Уравнение альвеолярного газа

Уравнение альвеолярного газа представляет собой метод расчета парциального давления альвеолярного кислорода (P _A O 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 (pO ₂ ) в легочных альвеолах необходимо для расчета как альвеолярно-артериального градиента кислорода, так и объема сердечного шунта справа налево , 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 (CO 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

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

Если мало, или, точнее, если тогда уравнение можно упростить до: ${\displaystyle F_{I}{\ce {O2}}}$ ${\displaystyle F_{I}{\ce {O2}}(1-{\ce {RER}})\ll 1}$

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

где:

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

Удвоение будет удвоиться . ${\displaystyle F_{i}{\ce {O2}}}$ ${\displaystyle P_{i}{\ce {O2}}}$

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

${\displaystyle {\begin{aligned}P_{A}{\ce {O2}}&=F_{I}{\ce {O2}}\left(PB-P{\ce {H2O}}\right)-P_{A}C{\ce {O2}}\left(F_{I}{\ce {O2}}+{\frac {1-F_{I}{\ce {O2}}}{R}}\right)\\&=P_{I}{\ce {O2}}-P_{A}C{\ce {O2}}\left(F_{I}{\ce {O2}}+{\frac {1-F_{I}{\ce {O2}}}{R}}\right)\\&=P_{I}{\ce {O2}}-{\frac {V_{T}}{V_{T}-V_{D}}}\left(P_{I}{\ce {O2}}-P_{E}{\ce {O2}}\right)\\&={\frac {P_{E}{\ce {O2}}-P_{I}{\ce {O2}}\left({\frac {V_{D}}{V_{T}}}\right)}{1-{\frac {V_{D}}{V_{T}}}}}\end{aligned}}}$

Сокращенное уравнение альвеолярного воздуха

${\displaystyle P_{A}{\ce {O2}}={\frac {P_{E}{\ce {O2}}-P_{i}{\ce {O2}}{\frac {V_{D}}{V_{T}}}}{1-{\frac {V_{D}}{V_{T}}}}}}$

P _A O ₂ , P _E O ₂ и Pi _O 2 _— парциальные давления кислорода в альвеолярном, выдыхаемом и вдыхаемом газе соответственно, а VD/VT — отношение физиологического мертвого пространства к дыхательному объему. ^[9]

Дыхательный коэффициент (R)

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

Физиологическое мертвое пространство над дыхательным объемом (VD/VT)

${\displaystyle {\frac {V_{D}}{V_{T}}}={\frac {P_{a}{\ce {CO2}}-P_{E}{\ce {CO2}}}{P_{a}{\ce {CO2}}}}}$

Смотрите также

• Давление легочного газа

Рекомендации

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. PMID  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., Бликенсторфер Э.: Espace mort et гипервентиляция. Хелв Мед Акта 13:328-332, 1946 г.
5. Райли Р.Л., Лилиенталь Дж.Л.младший, Проеммель Д.Д. и др.: Об определении 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 потребности в мертвом пространстве во время длительной искусственной вентиляции. 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.

Внешние ссылки

• Бесплатная интерактивная модель упрощенной и полной версий уравнения альвеолярного газа (AGE)
• Формула на ucsf.edu
• С. Круикшанк, Н. Хиршауэр: Уравнение альвеолярного газа в книге «Непрерывное образование в области анестезии, интенсивной терапии и боли», том 4, номер 1, 2004 г.
• Онлайн-уравнение альвеолярного газа и приложение для iPhone от Medfixation.
• Вычислительно функциональное уравнение альвеолярного газа от vCalc.