Регуляция гидростатического давления в дыхательных аппаратах. Эластичность легочной ткани

Следует заметить, что применение кардиоидного клапана эффективно в устранении разницы между давлением в дыхательном мешке и выпускным давлением к концу выдоха. Если гидростатическое давление наполненного дыхательного мешка„ как и следовало ожидать, меньше, чем гидростатическое давление в «центре» легких, то эта разность не может быть выправлена регулировкой выпускного давления. Попытки произвести эту регулировку создадут только дискомфортный подъем давления к концу выдоха.

Более эффективное решение проблемы гидростатического несоответствия давлений предусмотрено в аппаратах со схемой возвратного дыхания AGA и ACSC. В данной системе дыхательный мешок функционирует как нагруженные кузнечные мехи. Груз увеличивает или уменьшает давление в дыхательном мешке в соответствии с положением тела водолаза, тем самым поддерживая давление приблизительно равное таковому в «центре» легких независимо от положения водолаза.

Если весовую компенсацию применить к дыхательному мешку и к выпускному клапану, как описано выше, то в аппаратах со схемой возвратного дыхания теоретически должно быть возможным полное устранение гидростатического несоответствия.

Morrison, Milne (1978) в своих исследованиях, сходных с экспериментами, поставленными O`Neill, определили гидростатическое несоответствие (Рс—Рц.л.), возникающее при дыхании через легочный автомат, расположенный либо около загубника, либо на спине. Показано, что при вертикальном положении водолаза несоответствие давлений приблизительно составляет —25 см вод. ст. для обеих систем. Разные положения тела под водой приводят к гидростатическому несоответствию ±40 см вод. ст. для легочного автомата, расположенного около рта, и ±28 см вод. ст. для легочного автомата, расположенного на спине. Поскольку эти колебания давления намного превышают таковые на уровне яремной вырезки (±20 см вод. ст.),. рекомендованном Paton, Sand, для определения эупноического давления, то, по-видимому, в дыхательном аппарате с легочным автоматом имеется возможность оптимизировать давление подводимого газа.

Эластичность легочной ткани

Упрощенно легочную систему можно представить в виде подпружиненного поршня, двигающегося в цилиндре. Пружина представляет общую растяжимость дыхательной системы— ткани легких, грудной стенки и диафрагмы. Положение поршня отражает объем легких, а сила Fm = Pm-a, приложенная к поршню, — усилие дыхательных мышц. Эластические характеристики данной модели нелинейны. Кривая А на этом рисунке отображает нормальную растяжимость дыхательной системы на диаграмме давление — объем.

Нормальный релаксационный объем Vp представляет собой уравновешенный объем, к которому система возвращается, когда давление, создаваемое напряжением дыхательных мышц Рт, равно нулю. При нормальной вентиляции в состоянии покоя Vp представляет также объем: легких в конце выдоха. Заштрихованная площадь WA на рис. 9 отражает работу, которую следует затратить во время вдоха на преодоление эластических сил (деформация пружины). В связи с тем что эта энергия накапливается в виде потенциальной, она может быть использована в качестве-вспомогательной при вдохе. При нормальном дыхании с низкими величинами легочной вентиляции запасенная энергия превышает необходимую для преодоления сопротивления дыхательных путей, и, следовательно, выдох является пассивным.

При физической нагрузке, высокой плотности газа и большом внешнем сопротивлении дыханию усилия, затрачиваемые на преодоление сопротивления дыхательных путей, интенсируются по тех пор, пока не превысят усилия, затрачиваемые на преодоление эластических сил. В результате выдох становится активным процессом. В экспериментах, проведенных при нормальном атмосферном давлении, Cooper установил, что при легочной вентиляции, превышающей 21 л/мин, работа, затрачиваемая на преодоление эластических сил, составляет менее 7% от общей работы, затрачиваемой на дыхание.

Источник: http://meduniver.com