Уравнение альвеолярного газа

Уравнение альвеолярного газа — это метод расчета парциального давления альвеолярного ( кислорода р _А О ₂ ). Уравнение используется для оценки того, правильно ли легкие переносят кислород в кровь . Уравнение альвеолярного воздуха не получило широкого применения в клинической медицине, вероятно, из-за сложного вида его классических форм. Парциальное давление кислорода ( p O ₂ ) в легочных альвеолах необходим для расчета как альвеолярно-артериального градиента справа налево кислорода, так и объема сердечного шунта , которые являются клинически полезными величинами. Однако брать пробу газа из альвеол для непосредственного измерения парциального давления кислорода непрактично. Уравнение альвеолярного газа позволяет рассчитать альвеолярное парциальное давление кислорода на основе практически измеримых данных. Впервые он был охарактеризован в 1946 году. ^{[ 1 ]}

Предположения

Уравнение основано на следующих предположениях:

Вдыхаемый газ не содержит углекислого газа ( СО ₂ )
Азот (и любые другие газы, кроме кислорода) во вдыхаемом газе находятся в равновесии с растворенным в крови состоянием.
Вдыхаемые и альвеолярные газы подчиняются закону идеального газа.
Углекислый газ ( CO ₂ ) в альвеолярном газе находится в равновесии с артериальной кровью, т. е. альвеолярное и артериальное парциальные давления равны.
Альвеолярный газ насыщен водой.

Уравнение

$p_{A}{\ce {O2}}=F_{I}{\ce {O2}}(P_{{\ce {ATM}}}-p{\ce {H2O}})-{\frac {p_{a}{\ce {CO2}}(1-F_{I}{\ce {O2}}(1-{\ce {RER}}))}{{\ce {RER}}}}$

Если F _i O ₂ мал, или, более конкретно, если $F_{I}{\ce {O2}}(1-{\ce {RER}})\ll 1$ то уравнение можно упростить до:

$p_{A}{\ce {O2}}\approx F_{I}{\ce {O2}}(P_{{\ce {ATM}}}-p{\ce {H2O}})-{\frac {p_{a}{\ce {CO2}}}{{\ce {RER}}}}$

где:

Количество	Описание	Образец значения
$p_{A}{\ce {O2}}$	Альвеолярное парциальное давление кислорода ( $p{\ce {O2}}$ )	107 мм рт.ст. (14,2 кПа)
$F_{I}{\ce {O2}}$	Доля вдыхаемого газа, содержащая кислород (выраженная в десятичных дробях).	0.21
$P_{ATM}$	Преобладающее атмосферное давление	760 мм рт.ст. (101 кПа)
$p{\ce {H2O}}$	Давление насыщенных паров воды при температуре тела и преобладающее атмосферное давление.	47 мм рт.ст. (6,25 кПа)
$p_{a}{\ce {CO2}}$	Артериальное парциальное давление углекислого газа ( $p{\ce {CO2}}$ )	40 мм рт.ст. (5,33 кПа)
${\text{RER}}$	Коэффициент дыхательного обмена	0.8

Примерные значения приведены для воздуха на уровне моря при температуре 37 °C.

удвоение F _i O ₂ увеличится вдвое п _я о ₂ .

Существуют и другие возможные уравнения для расчета альвеолярного воздуха. ^{[ 2 ]}^{[ 3 ]}^{[ 4 ]}^{[ 5 ]}^{[ 6 ]}^{[ 7 ]}^{[ 8 ]}

${\begin{aligned}p_{A}{\ce {O2}}&=F_{I}{\ce {O2}}\left(PB-p{\ce {H2O}}\right)-p_{A}{\ce {CO2}}\left(F_{I}{\ce {O2}}+{\frac {1-F_{I}{\ce {O2}}}{R}}\right)\\[4pt]&=p_{I}{\ce {O2}}-p_{A}{\ce {CO2}}\left(F_{I}{\ce {O2}}+{\frac {1-F_{I}{\ce {O2}}}{R}}\right)\\[4pt]&=p_{I}{\ce {O2}}-{\frac {V_{T}}{V_{T}-V_{D}}}\left(p_{I}{\ce {O2}}-p_{E}{\ce {O2}}\right)\\[4pt]&={\frac {p_{E}{\ce {O2}}-p_{I}{\ce {O2}}\left({\frac {V_{D}}{V_{T}}}\right)}{1-{\frac {V_{D}}{V_{T}}}}}\end{aligned}}$

Сокращенное уравнение альвеолярного воздуха

$p_{A}{\ce {O2}}={\frac {p_{E}{\ce {O2}}-p_{i}{\ce {O2}}{\frac {V_{D}}{V_{T}}}}{1-{\frac {V_{D}}{V_{T}}}}}$ п _А О ₂ , p _E O ₂ и p _i O ₂ — парциальное давление кислорода в альвеолярном, выдыхаемом и вдыхаемом газе соответственно, а VD/VT — отношение физиологического мертвого пространства к дыхательному объему. ^{[ 9 ]}

Дыхательный коэффициент (R)

$R={\frac {p_{E}{\ce {CO2}}(1-F_{I}{\ce {O2}})}{p_{i}{\ce {O2}}-p_{E}{\ce {O2}}-(p_{E}{\ce {CO2}}*F_{i}{\ce {O2}})}}$

Физиологическое мертвое пространство над дыхательным объемом (VD/VT)

${\frac {V_{D}}{V_{T}}}={\frac {p_{A}{\ce {CO2}}-p_{E}{\ce {CO2}}}{p_{A}{\ce {CO2}}}}$

См. также

Давление легочного газа

Ссылки

^ Карран-Эверетт Д. (июнь 2006 г.). «Классическая возможность обучения от Фенна, Рана и Отиса (1946): уравнение альвеолярного газа». Adv Physiol Educ . 30 (2): 58–62. дои : 10.1152/advan.00076.2005 . ПМИД 16709734 . S2CID 42010762 .
^ Раймонд Л., Долан В., Даттон Р. и др.: Функция легких и газообмен во время высотной гипоксии (аннотация). Клин Рес 19:147, 1971
^ Spaur WH, Raymond LW, Knott MM и др.: Одышка у дайверов при 49,5 ATA: механическое, а не химическое происхождение. Подводная биомедицина Res 4:183-198, 1977.
^ Россье П.Х., Бликеншторфер Э.: Мертвое пространство и гипервентиляция. Хелв Мед Акта 13:328-332, 1946 г.
^ Райли Р.Л., Лилиенталь Дж.Л.младший, Проммель Д.Д. и др.: На определение физиологически эффективного давления кислорода и углекислого газа в альвеолярном воздухе. Am J Physiol 147:191-198, 1946.
^ Макникол MW, Кэмпбелл EJM: Тяжесть дыхательной недостаточности: газы артериальной крови у нелеченых пациентов. Ланцет 1:336-338, 1965 г.
^ Бегин Р., Ренцетти А.Д. младший: Альвеолярно-артериальный градиент давления кислорода: I. Сравнение предполагаемого и фактического дыхательного коэффициента при стабильном хроническом заболевании легких; Связь со старением и объемом закрытия у здоровых людей. Уход за дыханием 22: 491-500, 1977.
^ Сува К., Геффин Б., Понтоппидан Х. и др.: Номограмма для Требование мертвого пространства при длительной искусственной вентиляции легких. Анестезиология 29:1206-1210, 1968.
^ Фенн В.О., Ран Х., Отис А.Б.: Теоретическое исследование состава альвеолярного воздуха на высоте. Am J Physiol 146:637-653, 1946.

Внешние ссылки

[pmid16709734-1] Карран-Эверетт Д. (июнь 2006 г.). «Классическая возможность обучения от Фенна, Рана и Отиса (1946): уравнение альвеолярного газа». Adv Physiol Educ . 30 (2): 58–62. дои : 10.1152/advan.00076.2005 . ПМИД 16709734 . S2CID 42010762 .

[2] Раймонд Л., Долан В., Даттон Р. и др.: Функция легких и газообмен во время высотной гипоксии (аннотация). Клин Рес 19:147, 1971

[3] Spaur WH, Raymond LW, Knott MM и др.: Одышка у дайверов при 49,5 ATA: механическое, а не химическое происхождение. Подводная биомедицина Res 4:183-198, 1977.

[4] Россье П.Х., Бликеншторфер Э.: Мертвое пространство и гипервентиляция. Хелв Мед Акта 13:328-332, 1946 г.

[5] Райли Р.Л., Лилиенталь Дж.Л.младший, Проммель Д.Д. и др.: На определение физиологически эффективного давления кислорода и углекислого газа в альвеолярном воздухе. Am J Physiol 147:191-198, 1946.

[6] Макникол MW, Кэмпбелл EJM: Тяжесть дыхательной недостаточности: газы артериальной крови у нелеченых пациентов. Ланцет 1:336-338, 1965 г.

[7] Бегин Р., Ренцетти А.Д. младший: Альвеолярно-артериальный градиент давления кислорода: I. Сравнение предполагаемого и фактического дыхательного коэффициента при стабильном хроническом заболевании легких; Связь со старением и объемом закрытия у здоровых людей. Уход за дыханием 22: 491-500, 1977.

[8] Сува К., Геффин Б., Понтоппидан Х. и др.: Номограмма для Требование мертвого пространства при длительной искусственной вентиляции легких. Анестезиология 29:1206-1210, 1968.

[9] Фенн В.О., Ран Х., Отис А.Б.: Теоретическое исследование состава альвеолярного воздуха на высоте. Am J Physiol 146:637-653, 1946.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

v т и Дыхательная физиология
Дыхание	дыхание ингаляция выдох принудительное носовое дыхание частота дыхания респирометр легочный сурфактант согласие упругая отдача гистерезивность сопротивление дыхательных путей бронхиальный гиперреактивность сужение расширение механическая вентиляция
Контроль	мост пневмотаксический центр апнейстический центр мозговое вещество дорсальная дыхательная группа вентральная респираторная группа хеморецепторы центральный периферийный рецепторы растяжения легких Рефлекс Геринга-Брейера
Объемы легких	ВК ФРК Вт мертвое пространство СС ПЭФ расчеты минутный объем дыхания Соотношение ОФВ1/ФЖЕЛ Функциональные тесты легких спирометрия плетизмография тела пикфлоуметр вымывание азота
Тираж	малое кровообращение гипоксическая легочная вазоконстрикция легочный шунт
Взаимодействия	ventilation (V) Перфузия (клавиша Q) Соотношение вентиляции/перфузии V/Q сканирование зоны легких газообмен давление легочных газов уравнение альвеолярного газа альвеолярно-артериальный градиент гемоглобин кривая диссоциации кислород-гемоглобин ( насыщение кислородом 2,3-ВВП Эффект Бора эффект Холдейна ) карбоангидраза ( хлоридный сдвиг ) оксигемоглобин дыхательный коэффициент газы артериальной крови диффузионная способность ( DLCO )
Недостаточность	большая высота зона смерти кислородное отравление гипоксия