Соотношение вентиляции/перфузии
В физиологии дыхания соотношение вентиляции/перфузии ( отношение V/Q ) — это соотношение , используемое для оценки эффективности и адекватности вентиляционно -перфузионного соединения и, следовательно, соответствия двух переменных:
- V – вентиляция – воздух , достигающий альвеол
- Q – перфузия – кровь , которая достигает альвеол через капилляры.
Таким образом, соотношение V/Q можно определить как отношение количества воздуха, достигающего альвеол в минуту, к количеству крови, достигающей альвеол в минуту, — соотношение объемных скоростей потока . Эти две переменные, V и Q, являются основными факторами, определяющими концентрацию кислорода в крови (O 2 ) и углекислого газа (CO 2 ).
Соотношение V/Q можно измерить с помощью двухэтапного сканирования вентиляции/перфузии (сканирование V/Q). [1] Используя для визуализации небольшое количество вдыхаемого или введенного радиоактивного материала, называемого индикатором , сканирование V/Q представляет собой тип ядерной медицинской визуализации , который позволяет локализовать и охарактеризовать кровоток ( перфузионное сканирование ) и измерить поток воздуха (вентиляционное сканирование) внутри организма. легкие. [2] V/Q-сканирование в основном используется для диагностики тромба в легких, называемого легочной эмболией . [3]
Несоответствие V/Q может вызвать дыхательную недостаточность 1 типа .
Физиология
[ редактировать ]В идеале кислорода, подаваемого через вентиляцию, должно быть достаточно для полного насыщения крови. У обычного взрослого человека 1 литр крови может содержать около 200 мл кислорода; В 1 литре сухого воздуха содержится около 210 мл кислорода. Следовательно, в этих условиях идеальный коэффициент вентиляции и перфузии будет составлять около 0,95. Если рассматривать увлажненный воздух (с меньшим количеством кислорода), то идеальное соотношение v/q будет около 1,0 , что приведет к концепции равенства вентиляции и перфузии или согласования вентиляции и перфузии . Это соответствие можно оценить как в легких в целом, так и в отдельных или в подгруппах газообменных единиц легкого. С другой стороны, вентиляционно-перфузионное несоответствие - это термин, используемый, когда вентиляция и перфузия газообменного аппарата не совпадают.
Фактические значения в легких варьируются в зависимости от положения внутри легких. Если брать в целом, типичное значение составляет примерно 0,8. [4]
Поскольку легкое центрировано вертикально вокруг сердца , часть легкого находится выше сердца, а часть — ниже. Это оказывает большое влияние на соотношение V/Q: [5]
- верхушка легкого – выше
- основание легкого – нижнее
У субъекта, стоящего в ортостатическом положении (вертикально), в верхушке легкого наблюдается более высокое соотношение V/Q, тогда как в основании легкого это соотношение ниже, но ближе к оптимальному значению для достижения адекватной концентрации кислорода в крови. Хотя и вентиляция, и перфузия увеличиваются при движении от верхушки к основанию, перфузия увеличивается в большей степени, чем вентиляция, снижая соотношение V/Q в основании легких. Основным фактором, участвующим в создании этого градиента V/Q между верхушкой и основанием легкого, является сила тяжести (именно поэтому соотношения V/Q изменяются в положениях, отличных от ортостатического положения).
Вентиляция
[ редактировать ]Гравитация и вес легкого влияют на вентиляцию, увеличивая плевральное давление у основания (делая его менее отрицательным) и тем самым уменьшая альвеолярный объем. Самая нижняя часть легкого по отношению к силе тяжести называется зависимой областью. В зависимой области меньшие альвеолярные объемы означают, что альвеолы более податливы (более растяжимы) и, следовательно, способны к большему обмену кислорода. Вершина, хотя и показывает более высокое парциальное давление кислорода, вентилируется менее эффективно, поскольку ее податливость ниже и поэтому обмениваются меньшие объемы.
Перфузия
[ редактировать ]Влияние силы тяжести на легочную перфузию выражается в гидростатическом давлении крови, проходящей по ветвям легочной артерии с целью достижения апикальной и базальной областей легких, действующей синергично с давлением, развиваемым правым желудочком. Таким образом, в верхушке легкого результирующее давление может быть недостаточным для развития кровотока (который может поддерживаться только за счет отрицательного давления, создаваемого венозным потоком в направлении левого предсердия) или даже для предотвращения коллапса сосудистых структур, окружающих альвеолы. в то время как в основании легкого наблюдается интенсивный поток из-за более высокого давления.
Патология
[ редактировать ]Экстремальные изменения V/Q
[ редактировать ]- Область с перфузией, но без вентиляции (и, следовательно, V/Q равна нулю) называется шунтом .
- Область с вентиляцией, но без перфузии (и, следовательно, V/Q не определена, хотя и приближается к бесконечности) называется « мертвым пространством ». [6]
Следует отметить, что лишь немногие условия представляют собой «чистый» шунт или мертвое пространство, поскольку они несовместимы с жизнью, и поэтому термин « несоответствие V/Q» более подходит для условий, находящихся между этими двумя крайностями.
Патофизиология
[ редактировать ]- Более низкое соотношение V/Q (по отношению к ожидаемому значению для конкретной области легких в определенном положении) ухудшает легочный газообмен и является причиной низкого артериального парциального давления кислорода (pO 2 ). Экскреция углекислого газа также нарушается, но повышение артериального парциального давления углекислого газа (pCO 2 ) встречается очень редко, поскольку это приводит к стимуляции дыхания, а результирующее увеличение альвеолярной вентиляции возвращает paCO 2 в пределы нормального диапазона. Эти аномальные явления обычно наблюдаются при хроническом бронхите , астме , гепатопульмональном синдроме , остром отеке легких .
- Высокое соотношение V/Q снижает pCO 2 и увеличивает pO 2 в альвеолах. Из-за увеличения вентиляции мертвого пространства артериальное рО 2 снижается и, следовательно, периферическая сатурация кислорода становится ниже нормы, что приводит к тахипноэ и одышке. Эта находка обычно связана с тромбоэмболией легочной артерии (когда кровообращение нарушается из-за эмболии). Вентиляция бесполезна, так как она не насыщает кровь кислородом. Высокий V/Q также может наблюдаться при эмфиземе как дезадаптивном вентиляционном переутомлении неповрежденной паренхимы легких. Из-за потери площади альвеолярной поверхности на доступную площадь перфузии приходится пропорционально больше вентиляции. Напротив, эта потеря площади поверхности приводит к снижению артериального рО 2 из-за нарушения газообмена (см. законы диффузии Фика ).
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Деренонкур, Поль-Робер; Фелдер, Габриэль Дж.; Роял, Генри Д.; Бхалла, Санджив; Ланг, Джордан А.; Матесан, Мануэла К.; Итани, Малак (ноябрь 2021 г.). «Вентиляционно-перфузионное сканирование: пособие для практикующих радиологов» . Радиографика . 41 (7): 2047–2070. дои : 10.1148/rg.2021210060 . ISSN 0271-5333 .
- ^ Мирза, Хасан; Хашми, Мухаммад Ф. (2023 г.), «Сканирование перфузии вентиляции легких (VQ Scan)» , StatPearls , Остров сокровищ (Флорида): StatPearls Publishing, PMID 33232086 , получено 12 ноября 2023 г.
- ^ Роуч, Пол Дж.; Шембри, Джеффри П.; Бейли, Дейл Л. (1 сентября 2013 г.). «V/Q-сканирование с использованием ОФЭКТ и ОФЭКТ/КТ» . Журнал ядерной медицины . 54 (9): 1588–1596. дои : 10.2967/jnumed.113.124602 . ISSN 0161-5505 . ПМИД 23907760 .
- ^ Коэффициент VQ
- ^ Физиология капнографии
- ^ «Физиология дыхания (стр. 2)» . Архивировано из оригинала 11 декабря 2006 г. Проверено 17 декабря 2006 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Обзор на сайте Anaesthesiauk.com.
- соотношение вентиляция-перфузия+ Национальной медицинской библиотеки США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)
- Носек, Томас М. «Раздел 4/4ch4/s4ch4_24» . Основы физиологии человека . Архивировано из оригинала 24 марта 2016 г.
- RT Corner (Образовательный сайт для RT и медсестер) на rtcorner.net