Was ist die Vitalkapazität und wie misst man sie? Lungenvolumen. Atmungsrate

Äußerer Atmungsprozess wird durch Veränderungen des Luftvolumens in der Lunge während der Ein- und Ausatmungsphase des Atemzyklus verursacht. Bei ruhiger Atmung beträgt das Verhältnis der Dauer von Ein- und Ausatmung im Atemzyklus durchschnittlich 1:1,3. Die äußere Atmung eines Menschen wird durch die Häufigkeit und Tiefe der Atembewegungen charakterisiert. Atmungsrate Eine Person wird anhand der Anzahl der Atemzyklen innerhalb einer Minute gemessen und ihr Wert in Ruhe variiert bei einem Erwachsenen zwischen 12 und 20 pro Minute. Dieser Indikator für die äußere Atmung steigt mit körperlicher Arbeit, steigender Umgebungstemperatur und verändert sich auch mit dem Alter. Beispielsweise beträgt die Atemfrequenz bei Neugeborenen 60–70 pro Minute und bei Menschen im Alter von 25–30 Jahren durchschnittlich 16 pro Minute. Die Atemtiefe wird durch das während eines Atemzyklus ein- und ausgeatmete Luftvolumen bestimmt. Das Produkt aus der Häufigkeit der Atembewegungen und deren Tiefe charakterisiert den Grundwert der äußeren Atmung – Belüftung. Ein quantitatives Maß für die Lungenventilation ist das Atemminutenvolumen – das ist das Luftvolumen, das eine Person in einer Minute ein- und ausatmet. Das Atemminutenvolumen eines Menschen im Ruhezustand variiert zwischen 6 und 8 Litern. Bei körperlicher Arbeit kann sich das Atemminutenvolumen einer Person um das Sieben- bis Zehnfache erhöhen.

Lungenluftvolumen. IN Atmungsphysiologie Es wurde eine einheitliche Nomenklatur der Lungenvolumina beim Menschen übernommen, die die Lunge bei ruhiger und tiefer Atmung während der Ein- und Ausatmungsphase des Atemzyklus füllen (Abb. 10.5). Als Lungenvolumen bezeichnet man das Lungenvolumen, das ein Mensch bei ruhiger Atmung ein- bzw. ausatmet Gezeitenvolumen. Sein Wert beträgt bei ruhiger Atmung durchschnittlich 500 ml. Als Atemzugvolumen wird die maximale Luftmenge bezeichnet, die ein Mensch oberhalb des Atemzugvolumens einatmen kann inspiratorisches Reservevolumen(durchschnittlich 3000 ml). Die maximale Luftmenge, die ein Mensch nach einer ruhigen Ausatmung ausatmen kann, wird als exspiratorisches Reservevolumen bezeichnet (durchschnittlich 1100 ml). Schließlich wird die Luftmenge, die nach maximaler Ausatmung in der Lunge verbleibt, als Residualvolumen bezeichnet, ihr Wert beträgt etwa 1200 ml.

Man nennt die Summe zweier oder mehrerer Lungenvolumina Lungenkapazität. Luftvolumen In der menschlichen Lunge wird es durch die inspiratorische Lungenkapazität, die vitale Lungenkapazität und die funktionelle Restlungenkapazität charakterisiert. Die Inspirationskapazität (3500 ml) ist die Summe aus Atemzugvolumen und Inspirationsreservevolumen. Vitalkapazität der Lunge(4600 ml) umfasst Atemzugvolumen sowie inspiratorische und exspiratorische Reservevolumina. Funktionelle Restlungenkapazität(1600 ml) ist die Summe aus exspiratorischem Reservevolumen und restlichem Lungenvolumen. Summe Vitalkapazität der Lunge Und Restvolumen nennt man die gesamte Lungenkapazität, deren durchschnittlicher Wert beim Menschen bei 5700 ml liegt.

Beim Einatmen die menschliche Lunge Aufgrund der Kontraktion des Zwerchfells und der äußeren Interkostalmuskeln beginnen sie, ihr Volumen von der Höhe an zu erhöhen, und ihr Wert steigt bei ruhiger Atmung Gezeitenvolumen und bei tiefer Atmung - unterschiedliche Werte erreicht Reservevolumen einatmen. Beim Ausatmen kehrt das Lungenvolumen auf das ursprüngliche Funktionsniveau zurück. Restkapazität passiv aufgrund der elastischen Zugkraft der Lunge. Wenn Luft in das ausgeatmete Luftvolumen eindringt funktionelle Restkapazität, die beim tiefen Atmen sowie beim Husten oder Niesen auftritt, dann erfolgt die Ausatmung durch Kontraktion der Bauchwandmuskulatur. In diesem Fall wird der Wert des intrapleuralen Drucks in der Regel höher als der Atmosphärendruck, der die höchste Geschwindigkeit des Luftstroms in den Atemwegen bestimmt.

Die Lungenkapazität ist ein wichtiger Parameter, der die Gesundheit des menschlichen Atmungssystems widerspiegelt. Je größer die Lungenkapazität, desto besser und schneller werden alle Gewebe des Körpers mit Sauerstoff gesättigt.

Das Lungenvolumen kann zu Hause mithilfe eines Ballons, einfachen Schritten und einfachen Berechnungen gemessen werden. Richtiges Atmen, spezielle Übungen und ein gesunder Lebensstil tragen dazu bei, Ihre gesamte Lungenkapazität zu erhöhen.

Die Vitalkapazität (VC) ist ein Indikator zur Beurteilung des Zustands des menschlichen Atmungssystems. Die Lungenkapazität ist die Luftmenge, die ein Mensch nach einem tiefen Atemzug ausatmen kann.

Die Vitalkapazität besteht aus einer Kombination von 3 Indikatoren:

• • Atemzugvolumen – Volumen bei ruhiger Atmung;
  • funktionelles Residualvolumen – ein Volumen, das aus Residualvolumen (Luft, die nicht ausgeatmet werden kann) und exspiratorischem Reservevolumen besteht;
  • Reserveinhalationsvolumen – ein Atemzug, den eine Person nach einem tiefen Atemzug atmen kann.

Eine Abnahme der Vitalkapazität kann die Gesundheit der Atemwege beeinträchtigen und zu krankhaften Veränderungen im Körper führen.

Lungen- oder Atemversagen ist eine Krankheit, bei der eine geringe Atemkapazität zu einer unvollständigen Sättigung des Blutes mit Sauerstoff und einem erhöhten Kohlendioxidgehalt im Körper führt. Die Normalisierung der Blutgaszusammensetzung erfolgt in diesem Fall durch die intensive Arbeit des Kreislaufsystems.

Es gibt mehrere Möglichkeiten, die lebenswichtige Lungenkapazität zu messen: Messung mit einem Spirometer oder Spirographen und einem aufblasbaren runden Ball (zu Hause).

Ein Spirometer ist ein spezielles Gerät zur Bestimmung der Vitalkapazität. Sie finden es bei Ärzten in Kliniken, Krankenhäusern und Sportzentren.

Um die Vitalkapazität der Lunge zu Hause herauszufinden, benötigen Sie einen runden Ballon, Faden, Lineal, Bleistift und ein Blatt Papier. Die Genauigkeit einer solchen Messung wird „ungefähr“ sein; für mehr Genauigkeit wiederholen Sie die Messungen 2-3 Mal.

Vorgehensweise zur Messung der Vitalkapazität zu Hause:

1. Entspannen Sie sich und atmen Sie ein paar Mal ruhig durch.
2. Nehmen Sie einen Ballon, atmen Sie tief ein und blasen Sie ihn mit einer maximalen Ausatmung auf.
3. Binden Sie eine Kugel und messen Sie ihren Durchmesser mit einem Lineal.
4. Führen Sie Berechnungen mit der Formel durch: V = 4/3*π*R 3, wobei π die Zahl Pi gleich 3,14 ist, R der Radius (1/2 Durchmesser).

Die resultierende Zahl ist die Lungenkapazität in Millilitern.

Standards für die Lungenkapazität

Die normale Vitalkapazität der Lunge bei Männern, Frauen und Kindern wird anhand empirischer Formeln zur Berechnung der richtigen Vitalkapazität (VC) berechnet, die vom Geschlecht, der Größe und dem Alter der Person abhängen:

• GEL Ehemann = 0,052* Größe (cm) – 0,029* Alter (Jahre) – 3,2;
• JEL für Frauen = 0,049* Körpergröße (cm) – 0,019* Alter (Jahre) – 3,76;
• JEL m 4 - 17 Jahre = 4,53 * Körpergröße (cm) -3,9 für Körpergröße 100 - 164 cm;
• JEL m 4 – 17 Jahre = 10* Körpergröße (cm) -12,85 für Körpergröße 165 cm und mehr;
• JEL d 4 -17 Jahre = 3,75 * Körpergröße (cm) -3,15 für Körpergröße 100 - 175 cm.

Im Durchschnitt beträgt die Vitalkapazität eines Erwachsenen 3500 ml und die Abweichungen der tatsächlichen Indikatoren von den tabellarischen Daten betragen nicht mehr als 15 %. Eine Überschreitung der Norm um mehr als 15 % bedeutet einen hervorragenden Zustand der Atemwege. Liegt die tatsächliche Vitalkapazität deutlich unter dem Tabellenwert, ist ein Besuch bei einem Facharzt zur Beratung und Untersuchung unumgänglich.

Sportler haben eine deutlich größere Lungenkapazität als der Durchschnittsmensch. Bei Rauchern kann die Vitalkapazität mit der Zeit abnehmen.

Wie kann man die Vitalkapazität steigern?

Die Lungenkapazität erhöht sich beim Sport und bei der Durchführung speziell entwickelter einfacher Übungen. Aerobic-Sportarten sind hierfür ideal: Laufen, Laufen, Schwimmen, Radfahren, Skifahren, Skaten, Bergsteigen, Rudern. Das lebenswichtige Lungenvolumen bei professionellen Schwimmern beträgt 6200 ml.

Sie können Ihr Atemvolumen ohne längere und anstrengende körperliche Betätigung steigern. Im Alltag ist es notwendig, die richtige Atmung zu überwachen. Hier sind einige Tipps:

1. Atmen Sie mit Ihrem Zwerchfell. Die Brustatmung begrenzt die Menge an Sauerstoff, die in die Lunge gelangt.
2. Atmen Sie gleichmäßig und vollständig aus.
3. Halten Sie den Atem an, während Sie Ihr Gesicht waschen. Beim Waschen wird der „Tauchreflex“ ausgelöst und der Körper beginnt, sich auf den Sprung ins Wasser vorzubereiten.
4. Vereinbaren Sie „Ruheminuten“. Zu diesem Zeitpunkt müssen Sie eine bequeme Position einnehmen und entspannen. Atmen Sie langsam ein und aus und zählen Sie dabei in einem angenehmen Rhythmus.
5. Führen Sie regelmäßig eine Nassreinigung der Räumlichkeiten durch. Große Staubmengen sind schädlich für die Lunge.
6. Vermeiden Sie den Besuch verrauchter Orte. Passivrauchen wirkt sich negativ auf die Atemwege aus.

Atemübungen können die Durchblutung und den Stoffwechsel im Körper verbessern, was den natürlichen Gewichtsverlust fördert.

Yoga ist eine weitere Möglichkeit, das Atemvolumen schnell zu steigern. Hatha Yoga umfasst einen ganzen Abschnitt, der der Atmung und Übungen gewidmet ist, die auf ihre Entwicklung abzielen – Pranayama. Pranayama lehrt nicht nur die richtige Atmung, sondern auch die Kontrolle über Emotionen, mentales Management und neue Wege, die Welt um uns herum durch die Atmung wahrzunehmen.

Achtung: Sollte es bei Atemübungen zu Schwindelgefühlen kommen, sollten Sie sofort zu Ihrem normalen Atemrhythmus zurückkehren.

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Derzeit sind diese Daten von eher akademischem Interesse, aber vorhandene Computer-Spirographen sind in der Lage, in Sekundenschnelle Informationen darüber zu liefern, die den Zustand des Patienten weitgehend objektivieren.

Gezeitenvolumen(DO) – das Luftvolumen, das während jedes Atemzyklus ein- oder ausgeatmet wird.

Norm: 300 - 900 ml.

Verringern Sie TO möglich bei Pneumosklerose, Pneumofibrose, spastischer Bronchitis, schwerer Lungenstauung, schwerer Herzinsuffizienz, obstruktivem Emphysem.

Inspiratorisches Reservevolumen- das maximale Gasvolumen, das nach einem ruhigen Atemzug eingeatmet werden kann.

Norm: 1000 - 2000 ml.

Mit einer Abnahme der Elastizität des Lungengewebes wird eine deutliche Volumenabnahme beobachtet.

Exspiratorisches Reservevolumen– das Gasvolumen, das ein Proband nach einer ruhigen Ausatmung ausatmen kann.

Norm: 1000 - 1500 ml.

Vitalkapazität der Lunge (VC) Normalerweise sind es 3000 - 5000 ml. Angesichts der großen Abweichung von ± 15–20 % beim Normalwert bei gesunden Personen wird dieser Indikator selten zur Beurteilung der äußeren Atmung bei Intensivpatienten verwendet.

Restvolumen (Оо)- das nach maximaler Ausatmung in der Lunge verbleibende Gasvolumen. Um den richtigen Wert (in Millilitern) zu berechnen, wird vorgeschlagen, die ersten vier Ziffern des dritten Wachstumsgrades (in Zentimetern) mit einem empirischen Koeffizienten von 0,38 zu multiplizieren.

In einer Reihe von Situationen tritt ein Phänomen auf, das als „exspiratorischer Atemwegsverschluss“ (ECAC) bezeichnet wird. Sein Wesen liegt darin, dass beim Ausatmen, wenn sich das Lungenvolumen bereits dem Restvolumen nähert, eine bestimmte Menge Gas in verschiedenen Zonen der Lunge (Gasfallen) zurückgehalten wird. A.P. Zilber widmete mehr als 30 Jahre der Erforschung dieses Phänomens. Heute ist erwiesen, dass dieses Phänomen bei schwerkranken Patienten mit Lungenerkrankungen jeglicher Herkunft sowie einer Reihe kritischer Erkrankungen recht häufig auftritt. Die Beurteilung des ECDP-Grades ermöglicht eine vielfältige Darstellung der klinischen Pathophysiologie systemischer Erkrankungen sowie eine Prognose und Beurteilung der Wirksamkeit der ergriffenen Maßnahmen.

Bedauerlicherweise ist die Bewertung des ECDP-Phänomens bisher eher akademischer Natur, obwohl heute die Notwendigkeit einer weitreichenden Implementierung von Methoden zur Bewertung des ECDP besteht. Wir geben nur eine kurze Beschreibung der verwendeten Methoden und verweisen Interessenten gerne auf die Monographie von A. P. Zilber (Respiratory Medicine. Etudes of Critical Medicine. Vol. 2. - Petrozavodsk: PSU Publishing House, 1996 - 488 S. ).

Die am besten zugänglichen Methoden basieren auf der Analyse der exspiratorischen Testgaskurve oder der pneumotachographischen Kurve bei unterbrochenem Fluss. Die übrigen Methoden – die Ganzkörperplethysmographie und die Methode der Testgasverdünnung in einem geschlossenen System – werden deutlich seltener eingesetzt.

Der Kern der Methoden, die auf der Analyse der Exspirationskurve des Testgases basieren, besteht darin, dass der Proband zu Beginn der Inspiration einen Teil des Testgases einatmet und dann die Ausatmungskurve des Gases synchron mit dem Spirogramm aufgezeichnet wird oder Pneumotachogramm. Als Prüfgase werden Xenon-133, Stickstoff und Schwefelhexafluorid (SF6) verwendet.

Um das OADP zu charakterisieren, wird einer der Indikatoren verwendet, die das OADP-Phänomen charakterisieren – das ist Lungenverschlussvolumen. Die physiologische Bedeutung dieses Indikators kann aus den Eigenschaften des Wertes selbst verstanden werden. Der VLC ist der Anteil der Vitalkapazität, der in der Lunge verbleibt, sobald sich die Atemwege dem verbleibenden Lungenvolumen nähern. VA wird als Prozentsatz der lebenswichtigen Lungenkapazität (VC) ausgedrückt.

Somit beträgt der von Xenon-133 gemessene OZL-Wert 13,2 ± 2,7 % und von Stickstoff 13,7 ± 1,9 %.

Die früher zur Messung des Alveolardrucks verwendete Methode der Atemflussunterbrechung mit einem hohen Korrelationsgrad (r = 0,81; S<0,001) совпадает с методами, основанными на тест-газах (И. Г. Хейфец, 1978). Определение ОЗЛ данным методом возможно с помощью пневмотахографа любой конструкции.

OZL kann nach der von I. G. Heifetz (1978) vorgeschlagenen Formel bestimmt werden.

Für Sitzposition Die Regressionsgleichung lautet:

PV / Vitalkapazität (%) = 0,4 +0,38. Alter (Jahre) ± 3,7;

Für Liegeposition die Gleichung lautet:

BC/VC (%) = -2,75 + 0,55 Alter (Jahre).

Obwohl der Wert von OCL recht informativ ist, ist es zur vollständigen Charakterisierung des ECDP-Phänomens wünschenswert, eine Reihe anderer Indikatoren zu messen: Lungenschließkapazität (LCC), funktionelle Residualkapazitätsreserve (RFRC), zurückgehaltenes Lungengas (RLG). ).

FOE-Reserve(RFRC) ist die Differenz zwischen der funktionellen Residualkapazität (FRC) und der Lungenschließkapazität (LCC) und der wichtigste Indikator zur Charakterisierung des ECDP.

IN Sitzposition RFOE (l) kann durch die Regressionsgleichung bestimmt werden:

RFOE (l) = 1,95 – 0,003 Alter (Jahre) ± 0,5.

IN Liegeposition:

RFOE (l) = 1,33 – 0,33 Alter (Jahre)

V Sitzposition -

RFRC/VC (%) = 49,1 – 0,8 Alter (Jahre) + 7,5;

V Liegeposition -

RFEC/VC (%) = 32,8 – 0,77 Alter (Jahre).

Die Bestimmung der Stoffwechselrate schwerer Patienten erfolgt auf Basis des O2-Verbrauchs und der CO2-Freisetzung. Da sich die Stoffwechselrate im Laufe des Tages ändert, ist es zur Berechnung des Atemkoeffizienten erforderlich, diese Parameter wiederholt zu bestimmen. CO2-Emissionen werden als gesamtes ausgeatmetes CO2 multipliziert mit dem ausgeatmeten Atemminutenvolumen gemessen.

Es ist auf eine gute Durchmischung der ausgeatmeten Luft zu achten. CO2 in der Ausatemluft wird mit einem Kapnographen bestimmt. Um die Methode zur Bestimmung des Energieverbrauchs (PE) zu vereinfachen, wird davon ausgegangen, dass der respiratorische (respiratorische) Koeffizient 0,8 beträgt und dass 70 % der Kalorien durch Kohlenhydrate und 30 % durch Fette bereitgestellt werden. Dann lässt sich die verbrauchte Energie nach folgender Formel ermitteln:

PE (kcal / 24 h) = BCO2 24 60 4,8 / 0,8,

wobei BCO2 die gesamte CO2-Emission ist (sie wird durch das Produkt der CO2-Konzentration am Ende der Ausatmung und der Minutenventilation der Lunge bestimmt);

0,8 - Atmungskoeffizient, bei dem die Oxidation von 1 Liter O2 mit der Bildung von 4,83 kcal einhergeht.

In einer realen Situation kann sich der Atemkoeffizient bei schwerkranken Patienten stündlich ändern, abhängig von den Methoden der parenteralen Ernährung, der Angemessenheit der Schmerzlinderung, dem Grad des Anti-Stress-Schutzes usw. Dieser Umstand erfordert eine überwachende (wiederholte) Bestimmung des O2-Verbrauchs und CO2-Freisetzung. Um den Energieverbrauch schnell abzuschätzen, verwenden Sie die folgenden Formeln:

PE (kcal/min) = 3,94 (VO2) + (VCO2),

Dabei ist VO2 die Aufnahme von O2 in Millilitern pro Minute und VCO2 die Freisetzung von CO2 in Millilitern pro Minute.

Um den Energieverbrauch über 24 Stunden zu ermitteln, können Sie die Formel verwenden:

PE (kcal/Tag) = PE (kcal/min) 1440.

Nach der Transformation hat die Formel die Form:

PE (kcal/Tag) = 1440.

In Ermangelung der Möglichkeit, den Energieverbrauch mittels Kalorimetrie zu bestimmen, können Sie auf Berechnungsmethoden zurückgreifen, die natürlich bis zu einem gewissen Grad annähernd sind. Solche Berechnungen sind am häufigsten für die Behandlung schwerkranker Patienten unter langfristiger parenteraler Ernährung erforderlich.

UDC 612.215+612.1 BBK E 92 + E 911

A.B. Zagainova, N.V. Turbasova. Physiologie der Atmung und des Blutkreislaufs. Pädagogisches und methodisches Handbuch für den Studiengang „Physiologie von Mensch und Tier“: für ODO-Studierende im 3. und 5. Studienjahr der Fakultät für Biologie. Tjumen: Verlag der Staatlichen Universität Tjumen, 2007. - 76 S.

Das pädagogische und methodische Handbuch umfasst Laborarbeiten, die gemäß dem Kursprogramm „Physiologie von Mensch und Tier“ erstellt wurden und von denen viele die grundlegenden wissenschaftlichen Prinzipien der klassischen Physiologie veranschaulichen. Ein Teil der Arbeiten ist angewandter Natur und stellt Methoden zur Selbstüberwachung des Gesundheitszustands und der körperlichen Verfassung sowie Methoden zur Beurteilung der körperlichen Leistungsfähigkeit dar.

Verantwortlicher Redakteur: V. S. Solowjew , Doktor der medizinischen Wissenschaften, Professor

© Staatliche Universität Tjumen, 2007

© Verlag der Staatlichen Universität Tjumen, 2007

© A.B. Zagainova, N.V. Turbasova, 2007

Erläuterungen

Gegenstand der Forschung in den Abschnitten „Atmung“ und „Durchblutung“ sind lebende Organismen und ihre Funktionsstrukturen, die diese lebenswichtigen Funktionen bereitstellen, was die Wahl der Methoden der physiologischen Forschung bestimmt.

Der Zweck des Kurses: Vorstellungen über die Funktionsmechanismen der Atmungs- und Kreislauforgane, über die Regulierung der Aktivität des Herz-Kreislauf- und Atmungssystems und über ihre Rolle bei der Sicherstellung der Interaktion des Körpers mit der äußeren Umgebung zu entwickeln.

Ziele des Laborworkshops: Studierende mit Methoden zur Untersuchung der physiologischen Funktionen von Mensch und Tier vertraut machen; grundlegende wissenschaftliche Prinzipien veranschaulichen; präsentieren Methoden zur Selbstüberwachung der körperlichen Verfassung und zur Beurteilung der körperlichen Leistungsfähigkeit bei körperlicher Aktivität unterschiedlicher Intensität.

Für die Durchführung von Laborkursen im Studiengang „Mensch- und Tierphysiologie“ sind 52 Stunden für ODO und 20 Stunden für ODO vorgesehen. Der Abschlussbericht für die Lehrveranstaltung „Mensch- und Tierphysiologie“ ist eine Prüfung.

Voraussetzungen für die Prüfung: Es ist notwendig, die Grundlagen der lebenswichtigen Funktionen des Körpers zu verstehen, einschließlich der Funktionsmechanismen von Organsystemen, Zellen und einzelnen Zellstrukturen, der Regulierung der Funktion physiologischer Systeme sowie der Interaktionsmuster von den Körper mit der äußeren Umgebung.

Das Lehr- und Methodenhandbuch wurde im Rahmen des allgemeinen Studiengangs „Physiologie von Mensch und Tier“ für Studierende der Fakultät für Biologie entwickelt.

PHYSIOLOGIE DER ATEMUNG

Das Wesentliche des Atmungsprozesses ist die Zufuhr von Sauerstoff zu den Geweben des Körpers, was das Auftreten oxidativer Reaktionen gewährleistet, die zur Freisetzung von Energie und zur Freisetzung von Kohlendioxid aus dem Körper führen, das dadurch entsteht Stoffwechsel.

Der Prozess, der in der Lunge abläuft und im Austausch von Gasen zwischen dem Blut und der Umgebung (Luft, die in die Alveolen gelangt) besteht, wird genannt äußere, Lungenatmung, oder Belüftung.

Durch den Gasaustausch in der Lunge wird das Blut mit Sauerstoff gesättigt und verliert Kohlendioxid, d.h. wird wieder in der Lage, Sauerstoff zu den Geweben zu transportieren.

Die Erneuerung der Gaszusammensetzung der inneren Körperumgebung erfolgt durch die Blutzirkulation. Die Transportfunktion übernimmt Blut aufgrund der physikalischen Auflösung von CO 2 und O 2 darin und deren Bindung an Blutbestandteile. Somit kann Hämoglobin eine reversible Reaktion mit Sauerstoff eingehen und die Bindung von CO 2 erfolgt durch die Bildung reversibler Bicarbonatverbindungen im Blutplasma.

Der Sauerstoffverbrauch der Zellen und die Durchführung oxidativer Reaktionen unter Bildung von Kohlendioxid sind die Essenz der Prozesse intern, oder Gewebeatmung.

Daher kann nur eine konsequente Untersuchung aller drei Teile der Atmung einen Eindruck von einem der komplexesten physiologischen Prozesse vermitteln.

Zur Untersuchung der äußeren Atmung (Lungenventilation), des Gasaustausches in Lunge und Gewebe sowie des Gastransports im Blut werden verschiedene Methoden zur Beurteilung der Atemfunktion in Ruhe, bei körperlicher Aktivität und bei verschiedenen Einflüssen auf den Körper eingesetzt.

LABORARBEIT Nr. 1

PNEUMOGRAPHIE

Unter Pneumographie versteht man die Aufzeichnung von Atembewegungen. Damit können Sie die Häufigkeit und Tiefe der Atmung sowie das Verhältnis der Ein- und Ausatmungsdauer bestimmen. Bei einem Erwachsenen beträgt die Anzahl der Atembewegungen 12-18 pro Minute, bei Kindern ist die Atmung häufiger. Bei körperlicher Arbeit verdoppelt es sich oder mehr. Während der Muskelarbeit verändern sich sowohl die Frequenz als auch die Tiefe der Atmung. Veränderungen im Atemrhythmus und seiner Tiefe werden beim Schlucken, Sprechen, nach dem Anhalten des Atems usw. beobachtet.

Zwischen den beiden Atemphasen gibt es keine Pausen: Die Einatmung geht direkt in die Ausatmung über und die Ausatmung in die Einatmung.

In der Regel ist die Einatmung etwas kürzer als die Ausatmung. Die Zeit des Einatmens hängt mit der Zeit des Ausatmens zusammen, etwa 11:12 oder sogar 10:14.

Neben rhythmischen Atembewegungen, die für die Belüftung der Lunge sorgen, können im Laufe der Zeit besondere Atembewegungen beobachtet werden. Einige von ihnen entstehen reflexartig (schützende Atembewegungen: Husten, Niesen), andere freiwillig im Zusammenhang mit der Phonation (Sprache, Gesang, Rezitation usw.).

Die Registrierung der Atembewegungen der Brust erfolgt mit einem speziellen Gerät – einem Pneumographen. Die resultierende Aufzeichnung – ein Pneumogramm – ermöglicht Ihnen die Beurteilung: der Dauer der Atemphasen – Ein- und Ausatmen, Atemfrequenz, relative Tiefe, Abhängigkeit der Atemfrequenz und -tiefe vom physiologischen Zustand des Körpers – Ruhe, Arbeit, usw.

Die Pneumographie basiert auf dem Prinzip der Luftübertragung der Atembewegungen des Brustkorbs auf einen Schreibhebel.

Der derzeit am häufigsten verwendete Pneumograph ist eine längliche Gummikammer in einer Stoffhülle, die durch einen Gummischlauch hermetisch mit der Marais-Kapsel verbunden ist. Bei jedem Einatmen dehnt sich der Brustkorb aus und komprimiert die Luft im Pneumographen. Dieser Druck wird in den Hohlraum der Marais-Kapsel übertragen, ihre elastische Gummikappe hebt sich und der darauf ruhende Hebel schreibt ein Pneumogramm.

Abhängig von den verwendeten Sensoren kann die Pneumographie auf verschiedene Arten durchgeführt werden. Am einfachsten und zugänglichsten zur Erfassung von Atembewegungen ist ein pneumatischer Sensor mit Marais-Kapsel. Für die Pneumographie können Rheostat-, Dehnungsmessstreifen- und kapazitive Sensoren verwendet werden, in diesem Fall sind jedoch elektronische Verstärker- und Aufzeichnungsgeräte erforderlich.

Zum Arbeiten benötigen Sie: Kymograph, Blutdruckmanschette, Marais-Kapsel, Stativ, T-Stück, Gummischläuche, Timer, Ammoniaklösung. Das Forschungsobjekt ist eine Person.

Arbeiten ausführen. Montieren Sie die Anlage zur Aufzeichnung der Atembewegungen, wie in Abb. 1, A. Die Manschette des Blutdruckmessgeräts wird am beweglichsten Teil der Brust des Probanden befestigt (bei Bauchatmung ist dies das untere Drittel, bei Brustatmung das mittlere Drittel der Brust) und mit einem T-Stück und Gummi verbunden Röhren zur Marais-Kapsel. Durch das T-Stück wird beim Öffnen der Klemme eine kleine Menge Luft in das Aufzeichnungssystem eingeleitet, um sicherzustellen, dass ein zu hoher Druck die Gummimembran der Kapsel nicht zerreißt. Nachdem Sie sichergestellt haben, dass der Pneumograph richtig gestärkt ist und die Bewegungen der Brust auf den Hebel der Marais-Kapsel übertragen werden, zählen Sie die Anzahl der Atembewegungen pro Minute und stellen Sie dann den Schreiber tangential zum Kymographen ein. Schalten Sie den Kymographen und den Timer ein und beginnen Sie mit der Aufzeichnung des Pneumogramms (die Person sollte nicht auf das Pneumogramm schauen).

Reis. 1. Pneumographie.

A – grafische Aufzeichnung der Atmung mit der Marais-Kapsel; B – Pneumogramme, die unter dem Einfluss verschiedener Faktoren aufgezeichnet wurden, die Veränderungen in der Atmung verursachen: 1 – breite Manschette; 2 - Gummischlauch; 3 – Abschlag; 4 - Marais-Kapsel; 5 – Kymograph; 6 - Zeitzähler; 7 - Universalstativ; a - ruhiges Atmen; b - beim Einatmen von Ammoniakdampf; c – während eines Gesprächs; d – nach Hyperventilation; d – nach freiwilligem Anhalten des Atems; e – bei körperlicher Aktivität; b"-e" - Markierungen des angewendeten Einflusses.

Auf einem Kymographen werden folgende Atemarten erfasst:

1) ruhiges Atmen;

2) tiefes Atmen (die Person atmet freiwillig mehrmals tief ein und aus – die Vitalkapazität der Lunge);

3) Atmung nach körperlicher Aktivität. Dazu wird der Proband aufgefordert, 10-12 Kniebeugen zu machen, ohne den Pneumographen zu entfernen. Damit der Reifen der Marey-Kapsel nicht durch starke Luftstöße reißt, wird gleichzeitig ein Gummischlauch, der den Pneumographen mit der Kapsel verbindet, mit einer Pean-Klemme festgeklemmt. Unmittelbar nach Beendigung der Kniebeugen wird die Klemme entfernt und die Atembewegungen aufgezeichnet.

4) Atmen beim Rezitieren, Sprechen, Lachen (achten Sie darauf, wie sich die Dauer des Ein- und Ausatmens ändert);

5) Atmen beim Husten. Dazu macht der Proband mehrere willkürliche Ausatmungs-Hustenbewegungen;

6) Kurzatmigkeit – Dyspnoe, die durch das Anhalten des Atems verursacht wird. Der Versuch wird in der folgenden Reihenfolge durchgeführt. Nachdem Sie die normale Atmung (Eipnoe) im Sitzen des Probanden aufgezeichnet haben, bitten Sie ihn, beim Ausatmen den Atem anzuhalten. Normalerweise kommt es nach 20 bis 30 Sekunden zu einer unwillkürlichen Wiederherstellung der Atmung, die Häufigkeit und Tiefe der Atembewegungen nimmt deutlich zu und es wird Atemnot beobachtet;

7) eine Veränderung der Atmung mit einer Verringerung des Kohlendioxids in der Alveolarluft und im Blut, die durch Hyperventilation der Lunge erreicht wird. Der Proband führt tiefe und häufige Atembewegungen aus, bis er sich leicht schwindelig fühlt. Danach kommt es zu einem natürlichen Atemstillstand (Apnoe);

8) beim Schlucken;

9) beim Einatmen von Ammoniakdampf (mit Ammoniaklösung befeuchtete Watte wird an die Nase des Probanden gehalten).

Einige Pneumogramme sind in Abb. dargestellt. 1,B.

Fügen Sie die resultierenden Pneumogramme in Ihr Notizbuch ein. Berechnen Sie die Anzahl der Atembewegungen in 1 Minute unter verschiedenen Bedingungen zur Aufnahme des Pneumogramms. Bestimmen Sie, in welcher Phase des Atmens Schlucken und Sprechen stattfinden. Vergleichen Sie die Art der Atemveränderungen unter dem Einfluss verschiedener Expositionsfaktoren.

LABORARBEIT Nr. 2

SPIROMETRIE

Spirometrie ist eine Methode zur Bestimmung der Vitalkapazität der Lunge und der darin enthaltenen Luftvolumina. Die Vitalkapazität (VC) ist die größte Luftmenge, die ein Mensch nach maximaler Einatmung ausatmen kann. In Abb. Abbildung 2 zeigt Lungenvolumina und -kapazitäten, die den Funktionszustand der Lunge charakterisieren, sowie ein Pneumogramm, das den Zusammenhang zwischen Lungenvolumina und -kapazitäten und Atembewegungen erläutert. Der Funktionszustand der Lunge hängt von Alter, Größe, Geschlecht, körperlicher Entwicklung und einer Reihe weiterer Faktoren ab. Um die Atemfunktion einer bestimmten Person zu beurteilen, sollten die gemessenen Lungenvolumina mit geeigneten Werten verglichen werden. Richtwerte werden mit Formeln berechnet oder mit Nomogrammen ermittelt (Abb. 3); Abweichungen von ± 15 % gelten als unbedeutend. Zur Messung der Vitalkapazität und ihrer Komponentenvolumina wird ein Trockenspirometer verwendet (Abb. 4).

Reis. 2. Spirogramm. Lungenvolumen und -kapazitäten:

ROVD – inspiratorisches Reservevolumen; DO – Atemzugvolumen; ROvyd – exspiratorisches Reservevolumen; OO – Restvolumen; Evd – Inspirationskapazität; FRC – funktionelle Residualkapazität; Vitalkapazität – Vitalkapazität der Lunge; TLC – Gesamtlungenkapazität.

Lungenvolumen:

Inspiratorisches Reservevolumen(ROVD) – das maximale Luftvolumen, das eine Person nach einem ruhigen Atemzug einatmen kann.

Exspiratorisches Reservevolumen(ROvyd) – das maximale Luftvolumen, das eine Person nach einer ruhigen Ausatmung ausatmen kann.

Restvolumen(OO) ist das Gasvolumen in der Lunge nach maximaler Ausatmung.

Inspirationskapazität(Evd) ist das maximale Luftvolumen, das eine Person nach einer ruhigen Ausatmung einatmen kann.

Funktionelle Restkapazität(FRC) ist das Gasvolumen, das nach einer ruhigen Inhalation in der Lunge verbleibt.

Vitalkapazität der Lunge(VC) – das maximale Luftvolumen, das nach einer maximalen Einatmung ausgeatmet werden kann.

Gesamte Lungenkapazität(Oel) – das Gasvolumen in der Lunge nach maximaler Inspiration.

Zum Arbeiten benötigen Sie: Trockenspirometer, Nasenklammer, Mundstück, Alkohol, Watte. Das Forschungsobjekt ist eine Person.

Der Vorteil eines Trockenspirometers besteht darin, dass es tragbar und einfach zu bedienen ist. Ein Trockenspirometer ist eine Luftturbine, die durch einen Strom ausgeatmeter Luft gedreht wird. Die Drehung der Turbine wird über eine kinematische Kette auf den Pfeil des Geräts übertragen. Um die Nadel am Ende der Ausatmung zu stoppen, ist das Spirometer mit einer Bremsvorrichtung ausgestattet. Das gemessene Luftvolumen wird anhand der Skala des Geräts ermittelt. Die Skala ist drehbar, so dass der Zeiger vor jeder Messung auf Null zurückgesetzt werden kann. Durch ein Mundstück wird Luft aus der Lunge ausgeatmet.

Arbeiten ausführen. Das Mundstück des Spirometers wird mit alkoholgetränkter Watte abgewischt. Nach einer maximalen Einatmung atmet der Proband so tief wie möglich in das Spirometer aus. Die Bestimmung der lebenswichtigen Vitalkapazität erfolgt anhand der Spirometerskala. Die Genauigkeit der Ergebnisse erhöht sich, wenn die Vitalkapazität mehrmals gemessen und der Durchschnittswert berechnet wird. Bei wiederholten Messungen ist es erforderlich, die Anfangsposition der Spirometerskala jedes Mal neu einzustellen. Dazu wird die Messskala eines Trockenspirometers gedreht und der Nullteil der Skala auf den Pfeil ausgerichtet.

Die Bestimmung der Vitalkapazität erfolgt im Stehen, Sitzen und Liegen sowie nach körperlicher Aktivität (20 Kniebeugen in 30 Sekunden). Beachten Sie den Unterschied in den Messergebnissen.

Anschließend atmet der Proband mehrmals ruhig in das Spirometer aus. Gleichzeitig wird die Anzahl der Atembewegungen gezählt. Bestimmen Sie, indem Sie die Spirometerwerte durch die Anzahl der Ausatmungen im Spirometer dividieren Gezeitenvolumen Luft.

Reis. 3. Nomogramm zur Bestimmung des richtigen Wertes der Vitalkapazität.

Reis. 4. Trockenluftspirometer.

Zur Bestimmung exspiratorisches Reservevolumen Nach der nächsten ruhigen Ausatmung atmet der Proband maximal in das Spirometer aus. Das exspiratorische Reservevolumen wird anhand der Spirometerskala ermittelt. Wiederholen Sie die Messungen mehrmals und berechnen Sie den Durchschnittswert.

Inspiratorisches Reservevolumen kann auf zwei Arten bestimmt werden: berechnet und mit einem Spirometer gemessen. Zur Berechnung ist es notwendig, vom Wert der Vitalkapazität die Summe der Atem- und Reserveluftvolumina (Ausatemluft) abzuziehen. Bei der Messung des inspiratorischen Reservevolumens mit einem Spirometer wird ein bestimmtes Luftvolumen angesaugt und der Proband nimmt nach einer ruhigen Einatmung einen maximalen Atemzug aus dem Spirometer. Die Differenz zwischen dem anfänglichen Luftvolumen im Spirometer und dem dort nach einer tiefen Inspiration verbleibenden Volumen entspricht dem inspiratorischen Reservevolumen.

Zur Bestimmung Restvolumen Luft gibt es keine direkten Methoden, daher werden indirekte Methoden verwendet. Sie können auf unterschiedlichen Prinzipien basieren. Zu diesen Zwecken werden beispielsweise Plethysmographie, Oxygemometrie und die Messung der Konzentration von Indikatorgasen (Helium, Stickstoff) eingesetzt. Es wird angenommen, dass das Restvolumen normalerweise 25–30 % der Vitalkapazität beträgt.

Das Spirometer ermöglicht die Feststellung einer Reihe weiterer Merkmale der Atemaktivität. Einer von ihnen ist das Ausmaß der Lungenventilation. Zur Bestimmung wird die Anzahl der Atemzyklen pro Minute mit dem Atemzugvolumen multipliziert. So werden in einer Minute normalerweise etwa 6000 ml Luft zwischen Körper und Umwelt ausgetauscht.

Alveoläre Belüftung= Atemfrequenz x (Atemzugvolumen – Volumen des „toten“ Raums).

Durch die Ermittlung von Atemparametern können Sie durch die Bestimmung des Sauerstoffverbrauchs die Intensität des Stoffwechsels im Körper beurteilen.

Bei der Arbeit ist es wichtig herauszufinden, ob die ermittelten Werte für eine bestimmte Person im Normbereich liegen. Zu diesem Zweck wurden spezielle Nomogramme und Formeln entwickelt, die den Zusammenhang zwischen individuellen Merkmalen der äußeren Atmungsfunktion und Faktoren wie Geschlecht, Größe, Alter usw. berücksichtigen.

Der richtige Wert der Vitalkapazität der Lunge wird anhand der Formeln berechnet (Guminsky A.A., Leontyeva N.N., Marinova K.V., 1990):

für Männer -

VC = ((Größe (cm) x 0,052) – (Alter (Jahre) x 0,022)) – 3,60;

für Frauen -

VC = ((Größe (cm) x 0,041) – (Alter (Jahre) x 0,018)) – 2,68.

für Jungen von 8 bis 12 Jahren -

VC = ((Größe (cm) x 0,052) – (Alter (Jahre) x 0,022)) – 4,6;

für Jungen von 13 bis 16 Jahren

VC = ((Größe (cm) x 0,052) – (Alter (Jahre) x 0,022)) – 4,2;

für Mädchen von 8 - 16 Jahren -

VC = ((Größe (cm) x 0,041) – (Alter (Jahre) x 0,018)) – 3,7.

Im Alter von 16 bis 17 Jahren erreicht die Vitalkapazität der Lunge Werte, die für einen Erwachsenen charakteristisch sind.

Ergebnisse der Arbeit und deren Gestaltung. 1. Tragen Sie die Messergebnisse in Tabelle 1 ein und berechnen Sie den durchschnittlichen Vitalwert.

Tabelle 1

2. Vergleichen Sie die Ergebnisse der Messungen der Vitalkapazität (Ruhe) im Stehen und Sitzen. 3. Vergleichen Sie die Ergebnisse der Messungen der Vitalkapazität im Stehen (in Ruhe) mit den Ergebnissen nach körperlicher Aktivität. 4. Berechnen Sie den Prozentsatz des richtigen Wertes, indem Sie den Vitalkapazitätsindikator kennen, der bei der Messung im Stehen (Ruhe) erhalten wird, und die richtige Vitalkapazität (berechnet nach der Formel):

GELfact. x 100 (%).

5. Vergleichen Sie den vom Spirometer gemessenen VC-Wert mit dem richtigen VC, der mithilfe des Nomogramms ermittelt wurde. Berechnen Sie das Residualvolumen sowie die Lungenkapazitäten: Gesamtlungenkapazität, Inspirationskapazität und funktionelle Residualkapazität. 6. Ziehen Sie Schlussfolgerungen.

LABORARBEIT Nr. 3

BESTIMMUNG DES MINUTENEN ATEMVOLUMENS (MOV) UND DES PULMONARVOLUMENS

(RUHIGES, INSPIRIERENDES RESERVEVOLUMEN

UND EXPIRATORISCHES RESERVEVOLUMEN)

Die Beatmung wird durch das pro Zeiteinheit ein- oder ausgeatmete Luftvolumen bestimmt. Normalerweise wird das Atemminutenvolumen (MRV) gemessen. Sein Wert beträgt bei ruhiger Atmung 6-9 Liter. Die Belüftung der Lunge hängt von der Tiefe und Frequenz der Atmung ab, die im Ruhezustand 16 pro Minute (von 12 bis 18) beträgt. Das Atemminutenvolumen beträgt:

MOD = TO x BH,

wo DO - Atemzugvolumen; RR – Atemfrequenz.

Zum Arbeiten benötigen Sie: Trockenspirometer, Nasenklammer, Alkohol, Watte. Das Forschungsobjekt ist eine Person.

Arbeiten ausführen. Zur Bestimmung des Atemluftvolumens muss der Proband nach einer ruhigen Einatmung ruhig in das Spirometer ausatmen und das Atemzugvolumen (TI) bestimmen. Um das exspiratorische Reservevolumen (ERV) zu bestimmen, atmen Sie nach einer ruhigen, normalen Ausatmung in den umgebenden Raum tief in das Spirometer aus. Um das inspiratorische Reservevolumen (IRV) zu bestimmen, stellen Sie den internen Zylinder des Spirometers auf einen bestimmten Wert (3000-5000) ein und atmen Sie dann ruhig aus der Atmosphäre ein, halten Sie die Nase zu und atmen Sie maximal aus dem Spirometer ein. Wiederholen Sie alle Messungen dreimal. Das inspiratorische Reservevolumen lässt sich aus der Differenz ermitteln:

ROVD = VITAL - (DO - ROvyd)

Bestimmen Sie mithilfe der Berechnungsmethode die Summe aus DO, ROvd und ROvd, die die Vitalkapazität der Lunge (VC) ausmacht.

Ergebnisse der Arbeit und deren Gestaltung. 1. Präsentieren Sie die erhaltenen Daten in Form von Tabelle 2.

2. Berechnen Sie das Atemminutenvolumen.

Tabelle 2

LABORARBEIT Nr. 4

Atemphasen.

Äußerer Atmungsprozess wird durch Veränderungen des Luftvolumens in der Lunge während der Ein- und Ausatmungsphase des Atemzyklus verursacht. Bei ruhiger Atmung beträgt das Verhältnis der Dauer von Ein- und Ausatmung im Atemzyklus durchschnittlich 1:1,3. Die äußere Atmung eines Menschen wird durch die Häufigkeit und Tiefe der Atembewegungen charakterisiert. Atmungsrate Eine Person wird anhand der Anzahl der Atemzyklen innerhalb einer Minute gemessen und ihr Wert in Ruhe variiert bei einem Erwachsenen zwischen 12 und 20 pro Minute. Dieser Indikator für die äußere Atmung steigt mit körperlicher Arbeit, steigender Umgebungstemperatur und verändert sich auch mit dem Alter. Beispielsweise beträgt die Atemfrequenz bei Neugeborenen 60–70 pro Minute und bei Menschen im Alter von 25–30 Jahren durchschnittlich 16 pro Minute. Atemtiefe bestimmt durch das Volumen der ein- und ausgeatmeten Luft während eines Atemzyklus. Das Produkt aus der Häufigkeit der Atembewegungen und deren Tiefe charakterisiert den Grundwert der äußeren Atmung – Belüftung. Ein quantitatives Maß für die Lungenventilation ist das Atemminutenvolumen – das ist das Luftvolumen, das eine Person in einer Minute ein- und ausatmet. Das Atemminutenvolumen eines Menschen im Ruhezustand variiert zwischen 6 und 8 Litern. Bei körperlicher Arbeit kann sich das Atemminutenvolumen einer Person um das Sieben- bis Zehnfache erhöhen.

Reis. 10.5. Volumina und Kapazitäten der Luft in der menschlichen Lunge sowie die Kurve (Spirogramm) der Änderungen des Luftvolumens in der Lunge bei ruhiger Atmung, tiefem Ein- und Ausatmen. FRC – funktionelle Residualkapazität.

Lungenluftvolumen. IN Atmungsphysiologie Es wurde eine einheitliche Nomenklatur der Lungenvolumina beim Menschen übernommen, die die Lunge bei ruhiger und tiefer Atmung während der Ein- und Ausatmungsphase des Atemzyklus füllen (Abb. 10.5). Als Lungenvolumen bezeichnet man das Lungenvolumen, das ein Mensch bei ruhiger Atmung ein- bzw. ausatmet Gezeitenvolumen. Sein Wert beträgt bei ruhiger Atmung durchschnittlich 500 ml. Als Atemzugvolumen wird die maximale Luftmenge bezeichnet, die ein Mensch oberhalb des Atemzugvolumens einatmen kann inspiratorisches Reservevolumen(durchschnittlich 3000 ml). Die maximale Luftmenge, die ein Mensch nach einer ruhigen Ausatmung ausatmen kann, wird als exspiratorisches Reservevolumen bezeichnet (durchschnittlich 1100 ml). Schließlich wird die Luftmenge, die nach maximaler Ausatmung in der Lunge verbleibt, als Residualvolumen bezeichnet, ihr Wert beträgt etwa 1200 ml.

Man nennt die Summe zweier oder mehrerer Lungenvolumina Lungenkapazität. Luftvolumen In der menschlichen Lunge wird es durch die inspiratorische Lungenkapazität, die vitale Lungenkapazität und die funktionelle Restlungenkapazität charakterisiert. Die Inspirationskapazität (3500 ml) ist die Summe aus Atemzugvolumen und Inspirationsreservevolumen. Vitalkapazität der Lunge(4600 ml) umfasst Atemzugvolumen sowie inspiratorische und exspiratorische Reservevolumina. Funktionelle Restlungenkapazität(1600 ml) ist die Summe aus exspiratorischem Reservevolumen und restlichem Lungenvolumen. Summe Vitalkapazität der Lunge Und Restvolumen nennt man die gesamte Lungenkapazität, deren durchschnittlicher Wert beim Menschen bei 5700 ml liegt.

Beim Einatmen die menschliche Lunge Aufgrund der Kontraktion des Zwerchfells und der äußeren Interkostalmuskeln beginnen sie, ihr Volumen von der Höhe an zu erhöhen, und ihr Wert steigt bei ruhiger Atmung Gezeitenvolumen und bei tiefer Atmung - unterschiedliche Werte erreicht Reservevolumen einatmen. Beim Ausatmen kehrt das Lungenvolumen auf das ursprüngliche Funktionsniveau zurück. Restkapazität passiv aufgrund der elastischen Zugkraft der Lunge. Wenn Luft in das ausgeatmete Luftvolumen eindringt funktionelle Restkapazität, die beim tiefen Atmen sowie beim Husten oder Niesen auftritt, dann erfolgt die Ausatmung durch Kontraktion der Bauchwandmuskulatur. In diesem Fall wird der Wert des intrapleuralen Drucks in der Regel höher als der Atmosphärendruck, der die höchste Geschwindigkeit des Luftstroms in den Atemwegen bestimmt.

2. Spirographie-Technik .

Die Studie wird morgens auf nüchternen Magen durchgeführt. Vor der Studie wird dem Patienten empfohlen, 30 Minuten lang ruhig zu bleiben und die Einnahme von Bronchodilatatoren spätestens 12 Stunden vor Beginn der Studie abzubrechen.

Die spirographische Kurve und die Lungenventilationsindikatoren sind in Abb. dargestellt. 2.

Statische Indikatoren(bei ruhiger Atmung bestimmt).

Die wichtigsten Variablen, die zur Anzeige beobachteter Indikatoren der externen Atmung und zur Konstruktion von Konstruktindikatoren verwendet werden, sind: Volumen des Atemgasflusses, V (l) und Zeit T ©. Die Beziehungen zwischen diesen Variablen können in Form von Grafiken oder Diagrammen dargestellt werden. Bei allen handelt es sich um Spirogramme.

Ein Diagramm des Durchflussvolumens eines Atemgasgemisches über der Zeit wird als Spirogramm bezeichnet: Volumen fließen - Zeit.

Das Diagramm der Beziehung zwischen dem Volumenstrom eines Atemgasgemisches und dem Durchflussvolumen wird als Spirogramm bezeichnet: volumetrische Geschwindigkeit fließen - Volumen fließen.

Messen Gezeitenvolumen(DO) – das durchschnittliche Luftvolumen, das der Patient bei normaler Ruheatmung ein- und ausatmet. Normalerweise sind es 500-800 ml. Der Teil der Sedimente, der am Gasaustausch teilnimmt, wird genannt Alveolarvolumen(AO) und entspricht im Durchschnitt 2/3 des DO-Wertes. Der Rest (1/3 des DO-Wertes) beträgt funktionelles Totraumvolumen(FMP).

Nach einer ruhigen Ausatmung atmet der Patient so tief wie möglich aus – gemessen exspiratorisches Reservevolumen(ROvyd), das normalerweise 1000-1500 ml beträgt.

Nach einer ruhigen Einatmung wird der tiefstmögliche Atemzug genommen – gemessen inspiratorisches Reservevolumen(Rovd). Bei der Analyse statischer Indikatoren wird dieser berechnet Inspirationskapazität(Evd) – die Summe aus DO und Rovd, die auch die Dehnungsfähigkeit des Lungengewebes charakterisiert Vitalkapazität(VC) – das maximale Volumen, das nach der tiefsten Ausatmung eingeatmet werden kann (die Summe aus DO, RO VD und Rovyd liegt normalerweise zwischen 3000 und 5000 ml).

Nach normaler ruhiger Atmung wird ein Atemmanöver durchgeführt: Es wird so tief wie möglich eingeatmet und anschließend so tief, schärfst und längst (mindestens 6 s) ausgeatmet. So wird es bestimmt gezwungene Vitalkapazität(FVC) – das Luftvolumen, das bei forcierter Ausatmung nach maximaler Inspiration ausgeatmet werden kann (normalerweise 70–80 % VC).

Als letzte Phase der Studie erfolgt die Aufnahme maximale Belüftung(MVL) – das maximale Luftvolumen, das von der Lunge in 1 Minute ventiliert werden kann. MVL charakterisiert die Funktionskapazität des äußeren Atmungsapparates und beträgt normalerweise 50-180 Liter. Eine Abnahme des MVL wird bei einer Abnahme des Lungenvolumens aufgrund restriktiver (limitierender) und obstruktiver Störungen der Lungenventilation beobachtet.

Bei der Analyse der im Manöver erhaltenen Spirographiekurve mit forcierter Ausatmung, Messen Sie bestimmte Geschwindigkeitsindikatoren (Abb. 3):

1) forciertes Exspirationsvolumen in der ersten Sekunde (FEV 1) – das Luftvolumen, das in der ersten Sekunde bei möglichst schneller Ausatmung ausgeatmet wird; es wird in ml gemessen und als Prozentsatz des FVC berechnet; Gesunde Menschen atmen in der ersten Sekunde mindestens 70 % der FVC aus;

2) Probe oder Tiffno-Index- Verhältnis von FEV 1 (ml)/VC (ml), multipliziert mit 100 %; beträgt normalerweise mindestens 70-75 %;

3) maximale volumetrische Luftgeschwindigkeit auf der Exspirationsebene von 75 % FVC (MOV 75), die in der Lunge verbleibt;

4) maximale volumetrische Luftgeschwindigkeit bei der Exspirationsstufe von 50 % FVC (MOV 50), die in der Lunge verbleibt;

5) maximale volumetrische Luftgeschwindigkeit auf dem Exspirationsniveau von 25 % FVC (MOV 25), das in der Lunge verbleibt;

6) durchschnittlicher forcierter exspiratorischer Volumenstrom, berechnet im Messintervall von 25 bis 75 % FVC (SES 25–75).

Symbole im Diagramm.
Indikatoren für den maximalen erzwungenen Ablauf:
25 ÷ 75 % FEV- Volumenstrom im durchschnittlichen forcierten Exspirationsintervall (zwischen 25 % und 75 %)
Vitalkapazität der Lunge),
FEV1- Flussvolumen während der ersten Sekunde der forcierten Ausatmung.

Reis. 3. Spirographische Kurve, die beim forcierten Exspirationsmanöver erhalten wurde. Berechnung der Indikatoren FEV 1 und SOS 25-75

Die Berechnung von Geschwindigkeitsindikatoren ist für die Erkennung von Anzeichen einer Bronchialobstruktion von großer Bedeutung. Eine Abnahme des Tiffno-Index und des FEV 1 ist ein charakteristisches Zeichen für Krankheiten, die mit einer Abnahme der Durchgängigkeit der Bronchien einhergehen – Asthma bronchiale, chronisch obstruktive Lungenerkrankung, Bronchiektasie usw. MOS-Indikatoren sind für die Diagnose der ersten Manifestationen von größtem Wert Bronchialobstruktion. SOS 25-75 spiegelt den Zustand der Durchgängigkeit kleiner Bronchien und Bronchiolen wider. Letzterer Indikator ist aussagekräftiger als FEV 1 zur Erkennung früher obstruktiver Störungen.
Aufgrund der Tatsache, dass es in der Ukraine, Europa und den USA einige Unterschiede in der Bezeichnung von Lungenvolumina, Kapazitäten und Geschwindigkeitsindikatoren gibt, die die Lungenbeatmung charakterisieren, präsentieren wir die Bezeichnungen dieser Indikatoren in Russisch und Englisch (Tabelle 1).

Tabelle 1. Name der Lungenventilationsindikatoren auf Russisch und Englisch

Tabelle 2. Name und Entsprechung von Lungenventilationsindikatoren in verschiedenen Ländern

Alle Indikatoren der Lungenventilation sind variabel. Sie hängen von Geschlecht, Alter, Gewicht, Größe, Körperhaltung, dem Zustand des Nervensystems des Patienten und anderen Faktoren ab. Für eine korrekte Beurteilung des Funktionszustandes der Lungenventilation reicht daher der absolute Wert des einen oder anderen Indikators nicht aus. Es ist notwendig, die erhaltenen absoluten Indikatoren mit den entsprechenden Werten bei einer gesunden Person gleichen Alters, gleicher Größe, gleichen Gewichts und Geschlechts zu vergleichen – den sogenannten Eigenindikatoren. Dieser Vergleich wird als Prozentsatz relativ zum richtigen Indikator ausgedrückt. Als pathologisch gelten Abweichungen von mehr als 15-20 % des Erwartungswertes.

5. SPIROGRAPHIE MIT REGISTRIERUNG DER FLUSS-VOLUMEN-SCHLEIFE

Spirographie mit Registrierung der Flow-Volumen-Schleife – eine moderne Methode zur Untersuchung der Lungenventilation, die darin besteht, die volumetrische Geschwindigkeit des Luftstroms im Inhalationstrakt zu bestimmen und sie in Form einer Flow-Volumen-Schleife bei ruhiger Atmung des Patienten grafisch darzustellen und wenn er bestimmte Atemmanöver ausführt. Im Ausland heißt diese Methode Spirometrie.

Zweck Ziel der Studie ist es, Art und Ausmaß von Lungenventilationsstörungen anhand der Analyse quantitativer und qualitativer Veränderungen spirographischer Indikatoren zu diagnostizieren.
Indikationen und Kontraindikationen für die Anwendung der Methode ähneln denen der klassischen Spirographie.

Methodik. Die Studie wird unabhängig von der Nahrungsaufnahme in der ersten Tageshälfte durchgeführt. Der Patient wird gebeten, beide Nasengänge mit einer speziellen Klammer zu verschließen, ein einzelnes sterilisiertes Mundstück in den Mund zu nehmen und es fest mit den Lippen zu umschließen. Der Patient atmet in sitzender Position durch den Schlauch entlang eines offenen Kreislaufs und verspürt praktisch keinen Atemwiderstand
Das Vorgehen bei der Durchführung von Atemmanövern mit Aufnahme der Fluss-Volumen-Kurve der forcierten Atmung ist identisch mit dem Vorgehen bei der Aufnahme der FVC bei der klassischen Spirographie. Dem Patienten sollte erklärt werden, dass man bei einem Test mit forcierter Atmung so in das Gerät ausatmen soll, als würde man die Kerzen auf einer Geburtstagstorte löschen. Nach einer Phase ruhiger Atmung atmet der Patient maximal tief ein, wodurch eine elliptische Kurve (AEB-Kurve) aufgezeichnet wird. Dann führt der Patient die schnellste und intensivste forcierte Ausatmung durch. Dabei wird eine Kurve mit charakteristischer Form aufgezeichnet, die bei gesunden Menschen einem Dreieck ähnelt (Abb. 4).

Reis. 4. Normalschleife (Kurve) des Zusammenhangs zwischen Volumenstrom und Luftmenge bei Atemmanövern. Die Einatmung beginnt am Punkt A, die Ausatmung beginnt am Punkt B. Der POSV wird am Punkt C aufgezeichnet. Der maximale exspiratorische Fluss in der Mitte des FVC entspricht Punkt D, der maximale inspiratorische Fluss dem Punkt E

Spirogramm: Volumenstrom – Volumen des erzwungenen Ein-/Ausatemstroms.

Die maximale exspiratorische volumetrische Luftströmungsrate wird durch den Anfangsteil der Kurve angezeigt (Punkt C, wo maximale exspiratorische Flussrate- POS EXP) - Danach nimmt der Volumenstrom ab (Punkt D, wo MOC 50 aufgezeichnet wird) und die Kurve kehrt in ihre ursprüngliche Position zurück (Punkt A). Dabei beschreibt die Flow-Volumen-Kurve den Zusammenhang zwischen dem Luftvolumenstrom und dem Lungenvolumen (Lungenkapazität) bei Atembewegungen.
Daten über Geschwindigkeiten und Volumen des Luftstroms werden dank angepasster Software von einem Personalcomputer verarbeitet. Die Durchfluss-Volumen-Kurve wird auf dem Bildschirm angezeigt und kann auf Papier ausgedruckt, auf magnetischen Datenträgern oder im Speicher eines PCs gespeichert werden.
Moderne Geräte arbeiten mit spirographischen Sensoren in einem offenen System mit anschließender Integration des Luftstromsignals, um synchrone Werte der Lungenvolumina zu erhalten. Die computerberechneten Forschungsergebnisse werden zusammen mit der Durchfluss-Volumen-Kurve in absoluten Werten und in Prozent der geforderten Werte auf Papier ausgedruckt. Dabei ist auf der Abszissenachse das FVC (Luftvolumen) und auf der Ordinatenachse der Luftstrom, gemessen in Litern pro Sekunde (l/s), aufgetragen (Abb. 5).

Reis. 5. Fluss-Volumen-Kurve der forcierten Atmung und Indikatoren der Lungenventilation bei einem gesunden Menschen

Reis. 6 Schema des FVC-Spirogramms und der entsprechenden forcierten Exspirationskurve in „Flow-Volumen“-Koordinaten: V – Volumenachse; V" - Strömungsachse

Die Fluss-Volumen-Schleife ist die erste Ableitung des klassischen Spirogramms. Obwohl die Fluss-Volumen-Kurve im Wesentlichen die gleichen Informationen enthält wie das klassische Spirogramm, ermöglicht die Visualisierung der Beziehung zwischen Fluss und Volumen einen tieferen Einblick in die funktionellen Eigenschaften sowohl der oberen als auch der unteren Atemwege (Abb. 6). Die Berechnung der hochinformativen Indikatoren MOS 25, MOS 50, MOS 75 mit einem klassischen Spirogramm weist bei der Erstellung grafischer Bilder eine Reihe technischer Schwierigkeiten auf. Daher sind die Ergebnisse nicht sehr genau. In diesem Zusammenhang ist es besser, die angezeigten Indikatoren anhand der Durchfluss-Volumen-Kurve zu ermitteln.
Die Bewertung von Geschwindigkeitsänderungen bei spirographischen Indikatoren erfolgt nach dem Grad ihrer Abweichung vom richtigen Wert. Als Untergrenze der Norm wird in der Regel der Wert des Durchflussindikators angenommen, der 60 % des eigentlichen Wertes beträgt.