Тождественность альвеолярного и среднего давлений. Соотношение пикового и экспираторного давления при ВЧС ИВЛ
На рисунке обращает на себя внимание крайне высокая теснота связи auto-PEEP со средним давлением в дыхательных путях (Pmean), что как будто подтверждает известные из литературы данные о тождественности альвеолярного и среднего давлений.
На первый взгляд это утверждение вызывает серьезное сомнение, так как по физической природе и способу регистрации auto-PEEP и Pmean существенно различаются. Величина среднего давления определяется интегралом (площадью фигуры, ограниченной кривой давления всего дыхательного цикла), a auto-PEEP - это величина давления, зарегистрированная в конце выдоха в точке кривой, которая по времени соответствует нулевой скорости потока в условиях экспираторной паузы.
Специального обсуждения требует группа физиологических эффектов ВЧС ИВЛ, связанная с высокой скоростью и кинетической энергией газовой струи. Дело в том, что в литературе мы не нашли информации о специальных исследованиях скорости и кинетической энергии газовой струи как факторов, обусловливающих особенности физиологических эффектов ВЧС ИВЛ. Имеются только ссылки на то, что эти эффекты проявляются при скоростях, превышающих 50 м-с-1. Лишь в диссертации Ф. И. Бадаева приводятся экспериментальные материалы измерения скорости газовой струи, которая, по данным автора, превышает 180 м-с. Кинетическая энергия газового потока, по-видимому, не исследовалась.
Между тем информация об этих параметрах имеет несомненное значение, т. к. скорость и кинетическая энергия газовой струи определяют основную особенность внутрилегочной кинетики дыхательных газов при ВЧС ИВЛ. Нами проведено специальное исследование этих параметров.
Расчет скорости и кинетической энергии струи базировался на преобразовании скорости потока, которая регистрируется в нашем аппарате потоковым датчиком.
Приведем расчеты скорости и энергии газовой струи на примере скорости потока 25 л•мин-1.
Вначале рассчитывалась площадь сечения сопла инжектора. При его диаметре 1,5 мм площадь (nR2) составила 1,767 мм2 (3,14 • 0,75 • 0,75).
За 1 секунду через сечение сопла при потоке 25 л-мин1 проходит 416667 мм3 газа (25 • 100 • 100 • 100/60).
Скорость газа при выходе из сопла инжектора при данном сечении будет составлять 235804 мм3-с-1, или 235,8 м-с-1 (416667 мм3/1,767 мм2).
При плотности кислорода 1,43 г-лч масса газа, прошедшего за секунду, будет составлять 0,596 г (0,416667 л • 1,43 г•л-1), или 0,000596 кг.
Кинетическая энергия массы газа (mv2/2) будет равняться 16,4 Дж (0,000596 кг • 235,8 м-с-1• 235,8 м-с 72).
Поскольку известно, что скорость газового потока прямо пропорциональна давлению газа в магистрали проксимальнее сопла, то естественно ожидать, что скорость и энергия струи будут возрастать по мере повышения давления газа в магистрали.
Последующий анализ факторов, влияющих на скорость и энергию газовой струи позволил констатировать, что эти параметры зависят только от давления в магистрали аппарата и на них не влияют ни продолжительность фаз дыхательного цикла, ни частота вентиляции.
Высокая скорость газовой струи и появление турбулентного потока в верхних отделах бронхиальной системы способствует лучшему перемешиванию газов, что сопровождается уменьшением объема дыхательного мертвого пространства (VAD). Подробнее на обсуждении этого феномена мы остановимся в гл. 5. Здесь же проиллюстрируем это результатами, полученными при регистрации дыхательного мертвого пространства у 9 больных во время операции резекции легкого.
