Мостовой А.В., Иванов С.Л., Детская городская больница №1, С-Петербург.
Газообмен при высокочастотной искусственной вентиляции легких – результат сложения нескольких механизмов, наиболее важные из которых осевой поток и молекулярная диффузия газов.
Молекулярная диффузия газов – главный механизм газообмена в альвеолярной
области. Она происходит непосредственно у альвеолокапиллярной мембраны.
Парциальное давление кислорода и углекислого газа между альвеолой и капилляром
уравновешивается. Этот механизм работает еще и там, куда осевой поток не
достигает, или доходит в малых количествах, недостаточных для осуществления
адекватного газообмена.
Прямая альвеолярная вентиляция происходит за счет основного осевого потока в
отделах легких, прилежащих к крупным бронхам, как и при традиционной
искусственной вентиляции легких.
Высокоскоростной профиль имеет форму конуса. Чем выше скорость газового потока,
тем дальше в дыхательные пути проникают молекулы газа. Это происходит за счет
сопротивления стенки дыхательных путей. Поэтому в центре трубки молекулы имеют
большую кинетическую энергию, чем по периферии. Когда поток останавливается,
молекулы продолжают распространяться дальше по трубке и происходит равномерное
смешивание газов.
Во время вдоха
центрально расположенные молекулы газа двигаются быстрее, чем у стенок
дыхательных путей. Во время выдоха основная порция газа возвращается обратно,
но конус отрывается и продолжает движение к терминальным отделам легких.
А. Во время вдоха газовые молекулы в виде цилиндрической порции начинают
двигаться, приобретая форму пули. Поскольку, центрально расположенные молекулы
газа распространяются быстрее, чем у стенок дыхательных путей.
В. В конце вдоха формируется параболический профиль потока.
С. Во время активного выдоха высокоскоростной параболический профиль
стремится к выравниванию
D. После завершения полного дыхательного цикла, в момент нулевого движения
потока, сохраняется смещение («отрыв») верхушки конуса потока дистально и
пристеночного газа проксимально.
Механические свойства
легочной ткани характеризуются сопротивляемостью и резистентностью. Эти два
фактора определяют константу времени. При высокой частоте вентиляции имеются
различные константы времени в различных областях легких. Поэтому происходит
асинхронное заполнение и опустошение разных легочных единиц. В конце выдоха,
когда единица с короткой константой уже пуста и готова заполниться («быстрая
единица»), «медленная единица» все еще продолжает опустошаться. Таким образом,
газ двигается от быстрых единиц к медленным. Во время вдоха быстрые единицы
заполняются и начинают опустошаться, в то время как медленные все еще
продолжают заполняться. Следовательно, газ из быстрых будет двигаться в
медленные единицы. Такое движение газа между смежными дыхательными единицами
происходит из-за несоответствия констант времени, этот механизм транспорта газа
описывается как «пенделлюфт». Физическая основа «пенделлюфта» - тенденция к
гомогенизации газовой смеси в просвете дыхательных путей и некоторых альвеол,
которые не получили порцию свежего газа благодаря прямой альвеолярной
вентиляции.
Рис 1: Влияние различных констант времени на нетипичное газовое распределение и возникновение «пенделлюфта». А. На вдохе быстрые единицы получают большую вентиляцию, в то время как медленные единицы, вследствие частичного повышения резистентности дыхательных путей вентилируются в меньшей степени. В. На выдохе медленные единицы наполняются выдыхаемым газом.
Во время сокращения сердца происходит смешение газов в прилежащих ему отделах легких.
Основная задача при проведении искусственной вениляции легких – поддержание нормальной оксигенации артериальной крови (PaO2 и SaO2) и альвеолярную вентиляцию (РН и РаСО2).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.