Многократный метод удаления инертных газов

Метод множественной элиминации инертных газов (MIGET) — это медицинский метод, используемый в основном в пульмонологии , который включает измерение концентраций различных введенных инертных газов в смешанной венозной крови , артериальной крови и выдыхаемых газах субъекта. Этот метод позволяет количественно оценить истинный шунт , вентиляцию физиологического мертвого пространства , соотношение вентиляции и кровотока ( VA _/ Q ) и ограничение диффузии .

Фон

Гипоксемию обычно связывают с одним из четырех процессов: гиповентиляцией , сбросом крови (справа налево), ограничением диффузии и неравенством вентиляции/перфузии ( VA _/ Q ). Более того, существуют и «внелегочные» факторы, которые могут способствовать колебаниям артериального PO ₂ .

Существует несколько показателей гипоксемии, которые можно оценить, но каждый из них имеет различные ограничения. Именно по этой причине был разработан MIGET, чтобы преодолеть недостатки предыдущих методов.

Теоретическая основа

Стационарный газообмен в легких подчиняется законам сохранения массы . Это приводит к уравнению вентиляции/перфузии для кислорода :

$V_{A}/Q=8.63\times {\frac {C_{c'}{\ce {O2}}-C_{v}{\ce {O2}}}{P_{I}{\ce {O2}}-P_{A}{\ce {O2}}}}$

и для углекислого газа :

$V_{A}/Q=8.63\times {\frac {C_{v}{\ce {CO2}}-C_{c'}{\ce {CO2}}}{P_{A}{\ce {CO2}}}}$

где:

• ⁠ $C_{c'}$⁠ обозначает концентрацию газа в капиллярах (мл/дл),
• ⁠ $C_{v}$⁠ обозначает смешанную венозную концентрацию газа (мл/дл),
• ⁠ $P_{I}$⁠ обозначает вдыхаемое парциальное давление газа (мм рт. ст.), а
• ⁠ $P_{A}$⁠ обозначает альвеолярное парциальное давление газа (мм рт. ст.).
• ⁠ $V_{A}/Q$⁠ обозначает отношение альвеолярной вентиляции к сердечному выбросу.

Для целей использования MIGET уравнения были обобщены для инертного газа (ИГ):

$V_{A}/Q=8.63\times {\ce {solubility}}\times {\frac {P_{V}{\ce {IG}}-P_{C'}{\ce {IG}}}{P_{A}{\ce {IG}}}}$

где:

• растворимость — это отношение концентрации к парциальному давлению, выраженное в мл растворенного газа на дл крови на мм рт. ст. газа в крови.

Предполагая, что диффузионное равновесие для инертного газа завершено, опуская нижний индекс IG и заменяя коэффициент распределения газов крови ( λ ), получим:

$V_{A}/Q={\lambda }\times {\frac {P_{v}-P_{A}}{P_{A}}}$

Перестановка:

$P_{A}/P_{v}={\frac {\lambda }{{\lambda }+V_{A}/Q}}=P_{c'}/P_{v}$

где:

• ⁠ $P_{v}$⁠ обозначает смешанное венозное парциальное давление газа (мм рт. ст.).
• ⁠ $P_{c'}$⁠ обозначает парциальное давление газа в конце капилляра (мм рт. ст.).

Это уравнение является основой для MIGET и показывает, что доля инертного газа, не выведенная из крови через легкие, является функцией коэффициента распределения и отношения V _A /Q . Это уравнение работает в предположении, что легкие совершенно однородны. В этой модели удержание ( R ) измеряется по соотношению ⁠ $P_{A}/P_{v}$⁠ . Математически сформулировано:

$R={\frac {\lambda }{\lambda +V_{A}/Q}}$

Из этого уравнения мы можем измерить уровни каждого инертного газа, удерживаемого в крови. Связь между удержанием (R) и ⁠ $V_{A}/Q$⁠ можно резюмировать следующим образом: Как ⁠ $V_{A}/Q$⁠ для данного λ увеличивается, R уменьшается; однако эти отношения между ⁠ $V_{A}/Q$⁠ и R наиболее очевиден при значениях ⁠ $V_{A}/Q$⁠ газа в десять раз выше и ниже, чем λ . Однако помимо этого можно измерить концентрацию инертных газов в выдыхаемом газе субъекта. Отношение смешанной концентрации выдыхаемого воздуха к смешанной венозной концентрации называется экскрецией ( E ) и описывает вентиляцию областей различной ⁠ $V_{A}/Q$⁠ . Если взять вместе:

$V_{IG}=V_{E}\times E=\lambda \times Q_{T}\times [1-R]$

где:

• V _IG обозначает объем инертного газа, выделяемого за минуту (мл/мин).
• ⁠ $V_{E}$⁠ обозначает минутную вентиляцию (мл/мин).
• ⁠ $Q_{T}$⁠ обозначает сердечный выброс (мл/мин).

При наблюдении скопления альвеол, в которых РО ₂ и РСО ₂ однородны, определяют местную альвеолярную вентиляцию и местный кровоток . $V_{A}/Q$⁠ :

$V_{A}=Q\times V_{A}/Q$

Из этих уравнений можно сделать вывод, что знание либо удержания, либо выведения подразумевает знание другого. Более того, аналогичное понимание существует и относительно связи между распределением кровотока и распределением вентиляции.

Ограничения

Данные, полученные MIGET, представляют собой аппроксимацию распределения ⁠ $V_{A}/Q$⁠ соотношения по всему легкому. Подсчитано, что в легких человека существует около 100 000 единиц газообмена; в этом случае теоретический максимум отсеков VA/Q может достигать 100 000.