Examination of external respiration by azoographer a-1

Abstract

In connection with the development of thoracic surgery, the needs of modern anesthesiology, and the change in the clinic of many pulmonary diseases, the requirements for the study of the physiology of respiration have increased.

Full Text

В связи с развитием грудной хирургии, потребностями современной анестезиологии, изменением клиники многих легочных заболеваний возросли требования к изучению физиологии дыхания. Совершенствуется методика исследования функции аппарата внешнего дыхания и газообмена (пневмотахометрия, пневмотахография, спирометрия, спирография и оксигемометрия, определение углекислоты в выдыхаемом воздухе и т. д.), позволяющая не только исследовать основные процессы, обеспечивающие дыхание, но и выявить степень их нарушений при различной патологии. Определение таких показателей, как ЖЕЛ, МОД, МВЛ, пневмотахометрия и оксигемометрия нашло широкое применение. Определение остаточного воздуха, функциональной остаточной емкости, неравномерности вентиляции не получило большого распространения в основном из-за методических трудностей, хотя именно эти величины наиболее важны для дифференциации причин снижения ЖЕЛ, выяснения патогенеза гипоксемий при многих заболеваниях легких и сердца.

Азотограф является газоаналитическим прибором для измерения концентрации азота (Na), основанным на принципе спектрального анализа газовой смеси с фотоэлектрической регистрацией. Анализируемая газовая смесь поступает в систему прибора, где с помощью источника питания возбуждается тлеющий разряд. Изменение интенсивности свечения разряда, вызываемое колебаниями концентрации N₂ в газовой смеси, определяется фотоэлектрически и передается на показывающие и самопишущие приборы.

Прибор имеет две шкалы регистрации в диапазоне от 0% до 80% и от 0% до 12%. Азотограф позволяет определять неравномерность распределения воздуха, остаточный воздух, функциональную остаточную емкость. Определение этих величин можно производить как с помощью открытой, так и закрытой систем, при работе со спирографом СГ или аппаратом АООЗ-М. Кроме того, необходимы мешки Дугласа (емкостью по 100 л) и газовый счетчик типа ГКФ-6.

Метод открытой системы основан на следующем принципе: объем газа в легких пациента не известен, но известно, что пациент дышит воздухом, содержащим 80% N₂. Если определить количество N₂, находящегося в момент измерения в легких, та можно рассчитать общий объем газа, содержащийся в них. Количество ЬІ₂ определяется вымыванием всего N₂ из легких и его измерением. Для этого пациента заставляют вдыхать чистый О₂, а затем выдыхать в спирограф (предварительно промытый О₂ и не содержащий N₂) или мешок Дугласа. Далее измеряется объем вы­дыхаемого газа и определяется концентрация N₂ в нем.

Обычно у здоровых N₂ полностью вымывается после дыхания О₂ примерно в течение 2 мин. Однако при патологии отдельные участки легких могут очень плохо вентилироваться, поэтому необходимо увеличивать длительность дыхания О₂ до 7 мин.

При пользовании прибором по принципу закрытой системы неизвестным является объем газа в легких. Начальный объем спирографа (мешка) известен, также известна исходная концентрация N₂ в легких и в спирографе. Исследуемое лицо производит повторные вдыхания воздуха из мешка (возвратное дыхание до полного смешивания), при этом О₂ добавляется, а СО₂ поглощается, поэтому асфиксии не развивается. Таким образом, происходит выравнивание концентрации N₂ в легких и спирографе. Затем можно рассчитать начальный объем газа в легких. Как при открытом, так и закрытом методе измеряемый объем газа — это объем, содержащийся в легких к началу пробы. Если проба начинается точно в момент полного выдоха, то измеряется остаточный объем. Если она начинается после максимального вдоха — измеряется общая емкость легких. В этом случае для получения остаточного объема следует определить ЖЕЛ и вычесть ее из полученной величины.

В обычной практике остаточный объем узнают, измеряя ФОЁ. Определяют ре­зервный объем выдоха (с помощью спирографа) и вычитают последний из первой величины. Такой способ предпочитают просто потому, что положение спокойного выдоха более постоянно, чем положение максимального вдоха или выдоха (Д. Г. Комро).

В легком, даже здоровом, альвеолярная вентиляция не абсолютно равномерна. Тем более, при хронической легочной и сердечной патологии в легких одновременно существуют гипо- и гипервентилируемые участки, обусловливающие неравномерность вентиляции. Следствием этого может явиться легочная недостаточность, даже если МОД и альвеолярная вентиляция будут нормальными или увеличенными. Поэтому для полной оценки функции аппарата внешнего дыхания важно определить неравномерность вентиляции.

Первые порции выдыхаемого газа имеют обычно малую концентрацию N2, поскольку они обыкновенно поступают из гипервентилируемых участков, а последние порции имеют высокую концентрацию, так как они поступают из гиповентилируемых участков, что хорошо видно на азото грамме.

Рис.1

Определение распределения воздуха методом одиночного вдоха на приборе с открытой системой следующее: к азотографу подключается аппарат АООЗ-М, объемная шкала которого градуирована в определенном масштабе (в нашем случае на 5л, т.е. 5л сильфона АООЗ-М соответствуют всей градуированной части диаграммной ленты азотографа). Система АООЗ-М и клапанная коробка азотографа до 4—5 раз промываются O2, и сильфон заполняется чистым O2. Пациент подсое­диняется к системе через загубник и дышит сначала атмосферным воздухом, после чего с помощью трехходового крана подключается на аппарат АООЗ-М и делает глубокий вдох чистым О₂, а затем медленный выдох в сильфон. При этом регистрируется концентрация N2 и объем вдоха и выдоха.

При определении равномерности вентиляции методом множественных вдохов одновременно определяется остаточный объем или функциональная остаточная емкость (в зависимости от момента подключения исследуемого). Для этого к клапанной коробке азотбграфа подключаются два мешка Дугласа емкостью по 100 л, один из которых заполняется чистым O2, а второй предназначен для собирания выдыхаемого газа (мешки, как и клапанная коробка азотографа, предварительно тщательно промываются O2). С помощью трехходового крана испытуемый подключается к системе аппарата, и на протяжении последующего 7-минутного периода дыхания O2 на диаграммной ленте регистрируется концентрация N2 в выдыхаемом воздухе. Причем при снижении концентрации N2 ниже 12% аппарат переключается на «малую» шкалу. В конце 7-минутного дыхания исследуемого просят сделать максимальный выдох; при этом у здоровых и при равномерной вентиляции концентрация N2 в выдыхаемом воздухе не должна первышать 1%.

Предварительно на спирографе или аппарате АООЗ-М определяют другие объемы легких.

Мы несколько упростили методику исследования распределения воздуха методом оди­ночного вдоха. Поскольку для расчетов необходим только объем выдоха, то объем сильфона мы используем только для регистрации объема выдоха. С этой целью к входному клапану азотографа подключается мешок Дугласа с O2, из которого исследуемый делает вдох (а не из сильфона); к выходному отверстию подключается сильфон АООЗ-М или спирограф, в него исследуемый делает выдох, а другое отверстие сильфона закрывается.

Рис.2

Этим достигается большая экономия O2, так как необходимость промывания системы АООЗ-М или спирографа отпадает, упрощается сама методика, экономится время. Мешок Дугласа заполняется O2 не полностью, так, чтобы стенки его не были напряжены.

Исследуемые объемы вычисляются по формуле:

V₁ —объем выдыхаемого воздуха, определяемого в мешке Дугласа; N₂ выдыхания — концентрация N₂ в выдыхаемом воздухе; N₂ вдыхания — концентрация N₂ в так называемом «чистом» О₂ (при заполнении мешка из кислородного баллона составляет иногда до 1—2%, что не влияет на точность получаемых данных);

150 мл поправка на диффузию N₂ из тканей и крови в выдыхаемый воздух Однако, по данным разных авторов, эта величина различна: так Кэмпбелл и Хилл

Рис.3

(1931) указывают, что за 1 мин дыхания О₂ в легкие из крови и тканей поступает в среднем 220 мл N₂, по Дарлинг, Коурнанд, Мансфиелд и Ричардс (1940)—215 мд, по Бенке, Томсон, Шоу (1935)—210 мл. Коурнанд, Вармуш и Рилей (1941) предложили формулу, по которой легко вычислить количество N₂ в миллилитрах (К), экскретируемое за 7 мин дыхания О₂. Оно равно поверхности тела (ПТ) в м², умноженной на 96,5; к полученной величине прибавляется 35 (ПТХ96,5 +35). При удлинении времени исследования (больше 7 мин) к определенному таким путем числу прибавляют еще по 10 мл за каждую минуту (цитируется по М. С. Шнейдеру) По Л. Н. Черновой, эта величина диффузии N₂ равна 150 мл.

N₂ м. п. — количество N₂ в «мертвом» пространстве азотографа (от загубника до крана тройника);

Ѵ₁ — объем выдыхаемого воздуха (после тщательного перемешивания воздуха мешок Дугласа с выдыхаемым газом подключается к входному штуцеру азотографа. Воздух выжимается в газовый счетчик, который подключается к входному клапану. Одновременно по малой шкале азотографа определяется концентрация N₂ в выдыхаемом воздухе).

На рис. 1 представлена азотограмма здорового X., полученная методом одиночного вдоха. Первые 750 мл выдыхаемого газа не учитываются, так как даже последние порции этого объема могут содержать газ из мертвого пространства. Зато измеряется увеличение концентрации N₂ в последующих 500 мл выдыхаемого альвеолярного воздуха. Объем выдыхаемого газа легко рассчитывается—1,6 см диаграммной ленты соответствуют 1 л. В данном случае в 500 мл альвеолярного воздуха концентрация N₂ составляет 1,5%.

На рис. 2 представлена азотограмма больного Р. (эмфизема легких). При одиночном вдохе концентрация N₂ в 500 мл альвеолярного воздуха составляет 7%.

На рис. 3 — азотограмма больного Г. (стеноз левого венозного отверстия с недостаточностью кровообращения ІІ-Б ст.). Концентрация N₂ при одиночном вдохе составляет 4%.