Trudnym do zrozumienia dla studentów pojęciem jest sposób, w jaki siły odrzutu płuca i siły odrzutu ściany klatki piersiowej równoważą się wzajemnie, określając relację ciśnienie relaksacyjne-objętość układu płuc i ściany klatki piersiowej. Przy większości objętości płuc odrzut płuc jest skierowany do wewnątrz, podczas gdy odrzut ściany klatki piersiowej jest skierowany na zewnątrz. Gdy obie siły odrzutu są równej wielkości, ale skierowane w przeciwnych kierunkach, układ płuc i ścian klatki piersiowej znajduje się w stanie równowagi dynamicznej. Objętość płuc, w której zachodzi ten stan, to funkcjonalna pojemność resztkowa (functional residual capacity – FRC). Poniżej przedstawiono opis prostego modelu, który może zademonstrować to zjawisko, jak również zademonstrować aktywny wdech mięśniowy i pasywny wydech. Zmieniając nieco model, można również zademonstrować efekt zmiany odrzutu płucnego, spowodowanego zwłóknieniem płuc lub rozedmą. Model ten jest oparty na pomocy dydaktycznej do wentylacji płuc przedstawionej przez Stockerta (1, 2).

Model jest zbudowany z czterech aluminiowych prętów ramy laboratoryjnej, trzech uchwytów zaciskowych, ciężkiej podstawy, swobodnie poruszającego się zacisku termometru i czterech gumek (ryc. 1A). Opisując zmontowany model (ryc. 1B), wskaż, że lewy pionowy pręt reprezentuje 0% pojemności życiowej (VC), swobodnie poruszający się pręt pośrodku reprezentuje ścianę klatki piersiowej, a prawy pionowy pręt reprezentuje 70% VC. Następnie przytrzymaj dwie gumki, które reprezentują odpowiednio odrzut sprężysty tkanki płucnej i odrzut sprężysty ściany klatki piersiowej. Przymocować gumki do ruchomej “ściany klatki piersiowej” w taki sposób, aby obie gumki ciągnęły w przeciwnych kierunkach (ryc. 2A). Miejsce, w którym ściana klatki piersiowej jest teraz ustawiona, to FRC, z elastycznymi odrzutami płuc i ściany klatki piersiowej równoważącymi się nawzajem.

Aby zademonstrować wdech, fizycznie przesuń dolną część pręta ściany klatki piersiowej w kierunku większej objętości płuc (tj. w prawo, w kierunku pręta 70% VC; ryc. 2B). Energia, która jest potrzebna do wykonania tej czynności jest analogiczna do energii dostarczanej przez mięśnie wdechowe (tj. przeponę i zewnętrzne mięśnie międzyżebrowe) podczas wdechu. Spowoduje to również rozciągnięcie gumowej taśmy reprezentującej odrzut sprężysty płuc, która pociągnie do tyłu pręt ściany klatki piersiowej. Aby zademonstrować pasywny wydech, wystarczy zwolnić pręt ściany klatki piersiowej, a ściana klatki piersiowej powróci do FRC (ryc. 2C). Energia, która wytwarza ten ruch, jest energią zmagazynowaną w rozciągniętej gumce reprezentującej odrzut sprężysty płuc, a zatem podczas biernego wydechu nie jest potrzebna energia mięśniowa. Bardziej zaawansowane demonstracje mogłyby wskazywać na siły odrzutu podczas wdechu do dużej objętości płuc (tj. >70% VC), gdzie odrzuty płuc i ściany klatki piersiowej byłyby teraz skierowane do wewnątrz, lub podczas aktywnego wydechu do objętości płuc mniejszej niż FRC (tj. do RV), gdzie odrzut ściany klatki piersiowej coraz bardziej przeciwstawiałby się zmniejszającej się objętości płuc.

Dodając lub zmieniając gumki, można również zademonstrować za pomocą tego modelu stany chorobowe płuc. Dodanie drugiej gumki w celu zwiększenia sprężystego odrzutu płuca reprezentuje zwłóknienie płuc (ryc. 2D). W tym przypadku FRC jest zmniejszone, a wytworzenie wdechowego ruchu ściany klatki piersiowej jest znacznie trudniejsze z powodu zwiększonego odrzutu sprężystego płuc. Usunięcie dwóch gumek odwijających płuca i zastąpienie ich pojedynczą, większą gumką o mniejszym odrzucie sprężystym oznaczałoby rozedmę płuc (ryc. 2E). W tym przypadku zarówno FRC, jak i podatność płuca są zwiększone, co ułatwia wykonanie wdechowego ruchu ściany klatki piersiowej. Odma opłucnowa może być zademonstrowana przez odczepienie gumowej taśmy reprezentującej odrzut sprężysty płuca od pręta na ścianie klatki piersiowej i przytrzymanie jej w pozycji na pręcie aluminiowym 0% VC (ryc. 2F). Gumka odbije się do wewnątrz, demonstrując zapadnięte płuco, podczas gdy pręt ściany klatki piersiowej zostanie przesunięty na zewnątrz przez odrzut ściany klatki piersiowej, demonstrując niezakłócone napełnianie klatki piersiowej. Zwróć uwagę, że gumka reprezentująca zapadnięte płuco nie zapada się całkowicie do zerowej objętości; utrzymywane “nadmuchiwanie” “płuca” podczas odmy reprezentuje minimalną objętość płuca.

Ta prezentacja jest bardzo wizualna i z łatwością przedstawia trudny do zrozumienia dla studentów temat. Była ona używana podczas wykładów dla studentów medycyny, farmacji, asystentów lekarza i programów fizykoterapii. Większość studentów zdaje się lubić tę demonstrację, a ja otrzymałem pozytywne opinie od studentów wszystkich programów. Po obejrzeniu demonstracji, studenci wydają się łatwo pojmować tę trudną koncepcję.

.