Понятие объема легких человека. Жизненная ёмкость лёгких

ЖИЗНЕННАЯ ЕМКОСТЬ ЛЕГКИХ

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) - наибольшее количество воздуха, которое можно выдохнуть после максимального вдоха. ЖЕЛ складывается из дыхательного объема и резервных объемов вдоха и выдоха.

ЖЕЛ - один из важнейших показателей, позволяющих судить о подвижности легких и грудной клетки. ЖЕЛ зависит от возраста, пола, физической активности, размеров тела и т. д.

После 40 лет ЖЕЛ уменьшается тем больше, чем меньше физическая активность человека. Как правило, у женщин ЖЕЛ на 20-25% меньше, чем у мужчин. У среднего взрослого здорового мужчины:

- в возрасте 20-30 лет ЖЕЛ составляет 4,8 л., у женщины - 3,6 л.;
- в возрасте 50-60 лет 3,8 и 3,0 л.

У молодого мужчины ЖЕЛ в норме можно определить по формуле:

У взрослого здорового человека ЖЕЛ меняется в пределах от 3500 до 7000 мл. и зависит от ряда факторов, а именно:

- от пола;
- от показателей физического развития, преимущественно от объема грудной клетки;
- от того, занимается или нет человек двигательными видами спорта (бег, лыжи, плавание и т. д.). Естественно, что если человек занимается этими видами спорта, то у него ЖЕЛ значительно больше, чем у тех, которые не увлекаются спортом.

Кроме того, ЖЕЛ зависит от возраста.

ЖЕЛ состоит из нескольких объемов:

1. Дыхательный объем (ДО) - это количество воздуха, которое поступает и выводится из легких при спокойном дыхании. У взрослого здорового человека он колеблется в пределах 500-600 мл.;
2. Резервный объем вдоха (РОВд) - это максимальное количество воздуха, которое может поступить в легкие после спокойного вдоха. Этот объем составляет 1500-2500 мл.;
3. Резервный объем выдоха (РОВыд) - это максимальное количество воздуха, которое может вывестись из легких после спокойного выдоха. Резервный объем выдоха составляет 1000-1500 мл.

Для правильной оценки ЖЕЛ необходимо знать должную жизненную емкость легких (ДЖЕЛ), которая рассчитывается по формуле Болдуина. Отклонения ЖЕЛ от ДЖЕЛ не должны превышать ±10%. Даже при максимальном выдохе в легких, в силу их структурных особенностей, остается большое количество воздуха, которое составляет 1000-1200 мл. и называется остаточным объемом (ОО). грудной орган дыхание

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) - показатель, отражающий функциональные возможности системы дыхания, измеряется с помощью спирометра. Человек стоя делает полный вдох, зажимает нос и, обхватив губами мундштук прибора, делает равномерный, максимально глубокий выдох, стараясь держаться при этом прямо, не сутулясь. Делаются 2-3 измерения, и фиксируется наибольший результат с точностью в пределах 100 кубических сантиметров. Чтобы оценить полученные данные, величину ЖЁЛ сравниваем с так называемой должной для вас величиной ЖЕЛ.

Для поддержания нормальной жизнедеятельности человеческому организму необходим кислород в количестве, достаточном для каждого конкретного физического состояния. Объем требуемого воздуха может различаться в зависимости от степени физической нагрузки в определенный момент времени, состояния здоровья, возраста и пола человека.

Органы дыхания и, в частности, легкие непосредственно участвуют в обеспечении организма кислородом. В зависимости от их физико-механических свойств человек может подвергать себя более или менее интенсивным нагрузкам, которые в особенности требовательны к наличию достаточного количества кислорода в крови.

Что такое ЖЕЛ?

Этот медицинский термин обозначает максимальное количество воздуха, которое человек может вдохнуть после полного выдоха и лишь частично характеризует емкостные показатели дыхательной системы.

Если человек больше не может продолжать выдох, это не говорит о том, что его легкие полностью опустошены. Содержимое легочных альвеол, которое остается в них после полного выдоха принято называть остаточным.

ЖЕЛ и остаточный объем формируют общую емкость легких (ОЕЛ). Иными словами, ОЕЛ – это объем всего воздуха, который легкие способны вместить в результате максимального вдоха.

Остаточный объем легких, составляющий ¾ ОЕЛ, считается нормальным в большинстве случаев.

В спокойном состоянии здоровый организм потребляет в среднем 0,5 л воздуха за один вдох. После обычного выдоха легочные ткани содержат в себе определенный объем газа, который называют резервным. В то же время количество воздуха, которое можно вдохнуть после обычного вдоха, называют дополнительным.

Таким образом, можно выделить следующие объемы, характеризующие легкие человека:

Дыхательный (обычное дыхание) – для здорового человека норма приблизительно равна 500 мл.
Резервный (остаток после обычного выдоха) – 1500мл.
Дополнительный (позволяет вдохнуть большее количество воздуха) – 1500мл.
Остаточный (заполняет легочные альвеолы после полного выдоха) – 1500мл.

Емкостные характеристики легких:

ЖЕЛ – (сумма дыхательного, резервного и дополнительного объемов) – 4500мл.
ОЕЛ – (сумма жизненной емкости и остаточного объема легких). Емкость легких в среднем составляет 6000мл.
ФОЕ – функциональная остаточная емкость – 3000мл. Воздух, который остается в легких после обычного выдоха в спокойном состоянии. Фактически, это сумма остаточного и резервного объемов легких.

Все вышеперечисленные значения представляют собой приблизительные величины для среднестатистического взрослого здорового человека . Эти величины могут значительно (30% и более) отличат ь ся в зависимости от физических и возрастных показателей.

Выявление отклонений от нормы

Для обнаружения патологических изменений в организме пациента важно определить отклонения в ЖЕЛ от показателей, нормальных для каждого конкретного человека. А так как этот показатель может значительно отличаться, были созданы специальные формулы, при помощи которых, на основании эмпирических данных, можно вычислить так называемую должную жизненную емкость легких (ДЖЕЛ), свойственную человеку с определенными возрастными и физическими показателями.

Для расчета ДЖЕЛ за основу брали данные заведомо здоровых людей, определенного возраста, телосложения, пола и физического развития. На основании этих факторов строились зависимости для расчета коэффициентов, которые используются в формулах вычисления должной жизненной емкости легких людей со сходными характеристиками.

Наиболее распространенные методики расчета ДЖЕЛ:

1. Метод Anthoni. Этот способ подразумевает использование величины должного общего обмена (имеется в виду обмен веществ) перемноженной на соответствующие коэффициенты, которые берутся из таблиц.
2. Метод разработанный Н. Н. Канаевым. Не использует общий обмен в качестве корреляционного фактора, по причине отсутствия прямой зависимости межу ЖЕЛ и массой тела. Метод основан на использовании возраста, роста и пола обследуемого, а также коэффициентов, полученных на основании соответствующих данных здоровых людей.

Согласно этому способу ДЖЕЛ для мужчин будет рассчитываться следующим образом: 0,052 х (Р) – 0,029 х (В) – 3,20.

Для женщин: 0,049 х (Р) – 0,019 х (В) – 3,76.

3. Расчет ДЖЕЛ детей (авторы – И.С. Ширяев, Б.А. Марков).

Для мальчиков, рост которых составляет от 1м до 1,64 м: 4,53 х (Р) – 3,9. Рост от 1,65 м; 10,00 х (Р) – 12,85.

Для девочек, ростом от 1,00 до 1,75 м: 3,75 х (Р) – 3,15.

(Р) – рост в метрах, (В) – возраст в годах.

Методы диагностики

Наиболее распространенный и доступный способ определить ЖЕЛ – спирометрия. Он заключается в измерении объема жидкости, вытесненной воздухом, который выдохнул обследуемый. Для получения наиболее достоверных результатов процедуру повторяют несколько раз и в качестве итогового показателя используют среднее значение (иногда максимальное).

Для более точного диагностирования применяется спирография. Данный вид обследования представляет собой графическую фиксацию изменения динамики дыхания на протяжении определенного времени.

Что влияет на жизненную емкость легких?

Ответ на этот вопрос напрямую зависит от состояния здоровья человека, применительно к которому ведутся исследования. Для человека здорового, на ЖЕЛ в значительной мере влияют его физическое развитие, пол, возраст, род занятий и образ жизни.

Например, у людей, интенсивно занимающихся подвижными видами спорта (бег, плаванье, бокс и т.д.), дыхательная система и, в частности, легкие, развиты значительно больше. Особенно велика разница сравнительно с людьми, ведущими малоподвижный образ жизни.

Человеческий организм весьма рационален и не будет без крайней надобности создавать дополнительные ресурсы для решения несуществующих задач. Чем меньше человек подвержен каким-либо интенсивным физическим нагрузкам, тем меньше объемные и емкостные показатели легких. Соответственно количество кислорода, которым способна обеспечить его дыхательная система также меньше.

При возрастании физических нагрузок, в особенности связанных с интенсивной вентиляцией дыхательной системы (плаванье, бег), как правило, наблюдается увеличение ЖЕЛ и прочих емкостных характеристик легких. Следует отметить, что увеличивать эти показатели следует только в случае уверенности в собственном здоровье. Увеличение объема легких, который уменьшился вследствие патологических процессов дыхательной или какой-либо другой системы, чревато тяжелыми последствиями.

Увеличение этого параметра возможно в довольно широких пределах и патологией не считается. У спортсменов и людей, чья деятельность связана с интенсивной загруженностью дыхательной системы может наблюдаться превышение должных параметров более чем на 30%.

Причины уменьшения показателя

Относительно уменьшения ЖЕЛ мнения ученых медиков не столь однозначны, но большинство склонно считать патологией ситуацию, когда данный параметр меньше должного на 20% и более.

Внешне, снижение может проявляться отдышкой, дыхательной и кислородной недостаточностью разной степени тяжести. Возникновение этих симптомов, как правило, не наблюдается в спокойном состоянии и патологическими их можно считать из-за сравнительно незначительных нагрузок, после которых они появляются. Особенно подчеркивает ситуацию, если нарушения в режиме дыхания сопровождаются изменениями амплитуды колебания грудной полости, высоким стоянием диафрагмы и нижней части легких.

Уменьшение может наблюдаться в случае различных болезней дыхательной, сердечно-сосудистой систем, острых поражений мышечных и костных тканей грудной полости, травматических повреждений или перенесенных операций.

В клинических исследованиях важное диагностическое значение имеет природа изменения ЖЕЛ. Наиболее распространены два варианта: первый – когда ОЕЛ не уменьшается; второй, когда уменьшается.

1. Уменьшение за счет перераспределения дыхательных объемов (ОЕЛ не уменьшается) - это ситуация, когда общий объем легких остается без изменений, а порой и увеличивается, а уменьшение ЖЕЛ в таком случае является следствием увеличения остаточного объема легких (который остается после максимального выдоха).

Причина этих изменений, обычно, – острое вздутие легких вследствие протекания таких заболеваний, как бронхиальная астма или эмфизема легких.

Сам факт снижения ЖЕЛ в подобных случаях не является существенным клиническим симптомом и может рассматриваться, как патогенетическая составляющая в развитии дыхательной и кислородной недостаточности. Ситуация осложняется тем, что компенсировать недостаточность за счет учащения дыхания не позволяет уменьшение проходимости бронх.

Несколько утешает тот факт, что уменьшение ЖЕЛ за счет увеличения ОЕЛ обратимо и нормализуется при излечении болезней, которые были причиной патологических изменений.

2. Уменьшение ЖЕЛ, как следствие уменьшения ОЕЛ. Общая емкость легких может уменьшиться по причине сокращения количества нормально функционирующих альвеол. В таких случаях наблюдается уменьшение резервного объема легких, частота дыхания и вентиляция альвеол увеличивается, но ввиду сокращения их количества и функциональной отдачи, может наблюдаться недостаточность внешней дыхательной функции.

Количество болезней, которые способны вызвать уменьшение ОЕЛ, невелико: это в основном тяжелые патологические изменения легких: фиброзы, диффузные заболевания легочной соединительной ткани, пневмосклерозы различной этиологии, послеоперационное состояние (полное или частичное удаление легкого).

ЖИЗНЕННАЯ ЕМКОСТЬ ЛЕГКИХ.

ЖЕЛ у каждого человека в процессе его развития претерпевает существенные изменения: сначала она увеличивается, а потом (у пожилых людей) уменьшается. Для количественной оценки вентиляции легких необходимо знать составные части ЖЕЛ. Легочные объемы подразделяют на статические и динамические. Статические легочные объемы измеряют при завершенных дыхательных движениях без лимитирования их скорости. Динамические легочные объемы измеряют при проведении дыхательных движений с ограничением времени на их выполнение. ЖЕЛ ― это объем воздуха, который можно максимально выдохнуть после максимального вдоха. У людей среднего возраста в среднем 3,5-5,0 л.

Общая емкость легких (ОЕЛ) состоит из ЖЕЛ и остаточного воздуха (около 1,0-1,5 л). ЖЕЛ состоит из: 1) дыхательный воздух (объем) »500 мл (от 400 до 900 мл могут быть индивидуальные колебания, которые зависят от возраста, пола, физической натренированности). Из 500 мл до легких доходит 350-360 мл, а 140-150 мл остается в мертвом пространстве - в дыхательных путях; 2) резервный объем вдоха - тот объем воздуха, который можно вдохнуть при максимальном вдохе после обычного вдоха. В среднем 1,5-1,8 л; 3) резервный объем выдоха - тот объем воздуха, который можно выдохнуть при максимальном выдохе после спокойного выдоха. Равен 1,0-1,4 л.

Остаточный объем ― равен 1-1,5 л, он не входит в ЖЕЛ - это объем воздуха, который остается в легких после максимального выдоха. Он может выходить при двухстороннем пневмотораксе, при вскрытии грудной клетки. Для определения остаточного объема используются инертные газы, учитывается концентрация вдыхаемого инертного газа и конечного инертного газа в выдыхаеммом воздухе и расчетным методом определяют остаточный объем.

Функциональная остаточная емкость (ФОЕ) - это сумма остаточного воздуха и резервного объема выдоха. В среднем 2,8-3,0 л. Из этой части воздуха происходит вентиляция разовая - за один вдох и выдох поступает 350 мл воздуха. Коэффициент вентиляции составляет 1/6-1/7 часть этого объема.

Факторы, влияющие на ЖЕЛ:

1) возраст: у детей ЖЕЛ меньше, чем у взрослых. У пожилых меньше, чем у людей среднего возраста. Должная ЖЕЛ (ДЖЕЛ) определяется по формуле Болдуина (будете определять на практических занятиях). Если между ДЖЕЛ и ЖЕЛ имеется разница до 15%, то это нормально;

2) степень физической тренированности (у спортсменов ЖЕЛ больше). Это обусловлено большой силой сокращения дыхательных мышц и эластическими свойствами легких;

3) пол (у женщин » на 25% меньше, чем у мужчин);

4) при заболеваниях дыхательной системы (при эмфиземе легких, при воспалении легких ЖЕЛ уменьшается). Измерение легочных объемов производится методами спирометрии и спирографии. Определение этих величин имеет клиническое (у больных) и контрольное (у здоровых людей, спортсменов) значение.

Анатомическое вредное пространство (150-160 мл) - включает в себя все дыхательные пути. Здесь обмена газов между кровью и дыхательными путями не происходит. При увеличении вредного пространства (например, в противогазе) до легких при обычной глубине вдоха воздуха доходит меньше, поэтому дыхание должно быть глубокое, а также под маской противогаза накапливается влага, что приводит к снижению парциального давления кислорода. Кроме понятия анатомическое вредное (мертвое) пространство имеется понятие функциональное (физиологическое) вредное пространство. Сюда, кроме воздухоносных путей, входят нефункционирующие альвеолы. Этот показатель имеет переменное значение. Он изменяется из-за того, что через капилляры некоторых альвеол прекращается кровоток, они не участвуют в газообмене и функциональное вредное пространство увеличивается.

ВЕНТИЛЯЦИЯ ЛЕГКИХ.

Обмену О 2 и СО 2 между атмосферным воздухом и внутренней средой организма способствует постоянное обновление состава воздуха, находящегося в альвеолах, т.е. происходит альвеолярная вентиляция. Степень легочной вентиляции зависит от глубины и частоты дыхания. При увеличении объема дыхательного воздуха (а во время интенсивной мышечной работы он может увеличиться до 2500 мл, т.е. в 5 раз) резко возрастает вентиляции легких и альвеол. Для количественной характеристики степени вентиляции легких существуют понятия: минутный объем дыхания (МОД), минутная вентиляция легких и разовая вентиляция легких. Минутный объем дыхания ― это общее количество воздуха, которое проходит через легкие за 1 мин. В покое этот объем составляет 6-8 л. Простым методом определения МОД является умножение частоты дыхания на величину дыхательного объема (например, 16·500). При интенсивной мышечной работе минутный объем дыхания может достигать до 100-120 л

Под разовой вентиляцией легких понимают тот объем воздуха, который обновляется при каждом вдохе и выдохе, т.е. составляет около 350-360 мл (дыхательный объем минус объем вредного пространства). В результате вентиляции легких уровень парциального давления газов в альвеолах находится на достаточно постоянном уровне. Состав атмосферного воздуха по процентному содержанию газов существенно отличается от альвеолярного и выдыхаемого воздуха. Атмосферный воздух содержит: О 2 ― 20,85%, СО 2 ― 0,03-0,04%, азота ― 78,62%. В альвеолярном воздухе содержится О 2 ― 13,5%, СО 2 ― 5,3% и азота- 74,9%. В выдыхаемом воздухе содержание этих газов составляет соответственно 15,5%, 3,7% и 74,6%. Приведенное выше процентное соотношение газов достаточно стабильное, но парциальное давление их может меняться в зависимости от общего барометрического давления. Парциальное давление газов снижается в условиях высокогорья. Из приведенных выше данных также видно, что содержание кислорода в выдыхаемом воздухе оказывается больше, чем в альвеолярном воздухе, а углекислого газа меньше. Это объясняется тем, что выдыхаемый воздух, проходя через дыхательные пути, перемешивается воздухом, содержащимся в них, а состав воздуха в верхних дыхательных путях близок к составу атмосферного воздуха. Важным показателем эффективности дыхания является альвеолярная вентиляция, именно от степени альвеолярной вентиляции зависит обеспечение организма кислородом и выведение углекислого газа. Минутный объем дыхания не всегда отражает истинный обмен газов между альвеолами и кровью. Он может быть в достаточной степени увеличен и тогда, когда дыхание будет частое и поверхностное, но в этом случае альвеолярная вентиляция будет выражена слабее, чем при глубоком дыхании. Характер вентиляции легких может меняться в результате влияния разных причин: мышечная работа, психо–эмоциональное возбуждение, низкое парциальное давление кислорода или высокое содержание СО 2 , различные патологические процессы в дыхательной и сердечно–сосудистой системах и т.д. В последнее время была сделана попытка классификации типов вентиляции.

Были выделены следующие типы вентиляции:

1) нормовентиляция, когда парциальное давление СО 2 в альвеолах около 40 мм рт.ст.;

2) гипервентиляция, когда парциальное давление СО 2 в альвеолах ниже 40 мм рт.ст.;

3) гиповентиляция, когда парц. давл. СО 2 в альвеолах выше 40 мм рт.ст.;

4) повышенная вентиляция ― любое увеличение альвеолярной вентиляции по сравнению с уровнем покоя независимо от парциального давления газов в альвеолах (например, при мышечной работе);

5) эупноэ ― нормальная вентиляция в покое с ощущением комфорта;

6) гиперпноэ ― увеличение глубины дыхания не зависимо от того изменена частота дыханий или нет;

7) тахипноэ ― увеличение частоты дыхания;

8) брадипноэ ― снижение частоты дыхания;

9) апноэ ― остановка дыхания (вследствие уменьшение парциального давления СО 2 в артериальной крови;

10) диспноэ (одышка) ― неприятное субъективное ощущение недостаточности дыхания или затрудненности его;

11) ортопноэ ― выраженная одышка в связи с застоем (чаще всего) крови в легочных капиллярах в результате недостаточности левого желудочка. Таким больным тяжело лежать;

12) асфиксия ― остановка или угнетение дыхания (чаще всего при параличе дыхательного центра).

Искусственное дыхание. Остановка дыхания независимо от вызвавшей ее причины смертельно опасна. С момента остановки дыхания и кровообращения человек находится в состоянии клинической смерти. Как правило, уже через 5-10 мин недостаток О 2 и накопление СО 2 приводят к необратимым повреждениям клеток жизненно важных органов, в результате чего наступает биологическая смерть. Если за этот короткий срок провести реанимационные мероприятия, то человека можно спасти.

К нарушению дыхания могут привести самые разные причины, в том числе закупорка дыхательных путей, повреждение грудной клетки, резкое нарушение газообмена и угнетение дыхательных центров вследствие повреждения головного мозга или отравления. В течение некоторого времени после внезапной остановки дыхания кровообращение еще сохраняется: пульс на сонной артерии определяется в течение 3-5 мин после последнего вдоха. В случае же внезапной остановки сердца дыхательные движения прекращаются уже через 30-60 с.

Обеспечение проходимости дыхательных путей. У человека в бессознательном состоянии утрачиваются защитные рефлексы, благодаря которым в норме воздухоносные пути свободны. В этих условиях рвота или носовое либо горловое кровотечение может привести к закупорке дыхательных путей (трахеи и бронхов). Поэтому для восстановления дыхания в первую очередь необходимо быстро очистить рот и глотку. Однако даже без этих осложнений воздухоносные пути человека, лежащего в бессознательном состоянии на спине, могут быть перекрыты языком в результате западения нижней челюсти. Чтобы предупредить перекрывание воздухоносных путей языком, запрокидывают голову больного и смещают его нижнюю челюсть кпереди.

Искусственное дыхание методом вдувания. Для проведения искусственного дыхания без помощи специальных устройств наиболее эффективен способ, при котором реаниматор вдувает воздух в нос или рот пострадавшего, т.е. непосредственно в его дыхательные пути.

При дыхании «рот в нос» реаниматор кладет ладонь на лоб пострадавшего в области границы роста волос и запрокидывает его голову. Второй рукой реаниматор выдвигает нижнюю челюсть пострадавшего и закрывает ему рот, надавливая большим пальцем на губы. Сделав глубокий вдох, реаниматор плотно приникает ртом к носу пострадавшего и производит инсуфляцию (вдувание воздуха в дыхательные пути). При этом грудная клетка пострадавшего должна приподняться. Затем реаниматор освобождает нос пострадавшего, и происходит пассивный выдох под действием силы тяжести грудной клетки и эластической тяги легких. При этом следует следить за тем, чтобы грудная клетка возвращалась в исходное положение.

При дыхании «рот в рот» реаниматор и пострадавший занимают то же положение: одна ладонь реаниматора лежит на лбу больного, другая ― под его нижней челюстью, Реаниматор приникает ртом ко рту пострадавшего, закрывая при этом своей щекой его нос. Можно также сдавить ноздри пострадавшего при помощи большого и указательного пальцев руки, лежащей на лбу. При этом способе искусственного дыхания также следует следить за движениями грудной клетки при инсуфляции и выдохе.

Какой бы способ искусственного дыхания ни использовался, прежде всего, необходимо произвести в быстром темпе 5-10 инсуфляции, с тем, чтобы как можно быстрее ликвидировать недостаток О 2 и избыток СО 2 в тканях. После этого инсуфляции следует производить с интервалом 5 с. При соблюдении этих правил насыщение артериальной крови пострадавшего кислородом почти постоянно превышает 90%.

Искусственное дыхание при помощи специальных устройств. Существует простое приспособление, при помощи которого (если оно находится под рукой) можно производить искусственное дыхание. Оно состоит из маски, герметично накладываемой на лицо больного, клапана и мешка, который вручную сжимается, а затей расправляется. При наличии баллона с кислородом его можно присоединить к этому устройству, для того чтобы повысить содержание О 2 во вдыхаемом воздухе.

При широко используемом в настоящее время ингаляционвом наркозе воздух из дыхательного аппарата поступает в легкие через эндотрахеальную трубку. В этом случае можно подавать воздух в легкие при повышенном давлении, и тогда вдох будет происходить в результате раздувания легких, а выдох ― пассивно. Можно также управлять дыханием, создавая колебания давления, чтобы оно было попеременно выше и ниже атмосферного (при этом среднее давление должно быть равно атмосферному). Поскольку отрицательное давление в грудной полости способствует возврату венозной крови к сердцу, предпочтительнее применять искусственное дыхание в режиме изменяющегося давления.

Применение дыхательных насосов или ручных дыхательных мешков необходимо при операциях с использованием миорелаксантов, устраняющих рефлекторное напряжение мышц. Эти вещества «выключают» и дыхательные мышцы, поэтому вентиляция легких возможна лишь за счет искусственного дыхания.

В случае если у больного имеется хроническое нарушение внешнего дыхания (например, при детском спинальном параличе), вентиляцию легких можно поддерживать с помощью так называемого боксового респиратора («железное легкое»). При этом туловище больного, находящееся в горизонтальном положении, помещают в камеру, оставляя свободной лишь голову. Для инициации вдоха давление в камере понижают, чтобы внутригрудное давление стало выше, чем давление во внешней среде.

Жизненная ёмкость лёгких – важный показатель нормального функционирования человеческого организма. Потребность в её измерении возникает в ситуациях, когда требуется оценка состояния дыхательного аппарата. Процедура определения жизненной ёмкости лёгких (ЖЕЛ) именуется спирометрией, и чаще всего осуществляется в условиях медицинского учреждения, с использованием специального прибора – спирометра.

Что такое ЖЕЛ

Жизненная ёмкость лёгких - это наибольшее количество воздуха, которое человек может вдохнуть после максимально глубокого выдоха. ЖЕЛ представляет собой важнейший показатель для каждого человека, однако наибольшее значение она имеет для лиц, занимающихся анаэробными и аэробными видами спорта. В этой среде данная характеристика является немаловажным фактором, от которой во многом зависят шансы на достижение высоких результатов.

ЖЕЛ неодинакова у разных категорий людей, и во многом определяется:

Половой принадлежностью.
Возрастным диапазоном.
Образом жизни.

Жизненную ёмкость лёгких принято измерять в сантиметрах кубических (см³). У взрослых мужчин ЖЕЛ колеблется между цифрами 3 500-4 000 см³. Для женщин жизненная ёмкость лёгких составляет в среднем 2 500-3 000 см³.

У мальчиков 4-17 лет данный показатель пребывает в пределах 1200-3500 см³. Для девочек того же возраста норма ЖЕЛ – 900-2760 см³.

Иногда показатели существенно отличаются от нормы. Так у спортсменов или лиц, имеющих от природы крепкое здоровье, они могут достигать уровня 6 000-8000 см³. Большей ЖЕЛ обладают высокорослые, некурящие люди, представители некоторых профессий, связанных с повышенной активностью и существенными физическими нагрузками (моряки, грузчики, кочегары, кузнецы, военнослужащие).

Важным преимуществом людей с высокой жизненной ёмкостью лёгких становится полноценное насыщение организма кислородом, тогда как при заниженных показателях О2 поступает в альвеолы в малых количествах.

ЖЕЛ склонна к постепенному понижению. Наблюдаются возрастные изменения динамики этого показателя – по мере старения человека они уменьшаются на 25-35% .

Существуют интересные статистические данные – помимо пола и возраста, на средние цифры ЖЕЛ способны повлиять раса и национальная принадлежность человека. В результате многочисленных исследований обнаружилось, что в сравнении с европейцами азиаты часто имеют более низкие лёгочные показатели.

Из чего состоит ЖЕЛ

ЖЕЛ представляет собой сумму 3 основных показателей:

дыхательного объёма;
объёма резервного воздуха;
остаточного функционального объёма.

Дыхательный объём представляет собой количество воздуха, которое удаётся вдохнуть и выдохнуть здоровому взрослому человеку в спокойном состоянии. Чаще всего его количество составляет 400-500 см³.

Под объёмом резервного воздуха следует понимать глубину глотка, который можно сделать после глубоко вдоха (около 1500 см³). Остаточный функциональный объём складывается из количества воздушной массы, которую не получится выдохнуть, и показателей резервного выдоха. Даже после самого глубокого выдоха в лёгких остаётся еще около 800-1700 кубических сантиметров воздуха.

В каких случаях необходимо уточнять лёгочный объём

Показатели ЖЕЛ играют важную роль при подозрении на наличие у пациента заболеваний сердечно-сосудистой, дыхательной системы. После того, как стандартный объём лёгких определён, специалист может поставить точный диагноз, и назначить больному высокоэффективный лечебный курс.

Постоянный недостаток кислорода способен привести к нежелательным осложнениям и недостаточной результативности терапевтических мероприятий. Только благодаря точным расчётам ЖЕЛ, можно рассчитывать на успешное прохождение лечения, и нормализацию состояния пациента.

Чтобы определить, необходима ли процедура по измерению ЖЕЛ, врач должен обязательно определить состояние диафрагмы и уровень перкуторного тона, измеряемого над лёгкими . Дополнительно предусмотрено проведение рентгеновского снимка, при изучении которого специалист уточняет, соответствует ли уровень прозрачности лёгочных полей требуемым показателям.

Как измерить объём лёгких – формула расчёта

Объём лёгких рассчитывается индивидуально. Во время определения данного показателя применяются специальные формулы, отталкивающиеся от возраста и половой принадлежности обследуемого.

Расчёт ЖЕЛ у взрослых:

Измерение ЖЕЛ у детей:

В процессе расчёта ЖЕЛ обязательно учитывается тот факт, что лёгкие здорового человека, активно занимающегося спортом, могут демонстрировать показатели выше стандартных на 20-30%. Именно поэтому, прежде чем приступить к обследованию, специалист уточняет, какой образ жизни ведёт пациент.

Определение ЖЕЛ с помощью спирометра

Измерения лёгочных показателей выполняют с помощью сухого спирометра. Это устройство позволяет определить жизненную емкость легких у разновозрастных пациентов.

Прежде чем приступить непосредственно к процедуре, на входную трубку спирометра надевают специальный мундштук, протирают его пропитанной спиртом ватой. Затем крышку прибора поворачивают, а его стрелку оставляют на отметке «ноль».

Предусмотрено несколько этапов замера:

Обследуемому предлагается выполнить 2-3 глубоких вдоха и выдоха (обязательно в положении стоя).
Затем необходимо вдохнуть как можно глубже и взять в рот мундштук.
На последнем этапе необходимо выдохнуть в спирометр максимально возможное количество воздуха, напрягая дыхательные и брюшные мышцы.

Выдох должен занимать от 4 до 8 секунд. Испытуемому необходимо удерживать корпус спирометра так, чтобы не создавать препятствий для воздушного потока, выходящего из прибора.

Результаты определяются по шкале спирометра, и выражаются в литрах. Измерения положено проводить не менее 3 раз. Окончательным результатом становится средняя арифметическая величина полученных показателей.

Причины отклонения от нормы

Как отклонение от нормы рассматривается величина ЖЕЛ, демонстрирующая результаты меньше положенных на 20 и более процентов. Подобное явление нередко наблюдается среди исследуемых лиц со следующими патологиями:

диффузным бронхитом;
фиброзами любого вида;
бронхиальной астмой;
бронхоспазмами;
эмфиземой лёгких;
ателектазами;
различными деформациями грудной клетки.

Уменьшению жизненной ёмкости лёгких подвержены активные курильщики, люди, недавно перенёсшие хирургические вмешательства.

Несоответствие ЖЕЛ стандартным показателям может сопровождаться развитием одышки, дыхательной и кислородной недостаточности разной степени тяжести, изменениями амплитуды колебаний грудной клетки, высоким стоянием нижних отделов лёгких и диафрагмы.

Действенные способы увеличения ЖЕЛ

Увеличению ЖЕЛ прежде всего способствуют:

здоровый образ жизни;
активные тренировки;
правильное питание.

Здоровый образ жизни

Из обширного перечня вредных привычек, наибольший вред органам дыхания наносит табакокурение. Врачи рекомендуют отказаться не только от обычных сигарет, но и от ставших широко популярными их электронных аналогов. Только в этом случае удаётся добиться повышения показателей дыхательной функции.

Активные тренировки

Лёгочный объём заметно увеличивается при занятиях:

плаванием;
дайвингом;
бегом;
велоспортом;
греблей;
аквааэробикой;
многоборьем (биатлоном, триатлоном);
конькобежными и горнолыжными видами спорта.

Специалисты утверждают – самый интенсивный рост показателей ЖЕЛ происходит в течение первого года активных тренировок . За несколько месяцев этот показатель может возрастать на 200-800 мл.

Правильное питание

При потребности в улучшении состояния лёгких, важно придерживаться определённых принципов питания. Помощь в повышении показаний ЖЕЛ оказывает употребление продуктов с богатым содержанием витаминов С и Е:

цитрусовых;
томатов;
зелени;
яблок;
листовых овощей.

Также стоит употреблять достаточное количество рыбы и других морепродуктов. При этом следует отдавать предпочтение способам готовки, позволяющим максимально сохранять полезный состав пищи (запеканию, паровому методу).

Постоянное присутствие в рационе перечисленных продуктов способствует заметному улучшению состояния бронхо-лёгочной системы. Сочетание питания с другими способами улучшения ЖЕЛ позволяет увеличить этот показатель на 50-60%.

Как достичь хороших показателей во время занятий ЛФК

Кроме двигательной активности и специального питания, полезными признаны упражнения дыхательной гимнастики, относящиеся к курсу оздоровительного ЛФК. Выполнять их можно только при отсутствии противопоказаний, после консультации с опытным специалистом.

Одним из наиболее эффективных методов, улучшающих состояние бронхолёгочной системы у человека, является диафрагмальное дыхание. Чтобы сделать гимнастику данным способом, необходимо выполнять описанные далее движения:

Лёжа на спине, максимально расслабить шейные и плечевые мышцы.
Одну руку поместить на грудную клетку, вторую – на живот.
Выполнять носовые вдохи, следя при этом, чтобы приподнимался брюшной пресс.
После каждого вдоха дыхание следует задерживать до 5-7 секунд.
Выдох нужно делать через рот, напрягая мускулы живота.

В течение одной тренировки потребуется выполнить около 5 подходов. Особенно полезным станет диафрагмальное дыхание для людей с хронической формой обструктивной болезни лёгких (ХОБЛ), приводящей к сильному ослаблению диафрагмы.

Самостоятельное измерение ЖЕЛ

Измерить данный показатель можно и в домашних условиях, используя обычный надувной шарик. Во время сеанса потребуется:

выполнить в расслабленном состоянии несколько неглубоких вдохов-выдохов;
сделав полный вдох, надуть шарик на максимальном выдохе;
завязать шар ниткой, и замерить величину его диаметра.

После всех выполненных действий применяется формула: V = 4/3*П (Пи)*R. Пи составляет 3,14, R – ½ от диаметра надутого шарика. Полученный результат – ёмкость лёгких в мл.

С медицинской точки зрения, судить по этому показателю можно лишь приблизительно, так как точность полученных цифр не будет достигать 100%. Для получения максимально достоверных данных процедуру рекомендуется повторить 2-3 раза. Затем полученные числа складываются, и определяется среднее значение.

3) пол (у женщин  на 25% меньше, чем у мужчин);

Вентиляция легких.

Обмену О 2 и СО 2 между атмосферным воздухом и внутренней средой организма способствует постоянное обновление состава воздуха, находящегося в альвеолах, т.е. происходит альвеолярная вентиляция. Степень легочной вентиляции зависит от глубины и частоты дыхания. При увеличении объема дыхательного воздуха (а во время интенсивной мышечной работы он может увеличиться до 2500 мл, т.е. в 5 раз) резко возрастает вентиляции легких и альвеол. Для количественной характеристики степени вентиляции легких существуют понятия: минутный объем дыхания (МОД), минутная вентиляция легких и разовая вентиляция легких. Минутный объем дыхания ― это общее количество воздуха, которое проходит через легкие за 1 мин. В покое этот объем составляет 6-8 л. Простым методом определения МОД является умножение частоты дыхания на величину дыхательного объема (например, 16500). При интенсивной мышечной работе минутный объем дыхания может достигать до 100-120 л

Под разовой вентиляцией легких понимают тот объем воздуха, который обновляется при каждом вдохе и выдохе, т.е. составляет около 350-360 мл (дыхательный объем минус объем вредного пространства). В результате вентиляции легких уровень парциального давления газов в альвеолах находится на достаточно постоянном уровне. Состав атмосферного воздуха по процентному содержанию газов существенно отличается от альвеолярного и выдыхаемого воздуха. Атмосферный воздух содержит: О 2 ― 20,85%, СО 2 ― 0,03-0,04%, азота ―78,62%. В альвеолярном воздухе содержится О 2 ― 13,5%, СО 2 ― 5,3% и азота- 74,9%. В выдыхаемом воздухе содержание этих газов составляет соответственно 15,5%, 3,7% и 74,6%. Приведенное выше процентное соотношение газов достаточно стабильное, но парциальное давление их может меняться в зависимости от общего барометрического давления. Парциальное давление газов снижается в условиях высокогорья. Из приведенных выше данных также видно, что содержание кислорода в выдыхаемом воздухе оказывается больше, чем в альвеолярном воздухе, а углекислого газа меньше. Это объясняется тем, что выдыхаемый воздух, проходя через дыхательные пути, перемешивается воздухом, содержащимся в них, а состав воздуха в верхних дыхательных путях близок к составу атмосферного воздуха. Важным показателем эффективности дыхания является альвеолярная вентиляция, именно от степени альвеолярной вентиляции зависит обеспечение организма кислородом и выведение углекислого газа. Минутный объем дыхания не всегда отражает истинный обмен газов между альвеолами и кровью. Он может быть в достаточной степени увеличен и тогда, когда дыхание будет частое и поверхностное, но в этом случае альвеолярная вентиляция будет выражена слабее, чем при глубоком дыхании. Характер вентиляции легких может меняться в результате влияния разных причин: мышечная работа, психо–эмоциональное возбуждение, низкое парциальное давление кислорода или высокое содержание СО 2 , различные патологические процессы в дыхательной и сердечно–сосудистой системах и т.д. В последнее время была сделана попытка классификации типов вентиляции.