Какой объем тела занимают легкие в процентах
Процесс внешнего дыхания обусловлен изменением объема воздуха в легких в течение фаз вдоха и выдоха дыхательного цикла. При спокойном дыхании соотношение длительности вдоха к выдоху в дыхательном цикле равняется в среднем 1:1,3. Внешнее дыхание человека характеризуется частотой и глубиной дыхательных движений. Частота дыхания человека измеряется количеством дыхательных циклов в течение 1 мин и ее величина в покое у взрослого человека варьирует от 12 до 20 в 1 мин. Этот показатель внешнего дыхания возрастает при физической работе, повышении температуры окружающей среды, а также изменяется с возрастом. Например, у новорожденных частота дыхания равна 60—70 в 1 мин, а у людей в возрасте 25—30 лет — в среднем 16 в 1 мин. Глубина дыхания определяется по объему вдыхаемого и выдыхаемого воздуха в течение одного дыхательного цикла. Произведение частоты дыхательных движений на их глубину характеризует основную величину внешнего дыхания — вентиляцию легких. Количественной мерой вентиляции легких является минутный объем дыхания — это объем воздуха, который человек вдыхает и выдыхает за 1 мин. Величина минутного объема дыхания человека в покое варьирует в пределах 6—8 л. При физической работе у человека минутный объем дыхания может возрастать в 7—10 раз.
Рис. 10.5. Объемы и емкости воздуха в легких человека и кривая (спирограмма) изменения объема воздуха в легких при спокойном дыхании, глубоком вдохе и выдохе. ФОЕ — функциональная остаточная емкость.
Легочные объемы воздуха. В физиологии дыхания принята единая номенклатура легочных объемов у человека, которые заполняют легкие при спокойном и глубоком дыхании в фазу вдоха и выдоха дыхательного цикла (рис. 10.5). Легочный объем, который вдыхается или выдыхается человеком при спокойном дыхании, называется дыхательным объемом. Его величина при спокойном дыхании составляет в среднем 500 мл. Максимальное количество воздуха, которое может вдохнуть человек сверх дыхательного объема, называется резервным объемом вдоха (в среднем 3000 мл). Максимальное количество воздуха, которое может выдохнуть человек после спокойного выдоха, называется резервным объемом выдоха (в среднем 1100 мл). Наконец, количество воздуха, которое остается в легких после максимального выдоха, называется остаточным объемом, его величина равна примерно 1200 мл.
Сумма величин двух легочных объемов и более называется легочной емкостью. Объем воздуха в легких человека характеризуется инспираторной емкостью легких, жизненной емкостью легких и функциональной остаточной емкостью легких. Инспираторная емкость легких (3500 мл) представляет собой сумму дыхательного объема и резервного объема вдоха. Жизненная емкость легких (4600 мл) включает в себя дыхательный объем и резервные объемы вдоха и выдоха. Функциональная остаточная емкость легких (1600 мл) представляет собой сумму резервного объема выдоха и остаточного объема легких. Сумма жизненной емкости легких и остаточного объема называется общей емкостью легких, величина которой у человека в среднем равна 5700 мл.
При вдохе легкие человека за счет сокращения диафрагмы и наружных межреберных мышц начинают увеличивать свой объем с уровня функциональной остаточной емкости, и его величина при спокойном дыхании составляет дыхательный объем, а при глубоком дыхании — достигает различных величин резервного объема вдоха. При выдохе объем легких вновь возвращается к исходному уровню функциональной остаточной емкости пассивно, за счет эластической тяги легких. Если в объем выдыхаемого воздуха начинает входит воздух функциональной остаточной емкости, что имеет место при глубоком дыхании, а также при кашле или чиханье, то выдох осуществляться за счет сокращения мышц брюшной стенки. В этом случае величина внутриплеврального давления, как правило, становится выше атмосферного давления, что обусловливает наибольшую скорость потока воздуха в дыхательных путях.
Объем легких взрослого человека в литрах
Одним из важнейших показателей, отталкиваясь от которых можно выявить то или иное нарушение дыхательной системы, является объём лёгких, или так называемая «лёгочная ёмкость». Лёгочная ёмкость того или иного человека измеряется в количестве воздуха, которое может пройти через его лёгкие при вдохе после того, как он максимально глубоко выдыхнет. У взрослых мужчин оно обычно достигает примерно 3-4 литров, хотя нередко может доходить и до 6 литров.
При среднестатистическом вдохе используется очень малая часть от всего этого количества воздуха, всего где-то около 500 мл. Количество воздуха, проходящее через дыхательные пути при нормальном дыхании, называется «дыхательным объёмом» лёгких, и он никогда не бывает равным полной лёгочной ёмкости.
Величина объёма лёгких у разных людей
Самые большие и самые маленькие лёгочные ёмкости имеют люди со следующими природными или приобретёнными данными (наибольшие — в левой колонке, наименьшие — в правой):
Объём лёгких человека: таблица
| мужской пол | женский пол |
| высокий рост | низкий рост |
| астенический тип | гиперстенический тип |
| отсутствие склонности к употреблению никотина | имеющаяся склонность к употреблению никотина |
| постоянное пребывание на местности, расположенной на достаточной высоте над уровнем моря | постоянное пребывание на местности, расположенной ниже уровня моря |
Чем больше высота, тем меньше атмосферное давление и, тем самым, затруднительнее проникновение кислорода в кровь человека. Следовательно, на большом расстоянии от уровня моря лёгкие могут проводить куда меньше кислорода, чем на маленьком. Тем самым, ткани, адаптируясь к новым условиям, повышают свою кислородопроводимость.
Как вычислить лёгочный объём
Объём лёгких человека можно рассчитывать следующими способами:
В каких величинах измеряется объём лёгких
Жизненная ёмкость лёгких
Чтобы получить его значение, нужно сделать максимально возможный глубокий вдох, и затем максимально возможный глубокий выдох. То количество воздуха, которое выйдет при выдохе — и есть ЖЕЛ. То есть жизненная ёмкость — это максимальное количество воздуха, которое может пройти через дыхательные пути человека. Как уже упоминалось ранее, величина жизненной емкости дыхательных путей составляет обычно от 3 до 6 литров. При помощи пневмотахометрии, которая активно задействуется в медицине с недавних времён, можно определить ФЖЕЛ — форсированную жизненную ёмкость лёгких.
Определяя своё собственное значение ФЖЕЛ, человек сначала делает всё тот же максимально глубокий вдох, а следом выдыхает набранный воздух с максимально возможной скоростью движения выдыхаемого потока. Это и будет так называемый «форсированный выдох». Дальше уже компьютер сам проанализирует и рассчитает необходимое значение.
Дыхательный объём
Воздух, который успевает как попадать в лёгкие, так и выходить из них, при нормальном дыхании и за один дыхательный цикл, называется «дыхательным объёмом» или, иначе, «глубиной дыхания». В среднем она у каждого взрослого человека равняется 500 мл (общий диапазон — от 300 до 800 мл), у ребёнка возрастом один месяц — 30 мл, один год — 70 мл, десять лет — 230 мл.
Нормальную глубину (и частоту) дыхания называют «эупноэ». Бывает, что глубина дыхания у человека заметно превышает норму. Такое, чересчур глубокое дыхание, называется «гиперпноэ». Бывает, что, наоборот, оно до нормы не дотягивает. Такое дыхание называется «олигопноэ». От 8 до 20 вдохов/выдохов в минуту — это есть нормальная частота дыхания взрослого человека, 50 таких же циклов — эупноэ месячного младенца, 35 циклов — эупноэ годовалого малыша, 20 — десятилетнего ребёнка.
Помимо этого, есть ещё:
Видео
Из этого видео вы узнаете, что же такое объем легких человека.
The measurement of lung water.
Neale R. Lange and Daniel P. Schuster
Статья опубликована в журнале Crit Care 1999, 3:R19–R24
РЕЗЮМЕ
Введение: в данном обзоре мы проводим сравнение современных методов количественной оценки отека легких.
Выводы: Стандартная рентгенограмма органов грудной клетки остается лучшим скрининговым методом для диагностики отека легких. Методы разведения индикатора, возможно, являются наилучшими для количественного определения содержания воды в легких.
ВВЕДЕНИЕ
EVLW=(Lp*S)[(Pc –Pi )–s(Пc – Пi)] – ток лимфы [1],
Это уравнение описывает формирование интерстициального отека. В последующем жидкость окажется уже в просвете альвеол, и такой отек легких уже будет называться альвеолярным (2,3). В норме ВСВЛ не превышает 500 мл (4-7). При альвеолярном отеке содержание воды в легких обычно на 75-100% превышает нормальные значения (8). Если это так, то начинает нарушаться функция легких. Итак, любой метод, который может использоваться в клинике для определения изменения содержания ВСВЛ, должен быть настолько чувствительным, чтобы выявлять эти изменения еще до развития альвеолярного отека.
Хотя пока не доказано, как исход отека легких зависит от его количественных характеристик (избытка воды и продолжительности), очень важно, чтобы мы и могли диагностировать отек легкого еще до того, как он перейдет в альвеолярную фазу, и проследить течение отека и его динамику при тех или иных методах лечения, в том числе и в эксперименте, и при исследовании новых лекарственных препаратов.
Идеальный метод диагностики отека легких должен быть точным, чувствительным, воспроизводимым, неинвазивным, практичным и недорогим (9). Но до сих пор такого метода изобретено не было. В эксперименте ВСВЛ можно определять с помощью гистологических и гравиметрических методов (10). В данном сравнительном обзоре мы уделили внимание тем методам, которые могут применяться в клинике.
МЕТОДЫ МЕДИЦИНСКОЙ ВИЗУАЛИЗАЦИИ
Общие рассуждения
Все методы медицинской визуализации способны давать дискретную информацию об объеме органа. Каждый двумерный (пиксел) или объемный (воксел) элемент изображения легких представляет собой также отражение определенного объема. Итак, можно ввести относительную единицу ВСВЛ (например, мл ВСВЛ на мл емкости легочной ткани). Так как легкие содержат воздух, количество легочной паренхимы, внутри которой может располагаться воксел, зависит от исходного состояния раздувания легочной ткани (объемов легких). Чтобы количественно оценить изменения ВСВЛ на изображения в абсолютных терминах, необходимо провести интегральную оценку сигнала со всего органа.
Рентгенография органов грудной клетки
2) По мере увеличения содержания ВСВЛ степень понижения прозрачности легочной ткани также возрастает (небольшой и умеренно тяжелый отек обычно занимает нижележащие отделы легких, в зависимости от положения тела больного, а тяжелый отек распространяется уже по всем легким (12)
3) По мере дальнейшего нарастания отека вода вытесняет воздух из альвеол, увеличивается плотность «инфильтратов» или «затенений» увеличивается, то есть легкие становятся все более «белыми».
Хотя этот метод можно назвать неплохим в отношении качественной диагностики отека легких и обнаружения его причин, точность (то есть определение количества ВСВЛ) значительно ограничена режимами выполнения рентгеновского снимка и описанием (так как это не поддается стандартизации, особенно в условиях отделения интенсивной терапии) (13,14). Корреляция между количеством ВСВЛ, определенным на стандартных рентгенограммах, и результатами других методов, достаточно слаба (15).
Компьютерная рентгеновская томография
Главными преимуществами использования компьютерной рентгеновской томографии (КТ) перед конвенциональной рентгенографией является возможность количественной оценки плотности инфильтратов и естественно, более точное определение причины отека легких. Плотность легочной ткани можно определить количественно, так как при КТ используются такой количественный параметр, как единицы Хаунсфилда, которые калиброваны по объектам с известной плотностью. В эксперименте оказалось, что увеличение плотности легких на КТ в единицах Хаунсфилда соответствует увеличению плотности легочной ткани, измеренной гравиметрическим методом, на 250% (16) (эта разница в процентном отношении ничего не говорит о точности, так как единицы измерения были разными). КТ-денситометрия способна улавливать достаточно небольшие (в пределах 50%) степени увеличения ВСВЛ у экспериментальных животных (17). К сожалению, это исследование невозможно выполнить в отделении интенсивной терапии и он сопровождается довольно большой лучевой нагрузкой.
Метод ядерно-магнитного резонанаса, или магнитно-резонансная томография (МРТ)
Другой метод оценки содержания воды в легких основан на способности ядер водорода (протонов) молекул менять свою ориентацию в пространстве под действием внешнего магнитного поля (18). Когда человек находится в камере магнитно-резонансного томографа, и подвергается воздействию переменного (электромагнитного) или постоянного магнитного поля, возникает феномен «ядерно-магнитного резонанса», так как атомы водорода поглощают и испускают энергию в зависимости от магнитного поля. Эту энергию можно зарегистрировать с помощью усилителей, расположенных определенным образом, в результате чего возникает сигнал различной интенсивности в зависимости от напряжения магнитного поля и его частоты. Этот параметр может использоваться для оценки содержания воды в легких.
Т1 и Т2-взвешенные изображения отличаются по виду тканей, который исследуется, что теоретически увеличивает возможность применения МРТ для выявления составляющих отека легких, а именно дифференцировки отека, возникающего вследствие повышения давления в сосудах малого круга (в отечной жидкости мало белка) и отека, вызванного увеличением сосудистой проницаемости (в отечной жидкости много белка), то есть с помощью неинвазивного метода отличить кардиогенный отек легких от респираторного дистресс-синдрома взрослых (РДСВ). У крыс эти исследования проводились с помощью контрастного вещества с молекулярной массой 40 000 дальтон (30).
Позитронно-эмиссионная томография
Содержание воды в легких можно измерить либо напрямую, либо при оценке измерений тканевой плотности (32,33). С помощью этого метода определяется водная фракция легкого (0,82-0,84 мл/г). Иногда вводят небольшую поправку (-2%) на разницу плотности крови и воды (34).
Исследования показали, что измерение ВСВЛ с помощью ПЭТ коррелирует с результатами гравиметрического метода достаточно хорошо (r=0,86-0,93), даже при отсутствии коррекции на гематокрит венозной крови и плотность периферической крови (36,37). Возможно, вследствие отсутствия такой коррекции результаты измерения ВСВЛ с помощью ПЭТ всегда ниже, чем результаты гравиметрического метода на 10-15%. Однако результаты ПЭТ имеют очень высокую воспроизводимость (коэффициент вариации для повторных измерений менее 5%) и линейность (r=0,99 для изменения содержания воды в легких в пределах увеличения и уменьшения в 20 раз) (37). Метод также обладает исключительной чувствительностью: с помощью ПЭТ можно обнаружить даже 1 мл лишней внесосудистой воды.
Несмотря на эти впечатляющие результаты, ПЭТ является очень дорогим методом (как и МРТ) и выполнение этого исследование возможно далеко не в каждом лечебном учреждении (в отличие от МРТ, которая все-таки более доступна). При позитронно-эмиссионной томографии существует ионизирующее излучение, а соответственно, и лучевая нагрузка (хотя она и невелика). Как при компьютерной рентгеновской или магнитно-резонансной томографии, больного везут к томографу, что для отделения интенсивной терапии представляет сложную задачу.
Электрическая импедансная томография (ЭИТ)
Воздух и жидкость обладают разными сопротивлениями току электричества через организм. Измерение торакального биоэлектрического импеданса, возникающего в ответ на переменный ток низкой амплитуды дает значение сопротивления, которое может коррелировать с результатами измерения ВСВЛ гравиметрическим методом после коррекции на массу тела (38-40). Недавно было проведено исследование с применением динамической реконструкции поперечного среза в соответствии с сердечным циклом, что позволило сделать этот метод более чувствительным и специфичным (41), а соответственно, более привлекательным для клиники. Еще одним преимуществом этого метода является легкость перемещения аппаратуры, отсутствие лучевой нагрузки и возможность выполнения у постели больного, в том числе и в отделении интенсивной терапии.
МЕТОДЫ РАЗВЕДЕНИЯ ИНДИКАТОРА
Измерение ВСВЛ может быть также проведено с помощью методов измерения индикаторов, в которых используются так называемые подходы «среднего времени транзита» или «кривая-объем», которые позволяют анализировать зависимости температуры или концентрации от времени (42-45).
При использовании метода разведения индикатора применяются свободно диффундирующие (тепло/холод) и недиффундирующие (например, индоциановый зеленый, который связывается с альбумином крови) индикаторы, которые имеют один и тот же поток при разных объемах распределения. Разница среднего времени транзита двух индикаторов и будет внесосудистым термальным объемом (ВТО). При использовании метода «кривая-объем» строится кривая термодилюции индикатора при прохождении его через наибольший объем (легкие). Когда это значение умножается на сердечный выброс, можно рассчитать термальный объем легких (ТВЛ). Дальнейшая коррекция на объем крови внутри грудной клетки и даст нам значение ВСВЛ. Этого можно достигнуть путем однократной инъекции термального индикатора, что позволяет уйти от применения индоцианового зеленого (46,47).
Так как содержание внесосудистой воды в миокарде и нелегочных кровеносных сосудах по отношению к количеству внесосудистой воды в легких относительно невелико, ВТО и ВСВЛ обычно рассматриваются, как эквивалентные показатели. Многочисленные исследования показали, что ВТО обычно (но не всегда) практически равен ВСВЛ (43,44). Effros (43) и Allison с соавт. (44) указали, что измерение ВТО дает эквивалентные ВСВЛ результаты только тогда, когда принимаются во внимание относительное время транзита термального индикатора через эритроциты по сравнению с плазмой, относительная специфическая теплота внесосудистой ткани по сравнению с плазмой, плотность крови и фракция воды во внесосудистой жидкости. Без таких поправок ВТО превосходит ВСВЛ (а соответственно, может быть переоценка) на 24% даже в здоровых легких. Интересно, что при нарастании отека большую часть внесосудистого пространства занимает вода, и ошибка метода (которая характерна для коммерческих устройств) уменьшается.
Преимущества измерения ВСВЛ методом разведения одного или двух индикаторов следующие: методы относительно просты для выполнения, безопасны, воспроизводимы и легко повторяются. С другой стороны, они в некоторой степени инвазивны (требуется катетеризация центральных вен и артерий). Вдобавок, накопление внесосудистой воды в любом отделе легких ниже места обструкции сосуда выявить невозможно (44). Аналогичная проблема существует и для отделов легких с плохой перфузией, например, в результате применения такого режима вентиляции, как положительное давление в конце выдоха (ПДКВ) (42,44,52).
