호흡역학
이론과 하이라이트 히스토리를 확인 할 수 있어요.
폐 용적(Lung Volumes)과 용량(Capacities) 개념이 빈번하게 출제된다.
환기(Ventilation) 및 폐 순응성(Compliance)의 개념과 임상 적용(예: 폐섬유증, 만성폐쇄성폐질환(COPD))이 강조된다.
호흡 근육의 역할(흡기 및 호기 근육)과 흉강 내압 변화가 출제 가능하다.
폐포 환기(Alveolar Ventilation)와 사강환기(Dead Space Ventilation)의 차이 이해가 필수다.
기체 유동 저항(Airway Resistance)과 라플라스 법칙(Laplace’s Law)에 따른 표면장력(Surface Tension) 조절 기전이 중요하다.
1. 폐 용적 및 폐 용량
폐 용적(Lung Volumes)과 폐 용량(Lung Capacities)의 정의 및 차이점
용적/용량 | 정의 | 설명 |
|---|---|---|
일회 호흡량 (Tidal Volume, TV) | 정상적인 1회 호흡 시 이동하는 공기량 | 약 500 mL |
예비흡기량 (Inspiratory Reserve Volume, IRV) | 정상 흡기 후 추가로 흡입할 수 있는 공기량 | 약 3,000 mL |
예비호기량 (Expiratory Reserve Volume, ERV) | 정상 호기 후 추가로 더 내쉴 수 있는 공기량 | 약 1,100 mL |
잔기량 (Residual Volume, RV) | 최대 호기 후에도 폐에 남아있는 공기량 | 약 1,200 mL (폐 허탈 방지) |
흡기 용량 (Inspiratory Capacity, IC) | TV + IRV | 약 3,500 mL |
기능적 잔기 용량 (Functional Residual Capacity, FRC) | ERV + RV | 약 2,300 mL (호기 말 폐의 안정된 상태) |
폐활량 (Vital Capacity, VC) | TV + IRV + ERV | 약 4,600 mL |
총폐용량 (Total Lung Capacity, TLC) | TV + IRV + ERV + RV | 약 5,800 mL |
• 잔기량(RV)과 기능적 잔기 용량(FRC)은 폐활량 측정기(spirometer)로 직접 측정할 수 없음
• 기능적 잔기 용량(FRC)은 폐가 평형 상태에 있는 지점이며, 호흡을 하지 않을 때 남아있는 공기량
2. 폐 순응성(Compliance)과 기도 저항(Airway Resistance)
1) 폐 순응성(Compliance, C)
• 폐가 팽창할 수 있는 정도
| • ΔV: 폐의 부피 변화, ΔP: 폐내압 변화 |
• 순응성이 높은 폐: 적은 압력 변화로도 쉽게 팽창 (예: 폐기종), 과도한 팽창 시 호기 기능 저하
• 순응성이 낮은 폐: 같은 부피 변화를 위해 더 큰 압력 필요 (예: 폐섬유증)
2) 기도 저항(Airway Resistance, R)
• Poiseuille 법칙에 따라 기도의 반경(r)이 작아질수록 저항 급격히 증가
• 기도 저항이 증가하는 질환: 만성폐쇄성폐질환(COPD), 천식 → 공기 흐름이 감소하며, 호흡 근육의 부담 증가
3. 폐포 환기와 사강 환기
1) 총 환기량(Total Ventilation, Minute Ventilation, VE)
• 1분 동안 들이마시는 총 공기량
• VE = Tidal Volume(TV) × Respiratory Rate(f)
• 예) 500mL×12(회/min) = 6,000mL/min
2) 폐포 환기량(Alveolar Ventilation, VA)
• 실제로 가스 교환에 기여하는 환기량
• 사강(Dead Space) 공기를 제외한 환기량
• VA = (Tidal Volume − Dead Space) × Respiratory Rate(f)
• 폐포 환기량 증가 시 가스 교환이 원활해지며, 저환기(Hypoventilation) 상태에서는 CO₂ 축적 발생 가능
4. 호흡 근육과 흉강 내압 변화
1) 흡기(Inspiration)와 호기(Expiration) 시 근육 역할
• 흡기 근육: 횡격막(Diaphragm), 외늑간근(External intercostal muscles)
• 호기 근육: 내부늑간근(Internal intercostal muscles), 복근(Abdominal muscles, 강제 호기 시)
• 호흡 근육 약화 시 폐포 환기량 감소, 산소 교환 저하
2) 흉강 내압과 폐포 내압 변화
• 정상 흡기 시: 횡격막 수축 → 흉강 부피 증가 → 흉강 내압 감소 → 공기 유입
• 정상 호기 시: 횡격막 이완 → 흉강 부피 감소 → 흉강 내압 증가 → 공기 배출
Guyton and Hall 14e, pp.489-501