Реферат: Спирография: техника и обработка результатов измерения

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТРФ

ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ

¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾

МОСКОВСКАЯГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

ПРИБОРОСТРОЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИ

Кафедраакустического и медицинского приборостроения

ХитрыхДенис Петрович

УНИР

Спирография:техника и обработка

результатовизмерения

студента 3 курса

гр. ПР-3-94-01д

спец. 19.05

Научныйруководитель

ПасечникСергей Вениаминович

Москва

1996

Исследование функции внешнего дыхания

Основные показатели, характеризующиесостояние функции

внешнего дыхания

Все показатели,характеризующие состояние функции внешнего дыхания, условно можно разделить начетыре группы. К первой группе относятся показатели, характеризующие легочныеобъемы и емкости. К легочным объемамотносятся: дыхательный объем, резервный объем вдоха, резервный объем вдоха,резервный объем выдоха и остаточный объем (количество воздуха, остающееся влегких после максимального глубокого выдоха). К емкостям легких относятся:общая емкость (количество воздуха, находящегося в легких после максимальноговдоха), емкость вдоха (количество воздуха, соответствующее дыхательному объемуи резервному объему вдоха), жизненная емкость легких (состоящая из дыхательногообъема, резервного объема вдоха и выдоха), функциональная остаточная емкость (количество воздуха, остающееся в легких после спокойного выдоха — остаточныйвоздух и резервный объем выдоха).

Ко второй группеотносятся показатели, характеризующие вентиляцию легких: частота дыхания,дыхательный объем, минутный объем дыхания, минутная альвеолярная вентиляция,максимальная вентиляция легких, резерв дыхания или коэффициент дыхательныхрезервов.

К третьей группеотносятся показатели, характеризующие состояние бронхиальной проходимости:форсированная жизненная емкость легких (проба Тиффно и Вотчала) и максимальнаяобъемная скорость дыхания во время вдоха и выдоха (пневмотахометрия).

В четвертую группу входятпоказатели, характеризующие эффективность легочного дыхания или газообмен. Кэтим показателям относятся: состав альвеолярного воздуха, поглощение кислородаи выделение углекислоты, газовый состав артериальной и венозной крови[1]

[k1] Методы исследования функции внешнегодыхания

Общее спирографическое исследование

Общее спирографическоеисследование дает возможность определить основной обмен по количествупоглощаемого кислорода, глубину и частоту дыхания, минутный объем дыхания,максимальную вентиляцию легких, фракционную жизненную емкость легких (пробуТиффно и Вотчала), коэффициент использования кислорода, дыхательный эквивалентАнтони:

МОД(л)

* 100

потребление О2(мл

/мин)

Оценка спирографических показателей

Количественная оценка спирографическихпоказателей производится путем сопоставления их с нормативами, полученными приобследовании здоровых людей. Значительные индивидуальные различия, имеющиеся уздоровых людей, вынуждают, как правило, использовать не общую среднюю того илииного показателя, а учитывать пол, возраст, рост и вес обследуемых.

Индивидуальный норматив,рассчитанный с учетом влияния нескольких или всех указанных факторов, принятоназывать должной величиной. Для большинства спирографических показателейразработаны должные величины, для некоторых — определен диапазон индивидуальныхразличий здоровых людей. Для расчета должных величин многих функциональныхпоказателей наиболее широко используются величины должного основного обмена.Должную величину в каждом конкретном случае принимают за 100%, а полученнуюэкспериментально — выражают в процентах должной. Использование должных величинуменьшает, но не устраняет полностью индивидуальных различий здоровых людей,которые для большинства показателей находятся в пределах 80-120% должной, а длянекоторых — в еще более широком диапазоне. Это создает значительные трудности воценке спирографических показателей, особенно при диагностике начальныхнарушений. Дело значительно меняется, если имеются данные повторныхисследований. Даже небольшие отклонения от результатов предшествующего обследованиябольного могут указать на величину и направленность происшедших изменений.Правильно их оценка может быть данатолько с учетом воспроизводимости показателя. Под воспроизводимостью понимают диапазонповторных измерений с принятой надежностью различает свойственную методупогрешность от фактически происшедших сдвигов. Суммарная погрешностьспирографического исследования включает случайные и систематические ошибки,связанные с конструктивными особенностями прибора, субъективные ошибки снятияотсчетов по спирограмме и физиологически обусловленные колебания, свойственныеисследуемым. Мерой воспроизводимости является среднее квадратичное отклонениеразброса повторных измерений. Воспроизводимость биологических параметровпринято оценивать в 95% доверительном интервале. важно также иметь ввиду, чтоесли в процессе одного исследования в ряде повторных измерений оказывается величина,превышающая предел воспроизводимости, то она должна быть отброшена, какнедостоверный результат.

При этом следуетотметить, что при оценке конечного результата исследования физиологически болееоправдано использование наибольшей величины, а не средней нескольких измерений, независимо от числаповторений.

Ниже подробно будутразобраны критерии оценки отдельных спирографических показателей.

Общеизвестно, что однимиз основных клинических проявлений легочной недостаточности является учащение иповерхностный характер дыхания. Однако по данным инструментального исследованияэти признаки имеют весьма ограниченное диагностическое значение.

Частота дыхания уздоровых людей в условиях основного обмена составляет у мужчин 15 (9

¸22), у женщин 17 (10¸23) в мин. В условиях относительногопокоя границей нормы следует считать частоту дыхания 24 дыхания в мин.

Объем дыхания у здоровыхлюдей колеблется в очень широких пределах, в условиях основного обмена у мужчинот 250 до 800, у женщин от 250 до 600, а в условиях относительного покоясоответственно от 300 до 1200 и от 250 до 800 мл, что практически лишает этипоказатели диагностической ценности. Так, при хронической пневмонии ЧД более 24в минуту обычно наблюдается всего лишь у 6

¸8% больных, ОД меньше 300 мл — у 1¸3%.

Минутный объем дыхания вусловиях основного обмена при спирографическом исследовании составляет от 4 до10 л BTPS. Тесная зависимость уровня вентиляции от интенсивности газообменапозволяет выразить должную величину МОД через должный основной обмен.

Должный основной обменккал/сутки

Должный МОД STPD=

¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾

7.07

´40

Поскольку МОД следуетвыражать в BTPS за норму следует принимать не 100, а 120% должной. В условияхотносительного покоя МОД составляет 160 (100

¸280)% должной, хотя потреблениекислорода увеличивается всего на 10-20%. Налицо гипервентиляция, связанная сэмоциональным фактором. Выявлению гипервентиляции в покое раньше придавалосьбольшое диагностическое значение. С ее наличием чуть ли не отождествлялосьпредставление о легочной недостаточности. Действительно, у больных при частом иповерхностном дыхании и увеличении мертвого пространства вследствиенеравномерного распределения воздуха в легких эффективность вентиляцииухудшается. Доля объема дыхания, участвующего в вентиляции альвеол, снижаетсядо 1/3 против 2/3-4/5 в норме. Для обеспечения нормального уровня альвеолярнойвентиляции необходимо увеличить МОД, что приходится наблюдать во всех случаях,даже при гиповентиляции альвеол. При некоторых же патологических состоянияхвозникает гипервентиляция, компенсаторная реакция в ответ на нарушения в другихзвеньях системы дыхания. Получается, что представление о гипервентиляции в покое как о ценном диагностическом показателе- справедливо. С этим можно согласиться, при условии, что исключено влияние навентиляцию эмоционального фактора. Достичь этого удается только при строгомсоблюдении условий основного обмена. Условия же относительного покоя, о чемупоминалось ранее, никаких гарантий в этом отношении не дают. При относительномпокое у больных выявляется тенденция к большему, чем у здоровых увеличению МОД.Так при хронической пневмонии МОД более 200% наблюдается в 35-40% случаях,тогда как у здоровых людей в 15-25%. МОД ниже нормы, но не меньше 90% наблюдаетсякрайне редко — всего лишь в 2-5% всех случаев.Это доказывает малую ценностьэтого показателя. потребление кислорода в основных условиях составляет от 160до 300 мл в минуту, или 85-125%. Расчет должного ПО2 производится по формуле

Должный основной обмен

Должное ПО

2 = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾

7.07

В условиях относительногопокоя ПО

2 составляет от 115 до 150%. ПО2 характеризует уровеньэнергетического обмена и ни в какой степени не отражает состояние аппаратавентиляции. Количественно газообмен в покое обеспечивается вплоть до крайнихстепеней нарушения внешнего дыхания. Только при физической нагрузке больныечасто оказываются неспособны значительно увеличивать интенсивность газообмена.

Коэффициент использованиякислорода в норме в полном покое составляет 40 (25

¸55) мл/л. КИО2 взначительной мере дублирует МОД в % должного, так как расчет должной МОДисходит из формального КИО2.

К оценке КИО

2 в покое, какпоказателя эффективности вентиляции, следует подходить с большой осторожностью:он в равной степени может указывать на низкую эффективность вентиляции,связанную с изменением характера дыхания, так и на неадекватный, относительнеоинтенсивности газообмена, уровень вентиляции, обусловленный чаще всего,эмоциональным фактором.

Жизненная емкость легкиху здоровых составляет от 2.5 до 7.5 л, такой разброс в значениях требуетобязательного использования должных величин. Из множества предложенных формулрасчета должной ЖЕЛ можно рекомендовать следующие.

Должная ЖЕЛ BTPS =Должный основной обмен

Должная ЖЕЛ BTPS = Должныйосновной обмен

Для людей старше 50 леткоэффициенты должны быть уменьшены на 0.2. При определении ЖЕЛ в положении лежакоэффициенты уменьшаются на 0.1. Границы нормы находятся в диапазоне 80

¸120% должной. Воспроизводимость ЖЕЛсоставляет 5-7% исходной величины. Следовательно, изменение в указанныхпределах при повторных исследованиях не могут рассматриваться как фактическипроисшедшие сдвиги.

У больных с начальнойпатологией ЖЕЛ ниже нормы регистрируется в 25% случаев. При второй стадиихронической пневмонии этот показатель возрастает почти вдвое и составляет45-65%. Т.о. ЖЕЛ имеет высокую диагностическую ценность. Снижение ЖЕЛ до 65%должной следует рассматривать как умеренное, от 60 до 50 — как значительное иниже 50% — как резкое.

Резервный объем вдоха внорме составляет сидя 50 (35

¸65)% ЖЕЛ, лежа 65 (50¸80)% ЖЕЛ. Резервный объем выдоха — сидя30 (10¸50)%, лежа — 15 (5¸25)% ЖЕЛ. При паталогии обыно имеетместо снижение показателей Ровд,Ровыд в % ЖЕЛ.

Форсированная ЖЕЛ уздоровых людей фактически воспроизводит ЖЕЛ и, таким образом, является ееповторением. Различия ЖЕЛ и ФЖЕЛ у мужчин составляют -200 (-600

¸+300) мл, у женщин -130 (-600¸+300) мл. В случае, если ФЖЕЛ больше ЖЕЛ, что хотя и не часто, номожет наблюдаться как в норме, так и при патологии, по общим правилам онадолжна приниматься в расчет как наибольшая величина ЖЕЛ.

Диагностическое значениеприобретают величины, выходящие за предел воспроизводимости ЖЕЛ.

Для оценки кривойфорсированного выдоха предложено более десятка количественных показателей. Впрактической работе используют обычно не более двух из общего числа. Наиболеечасто — объем форсированного выдоха за 1 секунду (ОФВ

1), который часто неверно называют ФЖЕЛ1, временной ЖЕЛ и так далее.

Общепринятой должной ОФВ

1 не существует, так как величина показателя в значительноймере зависит от типа используемой аппаратуры. Именно поэтому нормативы, представленныев зарубежной литературе, оказываются непригодными. Для большинства типов отечественныхспирографов установлено, что в среднем ОФВ1 умужчин в положении сидя в возрасте 18-30 лет составляет 3.3 л/сек ATSP соснижением в каждом последующем десятилетии на 0.3 л/сек. В положении лежа ОФВ1 меньше на 0.1 л. Нижней границей нормы в возрасте до 50 летследует принять 2.2 л/сек, в возрасте 51-60 — 2.0 л/сек. У женщин ОФВ1 составляет в положении сидя 2.35 (1.4¸3.0) л/сек. Воспроизводимость показателясоставляет 10%, при резкик нарушениях — 15% исходной величины. Диагностическаязначимость ОФВ1 приблизительно равна ЖЕЛ, а принарушениях, обусловленных ухудшением бронхиальной проходимости, превышает ЖЕЛ.К умеренному должно быть отнесено снижение ОФВ1 у мужичин до 1.5л/сек, у женщин — до 1 л/сек, к значительному — до 1.0 и 0.7 л/сек, к резкому — ниже указанных пределов.

Скорость форсированноговыдоха находится в тесной зависиости от объема легких. поэтому ограничить ееоценку абсолютными значениями нельзя. Широко принято относить ОФВ

1 к объему ЖЕЛ и выражать это отношение в %. Этот показательполучил название теста Тиффно. Так, при ОФВ1 3.0л/сек и ЖЕЛ 4.0 л отношение ОФВ1 к ЖЕЛ составит 75%. Относительно того,к какому объему следует относить ОФВ1: кФЖЕЛ, ЖЕЛ или должной ЖЕЛ — единого мнения нет. ЖЕЛ в условиях патологииотражает не объем легких, а некую экспираторную позицию, при которой происходитспадение бронхов. Физиологически наиболее оправдано использование фактическойЖЕЛ, взятой в системе ATPS.

Отношение ОФВ

1/ЖЕЛ составляет во всех возрастных группах в равной мере умужчин и женщин независимо от положения тела 70 (55¸90)%. воспроизводимость показателя 7%.За умеренное отклонение принимают ОФВ1/ЖЕЛдо 45%, за значительное — от 45 до 35%, и ниже 35% — за резкое.

Максимальная вентиляциялегких (МВЛ) у здоровых мужчин составляет 70-170 л/мин, у женщин — 45-120 л/минBTPS. К сожалению значительное влияние на значение этого показателя методикиисследования, положения тела и пр. резко затруднили выработку общепринятыхдолжных величин. Для расчета можно рекомендовать следующую формулу

ДМВЛ BTPS = ДЖЕЛ

´N, где N=25 для мужчин и N=26 дляженщин. В возрасте 50-60 лет коэффициент N уменьшается на 2. За нормупринимается диапазон 70¸135 и более % должной. Т.о. убратьиндивидуальные различия с помощью должных величин удается лишь частично.Большое влияние на значение МВЛ имеет частота дыхания при выполнении пробы МВЛ.Хотя методикой предусмотрена произвольная частота дыхания, она не должна бытьменьше 40 в мин. Обязательный учет ЧД, при которой выполнялась МВЛ, во многомспособствует правильной оценке показателя. Воспроизводимость МВЛ составляетоколо 15% исходной величины. Снижение МВЛ до 50% следует рассматривать какумеренное, от 50 до 35% как значительное, и ниже 35% как резкое.

Показатель скоростидвижения воздуха (ПСДВ) есть отношение МВЛ/ЖЕЛ. ПСДВ принято выражать в л

2/мин. У здоровых мужчин он составляет 25(20¸30), снижаясь в среднем до 22 ввозрасте 50-60 лет. у женщин ПСДВ на 2 л2/минбольше. С его помощью удается дифференцировать ограничительные нарушениявентиляции от нарушения бронхиальной проходимости. У больных бронхиальнойастмой он может быть снижен до 8-10, при ограничительном процессе — увеличен до40 и более.

Клинико-физиологическиевозможности спирографии

Система легочного дыханияорганизма, обеспечивающая артериализацию крови в легких, осуществляетсяблагодаря строгой согласованности между собой трех процессов: 1. вентиляцииальвеол, обеспечивающей постоянство состава альвеолярного воздуха; 2. непрерывногокровотока через капилляры легкого и распределения крови в строгом соответствиис интенсивностью вентиляции отдельных ее участков; 3. диффузии биологическихгазов через легочную ммебрану с необходимой скоростью.

При спирографическомисследовании удается судить о состоянии лишь одного из звеньев системылегочного дыхания -аппарата вентиляции. Однако этого вполне достаточно,поскольку именно нарушения вентиляции при подавляющем большинстве заболеванийлегких оказываются ведущими в комплексе патофизиологических растройств и взначительной мере определяют клиническую картину легочной недостаточности,снижая функциональные возможности больного с паталогией легких.

Анатомия

Дыхательная система человека состоит из тканей и органов, обеспечивающих легочную вентиляцию и легочное дыхание. К воздухоносным путям относятся: нос, полость носа, носоглотка,гортань, трахея, бронхи и бронхиолы. Легкие состоят из бронхиол и альвеолярныхмешочков, а также из артерий, капилляров и вен легочного круга кровообращения.К элементам костно-мышечной системы, связанным с дыханием, относятсяребра, межреберные мышцы, диафрагма и вспомогательные дыхательныемышцы.

Воздухоносныепути

Носи полость носа служат проводящими каналами для воздуха, в которыхон нагревается, увлажняется и фильтруется. В полости носа заключены также обонятельные рецепторы.

Наружная часть носа образована треугольным костно-хрящевым остовом, который покрыт кожей; два овальных отверстия на нижней поверхности-ноздри-открываютсякаждое в клиновидную полость носа. Эти полости разделены перегородкой.Три легких губчатых завитка (раковины) выдаются из боковых стенокноздрей, частично разделяя полости на четыре незамкнутых прохода (носовые ходы).Полость носа выстлана богато васкуляризованнойслизистой оболочкой. Многочисленные жесткие волоски, а также снабженные ресничками эпителиальные и бокаловидныеклетки служат для очистки вдыхаемоговоздуха от твердых частиц. В верхней части полости лежат обонятельные клетки.

Гортань лежит между трахеей и корнем языка. Полость гортани разделенадвумя складками слизистой оболочки, не полностью сходящимися по средней линии. Пространство между этими складками — голосовая щель защищено пластинкой волокнистого хряща - надгортанником. По краямголосовой щели в слизистой оболочке лежат фиброзные эластичныесвязки, которые называются нижними, или истинными, голосовымискладками (связками). Над ними находятся ложные голосовые складки, которые защищают истинные голосовые складки и сохраняют их влажными;они помогают также задерживать дыхание, а при глотании препятствуютпопаданию пищи в гортань.Специализированные мышцы натягивают ирасслабляют истинные и ложные голосовые складки. Эти мышцы играютважную роль при фонации, а также препятствуют попаданию каких-либочастиц в дыхательные пути.

Трахеяначинается у нижнего конца гортани и спускается в грудную полость,где делится на правый и левый бронхи; стенка ее образована соединительнойтканью и хрящом. У большинства млекопитающих хрящи образуют неполныекольца. Части, примыкающие к пищеводу, замещены фиброзной связкой. Правый бронх обычно короче и шире левого.Войдя в легкие, главные бронхи постепенно делятся на все более мелкиетрубки (бронхиолы), самые мелкие из которых-конечные бронхиолы являются последним элементом воздухоносных путей. От гортани до конечныхбронхиол трубки выстланы мерцательным эпителием.

Легкие

Вцелом легкие имеют вид губчатых, пористых конусовидных образований,лежащих о обеих половинах грудной полости.

Наименьший структурный элемент легкого- долька состоит из конечной бронхиолы, ведущей в легочную бронхиолуи альвеолярный мешок. Стенки легочной бронхиолы и альвеолярногомешка образуют углубления — альвеолы. Такая структура легких увеличивает их дыхательную поверхность, которая в 50-100 раз превышает поверхность тела. Относительная величина поверхности, через которую в легких происходит газообмен, больше у животных с высокой активностью и подвижностью.Стенкиальвеол состоят из одного слоя эпителиальных клеток и окружены легочными капиллярами. Внутренняя поверхность альвеолы покрыта поверхностно-активным веществом сурфактантом. Как полагают, сурфактант является продуктомсекреции гранулярных клеток. Отдельнаяальвеола, тесно соприкасающаяся с соседними структурами, имеет форму неправильного многогранникаи приблизительные размеры до 250 мкм. Принято считать, что общая поверхностьальвеол, через которую осуществляетсягазообмен, экспоненциально зависитот веса тела. С возрастом отмечается уменьшение площади поверхностиальвеол.

Плевра

Каждое легкое окружено мешком — плеврой. Наружный (париетальный) листок плевры примыкаетк внутренней поверхности грудной стенки и диафрагме, внутренний (висцеральный)покрывает легкое. Щель между листками называется плевральной полостью.При движении грудной клетки внутренний листок обычно легко скользитпо наружному. Давление в плевральной полости всегда меньше атмосферного(отрицательное). Межплевральное пространство между легкими называетсясредостением; в нем находятся трахея, зобная железа (тимус) и сердце с большими сосудами, лимфатическиеузлы и пищевод.

Кровеносные сосуды легких

Легочнаяартерия несет кровь от правого желудочка сердца, она делится на правуюи левую ветви, которые направляются к легким. Эти артерии ветвятся,следуя за бронхами, снабжают крупные структуры легкого и образуюткапилляры, оплетающие стенки альвеол.

Воздухв альвеоле отделен от крови в капилляре 1) стенкой альвеолы, 2) стенкой капилляра и в некоторыхслучаях 3) промежуточным слоем между ними. Из капилляров кровь поступаетв мелкие вены, которые в конце концов соединяются и образуют легочныевены, доставляющие кровь в левое предсердие.

Бронхиальныеартерии большого круга тоже приносят кровь к легким, а именно снабжаютбронхи и бронхиолы, лимфатические узлы, стенки кровеносных сосудов и плевру. Большая часть этой крови оттекает в бронхиальные вены,а оттуда-в непарную (справа) и в полунепарную (слева). Очень небольшоеколичество артериальной бронхиальнойкрови поступает в легочные вены.

Дыхательные мышцы

Дыхательныемышцы — это те мышцы, сокращения которых изменяют объем груднойклетки. Мышцы, направляющиеся от головы, шеи, рук и некоторых верхнихгрудных и нижних шейных позвонков, а также наружные межреберные мышцы,соединяющие ребро с ребром, приподн

еще рефераты

Еще работы по физике

Реферат по физике

Реактивный двигатель и основные свойства работы тепловых машин

Энтропия термодинамическая и информационная

26 Июня 2015