Thông khí và Lưu lượng khí

Thông khí là sự di chuyển khối lượng lớn không khí giữa khí quyển và phế nang, và lưu lượng khí là tốc độ di chuyển đó xảy ra để đáp ứng với áp lực đẩy. Cùng với nhau, chúng xác định lượng khí tươi đến bề mặt trao đổi khí của phế nang mỗi phút và lượng thể tích đó được phân chia giữa thông khí phế nang hữu ích và thông khí khoảng chết bị lãng phí.

Definition

Thông khí phổi là dòng khí tuần hoàn vào và ra khỏi phổi, được định lượng bằng thể tích di chuyển mỗi nhịp thở và mỗi phút; thông khí phế nang là phần thể tích đó đến được các phế nang trao đổi khí, trong khi lưu lượng khí là tốc độ thể tích tức thời được điều khiển bởi sự chênh lệch áp suất dọc theo đường thở.

Scope

Chủ đề này bao gồm các thể tích và tốc độ mô tả hô hấp — thể tích khí lưu thông, tần số hô hấp, thông khí phút và thông khí phế nang, và khoảng chết — cũng như mối quan hệ giữa áp lực đẩy và lưu lượng khí, bao gồm giới hạn về lưu lượng tối đa trong quá trình thở ra gắng sức. Nó coi thông khí là một đại lượng sinh lý có thể đo lường được và không đưa ra lời khuyên lâm sàng.

Core questions

• Thể tích khí lưu thông và tần số hô hấp được kết hợp như thế nào thành thông khí phút và thông khí phế nang?
• Mỗi nhịp thở có bao nhiêu phần bị lãng phí dưới dạng khoảng chết giải phẫu và sinh lý?
• Lưu lượng khí phụ thuộc vào sự chênh lệch áp suất dọc theo đường thở như thế nào?
• Tại sao lưu lượng thở ra tối đa trở nên độc lập với nỗ lực vượt quá một điểm nhất định?

Key concepts

• Thể tích khí lưu thông
• Tần số hô hấp
• Thông khí phút
• Thông khí phế nang
• Khoảng chết giải phẫu và sinh lý
• Lưu lượng thở ra tối đa
• Độc lập với nỗ lực

Key theories

Giới hạn lưu lượng và độc lập với nỗ lực

Trong quá trình thở ra gắng sức, vượt quá ngưỡng nỗ lực, lưu lượng thở ra tối đa ở một thể tích phổi nhất định được xác định bởi sự co hồi đàn hồi của phổi và sức cản của đường thở thượng nguồn của một đoạn giới hạn lưu lượng, do đó nỗ lực cơ bắp bổ sung không thể làm tăng lưu lượng.

Mechanisms

Mỗi nhịp thở di chuyển một thể tích khí lưu thông; nhân với tần số hô hấp sẽ cho ra thông khí phút. Một phần cố định của mỗi nhịp thở lưu thông lấp đầy các đường dẫn khí không trao đổi khí (khoảng chết giải phẫu) và bất kỳ phế nang nào được thông khí nhưng không được tưới máu (khoảng chết phế nang), do đó thông khí phế nang là thông khí phút trừ đi thông khí khoảng chết. Bản thân lưu lượng khí được tạo ra bởi sự chênh lệch áp suất mà các cơ hô hấp tạo ra dọc theo đường thở và bị cản trở bởi sức cản đường thở. Trong quá trình thở ra gắng sức tối đa, sự chèn ép động của đường thở tạo ra một đoạn giới hạn lưu lượng, do đó, trên một nỗ lực vừa phải, lưu lượng có thể đạt được ở mỗi thể tích phổi được cố định bởi sự co hồi của phổi và sức cản thượng nguồn chứ không phải do mức độ gắng sức của đối tượng.

Clinical relevance

Thông khí và lưu lượng khí là các đại lượng được đo bằng phế dung kế — ví dụ thể tích thở ra gắng sức và dung tích sống gắng sức — và các kiểu của chúng phân biệt các loại rối loạn chức năng phổi cơ học rộng. Hiểu biết về giới hạn lưu lượng giải thích tại sao các phép đo thở ra gắng sức có thể tái lập. Mục này mô tả sinh lý học và phép đo và không phải là cơ sở để chẩn đoán hoặc điều trị cá nhân.

Evidence & guidelines

Các phương pháp tiêu chuẩn để đo thông khí và lưu lượng khí được quy định trong các tuyên bố kỹ thuật quốc tế về phế dung kế và về việc giải thích các xét nghiệm chức năng phổi, trong đó xác định cách thức thu thập và báo cáo các lưu lượng và thể tích thở ra gắng sức.

History

Sinh lý học của lưu lượng thở ra gắng sức đã được làm rõ vào những năm 1960 khi Mead, Macklem và các đồng nghiệp chỉ ra rằng lưu lượng tối đa trở nên độc lập với nỗ lực do sự chèn ép động của đường thở, cung cấp cơ sở lý luận cho phế dung kế gắng sức. Việc tiêu chuẩn hóa các phép đo này sau đó đã được hệ thống hóa trong các tuyên bố liên tiếp của Hiệp hội Lồng ngực Hoa Kỳ và Hiệp hội Hô hấp Châu Âu.

Key figures

• Jere Mead
• Peter Macklem
• John B. West

Seminal works

• mead-1967
• graham-2019

Frequently asked questions

Sự khác biệt giữa thông khí phút và thông khí phế nang là gì?

Thông khí phút là tổng lượng khí di chuyển mỗi phút (thể tích khí lưu thông nhân với tần số hô hấp), trong khi thông khí phế nang chỉ là phần khí đó đến được các phế nang trao đổi khí, sau khi trừ đi thể tích bị lãng phí trong khoảng chết.

Tại sao một người không thể tăng lưu lượng thở ra gắng sức bằng cách gắng sức hơn?

Vượt quá mức độ gắng sức vừa phải, đường thở bị chèn ép động và một đoạn giới hạn lưu lượng hình thành; từ thời điểm đó, lưu lượng tối đa được cố định bởi sự co hồi đàn hồi của phổi và sức cản đường thở thượng nguồn, do đó nỗ lực bổ sung không làm tăng lưu lượng.