Частота дыхания измеряется количеством вдохов, которые человек совершает в течение одной минуты. Так как многие факторы могут повлиять на результат, важно проводить измерение по всем правилам. Человек должен находиться в покое не менее 10 минут. Желательно, чтобы пациент не знал о том, что кто-то считает количество вдохов, ведь человека такова, что он неестественным образом, если знает, что за ним следят. Из-за этого результаты измерений могут быть неточными. В больницах довольно часто медсестры под видом измерения пульса считают количество вдохов, наблюдая за тем, как грудная клетка и .
Увеличенная частота дыхания служит симптомом следующих состояний: жар, обезвоживание, ацидоз, болезни легких, астма, предынфарктное состояние, передозировка лекарств (например, аспирина или амфетамина), паническая атака
Нормы частоты дыхания
Дети совершают большее количество вдохов, чем взрослые, также как и женщины дышат быстрее, чем мужчины. Тем не менее, существуют средние показатели частоты дыхания, характерные для разных возрастных групп. Новорожденные в возрасте от 1 до 12 месяцев совершают 30-60 вдохов в минуту, дети 1-2 лет - 24-40 вдохов, дети дошкольного возраста (3-5 лет) - 22-34 вдоха, школьники (6-12 лет) - 18-30 вдохов. Для от 13 до 17 лет нормой частоты дыхания считается 12-16 вдохов в минуту, а - 12-18 вдохов.
Что показывает частота дыхания
Количество вдохов за промежуток времени, равный одной минуте, свидетельствует о том, как часто мозг посылает сигналы легким о необходимости сделать вдох. Если уровень кислорода в крови падает или же уровень углекислого газа, то мозг на этот реагирует. Например, при сильной инфекции увеличивается содержание углекислого газа в крови, в то время как кислород остается на нормальном уровне. Мозг срабатывает на ситуацию и посылает сигнал легким. Вот тяжелобольные люди часто дышат.
Замедленное дыхание служит симптомом следующих состояний: наркотическое или алкогольное опьянение, нарушение обмена веществ, апноэ, инсульт или травма мозга
Существуют ситуации, когда система такой коммуникации работает плохо. Например, когда человек находится в наркотическом или или в случае, если при повреждается отдел мозга, отвечающий за дыхательную функцию. И увеличенный, и замедленный ритм дыхания говорит о том, что со здоровьем что-то не так. Если речь не идет о нарушении дыхания вследствие физической активности (наклоны, быстрый шаг, поднятие тяжестей), то об этих симптомах обязательно нужно сообщить врачу.
Эллипсы
Создание эллипсов и эллиптических дуг выполняется с помощью команды ELLIPSE.
Конечная точка оси эллипса или [Дуга/Центр]: (Specify axis endpoint of ellipse or :)
Вторая конечная точка оси: (Specify other endpoini of axis:)
Если выбрать опциюПоворот (Rotation), то эллипс будет построен как проекция окружности, повернутой в пространстве относительно плоскости XY (точнее, относительно главной оси) на задаваемый вами угол. Допустимый диапазон углов: 0-89,4 (если угол равен нулю, то получается обычная окружность).
ОпцияЦентр (Center)
Центр эллипса: (Specify center of ellipse:)
Конечная точка оси: (Specify endpoint of axis:)
После этого выдается заключительный вопрос, как в рассмотренном нами выше случае(Длина другой оси или [Поворот]: (Specify distance to other axis or :)).
Для построения эллиптической дуги нужно в выбрать опциюДуга (Arc).
Конечная точка оси эллиптической дуги или [Центр]:
(Specify axis endpoint of elliptical arc or :) Далее:
Вторая конечная точка оси: (Specify other endpoint of axis:) Следующий запрос:
Длина другой оси или [Поворот]: (Specify distance to other axis or :)
Начальный угол или [Параметр]: (Specify start angle or :)
Начальный угол задается числом или с помощью мыши относительно первой оси (отсчет производится против часовой стрелки, начиная с первой точки оси). Далее:
Конечный угол или [Параметр/Внутренний угол]:
(Specify end angle or :)
Сердце – это полый мышечный орган, «насос» нашего организма, который перекачивает кровь по кровеносным сосудам: артериям и венам.
По артериям кровь течет от сердца к органам и тканям, при этом она богата кислородом и называется артериальной. По венам кровь течет к сердцу, при этом она уже отдала каждой клетке организма кислород и забрала из клеток углекислый газ, поэтому эта кровь более темная и называется венозной.
Артериальным называется давление , которое образуется в артериальной системе организма при сокращениях сердца и зависит от сложной нервно-гуморальной регуляции, величины и скорости сердечного выброса, частоты и ритма сердечных сокращений и сосудистого тонуса.
Различают систолическое (СД) и диастолическое давление (ДД). АД записывается в миллиметрах ртутного столба (мм. рт. ст.). Систолическим называется давление, возникающее в артериях в момент максимального подъема пульсовой волны после систолы желудочков. В норме у здорового взрослого человека СД равно 100 – 140 мм рт. ст. Давление, поддерживаемое в артериальных сосудах в диастолу желудочков, называется диастолическим, в норме у взрослого здорового человека оно равно 60 – 90 мм рт. ст. Таким образом, АД человека состоит из двух величин – систолического и диастолического. Первым записывается СД (больший показатель), вторым через дробь – ДД (меньший показатель). Повышение АД выше номы называется гипертонией или гипертензией. Разница между СД и ДД называется пульсовым давлением (ПД), показатели которого в норме 40 – 50 мм.рт ст. АД ниже нормы называется гипотонией или гипотензией.
Утром АД ниже, чем вечером на 5-10 мм рт. ст.. Резкое падение АД опасно для жизни! Оно сопровождается бледностью, резкой слабостью, потерей сознания. При низком давлении нарушается нормальное течение многих жизненно важных процессов. Так, при падении систолического давления ниже 50 мм рт. ст. происходит прекращение образования мочи, развивается почечная недостаточность.
Измерение АД производится непрямым звуковым методом, предложенным в 1905 году русским хирургом Н.С. Коротковым. Аппараты для измерения давления носят следующие названия: аппарат Рива-Роччи, или тонометр, или сфигмоманометр.
В настоящее время используются и электронные аппараты, позволяющие определить АД незвуковым методом.
Для исследования АД важно учитывать следующие факторы: размер манжетки, состояние мембраны и трубок фонендоскопа, которые могут быть повреждены.
Пульс - это ритмичные колебания стенки артерии, обусловленные выбросом крови в артериальную систему в течение одного сокращения сердца. Различают центральный (на аорте, сонных артериях) и периферический (на лучевой, тыльной артерии стопы и некоторых других артериях) пульс.
В диагностических целях пульс определяют и на височной, бедренной, плечевой, подколенной, задней больше-берцовой и других артериях.
Чаще пульс исследуют у взрослых на лучевой артерии, которая расположена поверхностно между шиловидным отростком лучевой кости и сухожилием внутренней лучевой мышцы.
Исследуя пульс, важно определить его частоту, ритм, наполнение, напряжение и другие характеристики. Характер пульса зависит и от эластичности стенки артерии.
Частота - это количество пульсовых волн в 1 минуту. В норме у взрослого здорового человека пульс 60-80 ударов в минуту. Учащение пульса более 85-90 ударов в минуту называется тахикардией. Урежение пульса менее 60 ударов в минуту называется брадикардией. Отсутствие пульса называется асистолией. При повышении температуры тела на ГС пульс увеличивается у взрослых на 8-10 ударов в минуту.
Ритм пульса определяют по интервалам между пульсовыми волнами. Если они одинаковые - пульс ритмичный (правильный), если разные - пульс аритмичный (неправильный). У здорового человека сокращение сердца и пульсовая волна следуют друг за другом через равные промежутки времени.
Наполнение пульса определяется по высоте пульсовой волны и зависит от систолического объема сердца. Если высота нормальна или увеличена, то прощупывается нормальный пульс (полный); если нет - то пульс пустой. Напряжение пульса зависит от величины артериального давления и определяется по той силе, которую необходимо приложить до исчезновения пульса. При нормальном давлении артерия сдавливается умеренным усилием, поэтому в норме пульс умеренного (удовлетворительного) напряжения. При высоком давлении артерия сдавливается сильным надавливанием - такой пульс называется напряженным. Важно не ошибиться, так как сама артерия может быть склерозирована. В таком случае необходимо измерить давление и убедиться в возникшем предположении.
При низком АД артерия сдавливается легко, пульс по напряжению называется мягким (ненапряженным).
Пустой, ненапряженный пульс называется малым нитевидным.
Данные исследования пульса фиксируются двумя способами: цифровым - в медицинской документации, журналах, и графическим - в температурном листе красным карандашом в графе «П» (пульс). Важно определить цену деления в температурном листе.
Дыхательная система обеспечивает необходимый для поддержания жизни газообмен, а также функционирует как голосовой аппарат. Функция дыхательной системы сводится лишь к тому, чтобы снабжать кровь достаточным количеством кислорода и удалять из нее углекислый газ. Жизнь без кислорода для человека не возможна. Обмен кислорода и углекислого газа между организмом и окружающей средой называется дыханием.
Дыхание – это единый процесс, состоящий из 3 звеньев:
1. Внешнее дыхание – газообмен между внешней средой и кровью легочных капилляров.
2. Перенос газов (с помощью гемоглобина крови).
3. Внутреннее тканевое дыхание – газообмен между кровью и клеткой, в результате чего клетки потребляют кислород и выделяют углекислый газ. Наблюдая за дыханием, особое внимание следует уделять изменению цвета кожных покровов, определению частоты, ритма, глубины дыхательных движений и оценить тип дыхания.
Дыхательное движение осуществляется чередованием вдоха и выдоха. Количество дыханий за 1 минуту называют частотой дыхательных движений (ЧДД).
У здорового взрослого человека норма дыхательных движений в покое составляет 16-20 в минуту, у женщин она на 2-4 дыхания больше, чем у мужчин. Зависит ЧДД не только от пола, но и от положения тела, состояния нервной системы, возраста, температуры тела и т.д.
Наблюдение за дыханием следует проводить незаметно для пациента, так как он может произвольно изменить частоту, ритм, глубину дыхания. ЧДД относится к ЧСС в среднем как 1:4. При повышении температуры тела на 1°С дыхание учащается в среднем на 4 дыхательных движения.
Возможные изменения характера дыхания
Различают дыхание поверхностное и глубокое. Поверхностное дыхание может быть неслышным на расстоянии. Глубокое дыхание, слышимое на расстоянии, чаще всего связано с патологическим урежением дыхания.
К физиологическим типам дыхания относятся грудной, брюшной и смешанный тип. У женщин чаще наблюдается грудной тип дыхания, у мужчин - брюшной. При смешанном типе дыхания происходит равномерное расширение грудной клетки всех частей легкого во всех направлениях. Типы дыхания вырабатываются в зависимости от влияния как внешней, так и внутренней среды организма. При расстройстве частоты ритма и глубины дыхания возникает одышка. Различают инспираторную одышку - это дыхание с затрудненным вдохом; экспираторную - дыхание с затрудненным выдохом; и смешанную - дыхание с затрудненным вдохом и выдохом. Быстро развивающаяся сильная одышка называется удушьем.
2. Механизмы теплообразования и пути теплоотдачи
У взрослого здорового человека температура тела постоянна и при измерении в подмышечной ямке она колеблется в пределах 36,4-36,9°.
Тепло образуется во всех клетках и тканях организма вследствие происходящего в них обмена веществ, т. е. окислительных процессов, распада питательных веществ, главным образом углеводов и жиров. Постоянство температуры тела регулируется соотношением между образованием тепла и его отдачей: чем больше в организме образуется тепла, тем больше его выделяется. Если при мышечной работе количество тепла в организме значительно увеличивается, то его избыток выделяется в окружающую среду.
При повышенном образовании тепла или повышенной теплоотдаче происходит расширение кожных капилляров и затем начинается потоотделение.
Благодаря расширению кожных капилляров происходит прилив крови к поверхности кожи, она краснеет, становится более теплой, «горячей», и вследствие увеличенной разности температур между кожей и окружающим воздухом теплоотдача усиливается. При потоотделении теплоотдача увеличивается потому, что при испарении пота с поверхности тела теряется много тепла. Вот почему, если человек усиленно работает, особенно при высокой температуре воздуха (в горячих цехах, бане, под палящими лучами солнца и т. д.) он краснеет, ему становится жарко, и затем он начинает потеть.
Теплоотдача, хотя и в меньшей степени, происходит и с поверхности легких - легочных альвеол.
Человек выдыхает теплый воздух, насыщенный водяными парами. Когда человеку жарко, он дышит более глубоко и часто.
Небольшое количество тепла теряется с мочой и калом.
При усиленном теплообразовании и уменьшенной теплоотдаче температура тела повышается, человек быстрее устает, движения его становятся более медленными, вялыми, что несколько уменьшает теплообразование.
Понижение теплообразования или понижение теплоотдачи, наоборот, характеризуется сужением кожных сосудов, побледнением и похолоданием кожи, благодаря чему теплоотдача уменьшается. Когда человеку холодно, он непроизвольно начинает дрожать, т. е. у него начинают сокращаться мускулы, как заложенные в толще кожи («дрожь кожи»), так и скелетные, вследствие чего увеличивается теплообразование. По той же причине он начинает производить быстрые движения и растирать кожу, чтобы увеличить теплообразование и вызвать гиперемию кожи.
Теплообразование и теплоотдача регулируются центральной нервной системой.
Центры, регулирующие тепловой обмен, находятся в межуточном мозге, в субталамической области под контролирующим влиянием головного мозга, откуда соответствующие импульсы через вегетативную нервную систему распространяются по периферии.
Физиологическая приспособляемость к изменениям внешней температуры, как и всякая реакция, может происходить только до известных пределов.
При чрезмерном перегревании организма, когда температура тела доходит до 42-43°, наступает так называемый тепловой удар, от которого человек может погибнуть, если не будут приняты соответствующие меры.
При чрезмерном и продолжительном охлаждении организма температура тела начинает постепенно снижаться и может наступить смерть от замерзания.
Температура тела - это не постоянная величина. Значение температуры зависит от:
- времени суток. Минимальная температура бывает утром (3-6 часов), максимальная - во второй половине дня (14-16 и 18-22 часа). У работающих в ночное время могут быть обратные отношения. Разница между утренней и вечерней температурой у здоровых людей не превышает 1 0 С;
- двигательной активности. Покой и сон способствуют снижению температуры. Сразу после еды также наблюдается небольшое повышение температуры тела. Значительное физическое и эмоциональное напряжение может вызвать повышение температуры на 1 градус;
Гормонального фона. У женщин в период беременности и менструальном периоде тела несколько повышается.
Возраста. У детей она выше в среднем, чем у взрослых на 0,3-0,4°С, в преклонном возрасте может быть несколько ниже.
Для определения величины дыхательной экскурсии грудной клетки измеряют окружность ее на уровне сосков во время спокойного дыхания на высоте вдоха и выдоха (рис. 24).
Рис. 24. Измерение окружности грудной клетки.
Рис. 25. Грудной (а) и брюшной (б) типы дыхания.
Особое внимание обращают на характер дыхательных движений, которые у здорового человека совершаются за счет сокращения дыхательных мышц: межреберных, диафрагмальных и частично мышц брюшной стенки. Различают грудной, брюшной (рис. 25) и смешанный типы дыхания.
При грудном (реберном) типе дыхания , который чаще встречается у женщин, дыхательные движения осуществляются за счет сокращения межреберных мышц. При этом грудная клетка расширяется и слегка приподнимается во время вдоха, суживается и несколько опускается при выдохе.
При брюшном (диафрагмальном) типе дыхания , чаще встречающемся у мужчин, дыхательные движения осуществляются преимущественно диафрагмой. Во время вдоха диафрагма сокращается и опускается, что увеличивает отрицательное давление в грудной полости, и легкие заполняются воздухом. Внутрибрюшное давление при этом повышается и брюшная стенка выпячивается. Во время выдоха диафрагма расслабляется, поднимается, брюшная стенка возвращается в исходное положение.
При смешанном типе в акте дыхания участвуют межреберные мышцы и диафрагма.
Грудной тип дыхания у мужчин может быть обусловлен воспалением диафрагмы или брюшины (перитонит), повышением внутрибрюшного давления (асцит, метеоризм).
Брюшной тип дыхания у женщин наблюдается при сухом плеврите, межреберной невралгии, переломе ребер, что делает движения их болезненными.
Если вдох или (и) выдох затруднен, в акт дыхания включаются вспомогательные дыхательные мышцы, что не отмечается у здоровых людей. В случае хронического затруднения дыхания грудинно-ключично-сосковые мышцы гипертрофируются и выступают в виде плотных тяжей. При частом, длительном кашле гипертрофируются и уплотняются прямые мышцы живота, особенно в верхней части.
Дыхание здорового человека ритмичное, отличается одинаковой частотой вдоха и выдоха (16-20 дыханий в минуту). Частоту дыхания определяют по движению грудной или брюшной стенки. При физической нагрузке, после обильной еды дыхание учащается, во время сна - урежается. Однако учащение или урежение дыхания может быть обусловлено и патологическими состояниями.
Учащение дыхания наблюдается, например, при сухом плеврите (в этом случае оно из-за болевого синдрома носит одновременно и поверхностный характер), при воспалении легких, ателектазах (спадение легкого) различного происхождения, эмфиземе, пневмосклерозе, вызывающих уменьшение дыхательной поверхности, при высокой температуре тела, приводящей к раздражению дыхательного центра. Иногда учащенное дыхание обусловливается сразу несколькими причинами.
Урежение дыхания бывает в случае угнетения функции дыхательного центра, что встречается при заболеваниях головного мозга и его оболочек (кровоизлияние, менингит, травма). При воздействии на дыхательный центр токсических продуктов, накапливающихся в организме, при почечной и печеночной недостаточности, диабетической коме и других заболеваниях наблюдается редкое, но шумное и глубокое дыхание (большое дыхание Куссмауля ; рис. 26, а).
Рис. 26. Изменения глубины (а) и ритма (б, в) дыхания по сравнению с нормальным (г).
Если изменяется частота дыхания, меняется и его глубина: частое дыхание обычно бывает поверхностным, уреженное же сопровождается увеличением его глубины. Однако бывают и исключения из этого правила. Например, в случае резкого сужения голосовой щели или трахеи (сдавление опухолью, аневризмой аорты и т. д.) дыхание редкое и поверхностное.
При тяжелых поражениях головного мозга (опухоли, кровоизлияния), иногда при диабетической коме дыхательные движения время от времени прерываются паузами (больной не дышит - апноэ), длящимися от нескольких секунд до полминуты. Это так называемое дыхание Биота (рис. 26, в).
При тяжелых интоксикациях, а также при заболеваниях, сопровождающихся глубокими, почти всегда необратимыми нарушениями мозгового кровообращения, наблюдается дыхание Чейна - Стокса (рис. 26, б). Оно характеризуется тем, что у больных после некоторого количества дыхательных движений наступает длительное апноэ (от 1/4 до 1 мин), а затем появляется редкое поверхностное дыхание, которое постепенно учащается и углубляется, пока не достигнет максимальной глубины. Далее дыхание становится все более редким и поверхностным вплоть до полного прекращения и наступления новой паузы. Во время апноэ больной может терять сознание. В это время у него замедляется пульс и суживаются зрачки.
Довольно редко встречается дыхание Грокко - Фругони : в то время как верхняя и средняя части грудной клетки находятся в фазе вдоха, нижняя ее часть производит как бы выдыхательные движения. Такое расстройство дыхания бывает при тяжелых поражениях головного мозга, иногда в агональном состоянии. Оно является результатом нарушения координационной способности дыхательного центра и характеризуется нарушением гармонической работы отдельных групп дыхательных мышц.
Весь сложный процесс можно подразделить на три основных этапа: внешнее дыхание; и внутреннее (тканевое) дыхание.
Внешнее дыхание — газообмен между организмом и окружающим его атмосферным воздухом. Внешнее дыхание включает обмен газов между атмосферным и альвеолярным воздухом, а также легочных капилляров и альвеолярным воздухом.
Это дыхание осуществляется в результате периодических изменений объема грудной полости. Увеличение ее объема обеспечивает вдох (инспирацию), уменьшение — выдох (экспирацию). Фазы вдоха и следующего за ним выдоха составляют . Во время вдоха атмосферный воздух через воздухоносные пути поступает в легкие, при выдохе часть воздуха покидает их.
Условия, необходимые для внешнего дыхания:
- герметичность грудной клетки;
- свободное сообщение легких с окружающей внешней средой;
- эластичность легочной ткани.
Взрослый человек делает 15-20 дыханий в минуту. Дыхание физически тренированных людей более редкое (до 8-12 дыханий в минуту) и глубокое.
Наиболее распространенные методы исследования внешнего дыхания
Методы оценки дыхательной функции легких:
- Пневмография
- Спирометрия
- Спирография
- Пневмотахометрия
- Рентгенография
- Рентгеновская компьютерная томография
- Ультразвуковое исследование
- Магнитно-резонансная томография
- Бронхография
- Бронхоскопия
- Радионуклидные методы
- Метод разведения газов
Спирометрия — метод измерения объемов выдыхаемого воздуха с помощью прибора спирометра. Используются спирометры разного типа с турбиметрическим датчиком, а также водные, в которых выдыхаемый воздух собирается под колокол спирометра, помещенный в воду. По подъему колокола определяется объем выдыхаемого воздуха. В последнее время широко применяются датчики, чувствительные к изменению объемной скорости воздушного потока, подсоединенные к компьютерной системе. В частности, на этом принципе работает компьютерная система типа «Спирометр МАС-1» белорусского производства и др. Такие системы позволяют проводить не только спирометрию, но и спирографию, а также пневмотахографию).
Спирография - метод непрерывной регистрации объемов вдыхаемого и выдыхаемого воздуха. Получаемую при этом графическую кривую называют спирофаммой. По спирограмме можно определить жизненную емкость легких и дыхательные объемы, частоту дыхания и произвольную максимальную вентиляцию легких.
Пневмотахография - метод непрерывной регистрации объемной скорости потоков вдыхаемого и выдыхаемого воздуха.
Имеется много других методов исследования респираторной системы. Среди них плетизмография грудной клетки, прослушивание звуков, возникающих при прохождении воздуха через дыхательные пути и легкие, рентгеноскопия и рентгенография, определение содержания кислорода и углекислого газа в потоке выдыхаемого воздуха и др. Некоторые из этих методов рассматриваются ниже.
Объемные показатели внешнего дыхания
Соотношение величин легочных объемов и емкостей представлено на рис. 1.
При исследовании внешнего дыхания используются следующие показатели и их аббревиатура.
Общая емкость легких (ОЕЛ) — объем воздуха, находящийся в легких после максимально глубокого вдоха (4-9 л).
Рис. 1. Средние величины объемов и емкостей легких
Жизненная емкость легких
Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) — объем воздуха, который может выдохнуть человек при максимально глубоком медленном выдохе, сделанном после максимального вдоха.
Величина жизненной емкости легких человека составляет 3-6 л. В последнее время в связи с внедрением пневмотахографической техники все чаще определяют так называемую форсированную жизненную емкость легких (ФЖЕЛ). При определении ФЖЕЛ испытуемый должен после максимально глубокого вдоха сделать максимально глубокий форсированный выдох. При этом выдох должен производиться с усилием, направленным на достижение максимальной объемной скорости выдыхаемого воздушного потока на протяжении всего выдоха. Компьютерный анализ такого форсированного выдоха позволяет рассчитать десятки показателей внешнего дыхания.
Индивидуальную нормальную величину ЖЕЛ называют должной жизненной емкостью легких (ДЖЕЛ). Ее рассчитывают в литрах по формулам и таблицам на основе учета роста, массы тела, возраста и пола. Для женщин 18-25-летнего возраста расчет можно вести по формуле
ДЖЕЛ = 3,8*Р + 0,029*В — 3,190; для мужчин того же возраста
Остаточный объем
ДЖЕЛ = 5,8*Р + 0,085*В — 6,908, где Р — рост; В — возраст (годы).
Величина измеренной ЖЕЛ считается пониженной, если это снижение составляет более 20% от уровня ДЖЕЛ.
Если для показателя внешнего дыхания применяют название «емкость», то это значит, что в состав такой емкости входят более мелкие подразделения, называемые объемами. Например, ОЕЛ состоит из четырех объемов, ЖЕЛ — из трех объемов.
Дыхательный объем (ДО) — это объем воздуха, поступающий в легкие и удаляемый из них за один дыхательный цикл. Этот показатель называют также глубиной дыхания. В состоянии покоя у взрослого человека ДО составляет 300-800 мл (15-20% от величины ЖЕЛ); месячного ребенка — 30 мл; годовалого — 70 мл; десятилетнего — 230 мл. Если глубина дыхания больше нормы, то такое дыхание называют гиперпноэ — избыточное, глубокое дыхание, если же ДО меньше нормы, то дыхание назвают олигопноэ — недостаточное, поверхностное дыхание. При нормальной глубине и частоте дыхания его называют эупноэ — нормальное, достаточное дыхание. Нормальная частота дыхания в покое у взрослых составляет 8-20 дыхательных циклов в минуту; месячного ребенка — около 50; годовалого — 35; десятилетнего — 20 циклов в минуту.
Резервный объем вдоха (РО вд) — объем воздуха, который человек может вдохнуть при максимально глубоком вдохе, сделанном после спокойного вдоха. Величина РО вд в норме составляет 50-60% от величины ЖЕЛ (2-3 л).
Резервный объем выдоха (РО выд) — объем воздуха, который человек может выдохнуть при максимально глубоком выдохе, сделанном после спокойного выдоха. В норме величина РО выд составляет 20-35% от ЖЕЛ (1-1,5 л).
Остаточный объем легких (ООЛ) — воздух, остающийся в дыхательных путях и легких после максимального глубокого выдоха. Его величина составляет 1-1,5 л (20-30% от ОЕЛ). В пожилом возрасте величина ООЛ нарастает из-за уменьшения эластической тяги легких, проходимости бронхов, снижения силы дыхательных мышц и подвижности грудной клетки. В возрасте 60 лет он уже составляет около 45% от ОЕЛ.
Функциональная остаточная емкость (ФОЕ) — воздух, остающийся в легких после спокойного выдоха. Эта емкость состоит из остаточного объема легких (ООЛ) и резервного объема выдоха (РО выд).
Не весь атмосферный воздух, поступающий в дыхательную систему при вдохе, принимает участие в газообмене, а лишь тот, который доходит до альвеол, имеющих достаточный уровень кровотока в окружающих их капиллярах. В связи с этим выделяют гак называемое мертвое пространство.
Анатомическое мертвое пространство (АМП) — это объем воздуха, находящийся в дыхательных путях до уровня респираторных бронхиол (на этих бронхиолах уже имеются альвеолы и возможен газообмен). Величина АМП составляет 140-260 мл и зависит от особенностей конституции человека (при решении задач, в которых необходимо учитывать АМП, а величина его не указана, объем АМП принимают равным 150 мл).
Физиологическое мертвое пространство (ФМП) — объем воздуха, поступающий в дыхательные пути и легкие и не принимающий участия в газообмене. ФМП больше анатомического мертвого пространства, так как включает его как составную часть. Кроме воздуха, находящегося в дыхательных путях, в состав ФМП входит воздух, поступающий в легочные альвеолы, но не обменивающийся газами с кровью из-за отсутствия или снижения кровотока в этих альвеолах (для этого воздуха иногда применяется название альвеолярное мертвое пространство). В норме величина функционального мертвого пространства составляет 20-35% от величины дыхательного объема. Возрастание этой величины свыше 35% может свидетельствовать о наличии некоторых заболеваний.
Таблица 1. Показатели легочной вентиляции
В медицинской практике важно учитывать фактор мертвого пространства при конструировании приборов для дыхания (высотные полеты, подводное плавание, противогазы), проведении ряда диагностических и реанимационных мероприятий. При дыхании через трубки, маски, шланги к дыхательной системе человека подсоединяется дополнительное мертвое пространство и, несмотря на возрастание глубины дыхания, вентиляция альвеол атмосферным воздухом может стать недостаточной.
Минутный объем дыхания
Минутный объем дыхания (МОД) — объем воздуха вентилируемый через легкие и дыхательные пути за 1 мин. Для определения МОД достаточно знать глубину, или дыхательный объем (ДО), и частоту дыхания (ЧД):
МОД = ДО * ЧД.
В покос МОД составляет 4-6 л/мин. Этот показатель часто называют также вентиляцией легких (отличать от альвеолярной вентиляции).
Альвеолярная вентиляция
Альвеолярная вентиляция легких (АВЛ) — объем атмосферного воздуха, проходящий через легочные альвеолы за 1 мин. Для расчета альвеолярной вентиляции надо знать величину АМП. Если она не определена экспериментально, то для расчета объем АМП берут равным 150 мл. Для расчета альвеолярной вентиляции можно пользоваться формулой
АВЛ = (ДО — АМП) . ЧД.
Например, если глубина дыхания у человека 650 мл, а частота дыхания 12, то АВЛ равно 6000 мл (650-150) . 12.
АВ = (ДО — ОМП) * ЧД = ДО альв * ЧД
- АВ — альвеолярная вентиляция;
- ДО альв — дыхательный объем альвеолярной вентиляции;
- ЧД — частота дыхания
Максимальная вентиляция легких (МВЛ) — максимальный объем воздуха, который может быть провентилирован через легкие человека за 1 мин. МВЛ может быть определена при произвольной гипервентиляции в покое (дышать максимально глубоко и часто в покос допустимо не более 15 с). С помощью специальной техники МВЛ может быть определена во время выполнения человеком интенсивной физической работы. В зависимости от конституции и возраста человека норма МВЛ находится в границах 40-170 л/мин. У спортсменов МВЛ может достигать 200 л/мин.
Потоковые показатели внешнего дыхания
Кроме легочных объемов и емкостей для оценки состояния дыхательной системы используют так называемые потоковые показатели внешнего дыхания. Простейшим методом определения одного из них — пиковой объемной скорости выдоха — является пикфлоуметрия. Пикфлоуметры — простые и вполне доступные приборы для пользования в домашних условиях.
Пиковая объемная скорость выдоха (ПОС) — максимальная объемная скорость потока выдыхаемого воздуха, достигнутая в процессе форсированного выдоха.
С помощью прибора пневмотахометра можно определить не только пиковую объемную скорость выдоха, но и вдоха.
В условиях медицинского стационара все большее распространение получают приборы пневмотахографы с компьютерной обработкой получаемой информации. Приборы подобного типа позволяют на основе непрерывной регистрации объемной скорости воздушного потока, создаваемого в ходе выдоха форсированной жизненной емкости легких, рассчитать десятки показателей внешнего дыхания. Чаще всего определяются ПОС и максимальные (мгновенные) объемные скорости воздушного потока в момент выдоха 25, 50, 75% ФЖЕЛ. Их называют соответственно показателями МОС 25 , МОС 50 , МОС 75 . Популярно также определение ФЖЕЛ 1 — объема форсированного выдоха за время, равное 1 e. На основе этого показателя рассчитывается индекс (показатель) Тиффно — выраженное в процентах отношение ФЖЕЛ 1 к ФЖЕЛ. Регистрируется также кривая, отражающая изменение объемной скорости воздушного потока в процессе форсированного выдоха (рис. 2.4). При этом на вертикальной оси отображается объемная скорость (л/с), на горизонтальной — процент выдохнутой ФЖЕЛ.
На приведенном графике (рис. 2, верхняя кривая) вершина указывает величину ПОС, проекция момента выдоха 25% ФЖЕЛ на кривую характеризует МОС 25 , проекция 50% и 75% ФЖЕЛ соответствует величинам МОС 50 и МОС 75 . Диагностическую значимость имеют не только скорости потока в отдельных точках, но и весь ход кривой. Ее часть, соответствующая 0-25% выдыхаемой ФЖЕЛ, отражает проходимость для воздуха крупных бронхов, трахеи и , участок от 50 до 85% ФЖЕЛ — проходимость мелких бронхов и бронхиол. Прогиб на нисходящем участке нижней кривой в области выдоха 75-85% ФЖЕЛ указывает на снижение проходимости мелких бронхов и бронхиол.
Рис. 2. Потоковые показатели дыхания. Кривые ноток — объем здорового человека (верхняя), больного с обструктивнымн нарушениями проходимости мелких бронхов (нижняя)
Определение перечисленных объемных и потоковых показателей применяются в диагностике состояния системы внешнего дыхания. Для характеристики функции внешнего дыхания в клинике используются четыре варианта заключений: норма, обструктивные нарушения, рестриктивные нарушения, смешанные нарушения (сочетание обструктивных и рестриктивных нарушений).
Для большинства потоковых и объемных показателей внешнего дыхания выходящими за пределы нормы считаются отклонения их величины от должного (расчетного) значения более чем на 20%.
Обструктивные нарушения — это нарушения проходимости дыхательных путей, ведущие к увеличению их аэродинамического сопротивления. Такие нарушения могут развиваться в результате повышения тонуса гладких мышц нижних дыхательных путей, при гипертрофии или отеке слизистых оболочек (например, при острых респираторных вирусных инфекциях), скоплении слизи, гнойного отделяемого, при наличии опухоли или инородного тела, нарушении регуляции проходимости верхних дыхательных путей и других случаях.
О наличии обструктивных изменений дыхательных путей судят по снижению ПОС, ФЖЕЛ 1 , МОС 25 , МОС 50 , МОС 75 , МОС 25-75 , МОС 75-85 , величины индекса теста Тиффно и МВЛ. Показатель теста Тиффно в норме составляет 70-85%, снижение его до 60% расценивается как признак умеренного нарушения, а до 40% — резко выраженного нарушения проходимости бронхов. Кроме того, при обструктивных нарушениях увеличиваются такие показатели, как остаточный объем, функциональная остаточная емкость и общая емкость легких.
Рестриктивные нарушения — это уменьшение расправления легких при вдохе, снижение дыхательных экскурсий легких. Эти нарушения могут развиться из-за снижения растяжимости легких, при повреждениях грудной клетки, наличии спаек, скопления в плевральной полости жидкости, гнойного содержимого, крови, слабости дыхательных мышц, нарушении передачи возбуждения в нервно-мышечных синапсах и других причин.
Наличие рестриктивных изменений легких определяют по снижению ЖЕЛ (не менее 20% от должной величины) и уменьшению МВЛ (неспецифический показатель), а также снижению растяжимости легких и в ряде случаев по возрастанию показателя теста Тиффно (более 85%). При рестриктивных нарушениях уменьшаются общая емкость легких, функциональная остаточная емкость и остаточный объем.
Заключение о смешанных (обструктивных и рестриктивных) нарушениях системы внешнего дыхания делается при одновременном наличии изменений вышеперечисленных потоковых и объемных показателей.
Легочные объемы и емкости
Дыхательный объем - это объем воздуха, который вдыхает и выдыхает человек в спокойном состоянии; у взрослого человека он равен 500 мл.
Резервный объем вдоха — это максимальный объем воздуха, который может вдохнуть человек после спокойного вдоха; величина его равна 1,5-1,8 л.
Резервный объем выдоха - это максимальный объем воздуха, который может выдохнуть человек после спокойного выдоха; этот объем составляет 1-1,5 л.
Остаточный объем - это объем воздуха, который остается в легких после максимального выдоха; величина остаточного объема 1 -1,5 л.
Рис. 3. Изменение дыхательного объема, плеврального и альвеолярного давления при вентиляции легкого
Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) — это максимальный объем воздуха, который может выдохнуть человек после самого глубокого вдоха. ЖЕЛ включает в себя резервный объем вдоха, дыхательный объем и резервный объем выдоха. Жизненная емкость легких определяется спирометром, а метод ее определения называют спирометрией. ЖЕЛ у мужчин 4-5,5 л, а у женщин — 3-4,5 л. Она больше в положении стоя, чем в положении сидя или лежа. Физическая тренировка приводит к увеличению ЖЕЛ (рис. 4).
Рис. 4. Спирограмма легочных объемов и емкостей
Функциональная остаточная емкость (ФОЕ) — объем воздуха в легких после спокойного выдоха. ФОЕ является суммой резервного объема выдоха и остаточного объема и равна 2,5 л.
Общая емкость легких (ОЕЛ) — объем воздуха в легких по окончании полного вдоха. ОЕЛ включает в себя остаточный объем и жизненную емкость легких.
Мертвое пространство образует воздух, который находится в воздухоносных путях и не участвует в газообмене. При вдохе последние порции атмосферного воздуха входят в мертвое пространство и, не изменив своего состава, покидают его при выдохе. Объем мертвого пространства около 150 мл, или примерно 1/3, дыхательного объема при спокойном дыхании. Значит, из 500 мл вдыхаемого воздуха в альвеолы поступает лишь 350 мл. В альвеолах к концу спокойного выдоха находится около 2500 мл воздуха (ФОЕ), поэтому при каждом спокойном вдохе обновляется лишь 1/7 часть альвеолярного воздуха.
Нормальная частота дыхания (ЧД) в покое составляет у взрослого человека 12 - 18 в 1 минуту.
У детей более поверхностное и частое, чем у взрослых.
У новорожденных ЧД 60 в 1 мин.
У детей 5 лет ЧД - 25 в 1 мин.
Глубина дыхания
Глубину дыхательных движений определяет по амплитуде экскурсий грудной клетки с помощью специальных методов.
Давление в плевральной щели и в средостении в норме всегда отрицательное .
Во время спокойного вдоха плевральной щели оно на 9 мм. рт. ст. ниже атмосферного давления, а вовремя спокойного выдоха на 6 мм. ртутного столба.
Отрицательное давление (внутригрудное) играет значительную роль в гемодинамике, обеспечивая венозный возврат крови к сердцу и улучшая кровообращение в легочном круге, особенно в фазу вдоха. Оно также способствует продвижению пищевого комка по пищеводу в нижнем отделе, которого давление на 3,5 мм. рт. ст. ниже атмосферного.
Газообмен в легких (2 фаза дыхания)
– это газообмен между альвеолярным воздухом и кровью легочных капилляров.
В альвеолах – легочных пузырьках находится альвеолярный воздух. Стенка альвеолы состоит из одного слоя клеток, легко проходимого для газов. Альвеолы оплетены густой сетью кровеносных легочных капилляров, что сильно увеличивает площадь, на которой совершается газообмен между воздухом и кровью.
Стенка легочных капилляров тоже состоит из одного слоя клеток. Обмен газов между кровью и альвеолярным воздухом осуществляется через мембраны образованные однослойным эпителием капилляров и альвеол.
Газообмен в легких между альвеолярным воздухом и кровью осуществляется вследствие разности парциального давления кислорода и углекислого газа в альвеолах и напряжения этих газов в крови.
Напряжение – это парциальное давление газа в жидкости.
Каждый из этих газов переходит из области большего парциального давления в область меньшего парциального давления.
Венозная кровь имеет большее парциальное давление углекислого газа, чем в крови, поэтому углекислый газ движется из области большего давления в область меньшего давления – из крови в альвеолярный воздух, и кровь отдает углекислый газ.
Парциальное давление кислорода больше в альвеолярном воздухе, чем в крови, поэтому молекулы кислорода движутся из области большего давления в область меньшего давления – из альвеолярного воздуха в кровь легочных капилляров, и кровь становится артериальной.
Вдыхаемый (атмосферный) воздух содержит:
20,94 % кислорода;
0,03 % углекислого газа;
79,03 % азота.
Выдыхаемый воздух содержит:
16, 3 % кислорода;
4 % углекислого газа;
79,7 % азота.
Альвеолярный воздух содержит:
14,2 – 14,6 % кислорода;
5,2 – 5,7 % углекислого газа;
79,7 - 80 % азота.
Транспорт газов кровью (3 фаза дыхания)
Эта фаза включает транспорт кровью кислорода и углекислого газа.
Транспорт кислорода
Кислород транспортируется от легких к тканям.
Осуществляется одним способом - с помощью соединения кислорода с гемоглобином – оксигемоглобина.
Нb + О 2 ↔ НbО 2 (о ксигемоглобин )
Оксигемоглобин – это нестойкое легко распадающееся соединение.
Образуется оксигемоглобин в легких – при соединении гемоглобина крови легочных капилляров с кислородом альвеолярного воздуха. При этом кровь становится артериальной.
Одна молекула гемоглобина соединяется с 4 молекулами кислорода с помощью 4 атомов железа, содержащихся в геме.
А распадается оксигемоглобин в капиллярах большого круга кровообращения, когда кровь отдает тканям кислород.
Транспорт углекислого газа
