تهویه و جریان هوا
تهویه، حرکت تودهای هوا بین اتمسفر و آلوئولها است و جریان هوا، نرخی است که این حرکت در پاسخ به یک فشار محرک رخ میدهد. این دو با هم تعیین میکنند که چه مقدار گاز تازه در هر دقیقه به سطح تبادل گاز آلوئولی میرسد و این حجم چگونه بین تهویه آلوئولی مفید و تهویه فضای مرده هدر رفته تقسیم میشود.
Definition
تهویه ریوی، جریان چرخهای هوا به داخل و خارج از ریهها است که به عنوان حجم جابجا شده در هر تنفس و در هر دقیقه کمیسازی میشود؛ تهویه آلوئولی بخشی از آن حجم است که به آلوئولهای تبادلکننده گاز میرسد، در حالی که جریان هوا، نرخ حجمی لحظهای است که توسط اختلاف فشار در طول مجاری هوایی هدایت میشود.
Scope
این موضوع به حجمها و نرخهایی میپردازد که تنفس را توصیف میکنند — حجم جاری، نرخ تنفس، تهویه دقیقهای و آلوئولی، و فضای مرده — و رابطه بین فشار محرک و جریان هوا، از جمله محدودیتهای حداکثر جریان در طول بازدم اجباری. این موضوع تهویه را به عنوان یک کمیت فیزیولوژیکی قابل اندازهگیری در نظر میگیرد و توصیههای بالینی ارائه نمیدهد.
Core questions
- چگونه حجم جاری و نرخ تنفس در تهویه دقیقهای و آلوئولی ترکیب میشوند؟
- چه مقدار از هر تنفس به عنوان فضای مرده آناتومیک و فیزیولوژیک هدر میرود؟
- جریان هوا چگونه به اختلاف فشار در طول مجاری هوایی بستگی دارد؟
- چرا حداکثر جریان بازدمی فراتر از یک نقطه خاص مستقل از تلاش میشود؟
Key concepts
- حجم جاری
- نرخ تنفس
- تهویه دقیقهای
- تهویه آلوئولی
- فضای مرده آناتومیک و فیزیولوژیک
- حداکثر جریان بازدمی
- استقلال از تلاش
Key theories
- محدودیت جریان و استقلال از تلاش
- در طول یک بازدم اجباری، فراتر از آستانهای از تلاش، حداکثر جریان بازدمی در یک حجم ریوی مشخص توسط بازگشتپذیری الاستیک ریه و مقاومت مجاری هوایی بالادست یک بخش محدودکننده جریان تعیین میشود، بنابراین تلاش عضلانی اضافی نمیتواند جریان را افزایش دهد.
Mechanisms
هر تنفس یک حجم جاری را جابجا میکند؛ با ضرب در نرخ تنفس، تهویه دقیقهای به دست میآید. بخش ثابتی از هر تنفس جاری، مجاری هوایی هدایتی را پر میکند که تبادل گاز انجام نمیدهند (فضای مرده آناتومیک) و هر آلوئولی که تهویه میشود اما پرفیوژن ندارد (فضای مرده آلوئولی)، بنابراین تهویه آلوئولی برابر است با تهویه دقیقهای منهای تهویه فضای مرده. جریان هوا خود توسط اختلاف فشاری که عضلات تنفسی در طول مجاری هوایی ایجاد میکنند، تولید میشود و توسط مقاومت مجاری هوایی با آن مقابله میشود. در طول یک بازدم اجباری حداکثری، فشردهسازی دینامیکی مجاری هوایی یک بخش محدودکننده جریان ایجاد میکند، بنابراین بالاتر از یک تلاش متوسط، جریان قابل دستیابی در هر حجم ریوی توسط بازگشتپذیری ریه و مقاومت بالادستی تعیین میشود، نه توسط میزان سختی که فرد فشار میآورد.
Clinical relevance
تهویه و جریان هوا مقادیری هستند که توسط اسپیرومتری اندازهگیری میشوند — برای مثال حجم بازدمی اجباری و ظرفیت حیاتی اجباری — و الگوهای آنها دستههای مکانیکی گستردهای از اختلال عملکرد ریه را متمایز میکنند. درک محدودیت جریان توضیح میدهد که چرا اندازهگیریهای بازدمی اجباری قابل تکرار هستند. این مدخل فیزیولوژی و اندازهگیری را توصیف میکند و مبنایی برای تشخیص یا درمان فردی نیست.
Evidence & guidelines
روشهای استاندارد شده برای اندازهگیری تهویه و جریان هوا در بیانیههای فنی بینالمللی در مورد اسپیرومتری و تفسیر تستهای عملکرد ریه، که نحوه به دست آوردن و گزارش جریانها و حجمهای بازدمی اجباری را تعریف میکنند، مشخص شدهاند.
History
فیزیولوژی جریان بازدمی اجباری در دهه 1960 زمانی که مید، مکلم و همکاران نشان دادند که حداکثر جریان به دلیل فشردهسازی دینامیکی مجاری هوایی مستقل از تلاش میشود، روشن شد و مبنای منطقی برای اسپیرومتری اجباری را فراهم آورد. استانداردسازی این اندازهگیریها از آن زمان در بیانیههای متوالی انجمن قفسه سینه آمریکا و انجمن تنفسی اروپا کدگذاری شده است.
Key figures
- Jere Mead
- Peter Macklem
- John B. West
Related topics
Seminal works
- mead-1967
- graham-2019
Frequently asked questions
- تفاوت بین تهویه دقیقهای و تهویه آلوئولی چیست؟
- تهویه دقیقهای کل هوای جابجا شده در هر دقیقه است (حجم جاری ضربدر نرخ تنفس)، در حالی که تهویه آلوئولی تنها بخشی از آن هوا است که پس از کسر حجم هدر رفته در فضای مرده، به آلوئولهای تبادلکننده گاز میرسد.
- چرا یک فرد نمیتواند با فشار بیشتر، جریان بازدمی اجباری را افزایش دهد؟
- فراتر از یک سطح متوسط از تلاش، مجاری هوایی به صورت دینامیکی فشرده میشوند و یک بخش محدودکننده جریان تشکیل میشود؛ از آن نقطه به بعد، حداکثر جریان توسط بازگشتپذیری الاستیک ریه و مقاومت مجاری هوایی بالادست ثابت میشود، بنابراین تلاش اضافی جریان را افزایش نمیدهد.