Объем выдоха человека таблица: Страница не найдена – Медкнигасервис

Ответ d: Резервный объем вдоха измеряет количество воздуха, которое можно вдохнуть в дальнейшем после нормального дыхания.

Из следующего, что не объясняет, почему парциальное давление кислорода в легких ниже, чем во внешнем воздухе?

1. Воздух в легких увлажнен; следовательно, давление водяного пара изменяет давление.
2. Двуокись углерода смешивается с кислородом.
3. Легкие оказывают давление на воздух, чтобы снизить давление кислорода.
4. Кислород попадает в кровь и направляется к тканям.

Ответ c: Легкие оказывают давление на воздух, чтобы снизить давление кислорода.

По какой из следующих формул рассчитывается общая емкость легких?

1. остаточный объем + резервный объем выдоха + дыхательный объем + резервный объем вдоха
2. остаточный объем + дыхательный объем + инспираторный резервный объем
3. остаточный объем + резервный объем выдоха + резервный объем вдоха
4. резервный объем выдоха + дыхательный объем + резервный объем вдоха

остаточный объем + резервный объем выдоха + дыхательный объем + резервный объем вдоха

Карьера в наукеCE

Респираторный терапевт

Респираторные терапевты или практикующие врачи-респираторы оценивают и лечат пациентов с легочными и сердечно-сосудистыми заболеваниями.Они работают в составе медицинской команды, разрабатывая планы лечения для пациентов. Респираторные терапевты могут лечить недоношенных детей с недоразвитыми легкими, пациентов с хроническими состояниями, такими как астма, или пожилых пациентов, страдающих такими заболеваниями легких, как эмфизема и хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ). Они могут использовать современное оборудование, такое как системы доставки сжатого газа, аппараты ИВЛ, анализаторы газов крови и реанимационные аппараты. По специальным программам респираторного терапевта обычно можно получить степень бакалавра по специальности респираторный терапевт.Ожидается, что из-за растущего старения населения возможности карьерного роста в качестве респираторного терапевта сохранятся.

Респираторные терапевты используют различные тесты для оценки пациентов. Например, они проверяют емкость легких, заставляя пациентов дышать через инструмент, который измеряет объем и поток кислорода при вдохе и выдохе. Респираторные терапевты также могут брать образцы крови и использовать анализатор газов крови для проверки уровня кислорода и углекислого газа.

Респираторные терапевты также проводят физиотерапию грудной клетки для пациентов, чтобы удалить слизь из легких и облегчить им дыхание.Удаление слизи необходимо пациентам, страдающим легочными заболеваниями, такими как муковисцидоз, и для этого терапевт должен вибрировать грудную клетку пациента, часто постукивая по груди пациента и побуждая его или ее кашлять. Респираторные терапевты могут подключать пациентов, которые не могут дышать самостоятельно, к аппаратам ИВЛ, которые доставляют кислород в легкие. Терапевты вставляют трубку в дыхательное горло пациента (трахею) и подключают трубку к аппарату ИВЛ. Они настраивают и контролируют оборудование, чтобы гарантировать, что пациент получает правильное количество кислорода с правильной скоростью.

Респираторные терапевты, работающие на дому, учат пациентов и их семьи пользоваться вентиляторами и другими системами жизнеобеспечения в домашних условиях. Во время этих посещений они могут осматривать и чистить оборудование, проверять дом на предмет экологических опасностей и убедиться, что пациенты знают, как использовать свои лекарства. При необходимости терапевты также совершают экстренные визиты на дом.

В некоторых больницах респираторные терапевты работают в смежных областях, например, диагностируют проблемы с дыханием у людей с апноэ во сне и консультируют людей о том, как бросить курить.

Вкратце: Емкость дыхания

Легкие могут удерживать большой объем воздуха, но обычно они не заполнены до максимальной емкости. Измерения объема легких включают дыхательный объем, резервный объем выдоха, резервный объем вдоха и остаточный объем. Их сумма равна общей емкости легких.

Внесите свой вклад!

У вас была идея улучшить этот контент? Нам очень понравится ваш вклад.

Улучшить страницуПодробнее

Объемы легких — Physiopedia

Объем легких также известен как объем дыхания.Это относится к объему газа в легких в определенный момент дыхательного цикла. Емкость легких определяется суммированием различных объемов легких. Средняя общая емкость легких взрослого мужчины составляет около 6 литров воздуха. Измерение объема легких является неотъемлемой частью исследования функции легких. Эти объемы имеют тенденцию меняться в зависимости от глубины дыхания, этнической принадлежности, пола, возраста, состава тела ^[1] и некоторых респираторных заболеваний. Некоторые объемы легких можно измерить с помощью спирометрии — дыхательный объем, резервный объем вдоха и резервный объем выдоха.Однако измерение остаточного объема, функциональной остаточной емкости и общей емкости легких осуществляется с помощью плетизмографии тела, азотного вымывания и разбавления гелием.

Это количество воздуха, которое можно вдохнуть или выдохнуть в течение одного дыхательного цикла ^[2] . На нем изображены функции дыхательных центров, дыхательных мышц и механика легких и грудной стенки ^[3] .

Нормальное значение для взрослого человека составляет 10% от жизненной емкости легких (ЖЕЛ), приблизительно 300-500 мл (6-8 мл / кг) ^[3] ; но может увеличить VC до 50% во время упражнения ^[4]

• Резервный объем вдоха (IRV)

Это количество воздуха, которое можно принудительно вдохнуть после нормального дыхательного объема.ИРВ обычно оставляют в резерве, но используют при глубоком дыхании. Нормальное значение для взрослых — 1900-3300 мл.

• Резервный объем выдоха (ERV)

Это объем воздуха, который можно принудительно выдохнуть после выдоха нормального дыхательного объема. Нормальное значение для взрослых составляет 700-1200 мл. ERV снижается при ожирении, асците или после операций на верхних отделах брюшной полости ^[3]

Это объем воздуха, остающийся в легких после максимального выдоха. Нормальное значение для взрослых составляет 1200 мл (20-25 мл / кг).Он косвенно измеряется путем суммирования FRC и ERV и не может быть измерен спирометрией.

При обструктивных заболеваниях легких с признаками неполного опорожнения легких и захвата воздуха ПЖ может быть значительно высоким. ПЖ также может быть выражено в процентах от общей емкости легких, и значения, превышающие 140%, значительно увеличивают риски баротравмы, пневмоторакса, инфекции и снижения венозного возврата из-за высокого внутригрудного давления, что отмечается у пациентов с высоким ПЖ, которым требуется хирургическое вмешательство. Таким образом, механическая вентиляция требует высокого давления в периоперационном периоде. ^[5]

Это максимальный объем воздуха, который можно вдохнуть после состояния покоя. Он рассчитывается как сумма резервного объема вдоха и дыхательного объема. IC = IRV + TV

Это максимальный объем воздуха, который могут вместить легкие, или сумма всех отсеков объема или объема воздуха в легких после максимального вдоха. Нормальное значение составляет около 6000 мл (4-6 л). TLC рассчитывается путем суммирования четырех основных объемов легких (TV, IRV, ERV, RV).

TLC может быть увеличен у пациентов с обструктивными дефектами, такими как эмфизема, и уменьшен у пациентов с рестриктивными аномалиями, включая аномалии грудной стенки и кифосколиоз ^[6] .

Это общее количество выдыхаемого воздуха после максимального вдоха. Ценность составляет около 4800 мл, и она варьируется в зависимости от возраста и размера тела. Он рассчитывается путем суммирования дыхательного объема, резервного объема вдоха и резервного объема выдоха. ВК = TV + IRV + ERV.

VC указывает на способность глубоко дышать и кашлять, отражая силу мышц на вдохе и выдохе. VC должна быть в 3 раза больше, чем TV для эффективного кашля. ^[7] . VC иногда снижается при обструктивных расстройствах и всегда при рестриктивных расстройствах ^[7]

• Функция Остаточная емкость (FRC)

Это количество воздуха, остающегося в легких в конце нормального выдоха.Он рассчитывается путем сложения остаточного объема и объема выдоха. Нормальное значение — около 1800 — 2200 мл. FRC = RV + ERV.

FRC не полагается на усилие и выделяет положение покоя, когда внутренняя и внешняя упругая отдача уравновешены. FRC снижается при рестриктивных расстройствах. Отношение FRC к TLC — это индекс гиперинфляции ^[8] . При ХОБЛ FRC составляет до 80% от TLC ^[3] .

Измерение объема легких [править | править источник]

Измерение объема легких важно для правильного физиологического диагноза, однако его роль в оценке тяжести заболевания, функциональной инвалидности, течения заболевания и реакции на лечение остается спорной. ^[9] Измерение может быть выполнено с использованием спирометрии, см.…, Плетизмографии тела, вымывания азотом и разбавления гелием с последними тремя методами, используемыми для измерения статических объемов легких ^[6] .

Плетизмография тела [править | править источник]

Плетизмография происходит от греческого слова, означающего «увеличение». Плетизмография тела в первую очередь измеряет FRC с помощью закона Бойля. Это особенно подходит для пациентов, у которых есть воздушные пространства в легких, которые не сообщаются с бронхиальным деревом.

Человек удобно сидит в воздухонепроницаемом боксе (статические объемы легких могут быть получены путем измерения изменений давления в боксе постоянного объема или объема в боксе постоянного давления), в котором можно точно измерить изменения давления и объема.

Вымывание азота [править | править источник]

Этот метод основан на вымывании N2 из легких, когда пациент дышит 100% O2, используя свойства разбавления газов.

• Пациент дышит 100% кислородом, и весь азот в легких вымывается.
• Измеряется выдыхаемый объем и концентрация азота в этом объеме.
• Разница в объеме азота при исходной концентрации и конечной выдыхаемой концентрации позволяет рассчитать внутригрудной объем, обычно FRC.

Разбавление гелием [править | править источник]

Метод измерения объема легких основан на уравновешивании газа в легких с известным объемом газа, содержащего гелий.В этом методе испытуемого подключают к спирометру, наполненному 10% гелия в кислороде. После того, как испытуемый вдохнет воздух гелий-кислородной смесью и уравновесится со спирометром, концентрация гелия в легких станет такой же, как в спирометре. Исходя из принципа сохранения массы, мы можем записать, что: C1 × V1 = C2 (V1 + V2), где C1 равно начальной концентрации гелия в спирометре,

• V1 равняется начальному объему гелий-кислородной смеси в спирометре,
• C2 соответствует концентрации гелия после уравновешивания,
• V2 соответствует неизвестному объему в легких.
• V2 = V1 (C1-C2) / C2

• Если тест начинается в конце нормального дыхательного объема (конец выдоха), объем воздуха, остающийся в легких, представляет FRC.
• Если тест начинается в конце FVC, то тест измеряет RV.
• Точно так же, если тест начинается после максимального вдоха, тогда V2 будет равняться общей емкости легких.

Чтобы лучше понять методику оценки объема легких, посмотрите видео ниже.

Европейский респираторный журнал http: // erj.ersjournals.com/content/26/3/511

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC32298

Lutfi MF. Физиологические основы и клиническое значение измерения объема легких. Междисциплинарная респираторная медицина, 2017; 12: 3

Руппель GL. Какова клиническая ценность объемов легких? Респираторная помощь, 2012; 57 (1): 126–35.

1. ↑ Maiolo C, Mohamed EI, Carbonelli MG Состав тела и дыхательная функция. Acta Diabetologica, 2003; 40 Дополнение 1 (1): S32-8 · DOI: 10.1007 / s00592-003-0023-0
2. ↑ Guyton C, Hall, E. Контрольная книга по медицинской физиологии. Elsevier Inc. Филадельфия, Пенсильвания. 2006; с.475-477.
3. ↑ ^{3,0 3,1 3,2 3,3} Hough, A. Физиотерапия в респираторной терапии; Доказательный подход к лечению респираторных и сердечных заболеваний. 3 ^от ред. Соединенное Королевство: Nelson Thomes Ltd, 2001, стр.69.
4. ↑ Люс Дж. М., Пирсон Д. Д., Тайлер М. Т.. Интенсивная респираторная терапия, У. Б. Сондерс, Филадельфия, Пенсильвания.стр.21
5. ↑ Wilde M, Nair S, Madden B. Тесты функции легких — обзор. Уход за тяжелобольными. 2007; 23 декабря (6): 173-7.
6. ↑ ^{6,0 6,1} Рану Х., Уайлд М., Мэдден Б. Тест функции легких. Ольстерский медицинский журнал, 2011 г .; 80 (2): 84–90. PMC3229853
7. ↑ ^{7,0 7,1} Прайор Дж. А., Уэббер Б. А.. Ред. Физиотерапия при респираторных и сердечных проблемах. 2 ^{-е издание} . Черчилль Ливингстон, Лондон. 1998; p53-54
8. ↑ Прайор Дж. А., Уэббер Б. А..Ред. Физиотерапия при респираторных и сердечных проблемах. 2 ^{-е издание} . Черчилль Ливингстон, Лондон. 1998; p52-63
9. ↑ Pellegrino R, Viegi G, Enright P, et al. Стратегии интерпретации для тестирования функции легких. Eur Respir J 2005; (Под давлением).

— обзор | Темы ScienceDirect

Типы спирометров

Спирометр — это устройство для измерения объемов воздуха, которым можно дышать. Если объемный сигнал дифференцируется электронным или ручным способом на основе кривых объем-время, спирометры также могут использоваться для определения скорости потока газа.Самый точный тип спирометра — это спирометр с водонепроницаемым колпачком . Это перевернутый колокол, запечатанный под водой и уравновешенный (рис. 50.1). Если предположить, что раструб представляет собой идеальный цилиндр, перемещение противовеса и прикрепленной ручки напрямую связано с изменением объема. Если записывающий кимограф настроен на быстрое движение, можно определить скорость изменения объема и, следовательно, скорость выдоха и вдоха.

Хотя спирометр этого типа по своей сути очень прост, существует ряд мер предосторожности, связанных с его использованием.Обычно диаметр раструба соответствует калибровке записывающего устройства или прилагаемой бумаги. Тем не менее, проверка должна производиться путем закачки известных объемов газа. Показания дают объемы при атмосферном давлении и температуре, хотя фактически объемы в легких имеют температуру тела и атмосферное давление, насыщенные водяным паром (BTPS). Обычно это примерно на 10% больше измеренного объема, и его следует соответствующим образом скорректировать, применяя законы по газу или используя соответствующие таблицы.

Для точных измерений высоких расходов колпак спирометра и противовес должны иметь минимальную инерцию, предпочтительнее использовать колпачки, изготовленные из легких пластмассовых материалов. Другой проблемой могут быть утечки в системе; это можно легко проверить, перекрыв соединительную трубку и приложив груз к верхней части раструба. Колокол не должен двигаться дальше.

Водонаполненные спирометры имеют такие недостатки, что они тяжелые, могут пролиться, и что электронные выходные данные не могут быть получены напрямую.В попытках решить эти проблемы были представлены различные другие устройства. Одно из широко используемых устройств, которое удобно и легко транспортируется, — это спирометр с сильфоном или клиновой спирометр . Когда газ перемещается в сильфон, сильфон перемещается вокруг шарнира, и указатель движется по движущейся бумаге, чтобы определить график объема выдоха и времени. Однако он не регистрирует дыхательный объем или объем вдоха. Сильфонные спирометры необходимо тщательно откалибровать, уделяя особое внимание линейности показаний.

Поскольку спирометрия используется для оценки объемов вдыхаемого газа, а поток определяется по скорости изменения объема, альтернативный подход состоит в том, чтобы фактически определить поток, а затем получить объем путем интегрирования. Однако с этим подходом требуется некоторая осторожность, поскольку интеграция в течение относительно длительных периодов времени, например, которая может происходить у пациентов с тяжелым обструктивным заболеванием легких, имеет тенденцию быть нестабильной. Поэтому требуются точные расходомеры и высококачественные электронные схемы.Одним из широко используемых и точных расходомеров является пневмотахограф Fleisch, , в котором расход определяется по разности давлений на небольшом сопротивлении. Он основан на уравнении Пуазейля, в котором говорится, что поток через трубку прямо пропорционален разности давлений на ней. Это соотношение применимо только к ламинарному потоку, который зависит от того, не будет превышено критическое значение числа Рейнольдса (см. Главу 11). Поскольку число Рейнольда напрямую связано с диаметром трубок, по которым течет газ, пневмотахограф Fleisch использует пучок трубок малого диаметра вместо одной большой трубки для обеспечения сопротивления.Конденсации в устройстве препятствует нагревательный элемент.

Очень простым легким устройством, определяющим пиковый расход, является пиковый расходомер Wright . Выдохший газ проходит через отверстие и перемещает рычаг против пружины на величину, откалиброванную для измерения максимального расхода. Этот прибор не такой точный, как большинство других спирометров, но он прост, дешев и удобен, и его могут использовать пациенты дома.

Резервный объем вдоха — обзор

ДЫХАТЕЛЬНАЯ АНАТОМИЯ И ФИЗИОЛОГИЯ

Функция дыхательной системы заключается в снабжении O ₂ и удалении CO ₂ из крови для поддержания состояния гомеостаза.Дыхательная система состоит из сети, состоящей из множества ветвей или поколений дыхательных путей. Трахея — это первое поколение и самое большое отверстие дыхательных путей. Трахея делится на две основные ветви, правый и левый бронхи (проходы второго поколения), которые далее подразделяются на бронхиолы, которые разветвляются примерно 23 раза, прежде чем оканчиваются самым маленьким проходом — альвеолами. Альвеолы ​​- это крошечные мешочки, которые составляют легкие и служат местом для газообмена.

Дыхательные пути можно классифицировать как часть проводящей зоны или респираторной зоны.Проводящая зона — это часть дыхательной системы, которая очищает, увлажняет и транспортирует воздух в нижние дыхательные пути. В этих регионах газообмен отсутствует. Проводящая зона начинается в носовых проходах, проходит через глотку и трахею (проход первого поколения) и заканчивается терминальными бронхиолами (поколение 16). Дыхательная зона — это зона газообмена. Поколение 17, или первое поколение респираторной зоны, известно как респираторные бронхиолы . Дыхательная зона оканчивается альвеолами.

В альвеолах движение O ₂ и CO ₂ происходит за счет процесса простой диффузии. O ₂ и CO ₂ перемещаются по градиентам давления от областей высокого давления к областям низкого давления между альвеолами и капиллярами. В месте газообмена O ₂ поглощается капиллярами, а CO ₂ удаляется из крови и выводится во время выдоха. Процесс газообмена известен как дыхание . Поскольку O ₂ используется для производства энергии, CO ₂ выделяется как побочный продукт (как показано в следующем уравнении).

По мере того, как CO ₂ поглощается кровью и выводится из организма, pH крови повышается, делая кровь более кислой (как показано в следующем уравнении).

Вентиляция — это динамический, зависящий от времени процесс, включающий механическое движение воздуха, основанное на пассивных упругих свойствах легких и функции вспомогательных мышц вдоха и выдоха.Диафрагма — это основная дыхательная мышца, разделяющая грудную и брюшную полости. В исходном положении диафрагма имеет куполообразную форму. Сокращение диафрагмы в грудной полости во время вдоха создает отрицательное давление, в результате чего грудная клетка и легкие расширяются, и воздух течет в легкие. Во время выдоха диафрагма расслабляется, и воздух удаляется за счет упругой отдачи легких, грудной стенки и живота. Во время упражнений и тяжелого дыхания силы упругой отдачи недостаточно, чтобы вдохнуть необходимое количество воздуха.Дополнительные мышцы должны быть задействованы для помощи в процессах вдоха и выдоха, чтобы усилить доставку O ₂ и удаление CO ₂ . Мышцы вдоха, внешние межреберные, грудино-ключично-сосцевидная, передняя зубчатая мышца и лестничная мышца способствуют расширению легких за счет сокращения и подъема грудной клетки. Мышцы выдоха — прямые мышцы живота, внутренние косые, внешние косые мышцы живота, поперечные мышцы живота и внутренние межреберные мышцы — сжимают грудную клетку и помогают при выдохе.

Нижние центры головного мозга, в частности, продолговатый мозг и мосты, помогают в инициации дыхания и регулируют объем каждого вдоха. Следовательно, нервная система отвечает за управление скоростью и глубиной вентиляции, чтобы удовлетворить потребность организма в поддержании относительно постоянных концентраций O ₂ и CO ₂ . Если частота дыхания слишком низкая, доставка O ₂ недостаточна для удовлетворения метаболических потребностей организма. Это состояние дыхания, называемое гиповентиляцией , характеризуется медленным поверхностным дыханием, приводящим к повышенным уровням CO ₂ в крови.И наоборот, увеличение глубины и частоты дыхания называется гипервентиляцией . Гипервентиляция приводит к аномально низким уровням CO ₂ в крови, нарушая гомеостаз крови. В результате артериальное давление (АД) значительно падает, и люди могут испытывать симптомы головокружения, покалывания и возможных обмороков.

Легкие различаются как по размеру, так и по объему, что значительно влияет на общую функциональную способность дыхательной системы.Нормативные значения статических анатомических измерений дыхательной системы были зарегистрированы у здоровых взрослых (см. Следующую рамку). Функциональные измерения также были определены для динамических компонентов дыхания. Эти значения являются важными детерминантами аэробной способности, определяющей эффективность кардиореспираторной системы. Минутный объем легких (V _E ) — это количество воздуха, перемещаемого за 1 минуту. Минутная альвеолярная вентиляция (V _A ) — это количество воздуха, способное участвовать в газообмене, или объем воздуха, вдыхаемого каждую минуту.Во время упражнений V _A увеличивается с увеличением скорости метаболизма и продукции CO ₂ . V _E увеличивается с началом тренировки, чтобы соответствовать требованиям V _A по удалению избыточного CO ₂ . Когда интенсивность упражнений достигает определенного уровня, приток крови к тренирующимся мышцам становится недостаточным для обеспечения необходимого O _2. Это называется анаэробным порогом и является точкой, в которой анаэробные пути становятся основным источником производства энергии.

Клиническое применение на основе фактических данных: Объемы легких

Физиологические основы и клиническое значение измерения объема легких | Междисциплинарная респираторная медицина

Сравнение объемов легких и долей на вдохе и выдохе в положении лежа, стоя и сидя с использованием обычного и вертикального КТ

Популяция исследования

Это проспективное исследование было одобрено Комитетом по этике Медицинской школы Университета Кейо (No.20160384). Письменное информированное согласие было получено от всех участников (Реестр клинических испытаний UMIN [UMIN-CTR]: UMIN000026586). Все методы были выполнены в соответствии с соответствующими инструкциями и правилами. С июня 2017 года по август 2018 года в этом исследовании приняли участие 100 бессимптомных добровольцев из компании по набору добровольцев. Для оценки нормальной анатомии всего тела добровольцы с историей курения, диабета, гипертонии, дислипидемии и дизурии; тем, у кого были какие-либо симптомы; перенес любую операцию; или в настоящее время проходили лечение, а беременные или, возможно, беременные добровольцы были исключены из исследования.

Протокол компьютерной томографии

Всем участникам была выполнена обычная компьютерная томография туловища с низкой дозой облучения в положении лежа на спине с поднятыми руками (рис. 1A), выполненная с помощью компьютерной томографии с 320 рядами детекторов (Aquilion ONE, Canon Medical Systems, Otawara , Япония) и КТ вертикального положения туловища с низкой дозой облучения в положении стоя (рис. 1B) и сидя с опущенными руками (рис. 1C), выполняемые с помощью вертикального компьютерного томографа с 320 рядами детекторов (прототип TSX-401R, Canon Medical Systems ) ^2,6 в тот же день.Субъекты сканировались в трех положениях при задержке дыхания как в конце вдоха, при почти полной емкости легких на PFT, так и в конце выдоха, около функциональной остаточной емкости на PFT, как описано в предыдущем исследовании ¹³ . Кроме того, этим добровольцам были сделаны снимки головы и шеи в положении лежа на спине и сканирование головы в положении сидя; однако в этом исследовании анализировались только данные о грудной клетке.

Обычное КТ-исследование в положении лежа ( A ), КТ-исследование в вертикальном положении в положении стоя ( B ) и КТ-исследование в вертикальном положении в положении сидя ( C ).Обычная компьютерная томография в положении лежа на спине ( A ) выполнялась с поднятыми руками испытуемого как при задержке дыхания на глубоком вдохе, так и при задержке дыхания на выдохе. КТ-исследования в вертикальном положении в положении стоя ( B ) и сидя ( C ) выполнялись с опущенными руками пациента во время как задержки дыхания на глубоком вдохе, так и задержки дыхания на выдохе. Для безопасности при вертикальном КТ-сканировании, акриловая стена, окружающая тело, была добавлена ​​для предотвращения падений с механизмом предотвращения защемления и механизмом управления блокировкой контактов.Кроме того, для стабилизации пациентов в положении стоя была включена опора для спины длиной 2,3 м, сделанная из углерода; он был установлен между полом и верхом системы ( B ). Положение установки можно регулировать в зависимости от размеров тела человека или условий сканирования. Чтобы поддержать слабых или пожилых пациентов, к штанге можно прикрепить липучку и свободно обернуть ее вокруг тела пациента. В этом исследовании участниками были здоровые добровольцы; Таким образом, мы не использовали липучку.

Что касается туловища тела, все КТ-исследования с низкой дозой облучения не были усилены и проводились с автоматическим контролем экспозиции с использованием индекса шума 24 для толщины среза 5 мм (диапазон тока трубки 10–350 мА). Другие параметры сканирования были одинаковыми для компьютерной томографии в положении лежа на спине, стоя и сидя: пиковое напряжение трубки, 100 кВп; скорость вращения 0,5 с; коллимация срезов 0,5 мм × 80; и коэффициент шага 0,813. Серия смежных изображений толщиной 0,5 мм была реконструирована с помощью Adaptive Iterative Dose Reduction 3D (Canon Medical Systems) ¹⁴ .Сумма объемного индекса дозы КТ для КТ вдоха и выдоха в положениях КТ лежа, стоя и сидя составила 14,97 ± 3,43 мГр (КТ лежа на спине, 4,39 ± 1,01 мГр; КТ стоя, 5,39 ± 1,28 мГр; КТ сидя, 5,19 ± 1,39 мГр).

Тест функции легких

Все участники прошли PFT в тот же день компьютерной томографии (в течение двух часов после компьютерной томографии). PFT выполняли в стабильном состоянии, испытуемый находился в сидячем положении, с использованием спирометра (Chestc-8900, Chest M.I., Токио, Япония) в соответствии с рекомендациями ATS / Европейского респираторного общества ^15,16 . Остаточный объем и общую емкость легких измеряли с использованием метода разведения гелия при нескольких вдохах. Прогнозируемые значения спирометрических измерений были взяты из руководящих принципов Японского респираторного общества ¹⁷ .

Измерение объема легких и долей с помощью КТ

Первые измерения объема легких и долей на КТ у всех 100 добровольцев в каждой позиции были выполнены рентгенологом грудной клетки с 14-летним опытом (Ю.Y.), используя имеющуюся в продаже рабочую станцию ​​(Synapse Vincent, Fuji Film Co., Ltd., Токио, Япония). Эта рабочая станция включала в себя систему компьютерной диагностики долей (CAD), которая, как было продемонстрировано, позволяет точно измерять объемы долей в предыдущем исследовании ¹⁸ . Эта система автоматически извлекала правое и левое легкие, распознавала долевые бронхи и определяла расположение трещин (рис. 2) ^6,19 . Рентгенолог грудной клетки проверил результаты сегментации, определенные с помощью CAD, и вручную скорректировал их, обозначив трещины, когда система CAD не смогла их правильно идентифицировать, как описано в предыдущем исследовании ^6,19 .Примерно одна треть сегментов требовала незначительной ручной коррекции (изменение объемов менее 10% во всех исправленных случаях). Второе измерение у первых 20 добровольцев было выполнено тем же радиологом для оценки согласия между наблюдателями через 1 месяц после первой оценки. Чтобы оценить согласие между наблюдателями, объем легких у первых 20 добровольцев был измерен другим общим рентгенологом с 5-летним опытом (Y.Y.).

Типичная сегментация и измерение объема легкого / доли вдоха / выдоха у 39-летнего мужчины: аксиальное ( A ), сагиттальное ( B ) и корональное ( C ) изображения, и объемные изображения ( D ), полученные в положениях лежа на спине, стоя и сидя.Желтый — правая верхняя доля, синий — правая средняя доля, зеленый — правая нижняя доля, розовый — левая верхняя доля, а фиолетовый — левая нижняя доля.

Все измерения проводились случайным образом слепым методом. Во время всех измерений радиологи также не знали характеристик участников и результатов PFT. Также были рассчитаны пропорциональные объемы каждого легкого и каждой доли относительно общего объема легких, изменения объема легких и долей от выдоха к вдоху на КТ, а также отношение объема легкого / доли вдоха к объему легкого / доли выдоха.

Статистический анализ

Данные представлены как среднее ± стандартное отклонение. Парные t-тесты были выполнены для анализа различий в объемах всех легких, правого легкого, левого легкого и каждой доли в положении лежа на спине, стоя и сидя; различия в пропорциональных объемах каждого легкого и каждой доли относительно общего объема легких между тремя положениями; разница в объеме меняется от выдоха к вдоху среди трех позиций; и различия в соотношении объема легкого / доли вдоха к объему легкого / доли выдоха в трех положениях.Для множественных сравнений использовалась поправка Бонферрони. Разницу в возрасте между мужчинами и женщинами оценивали с помощью критерия Стьюдента t . Соглашения между наблюдателями и внутри наблюдателя оценивались путем измерения коэффициентов внутриклассовой корреляции. Корреляции между объемами на компьютерной томографии в каждой позиции и измерениями на PFT (общая емкость легких, функциональная остаточная емкость и способность вдоха) также оценивались путем измерения коэффициентов внутриклассовой корреляции. Связь между объемами на компьютерной томографии в каждой позиции и измерениями на PFT (общая емкость легких, функциональная остаточная емкость и способность вдоха) оценивалась с помощью теста коэффициента корреляции Пирсона.Уровень значимости для всех тестов составил 5% (двусторонний). Все данные были проанализированы с использованием коммерчески доступной программы (JMP версии 12; SAS Institute Inc, Кэри, Северная Каролина, США).

Биология 2e, Строение и функции животных, Дыхательная система, Газообмен через респираторные поверхности

У разных животных разная емкость легких в зависимости от их деятельности. Гепарды развили гораздо большую емкость легких, чем люди; он помогает снабжать кислородом все мышцы тела и позволяет им работать очень быстро.У слонов также большая емкость легких. В данном случае это происходит не потому, что они быстро бегают, а потому, что у них большое тело и они должны поглощать кислород в соответствии с размером своего тела.

Размер легких человека определяется генетикой, полом и ростом. При максимальной емкости среднее легкое может вмещать почти шесть литров воздуха, но легкие обычно не работают на максимальной емкости. Воздух в легких измеряется в единицах объема легких и объема легких (рисунок и таблица).Объем измеряет количество воздуха для одной функции (например, вдоха или выдоха). Емкость — это любые два или более объемов (например, сколько можно вдохнуть после окончания максимального выдоха).

Объем легких можно разделить на четыре единицы: дыхательный объем, резервный объем выдоха, резервный объем вдоха и остаточный объем. Дыхательный объем (TV) измеряет количество вдыхаемого и выдыхаемого воздуха при нормальном дыхании. В среднем этот объем составляет около полутора литров, что немного меньше вместимости бутылки для напитков на 20 унций. Резервный объем выдоха (ERV) — это дополнительное количество воздуха, которое может выдохнуть после нормального выдоха.Это резервная сумма, которую можно выдохнуть сверх нормы. И наоборот, резервный объем вдоха (IRV) — это дополнительное количество воздуха, которое можно вдохнуть после обычного вдоха. Остаточный объем (RV) — это количество воздуха, которое остается после выдоха резервного объема выдоха. Легкие никогда не бывают полностью пустыми: в легких всегда остается немного воздуха после максимального выдоха. Если бы этого остаточного объема не существовало и легкие полностью опорожнялись бы, ткани легкого слиплись бы, и энергия, необходимая для повторного наполнения легкого, могла бы быть слишком большой, чтобы ее можно было преодолеть.Поэтому в легких всегда остается немного воздуха. Остаточный объем также важен для предотвращения больших колебаний дыхательных газов (O ₂ и CO ₂ ). Остаточный объем — это единственный объем легких, который нельзя измерить напрямую, потому что невозможно полностью освободить легкое от воздуха. Этот объем можно только рассчитать, а не измерить.

Вместимость — это измерение двух или более объемов. Жизненная емкость (VC) измеряет максимальное количество воздуха, которое можно вдохнуть или выдохнуть во время дыхательного цикла.Это сумма резервного объема выдоха, дыхательного объема и резервного объема вдоха. Емкость вдоха (IC) — это количество воздуха, которое можно вдохнуть после окончания нормального выдоха. Следовательно, это сумма дыхательного объема и резервного объема вдоха. Функциональная остаточная емкость (FRC) включает резервный объем выдоха и остаточный объем. FRC измеряет количество дополнительного воздуха, которое можно выдохнуть после нормального выдоха.Наконец, общая емкость легких (TLC) — это измерение общего количества воздуха, которое может удерживать легкое. Это сумма остаточного объема, резервного объема выдоха, дыхательного объема и резервного объема вдоха.

Объем легких измеряется методом спирометрии . Важным измерением, проводимым во время спирометрии, является объем форсированного выдоха (ОФВ) , который измеряет, сколько воздуха может быть вытеснено из легких за определенный период, обычно за одну секунду (ОФВ1).Кроме того, измеряется форсированная жизненная емкость легких (FVC), которая представляет собой общее количество воздуха, которое можно принудительно выдохнуть. Отношение этих значений (соотношение ОФВ1 / ФЖЕЛ ) используется для диагностики заболеваний легких, включая астму, эмфизему и фиброз. Если соотношение FEV1 / FVC высокое, легкие не податливы (это означает, что они жесткие и не могут правильно сгибаться), и у пациента, скорее всего, есть фиброз легких. Пациенты очень быстро выдыхают большую часть объема легких. И наоборот, когда соотношение ОФВ1 / ФЖЕЛ низкое, в легких возникает сопротивление, характерное для астмы.В этом случае пациенту трудно вывести воздух из легких, и требуется много времени, чтобы достичь максимального объема выдоха. В любом случае дыхание затруднено и возникают осложнения.

Связь с карьерой

Респираторный терапевт Респираторные терапевты или практикующие врачи-респираторы оценивают и лечат пациентов с легочными и сердечно-сосудистыми заболеваниями. Они работают в составе медицинской команды, разрабатывая планы лечения для пациентов. Респираторные терапевты могут лечить недоношенных детей с недоразвитыми легкими, пациентов с хроническими состояниями, такими как астма, или пожилых пациентов, страдающих такими заболеваниями легких, как эмфизема и хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ).