Функционални тестове за оценка на дихателната система. Респираторни тестове. Видове функционални дихателни тестове

см 3

Витален капацитет на белите дробове в 8 степен

см 3

Витален капацитет на белите дробове в степен 10

см 3

Жизненият капацитет на белите дробове при пушачите е 8-11 клетки

1

500

2000

3400

2900

2

200

2000

4400

2900

3

100

1600

4200

2500

4

800

2300

4100

2000

5

200

2800

2500

2200

6

500

3600

2800

2800

7

400

2100

3000

2900

8

300

1600

2400

3000

9

600

1900

2300

3200

10

300

1800

2200

3500

ср YEL

520

2500

3200

2790

Таблицата показва, че VC се увеличава с възрастта.

заключения

Обобщавайки резултатите от нашето изследване, искаме да отбележим следното:

експериментално успяхме да докажем, че спортуването допринася за развитието на дихателната система, тъй като според резултатите от теста на Серкин може да се каже, че при 60% от децата от група 1 времето за задържане на дишане се е увеличило, което означава че дихателният им апарат е по-подготвен за стрес;

функционалните тестове на Genchi-Stange също показаха, че момчетата от група 1 са в по-изгодна позиция. Техните показатели са по-високи от нормата и за двете проби, съответно 100% и 100%.

Добре развитият дихателен апарат е надеждна гаранция за пълноценна жизнена активност на клетките. В крайна сметка, известно е, че смъртта на телесните клетки в крайна сметка е свързана с липсата на кислород в тях. Напротив, многобройни проучвания установяват, че колкото по-голяма е способността на тялото да абсорбира кислород, толкова по-висока е физическата работоспособност на човек. Обучен апарат за външно дишане (бели дробове, бронхи, дихателни мускули) е първата стъпка към подобряване на здравето.

При редовна физическа активност максималната консумация на кислород, както отбелязват спортните физиолози, се увеличава средно с 20-30%.

При обучен човек външната дихателна система в покой работи по-икономично: дихателната честота намалява, но в същото време дълбочината й леко се увеличава. Повече кислород се извлича от същия обем въздух, прекаран през белите дробове.

Нарастващото търсене на кислород в организма по време на мускулна дейност "свързва" неизползваните досега резерви на белодробните алвеоли с решаването на енергийни проблеми. Това е придружено от увеличаване на кръвообращението в тъканта, която е влязла в работа, и увеличаване на аерацията (насищане с кислород) на белите дробове. Физиолозите смятат, че този повишен вентилационен механизъм укрепва белите дробове. Освен това, белодробната тъкан, която е добре "вентилирана" с физическо усилие, е по-малко податлива на заболявания от онези нейни части, които са по-слабо аерирани и следователно по-слабо снабдени с кръв. Известно е, че при плитко дишане долните дялове на белите дробове в малка степен участват в газообмена. Именно на местата, където белодробната тъкан е обезкръвена, най-често се появяват възпалителни огнища. Обратно, повишената вентилация на белите дробове има лечебен ефект при някои хронични белодробни заболявания.

Това означава, че за укрепване и развитие на дихателната система е необходимо да спортувате редовно.

Библиография

1. Даценко И.И. Въздушна среда и здраве. - Лвов, 1997г

2. Колесов Д.В., Маш Р.Д. Беляев И. Н. Биология: човек. - Москва, 2008г

3. Степанчук Н. А. Семинар по екология на човека. - Волгоград, 2009

Дъхе единен процес, осъществяван от цялостен организъм и състоящ се от три неразделни връзки: а) външно дишане, т.е. газообмен между външната среда и кръвта на белодробните капиляри; б) пренос на газове, осъществяван от кръвоносните системи; в) вътрешно (тъканно) дишане, т.е. газообмен между кръвта и клетките, по време на който клетките консумират кислород и отделят въглероден диоксид. Основата на тъканното дишане се формира от сложни окислително-редукционни реакции, придружени от освобождаване на енергия, която е необходима за жизнената дейност на тялото. Функционалното единство на всички части на дихателната система, осигуряващо доставка на кислород до тъканите, се постига благодарение на фината неврохуморална и рефлекторна регулация.
Динамична спирометрия- определяне на промени в VC под влияние на физическа активност ( Тест на Шафрански). След като се определи първоначалната стойност на VC в покой, на изпитвания се предлага да извърши дозирана физическа активност - 2-минутно бягане на място с темп от 180 стъпки / мин, докато повдига бедрото под ъгъл 70-80 °, след което отново се определя VC. В зависимост от функционалното състояние на външното дишане и кръвоносната система и адаптирането им към натоварването, VC може да намалее (незадоволителна оценка), да остане непроменена (задоволителна оценка) или да се увеличи (оценка, т.е. адаптация към натоварването, добра). Можем да говорим за надеждни промени в VC само ако надвишава 200 ml.
Тестът на Розентал- петкратно измерване на VC, извършвано на 15-секундни интервали. Резултатите от този тест позволяват да се оцени наличието и степента на умора на дихателните мускули, което от своя страна може да показва наличието на умора на други скелетни мускули.
Резултатите от теста на Розентал се оценяват, както следва:
- увеличаването на VC от 1-во до 5-то измерение е отлична оценка;
- стойността на VC не се променя - добра оценка;
- стойността на VC е намалена с до 300 ml - задоволителна оценка;
- Стойността на VC намалява с повече от 300 ml - незадоволителна оценка.
Тест на Шафранскисе състои в определяне на VC преди и след стандартна физическа активност. Като последното се използват изкачвания на стъпало (22,5 см височина) за 6 минути с темп от 16 стъпки/мин. Обикновено VC практически не се променя. С намаляване на функционалността на системата за външно дишане, стойностите на VC намаляват с повече от 300 ml.
Хипоксични тестоведават възможност да се оцени адаптацията на човек към хипоксия и хипоксемия.
Генчи тест- регистриране на времето за задържане на дъха след максимално издишване. На изпитвания се предлага да поеме дълбоко въздух, след което да издиша колкото е възможно повече. Изпитваният задържа дъха си с прищипан нос и уста. Записва се времето на задържане на дъха между вдишването и издишването.
Нормално стойността на теста Genchi при здрави мъже и жени е 20-40 s, а при спортисти - 40-60 s.
Тест на Стандж- записва се времето на задържане на дъха при дълбоко вдишване. На изпитвания се предлага да вдиша, издиша и след това да вдиша на ниво 85-95% от максимума. Затворете устата си, щипете носа си. След изтичане времето на забавяне се записва.
Средните стойности на теста Shtange за жени са 35-45 s за мъже - 50-60 s, за спортисти - 45-55 s и повече, за спортисти - 65-75 s и повече.

Всички показатели на белодробната вентилация са променливи. Те зависят от пола, възрастта, теглото, височината, положението на тялото, състоянието на нервната система на пациента и други фактори. Следователно, за правилна оценка на функционалното състояние на белодробната вентилация, абсолютната стойност на един или друг показател е недостатъчна. Необходимо е да се сравнят получените абсолютни показатели със съответните стойности при здрав човек на същата възраст, височина, тегло и пол - така наречените правилни показатели. Това сравнение се изразява като процент спрямо правилния показател. Отклонения, надвишаващи 15-20% от стойността на правилния индикатор, се считат за патологични.

СПИРОГРАФИЯ С РЕГИСТРАЦИЯ НА БРИМКАТА "ПОТОК-ОБЕМ"

Спирографията с регистриране на цикъла "поток-обем" е модерен метод за изследване на белодробната вентилация, който се състои в определяне на обемната скорост на въздушния поток в дихателните пътища и неговото графично изобразяване под формата на контур "поток-обем" по време на спокойно дишане на пациента и когато той извършва определени дихателни маневри ... В чужбина този метод се нарича спирометрия ... Целта на изследването е диагностициране на вида и степента на нарушения на белодробната вентилация на базата на анализа на количествените и качествени промени в спирографските параметри.

Показания и противопоказания за използване на сприрометрия са подобни на тези за класическата спирография.

Методология ... Изследването се провежда сутрин, независимо от приема на храна. На пациента се предлага да затвори и двата носни прохода със специална скоба, да вземе индивидуален стерилизиран мундщук в устата си и да го закопчае плътно с устните си. Пациентът в седнало положение диша през тръбата в отворен кръг, практически без съпротива на дишането

Процедурата за извършване на дихателни маневри с регистриране на кривата "поток-обем" на принудителното дишане е идентична с тази при записване на FVC по време на класическа спирография. На пациента трябва да се обясни, че при теста за принудително дишане издишайте в устройството, сякаш трябва да угасите свещите на тортата за рожден ден. След период на спокойно дишане пациентът поема възможно най-дълбокото дъх, което води до елипсовидна крива (AEB крива). Тогава пациентът прави най-бързото и интензивно принудително издишване. В този случай се записва характерна крива, която при здрави хора наподобява триъгълник (фиг. 4).

Ориз. 4. Нормална примка (крива) на съотношението на обемния дебит и обема на въздуха при дихателни маневри. Вдишването започва от точка A, издишването - в точка B. POS-out се записва в точка C. Максималният експираторен поток в средата на FVC съответства на точка D, максималният инспираторен поток - на точка E

Максималният дебит на издишване се показва от началната част на кривата (точка C, където се записва пиковата скорост на издишване - НАЛЯВО) - След това обемният дебит намалява (точка D, където се записва MOC50) и кривата се връща в първоначалното си положение (точка А). В този случай кривата "поток-обем" описва връзката между обемния въздушен поток и обема на белите дробове (капацитет на белите дробове) по време на дихателни движения.

Данните за дебитите и обемите на въздуха се обработват от персонален компютър с помощта на адаптиран софтуер. Кривата "поток-обем" се показва на екрана на монитора и може да бъде отпечатана на хартия, съхранявана на магнитен носител или в паметта на персонален компютър.

Съвременните устройства работят със спирографски сензори в отворена система с последващо интегриране на сигнала на въздушния поток за получаване на синхронни стойности на белодробните обеми. Компютърно изчислените резултати от теста се отпечатват заедно с кривата поток-обем върху хартия в абсолютни стойности и като процент от необходимите стойности. В този случай FVC (въздушен обем) се нанася по оста на абсцисата, а въздушният поток, измерен в литри в секунда (l/s), се нанася върху оста на ординатите (фиг. 5).

F l ow-vo l ume
фамилия:

име:

Идент. номер: 4132

Дата на раждане: 01.11.1957 г

Възраст: 47 години

Женски пол

Тегло: 70 килограма

Височина: 165.0 см

Ориз. 5. Крива "поток-обем" на принудително дишане и показатели за белодробна вентилация при здрав човек

Ориз. 6 Схема на спирограмата на FVC и съответната крива на форсирания издишване в координатите "поток-обем": V - обемна ос; V "- ос на потока

Примката поток-обем е първата производна на класическата спирограма. Въпреки че кривата поток-обем съдържа по същество същата информация като класическата спирограма, яснотата на връзката между потока и обема позволява по-дълбок поглед върху функционалните характеристики както на горните, така и на долните дихателни пътища (фиг. 6). Изчисляването на високоинформативни индикатори MOS25, MOS50, MOS75 според класическата спирограма има редица технически трудности при извършване на графични изображения. Следователно резултатите от него нямат висока точност.В тази връзка е по-добре да се определят посочените показатели според кривата "поток-обем".
Оценката на промените в скоростните спирографски показатели се извършва според степента на тяхното отклонение от правилната стойност. По правило стойността на индикатора на потока се приема като долна граница на нормата, която е 60% от дължимото ниво

БОДИПЛЕТИЗМОГРАФИЯ

Бодиплетизмографията е метод за изследване на функцията на външното дишане чрез сравняване на показателите на спирографията с показателите на механичното трептене на гръдния кош по време на дихателния цикъл. Методът се основава на използването на закона на Бойл, който описва постоянството на съотношението на налягане (P) и обем (V) на газ в случай на постоянна (постоянна) температура:

P l V 1 = P 2 V 2,

където П 1 - първоначално налягане на газа; V 1 - първоначалният обем газ; Р 2 - налягане след промяна на обема на газа; V 2 - обемът след промяна на налягането на газа.

Бодиплетизмографията ви позволява да определите всички обеми и капацитети на белите дробове, включително тези, които не са определени чрез спирография. Последните включват: остатъчен белодробен обем (ROL) - обемът на въздуха (средно - 1000-1500 ml), оставащ в белите дробове след най-дълбокото издишване; функционален остатъчен капацитет (FRC) - обемът въздух, оставащ в белите дробове след спокойно издишване. След определяне на тези показатели е възможно да се изчисли общият капацитет на белите дробове (TLC), който е сумата от VC и TOL (виж фиг. 2).

Същият метод се използва за определяне на показатели като обща и специфична ефективна бронхиална резистентност, които са необходими за характеризиране на бронхиалната обструкция.

За разлика от предишните методи за изследване на белодробната вентилация, резултатите от бодиплетизмографията не са свързани с волевото усилие на пациента и са най-обективни.

Ориз. 2.Схематично представяне на техниката за провеждане на бодиплатизмография

Техника на изследване (фиг. 2). Пациентът се настанява в специална затворена херметична кабина с постоянен обем въздух. Той диша през мундщук, свързан с дихателна тръба, която е отворена към атмосферата. Дихателната тръба се отваря и затваря автоматично от електронно устройство. По време на изследването вдишваният и издишаният въздушен поток на пациента се измерва с помощта на спирограф. Движението на гръдния кош по време на дишане предизвиква промяна в налягането на въздуха в кабината, което се записва от специален сензор за налягане. Пациентът диша спокойно. Това измерва съпротивлението на дихателните пътища. В края на едно от издишванията на ниво FRU дишането на пациента се прекъсва за кратко чрез затваряне на дихателната тръба със специална тапа, след което пациентът прави няколко волеви опита за вдишване и издишване със затворена дихателна тръба. В този случай въздухът (газът), съдържащ се в белите дробове на пациента, се компресира при издишване и се разрежда при вдишване. По това време се правят измервания на въздушното налягане в устната кухина (еквивалентно на алвеоларното налягане) и вътре в обема на гръдния газ (показване на колебанията на наляганетов херметична кабина). В съответствие с гореспоменатия закон на Бойл се изчисляват функционалният остатъчен капацитет на белите дробове, други обеми и капацитети на белите дробове, както и показатели за бронхиална резистентност.

ПИКФЛОМЕТРИЯ

Пикова флоуметрия- метод за определяне с каква скорост човек може да издиша, с други думи, това е начин за оценка на степента на стесняване на дихателните пътища (бронхите). Този метод на изследване е важен за хора, страдащи от затруднено издишване, предимно за хора с диагноза бронхиална астма, ХОББ, и ви позволява да оцените ефективността на лечението и да предотвратите предстоящо обостряне.

Защо имате ли нужда от пиков разходомер и как да го използвате?

Когато белодробната функция се изследва при пациенти, със сигурност се определя пиковата или максималната скорост, с която пациентът може да издишва въздух от белите дробове. На английски този индикатор се нарича "peak flow". Оттук и името на устройството - пиков разходомер. Максималната скорост на издишване зависи от много неща, но най-важното е, че показва колко стеснени са бронхите. Много е важно промените в този индикатор да изпреварват усещанията на пациента. Когато види намаляване или увеличаване на пиковата скорост на издишване, той може да предприеме действия дори преди здравословното му състояние да се промени значително.

Обменът на газовете се осъществява през белодробната мембрана (дебелината на която е около 1 микрон) чрез дифузия поради разликата в парциалното им налягане в кръвта и алвеолите (Таблица 2).

таблица 2

Величината на напрежението и парциалното налягане на газовете в телесната среда (mm Hg)

Кислородът е в кръвта както в разтворена форма, така и под формата на съединение с хемоглобин. Въпреки това, разтворимостта на O 2 е много ниска: не повече от 0,3 ml O 2 могат да се разтворят в 100 ml плазма, следователно основната роля в преноса на кислород принадлежи на хемоглобина. 1 g Hb добавя 1,34 ml O 2, следователно при съдържание на хемоглобин 150 g / l (15 g / 100 ml), всеки 100 ml кръв може да носи 20,8 ml кислород. Това е т.нар кислороден капацитет на хемоглобина.Чрез отделяне на O 2 в капилярите, оксихемоглобинът се превръща в редуциран хемоглобин. В капилярите на тъканите хемоглобинът също е способен да образува крехка връзка с CO 2 (карбохемоглобин). В капилярите на белите дробове, където съдържанието на CO 2 е много по-малко, въглеродният диоксид се отделя от хемоглобина.

Капацитет на кръвта за кислород включва кислородния капацитет на хемоглобина и количеството О2, разтворен в плазмата.

Обикновено 100 ml артериална кръв съдържат 19-20 ml кислород, а 100 ml венозна кръв съдържат 13-15 ml.

Газообмен между кръвта и тъканите. Степента на използване на кислорода е количеството O 2, консумирано от тъканите като процент от общото съдържание на кислород в кръвта. Най-голям е в миокарда - 40 - 60%. В сивото вещество на мозъка количеството консумиран кислород е около 8 до 10 пъти по-голямо, отколкото в бялото. В кората на бъбрека е около 20 пъти повече, отколкото във вътрешните части на неговата медула. При тежки физически натоварвания коефициентът на използване на O 2 от мускулите и миокарда се увеличава до 90%.

Крива на дисоциация на оксихемоглобина показва зависимостта на насищането на хемоглобина с кислород от парциалното налягане на последния в кръвта (фиг. 2). Тъй като тази крива е нелинейна, насищането на хемоглобина в артериалната кръв с кислород се случва дори при 70 mm Hg. Изкуство. Насищането на хемоглобина с кислород обикновено не надвишава 96 - 97%. В зависимост от напрежението на O 2 или CO 2, повишаване на температурата, намаляване на pH, кривата на дисоциация може да се измести надясно (което означава по-малко насищане с кислород) или наляво (което означава повече насищане с кислород).

Фигура 2. Дисоциация на оксихемоглобина в кръвта в зависимост от парциалното налягане на кислорода(и неговото изместване под действието на главните модулатори) (Зинчук, 2005, виж 4):

sО 2 - насищане на хемоглобина с кислород в%;

pO 2 - парциално налягане на кислорода

Ефективността на улавянето на кислород от тъканите се характеризира с коефициента на използване на кислород (OUK). KUK е съотношението на обема на кислорода, погълнат от тъканта от кръвта, към общия обем кислород, доставен с кръвта към тъканта, за единица време. В покой FCC е 30-40%, при физическа активност се увеличава до 50-60%, а в сърцето може да се увеличи до 70-80%.

ФУНКЦИОНАЛНИ ДИАГНОСТИЧНИ МЕТОДИ

ОБМЕН НА белите дробове

Неинвазивната диагностика е една от важните области на съвременната медицина. Актуалността на проблема се дължи на щадящите методологични методи за вземане на материал за анализ, когато пациентът не изпитва болка, физически и емоционален дискомфорт; безопасността на изследванията поради невъзможността за заразяване с инфекции, предавани чрез кръв или инструменти. Неинвазивните диагностични методи могат да се използват, от една страна, амбулаторно, което осигурява широкото им използване; от друга страна при пациенти в интензивното отделение, т.к тежестта на състоянието на пациента не е противопоказание за прилагането им. Напоследък в света се засили интересът към изследването на издишания въздух (IV) като неинвазивен метод за диагностициране на бронхопулмонални, сърдечно-съдови, стомашно-чревни и други заболявания.

Известно е, че функциите на белите дробове, освен дихателни, са метаболитни и отделителни. Именно в белите дробове вещества като серотонин, ацетилхолин и в по-малка степен норепинефрин претърпяват ензимна трансформация. Белите дробове имат най-мощната ензимна система, която унищожава брадикинина (80% от брадикинина, въведен в белодробната циркулация, се инактивира с еднократно преминаване на кръв през белите дробове). В ендотела на белодробните съдове се синтезират тромбоксан В2 и простагландини, а 90-95% от E и Fa простагландините също се инактивират в белите дробове. На вътрешната повърхност на белодробните капиляри се локализира голямо количество ангиотензин-конвертиращ ензим, който катализира превръщането на ангиотензин I в ангиотензин II. Белите дробове играят важна роля в регулирането на агрегатното състояние на кръвта поради способността им да синтезират фактори на коагулационната и антикоагулационната системи (тромбопластин, фактори VII, VIII, хепарин). През белите дробове се отделят летливи химични съединения, които се образуват по време на метаболитни реакции, които протичат както в белодробната тъкан, така и в цялото човешко тяло. Така, например, ацетонът се отделя при окисляването на мазнини, амоняк и сероводород - по време на обмена на аминокиселини, наситени въглеводороди - по време на пероксидацията на ненаситени мастни киселини. Чрез промяна на количеството и съотношението на веществата, отделяни по време на дишането, могат да се направят изводи за промени в метаболизма и за наличие на заболяване.

От древни времена за диагностицирането на заболявания се взема предвид съставът на ароматните летливи вещества, отделяни от пациента по време на дишане и през кожата (т.е. миризмите, излъчвани от пациента). Продължавайки традициите на древната медицина, известният клиницист от началото на ХХ век М.Я. Мудров пише: „Нека обонянието ви да бъде чувствително не към костюма на тамян за косата ви, не към ароматите, изпарени от дрехите ви, а към затворения и зловонен въздух около пациента, към неговия заразен дъх, пот и всичките му изригвания." Анализът на ароматните химикали, отделяни от хората, е толкова важен за диагнозата, че много миризми се описват като патогномонични симптоми на заболявания: например сладникава „чернодробна“ миризма (освобождаване на метил меркаптан, метаболит на метионин) при чернодробна кома, миризма ацетон при пациент в кетоацидотична кома или миризма на амоняк с уремия.

Дълго време анализът на IV е субективен и описателен, но през 1784 г. започва нов етап в неговото изследване – да го наречем условно „параклиничен“ или „лабораторен“. Тази година френският натуралист Антоан Лоран Лавоазие, заедно с известния физик и математик Симон Лаплас, проведоха първото лабораторно изследване на издишания въздух при морски свинчета. Те открили, че издишаният въздух се състои от задушваща част, която дава въглеродна киселина, и инертна част, която оставя белите дробове непроменени. По-късно тези части са наречени въглероден диоксид и азот. „От всички явления на живота няма по-поразителен и заслужаващ внимание от дишането“, пише A.L. Лавоазие.

Дълго време (XVIII – XIX век) анализът на взривните вещества се извършва с химически методи. Концентрациите на веществата във взривните вещества са ниски, поради което тяхното откриване изисква преминаването на големи обеми въздух през абсорбатори и разтвори.

В средата на 19 век германският лекар А. Небелтау за първи път използва експлозивното изследване за диагностициране на заболяване - по-специално нарушение на въглехидратния метаболизъм. Той разработи метод за определяне на ниски концентрации на ацетон във взривни вещества. Пациентът беше помолен да издиша в епруветка, потопена в разтвор на натриев йодат. Ацетонът, съдържащ се във въздуха, намалява йода, докато цветът на разтвора се променя, според което А. Небелтау доста точно определя концентрацията на ацетона.

В края на XI X - началото на XX век, броят на изследванията за състава на експлозивите рязко нараства, което е свързано преди всичко с нуждите на военно-промишления комплекс. През 1914 г. в Германия е пусната на вода първата подводница Loligo, което стимулира търсенето на нови начини за получаване на изкуствен въздух за дишане под водата. Фриц Хабер, разработвайки химически оръжия (първите отровни газове) от есента на 1914 г., паралелно разработва защитна маска с филтър. Първата газова атака по фронтовете на Първата световна война на 22 април 1915 г. довежда до изобретяването на противогаза през същата година. Развитието на авиацията и артилерията беше съпроводено от изграждането на бомбоубежища с принудителна вентилация. Впоследствие изобретяването на ядрени оръжия стимулира проектирането на бункери за дълъг престой в ядрена зима, а развитието на космическата наука изисква създаването на нови поколения системи за поддържане на живота с изкуствена атмосфера. Всички тези задачи за разработване на технически устройства, осигуряващи нормално дишане в затворени пространства, биха могли да бъдат решени само чрез изследване на състава на вдишвания и издишания въздух. Това е ситуацията, когато „нямаше да има щастие, но нещастието помогна“. Освен въглероден диоксид, във взривните вещества са открити кислород и азот, водни пари, ацетон, етан, амоняк, сероводород, въглероден оксид и някои други вещества. Anstie изолира етанол в BB през 1874 г., метод, който все още се използва днес при теста за алкохолен дъх.

Но качествен пробив в изследването на състава на експлозивите е направен едва в началото на 20-ти век, когато започват да се използват масспектрография (MS) (Thompson, 1912) и хроматография. Тези аналитични методи позволяват определянето на вещества в ниски концентрации и не изискват големи обеми въздух за извършване на анализа. Хроматографията е използвана за първи път от руския ботаник Михаил Семенович Цвет през 1900 г., но методът е незаслужено забравен и на практика се развива едва през 30-те години на миналия век. Възраждането на хроматографията се свързва с имената на английските учени Арчър Мартин и Ричард Синг, които през 1941 г. разработиха метод за разделителна хроматография, за който получиха Нобелова награда по химия през 1952 г. От средата на 20 век до наши дни хроматографията и масспектрографията са сред най-широко използваните аналитични методи за изследване на експлозиви. Чрез тези методи бяха определени около 400 летливи метаболита в IV, много от които се използват като маркери на възпалението, определена е тяхната специфичност и чувствителност за диагностициране на много заболявания. Описанието на веществата, идентифицирани във взривни вещества в различни нозологични форми, е неподходящо в тази статия, т.к. дори обикновен списък ще отнеме много страници. По отношение на анализа на летливи вещества от експлозиви е необходимо да се съсредоточим върху три точки.

Първо, анализът на летливи вещества от експлозиви вече е "напуснал" лаборатории и днес има не само научен и теоретичен интерес, но и чисто практическо значение. Пример за това са капнографи (устройства, които записват нивото на въглероден диоксид). От 1943 г. (когато Luft създава първото устройство за запис на CO2) капнографът е незаменим компонент на вентилаторите и оборудването за анестезия. Друг пример е определянето на азотен оксид (NO). За първи път съдържанието му във взривни вещества е измерено през 1991 г. от L. Gustafsson et al. при зайци, морски свинчета и хора. Впоследствие отне един петгодишен период, за да се докаже стойността на това вещество като маркер за възпаление. През 1996 г. група водещи изследователи създадоха унифицирани препоръки за стандартизиране на измерванията и оценка на издишания NO - Измервания на издишания и назален азотен оксид: препоръки. А през 2003 г. FDA получи разрешение и започна промишлено производство на детектори за NO. В развитите страни определянето на азотен оксид в IV се използва широко в рутинната практика от пулмолози и алерголози като маркер за възпаление на дихателните пътища при пациенти, които не са приемали стероиди, и за оценка на ефективността на противовъзпалителната локална терапия при пациенти с хронични обструктивни белодробни заболявания .

Второ, най-голямото диагностично значение на IV анализа е отбелязано при заболявания на дихателната система - значителни промени в състава на IV са описани при бронхиална астма, остри респираторни вирусни инфекции, бронхиектазии, фиброзиращ алвеолит, туберкулоза, отхвърляне на белодробен трансплант, саркоидоза, хронична бронхит, белодробно увреждане при системен лупус еритематозус, алергичен ринит и др.

На трето място, при някои нозологични форми IV анализът може да разкрие патология на етап на развитие, когато други диагностични методи са нечувствителни, неспецифични и неинформативни. Например, откриването на алкани и монометилирани алкани в IVs прави възможно диагностицирането на рак на белия дроб в ранен стадий (Gordon et al., 1985), докато стандартните скринингови изследвания за белодробни тумори (рентгенова и храчкова цитология) все още не са. информативен. Изследването на този проблем е продължено от Phillips et al., през 1999 г. те определят 22 летливи органични вещества (главно алкани и производни на бензол) във взривни вещества, чието съдържание е значително по-високо при пациенти с белодробен тумор. Учени от Италия (Diana Poli et al., 2005) показаха възможността за използване на стирени (с молекулно тегло 10–12 M) и изопрени (10–9 M) в IV като биомаркери на туморния процес – диагнозата беше правилна установено при 80% от пациентите.

По този начин изучаването на експлозивите продължава доста активно в много области, а изучаването на литературата по този проблем ни дава увереност, че в бъдеще анализът на експлозивите за диагностициране на заболявания ще стане толкова рутинен метод, колкото проследяването на нивото на алкохола в експлозив на водач на МПС от служител на КАТ.

Нов етап в изследването на свойствата на експлозивите започва в края на 70-те години на миналия век - нобеловият лауреат Линус Полинг предлага да се анализира кондензата от експлозиви (KVV). Използвайки методите на газовата и течната хроматография, той успя да идентифицира до 250 вещества, а съвременните техники позволяват да се определят до 1000 (!) Вещества в EBC.

От физическа гледна точка експлозивът е аерозол, състоящ се от газообразна среда и течни частици, суспендирани в нея. Взривното вещество е наситено с водна пара, чието количество е приблизително 7 ml / kg телесно тегло на ден. Възрастен човек отделя около 400 ml вода на ден през белите дробове, но общият обем на издишването зависи от много външни (влажност, налягане на околната среда) и вътрешни (състояние на тялото) фактори. Така че при обструктивни белодробни заболявания (бронхиална астма, хроничен обструктивен бронхит) обемът на издишването намалява, а при остър бронхит, пневмония се увеличава; хидробаластната функция на белите дробове намалява с възрастта - с 20% на всеки 10 години в зависимост от физическата активност и др. Овлажняването на VV също се определя от бронхиалната циркулация. Водната пара служи като носител на много летливи и нелетливи съединения чрез разтваряне на молекули (според скоростите на разтваряне) и образуването на нови химикали в аерозолната частица.

Има два основни метода за образуване на аерозолни частици:

1. Кондензиране- от малки до големи - образуване на течни капчици от молекули на пренаситени пари.

2. Дисперсия – от голяма към малка – смилане на бронхоалвеоларната течност, покриваща дихателните пътища, с турбулентен въздушен поток в дихателните пътища.

Средният диаметър на аерозолните частици в нормата при нормално дишане при възрастен е 0,3 µm, а броят е 0,1-4 частици на 1 cm 2. При охлаждане на въздуха водната пара и съдържащите се в тях вещества кондензират, което дава възможност да се анализират количествено.

По този начин, диагностичните възможности на EBC изследването се основават на хипотезата, че промените в концентрацията на химикали в EBC, серум, белодробна тъкан и течност за бронхоалвеоларна промивка са еднопосочни.

За получаване на KVV се използват устройства както от серийно производство (EcoScreen® - Jaeger Tonnies Hoechberg, Германия; R Tube® - Respiratory Research, Inc., САЩ), така и от домашно приготвени. Принципът на действие на всички устройства е един и същ: пациентът прави принудително издишване в съд (съд, колба, тръба), в който водната пара, съдържаща се във въздуха, кондензира при охлаждане. Охлаждането се извършва с течен или сух лед, по-рядко с течен азот. За да се подобри кондензацията на водните пари, в резервоара за събиране на HVC се създава турбулентен въздушен поток (извита тръба, промяна в диаметрите на съда). Такива устройства позволяват да се съберат до 5 ml кондензат от по-големи деца и възрастни за 10-15 минути дишане. Събирането на конденз не изисква активно съзнателно участие на пациента, което прави възможно прилагането на техниката от неонаталния период. За 45 минути спокойно дишане при новородени с пневмония е възможно да се получат 0,1–0,3 ml кондензат.

Повечето биологично активни вещества могат да бъдат анализирани в кондензат, събран с помощта на домашно приготвени устройства.Изключение правят левкотриените - предвид бързия им метаболизъм и нестабилност, те могат да бъдат определени само в замразени проби, получени от устройства за серийно производство. Например, устройството EcoScreen създава температури до –10 ° C, което осигурява бързо замръзване на кондензата.

Съставът на KVV може да бъде повлиян от материала, от който е направен контейнерът. Така че, когато се изследват липидните производни, устройството трябва да бъде направено от полипропилен и се препоръчва да се избягва контакт на KVV с полистирол, който може да абсорбира липиди, влияейки на точността на измерването.

Какъв видДефинирани ли са биомаркерите в EBC днес? Най-пълният отговор на този въпрос се съдържа в рецензия на Montuschi Paolo (Катедра по фармакология, Медицински факултет, Католически университет на Свещеното сърце, Рим, Италия). Прегледът е публикуван през 2007 г. в списанието Therapeutic Advances in Respiratory Disease, данните са представени в табл. един.

По този начин кондензатът от издишания въздух е биологична среда, чрез промяна на състава на която може да се прецени морфофункционалното състояние, преди всичко на дихателните пътища, както и на други телесни системи. Събирането и изследването на кондензат представляват нова перспективна област на съвременните научни изследвания.

ПУЛСОВА ОКСИМЕТРИЯ

Пулсовата оксиметрия е най-достъпният метод за наблюдение на пациенти в много условия, особено с ограничено финансиране. Позволява с определено умение да се оценят няколко параметъра на състоянието на пациента. След успешното му прилагане в интензивни отделения, будни отделения и по време на анестезия, методът започва да се използва и в други области на медицината, например в общите отделения, където персоналът не получава адекватно обучение за употребапулсова оксиметрия. Този метод има своите недостатъци и ограничения и в ръцете на необучен персонал са възможни ситуации, които застрашават безопасността на пациента. Тази статия е предназначена само за начинаещи потребители на пулсова оксиметрия.

Пулсов оксиметър измерва насищането с кислород на артериалния хемоглобин. Използваната технология е сложна, но има два основни физически принципа. Първо, поглъщането на светлина с две различни дължини на вълната от хемоглобина варира в зависимост от насищането му с кислород. Второ, светлинният сигнал, преминаващ през тъканите, става пулсиращ поради промяната в обема на артериалното легло при всяко свиване на сърцето. Този компонент може да бъде отделен с микропроцесор от непулсиращия, идващ от вени, капиляри и тъкани.

Много фактори влияят на работата на пулсов оксиметър. Това могат да бъдат външна светлина, тремор, анормален хемоглобин, честота и ритъм на пулса, вазоконстрикция и сърдечна функция. Пулсовият оксиметър не позволява да се прецени качеството на вентилацията, а показва само степента на оксигенация, което може да даде фалшиво усещане за безопасност при вдишване на кислород. Например, може да има забавяне на появата на симптоми на хипоксия с обструкция на дихателните пътища. Все пак оксиметрията е много полезна форма на кардиореспираторно наблюдение за подобряване на безопасността на пациентите.

Какво измерва пулсов оксиметър?

1. Насищане на хемоглобина на артериалната кръв с кислород – средното количество кислород, свързано с всяка молекула на хемоглобина. Данните се представят като процент на насищане и звуков сигнал, чиято височина се променя в зависимост от насищането.

2. Пулсова честота – удари в минута средно за 5-20 секунди.

Пулсовият оксиметър не предоставя информация за:

? съдържанието на кислород в кръвта;

? количеството кислород, разтворен в кръвта;

? дихателен обем, дихателна честота;

? сърдечен дебит или кръвно налягане.

Систоличното кръвно налягане може да се прецени по появата на вълна на плетизмограмата, когато маншетът е изпуснат за неинвазивно измерване на налягането.

Принципи на съвременната пулсова оксиметрия

Кислородът се транспортира от кръвния поток главно във формата, свързана с хемоглобина. Една молекула на хемоглобина може да носи 4 кислородни молекули и в този случай тя ще бъде 100% наситена. Средният процент на насищане на популацията от молекули на хемоглобина в определен обем кръв е насищането с кислород на кръвта. Много малко количество кислород се пренася от разтворения кислород в кръвта, но не може да бъде измерено с пулсов оксиметър.

Връзката между парциалното налягане на кислорода в артериалната кръв (PaO 2) и насищането се отразява в кривата на дисоциация на хемоглобина (фиг. 1). Сигмоидната форма на кривата отразява разтоварването на кислород в периферните тъкани, където PaO 2 е нисък. Кривата може да се измести наляво или надясно при различни състояния, например след кръвопреливане.

Пулсовият оксиметър се състои от периферен сензор, микропроцесор, дисплей, показващ кривата на импулса, стойността на сатурацията и честотата на пулса. Повечето устройства имат специфичен тон, чиято височина е пропорционална на насищането, което е много полезно, ако дисплеят на пулсовия оксиметър не се вижда. Сензорът е инсталиран в периферните части на тялото, например върху пръстите, ушната мида или крилото на носа. Сензорът съдържа два светодиода, единият от които излъчва видима светлина в червения спектър (660 nm), а другият в инфрачервения спектър (940 nm). Светлината преминава през тъканите към фотодетектор, докато част от радиацията се абсорбира от кръвта и меките тъкани в зависимост от концентрацията на хемоглобина в тях. Количеството светлина, погълната от всяка от дължините на вълната, зависи от степента на оксигенация на хемоглобина в тъканите.

Микропроцесорът е в състояние да изолира пулсовия компонент на кръвта от абсорбционния спектър, т.е. отделете компонента на артериалната кръв от постоянния компонент на венозна или капилярна кръв. Най-новото поколение микропроцесори може да намали ефекта от разсейването на светлината върху работата на пулсовия оксиметър. Многократното разделяне на сигнала във времето се извършва чрез циклиране на светодиодите: червеното се включва, след това инфрачервеното, след това и двете се изключват и толкова пъти в секунда, което елиминира фоновия "шум". Нова характеристика на микропроцесорите е квадратичното множествено разделяне, при което червеният и инфрачервеният сигнал се разделят по фаза и след това отново се комбинират. С тази опция могат да бъдат елиминирани смущения от движение или електромагнитно излъчване, т.к те не могат да се появят в една и съща фаза на два LED сигнала.

Насищането се изчислява средно за 5-20 секунди. Сърдечната честота се изчислява въз основа на броя на LED циклите и силните пулсиращи сигнали за определен период от време.

ПУЛС ОКСИМЕТЪРИ АЗ

Микропроцесорът изчислява техния коефициент от съотношението на погълнатата светлина на всяка от честотите. В паметта на пулсовия оксиметър има серия от стойности на насищане с кислород, получени при експерименти върху доброволци с хипоксична газова смес. Микропроцесорът сравнява получения коефициент на поглъщане на двете дължини на вълната на светлината със стойностите, съхранени в паметта. Защото Неетично е да се намали насищането с кислород при доброволци под 70%, трябва да се признае, че стойността на насищане под 70%, получена от пулсов оксиметър, не е надеждна.

Отразената пулсова оксиметрия използва отразена светлина и следователно може да се използва проксимално (например на предмишницата или предната коремна стена), но ще бъде трудно да се фиксира сензорът. Принципът на работа на такъв пулсов оксиметър е същият като този на трансмисионния.

Практически съвети за използване на пулсова оксиметрия:

Пулсовият оксиметър трябва да бъде включен през цялото време, за да зарежда батериите;

Включете пулсовия оксиметър и изчакайте да се самотества;

Изберете правилния сензор за размера и условията на монтаж, които сте избрали. Фалангите на ноктите трябва да са чисти (отстранете лака);

Поставете сензора върху избрания пръст, като избягвате прекомерния натиск;

Изчакайте няколко секунди оксиметърът да открие пулса и да изчисли насищането с кислород;

Вижте формата на вълната на импулса. Без него всякакви стойности са незначителни;

Вижте показаните числа за сърдечен ритъм и насищане. Внимавайте да ги оценявате, когато стойностите им се променят бързо (например 99% внезапно се променят на 85%). Това е физиологически невъзможно;

аларми:

Ако прозвучи алармата "ниско насищане с кислород", проверете съзнанието на пациента (ако е било първоначално). Проверете дихателните пътища на пациента и адекватността на дишането. Повдигнете брадичката си или използвайте други техники за управление на дихателните пътища. Дайте кислород. Обади се за помощ.

Ако прозвучи алармата „без пулс“, погледнете формата на вълната на пулса на дисплея на пулсовия оксиметър. Усетете за пулс в централната артерия. Ако няма пулс, обадете се за помощ, започнете комплекс от сърдечно-белодробна реанимация. Ако има импулс, променете позицията на сензора.

При повечето пулсови оксиметри можете да промените границите на алармата за насищане с кислород и честота на пулса, както желаете. Въпреки това, не ги сменяйте само за да заглушите алармата - може да ви каже нещо важно!

Използване на пулсова оксиметрия

В полето най-добрият е прост, преносим монитор „всичко в едно“, който проследява насищането с кислород, сърдечната честота и редовността.

Безопасен, неинвазивен кардио-респираторен монитор за критично болни пациенти в интензивното отделение, както и за всички видове анестезия. Може да се използва за ендоскопия, когато пациентите са седирани с мидазолам. Пулсовата оксиметрия диагностицира цианозата по-надеждно от най-добрия лекар.

По време на транспортиране на пациент, особено при шумни условия, например в самолет, хеликоптер. Звуковият сигнал и алармата може да не се чуят, но формата на пулса и стойността на насищане с кислород предоставят обща информация за кардио-респираторния статус.

За оценка на жизнеспособността на крайниците след пластични и ортопедични операции, съдово протезиране. Пулсовата оксиметрия изисква пулсиращ сигнал и по този начин помага да се определи дали крайникът получава кръв.

Помага за намаляване на честотата на вземане на кръвни проби за газов анализ при пациенти в интензивното отделение, особено в педиатричната практика.

Помага за ограничаване на вероятността от развитие на кислородно увреждане на белите дробове и ретината при недоносени бебета (насищането с кислород се поддържа на 90%). Въпреки че пулсовите оксиметри са калибрирани за хемоглобина за възрастни ( HbA ), абсорбционен спектър HbA и HbF в повечето случаи идентични, което прави техниката еднакво надеждна при кърмачета.

По време на гръдна анестезия, когато един от белите дробове колабира, това помага да се определи ефективността на оксигенацията в останалите бели дробове.

Феталната оксиметрия е развиваща се техника. Използват се отразена оксиметрия, 735 nm и 900 nm светодиоди. Сондата се поставя над слепоочието или бузата на плода. Сензорът трябва да може да бъде стерилизиран. Трудно е да се поправи, данните не са стабилни поради физиологични и технически причини.

Ограничение на пулсовата оксиметрия:

Това не е монитор за вентилация... Последните доказателства насочват вниманието към фалшивото чувство за сигурност, генерирано от анестезиолога с пулсови оксиметри. Възрастна жена в блока за събуждане получава кислород през маска. Тя започна да се натоварва прогресивно, въпреки факта, че насищането й беше 96%. Причината е, че дихателната честота и вентилационният минутен обем са ниски поради остатъчния нервно-мускулен блок, а концентрацията на кислород в издишания въздух е много висока. В крайна сметка концентрацията на въглероден диоксид в артериалната кръв достига 280 mmHg (норма 40), във връзка с което пациентът е преместен в интензивно отделение и е на апаратна вентилация за 24 часа. По този начин пулсовата оксиметрия дава добра оценка на оксигенацията, но не предоставя директна информация за прогресиращ респираторен дистрес.

Критично болен... При критично болни пациенти ефективността на метода е ниска, тъй като тъканната перфузия е лоша и пулсовият оксиметър не може да определи пулсиращия сигнал.

Наличието на пулсова вълна... Ако няма видима пулсова вълна на пулсовия оксиметър, всички проценти на насищане не са значими.

Непрецизност.

Ярка околна светлина, треперене, движение могат да създадат импулсна крива и стойности на насищане без импулси.

Анормалните типове хемоглобин (например метхемоглобин с предозиране на прилокаин) могат да дадат стойности на насищане до 85%.

Карбоксихемоглобинът, произведен от отравяне с въглероден оксид, може да даде стойност на насищане от около 100%. Пулсовият оксиметър дава фалшиви показания за това състояние и следователно не трябва да се използва.

Боите, включително лакът за нокти, могат да причинят подценено отчитане на насищането.

Вазоконстрикцията и хипотермията причиняват отслабване на тъканната перфузия и нарушават регистрацията на сигнала.

Трикуспидалната регургитация причинява венозна пулсация и пулсов оксиметър може да регистрира венозна сатурация с кислород.

Стойностите на насищане под 70% не са точни, защото няма референтни стойности за сравнение.

Нарушенията на сърдечния ритъм могат да попречат на възприемането на пулсовия сигнал от пулсовия оксиметър.

NB! Възраст, пол, анемия, жълтеница и тъмна кожа имат малък или никакъв ефект върху работата на пулсов оксиметър.

? Изоставащ монитор... Това означава, че парциалното налягане на кислорода в кръвта може да намалее много по-бързо, отколкото насищането с кислород започва да намалява. Ако здрав възрастен пациент диша 100% кислород за една минута и след това вентилацията спре по някаква причина, може да отнеме няколко минути, преди насищането с кислород да започне да намалява. Пулсов оксиметър при тези условия ще предупреди за потенциално фатално усложнение само няколко минути след като се е случило. Поради това пулсовият оксиметър се нарича "страж, стоящ на ръба на пропастта на десатурацията". Обяснението на този факт е в сигмоидната форма на кривата на дисоциация на оксихемоглобина (фиг. 1).

Забавена реакциясвързано с факта, че сигналът е осреднен. Това означава, че има закъснение от 5-20 секунди между действителното насищане с кислород да започне да пада и стойностите на дисплея на пулсовия оксиметър се променят.

Безопасност на пациента. Има един или два доклада за изгаряния и наранявания от свръхналягане при използване на пулсови оксиметри. Това е така, защото ранните трансдюсери са използвали нагревател за подобряване на локалната тъканна перфузия. Сензорът трябва да е с правилния размер и да не упражнява прекомерен натиск. Сега има сензори за педиатрия.

Особено е необходимо да се спрем на правилната позиция на сензора. Необходимо е и двете части на сензора да са симетрични, в противен случай пътят между фотодетектора и светодиодите ще бъде неравен и една от дължините на вълната ще бъде "претоварена". Промяната на позицията на трансдюсера често води до внезапно "подобрение" в насищането с кислород. Този ефект може да бъде свързан с непостоянен приток на кръв през пулсиращи кожни венули. Моля, имайте предвид, че формата на вълната може да е нормална в този случай. измерването се извършва само за една от дължините на вълната.

Алтернативи за пулсова оксиметрия?

CO оксиметрията е златен стандарт и класически метод за калибриране на пулсов оксиметър. CO оксиметърът изчислява действителната концентрация на хемоглобин, дезоксихемоглобин, карбоксихемоглобин, метхемоглобин в кръвната проба и след това изчислява действителното насищане с кислород. CO оксиметрите са по-точни от пулсовите оксиметри (в рамките на 1%). Те обаче дават насищане в определен момент („моментна снимка“), тромави са, скъпи и изискват артериална кръвна проба. Те се нуждаят от постоянно обслужване.

Анализ на кръвни газове - Изисква инвазивно вземане на проба от артериална кръв на пациента. Той предоставя "пълна картина", включваща парциалното налягане на кислорода и въглеродния диоксид в артериалната кръв, нейното pH, действителния бикарбонат и неговия дефицит и стандартизирана концентрация на бикарбонат. Много газови анализатори изчисляват насищането с кислород, което е по-малко точно от това, изчислено от пулсови оксиметри.

Най-накрая

Пулсовият оксиметър осигурява неинвазивна оценка на кислородната сатурация на артериалния хемоглобин.

Използва се в анестезиологията, отделението за събуждане, интензивните грижи (включително неонатални), по време на транспортиране на пациента.

Използват се два принципа:

Разделно поглъщане на светлина от хемоглобин и оксихемоглобин;

Изолиране на пулсиращия компонент от сигнала.

Не дава директни индикации за вентилация на пациента, само неговата оксигенация.

Монитор на изоставане – има забавяне във времето между началото на потенциалната хипоксия и реакцията на пулсовия оксиметър.

Неточност със силна външна светлина, тремор, вазоконстрикция, анормален хемоглобин, промени в пулса и ритъма.

Обработката на сигнала е подобрена в по-новите микропроцесори.

КАПНОМЕТРИЯ

Капнометрията е измерване и цифрово показване на концентрацията или парциалното налягане на въглероден диоксид във вдишвания и издишания газ по време на дихателния цикъл на пациента.

Капнографията е графично изобразяване на същите тези индикатори под формата на крива. Двата метода не са еквивалентни един на друг, въпреки че ако кривата на капнография е калибрирана, тогава капнографията включва капнометрия.

Капнометрията е доста ограничена в своите възможности и позволява само оценка на алвеоларната вентилация и откриване на наличието на обратен газов поток в дихателната верига (повторна употреба на вече изразходвана газова смес). Капнографията, от своя страна, не само има горните възможности, но също така ви позволява да оцените и наблюдавате степента на херметичност на анестетичната система и връзката й с дихателните пътища на пациента, работата на вентилатора, да оцените функциите сърдечно-съдовисистеми, както и да наблюдават някои аспекти на анестезията, нарушенията в които могат да доведат до сериозни усложнения. Тъй като нарушенията в изброените системи се диагностицират с капнография доста бързо, самият метод служи като система за ранно предупреждение при анестезия. В бъдеще ще говорим за теоретичните и практическите аспекти на капнографията.

Физически основи на капнографията

Капнографът се състои от система за вземане на проби от газ за анализ и самия анализатор. Най-широко използвани в момента са две системи за вземане на проби от газ и два метода за неговия анализ.

Прием на газ : най-често използваната техника е изтеглянето на газ директно от дихателните пътища на пациента (като правило това е кръстовището, например, на ендотрахеалната тръба с дихателната верига). По-рядко срещана техника е, че когато самият сензор е разположен в непосредствена близост до дихателните пътища, тогава като такъв не се извършва "вземане на проби" на газ.

Устройствата, базирани на аспирация на газ с последващото му доставяне до анализатора, макар и най-често срещани поради по-голямата си гъвкавост и лекота на използване, все още имат някои недостатъци. Водната пара може да кондензира в системата за вземане на проби от газ, нарушавайки нейната пропускливост. Ако водната пара навлезе в анализатора, точността на измерване е значително нарушена. Тъй като анализираният газ се доставя до анализатора с изразходване на известно време, има известно изоставане на изображението на екрана от действителните събития. За индивидуално използвани анализатори, които са най-широко използвани, това изоставане се измерва в милисекунди и няма голямо практическо значение. Въпреки това, когато се използва централно разположен инструмент, обслужващ множество OR, това изоставане може да бъде доста значително, отричайки много от предимствата на инструмента. Скоростта на аспирация на газ от дихателните пътища също играе роля. При някои модели достига 100 - 150 ml/min, което може да повлияе например на минутната вентилация на детето.

Алтернатива на аспирационните системи са така наречените поточни системи. В този случай сензорът е свързан към дихателните пътища на пациента с помощта на специален адаптер и се намира в непосредствена близост до тях. Няма нужда от аспирация на газовата смес, тъй като нейният анализ се извършва на място. Сензорът се нагрява, за да се предотврати кондензация на водни пари върху сензора. Тези устройства обаче имат и отрицателни страни. Адаптерът и сензорът са доста тромави, добавяйки 8 до 20 ml към мъртвото пространство, което поставя определени предизвикателства, особено в педиатричната анестезиология. И двете устройства са разположени в непосредствена близост до лицето на пациента, описани са случаи на наранявания поради продължителен натиск на сензора върху анатомичните структури на лицето. Трябва да се отбележи, че най-новите модели устройства от този тип са оборудвани със значително по-леки сензори, така че е възможно много от тези недостатъци да бъдат отстранени в близко бъдеще.

Методи за газов анализ : са разработени доста голям брой методи за анализ на газовата смес за определяне на концентрацията на въглероден диоксид. В клиничната практика се използват две от тях: инфрачервена спектрофотометрия и масспектрометрия.

В системи, използващи инфрачервена спектрофотометрия (а има абсолютно мнозинство от тях), лъч инфрачервено лъчение се пропуска през камерата с анализирания газ.В този случай част от радиацията се абсорбира от молекулите на въглеродния диоксид. Системата сравнява степента на поглъщане на инфрачервеното лъчение в измервателната камера с контролната. Резултатът се показва графично.

Друга техника за анализ на газова смес, използвана в клиниката, е масспектрометрия, когато анализираната газова смес се йонизира чрез бомбардиране с електронен лъч. Така получените заредени частици се прекарват през магнитно поле, където се отклоняват под ъгъл, пропорционален на атомната им маса. Ъгълът на отклонение е в основата на анализа. Тази техника позволява точен и бърз анализ на сложни газови смеси, съдържащи не само въглероден диоксид, но и летливи анестетици и т.н. Проблемът е, че масспектрометърът е много скъп, така че не всяка клиника може да си го позволи. Обикновено се използва едно устройство, свързано към няколко операционни. В този случай забавянето на показването на резултатите се увеличава.

Трябва да се отбележи, че въглеродният диоксид е добър разтворим в кръвта и лесно прониквачрез биологични мембрани. Това означава, че стойността на парциалното налягане на въглеродния диоксид в края на издишването (EtCO2) в идеалния бял дроб трябва да съответства на парциалното налягане на въглеродния диоксид в артериалната кръв (PaCO2). В реалния живот това не се случва, винаги има артериално-алвеоларен градиент на парциалното налягане на CO2. При здрав човек този градиент не е голям – около 1 – 3 mm Hg. Причината за съществуването на градиента е неравномерното разпределение на вентилацията и перфузията в белия дроб, както и наличието на шънт. При заболявания на белите дробове такъв градиент може да достигне много значителна стойност. Следователно е необходимо да се постави знак за равенство между EtCO2 и PaCO2 с голямо внимание.

Морфология на нормалната капнограма : графично представяне на парциалното налягане на въглеродния диоксид в дихателните пътища на пациента по време на вдишване и издишване създава характерна крива. Преди да продължите с описанието на неговите диагностични възможности, е необходимо да се спрем подробно на характеристиките на нормалната капнограма.

Ориз. 1 Нормална капнограма.

В края на вдишването алвелетите съдържат газ, парциалното налягане на въглеродния диоксид в който е в равновесие с парциалното налягане на въглеродния диоксид в капилярите на белите дробове. Газът, който се съдържа в по-централните части на дихателните пътища, съдържа по-малко CO2, а по-централно разположените части изобщо не го съдържат (концентрацията е равна на 0). Обемът на този газ без CO2 е обемът на мъртвото пространство.

С началото на издишването този газ, лишен от CO2, влиза в анализатора. Това се отразява на кривата като сегмент AB. Докато продължавате да издишвате, газът започва да тече в анализатора, съдържащ CO2 във все нарастващи концентрации. Следователно, започвайки от точка B, се забелязва покачване на кривата. Обикновено този участък (BC) е представен от почти права линия, стръмно издигаща се нагоре. Близо до самия край на издишването, когато скоростта на въздушния поток намалява, концентрацията на CO2 се доближава до стойност, наречена концентрация на CO2 в края на издишването (EtCO2). В тази част на кривата (CD) концентрацията на CO2 се променя малко, достигайки плато. Най-високата концентрация се наблюдава в точка D, където е много близка до концентрацията на CO2 в алвеолите и може да се използва за груба оценка на PaCO2.

С началото на вдишването газ без CO2 навлиза в дихателните пътища и концентрацията му в анализирания газ рязко спада (сегмент DE). Ако сместа от отпадъчни газове не се използва повторно, концентрацията на CO2 остава на или близо до нула до началото на следващия цикъл на дишане. Ако възникне такава повторна употреба, концентрацията ще бъде над нулата и кривата ще бъде по-висока и успоредна на изолинията.

Капнограмата може да бъде записана при две скорости - нормална, както е на фигура 1, или бавна. При използване на последния детайл от всеки дъх, общата тенденция на промяна на CO2 не се вижда, но общата тенденция е по-очевидна.

Капнограмата съдържа информация за преценка на функциите сърдечно-съдовии дихателните системи, както и състоянието на системата за доставяне на газова смес до пациента (дихателен кръг и вентилатор). По-долу са дадени типични примери за капнограма при определени условия.

Внезапно падане ETCO 2 почти до нула

Такива промени наа на диаграмата показват потенциално опасна ситуация (фиг. 2)

Фиг. 2 Внезапно спадане на EtCO2 до почти нула можеозначава спиране на вентилацията на пациента.

В тази ситуация анализаторът не открива CO2 в анализирания газ. Такава капнограма може да се появи по време на интубация на хранопровода, прекъсване на дихателната верига, спиране на вентилатора или пълна обструкция на ендотрахеалната тръба. Всички тези ситуации са придружени от пълното изчезване на CO2 от издишания газ. В тази ситуация капнограмата не дава възможност за извършване на диференциална диагностика, тъй като не отразява никакви специфични характеристики, характерни за всяка ситуация. Едва след аускултация на гръдния кош, проверка на цвета на кожата и лигавиците и наситеността трябва да се мисли за други, по-малко опасни нарушения, като повреда на анализатора или нарушение на проходимостта на тръбата за вземане на газови проби. Ако изчезването на EtCO2 на капнограмата съвпада във времето с движението на главата на пациента, тогава на първо място трябва да се изключи случайна екстубация или прекъсване на дихателната верига.

Тъй като една от функциите на вентилацията е да отстранява CO2 от тялото, капнографията в момента е единственият ефективен монитор, който ви позволява да установите наличието на вентилация и газообмен.

Всички изброени по-горе потенциално фатални усложнения могат да се случат по всяко време; те се диагностицират лесно с помощта на капнография, което подчертава важността на този вид наблюдение.

Падането ETCO 2 до ниски, но не нулеви стойности

Фигурата показва типична картина на този вид промени в капнограмата.

бавноНормална скорост

Фиг. 3. Внезапен спад на EtCO 2 до ниско ниво, но не до нула. Възниква при непълно вземане на проби от анализирания газ. Трябвамислене за частична обструкция на дихателните пътища илинарушаване на херметичността на системата.

Нарушението на капнограмата от този вид служи като индикация, че по някаква причина газът не достига до анализатора по време на цялото издишване. Издишаният газ може да изтече в атмосферата например през недобре напомпан маншет на ендотрахеална тръба или недобре поставена маска. В този случай е полезно да се провери налягането в дихателната верига. Ако налягането остане ниско по време на вентилация, вероятно има теч някъде в дихателната верига. Частично прекъсване на връзката е възможно и когато част от дихателния обем все пак се доставя на пациента.

Ако налягането във веригата е високо, тогава е най-вероятно частично запушване на тръбата на дихателните пътища, което намалява дихателния обем, доставен до белите дробове.

Експоненциален спад ETCO 2

Експоненциално намаляване на EtCO2 за определен период от време, например по време на 10-15 дихателни цикъла, показва потенциално опасно нарушение на дейността на сърдечно-съдовата или дихателната система. Нарушенията от този вид трябва да бъдат коригирани незабавно, за да се избегнат сериозни усложнения.

бавноНормална скорост

Фиг. 4 Експоненциално намаляване на EtCO 2 се наблюдава с внезапноНарушения на белодробната перфузия, като например при спиранесърца.

Физиологичната основа за промените, показани на фиг. 4, е внезапно значително увеличаване на вентилацията на мъртвото пространство, което води до рязко увеличаване на градиента на парциалното налягане на CO2. нарушенията, водещи до този вид аномалии в капнограмата, включват, например, тежка хипотония (масивна кръвозагуба), спиране на кръвообращението с продължаваща механична вентилация, белодробна емболия.

Тези нарушения са от катастрофален характер и съответно е важна бързата диагностика на случилото се. Аускултация (необходима за определяне на сърдечни тонове), ЕКГ, измерване на кръвното налягане, пулсова оксиметрия - това са незабавни диагностични мерки. Ако има сърдечни звуци, но кръвното налягане е ниско, е необходимо да се провери за очевидна или латентна загуба на кръв. По-малко очевидна причина за хипотония е компресията на долната празна вена с ретрактор или друг хирургически инструмент.

Ако се чуват сърдечни тонове, притискането на долната празна вена и загубата на кръв се изключват като причина за хипотония, трябва да се изключи и белодробната емболия.

Едва след като се изключат тези усложнения и състоянието на пациента е стабилно, трябва да се мисли за други, по-безобидни причини за смяна на капнограмата. Най-честата от тези причини е от време на време, незабелязано увеличаване на вентилацията.

Постоянно ниска стойност ETCO 2 без ясно изразено плато

Понякога капнограмата представя картината, показана на фиг. 5, без никакви смущения в дихателната верига или състоянието на пациента.

бавноНормална скорост

Фиг. 5 Постоянно ниска стойност на EtCO 2 без изразено платонай-често показва нарушение на вземането на проби от газ за анализ.

В този случай EtCO 2 на капнограмата, разбира се, не съответства на алвеоларния RASO 2. Липсата на нормално алвеоларно плато означава, че или няма пълно издишване преди следващото вдишване, или издишаният газ се разрежда с газ, който не съдържа CO 2 поради малък дихателен обем, твърде висока скорост на вземане на проби от газ за анализ, или твърде висок газов поток в дихателната верига. Има няколко метода за диференциална диагноза на тези заболявания.

Може да се подозира непълно изтичане, ако има аускултаторни признаци на бронхоконстрикция или натрупване на секрет в бронхиалното дърво. В този случай простото вдишване на секрет може да възстанови пълното издишване, премахвайки запушването. Лечението на бронхоспазъм се извършва по обичайните методи.

Частично огъване на ендотрахеалната тръба, прекомерно надуване на маншета може да намали лумена на тръбата толкова много, че ще има значително препятствие за вдишване с намаляване на обема му. Неуспешните опити за аспирация през лумена на тръбата потвърждават тази диагноза.

При липса на признаци на частична обструкция на дихателните пътища трябва да се потърси друго обяснение. При малки деца с малък дихателен обем, вземането на газова проба за анализ може да надвиши газовия поток в края на издишването. В този случай анализираният газ се разрежда с пресен газ от дихателната верига. Намаляването на газовия поток във веригата или движението на точката на всмукване на газ по-близо до ендотрахеалната тръба възстановяват платото на капнограмата и повишават EtCO 2 до нормално ниво. При новородени често е просто невъзможно да се извършат тези техники, тогава анестезиологът трябва да се примири с грешката на капнограмата.

Постоянно ниска стойност ETCO 2 с ясно изразено плато

В някои ситуации капнограмата ще отразява постоянно ниска стойност на EtCO2 с изразено плато, придружено от повишаване на артериално-алвеоларния градиент на парциалното налягане на CO2 (фиг. 6).

бавноНормална скорост

Фиг. 6 Постоянно ниска стойност на EtCO2 с ясно изразенаалеоларното плато може да е признак на хипервентилацияили увеличено мъртво пространство. Сравнение на EtCO 2 иPaCO 2 прави възможно разграничаването на тези две състояния.

Може да изглежда, че това е резултат от хардуерна грешка, което е напълно възможно, особено ако калибрирането и обслужването са извършени от дълго време. Можете да проверите работата на устройството, като дефинирате свой собствен EtCO 2. Ако устройството работи нормално, тогава тази форма на кривата се обяснява с наличието на голямо физиологично мъртво пространство в пациента. При възрастни причината за това е хронична обструктивна белодробна болест, при деца - бронхопулмонална дисплазия. В допълнение, увеличаването на мъртвото пространство може да е резултат от лека хипоперфузия на белодробната артерия поради хипотония. В този случай коригирането на хипотонията възстановява нормалната капнограма.

Постоянен спад ETCO 2

Когато капнограмата запази нормалната си форма, но има постоянно намаляване на EtCO 2 (фиг. 7), са възможни няколко обяснения.

бавноНормална скорост

Ориз. 7 Постепенното намаляване на EtCO2 показва едно от дветенамаляване на производството на CO 2 или намаляване на белодробната перфузия.

Тези причини включват понижаване на телесната температура, което обикновено се наблюдава при продължителна операция. Това е придружено от намаляване на метаболизма и производството на CO2. Ако параметрите на механичната вентилация останат непроменени, тогава се наблюдава постепенно намаляване на EtCO2. това намаление е по-забележимо при ниска скорост на запис на капнограма.

По-сериозна причина за този тип аномалия на капнограмата е постепенното намаляване на системната перфузия, свързано със загуба на кръв, депресия сърдечно-съдовисистема или комбинация от тези два фактора. С намаляване на системната перфузия намалява и белодробната перфузия, което означава, че мъртвото пространство се увеличава, което е придружено от горните последици. Корекцията на хипоперфузията решава проблема.

По-честа е обичайната хипервентилация, придружена от постепенно "измиване" на CO 2 от тялото с характерна картина нано на грама.

Постепенно увеличаване ETCO 2

Постепенното повишаване на ETCO 2 при запазване на нормалната структура на капнограмата (фиг. 8) може да бъде свързано с нарушение на херметичността на дихателната верига с последваща хиповентилация.

бавноНормална скорост

Фиг. 8 Увеличаването на EtCO 2 е свързано с хиповентилация, увеличаване напроизводство на CO 2 или абсорбция на екзогенен CO 2 (лапароскопия).

Това включва и фактори като частична обструкция на дихателните пътища, повишена телесна температура (особено при злокачествена хипертермия), абсорбция на CO 2 по време на лапароскопия.

Малко изтичане на газ във вентилационната система, водещо до намаляване на минутната вентилация, но поддържане на повече или по-малко адекватен дихателен обем, на капнограмата ще бъде представено чрез постепенно увеличаване на EtCO 2 поради хиповентилация. Възстановяването на уплътнението решава проблема.

Частична обструкция на дихателните пътища, достатъчна за намаляване на ефективната вентилация, но не нарушаваща издишването, създава подобен модел в капнограмата.

Повишаването на телесната температура поради твърде силно затопляне или развитието на сепсис води до увеличаване на производството на CO 2 и съответно до увеличаване на EtCO 2 (при условие, че вентилацията е непроменена). При много бързо покачване на EtCO 2 трябва да се има предвид възможността за развитие на синдром на злокачествена хипертермия.

Абсорбцията на CO 2 от екзогенни източници, като например от коремната кухина по време на лапароскопия, води до ситуация, подобна на увеличаване на производството на CO 2. Този ефект обикновено е очевиден и непосредствено следва началото на вдишване на CO2 в коремната кухина.

Внезапно покачване ETCO 2

Внезапно краткосрочно повишаване на EtCO 2 (фиг. 9) може да бъде причинено от различни фактори, които увеличават доставката на CO 2 в белите дробове.

бавноНормална скорост

Фиг. 9 Внезапно, но краткосрочно увеличение на EtCO 2 означаваповишено доставяне на CO 2 в белите дробове.

Най-честото обяснение за тази промяна в капнограмата е интравенозна инфузия на натриев бикарбонат със съответно увеличение на екскрецията на CO 2 от белите дробове. Това включва и отстраняване на турникета от крайника, което отваря достъпа на кръв, наситена с CO 2, в системното кръвообращение. Повишаването на EtCO 2 след инфузия на натриев бикарбонат обикновено е много краткотрайно, докато подобен ефект след отстраняване на турникета продължава за по-дълго време. Нито едно от горните събития не представлява сериозна заплаха или не показва някакви значителни усложнения.

Внезапно покачване на изолинията

Внезапно покачване на изолина на капнограмата води до повишаване на EtCO2 (фиг. 10) и показва замърсяване на измервателната камера на уреда (слюнка, слуз и т.н.). Всичко, което е необходимо в този случай, е да почистите камерата.

бавноНормална скорост

Фиг. 10 Обикновено внезапно покачване на изолинията на капнограмапоказва, че измервателната камера е замърсена.

Постепенно повишаване на нивото ETCO 2 и покачването на изолинията

Този тип промяна в капнограмата (фиг. 11) показва повторното използване на вече изразходвана газова смес, съдържаща CO 2.

бавноНормална скорост

Фиг. 11 Постепенно увеличаване на EtCO 2 заедно с нивотоконтурът предполага повторно използванедихателна смес.

Стойността на EtCO 2 обикновено нараства, докато се установи ново равновесие между алвеоларен газ и газове от артериална кръв.

Въпреки че това явление е доста често срещано при различни дихателни системи, появата му при използване на затворен дихателен кръг с абсорбатор по време на механична вентилация е признак за сериозни смущения във веригата. Залепването на клапана е най-често срещано, причиняващо еднопосочнамахало газов поток. Друга често срещана причина за такова нарушение на капнограмата е изчерпването на капацитета на абсорбатора.

Непълен нервно-мускулен блок

Фигура 12 показва типична капнограма за непълен нервно-мускулен блок, когато се появяват контракции на диафрагмата и газ, съдържащ CO 2, навлиза в анализатора.

бавноНормална скорост

Фиг. 12 Подобна капнограма показва непълнанервно-мускулен блок.

Тъй като диафрагмата е по-устойчива на действието на мускулните релаксанти, нейната функция се възстановява преди функцията на скелетните мускули. В този случай капнограмата е удобен диагностичен инструмент, който ви позволява да определите грубо степента на нервно-мускулния блок по време на анестезия.

Кардиогенни трептения

Този тип промяна на капнограмата е показан на Фигура 13. причинява се от промени в интраторакалния обем в съответствие с ударния обем.

бавноНормална скорост

Фиг. 13. Кардиогенните трептения изглеждат като зъби във фаза на издишване.

Обикновено се наблюдават кардиогенни трептения при относително малък дихателен обем, съчетан с ниска дихателна честота. В последната част на дихателната фаза на капнограмата по време на издишване възникват трептения, тъй като промяната в обема на сърцето води до „изтичане“ на малък обем газ при всеки сърдечен удар. Този тип капинограма е вариант на нормата.

Както можете да видите от горния преглед, капнограмата служи като ценен диагностичен инструмент, който позволява не само да се наблюдават функциите на дихателната система, но и да се диагностицират нарушения. сърдечно-съдовисистеми. В допълнение, капнограмата ви позволява да идентифицирате аномалии в анестезиологичното оборудване на ранен етап, като по този начин предотвратявате възможността от сериозни усложнения по време на анестезията. Тези качества направиха капнографията абсолютно необходима част от наблюдението в съвременната анестезиология до степен, че някои автори смятат капнографията за по-необходима от пулсовата оксиметрия.