Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
Mechanics of Breathing - Coggle Diagram
Mechanics of Breathing
กล้ามเนื้อ ที่ใช้ในการหายใจ
กล้ามเนื้อหายใจเข้า
เป็นแบบ active process คือมีการหดตัวของกล้ามเนื้อระหว่างช่องซี่โครงชั้นนอก
และกระบังลม เพื่อให้ปริมาตรของช่องอกเพิ่มขึ้น กล้ามเนื้อหายใจเข้า
1.กระบังลม เป็นกล้ามเนื้อลายที่กั้นอยู่ระหว่างช่องอกและช่องท้องกว่าร้อยละ 75 ของอากาศ
ที่หายใจเข้าเกิดจากการหดตัวของกระบังลม
2.กล้ามเนื้อระหว่างซี่โครงด้านนอก เป็นกล้ามเนื้อลายที่ยึดอยู่ระหว่างซี่โครงทางด้านนอก เวลา
กล้ามเนื้อนี้หดตัว
กล้ามเนื้อหายใจออก
การหายใจออก เป็นขบวนการ passive ซึ่งเกิดจากการคลายตัวของกล้ามเนื้อระหว่างซี่โครงด้านนอก
และกระบังลม
1.กล้ามเนื้อหน้าท้อง เมื่อมีการหดตัว กระดูกซี่โครงจะบีบชิดกัน ลำตัวจะโค้ง ทำให้ความดันในช่องท้อง
เพิ่มขึ้น ซึ่งมีผลให้อวัยวะในช่องท้องดันกระบังลมขึ้น เป็นการช่วยลดปริมาตรของทรวงอกในแนวตั้ง
2.กล้ามเนื้อระหว่างช่องซี่โครงด้านใน เมื่อหดตัวจะทำให้ซี่โครงหุบลงล่าง และเคลื่อนมา
ทางด้านหลัง มีผลให้ลดปริมาตรของทรวงอกในแนวหน้าหลัง
ปริมาตรและความจุของปอด (Lung Volumes and Capacities)
Tidal volume (TV หรือ VT )
ปริมาตรของอากาศหายใจเข้าหรือออกในครั้งหนึ่งๆ ในผู้ใหญ่จะมีค่า
ปกติประมาณ 400 - 500 มิลลิลิตร
Inspiratory reserve volume (IRV)
ปริมาตรของอากาศที่สามารถหายใจเข้าเพิ่มได้อีกจนเต็มที่ต่อจาก
การหายใจเข้าตามปกติ มีค่าประมาณ 1900 - 2,500 มิลลิลิตร
Expiratory reserve volume (ERV)
ปริมาตรของอากาศที่สามารถหายใจออกได้อีกจนเต็มที่ต่อจากการ
หายใจออกตามปกติ มีค่าประมาณ 1,100 - 1500 มิลลิลิตร
Residual volume (RV)
ปริมาตรของอากาศที่ยังคงเหลือค้างอยู่ในปอด หลังจากการหายใจออกอย่าง
แรงเต็มที่ มีค่าประมาณ 1,500 - 1900 มิลลิลิตร
ความจุของปอดแบ่งเป็น 4 ส่วน
Inspiratory capacity(IC) คือ ความจุของปอดที่คิดเป็นปริมาตรของอากาศหายใจเข้าไปได้จนเต็มที่
หลังจากหายใจออกตามปกติ
Vital capacity (VC) คือ เป็นค่าปริมาตรความจุปอดที่วัดได้โดยเริ่มจากให้ผู้ถูกทดสอบหายใจเข้าเต็มที่
แล้ววัดปริมาตรของอากาศที่หายใจออกจนหมด
Functional residual capacity (FRC) คือ ความจุของปอดที่คิดเป็นปริมาตรของอากาศคงเหลืออยู่ใน
ปอดหลังจากหายใจออกตามปกติซึ่งเป็นช่วงเวลาที่กล้ามเนื้อหายใจทั้งหมดคลายตัว
Total lung capacity (TLC) คือ ความจุของปอดที่คิดเป็นปริมาตรของอากาศทั้งหมดเมื่อหายใจเข้าเต็มที่
หรือเป็นผลรวมของ vital capacity และ residual volume ปกติมีค่าประมาณ 4900 - 6,400 มิลลิลิตร
ความดันในปอด-ช่องอก ขณะหายใจเข้า-ออก ในปอดปกต
ความดันต่างๆที่วัด ณ ตำแหน่งต่างๆของปอดขณะหายใจเข้าออกที่สำคัญ
ความดันในถุงลม(alveolar
pressure, PA )
ความดันในช่องเยื่อหุ้มปอด(intrapleural pressure, Ppl )
ความดันของอากาศหายใจที่มีค่าเท่ากับความดันบรรยากาศ(atmospheric pressure,
Patm)
ในการหายใจเข้า/ออกปกติการระบายอากาศในปอดและท่อทางเดินหายใจจะเป็นระบบเปิดอยู่ตลอดเวลาดังนั้นจะเห็นว่าในช่วงสิ้นสุดการหายใจเข้าหรือหายใจออก ค่าความดันในท่อทางเดินหายใจและความดันในถุงลม จะมีค่าเท่ากับความดันบรรยากาศ (PA = Patm)
การเปลี่ยนแปลงความดัน และปริมาตรอากาศ ขณะหายใจเข้า-ออก ในปอดปกต
ในการหายใจเข้า-ออก ปกติขณะพัก ระยะก่อนหายใจเข้า ความดันอากาศในท่อทางเดินหายใจและถุงลมมีค่าความแตกต่างของความดันระหว่างในถุงลมกับความดันในช่องเยื่อหุ้มปอด (transpulmonary pressure, PTP) จะเท่ากับ +5 cmH2O ( PTP = PA - Ppl = 0 - (-5)
การหายใจเข้าเริ่มจากการหดตัวของกล้ามเนื้อกระบังลม และกล้ามเนื้อระหว่างซี่โครงมีผลเพิ่มปริมาตรของ
ช่องอก Ppl เป็นลบมากขึ้น ค่า PTP เพิ่มมากขึ้น มีผลให้มีการเพิ่มปริมาตรของอากาศในถุงลมปอด
(Boyle’s law , P1V1 = P2V2 = constant)
การหายใจออกเริ่มจากการคลายตัวของกล้ามเนื้อกระบังลมและกล้ามเนื้อระหว่างซี่โครง ทำให้ปริมาตรช่องอกค่อยๆลดลง Ppl เป็นลบน้อยลง ค่า PTP ลดลง ปริมาตรของอากาศในถุงลมปอดจะถูกบีบให้ลดลง ทำให้ค่าความดันอากาศในถุงลมปอดเพิ่มสูงมากกว่าความดันบรรยากาศ เป็นผลให้เกิดการไหลของอากาศจากถุงลมปอดจะไหลออกไปยังชั้นบรรยากาศภายนอกเข้าสู่ปอดจนสิ้นสุดการหายใจออก
ความต้านทานการหายใจ (Resistance to Breathing)
ความยืดหยุ่น (elastic recoils) ของเนื้อปอดและทรวงอก
เกิดจากความยืดหยุ่นของเนื้อปอด และแรงตึงผิว
ของถุงลม ทำให้ปอดจะพยายามหดกลับให้มีปริมาตรเล็กลง ส่วนแรงต้านทานจากความยืดหยุ่นทรวงอก
ภาวะผ่อนตาม(compliance)ของปอด
ภาวะผ่อนตามของปอดเป็นเป็นการความสามารถในการขยายปริมาตรของปอด(lung distensibility) โดยวัด
จากการกล่าวถึงการเปลี่ยนแปลงของปริมาตรปอดเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงของ transpulmonary pressure
C = ΔV/Δ P
ΔV= ปริมาตรปอดที่เปลี่ยนแปลง Δ P = Transpulmonary pressure ที่เปลี่ยนแปลง
C= ค่า Compliance มีหน่วยเป็น liters / cmH2O
ความต้านทานการไหลของอากาศ อัตราการไหลของอากาศ ในท่อทางเดินหายใจ
อัตราการไหลของอากาศในท่อทางเดินหายใจจะขึ้นกับ 2 ปัจจัย คือ ผลต่างของแรงดันอากาศ และความต้านทานการไหลของอากาศโดยเขียนเป็นสมการของความสัมพันธ์ดังนี้Q = ΔP/R
Q = อัตราการไหลของอากาศ liters/sec ΔP = ผลต่างของแรงดันอากาศ cm.H2O
R = ความต้านทานการไหลของอากาศ cm.H2O/(liters/sec)
ปัจจัยที่มีผลต่อความต้านทานของท่อทางเดินอากาศ
ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของท่อทางเดินอากาศเป็นปัจจัยที่สำคัญที่มีผลต่อความ
ต้านทานการไหลของอากาศ
1.การหายใจเข้า-ออกอย่างแรง ในเนื้อเยื่อปอดที่มีโครงสร้างของท่อทางเดินหายใจและถุงลม
ปอดปกติเมื่อมีสภาวะที่ร่างกายต้องมีการหายใจเข้าออก
Autonomic nervous system การกระตุ้นระบบ parasympathetic มีผลทำให้เกิดการ หดตัว
ของ bronchial smooth muscle ( bronchoconstriction) มีผลเพิ่มแรงต้านทานของทางเดินอากาศ
ความผิดปกติจากจากกลุ่มโรค ปอดอุดกั้นเรื้อรัง (chronic obstructive pulmonary disease,
COPD ) ซึ่งส่วนใหญ่มีผลเพิ่มความต้านทานของทางเดินอากาศ
งานของการหายใจ (Work of Breathing)
งานจากความต้านทานท่อทางเดินอากาศ เกี่ยวกับแรงซึ่งต้องการให้ก๊าซมีการไหลผ่านในท่อทาง
เดินอากาศในปอด
งานจากความหนืดของเนื้อเยื่อ เกี่ยวกับงานที่ต้องใช้เพื่อให้เนื้อเยื่อ (เช่น ตับและทรวงอก) มีการ
เคลื่อนไหว
งานจากความยืดหยุ่น เกี่ยวกับงานที่ต้องใช้ในการยืดเนื้อเยื่อยืดหยุ่นของปอดและทรวงอก ในคนปกติ
ขณะพักงานซึ่งใช้ในการหายใจเข้า ก็คืองานที่เอาชนะต่อความต้านทานของปอดและทรวงอก
ลักษณะหรือรูปแบบของการหายใจ (Pattern of Breathing)
Hyperpnea การหายใจที่แรงกว่าปกติ หรือทั้งแรงและเร็วกว่าปกติ เช่นขณะออกกำลังกาย
Dyspnea อาการหายใจลำบาก เป็นลักษณะการหายใจที่ต้องใช้ความพยายามฝืนอย่างมาก อัตราการหายใจ
ประมาณ 20 -50 ครั้ง/นาที
Bradypnea การหายใจช้ากว่าปกติ อัตราการหายใจลดลง ค่า tidal volume ปกต
Orthopnea การหายใจลำบากในท่านอนราบ
Tachypnea การหายใจเร็ว เป็นการหายใจที่มีอัตราการหายใจเพิ่มขึ้นแต่ค่า tidal volume ลดลง
Apnea คือการหายใจที่หยุดค้างในท่าหายใจออก
Cheyne-Stokes Breathing เป็นการหายใจที่ไม่สม่ำเสมอ ทั้งอัตราและ ความตื้นลึก สลับกับการหยุดหายใจ
Biot Breathing เป็นการหายใจที่ไม่สม่ำเสมอทั้งความแรง และอัตราการหายใจ
Kussmauls Respirations .หายใจลึก อัตราการหายใจค่อนข้างเร็ว
Modification of Respiration
การไอ สาเหตุเกิดจากการระคายเคืองในทางผ่านอากาศหายใจเกิดรีเฟล็กซ์กระตุ้นต่อศูนย์ไอ การไอมีการปิดของช่องสายเสียง และหายใจออกอย่างแรง ผ่านช่องสายเสียงที่เปิดออกสู่ช่องปากด้วยอัตราความเร็วสูง
การจาม สาเหตุเกิดจากการระคายเคืองในบริเวณช่องจมูก เกิดรีเฟล็กซ์ทำให้เกิดการจาม โดยมีการหายใจเข้า
อย่างแรง และหายใจออกอย่างแรงผ่านทางช่องจมูก
การหาวนอน เป็นอาการหายใจเข้าช้าๆและหายใจลึก โดยมีการเปิดปากกว้างและตามด้วยการหายใจออก แม้
ในปัจจุบัน ยังไม่ทราบกลไกของการหาวที่แน่นอน
การสะอึก เป็นอาการหายใจเข้าอย่างแรง พร้อมกับมีการปิดของช่องสายเสียงทันที ทำให้เกิดเสียงสะอึก สาเหตุ
เกิดจากการหดเกร็งของกระบังลม
การกรน เป็นอาการหายใจออกทางปาก ที่ผ่านสิ่งกีดขวางทางเดินหายใจในที่นี้คือ เพดานอ่อน ทำให้เพดานอ่อน
เกิดการสั่นสะเทือน เกิดเสียงกรนขึ้น