Thông khí là gì? Các bài báo nghiên cứu khoa học liên quan

Thông khí (ventilation) là quá trình cơ học trao đổi khí hai chiều liên tục giữa khí quyển môi trường bên ngoài và các phế nang của phổi, đảm bảo cung cấp oxy liên tục cho máu và đào thải carbon dioxide ra ngoài cơ thể. Đây là khâu đầu tiên và tối quan trọng trong toàn bộ chuỗi hô hấp sinh lý của con người.

Cơ học hô hấp và động lực học dòng khí

Sự dịch chuyển của dòng khí giữa môi trường và phế nang tuân theo nguyên lý chênh lệch gradien áp suất:

• Thì hít vào (Inspiration): Quá trình chủ động cần tiêu tốn năng lượng. Cơ hoành co hạ thấp xuống về phía ổ bụng kết hợp cơ liên sườn ngoài co nâng các xương sườn lên, làm tăng thể tích khoang ngực theo cả ba chiều. Áp suất trong khoang màng phổi trở nên âm hơn, kéo các phế nang giãn rộng làm áp suất phế nang hạ thấp hơn áp suất khí quyển, khiến không khí tự động tràn vào phổi.
• Thì thở ra (Expiration): Ở trạng thái nghỉ ngơi, đây là quá trình thụ động hoàn toàn. Các cơ hô hấp giãn ra, lồng ngực và nhu mô phổi co lại nhờ lực đàn hồi tự nhiên của các sợi elastin và sức căng bề mặt của màng phế nang, đẩy luồng khí giàu $\mathrm{CO_2}$ ra ngoài.

Thông số thông khí	Ký hiệu	Ý nghĩa sinh lý
Thể tích khí lưu thông	$V_T$	Lượng khí hít vào hoặc thở ra trong một nhịp bình thường
Thông khí phút	$\dot{V}_E$	Tổng thể tích khí lưu thông qua phổi trong một phút
Khoảng chết sinh lý	$V_D$	Vùng đường thở không tham gia trao đổi khí phế nang
Thông khí phế nang	$\dot{V}_A$	Lượng khí thực sự tham gia trao đổi khí với mao mạch

Các thông số thể tích và dung tích phổi

Thông khí phế nang có hiệu quả được xác định bằng thể tích khí thực sự đi tới các phế nang có tưới máu:

$\dot{V}_A = (V_T - V_D) imes f$

Trong đó $V_T$ là thể tích khí lưu thông, $V_D$ là thể tích khoảng chết giải phẫu và sinh lý, và $f$ là tần số thở trong một phút. Nhịp thở sâu và chậm luôn mang lại hiệu quả thông khí phế nang cao hơn nhịp thở nhanh và nông.

Rối loạn thông khí và thông khí cơ học nhân tạo

Các rối loạn thông khí lâm sàng thường gặp:

Hội chứng rối loạn thông khí tắc nghẽn (gặp trong bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính COPD, hen phế quản) đặc trưng bởi tăng sức cản đường thở; và hội chứng rối loạn thông khí hạn chế (gặp trong xơ phổi, biến dạng lồng ngực gù vẹo) đặc trưng bởi giảm độ giãn nở (compliance) của phổi.

Khi bệnh nhân suy hô hấp cấp, thông khí nhân tạo cơ học (thở máy xâm nhập qua ống nội khí quản hoặc thở máy không xâm nhập qua mặt nạ BiPAP/CPAP) được thiết lập để hỗ trợ công thở, duy trì thông khí phế nang và ổn định trao đổi khí cứu sống người bệnh.