Респираторная медицина. Руководство (в 2-х томах) - Чучалин А. Г. - Страница 159

type: dkli00111

ВЕНТИЛЯЦИОННОПЕРФУЗИОННЫЕ ОТНОШЕНИЯ

Вдыхаемый воздух и кровоток в легочных капиллярах имеют неоднородное распределение даже у здоровых людей. Распределение вентиляции и кровотока зависит от положения тела, легочного объема. Нарушение сопряжения между вентиляцией и перфузией приводит к нарушению газообмена и развитию артериальной гипоксемии. Среди других причин развития гипоксемии, таких как гиповентиляция, диффузионный блок, шунтирование, нарушение вентиляционно-перфузионных отношений оказывает наибольшее воздействие на артериальную оксигенацию.

Образцы альвеолярного газа и крови легочных капилляров не могут быть получены для оценки вентиляционно-перфузионных отношений, но возможно проанализировать вдыхаемый и выдыхаемый воздух, а также смешанную венозную и артериальную кровь.

ВЕНТИЛЯЦИЯ В ПОКОЕ

Минутная вентиляция в покое определяется как количество воздуха, вдыхаемого за минуту. Минутная вентиляция рассчитывается как произведение дыхательного объема (V_E) и частоты дыхания (f). Минутная вентиляция может быть оценена с помощью спирометра с использованием абсорбента двуокиси углерода. Многие лаборатории используют лицевые устройства с клапанами, разделяющими вдыхаемый и выдыхаемый газы, и позволяющие собирать выдыхаемый воздух в пластиковую емкость. В большинстве коммерческих приборов в настоящее время выдыхаемый воздух проходит через пневмотахограф, с помощью компьютера сигнал от потока интегрируется и подсчитывается выдыхаемый объем. Некоторые исследователи используют магнетометры, прикрепленные к грудной клетке, и импедансную плетизмографию для того, чтобы получить точные измерения вентиляции и паттерна дыхания [119]. В норме для взрослого человека минутная вентиляция составляет от 5 до 8 л/мин.

Измерение минутной вентиляции в покое играет важную роль при наблюдении за больными, имеющими высокий риск развития дыхательной недостаточности на фоне гиповентиляции (пациенты с ожирением, при расстройстве дыхания во время сна). У этих пациентов, а также у пациентов в послеоперационном периоде, с лекарственной интоксикацией или при нейромышечных расстройствах измерение минутной вентиляции должно производиться регулярно, также как измерение частоты сердечных сокращений и артериального давления.

МЕРТВОЕ ПРОСТРАНСТВО

Воздухоносные пути, не принимающие участие в газообмене, называются мертвым пространством. В патологических условиях измененные участки легких также вносят вклад в структуру мертвого пространства. Минутная вентиляция (fxV_E) представляет собой сумму минутной альвеолярной вентиляции (fxV_A) и минутной вентиляцией мертвого пространства (fxV_D):

fxV_E= fxV_A+ fxV_D.

Количество вентилируемого газа, газа в альвеолярном объеме и в объеме мертвого пространства является производным от фрикционной концентрации газа (F) и объема, в котором газ содержится, т.е.:

F_ExV_E= F_AxV_A+ F_DxV_D.

Это уравнение называется уравнением Бора.

Так как во вдыхаемом воздухе практически не содержится углекислый газ

(F_CO2=0,0005), то уравнение Бора можно преобразовать к следующему виду:

V_D = (F_ACO₂ - F_ECO₂)xV_E/ F_ACO₂.

ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ МЕРТВОЕ ПРОСТРАНСТВО

При расчете мертвого пространства, используя уравнение Бора, определение F_ECO₂и V_E не представляет труда, однако сложно определить точные значения F_ACO₂. Парциальное напряжение СО₂ в альвеолярном воздухе (P_ACO₂) практически равно парциальному напряжению СО₂ в легочных капиллярах. В отсутствии значимого веноартериального шунта P_ACO₂ может быть заменено на парциальное напряжение углекислого газа в артериальной крови (P_aCO₂) и уравнение Бора преобразуется к следующему виду:

V_D = (P_aCO₂ - P_ECO₂)xV_E/ P_aCO₂.

В идеальных условиях анатомическое и физиологическое мертвое пространства равны. У больных с неравномерностью вентиляционно-перфузионных отношений физиологическое мертвое пространство превышает анатомическое мертвое пространство, поскольку регионы легких с вентиляцией, преобладающей над легочным кровотоком, участвуют в газообмене также, как области с «холостой» вентиляцией (респираторное мертвое пространство) [120]. Физиологическое мертвое пространство включает в себя анатомическое мертвое пространство и вентиляцию альвеолярного мертвого пространства. Вентиляция последнего включает в себя вентиляцию альвеол без перфузии; альвеол со сниженной перфузией и увеличенной, нормальной или слегка сниженной вентиляцией; альвеол с нормальной перфузией и гипервентиляцией. Технически невозможно отличить различные типы увеличения вентиляционно-перфузионных отношений (V/Q), но регионы легких, в которых вентиляция альвеол сочетается со сниженной перфузией, можно представить как регионы легких без перфузии. Таким образом, исследователь выделяет две составляющие: регионы легких с перфузией и без перфузии.

Преобладание вентиляции над перфузией приводит к уменьшению переноса кислорода в кровь за счет появления «холостой» вентиляции. Увеличение парциального напряжения кислорода в альвеолярном воздухе от 100 до 140 мм рт.ст. сопровождается незначительным повышением содержания кислорода в крови, что обусловлено формой кривой диссоциации оксигемоглобина. В отношении двуокиси углерода преобладание вентиляции над перфузией («холостая» вентиляция) не вызывает уменьшение выделения CO₂, так как увеличение вентиляции приводит к уменьшению двуокиси углерода в артериальной крови. Регионы легких, в которых вентиляция преобладает над перфузией, сочетаются с регионами, в которых вентиляция снижена и отмечается увеличение парциального напряжения СО₂. Оценка «холостой» вентиляции важна при лечебных манипуляциях у больных, находящихся в критическом состоянии в блоках интенсивной терапии, для диагностики заболеваний, связанных с обструкцией легочного сосудистого русла.

УРАВНЕНИЕ АЛЬВЕОЛЯРНОГО ВОЗДУХА

Измерение альвеолярного парциального напряжения кислорода и двуокиси углерода в образце выдыхаемого альвеолярного газа производится со значительными ошибками, в то время как среднее альвеолярное парциальное напряжение кислорода может быть рассчитано достаточно точно. Для определения среднего РО₂ в альвеолярном воздухе используются следующие утверждения: на уровне моря общее давление газов (кислород, двуокись углерода, азот) и водяных паров в альвеолах равно 760 мм рт.ст; если парциальное напряжение трех из этих четырех газов известно, то парциальное напряжение четвертой компоненты может быть получено методом вычитания, используя следующее равенство:

760 (мм рт.ст.) = PO₂ + PCO₂ + PN₂ + PH₂O.

Давление водяных паров при температуре 37 0;С приблизительно равно 47 мм рт.ст.

Артериальное парциальное напряжение СО₂ используется для определения среднего альвеолярного парциального напряжения СО₂, поскольку кровь, омывающая альвеолы, достигает суммарной величины альвеолярного парциального напряжения СО₂ в альвеолах различных регионов легких за период дыхательного цикла. Кроме того, парциальное напряжение N₂равно 563 мм рт.ст. Эти предположения верны, если дыхательный коэффициент (количество СО₂, поступающее в альвеолы, равно количеству О₂, покидающему альвеолы за минуту) равен 1.