn cũng có thể đo không gian chết phương pháp Bohr. Từ Hình.2c. Hình 2.5 cho thấy CO2 thở ra đến từ không khí phế nang chứ không phải từ không khí khoảng chết. Từ đây

vt x-fe == va x fa.

Vì

v t = v a + v d ,

v một = v t -v đ ,

sau khi thay thế chúng tôi nhận được

VxFE =(VT-VĐ)-FMỘT,

Do đó,

Vì áp suất riêng phần của khí tỷ lệ thuận với nội dung của nó, chúng tôi viết

(phương trình Bohr),

trong đó A và E lần lượt đề cập đến không khí thở ra ở phế nang và hỗn hợp (xem Phụ lục). Với hơi thở yên tĩnh, tỷ lệ không gian chết trên thể tích khí lưu thông thường là 0,2-0,35. Ở người khỏe mạnh, Pco2 trong khí phế nang và máu động mạch gần như bằng nhau nên ta có thể viết phương trình Bohr như sau:

asr2"Răng cưa ^ CO2

Cần nhấn mạnh rằng phương pháp Fowler và Bohr đo lường các chỉ số hơi khác nhau. Phương pháp đầu tiên làm tăng thể tích của đường dẫn khí đến mức mà không khí đi vào trong quá trình hít vào sẽ nhanh chóng trộn lẫn với không khí đã có trong phổi. Thể tích này phụ thuộc vào hình dạng của các đường thở phân nhánh nhanh với sự gia tăng tổng tiết diện (xem Hình 1.5) và phản ánh cấu trúc của hệ hô hấp. Vì lý do này nó được gọi là giải phẫu học không gian chết. Theo phương pháp Bohr, thể tích của những phần phổi mà CO2 không được loại bỏ khỏi máu được xác định; vì chỉ số này có liên quan đến công việc của cơ thể, nên nó được gọi là chức năng(sinh lý) không gian chết. Ở những người khỏe mạnh, những khối lượng này gần như giống nhau. Tuy nhiên, ở những bệnh nhân bị tổn thương phổi, chỉ số thứ hai có thể cao hơn đáng kể so với chỉ số thứ nhất do lưu lượng máu và thông khí không đều ở các phần khác nhau của phổi (xem Chương 5).