Респираторная медицина. Руководство (в 2-х томах)
Шрифт:
Графический анализ этих взаимоотношений осуществляется с использованием диаграммы О<sub>2</sub> - СО<sub>2</sub>, на которой показатели Р<sub>О2</sub> представлены на горизонтальной оси а Р<sub>СО2</sub> - на вертикальной. Диаграмма использовалась для решения многих проблем, связанных с вентиляционно-перфузионными отношениями.
Очень важно иметь в виду топографическую неравномерность газообмена, которая имеет место в здоровом легком в вертикальном положении, как результат вентиляционно-перфузионной неравномерности. Вентиляция и кровоток на единицу объема снижаются в верхних отделах по сравнению с нижними. Изменение кровотока более выражено, чем изменения вентиляции. И как следствие, вентиляционно-перфузионное отношение повышается от более низкого уровня в базальных отделах до более высокого - в апикальных.
Так как ВПО определяют газообмен, то Р<sub>О2</sub> повышается примерно на 40 мм рт.ст. от основания к верхушке легкого, в то время как Р<sub>СО2</sub> падает примерно на 14 мм рт.ст. Показатель рН в области верхушек более высокий из-за низкого уровня Р<sub>СО2</sub>. Очень малая часть потребления кислорода происходит в апикальных отделах из-за низкого кровотока.
Данные, представленные на рис. 2--9 демонстрируют показатели вентиляции, кровотока и ВПО на всех 9 уровнях от верхушек до апикальных отделов, которые могут рассматриваться как частотное распределение вентиляционно-перфузионных отношений. Показано, что большая часть кровотока поступает в базальные отделы, но напряжение (Р<sub>О2</sub>) и концентрация кислорода в конечно-капиллярной крови этих отделов наиболее низкая. В результате к легочной венозной крови (системной артериальной) примешивается менее оксигенированная кровь из базальных отделов и снижается артериальное Р<sub>О2</sub>.
ТРАДИЦИОННОЕ ИЗМЕРЕНИЕ ВЕНТИЛЯЦИОННО-ПЕРФУЗИОННОЙ НЕРАВНОМЕРНОСТИ
Традиционными критериями ВПО являются показатели Р<sub>О2</sub> и Р<sub>СО2</sub> в артериальной крови и выдыхаемом воздухе. Артериальное Р<sub>О2</sub>, конечно же, дает некоторую информацию о степени вентиляционно-перфузионной неравномерности (ВПН). В целом, чем ниже Р<sub>О2</sub>, тем более выражено несоответствие вентиляции и кровотока. Основное достоинство этого измерения - простота. Недостатком же этого метода является высокая чувствительность к общей вентиляции и легочному кровотоку.
path: pictures/2-9.png
Рис. 2-9. Региональные различия газообмена в легких в вертикальном положении. Легкое делят на 9 воображаемых зон (Q - кровоток, Vol - объем, VA - поток газа) (West J.B. Respiratory Physiology - the Essentials. 7th ed.
– Baltimore: Lippincott Williams and Wilkins, 2005).
Вследствие этих ограничений часто приходится оценивать альвеолоартериальную разницу по Р<sub>О2</sub> (напряжение кислорода). Эта величина является более информативной, чем артериальное Р<sub>О2</sub>, поскольку она менее чувствительна к уровню общей вентиляции. Для понимания важности этого измерения необходимо более детально рассмотреть вопрос об изменении газообмена при ВПН.
На рис. 2--10 показана диаграмма взаимозависимости напряжения кислорода и углекислоты. Что происходит при появлении вентиляционно-перфузионного несоответствия? Обе точки - и альвеолярная, и артериальная - отдаляются от идеальной точки (i). Чем больше вентиляционно-перфузионное несоответствие, тем дальше расходятся эти точки. Кроме того, тип ВПН определяет то, как далеко будет каждая точка двигаться. Например, поддержание высокого уровня вентиляции в отделах с высоким вентиляционно-перфузионным отношением приведет к смещению точки «А» вниз и вправо от идеальной точки i. При поддержании высокого кровотока в легочных отделах с низким вентиляционно-перфузионным отношением точка «а» смещается влево в сторону от идеальной точки по R-линии.
Понятно, что горизонтальная дистанция между альвеолярной и артериальной точками (т.е. смешанная альвеолоартериальная разница по Р<sub>О2</sub>) является важным критерием степени вентиляционно-перфузионной неравномерности. К сожалению, этот показатель практически невозможно получить у большинства пациентов, так как точка «А» обозначает композицию смешанного выдыхаемого газа, за исключением газа анатомического мертвого пространства. При большинстве легочных заболеваний пораженные альвеолы опустошаются последовательно. Наименее плохо вентилируемая альвеола опустошается последней. Таким образом, проба газа, полученная сразу после порции мертвого пространства, не будет репрезентативной в отношении всего смешанного выдыхаемого альвеолярного газа. Только у единичных пациентов, имеющих очень однородную вентиляцию, но неоднородный кровоток, этот индекс может быть использован. В этом случае Р<sub>О2</sub> конечно-экспираторного газа используется для оценки смешанного выдыхаемого альвеолярного газа.
path: pictures/2-10.png
Рис. 2-10. Диаграмма взаимозависимости кислорода и углекислоты, где представлены точки для идеального газа (i), артериальной крови (a) и альвеолярного газа (A). R-линии - отношение респираторного обмена.
Поскольку пробу смешанного выдыхаемого альвеолярного газа в большинстве случаев невозможно получить, более важным индексом может считаться разница по Р<sub>О2</sub> между идеальным альвеолярным газом и артериальной кровью. Этот показатель рассчитывается как горизонтальная дистанция между точками «i» и «a». Идеальное альвеолярное Р<sub>О2</sub> рассчитывается из следующего уравнения альвеолярного газа:
path: pictures/2f-19.png
.(19)
Использование этого уравнения предполагает, что Р<sub>СО2</sub> идеального альвеолярного газа такое же, как и Р<sub>СО2</sub> артериальной крови.
Физиологический шунт является другим важным индексом вентиляционно-перфузионной неравномерности. Он показывает отклонение артериальной точки от идеальной по R-линии крови. Для расчета физиологического шунта представим, что все движение влево артериальной точки обусловлено добавлением смешанной венозной крови (v) к идеальной крови (i). Такое допущение не является столь неприемлемым, как это может показаться, так как из легочных отделов с очень низким ВПО поступает кровь, которая имеет в сущности такой же газовый состав, как и смешанная венозная кровь. Уравнение шунта, используемое в этом случае, будет выглядеть следующим образом:
path: pictures/2f-20.png
,(20)
где Qps - физиологический шунт, Qt - общий легочный кровоток, Ci<sub>O2</sub>, Ca<sub>О2</sub> и C<sub>VO</sub><sub>2</sub> - соответственно концентрации кислорода идеальной, артериальной и смешанной венозной крови. Концентрация кислорода идеальной крови рассчитывается из идеального Р<sub>О2</sub> и кривой диссоциации кислорода. Показатель физиологического шунта в норме должен составлять менее 0,05.
Еще одним традиционно используемым индексом является физиологическое мертвое пространство (также известный как непроизводительная вентиляция - wasted ventilation). В то время как физиологический шунт отражает количество кровотока, поступающего в участки легких с аномально низким ВПО, физиологическое мертвое пространство , напротив, показатель количества вентиляции, поступающей в участки с аномально высоким ВПО. Таким образом, оба этих индекса позволяют измерить обе конечные точки спектра характеристик вентиляционно-перфузионных отношений.
Для расчета физиологического мертвого пространства представим, что все отклонение альвеолярной точки «А» от идеальной точки «i» обусловлено добавлением вдыхаемого газа I к идеальному газу. Опять же, это не настолько некорректно, как может показаться на первый взгляд, так как участки с очень высокими ВПО ведут себя очень похоже на точку I. Смешанный выдыхаемый газ содержит порцию из анатомического мертвого пространства, которая еще больше приближает состав этого газа к инспираторному (т.е. к точке I). Уравнение Bohr поэтому используется в следующем виде: