دراسة الخصائص المرنة للرئتين في التشخيص التفريقي للأمراض الرئوية. يتكون من مقاومة مرنة وغير مرنة. يتم ملاحظة أكبر مقاومة ديناميكية هوائية أثناء التنفس الهادئ

حتى الآن، نظرنا فقط في المكون المرن أو الثابت لعمل أعضاء الجهاز التنفسي. ومع ذلك، هناك أيضًا عنصر إضافي غير مرن أو ديناميكي للعمل، والذي يمكن التغلب عليه متى التردد الطبيعييستهلك التنفس 30٪ من إجمالي الطاقة المستهلكة. تتكون المقاومة غير المرنة من عنصرين رئيسيين: المقاومة اللزجة، والتي تحدث أثناء تشوه الأنسجة، ومقاومة الاحتكاك، المرتبطة بتدفق الغاز عبر الجهاز التنفسي. مقاومة الإحتكاك الجهاز التنفسييمثل 75-80٪ من إجمالي العمل غير المرن. نظرًا لأن هذا المكون هو الذي يتغير غالبًا في أمراض الرئة، فلن يتم أخذ المقاومة اللزجة للأنسجة في الاعتبار في المستقبل.

مقاومة مجرى الهواء لدى البالغين الأصحاء هي 1-3 سم ماء. فن. عند تدفق الغاز 1 لتر / ثانية. نصف هذه القيمة يحدث في الجهاز التنفسي العلوي، والنصف الآخر في الجهاز التنفسي السفلي. عادة، يكون تدفق الغاز في معظم الشعب الهوائية صفحيًا. يحدث الاضطراب عندما يتغير اتجاه تدفق الغاز فجأة أو يتجاوز سرعة خطية حرجة معينة. على الرغم من أنه قد يُفترض أن الاضطراب يحدث بشكل رئيسي في القصيبات، إلا أنه في الواقع عندما يحدث ذلك التنفس الطبيعييظهر دائمًا تقريبًا في منطقة المزمار والقصبة الهوائية. ويفسر ذلك حقيقة أن إجمالي مساحة المقطع العرضي للقصيبات يتجاوز بشكل كبير مساحة المقطع العرضي للقصبة الهوائية والمزمار، مما يجعل السرعة الخطية في القصيبات أقل بكثير من القيمة الحرجة. يعتمد انخفاض الضغط على طول الجهاز التنفسي على لزوجة الغاز المستنشق وكثافته، وعلى طول الجهاز التنفسي وعياره، وعلى سرعة تدفق الغاز عبره. تعتبر لزوجة الغاز عاملاً مهمًا في تحديد المقاومة أثناء تدفق الغاز الصفحي. مع تدفق الغاز المضطرب أكثر من دور مهمتلعب كثافة الغاز دورًا. هذا يشرح تأثير إيجابيعند استخدام غاز منخفض الكثافة، مثل الهيليوم، كجزء من الخليط التنفسي في حالات الانسداد الموضعي في الجهاز التنفسي العلوي. تعتمد المقاومة إلى حد كبير على عيار الشعب الهوائية، ومع تدفق الغاز الصفحي تزداد بنسبة عكسية إلى القوة الرابعة لنصف قطرها. وبالتالي، حتى التغييرات الطفيفة في تجويف القصبات الهوائية والقصبات الهوائية يمكن أن تؤدي إلى ذلك التغيير المفاجئمقاومة. على سبيل المثال، خلال نوبة الربو، يمكن أن تزيد مقاومة مجرى الهواء 20 مرة.

عادة، يعتمد تجويف الشعب الهوائية على تدرج الضغط على جانبي جدار مجرى الهواء. يمكن اعتبار هذا التدرج بمثابة الفرق بين الضغط داخل الجنبة وضغط مجرى الهواء. القيمة الأخيرة متغيرة، لأن الضغط على طول الجهاز التنفسي يتناقص بسبب مقاومة تدفق الغاز. وبالتالي، فإن الضغط التمددي الذي يعمل عبر جدار مجرى الهواء أثناء الشهيق يكون أعظم عند حوالي تجويف الفموأثناء الزفير - بالقرب من الحويصلات الهوائية (الشكل 3).

أرز. 3. تدرجات الضغط خارج وداخل الجهاز التنفسي أثناء الزفير القسري. في الأمثلة الموضحة في الرسوم البيانية، تم وضع عدد من الافتراضات. من المقبول أن تتكون الشعب الهوائية من جزء رقيق الجدران (بالقرب من الحويصلات الهوائية) وجزء أكثر صلابة. من المفترض أن يكون الضغط داخل الصدر + 4 سم من الماء. الفن، الضغط بسبب المرونة، + 2 سم من الماء. فن. وبالتالي فإن الضغط الكلي في الحويصلات الهوائية هو +6 سم من الماء. فن. مع انتفاخ الرئة، تنخفض المرونة، مما يؤدي إلى انخفاض الضغط في الحويصلات الهوائية إلى +5 سم من الماء. فن. ومن المتعارف عليه أن انخفاض الضغط الطبيعي من الحويصلات الهوائية إلى القصيبات (AP) هو 1 سم من الماء. فن. يتجاوز الضغط خارج مجرى الهواء الضغط الداخليفقط في القسم الصلب. ولذلك تبقى الممرات الهوائية مفتوحة. من المقبول أنه في حالة انتفاخ الرئة، تكون المقاومة أكبر في جزء الجهاز التنفسي المجاور للحويصلات الهوائية (LR = +2 سم عمود الماء). يفوق الضغط الخارجي الضغط الداخلي في الجزء الرقيق الجدران من الشعب الهوائية، مما يؤدي إلى انهيارها. في الربو القصبي، الشعب الهوائية حجم متوسطتضيق بسبب التشنج القصبي ثم تضيق أكثر بسبب تدرج الضغط (وفقًا لكامبل، مارتن، رايلي، 1957). 1 - عادي؛ 2-انتفاخ الرئة. 3-الربو.

نظرًا لأن امتثال الرئتين والممرات الهوائية هو نفسه تقريبًا، فإن تجويف الأخير يتوسع بالتوازي مع الزيادة في حجم الرئة، وتنخفض مقاومتهما عند تضخم الرئتين. أثناء الزفير، تضعف تدريجيا نغمة عضلات الجهاز التنفسي المشاركة في الاستنشاق تحت تأثير القوة المرنة، وتنهار الرئتان وتدفع الهواء خارج الحويصلات الهوائية، مما يحافظ على الضغط في الشعب الهوائية أعلى مما هو عليه في. التجويف الجنبي. إذا انخفضت المرونة جزئيًا أو زادت المقاومة في الشعب الهوائية، تصبح آلية الزفير السلبية أقل فعالية. يمكن تحقيق التعويض عن طريق تمديد الرئتين بشكل أكبر، مما يزيد من مقاومتها المرنة، أو عن طريق الانقباض النشط لعضلات الزفير. الخيار الأول هو رد فعل شائع ويفسر الزيادة في حجم الرئة في الربو القصبي وانتفاخ الرئة. في الحالة الثانية، مع الانقباض النشط لعضلات الزفير، تكون الزيادة في سرعة تدفق الغاز أثناء الزفير محدودة، لأن الزيادة في الضغط داخل الصدر لها نقطة تطبيق ليس فقط في الجزء النهائي من الجهاز التنفسي، ولكن أيضًا خارجه. ونتيجة لذلك، فإن تدرج الضغط الذي يحافظ عادة على تجويف معين في الشعب الهوائية أثناء الشهيق والزفير. وفي النهاية، قد تنهار الشعب الهوائية أثناء الزفير، مما يؤدي إلى تكوين ما يسمى بمصائد الهواء (كامبل، مارتن، رايلي، 1957).

يؤدي تضييق تجويف مجرى الهواء بسبب تقلص عضلات الزفير إلى زيادة كبيرة في السرعة الخطية لتدفق الغاز، على الرغم من أن السرعة الحجمية قد تنخفض. تساعد هذه الزيادة في معدل تدفق الغاز أثناء السعال على تنظيف الشعب الهوائية من الإفرازات. وبالفعل خلال السعال الشديديمكن أن تصبح سرعة تيار الهواء "أسرع من الصوت".

3.3.2. زفير

تسترخي عضلات الجهاز التنفسي تحت التأثير الجر المرنالرئتين، وجاذبية الصدر، وينخفض ​​حجمه، ويصبح الضغط داخل الجنبة أقل سلبية، وينخفض ​​حجم الرئة، ويصبح الضغط في الحويصلات الهوائية أعلى من الضغط الجوي، ويتم إزالة الهواء من الحويصلات الهوائية والجهاز التنفسي إلى الغلاف الجوي. يتم الاستنشاق بشكل نشط، ويتم الزفير الهادئ بشكل سلبي.

3.3.3. القيمة داخل الجنبة السلبية

ضغط التنفس

الرئتين مغطاة المصلية- غشاء الجنب، الذي تمر الطبقة الحشوية منه مباشرة على شكل طبقة جدارية السطح الداخليجدار الصدر، ويشكل تجويفًا جنبيًا مغلقًا. يفرز غشاء الجنب سائلًا له تركيبة مشابهة للسائل اللمفاوي المصلي للتأمور والصفاق. يسهل السائل الجنبي انزلاق الرئتين، مما يقلل من قوى الاحتكاك، وله تأثير مبيد للجراثيم. بسبب الجر المرن للرئتين، لا تملأ الرئتان تجويف الصدر بالكامل، ويتم الحفاظ على ضغط قدره 3 ملم في التجويف الجنبي المغلق. غ. فن. تحت الغلاف الجوي في نهاية زفير هادئ. أثناء الإلهام بسبب زيادة الحجم تجويف الصدرويزداد إلى 6 - 9، ومع أعمق شهيق ممكن، يمكن أن يصل الفرق في الضغط الرئوي إلى 20 ملم زئبق. الفرق بين داخل الجنبة و الضغط الجويسالب فقط لأنه لا يمثل القيمة المطلقة للضغط، بل يمثل الفرق بين قيمتين. بسبب الضغط السلبي في التجويف الجنبي، تكون الرئتان في حالة ممتدة باستمرار وتتابع صدرضمان كفاءة الاستنشاق. الضغط السلبي داخل الصدر يسهل التدفق الدم الوريديوالليمفاوية في الأوعية المترجمة في تجويف الصدر.

استرواح الصدر- هذا الحالة المرضية، بسبب فقدان الضيق ودخول الهواء إلى التجويف الجنبي مع معادلة الضغط داخل الجنبة مع الضغط الجوي. أنواع استرواح الصدر: مفتوح، مغلق، صمام (التوتر)؛ من جانب واحد، على الوجهين. اصطناعي (علاجي أو تشخيصي). مع استرواح الصدر على جانب الإصابة، ينخفض ​​\u200b\u200bضغط الرئة عند الاستنشاق، لا يزيد حجم الرئة، فهو ينخفض تهوية الرئةمما يخلق الشروط المسبقة للتنمية مجاعة الأكسجينجسم. يمكن أن يؤدي تحول أعضاء المنصف نحو التجويف الجنبي منخفض الضغط إلى إعاقة تدفق الدم الوريدي إلى القلب ويسبب انخفاضًا يهدد الحياة في النتاج القلبي. بالاشتراك مع النزيف والألم الذي يحدث أثناء الإصابات، كل هذه العوامل يمكن أن تؤدي إلى تطور الصدمة الجنبية الرئوية.

3.3.4. مقاومة التنفس المرنة وغير المرنة

توفر العناصر المرنة في الرئتين المقاومة عند تمدد الرئتين أثناء الاستنشاق. يتم قياس المقاومة المرنة بزيادة الضغط المطلوب لتمديد الرئة.

حيث: E - المقاومة المرنة،

موانئ دبي - زيادة الضغط،

DV - زيادة الحجم،

ج - امتثال الرئة.

توضح القابلية للتوسعة مدى زيادتها حجم الرئةمع زيادة في الضغط داخل الرئة. مع زيادة في الضغط الرئوي بمقدار 10 ملم. ماء فن. يزيد حجم الرئة لدى الشخص البالغ بمقدار 200 مل.

يتم تحديد الخصائص المرنة للرئتين من خلال:

1) مرونة أنسجة الجدار السنخي لوجود إطار من الألياف المرنة فيه.

2) نغمة عضلات الشعب الهوائية.

3) التوتر السطحي لطبقة السائل التي تغطي السطح الداخلي للحويصلات الهوائية.

السطح الداخلي للحويصلات الهوائية مبطن s u r f a k t a n to o m،طبقة يصل سمكها إلى 0.1 ميكرون، وتتكون من جزيئات فسفوليبيد موجهة بشكل مستعرض. إن وجود المادة الخافضة للتوتر السطحي يقلل من التوتر السطحي نتيجة لحقيقة أن الرؤوس المحبة للماء لهذه الجزيئات ترتبط بجزيئات الماء، وأن الأطراف الكارهة للماء تتفاعل بشكل ضعيف مع بعضها البعض ومع الجزيئات الأخرى. وبالتالي، تشكل جزيئات الفاعل بالسطح طبقة رقيقة كارهة للماء على سطح السائل. إن وجود المادة الخافضة للتوتر السطحي يمنع الحويصلات الهوائية من الانهيار والتمدد الزائد. تمنع شحنات الجزء الحر من الجزيء، بسبب القوى التنافرية، الجدران المتقابلة للحويصلات الهوائية من الاقتراب من بعضها البعض، كما تعمل قوة التفاعل بين الجزيئات على مقاومة التمدد الزائد للحويصلات الهوائية. بسبب الفاعل بالسطح، عندما تتمدد الرئتان، تزداد المقاومة، وعندما ينخفض ​​حجم الحويصلات الهوائية، ينخفض. إن جزء الجزيء الموجود على جانب التجويف السنخي كاره للماء ويطرد الماء، لذلك لا يتداخل بخار الماء الموجود في الهواء السنخي مع تبادل الغازات.

مقاومة غير مرنة

عند الاستنشاق والزفير الجهاز التنفسييتغلب على المقاومة غير المرنة (اللزجة) والتي تتكون من:

1) المقاومة الهوائية للممرات الهوائية،

2) المقاومة اللزجة للأنسجة.

تنجم المقاومة غير المرنة للتنفس بشكل رئيسي عن قوى الاحتكاك داخل مجرى الهواء وبين تدفق الهواء وجدران الجهاز التنفسي. لذلك، يتم تعريفها على أنها المقاومة الديناميكية الهوائية للجهاز التنفسي. يتم قياسها بالقوة (P) التي يجب تطبيقها لنقل سرعة حجمية معينة (V) إلى تيار الهواء والتغلب على مقاومة الجهاز التنفسي (R).

تبلغ مقاومة الجهاز التنفسي عند معدل تدفق الهواء 0.5 لتر/الثانية 1.7 سم ماء/لتر في الثانية.

4. أحجام الرئة

حجم المد والجزر- هذه هي كمية الهواء التي يستنشقها الإنسان أثناء التنفس الهادئ (حوالي 500 مل). يتم استدعاء الهواء الإضافي الذي يدخل إلى الرئتين بعد انتهاء الشهيق الهادئ حجم الشهيق الاحتياطي(حوالي 2500 مل)، زفير إضافي بعد الزفير الهادئ - حجم احتياطي الزفير(حوالي 1000 مل). الهواء المتبقي بعد الزفير العميق هو حجم المتبقية(حوالي 1500 مل). القدرة الحيوية للرئتين- مجموع حجم المد والأحجام الاحتياطية للاستنشاق والزفير (حوالي 3.5 لتر). مجموع الحجم المتبقي و القدرة الحيويةتسمى الرئتين مجموع قدرة الرئة. في البالغين ما يقرب من 4.2-6.0 لتر.

يسمى حجم الرئتين بعد انتهاء الزفير الهادئ القدرة الوظيفية المتبقية. وهو يتألف من الحجم المتبقي وحجم احتياطي الزفير. يسمى الهواء المحبوس في الرئتين المنهارتين أثناء استرواح الصدر الحد الأدنى للحجم.

مقاومة مرنة. أثناء الشهيق الهادئ، يتم إنفاق ما يقرب من 60-70% من جهود عضلات الشهيق على التغلب على هذه المقاومة، ويعتبر هذا النوع من المقاومة هو الأكثر أهمية. أثناء الاستنشاق الهادئ، يحدث ذلك بشكل رئيسي بسبب الجر المرن للرئتين، وأثناء ذلك نفس عميق- الجر المرن للصدر. المرونة هي مفهوم يتضمن المرونة والمرونة. ترجع الخصائص المرنة للرئتين إلى سببين رئيسيين: 1) المرونة الأنسجة السنخية(35-45% من المرونة الكلية) و2) التوتر السطحي للفيلم السائل المبطن للحويصلات الهوائية (55-65% من المرونة الكلية).

ترتبط قابلية تمدد الأنسجة السنخية بوجود ألياف الإيلاستين، والتي تشكل مع ألياف الكولاجين شبكة حلزونية حول الحويصلات الهوائية. توفر ألياف الكولاجين بشكل أساسي قوة الجدار السنخي. يزيد طول ألياف الإيلاستين عند تمددها مرتين تقريبًا، وألياف الكولاجين بنسبة 10٪ فقط من المستوى الأصلي. من المعتقد أن امتثال الرئتين يتم تحديده إلى حد كبير من خلال الطريقة التي تشكل بها ألياف الإيلاستين الشبكات.

يتم إنشاء التوتر السطحي بواسطة الفاعل بالسطح، والذي بفضله لا تنهار الحويصلات الهوائية. الفاعل بالسطح يضمن مرونة الحويصلات الهوائية.

وبشكل عام، تتناسب المقاومة المرنة مع درجة تمدد الرئتين أثناء الشهيق: فكلما كان التنفس أعمق، زادت المقاومة المرنة (الجر المرن للرئتين). وحدة المقاومة المرنة هي المرونة - مقدار الجر المرن للرئتين الذي يحدث عندما يزيد حجمها بمقدار 1 مل.

ومع ذلك، فإن المعلمة العكسية للمرونة أكثر ملاءمة في الممارسة العملية، أي القابلية للتمدد (الامتثال): كلما زاد الامتثال، وقابلية التمدد، قلت المرونة، وقل مرونة الجر. عند الرجال، يبلغ متوسط ​​امتثال الرئتين 0.22-0.24 لتر/سم عمود ماء، وعند النساء - 0.16-0.18 لتر/سم عمود ماء. في عدد من الأمراض، تتغير القابلية للتمدد (المرونة) بشكل كبير. على سبيل المثال، مع انتفاخ الرئة، يزداد الامتثال، وتنخفض المرونة (الجر المرن للرئتين)، وتفقد الأنسجة مرونتها - تصبح مرنة، مثل المطاط القديم. وهذا مناسب لعملية الاستنشاق، ولكن ليس للزفير، لأن الارتداد المرن للرئتين منخفض ومن الضروري تنشيط عضلات الزفير الإضافية لإجراء الزفير. مع التليف، تصبح الرئتان أكثر صلابة - فهي لا تتمدد بشكل جيد، ولكنها تنقبض بشكل جيد، أي. مع التليف، عملية الاستنشاق صعبة، والزفير أسهل.

المقاومة التفاعلية. وينجم عن عوامل عديدة، منها: 1) المقاومة الديناميكية الهوائية لتدفق الهواء في الجهاز التنفسي؛ 2) المقاومة الديناميكية لجميع الأنسجة التي تتحرك أثناء التنفس؛ 3) المقاومة بالقصور الذاتي للأنسجة المتحركة. العامل الرئيسي هو السحب الديناميكي الهوائي. دعونا نفكر في هذا النوع من المقاومة بمزيد من التفصيل.

هناك صيغة يمكن استخدامها لتحديد الضغط المطلوب للتغلب على السحب الديناميكي الهوائي:

يرجع الحد الأول من هذه المعادلة (K,V) إلى الحركة الصفائحية لتدفق الهواء. يعتمد ذلك على طول الشعب الهوائية ولزوجة خليط الغاز ونصف قطر الشعب الهوائية.

نيويورك، مسارات الغيار بين الفصوص، شرائح، أسيني. يمكن أن يدخل ما يصل إلى 10-40% من الهواء إلى الحويصلات الهوائية بسبب التهوية الجانبية.

يحتوي الجدار السنخي على مسام كوهن (يصل قطرها إلى 10 ميكرون). بين القصيبات والحويصلات الهوائية توجد اتصالات قصبية سنخية - ما يسمى بقنوات لامبرت (التي يصل قطرها إلى 30 ميكرون). كل هذا يوفر تهوية جانبية داخل العصب.

هناك أيضًا اتصالات بين الأسيني الفردية، والتي تبدأ من القنوات السنخية لأسيني واحد وتنتهي في الكيس السنخي لأسيني آخر. يمكن للقصبات الشهيقية في أحد الأجزاء أن تتصل بالقصيبات الطرفية للجزء المجاور (ما يسمى بقصيبات مارتن). بشكل عام يعتقد ذلك القصيبات التنفسيةهي أساس التهوية الجانبية.

طاقة التنفس

لأداء التنفس الطبيعي، أي متى التهوية الرئوية، أي ما يعادل 6-8 لتر/دقيقة، والطاقة المستهلكة تساوي 0.3 كجم/دقيقة، أو 0.002-0.008 واط. بشكل عام، يصل هذا إلى 2-3% من إجمالي استهلاك الجسم للطاقة. عند MOD يساوي 14 لتر/دقيقة، تزيد التكاليف 3 مرات (0.9 كجم/دقيقة)، وعند 200 لتر/دقيقة - 2S0 كجم/دقيقة. عند الحد الأقصى لتهوية الرئتين الذي يساوي 120 لترًا في الدقيقة وما فوق، تصبح تكلفة التنفس غير مربحة وتصبح الزيادة الإضافية في تهوية الرئتين غير مربحة للغاية من حيث الطاقة.

أنماط التنفس

عادة يتم التنفس من خلال دورات تنفسية موحدة "شهيق - زفير" تصل إلى 12-16 دورة في الدقيقة. ويسمى هذا النوع من التنفس eipnea.

عند التحدث أو تناول الطعام، يتغير نمط التنفس بشكل مؤقت: قد يحدث انقطاع التنفس بشكل دوري - حبس أنفاسك أثناء الشهيق أو الزفير. في النشاط البدنيبسبب الحاجة المتزايدة للأكسجين، يحدث فرط التنفس - يزداد تواتر وعمق التنفس. أثناء النوم الطبيعي يتغير نمط التنفس: خلال فترة النوم البطيء (الأرثوذكسي)، يصبح التنفس سطحيًا ونادرًا، وخلال فترة النوم المتناقض يعود إلى الأصل ويتعمق ويصبح أكثر تكرارًا. في بعض الحالات، قد يعاني البالغون من تنفس تشاين ستوكس أثناء النوم: السعة تدريجيًا حركات التنفسيزداد، ثم يختفي، وبعد توقف مؤقت يزداد تدريجيًا مرة أخرى، وما إلى ذلك. عند الأطفال حديثي الولادة، قد يتوقف التنفس أثناء النوم (متلازمة موت الرضيع المفاجئ).

عندما تتعطل هياكل الدماغ المرتبطة مباشرة بعملية التنفس، يتغير نمط التنفس بشكل ملحوظ.

1) اللهاث، أو التنفس النادر، والذي يتجلى في التنفس المتشنج
هامي الزفير. يحدث أثناء نقص الأكسجة الشديد في الدماغ خلال فترة العذاب. عادة بعد ذلك
هناك توقف كامل للتنفس - انقطاع النفس.

2) التنفس اللاإرادي هو التنفس غير المنتظم والفوضوي وغير المنتظم. .
لوحظ عندما يتم الحفاظ على الخلايا العصبية في الجهاز التنفسي النخاع المستطيلولكن مع نارو
اتصال مع بونس.

3) النفس الإلحادية. انقطاع النفس هو نمط التنفس الذي يوجد فيه شهر
ثم شهيق طويل، وزفير قصير، ومرة ​​أخرى شهيق طويل. أي أن العملية معطلة
تغيير الاستنشاق إلى الزفير.

4) تنفس شاين ستوكس. يحدث بشكل مشابه لللهث - عندما ينقطع العمل
الخلايا العصبية التنفسية في النخاع المستطيل.

5) نفس البيوت. ويلاحظ عندما تتلف الخلايا العصبية التنفسية للجسر. وقد أظهرت
يكمن في حقيقة أنه بين دورات التنفس الطبيعية هناك "الشهيق والزفير".
فترات توقف طويلة - تصل إلى 30 ثانية، وهي غير موجودة عادة.

6) عدم القدرة على التنفس. لوحظ عند تلف الخلايا العصبية الفص الأمامي. ألم*
نوح غير قادر على تغيير إيقاع وعمق التنفس طواعية، بل نمط التنفس المعتاد
نيته ليست ضعيفة.

7) فرط التنفس العصبي. التنفس متكرر وعميق. يحدث أثناء التوتر
أثناء العمل البدني، وكذلك مع اضطرابات هياكل الدماغ المتوسط.

كل هذه الأنواع من الأنماط، بما في ذلك الأنماط المرضية، تنشأ عندما يتغير عمل الخلايا العصبية التنفسية في النخاع المستطيل والجسر (انظر أدناه). قد تحدث أيضًا تغييرات ثانوية في التنفس مع أنواع مختلفة من الأمراض. على سبيل المثال، يؤدي ركود الدم في الدورة الدموية الرئوية، وتشنج الدورة الدموية الرئوية إلى زيادة التنفس (تسرع النفس). يؤدي فشل القلب إلى تطور التنفس من نوع شايان ستوكس، ويصاحب فقر الدم تسرع التنفس، ارتفاع ضغط الدم الشريانييسبب فرط التنفس. حالات الغيبوبة(على سبيل المثال، غيبوبة السكري) يسبب تنفسًا صاخبًا "كبيرًا" أو تنفس كوسماول - تنفس عميق مع زفير نشط قصير. الحماض الأيضييسبب بطء التنفس.

في حالة تلف الجهاز العصبي المركزي، في وجود أمراض القلب والأوعية الدموية والرئوية الشديدة، يشير انتهاك انتظام التنفس إلى تطور غير موات للعملية. العلامة المشؤومة هي الإطالة التدريجية لتوقف التنفس (نوبات انقطاع النفس)، والتي يتحول خلالها التنفس من نوع Cheyne-Stokes أو Biot إلى تنفس نهائي (يلهث).

في وضع الزفير الهادئ، مع الاسترخاء الكامل، يتم إنشاء التوازن بين قوتي الجر الموجهة بشكل معاكس: الجر المرن للرئتين، الجر المرن للصدر. مجموعهم الجبري هو صفر.

ويسمى حجم الهواء الموجود في الرئتين بالسعة الوظيفية المتبقية. الضغط في الحويصلات الهوائية صفر أي الغلاف الجوي. تتوقف حركة الهواء عبر القصبات الهوائية. يتجلى اتجاه القوى المرنة بعد فتح التجويف الجنبي: تنقبض الرئة ويتوسع الصدر. مكان "اقتران" هذه القوى هو الطبقات الجدارية والحشوية لغشاء الجنب. قوة هذا القابض هائلة - يمكنه تحمل ضغوط تصل إلى 90 ملم زئبق. فن. لكي يبدأ التنفس (حركة الهواء على طول الشعب الهوائية)، من الضروري الإخلال بتوازن القوى المرنة، والذي يتحقق من خلال تطبيق قوة إضافية - قوة عضلات الجهاز التنفسي(مع التنفس المستقل) أو قوة الجهاز (مع التنفس القسري). في الحالة الأخيرةيمكن أن يكون مكان تطبيق القوة ذو شقين:

• خارجيًا (انقباض أو تمدد الصدر، مثل التنفس عبر جهاز التنفس الصناعي)
• من الداخل (زيادة أو نقصان في الضغط السنخي، على سبيل المثال، التحكم في التنفس باستخدام جهاز التخدير).

لضمان الحجم المطلوب للتهوية السنخية، من الضروري إنفاق بعض الطاقة للتغلب على القوى التي تعارض التنفس. وتتألف هذه المعارضة بشكل رئيسي من:

• مرنة (مقاومة الرئة بشكل رئيسي)
• مقاومة غير مرنة (أساسًا مقاومة القصبات الهوائية لتدفق الهواء).

مقاومة جدار البطن، الأسطح المفصلية للهيكل العظمي الصدري ومقاومة شد الأنسجة غير مهمة وبالتالي لا تؤخذ في الاعتبار. تعد المقاومة المرنة للصدر في الظروف العادية عاملاً مساهمًا، وبالتالي لم يتم تقييمها أيضًا في هذا التقرير.

مقاومة مرنة

ترتبط مرونة الصدر بالبنية المميزة وموقع الأضلاع والقص والعمود الفقري. التثبيت الغضروفي مع عظم القص، هيكل صفائحيوالشكل نصف الدائري للأضلاع يعطي القفص الصدري صلابة أو مرونة. يهدف الجر المرن للصدر إلى توسيع حجم تجويف الصدر. خصائص مرنة أنسجة الرئةيرتبط بوجود ألياف مرنة خاصة تعمل على ضغط أنسجة الرئة.

جوهر التنفس هو كما يلي: أثناء الاستنشاق، تمتد الجهود العضلية إلى الصدر، ومعها أنسجة الرئة. يتم الزفير تحت تأثير الجر المرن لأنسجة الرئة وإزاحة أعضاء البطن، ويزداد حجم الصدر تحت تأثير الجر المرن للصدر. وفي الوقت نفسه، تزداد القدرة الوظيفية المتبقية، ويتفاقم تبادل الغازات السنخية.

يتم تحديد الخصائص المرنة للرئتين من خلال التغير في الضغط السنخي لكل تغيير في ملء أنسجة الرئة لكل وحدة حجم. يتم التعبير عن مرونة الرئتين بالسنتيمتر من الماء لكل لتر. في الشخص السليم، تبلغ مرونة الرئتين 0.2 لتر/سم3 من عمود الماء. وهذا يعني أنه عندما يتغير ملء الرئتين بمقدار 1 لتر، يتغير الضغط داخل الرئة بمقدار 0.2 سم من عمود الماء. أثناء الشهيق، سيزداد هذا الضغط، وعند الزفير، سينخفض.

تتناسب المقاومة المرنة للرئتين بشكل مباشر مع امتلاء الرئتين ولا تعتمد على سرعة تدفق الهواء.

العمل على التغلب على الجر المرن يزداد على شكل مربع الزيادة في الحجم وبالتالي يكون أعلى مع التنفس العميق وينخفض ​​مع التنفس الضحل.

من الناحية العملية، المؤشر الأكثر استخدامًا هو امتثال الرئة (الامتثال).

إن قابلية تمدد أنسجة الرئة هي عكس مفهوم المرونة، ويتم تحديدها من خلال التغير في ملء الهواء في الرئتين تحت تأثير التغير في الضغط السنخي لكل وحدة ضغط. ش الأشخاص الأصحاءتبلغ هذه القيمة حوالي 0.16 لتر / سم عمود ماء مع نطاق من 0.11 إلى 0.33 لتر / سم عمود ماء.

القابلية للتوسعة أنسجة الرئةالخامس مختلف الإداراتليس نفس الشيء. لذا، جذر الرئةلديه القليل من القابلية للتوسعة. في منطقة تفرع القصبات الهوائية، حيث يوجد بالفعل أنسجة متنية، تكون القابلية للتمدد متوسطة، والحمة الرئوية نفسها (على طول محيط الرئة) لديها أكبر قابلية للتوسعة. تتميز الأنسجة الموجودة في الأقسام السفلية بقابلية تمدد أكبر من الأنسجة الموجودة في منطقة القمة. يتناسب هذا الوضع جيدًا مع حقيقة أن الأجزاء السفلية من الصدر تغير حجمها بشكل ملحوظ أثناء التنفس.

يخضع مؤشر قابلية تمدد أنسجة الرئة لتغيرات كبيرة في ظل الظروف المرضية. يتناقص الامتثال عندما تصبح أنسجة الرئة أكثر كثافة، على سبيل المثال:

• مع احتقان رئوي بسبب فشل القلب والأوعية الدموية
• مع التليف الرئوي.

وهذا يعني أنه عند نفس القدر من تغير الضغط، يحدث تمدد أقل لأنسجة الرئة، أي تغير أقل في الحجم. يتناقص امتثال الرئتين أحيانًا إلى 0.7-0.19 لتر / سم من عمود الماء. ثم يعاني هؤلاء المرضى من ضيق كبير في التنفس حتى أثناء الراحة. ويلاحظ أيضًا انخفاض في قابلية تمدد أنسجة الرئة تحت تأثير العلاج بالأشعة السينية، وذلك بسبب تطور عملية التصلب في أنسجة الرئة. انخفاض القابلية للتمدد في هذه الحالة هو علامة مبكرة وواضحة لتصلب الرئة.

في حالات تطور العمليات الضمورية في أنسجة الرئة (على سبيل المثال، مع انتفاخ الرئة)، المصحوبة بفقدان المرونة، سيتم زيادة الامتثال ويمكن أن يصل إلى 0.78-2.52 لتر / سم من عمود الماء.

مقاومة الشعب الهوائية

تعتمد كمية مقاومة الشعب الهوائية على:

• سرعة تدفق الهواء عبر الشعب الهوائية.
• الحالة التشريحية للقصبات الهوائية.
• طبيعة تدفق الهواء (الصحي أو المضطرب).

في التدفق الصفحي، تعتمد المقاومة على اللزوجة، وفي التدفق المضطرب، على كثافة الغاز. تتطور التدفقات المضطربة عادة في أماكن تفرع القصبات الهوائية وفي أماكن التغيرات التشريحية في جدران مجاري الهواء. عادة، يتم إنفاق حوالي 30-35٪ من إجمالي العمل على التغلب على مقاومة الشعب الهوائية، ولكن مع انتفاخ الرئة والتهاب الشعب الهوائية، يزداد هذا الاستهلاك بشكل حاد ويصل إلى 60-70٪ من إجمالي العمل المنفق.

تظل مقاومة تدفق الهواء من الشعب الهوائية لدى الأشخاص الأصحاء ثابتة عند حجم التنفس المعتاد ويبلغ متوسطها 1.7 سم لتر/ثانية من الماء مع تدفق هواء قدره 0.5 لتر/ثانية. وفقًا لقانون بوازويل، ستتغير المقاومة بشكل مباشر مع مربع سرعة التدفق والدرجة الرابعة لنصف قطر تجويف أنبوب الهواء وتتناسب عكسيًا مع طول هذا الأنبوب. وهكذا، عند تخدير المرضى الذين يعانون من ضعف انسداد الشعب الهوائية (التهاب الشعب الهوائية، الربو القصبي، انتفاخ الرئة) لضمان الزفير الأكثر اكتمالا، يجب أن يكون التنفس نادرا بحيث يكون هناك ما يكفي من الوقت للزفير الكامل، أو يجب استخدام الضغط السلبي أثناء الزفير من أجل ضمان ترشيح ثاني أكسيد الكربون بشكل موثوق من الحويصلات الهوائية.

سيتم أيضًا ملاحظة زيادة المقاومة لتدفق خليط الغاز أثناء التنبيب باستخدام أنبوب ذو قطر صغير (بالنسبة إلى تجويف القصبة الهوائية). سيؤدي عدم تطابق حجم الأنبوب برقمين (وفقًا للتسميات الإنجليزية) إلى زيادة المقاومة بحوالي 7 مرات. تزداد المقاومة مع طول الأنبوب. لذلك، يجب أن تتم زيادته (التي يتم ملاحظتها أحيانًا على الوجه) مع مراعاة صارمة للمقاومة المتزايدة لتدفق الغازات وزيادة حجم المساحة الضارة للتخدير.

وفي جميع الحالات المشكوك فيها يجب حل المشكلة لصالح تقصير الأنبوب وزيادة قطره.

عمل التنفس

يتم تحديد عمل التنفس من خلال الطاقة المستهلكة للتغلب على القوى المرنة وغير المرنة التي تتعارض مع التهوية، أي الطاقة التي تجبر جهاز التنفس على الأداء رحلات التنفس. لقد ثبت أنه أثناء التنفس الهادئ، يتم إنفاق الطاقة الرئيسية على التغلب على مقاومة أنسجة الرئة، ويتم إنفاق القليل جدًا من الطاقة على التغلب على مقاومة الصدر وجدار البطن.

تبلغ المقاومة المرنة للرئتين حوالي 65%، ومقاومة القصبات الهوائية والأنسجة 35%.

إن عمل التنفس، المعبر عنه بالمليلتر من الأكسجين لكل 1 لتر من التهوية، لشخص سليم هو 0.5 لتر / دقيقة أو 2.5 مل مع MOD قدره 5000 مل.

في المرضى الذين يعانون من انخفاض امتثال أنسجة الرئة (الرئة المتصلبة) ومقاومة الشعب الهوائية العالية، يمكن أن يكون عمل توفير التهوية مرتفعًا جدًا. في هذه الحالة، غالبا ما يصبح الزفير نشطا. هذه الأنواع من التغييرات في الجهاز التنفسي ليست ذات أهمية نظرية فقط، على سبيل المثال، في تخدير المرضى الذين يعانون من انتفاخ الرئة، الذين لديهم زيادة في تمدد أنسجة الرئة (ضمور رئوي) وزيادة في مقاومة الشعب الهوائية مع ثبات الصدر. لذلك، في الظروف العادية، يصبح الزفير نشطا وتكثيفا بسبب تقلص عضلات البطن. إذا تم إعطاء المريض تخديرًا عميقًا أو تم إجراؤه، فسيتم تعطيل هذه الآلية التعويضية. سيؤدي تقليل عمق الإلهام إلى تأخير خطيرثاني أكسيد الكربون. لذلك، في المرضى الذين يعانون من انتفاخ الرئة أثناء فتح البطن، يجب إجراء التهوية القسرية. في فترة ما بعد الجراحةيجب أن يكون هؤلاء المرضى تحت إشراف صارم بشكل خاص، وإذا لزم الأمر، يتم تحويلهم إلى التنفس القسري من خلال أنبوب بضع القصبة الهوائية مع الكفة (باستخدام أنواع مختلفةالنابضات). نظرًا لأن وقت الزفير لدى هؤلاء المرضى طويل (بسبب انخفاض المرونة وصعوبة تدفق الهواء عبر الشعب الهوائية)، عند إجراء التنفس القسري لضمان التهوية الجيدة للحويصلات الهوائية، فمن المستحسن خلق ضغط سلبي أثناء الزفير. ومع ذلك، لا ينبغي أن يكون الضغط السلبي مفرطًا، وإلا فقد يتسبب في انهيار جدران القصبات الهوائية وحجب كمية كبيرة من الغاز في الحويصلات الهوائية. في هذه الحالة ستكون النتيجة عكسية - ستنخفض التهوية السنخية.

لوحظت تغيرات غريبة أثناء تخدير المرضى الذين يعانون من احتقان القلب في الرئتين، حيث انخفض مؤشر الامتثال المحدد قبل التخدير (تصلب الرئة). شكرا للموجهين الرئة التهويةيصبح فيها "أكثر ليونة" لأن جزءًا من الدم الراكد يتم ضغطه إلى الدورة الدموية الجهازية. يزداد امتثال الرئتين. وبعد ذلك، عند نفس الضغط، تتوسع الرئتان إلى حجم أكبر. يجب أن يؤخذ هذا الظرف في الاعتبار في حالات إدارة التخدير باستخدام spironulsator، لأنه مع زيادة الامتثال، يزداد حجم التهوية الرئوية، مما قد يؤثر في بعض الحالات على عمق التخدير وتوازن التوازن الحمضي القاعدي.

ميكانيكا التهوية والتنفس

يتم تحديد العلاقة بين عمق الشهيق ومعدل التنفس من خلال الخواص الميكانيكية لجهاز التنفس. يتم ضبط هذه النسب بحيث يكون العمل المنفق لتوفير التهوية السنخية المطلوبة في حده الأدنى.

مع انخفاض امتثال الرئة (تصلب الرئة)، سيكون التنفس الضحل والمتكرر هو الأكثر اقتصادا (نظرا لأن سرعة تدفق الهواء لا تسبب مقاومة كبيرة)، ومع زيادة مقاومة الشعب الهوائية، يتم إنفاق أقل قدر من الطاقة مع تدفقات الهواء البطيئة ( التنفس البطيء والعميق). وهذا ما يفسر لماذا المرضى الذين يعانون من نسبة مخفضةبسبب تمدد أنسجة الرئة، فإنهم يتنفسون بشكل متكرر وسطحي، في حين أن المرضى الذين يعانون من زيادة مقاومة الشعب الهوائية يتنفسون بشكل نادر وعميق.

ويلاحظ وجود ترابط مماثل في الشخص السليم. التنفس العميقنادر، وسطحي - متكرر. يتم إنشاء هذه العلاقات تحت سيطرة الجهاز العصبي المركزي.

يحدد التعصيب المنعكس العلاقة المثلى بين تردد التنفس وعمق الاستنشاق ومعدل تدفق الهواء التنفسي أثناء التكوين المستوى المطلوبالتهوية السنخية، حيث يتم توفير التهوية السنخية المطلوبة بأقل جهد ممكن للتنفس. وهكذا، في المرضى الذين يعانون من رئتين متصلبتين (تقل قابلية التمدد)، يتم ملاحظة أفضل علاقة بين تكرار وعمق الشهيق عندما تنفس سريع(يتم توفير الطاقة بسبب قلة تمدد أنسجة الرئة). على العكس من ذلك، في المرضى الذين يعانون من زيادة المقاومة من شجرة الشعب الهوائية (الربو القصبي)، لوحظ أن أفضل نسبة مع التنفس العميق النادر. أفضل حالة لدى الأشخاص الأصحاء في ظل ظروف الراحة هي معدل التنفس 15 في الدقيقة وعمق 500 مل. سيكون عمل التنفس حوالي 0.1-0.6 جم / دقيقة.

تحدث المقاومة الديناميكية الهوائية بسبب احتكاك الغاز الذي يدخل الرئتين بجدران الشعب الهوائية الاصطناعية والطبيعية. يتم وصف تدفق الغاز الصفحي، عندما تكون طبقاته موازية لجدران الأنبوب الموصل، بواسطة معادلة Poiseuille: F = Pər 4 /8зL حيث F هو التدفق، P هو الضغط، r هو نصف قطر الأنبوب، s هي لزوجة الغاز و L هو طول الأنبوب. بناءً على المعادلة، يتضح أن التدفق يزداد مع زيادة الضغط، وخاصة نصف قطر الأنبوب، ويتناقص مع زيادة لزوجة الغاز وطول الأنبوب. عادة ما يتم تحديد المقاومة الديناميكية الهوائية لأي أنبوب من خلال الضغط المطلوب لتمرير وحدة حجم الغاز من خلاله لكل وحدة زمنية (في الطب، انظر H2O/لتر في الثانية). بتحويل معادلة Poiseuille نحصل على: P = FЧ8зЧL/пr 4 أو Р = F8з/нЧL/r 4 . إذا قمت بتمرير نفس الغاز بنفس السرعة عبر أنابيب مختلفة، فستكون القيمة F8з/pr ثابتة، وستبدو المعادلة كما يلي Р = constЧL/r 4، أي أن السحب الديناميكي الهوائي يتناسب طرديًا مع طول الأنبوب ويتناسب عكسيا مع نصف قطره للقوة الرابعة. لتصور معنى هذه المعادلة، دعونا نحل المشكلة: في طفل عمره عام واحد، قطر الحيز تحت المزمار = 4 ملم، بعد تطور التهاب الحنجرة (تضخم الغشاء المخاطي بمقدار 1 ملم، أي أن القطر انخفضت إلى 2 مم)، ما مقدار زيادة المقاومة الهوائية وعمل التنفس؟ عند W = 4 مم، r = 2 مم (r 4 = 16)، عند W = 2 مم، r = 1 (r 4 = 1)، نظرًا لأن طول المساحة تحت المزمار والغاز (الهواء) والتدفق (لضمان MOP) ظلت كما هي، فستبدو المعادلات كما يلي: قبل تطور الوذمة P = constХL/16، وبعد P = constХL/1. الإجابة: زاد السحب الديناميكي الهوائي وعمل التنفس 16 مرة. ومع ذلك، هذه الحسابات صالحة فقط إذا ظل تدفق الغاز صفائحي.

يصبح التدفق مضطربا عندما تظهر حركات دورانية دوامية في طبقات الغاز المجاورة لجدار الأنبوب الموصل. شروط حدوث الاضطراب هي ارتفاع معدلات التدفق ولزوجة الغاز ووجود عدم انتظام على جدران الأنبوب الموصل. في الإعدادات السريريةهذه قطرات من التكثيف على الجدران الأنبوب الرغاميوالبلغم والدم أو العقي على جدران القصبات الهوائية، وتشعب القصبة الهوائية والشعب الهوائية مع السرعه العاليهالتدفق الملهم. يزداد تدفق مجرى الهواء المضطرب بشكل كبير خامويقلل من ضغط الغاز في مناطق الاضطراب، أي أنه يمكن أن يقلل من وصول الغاز إلى الحويصلات الهوائية خلال فترة استنشاق قصيرة. بالمبلغ خامتتأثر بلزوجة ورطوبة غاز التنفس. وهكذا، فإن أقل اللزوجة هو خليط جاف من الأكسجين والهيليوم، والذي تم استخدامه في طب الفضاء، كما تم استخدامه في الطب التجريبي لتخفيف حالة الربو.

لعلم الأمراض الرئوية خاميزيد مع النقصان الرقم الإجماليعمل الجهاز التنفسي، مع تضيق القصبات الهوائية وتورم الغشاء المخاطي القصبي، مما يقلل من إجمالي مساحة المقطع العرضي. إن وجود الإفرازات الالتهابية والدم، وخاصة العقي في الجهاز التنفسي، لا يقلل فقط من إجمالي مساحة المقطع العرضي، ولكنه يساهم أيضًا في حدوث الاضطراب. كيف أحجام أصغرجسم الطفل، كلما صغر قطر الجهاز التنفسي، وبالتالي خام. نظرًا لصغر حجم الجهاز التنفسي، يزداد معدل الإصابة بأمراض الرئة عند الرضع أكثر بكثير من البالغين.

خلال مرحلة الشهيق يزداد قطر المسالك الهوائية داخل الصدر، وفي مرحلة الزفير يقل، وبالتالي خامعند الاستنشاق< Raw при выдохе.

معظم خام(حوالي 80%) يحدث في الأجيال الخمسة الأولى من الشجرة الرغامية القصبية، أي في منطقة التدفقات عالية السرعة حيث يمكن أن يتطور الاضطراب. المزيد من الخطوط الجوية البعيدة لديها الكثير مساحة كبيرةالمقطع العرضي العام (إجمالي المقطع العرضي القصيبات الطرفيةأكبر بـ 30-50 مرة من المقطع العرضي للقصبة الهوائية)، أي أنها منطقة تدفقات صفحية منخفضة السرعة.

عند إجراء التهوية الميكانيكية، الخام = DP/لتر في الثانية، حيث DP = PIP - PEEP. في الأدبيات باللغة الإنجليزية، غالبًا ما يُشار إلى هذا الاختلاف بين PIP وPEEP باسم ضغط القيادة- الضغط الرئيسي لأنه هو الذي يحدد حجم المد والجزر.

القيم المقارنة خامسم H2O/لتر في ثانية.

البالغين الأصحاء 1 - 2

الأطفال بعمر سنة واحدة 12 - 16 سنة

المواليد الأصحاء 20 - 40

معيار تكنولوجيا المعلومات Ш 3.5 مم 50

معيار تكنولوجيا المعلومات Ш 2.5 مم 150

إنها طويلة ذات قطر صغير، مع انحناءات حادة، ولكن خاصة إذا كانت موجودة الجدران الداخليةيمكن أن تزيد قطرات التكثيف أو البلغم بشكل ملحوظ خام، وبالتالي عمل التنفس عند إجراء CPAP من خلال تقنية المعلومات (حسب غريغوري) أو IMV (SIMV) بتردد منخفض للدورات التنفسية. هذا يمكن أن يسبب إرهاق عضلات الجهاز التنفسي وانخفاض في محرك التنفس.

الحصول على لمحة عامة عن الحالة خامفي المريض من خلال تقييم تكوين حلقة V/F (الحجم/التدفق) على شاشة مراقبة الجهاز التنفسي القيم الرقميةالتدفقات الشهيقية والزفيرية، بالإضافة إلى طبيعة منحنى T/F (الوقت/التدفق). ستتم مناقشة تكوينات حلقة V/F وخيارات تكوين جدول التدفق في قسم خيارات التهوية. ومع ذلك، فإن قيمة هذه المعلومات عند الأطفال عمر مبكرمحدودة، ويتم استخدام حلقة V/F في المقام الأول لتقييم درجة انسداد مجرى الهواء. من المفيد أكثر تتبع ديناميكيات التغييرات في تكوين هذه الحلقة. لذلك، على سبيل المثال، يمكنك تقييم تأثير استخدام موسعات الشعب الهوائية لمتلازمة الانسداد. تحدد أجهزة مراقبة التنفس الحديثة الخام لكل دورة تنفس مع الإخراج المعلومات الرقميةإلى الشاشة.