Меню

Измерение минутный объем дыхания



Дыхательный объем норма, частота и глубина дыхания, как и в чем измеряется

С точки физиологии, поступающий и выделяемый воздух при нормальном дыхании – дыхательный объем. Норма при адекватном газообмене 500 мл.

Внешнее дыхание

Выделяют две формы дыхательного процесса: внешний и тканевый. При первом осуществляется обмен кислорода через альвеолы (воздухоносные мешочки, обильно кровоснабжающиеся).

Через альвеолярно-капиллярную мембрану происходит газообмен. Вторая форма осуществляется на уровне клеток, сопровождается образованием энергии (так, реакции дыхательной цепи протекают в митохондриях).

Методы оценки дыхательной функции легких

Для комплексной оценки необходимо всесторонне оценить дыхательную систему. Выполняют внешний осмотр грудной клетки, оценивая ее симметричность, тип дыхания, выполняя подсчет частоты дыхательных движений.

Затем определяют границы легких посредством перкуссии, оценивают голосовое дрожание, характер легочного звука методом пальпации, после чего приступают к аускультации.

В настоящее время диагностику осуществляет с помощью следующих методов исследования:

  • спирометрии,
  • пневмотахометрии,
  • пикфлоуметрии.

Объемные показатели внешнего дыхания

Общая емкость легких

Это тот наибольший объем, что заполняет легкие при максимальном вдохе. Показатель варьируется среди различных групп.

Занятия спортом вносят свои изменения в анатомию легких, поэтому у спортсменов показатель может достигать до 8 литров и выше (тогда, как у обычного человека от 3,5 литров).

Жизненная емкость легких

Один из основных показателей, определяемых в ходе спирометрии. Под этим термином понимают выдыхаемый после полного вдоха воздух. У здоровых людей показатель соответствует 3 5 л.

Также выделяют должную и форсированную жизненные емкости легких (ДЖЕЛ и ФЖЕЛ). Первая вычисляется так: берется произведение длины тела в сантиметрах и коэффициента (20 для женщин и 25 у мужчин).

Вторая определяется, как и ЖЕЛ, но при резком выдохе. Последняя достигает до четырех литров.

Резервный объем выдоха

Под ним понимают такое количество воздуха, которое возможно выдохнуть, несмотря на выполненный в спокойном состоянии выдох (без вспомогательного поступления воздуха).

Среди лиц, страдающих лишним весом, значение ниже, нормальные показатели РО2 составляют от одного до полутора литров.

Резервный объем вдоха

Этот показатель аналогичен предыдущему, но здесь учитывают объем, который можно вдохнуть после обычного вдоха. Средние величины РО1 колеблются в пределах от полутора до двух литров.

Остаточный объем легких

Определяется, как сохранный объем после полного выдоха. Определяется посредством спирометрии в абсолютных и относительных значениях (от одного до полутора литров и 90-115% соответственно).

Функциональная остаточная емкость

Оставшаяся часть объема при ненапряженном выдохе. В норме при спирометрическом измерении составляет 90 — 110%.

Анатомическое мертвое пространство

Воздух, сохраняющийся в альвеолах и не выводящийся из организма при выдохе. Значения параметра составляют 140 – 150 мл.

Физиологическое мертвое пространство

Это сумма объема невентилируемых альвеол и недиффундируемого воздуха, присутствующего в легких.

В легких есть группы альвеол (например, расположенные в верхушечных сегментах), не участвующие в перфузии. Сумма данных с анатомически мертвым пространством составляет функциональное. Показатели от одного литра и выше (зависит от следующего показателя).

Минутный объем дыхания

Можно посчитать, как произведение ЧДД и ДО. ЧД (частота дыхания или глубина) в среднем 14 18 движений в минуту, тогда МОД 3 10 л (в среднем 6 7 л).

Альвеолярная вентиляция

Тот дыхательный объем, что непосредственно участвуют в газообмене. Это произведение частоты ЧДД и разности ДО и физиологического мертвого пространства.

Максимальная вентиляция легких или МВЛ – подразумевает определение объема воздуха на фоне глубокого дыхания за минуту.

При исследовании последней, человеку предлагают дышать глубоко и часто в течение четверти или трети минуты. Далее показатель приближают к минуте математически. Норма для взрослого человека соответствует ¾ от МОД (2,3 – 7,5 л).

Таблица «Объемы легких взрослого человека в литрах»

Параметры Норма
ЖЕЛ 3 5 л
ФЖЕЛ 2,3 4 л
ЧДД 16 18 в мин.
РО1 1,4 1,8 л
РО2 1,0 1,5 л
МОД 3 10 л

Потоковые показатели внешнего дыхания

Пиковая объемная скорость

Под ней понимают максимум скорости при резком выдохе. Для определения удобны пикфлуометры – приборы для измерения легочной функции (на корпус аппарата нанесены числовые значения, которые отражают силу воздушного потока, выдыхаемого человеком).

Процедуру проводят в вертикальном положении человека, после глубокого вдоха. Для достоверного результата измеряют трижды (выбирают то измерение, где выше показатель).

Обструктивные и рестриктивные нарушения

Исследование легочных объемов позволяет определить тип патологии. Так, при обструкции отмечается снижение объема форсированного выдоха (здесь и далее аббревиатура ОФВ1), что связано с повышением сопротивления дыхательных путей. Падение ОФВ1 ведет к уменьшению индекса Тиффно.

Читайте также:  Как измерить водоизмещение судна

При рестрикции в акте дыхания участвует не все легкое, в следствие воспалительных изменений паренхимы. У лиц с данным нарушением соотношение выдоха и вдоха увеличивается. Значительное снижение ОФВ1, ФЖЕЛ (в отличие от обструктивного синдрома), индекс Тиффно (в числителе, в знаменателе ФЖЕЛ) в норме или отмечается легкое его снижение.

Как измерить объем легких в домашних условиях

Наиболее простой способ заключается в выдыхании воздуха через трубку, установленную в бутылку.

Для выполнения исследования следует набрать воду в пятилитровую пластиковую бутылку. После чего в нее погружается трубка одним концом, а другой, свободный, необходимо прикрыть (для предотвращения поступления воздуха).

На следующем этапе эту конструкцию с водой переворачивают вниз, установив в глубокую посуду. Далее человек выдыхает воздух в трубку. Количество вытесненной воды из бутылки соответствует легочному объему.

Заключение

Исследование органов дыхания имеет огромное значение в медицине для предупреждения, определения, контроля за течением заболеваний. Введение инструментальных неинвазивных методов позволяет проверить состояние бронхолегочных пациентов за короткое время.

Источник

Измерение минутный объем дыхания

а) Минутный объем дыхания равен частоте дыхания, умноженной на дыхательный объем. Общее количество нового воздуха, входящего в дыхательные пути за каждую минуту, называют минутным объемом дыхания. Он равняется произведению дыхательного объема на частоту дыхания в минуту. В покое дыхательный объем составляет около 500 мл и частота дыхания — около 12 раз в минуту, следовательно, минутный объем дыхания составляет в среднем около 6 л/мин. Человек в течение короткого периода времени может жить при минутном объеме дыхания около 1,5 л/мин и частоте дыхания 2-4 раза в минуту.

Иногда частота дыхания может вырасти до 40-50 раз в минуту, а дыхательный объем у молодого взрослого мужчины может достигать примерно 4600 мл. Минутный объем при этом может оказаться больше 200 л/мин, т.е. в 30 раз и более, чем в покое. Большинство людей не способны поддерживать эти показатели даже на уровне 1/2-2/3 приведенных значений в течение более 1 мин.

Диаграмма максимальных дыхательных экскурсий во время спокойного дыхания, максимального вдоха и максимального выдоха

б) Альвеолярная вентиляция. Главной задачей легочной вентиляции является постоянное обновление воздуха в газообменных зонах легких, где воздух находится недалеко от легочных капилляров, наполненных кровью. К таким зонам относятся альвеолы, альвеолярные мешочки, альвеолярные протоки и бронхиолы. Количество нового воздуха, достигающего этих зон за минуту, называют альвеолярной вентиляцией.

в) Мертвое пространство и его влияние на альвеолярную вентиляцию. Некоторое количество вдыхаемого человеком воздуха не доходит до газообменных зон, а просто наполняет дыхательные пути — нос, носоглотку и трахею, где газообмена нет. Этот объем воздуха называют воздухом мертвого пространства, т.к. он не участвует в газообмене.

При выдохе воздух, наполняющий мертвое пространство, выдыхается первым — до того, как в атмосферу возвращается воздух из альвеол, поэтому мертвое пространство является дополнительным элементом при удалении выдыхаемого воздуха из легких.

Запись изменений концентрации азота в выдыхаемом воздухе после предварительного однократного вдоха чистого кислорода. В тексте показано, как эта запись может использоваться для вычисления мертвого пространства

1. Измерение объема мертвого пространства. На рисунке выше показан простой способ измерения объема мертвого пространства. Испытуемый делает резкий глубокий вдох чистым кислородом, наполняя им все мертвое пространство. Кислород смешивается с альвеолярным воздухом, но не заменяет его полностью. После этого испытуемый делает выдох через нитрометр с быстрой записью (полученная при этом запись приведена на рисунке).

Первая порция выдыхаемого воздуха состоит из воздуха, который находился в мертвом пространстве дыхательных путей, где он был полностью заменен кислородом, поэтому в первой части записи присутствует только кислород и концентрация азота равна нулю. Когда до нитрометра начинает доходить альвеолярный воздух, концентрация азота резко возрастает, потому что содержащий большое количество азота альвеолярный воздух начинает смешиваться с воздухом из мертвого пространства.

С выходом все большего количества выдыхаемого воздуха из дыхательных путей вымывается весь воздух, находившийся в мертвом пространстве, и остается только альвеолярный воздух, поэтому концентрация азота на правой части записи вырисовывается как плато на уровне содержания его в альвеолярном воздухе. Серая область на рисунке представляет собой воздух, который не содержит азота и является мерой объема воздуха мертвого пространства.

Для точного измерения используют следующее уравнение:

Vd = (Серая область х Ve) / (Розовая область + Серая область),

где Vd — воздух мертвого пространства; Ve — общий объем выдыхаемого воздуха.

Читайте также:  Как определить минимальное количество измерений

Для примера: пусть площадь серой области на графике составляет 30 см , розовой области — 70 см , а общий объем выдоха — 500 мл.

Мертвое пространство в этом случае равно 30 : (30 + 70) х 500 = 150 мл.

2. Нормальный объем мертвого пространства. Нормальный объем воздуха в мертвом пространстве у молодого взрослого мужчины составляет около 150 мл. С возрастом эта цифра немного увеличивается.

3. Анатомическое мертвое пространство и физиологическое мертвое пространство. Приведенный ранее способ измерения мертвого пространства позволяет измерить весь объем системы дыхания, кроме объема альвеол и расположенных около них зон газообмена, который называют анатомическим мертвым пространством. Но иногда некоторые из альвеол не функционируют или функционируют частично из-за отсутствия или уменьшения кровотока в близлежащих капиллярах. С функциональной точки зрения эти альвеолы также представляют собой мертвое пространство.

При включении альвеолярного мертвого пространства в общее мертвое пространство последнее называют не анатомическим, а физиологическим мертвым пространством. У здорового человека анатомическое и физиологическое пространства почти равны, но если у человека в некоторых участках легких часть альвеол не функционирует или функционирует только частично, объем физиологического мертвого пространства может оказаться в 10 раз больше анатомического, т.е. 1-2 л. Эти проблемы будут рассматриваться далее в связи с газообменом в легких и некоторыми болезнями легких.

Учебное видео — показатели ФВД (спирометрии) в норме и при болезни

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

Источник

Как узнать свой объем легких с помощью подручных предметов

Максимальное количество воздуха, которое вы вдыхаете и выдыхаете, является жизненной емкостью ваших легких. Существует несколько важных параметров вдоха/выдоха (о них мы обязательно расскажем), которые помогают измерить объем легких даже в домашних условиях.

Что такое объем легких?

Так называют количество воздуха, которое проходит через дыхательную систему за один дыхательный цикл. Это очень важный параметр, поскольку от него зависит сатурация – то есть насыщение внутренних органов и тканей кислородом.

В норме взрослый человек делает от 16 до 20 вдохов, при этом средний объем легких у взрослого мужчины может достигать 6 литров (в среднем 4–5 литров), у женщины – 4 литра.

Designed by cookie_studio/freepik

Есть и множество индивидуальных особенностей:

Тип телосложения. У худых и высоких объем легких в среднем больше, чем у низкорослых и коренастых;

Масса тела. У людей с ожирением, как правило, объем легких на 10–11% ниже. Вероятно, это одна из причин, почему тучные тяжелее переносят COVID-19;

Перенесенные или хронические заболевания дыхательной системы (эмфизема, пневмония, ХОБЛ, туберкулез и т.п.) также уменьшают жизненный объем легких;

Проживание в условиях высокогорья. У горцев объем легких выше, чем у живущих на равнине из-за большей концентрации кислорода;

Пожилой возраст. По мере старения объем легких постепенно уменьшается – это физиологическая норма;

Беременность. При вынашивании ребенка матка давит на все внутренние органы, включая диафрагму, объем поступающего воздуха уменьшается. Именно поэтому женщины во время беременности могут страдать от кислородного голодания, приступов головокружения и т.п.

По этой причине, к примеру, средний пульс у тренированных бегунов ниже, чем у обычных людей, им просто не требуется столько кислорода и дышать можно реже.

Параметры объема легких

Поскольку человек в состоянии покоя почти никогда не дышит полной грудью, в медицине выделяют несколько основных параметров объема легких.

Дыхательный объем (ДО, TV) – сколько воздуха проходит через легкие при спокойном ровном дыхании. В среднем у взрослого составляет около 500 см 3 ;

Резервный объем вдоха (РОвд, IRV) – то есть, сколько воздуха человек может ещё пустить в легкие после того, как уже вдохнул. В среднем также у взрослого равен 1500 см 3 ;

Резервный объем выдоха (РОвыд, ERV) – сколько воздуха человек может выдохнуть ещё после того, как уже сделал выдох. Также как и при Ровд среднее значение – 1500 см 3 ;

Остаточный объем легких (ОО, RV) – это объем резервного воздуха, который задерживается в легких, когда человек сделает максимальный выдох. Последний остаточный запас, как правило, не измеряется.

На основе четырех этих параметров врачи оценивают несколько показателей объема легких:

Общая емкость легких (ОЕЛ, TLC) – это сумма всех четырех объемов легких;

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ, VC) – сумма Ровд, РОвыд и дыхательного объема. В сумме она составляет примерно 3500 см 3 , однако, у спортсменов может быть увеличена на 1000–1500 см³. Самые развитые легкие при этом у пловцов. К примеру, ЖЕЛ олимпийского чемпиона Майкла Фелпса на пике карьеры был равен примерно 6500 см 3 ;

Читайте также:  Как произвести оценку погрешности измерения

Функциональная остаточная емкость (ФОЕЛ, FRC) — объем воздуха в легких после спокойного выдоха. ФОЕ = РОвыд + ОО;

Ёмкость вдоха (IC) – сколько воздуха попало в легкие за один вдох. Сумма дыхательного объема и резервного объема вдоха.

Как правило, эти показатели замеряются с помощью специального прибора – спирометра. Однако он позволяет снимать и другие показания, например, пиковую скорость потока в момент выдоха и ещё множество параметров. Это очень важно при оценке поражения легких, например, при раке.

Объем легких: норма у здорового человека (Таблица)

Как уже было сказано, индивидуальный объем легких у людей может быть разным. Однако он должен укладываться в рамки физиологической нормы.

Источник

Измерение минутный объем дыхания

Процесс внешнего дыхания обусловлен изменением объема воздуха в легких в течение фаз вдоха и выдоха дыхательного цикла. При спокойном дыхании соотношение длительности вдоха к выдоху в дыхательном цикле равняется в среднем 1:1,3. Внешнее дыхание человека характеризуется частотой и глубиной дыхательных движений. Частота дыхания человека измеряется количеством дыхательных циклов в течение 1 мин и ее величина в покое у взрослого человека варьирует от 12 до 20 в 1 мин. Этот показатель внешнего дыхания возрастает при физической работе, повышении температуры окружающей среды, а также изменяется с возрастом. Например, у новорожденных частота дыхания равна 60—70 в 1 мин, а у людей в возрасте 25—30 лет — в среднем 16 в 1 мин. Глубина дыхания определяется по объему вдыхаемого и выдыхаемого воздуха в течение одного дыхательного цикла. Произведение частоты дыхательных движений на их глубину характеризует основную величину внешнего дыхания — вентиляцию легких. Количественной мерой вентиляции легких является минутный объем дыхания — это объем воздуха, который человек вдыхает и выдыхает за 1 мин. Величина минутного объема дыхания человека в покое варьирует в пределах 6—8 л. При физической работе у человека минутный объем дыхания может возрастать в 7—10 раз.

Рис. 10.5. Объемы и емкости воздуха в легких человека и кривая (спирограмма) изменения объема воздуха в легких при спокойном дыхании, глубоком вдохе и выдохе. ФОЕ — функциональная остаточная емкость.

Легочные объемы воздуха. В физиологии дыхания принята единая номенклатура легочных объемов у человека, которые заполняют легкие при спокойном и глубоком дыхании в фазу вдоха и выдоха дыхательного цикла (рис. 10.5). Легочный объем, который вдыхается или выдыхается человеком при спокойном дыхании, называется дыхательным объемом. Его величина при спокойном дыхании составляет в среднем 500 мл. Максимальное количество воздуха, которое может вдохнуть человек сверх дыхательного объема, называется резервным объемом вдоха (в среднем 3000 мл). Максимальное количество воздуха, которое может выдохнуть человек после спокойного выдоха, называется резервным объемом выдоха (в среднем 1100 мл). Наконец, количество воздуха, которое остается в легких после максимального выдоха, называется остаточным объемом, его величина равна примерно 1200 мл.

Сумма величин двух легочных объемов и более называется легочной емкостью. Объем воздуха в легких человека характеризуется инспираторной емкостью легких, жизненной емкостью легких и функциональной остаточной емкостью легких. Инспираторная емкость легких (3500 мл) представляет собой сумму дыхательного объема и резервного объема вдоха. Жизненная емкость легких (4600 мл) включает в себя дыхательный объем и резервные объемы вдоха и выдоха. Функциональная остаточная емкость легких (1600 мл) представляет собой сумму резервного объема выдоха и остаточного объема легких. Сумма жизненной емкости легких и остаточного объема называется общей емкостью легких, величина которой у человека в среднем равна 5700 мл.

При вдохе легкие человека за счет сокращения диафрагмы и наружных межреберных мышц начинают увеличивать свой объем с уровня функциональной остаточной емкости, и его величина при спокойном дыхании составляет дыхательный объем, а при глубоком дыхании — достигает различных величин резервного объема вдоха. При выдохе объем легких вновь возвращается к исходному уровню функциональной остаточной емкости пассивно, за счет эластической тяги легких. Если в объем выдыхаемого воздуха начинает входит воздух функциональной остаточной емкости, что имеет место при глубоком дыхании, а также при кашле или чиханье, то выдох осуществляться за счет сокращения мышц брюшной стенки. В этом случае величина внутриплеврального давления, как правило, становится выше атмосферного давления, что обусловливает наибольшую скорость потока воздуха в дыхательных путях.

Источник