Theoretische Betrachtungen zur Atemmechanik

Abstract

Die Geometrie der Lunge wird in einer modellmasigen Vereinfachung als die einer Hohlkugel bzw. als Parallelschaltung einer grosen Anzahl von Hohlkorpern dieser Art an eine allen gemeinsame und unelastische Zugangsleitung angesehen. Unter der Voraussetzung der Gultigkeit des Hookeschen Gesetzes, welches den linearen Zusammenhang von Dehnungen und Spannungen eines elastischen Materials zum Ausdruck bringt, wird die Druck-Volumen-Kurve der Lunge theoretisch ermittelt. Es zeigt sich, das der bei einer experimentellen Schreibung sich ergebende S-formige Linienzug, welcher bei extrem langsamer Atmung und damit zu vernachlassigenden Stromungs- und Reibungswiderstanden resultiert, in seinem unteren und mittleren Teil unter der theoretischen Annahme konstantelastischer Verhaltnisse erklart werden kann. Lediglich zum theoretischen Verstandnis des oberen Teils der Kurve im Bereich maximaler Inspiration mus angenommen werden, das das Wandmaterial der Lunge auserhalb der Proportionalitatsgrenze (Gultigkeitsbereich des Hookeschen Gesetzes) beansprucht wird. Man kann jedoch auch die Annahme, welche fur die Erklarung des Abweichens der Kurve im Bereich maximaler Inspiration vom quasilinearen Verlauf im mittleren Teil ausreichend ware, in Erwagung ziehen, das bei den extremen Verruckungen des Wandmaterials Massenteile mitbewegt werden, die vorher bei kleinen und mittleren Drucken an der elastischen Verschiebung nicht teilgenommen hatten. Auch dies kann als Erhohung des effektiven Elastizitatsmoduls des Wandmaterials interpretiert werden.