Уравнение альвеолярного газа - Alveolar gas equation - Wikipedia

В уравнение альвеолярного газа это метод расчета частичное давление из альвеолярный кислород (P_АО₂). Уравнение используется для оценки того, легкие правильно передают кислород в кровь. Уравнение альвеолярного воздуха не имеет широкого применения в клинической медицине, вероятно, из-за сложного внешнего вида его классических форм. частичное давление кислорода (pO₂) в легочные альвеолы требуется для расчета как альвеолярно-артериальный градиент кислорода и количество справа налево сердечный шунт, которые являются клинически полезными количествами. Однако нецелесообразно брать пробу газа из альвеол для прямого измерения парциального давления кислорода. Уравнение альвеолярного газа позволяет рассчитать альвеолярное парциальное давление кислорода на основе практически измеряемых данных. Впервые он был охарактеризован в 1946 году.^[1]

Предположения

Уравнение основано на следующих предположениях:

• Вдыхаемый газ не содержит двуокиси углерода (CO₂)
• Азот (и любые другие газы, кроме кислорода) во вдыхаемом газе находятся в равновесии с их растворенными состояниями в крови.
• Вдыхаемый и альвеолярный газы подчиняются закон идеального газа
• Двуокись углерода (CO₂) в альвеолярном газе находится в равновесии с артериальной кровью, т.е. что 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 ${\displaystyle F_{I}{\ce {O2}}}$ маленький, а точнее, если ${\displaystyle F_{I}{\ce {O2}}(1-{\ce {RER}})\ll 1}$ тогда уравнение можно упростить до:

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

куда:

Количество	Описание	Примерное значение
${\displaystyle p_{A}{\ce {O2}}}$	Альвеолярное парциальное давление кислорода (${\displaystyle p{\ce {O2}}}$)	107 мм рт. Ст. (14,2 кПа)
${\displaystyle F_{I}{\ce {O2}}}$	Доля вдыхаемого газа, представляющая собой кислород (выраженная в десятичной дроби).	0.21
пБанкомат	Преобладающее атмосферное давление	760 мм рт. Ст. (101 кПа)
${\displaystyle p{\ce {H2O}}}$	Давление насыщенного пара воды при температуре тела и преобладающем атмосферном давлении	47 мм рт. Ст. (6,25 кПа)
${\displaystyle p_{a}{\ce {CO2}}}$	Артериальное парциальное давление углекислого газа (${\displaystyle p{\ce {CO2}}}$ )	40 мм рт. Ст. (5,33 кПа)
RER	В коэффициент дыхательного обмена	0.8

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

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

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

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

п_АО₂, П_EО₂, а P_яО₂ - парциальное давление кислорода в альвеолярном, выдыхаемом и вдыхаемом газе соответственно, а VD / VT - отношение физиологического мертвого пространства к дыхательному объему.^[9]

Респираторный 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 газов в легких

Рекомендации

1. Курран-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.
2. Раймонд Л., Долан В., Даттон Р. и др.: Функция легких и газообмен во время высотной гипоксии (аннотация). Cllin Res 19: 147, 1971
3. Spaur WH, Raymond LW, Knott MM, et al: Одышка у дайверов при 49,5 ATA: Механическое, а не химическое происхождение. Подводная биомедицинская резервация 4:183-198, 1977
4. Россье П. Х., Бликенсторфер Э: Espace mort et hyperventilation. Helv Med Acta 13:328-332, 1946
5. Райли Р.Л., Лилиенталь Дж.Л. мл., Проеммель 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. Ланцет 1:336-338, 1965
7. Begin R, Renzetti AD Jr: Альвеолярно-артериальный градиент давления кислорода: I. Сравнение предполагаемого и фактического респираторного коэффициента при стабильной хронической болезни легких; Связь со старением и закрытием объема у нормальных субъектов. Респир Уход 22:491-500, 1977
8. Сува К., Геффин Б., Понтоппидан Х. и др.: Номограмма для требований к мертвому пространству 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

внешняя ссылка

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