Максимальный поток на выдохе. Рассчет максимального потока на выдохе
Несомненно, что респираторные потоки ограничены сопротивлением воздухоносных путей и способностью дыхательных мышц создавать в альвеолах большое положительное или отрицательное давление. Если для достижения определенной величины потока потребовалось бы более высокое Ра, чем обеспечиваемое силой и выносливостью дыхательных мышц, то поток, вероятно, был бы ограничен несколько более низким уровнем.
Принято считать, что наибольшие величины МПВ и VE отражают пределы потока газа. Все это, видимо, вполне справедливо и для вдоха, а также для случаев применения дыхательного аппарата, который оказывает значительное внешнее сопротивление дыханию. Данные, полученные Cerretelli и сотрудниками в 1969 г. в отношении внешнего сопротивления, согласуются с такой точкой зрения.
В настоящее время считают, что сопротивление воздухоносных путей и способность к выполнению респираторной работы не являются единственными факторами, ограничивающими легочную вентиляцию при физической нагрузке, когда сопротивление потоку в дыхательном тракте рассматривается отдельно, как и в случае высокой плотности газа. Исследования, проведенные Fry, Hyatt в 1960 г., а также работы других авторов «мели большое значение для формирования концепции, несомненно важной для объяснения ограничений функции дыхания во время нахождения на глубине. Исследования проводились при максимальных скоростях потока выдыхаемого газа, что часто называют динамическим сжатием воздухоносных путей.
Даже в обычных условиях у здорового человека максимальный поток на выдохе не зависит от развиваемого усилия в широком диапазоне величин легочных объемов: самый значительный интервал в этом отношении составляет приблизительно 75—25% от величины ЖЕЛ. Для обеспечения максимального потока усилие, конечно, необходимо при достижении этой скорости, дальнейшее повышение Р не вызывает дополнительного увеличения потока. В нормальных условиях максимальная скорость потока при выдохе редко бывает необходимой или достижимой у здоровых лиц. Однако, как установлено многими исследователями, она может быть значительно снижена в результате увеличения плотности дыхательной газовой смеси и стать важным фактором в ограничении работоспособности водолаза на глубине.
Изучение максимального потока на выдохе связано со значительными трудностями и основные работы по этому вопросу заслуживают серьезного внимания. По мнению Mead и сотрудников, высказанного в 1967 г., суть проблемы сводится к существованию где-то вдоль длины респираторного тракта точки равного давления (ТРД), т. е. участка, в котором давление внутри воздухоносного пути равно окружающему его наружному давлению.
Во время форсированного выдоха давление изгнания воздуха Рд представляет собой сумму давления статического эластического противодействия самих легких (Ps) и давления, создаваемого сокращением мышц, обеспечивающих выдох. Усилие экспираторных мышц вызывает положительное плевральное давление Рпл. На воздухоносные пути, расположенные в пределах грудной клетки, по-существу действует давление, равное Рпл. Если ТРД расположена во виутригрудном воздухоносном пути, то давление как внутри, так и снаружи этого пути должно равняться Рпл.
РА является суммой Рпл и давления «отдачи» или противодействия самих легких (Psti). Следовательно, величина Р в верхнем сегменте по ходу респираторного тракта (между альвеолами и ТРД) должна быть равна давлению статического эластического противодействия самих легких (Psti). Поэтому последнее представляет собой давление, под действием которого происходит изгнание потока газа в верхнем по ходу респираторного тракта сегменте. Действительная величина Psti зависит от растяжимости и объема легких. Чем выше объем легких, тем больше Psti и интенсивнее поток газа в верхнем по ходу респираторного тракта сегменте.
Если РА повышается под влиянием произвольного экспираторного усилия при данном объеме легких, то только за счет увеличения Рпл. Если при увеличении РА возрастает поток газа,, то Psti будет распространяться на более короткую часть дыхательного тракта и ТРД переместится вверх по его ходу. В результате большая часть внутригрудных воздухоносных путей окажется по ходу респираторного тракта ниже ТРД и давление на них снаружи будет более высоким, чем изнутри. В некоторой точке, расположенной ниже ТРД, воздухоносный путь окажется сжатым. Обычно дыхательные пути, имеющие хрящевой каркас, не уплощаются, но концы их хрящевых полуколец могут быть сведены вместе или заходить один за другой, значительноуменьшая просвет, как это имеет место при кашле.
С началом сжатия воздухоносных путей дальнейшее увеличение экспираторного усилия, выражающееся повышением Рпл, вероятно, вызовет дополнительное сужение этих путей, чем какое бы то ни было увеличение скорости потока газа в них.
В описанном случае максимальный поток на выдохе обусловлен величиной Psti и сопротивлением воздухоносных путей: между альвеолами и ТРД в сегменте респираторного тракта, расположенном выше по его ходу. Поскольку PsU зависит от объема легких, то максимальный поток в процессе выдоха снижается по мере уменьшения легочного объема. В нормальных условиях дыхания при очень высоких или низких легочных объемах максимальный поток воздуха зависит от усилия, но не зависит от него в диапазоне объемов легких, при которых в норме происходит дыхание.
