Жизненная емкость легких — что это такое: функция внешнего дыхания, пикфлуометрия. Показатели функционального состояния системы внешнего дыхания

Жизненная ёмкость лёгких (ЖЕЛ) - это наибольший объём воздуха, который человек может вобрать в лёгкие после максимального выдоха. Спокойно вдыхая и выдыхая воздух, взрослый человек перерабатывает около 500 см 3 воздуха, требуемого ему для оптимальной работы дыхательной системы. Однако необходимо учитывать, что даже в спокойной обстановке после выдоха можно непроизвольно вдохнуть гораздо большее количество воздуха, чем требуется. Его объём будет составлять примерно 1500 см 3 . По сути, он является резервным воздухом, которым запасаются лёгкие в случае нехватки кислорода.

Следовательно, средняя жизненная емкость лёгких человека представляет собой суммарный объём всех видов дыхания, которые могут производить лёгкие. В данной категории суммируются:

дополнительный воздух;
дыхательный;
резервный.

ЖЕЛ достигает показателей приблизительно 3500 см 3 .

Остаточный воздух и альвеолярный воздух

Рассчитывая объём жизненной емкости лёгких, необходимо обязательно учитывать ещё и тот факт, что человек никогда не выдыхает весь воздух. Даже при максимально глубоком выдохе в лёгких остаётся как минимум 800 см 3 воздуха, являющегося, по сути, остаточным.

Благодаря тому, что остаточный и резервный воздух необходим организму для обеспечения нормального функционирования, альвеолы лёгких постоянно заполняются ним при спокойном дыхании. Подобное сохранение воздуха получило название альвеолярного и может достигать показателей в 2500-3500 см 3 . Благодаря существованию данного запаса лёгкие осуществляют непрерывный газообмен с кровью, создавая собственную газовую среду в организме.

От чего зависит объём лёгких?

Мощность, с которой функционируют лёгкие, можно разделить на две основные категории:

инспираторную;
экспираторную.

При этом они, как и жизненная ёмкость легких, напрямую связаны с тем, насколько физически развит человек: уделяет ли он достаточное внимание тренировкам, крепкое ли у него телосложение. При расчётах необходимо обязательно учитывать, что в случаях определённых заболеваний показатели будут существенно отклоняться от стандартных нормативов, однако при использовании специальных методов тренировки объём жизненной ёмкости лёгких может быть существенно увеличен даже при таких серьёзных заболеваниях.

Для чего необходимо знать объём лёгких?

Если при прохождении диспансерного или клинического обследования врач подозревает у пациента заболевания сердечно-сосудистой системы, знание стандартного объема лёгких играет решающую роль, ведь постоянная нехватка кислорода в организме может в дальнейшем привести к осложнениям и возникновению ещё более тяжёлых последствий. Зная, насколько развита у пациента жизненная емкость лёгких, норма которой индивидуальна для каждого человека, врач сможет, ориентируясь на показатели, полученные до и после болезни, не только поставить более точный диагноз, но и назначить оптимально подходящее лечение. Только в таком случае гарантируется если не полное выздоровление пациента, то, по крайней мере, стабилизация его состояния.

Детские лёгкие

Определяя, какую жизненную емкость имеют лёгкие ребенка, необходимо обязательно учитывать, что их величина гораздо более лабильна, чем у взрослых. При этом у младенцев она напрямую зависит от ряда побочных факторов, которые в первую очередь включают половую принадлежность ребёнка, рост, подвижность грудной клетки и её окружность, состояние, в котором находятся лёгкие на момент проверки, а также степень тренированности организма.

Если объём лёгких измеряется у младенца, тренированность мышц и, как следствие, лёгких напрямую связаны с зарядкой и аналогичными процедурами, которые проводят родители.

Причины отклонения от стандартных показателей

Когда объем воздуха в лёгких снижается настолько, что начинает оказывать влияние на их нормальную работу, может наблюдаться ряд различных патологий. В данную категорию можно отнести следующие заболевания:

фиброзы любого вида;
ателектазы;
диффузный бронхит;
бронхоспазм или бронхиальную астму;
различные деформации грудной клетки.

Проведение диагностики у детей

Диагностика лёгких обычно назначается людям, жизненная емкость легких у которых снизилась до критических показателей. В большинстве подобных случаев это означает, что от стандартных нормативов объём снизился более чем на 80%. При этом рассчитать должную величину можно, используя данные, полученные в результате измерения основного обмена, происходящего в легких, умноженного на коэффициент корреляции. Его, в свою очередь, можно вычислить путём проведения эмпирических измерений, а должную величину можно узнать по показателям подходящего возраста, роста, пола и веса, которые являются оптимальными.

Для чего нужен расчёт ДЖЕЛ?

Чтобы выяснить, насколько индивидуальные показатели, полученные в результате исследований, соответствуют нормативам, принято изначально рассчитывать величину так называемой должной жизненной ёмкости лёгких (ДЖЕЛ), с которой сравнивают полученный результат.

Несмотря на то что результат рассчитывается по различным формулам, основные данные остаются неизменными. Используются данные, полученные при измерении роста обследуемого человека (в метрах) и его возраста (в годах), который при расчётах обозначается буквой B. При этом необходимо учитывать, что результат должной ёмкости лёгких будет получен в литрах.

Формула расчёта ДЖЕЛ

Измерение жизненной емкости легких проводится индивидуально для каждого человека. Конечно, существует ряд факторов, позволяющих проводить расчёты объёма в средних показателях.

Для мужчин: 5,2 × рост - 0,029 × B (возраст) - 3,2.
Для женщин: 4,9 × рост - 0,019 × В (возраст) - 3,76.
Для девочек вплоть до 17 лет при росте до 1,75 м: 3,75 × рост - 3,15.
Для мальчиков до 17 лет при росте до 1,65 м: - 4,53 × рост - 3,9.
Для мальчиков до 17 лет при росте выше 1,65 м: 10 × рост - 12,85.

При этом необходимо учитывать, что легкие здорового человека, профессионально занимающегося физической подготовкой, могут быть выше принятых стандартов более чем на 30%. Именно по этой причине врачи зачастую интересуются тем, занимается ли обследуемый спортом.

Когда следует беспокоиться о снижении ДЖЕЛ?

Предполагать отклонения от стандартных показателей, которые показывает должная жизненная емкость лёгких, человек должен уже в тот момент, когда во время выполнения необременительных в обычном состоянии физических процедур у человека начинает наблюдаться одышка или учащённое дыхание. Особенно важно не упустить момент снижения ДЖЕЛ при проведении врачебного осмотра, в результате которого было выявлено существенное снижение амплитуды дыхательных колебаний, происходящих в стенках грудной клетки. Кроме того, в процессе исследований могут быть выявлены другие патологии, среди которых наиболее широкой распространение получили:

ограниченное дыхание;
высокое стояние диафрагмы.

В зависимости от природы патологии, спровоцировавшей её возникновение, диагностика ДЖЕЛ может быть как побочной необходимостью, так и обязательным мероприятием для установки правильного диагноза и последующего лечения.

На что влияет диагностика ДЖЕЛ?

Несмотря на то что для диагностики различных патологий снижение ДЖЕЛ не играет существенной роли, оно оказывает существенное влияние на нарушения стабильной функции дыхательной системы, которое как раз и провоцируется различными заболеваниями.

Чтобы определить, необходимо ли проводить диагностику ДЖЕЛ, врач должен обязательно определить, в каком состоянии у пациента находится диафрагма, на сколько превысил норму перкуторный тон, измеряемый над лёгкими. При этом звук во время исследований в некоторых случаях может быть даже "коробочным". Кроме того, немаловажную роль играет ещё и проведение рентгеновского снимка легких, на котором врач может рассмотреть, насколько прозрачность лёгочных полей соответствует требуемым показателям.

Определённые несоответствия

В редких случаях в результате проведённых исследований может быть обнаружено одновременное увеличение показателей остаточного объёма лёгких и снижение ЖЕЛ у пациента в соотношении к объёму вентилируемого пространства лёгких. В дальнейшем подобное несоответствие показателей в организме может привести к тому, что у человека образуется вентиляционная недостаточность лёгких, которая при отсутствии своевременного и должного лечения будет только усугублять и так нестабильное состояние больного.

В некоторых случаях оптимальным решением данной проблемы может послужить учащённое дыхание, за которым должен следить сам пациент, однако при наличии определённых заболеваний, в частности бронхиальной обструкции, подобная компенсация кислорода в лёгких не происходит. Это напрямую связано с тем, что у людей с данным заболеванием происходит неконтролируемый глубокий выдох, поэтому при образовании данной патологии дыхания она в дальнейшем приводит к ярко выраженной гиповентиляции легочных альвеол и последующему развитию гипоксемии. При определении оптимального лечения следует обязательно учитывать ещё и тот факт, что если у пациента наблюдается снижение ЖЕЛ в результате острого вздутия лёгких, при правильном лечении показатели можно вернуть в стабильное состояние.

Причины нарушения ЖЕЛ

В основе всех известных нарушений стабильных показателей ЖЕЛ в человеческом организме лежат три основных отклонения:

уменьшение емкости плевральной полости;
убыль функционирующей паренхимы легких;
патологическая ригидность легочной ткани.

Без своевременного лечения данные отклонения могут повлиять на формирование ограниченного или рестриктивного типа дыхательной недостаточности. При этом основой для начала ее развития служит уменьшение площади, на которой в лёгких происходит процесс переработки углекислого газа и, как следствие, уменьшение количества задействованных в работе по переработке кислорода альвеол.

Наиболее распространённые заболевания, которые могут повлиять на их работу:

асцит;
ожирение;
гидроторакс;
плеврит;
пневмоторакс;
ярко выраженный кифосколиоз.

При этом, как ни странно, круг лёгочных болезней, влияющих на работоспособность альвеол в переработке воздуха и, как следствие, в формировании дыхательной недостаточности, не так велик. Сюда относят в основном тяжёлые формы патологий:

бериллиоз, который в дальнейшем может перерасти в одну из форм фиброза;
саркоидоз;
синдром Хаммена-Рича;
диффузные заболевания соединительной ткани;
пневмосклероз.

Вне зависимости от заболевания, спровоцировавшего нарушение стабильной работы организма, которую обеспечивает жизненная ёмкость лёгких человека, больным необходимо в обязательном порядке через определённые промежутки времени проводить процедуру диагностики, чтобы не только наблюдать за динамикой ЖЕЛ, но и своевременно принимать меры при ухудшении ситуации.

Жизненная ёмкость лёгких (ЖЕЛ) - максимальное количество воздуха, выдыхаемое после самого глубокого вдоха. ЖЕЛ является одним из основных показателей состояния аппарата внешнего дыхания, широко используемым в медицине.

Вместе с остаточным объемом, т.е. объемом воздуха, остающегося в легких после самого глубокого выдоха, ЖЕЛ образует общую емкость легких (ОЕЛ). В норме ЖЕЛ составляет около 3 / 4 общей емкости легких и характеризует максимальный объем, в пределах которого человек может изменять глубину своего дыхания. При спокойном дыхании здоровый взрослый человек использует небольшую часть ЖЕЛ: вдыхает и выдыхает 300-500 мл воздуха (так называемый дыхательный объем). При этом резервный объем вдоха, т.е. количество воздуха, которое человек способен дополнительно вдохнуть после спокойного вдоха, и резервный объем выдоха, равный объему дополнительно выдыхаемого воздуха после спокойного выдоха, составляет в среднем примерно по 1500 мл каждый. Во время физической нагрузки дыхательный объем возрастает за счет использования резервов вдоха и выдоха.

Определяют ЖЕЛ с помощью спирографии . Величина ЖЕЛ в норме зависит от пола и возраста человека, его телосложения, физического развития, а при различных заболеваниях она может существенно уменьшаться, что снижает возможности приспособляемости организма больного к выполнению физической нагрузки. Для оценки индивидуальной величины ЖЕЛ на практике принято сравнивать ее с так называемой должной ЖЕЛ (ДЖЕЛ), которую вычисляют по различным эмпирическим формулам. Так, исходя из показателей роста обследуемого в метрах и его возраста в годах (В), ДЖЕЛ (в литрах) можно рассчитать по следующим формулам: для мужчин ДЖЕЛ = 5,2´ рост - 0,029´ В - 3,2; для женщин ДЖЕЛ = 4,9´ рост - 0,019´ В - 3,76; для девочек от 4 до 17 лет при росте от 1 до 1,75 м ДЖЕЛ = 3,75´ рост - 3,15; для мальчиков того же возраста при росте до 1,65 м ДЖЕЛ = 4,53´ рост - 3,9, а при росте свыше 1,65 м -ДЖЕЛ = 10´ рост - 12,85.

Превышение должных значений ЖЕЛ любой степени не является отклонением от нормы, у физически развитых лиц, занимающихся физкультурой и спортом (особенно плаванием, боксом, легкой атлетикой), индивидуальные значения ЖЕЛ иногда превышают ДЖЕЛ на 30% и более. ЖЕЛ считается сниженной, если ее фактическая величина составляет менее 80% ДЖЕЛ.

Снижение жизненной емкости легких чаще всего наблюдается при болезнях органов дыхания и патологических изменениях объема грудной полости; во многих случаях оно является одним из важных патогенетических механизмов развития дыхательной недостаточности . Предполагать снижение ЖЕЛ следует во всех случаях, когда выполнение больным умеренной физической нагрузки сопровождается значительным учащением дыхания, особенно если при осмотре выявлено снижение амплитуды дыхательных колебаний стенок грудной клетки,

а по данным перкуссии грудной клетки установлено ограничение дыхательных экскурсий диафрагмы или (и) ее высокое стояние. Как симптом определенных форм патологии снижение ЖЕЛ в зависимости от его природы имеет различную диагностическую ценность. Практически важно различать снижение ЖЕЛ за счет возрастания остаточного объема легких (перераспределение объемов в структуре ОЕЛ) и снижение ЖЕЛ вследствие уменьшения ОЕЛ.

За счет увеличения остаточного объема легких ЖЕЛ снижается при бронхиальной обструкции с формированием острого вздутия легких (см. Бронхиальная ) или эмфиземы легких . Для диагностики этих патологических состояний снижение ЖЕЛ не является высокозначимым симптомом, но оно играет существенную роль в е развивающейся при них дыхательной недостаточности. При этом механизме снижения ЖЕЛ общая воздушность легких и ОЕЛ, как правило, не уменьшены и даже могут быть увеличены, что подтверждается прямым измерением ОЕЛ с помощью специальных методов, а также определяемыми перкуторно низким стоянием диафрагмы и повышением перкуторного тона над легкими (вплоть до «коробочного» звука), расширением и повышением прозрачности легочных полей по данным рентгенологического исследования. Одновременное увеличение остаточного объема и снижение ЖЕЛ значительно уменьшают отношение ЖЕЛ к объему вентилируемого пространства в легких, что приводит к вентиляционной дыхательной недостаточности. Компенсировать снижение ЖЕЛ в этих случаях могло бы учащение дыхания, но при бронхиальной обструкции возможность такой компенсации резко ограничена из-за вынужденного удлиненного выдоха,

поэтому при высокой степени обструкции снижение ЖЕЛ приводит, как правило, к выраженной гиповентиляции легочных альвеол и развитию гипоксемии. Снижение ЖЕЛ вследствие острого вздутия легких имеет обратимый характер.

Причинами снижения ЖЕЛ вследствие уменьшения ОЕЛ могут быть либо уменьшение емкости плевральной полости (торакодиафрагмальная патология), либо убыль функционирующей паренхимы легких и патологическая ригидность легочной ткани, что формулирует ограничительный, или рестриктивный, тип дыхательной недостаточности. В основе ее развития лежит уменьшение площади диффузии газов в легких в связи со снижением числа функционирующих альвеол. Вентиляция последних существенно не нарушается, т.к. отношение ЖЕЛ к объему вентилируемого пространства в этих случаях не снижается, а чаще возрастает (за счет одновременного снижения остаточного объема); учащение дыхания сопровождается гипервентиляцией альвеол с признаками гипокапнии (см. Газообмен ). Из торакодиафрагмальной патологии снижение ЖЕЛ и ОЕЛ чаще всего обусловливают высокое стояние диафрагмы, например при асците , ожирении (см. Пиквикский синдром ), массивный плевральный выпот (при гидротораксе , плеврите , мезотелиоме плевры ) и обширные плевральные сращения, пневмоторакс , выраженный . Круг болезней легких,

сопровождающихся рестриктивной дыхательной ю, невелик и включает в основном тяжелые формы патологии:

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.

Жизненная емкость легких - важный параметр, отражающий здоровье дыхательной системы человека. Чем больше емкость легких, тем лучше и быстрее насыщаются кислородом все ткани организма.

Объем легких можно измерить в домашних условиях с помощью воздушного шарика, простых действий и несложных вычислений. Увеличить общий объем легких помогут правильное дыхание, специальные упражнения и здоровый образ жизни.

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) - показатель, применяемый для оценки состояния органов дыхания человека. Емкость легких - это количество воздуха, которое может выдохнуть человек после глубокого вдоха.

ЖЕЛ состоит из совокупности 3 показателей:

- дыхательного объема - объема при спокойном дыхании;
- функционального остаточного объема - объема, который складывается из остаточного объема (воздух, который не получится выдохнуть) и резервного объема выдоха;
- объема резервного вдоха - глотка воздуха, который может сделать человек после глубоко вдоха.

Снижение ЖЕЛ может отразиться на здоровье органов дыхания и привести к патологическим изменениям организма.

Легочная или дыхательная недостаточность – это заболевание, при котором малый объем емкости дыхания приводит к неполному насыщению крови кислородом и повышенному содержанию углекислого газа в организме. Нормализация газового состава крови в этом случае происходит за счет интенсивной работы системы кровообращения.

Существуют несколько способов измерить жизненный объем легких: измерение спирометром или спирографом и надувным круглым шариком (в домашних условиях).

Спирометр – это специальный прибор для определения емкости ЖЕЛ. Найти его можно найти у врачей в поликлиниках, больницах, спортивных центрах.

Чтобы узнать жизненный объем легких в домашних условиях, потребуется круглый воздушный шарик, нитка, линейка, карандаш и лист бумаги. Точность такого измерения будет «приблизительной», для больше точности повторите замеры 2-3 раза.

Порядок действий при измерении ЖЕЛ в домашних условиях:

Расслабиться и сделать несколько неспешных вдохов-выдохов.
Взять шарик, сделать полный вдох и надуть его одним максимальным выдохом.
Завязать шар и измерить его диаметр линейкой.
Произвести вычисления по формуле: V = 4/3*π*R 3 , где π – число Пи, равное 3,14, R – радиус (1/2 диаметра).

Полученное число и есть емкость легких в миллилитрах.

Нормы емкости легких

Норма жизненной емкости легких у мужчин, женщин и детей рассчитывается по эмпирическим формулам вычисления должной ЖЕЛ (ДЖЕЛ), которые зависят от пола человека, его роста и возраста:

ДЖЕЛ муж = 0,052* рост (см) – 0,029* возраст (года) – 3,2;
ДЖЕЛ жен = 0,049* рост (см) – 0,019* возраст (года) – 3,76;
ДЖЕЛ м 4 – 17 лет = 4,53* рост (см) -3,9 для роста 100 - 164 см;
ДЖЕЛ м 4 – 17 лет = 10* рост (см) -12,85 для роста 165 см и выше;
ДЖЕЛ д 4 -17 лет = 3,75* рост (см) -3,15 для роста 100 - 175 см.

В среднем ЖЕЛ у взрослого человека составляет 3500 мл, а отклонения реальных показателей от табличных данных не превышают 15%. Превышение нормы более чем на 15% означает отличное состояние системы дыхания. Поход к специалисту за консультацией и обследованием неизбежен, если реальный ЖЕЛ значительно меньше табличного.

У спортсменов объем легких значительно больше, чем у среднестатистического человека. У курящих величина ЖЕЛ со временем может уменьшаться.

Как увеличить ЖЕЛ?

Емкость легких увеличивается при занятии спортом и выполнении специально разработанных несложных упражнений. Идеально подойдут для этой цели аэробные виды спорта: спортивная ходьба, бег, плавание, катание на велосипеде, горных лыжах, коньках, альпинизм, гребля. Жизненный объем легких у профессиональных пловцов достигает 6200 мл.

Увеличить объем дыхания можно и без длительных и изнуряющих физических упражнений. Необходимо следить за правильным дыханием в повседневной жизни. Вот несколько советов:

Дышать диафрагмой. Грудное дыхание ограничивает количество кислорода, поступающего в легкие.
Делать ровные и полные выдохи.
Задерживать дыхание при умывании лица. При умывании срабатывает рефлекс «ныряния» и тело начинает готовиться погрузиться в воду.
Устраивать «минутки отдыха». В это время нужно занять удобное положение и расслабиться. Вдыхать и выдыхать медленно с задержками на счет, в комфортном ритме.
Регулярно проводить влажную уборку помещений. Большое количество пыли плохо влияет на легкие.
Воздерживаться от посещения задымленных мест. Пассивное курение негативно сказывается на дыхательной системе.

Дыхательные упражнения позволяют улучшить кровообращение и обмен веществ организма, что способствует естественному снижению веса.

Занятия йогой - еще один способ быстрого увеличения объема дыхания. Хатха-йога предусматривает целый раздел, посвященный дыханию и упражнениям, направленным на его развитие, - пранаяма. Пранаяма учит не только правильному дыханию, но и контролю над эмоциями, управлению психикой и новым способам восприятия окружающего мира через дыхание.

Предостережение: если во время дыхательных упражнений возникло головокружение, стоит незамедлительно вернуться к нормальному ритму дыхания.

Дыхание является одним из основных физиологических процессов, обеспечивающих нормальный обмен веществ. Соответствие норме говорит о правильном развитии организма и удовлетворительном состоянии здоровья.

Емкость легких у взрослых

Жизненная емкость легких складывается из трех компонентов: дыхательного объема воздуха, резервного объема вдоха и резервного объема выдоха. Для исследовании этого параметра используют спирометр.

Жизненная емкость легких составляет примерно 75% от общего объема легких.

Полученные в эксперименте данные сравнивают с должными показателями по специальным таблицам. При снижении более чем на 15-20% необходимо углубленное медицинское обследование.

В среднем жизненная емкость легких у равна 3500-4500 мл, а - 2700-3500 мл. С возрастом емкость легких постепенно снижается примерно на 25-40%. Больше объем легких у спортсменов, высокорослых людей и у .

Для того, чтобы точнее рассчитать должную величину, используют формулу, учитывающую возраст и . Так, жизненная емкость легких равна разности роста умноженной на 0,052 и возраста, умноженного на 0,029, минус 3,2. Для женщин рост умножают на 0,049, а возраст на 0,018, далее из разности показателей вычитают 3,76.

Емкость легких у детей

Емкость легких прогрессивно возрастает с возрастом ребенка. В среднем показатели выше у мальчиков, у высоких детей, у гиперстеников.
Жизненная емкость легких 5 лет составляет 1200 мл у мальчиков и 850 мл у девочек. В 10 лет этот показатель соответственно 2000 мл и 1700 мл, а в 15 лет - 3300 мл и 2700 мл.

Формулы для расчета жизненной емкости легких у детей зависят от пола и роста. Для мальчиков от 4 до 17 лет этот показатель равен росту, умноженному на 0,0453, минус 3,9. Для девочек рост умножают на 0,0375, а из полученного произведения вычитают 3,15.
Если больше 165 см, то можно рассчитать емкость легких по формуле .

Средняя емкость легких у спортсменов

Занятия различными видами спорта могут положительно сказаться на емкости легких. Особо интенсивный рост показателя наблюдается в первый год активных тренировок (200-800 мл). Больше всего емкость легких возрастает при упражнениях на выносливость. Занятия бегом, плаваньем, лыжным спортом максимально влияют на функцию внешнего дыхания.

В возрасте 12-13 лет показатели емкости легких у мальчиков и девочек отличаются меньше всего (до 5-7%).

В ряде случаев у спортсменов регистрируются объемы жизненной емкости легких более 8000 мл и более 5000 мл у женщин.

Понравилась статья? Поделитесь ей

Распечатать статью