Респираторная медицина. Руководство (в 2-х томах)

ТРАДИЦИОННОЕ ИЗМЕРЕНИЕ ВЕНТИЛЯЦИОННО-ПЕРФУЗИОННОЙ НЕРАВНОМЕРНОСТИ

Традиционными критериями ВПО являются показатели Р_О2 и Р_СО2 в артериальной крови и выдыхаемом воздухе. Артериальное Р_О2, конечно же, дает некоторую информацию о степени вентиляционно-перфузионной неравномерности (ВПН). В целом, чем ниже Р_О2, тем более выражено несоответствие вентиляции и кровотока. Основное достоинство этого измерения - простота. Недостатком же этого метода является высокая чувствительность к общей вентиляции и легочному кровотоку.

path: pictures/2-9.png

Рис. 2-9. Региональные различия газообмена в легких в вертикальном положении. Легкое делят на 9 воображаемых зон (Q - кровоток, Vol - объем, VA - поток газа) (West J.B. Respiratory Physiology - the Essentials. 7th ed. - Baltimore: Lippincott Williams and Wilkins, 2005).

Вследствие этих ограничений часто приходится оценивать альвеолоартериальную разницу по Р_О2 (напряжение кислорода). Эта величина является более информативной, чем артериальное Р_О2, поскольку она менее чувствительна к уровню общей вентиляции. Для понимания важности этого измерения необходимо более детально рассмотреть вопрос об изменении газообмена при ВПН.

На рис. 2--10 показана диаграмма взаимозависимости напряжения кислорода и углекислоты. Что происходит при появлении вентиляционно-перфузионного несоответствия? Обе точки - и альвеолярная, и артериальная - отдаляются от идеальной точки (i). Чем больше вентиляционно-перфузионное несоответствие, тем дальше расходятся эти точки. Кроме того, тип ВПН определяет то, как далеко будет каждая точка двигаться. Например, поддержание высокого уровня вентиляции в отделах с высоким вентиляционно-перфузионным отношением приведет к смещению точки «А» вниз и вправо от идеальной точки i. При поддержании высокого кровотока в легочных отделах с низким вентиляционно-перфузионным отношением точка «а» смещается влево в сторону от идеальной точки по R-линии.

Понятно, что горизонтальная дистанция между альвеолярной и артериальной точками (т.е. смешанная альвеолоартериальная разница по Р_О2) является важным критерием степени вентиляционно-перфузионной неравномерности. К сожалению, этот показатель практически невозможно получить у большинства пациентов, так как точка «А» обозначает композицию смешанного выдыхаемого газа, за исключением газа анатомического мертвого пространства. При большинстве легочных заболеваний пораженные альвеолы опустошаются последовательно. Наименее плохо вентилируемая альвеола опустошается последней. Таким образом, проба газа, полученная сразу после порции мертвого пространства, не будет репрезентативной в отношении всего смешанного выдыхаемого альвеолярного газа. Только у единичных пациентов, имеющих очень однородную вентиляцию, но неоднородный кровоток, этот индекс может быть использован. В этом случае Р_О2 конечно-экспираторного газа используется для оценки смешанного выдыхаемого альвеолярного газа.

path: pictures/2-10.png

Рис. 2-10. Диаграмма взаимозависимости кислорода и углекислоты, где представлены точки для идеального газа (i), артериальной крови (a) и альвеолярного газа (A). R-линии - отношение респираторного обмена.

Поскольку пробу смешанного выдыхаемого альвеолярного газа в большинстве случаев невозможно получить, более важным индексом может считаться разница по Р_О2 между идеальным альвеолярным газом и артериальной кровью. Этот показатель рассчитывается как горизонтальная дистанция между точками «i» и «a». Идеальное альвеолярное Р_О2 рассчитывается из следующего уравнения альвеолярного газа:

path: pictures/2f-19.png

.(19)

Использование этого уравнения предполагает, что Р_СО2 идеального альвеолярного газа такое же, как и Р_СО2 артериальной крови.

Физиологический шунт является другим важным индексом вентиляционно-перфузионной неравномерности. Он показывает отклонение артериальной точки от идеальной по R-линии крови. Для расчета физиологического шунта представим, что все движение влево артериальной точки обусловлено добавлением смешанной венозной крови (v) к идеальной крови (i). Такое допущение не является столь неприемлемым, как это может показаться, так как из легочных отделов с очень низким ВПО поступает кровь, которая имеет в сущности такой же газовый состав, как и смешанная венозная кровь. Уравнение шунта, используемое в этом случае, будет выглядеть следующим образом:

path: pictures/2f-20.png

,(20)

где Qps - физиологический шунт, Qt - общий легочный кровоток, Ci_O2, Ca_О2 и C_VO₂ - соответственно концентрации кислорода идеальной, артериальной и смешанной венозной крови. Концентрация кислорода идеальной крови рассчитывается из идеального Р_О2 и кривой диссоциации кислорода. Показатель физиологического шунта в норме должен составлять менее 0,05.

Еще одним традиционно используемым индексом является физиологическое мертвое пространство (также известный как непроизводительная вентиляция - wasted ventilation). В то время как физиологический шунт отражает количество кровотока, поступающего в участки легких с аномально низким ВПО, физиологическое мертвое пространство , напротив, показатель количества вентиляции, поступающей в участки с аномально высоким ВПО. Таким образом, оба этих индекса позволяют измерить обе конечные точки спектра характеристик вентиляционно-перфузионных отношений.

Для расчета физиологического мертвого пространства представим, что все отклонение альвеолярной точки «А» от идеальной точки «i» обусловлено добавлением вдыхаемого газа I к идеальному газу. Опять же, это не настолько некорректно, как может показаться на первый взгляд, так как участки с очень высокими ВПО ведут себя очень похоже на точку I. Смешанный выдыхаемый газ содержит порцию из анатомического мертвого пространства, которая еще больше приближает состав этого газа к инспираторному (т.е. к точке I). Уравнение Bohr поэтому используется в следующем виде:

path: pictures/2f-21.png

,(21)

где V_Dphys - физиологическое мертвое пространство, V_T - дыхательный объем, PE_СО2 - смешанное Р_СО2 в выдыхаемом воздухе. Мы снова используем факт, что Р_СО2 идеального газа и артериальной крови практически одинаково. Показатель физиологического мертвого пространства очень чувствителен к дыхательному объему из-за большого вклада в последний анатомического мертвого пространства. В норме показатель физиологического мертвого пространства составляет менее 0,3.

Краткое описание и анализ концепции ВПН, приведенный выше, еще иногда обозначаются термином трехкомпонентная модель, так как легкое, согласно этой концепции, делится на невентилируемый отдел (шунт), неперфузируемый отдел (мертвое пространство) и отдел, который нормально вентилируется и перфузируется (идеальный). Такая точка зрения на легкое, пораженное патологическим процессом, впервые была представлена Riley и Cournand и доказала свою ценность при рассмотрении эффектов несоответствия вентиляции и кровотока в клинических ситуациях. Однако трехкомпонентная модель не в полной мере отражает те процессы распределения вентиляции и перфузии, которые происходят в реальном легком.

Таким образом, газообмен в легком:

---осуществляется анатомическими образованиями и физиологическими механизмами, объединяющими вентиляцию с кровотоком;