Уравнение альвеолярного газа

Формула парциального давления альвеолярного кислорода

Уравнение альвеолярного газа — это 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 так широко используется в клинической медицине, вероятно, из-за сложного внешнего вида его классических форм. Парциальное давление кислорода ( p O ₂ ) в легочных альвеолах требуется для расчета как альвеолярно-артериального градиента кислорода, так и величины право-левого сердечного шунта , которые являются клинически полезными величинами. Однако нецелесообразно брать образец газа из альвеол, чтобы напрямую измерить парциальное давление кислорода. Уравнение альвеолярного газа позволяет рассчитать альвеолярное парциальное давление кислорода из данных, которые можно измерить практически. Впервые оно было охарактеризовано в 1946 году. ^[1]

Предположения

Уравнение основано на следующих предположениях:

• Вдыхаемый газ не содержит углекислого газа ₍ CO2 )
• Азот (и любые другие газы, кроме кислорода) во вдыхаемом газе находятся в равновесии с их растворенными состояниями в крови.
• 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 парциальное давление 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 F _i O ₂ мало, или, точнее, если , то уравнение можно упростить до: ${\displaystyle F_{I}{\ce {O2}}(1-{\ce {RER}})\ll 1}$

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

где:

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

Удвоение F _i O ₂ приведет к удвоению p _i O ₂ .

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

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

Сокращенное уравнение альвеолярного воздуха

$${\displaystyle p_{A}{\ce {O2}}={\frac {p_{E}{\ce {O2}}-p_{i}{\ce {O2}}{\frac {V_{D}}{V_{T}}}}{1-{\frac {V_{D}}{V_{T}}}}}}$$p _A O ₂ , p _E O ₂ и 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)

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

Физиологическое мертвое пространство по сравнению с 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 газа в легких

Ссылки

1. Curran-Everett D (июнь 2006 г.). «Классическая возможность обучения от Фенна, Рана и Отиса (1946 г.): уравнение альвеолярного газа». Adv Physiol Educ . 30 (2): 58–62. doi :10.1152/advan.00076.2005. PMID  16709734. S2CID  42010762.
2. Raymond L, Dolan W, Dutton R, et al: Легочная функция и газообмен при высотной гипоксии (реферат). Clin Res 19:147, 1971
3. Spaur WH, Raymond LW, Knott MM и др.: Одышка у водолазов при 49,5 ATA: механического, а не химического происхождения. Undersea Biomed Res 4:183-198, 1977
4. Россье PH, Бликенсторфер Э: Espace mort et гипервентиляция. Хелв Мед Акта 13:328-332, 1946 г.
5. Райли Р.Л., Лилиенталь Дж.Л.-младший, Проммель Д.Д. и др.: Об определении физиологически эффективных давлений кислорода и углекислого газа в альвеолярном воздухе. Am J Physiol 147:191-198, 1946
6. McNicol MW, Campbell EJM: Тяжесть дыхательной недостаточности: газы артериальной крови у нелеченных пациентов. Lancet 1:336-338, 1965
7. Бегин Р., Рензетти АД Мл.: Альвеолярно-артериальный градиент давления кислорода: I. Сравнение предполагаемого и фактического респираторного коэффициента при стабильном хроническом заболевании легких; Связь со старением и закрывающимся объемом у здоровых субъектов. Respir Care 22:491-500, 1977
8. Suwa K, Geffin B, Pontoppidan H, et al: Номограмма для потребности в мертвом пространстве во время длительной искусственной вентиляции легких. Anesthesiology 29:1206-1210, 1968
9. Fenn WO, Rahn H, Otis AB: 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
• S. Cruickshank, N. Hirschauer: Уравнение альвеолярного газа в Continuing Education in Anaesthesia, Critical Care & Pain, Volume 4 Number 1 2004
• Онлайн-уравнение альвеолярного газа и приложение для iPhone от Medfixation.
• Вычислительно-функциональное уравнение альвеолярного газа от vCalc.