Funkční vyšetření plic Spirometrie

Transkript

1 Funkční vyšetření plic Spirometrie Michal Huptych Úvod do biomedicínského inženýrství

2 Obsah prezentace Přednáška Něco málo o plicích Něco málo z historie Spirometr Měřené veličiny Ukázky křivek a postup při popisu křivky Poruchy a nemoci plic Cvičení Postupy měření Ukázky křivek Ukázka měření

3 Plíce Orgán zajišťující výměnu dýchacích plynů Dělí se na levý a pravý plicní lalok Spojeny s malým krevním oběhem chrupavka štítná (cartilago thyroidea) chrupavka prstencová (cartilago cricoidea) průdušnice (trachea) Jícen (oesophagus) srdečnice (aorta) cévní kmen plicnice (truncus pulmonalis) průdušky (bronchi) horní plicní lalok (lobus superior) dolní plicní lalok (lobus inferior) střední plicní lalok (lobus medius) natomie/plice---anatomie

4 K čemu spirometr slouží? Měření množství ventilovaného vzduchu Měření výdechových rychlostí Porovnávání naměřených hodnot s normovanými hodnotami Pomocí výsledného grafu a odchylek od normálu lékař posuzuje stav dýchacích cest a doporučuje další léčbu

5 Historie 1852 John Hutchinson Jako první prokázal spojitost výška člověka - objem plic. Mylně se domníval že kapacita plic nezávisí na hmotnosti jedince.

6 Historie 1854 Wintrich Zjednodušil předchozí model spirometru Usuzoval, že objem plic závisí na výšce, váze i věku.

7 Historie 1866 William Salter Možnost grafického záznamu v závislosti na čase

8 Současnost Moderní spirometry s možností propojení s PC Databáze pacientů včetně diagnóz Možnost srovnávání s dříve naměřenými hodnotami Porovnávání s náležitými hodnotami podle věku, pohlaví, výšky..

9 Metody funkčního vyšetření plic 9 Základní vyhledávací Měření vrcholové výdechové rychlosti Orientační spirometrie Základní rozšířené Spirometrie, křivka průtok objem Bronchodilatační a bronchokonstrikční testy Specializované Celotělový pletysmograf, vyšetření ve spánkové laboratoři, atd. Jan Kahl - X33BMI

10 Diagnostika plic Dýchání zevní plicní výměna dýchacích plynů mezi organismem a zevním prostředím Dýchání vnitřní tkáňové výměna dýchacích plynů mezi krví a tkáněmi Dechový cyklus Dechový vzor vztah mezi dechovou frekvencí, minutovou ventilací, trváním nádechu a výdechu, apnoickou pauzou, dechovým objemem

11 Spirometrie, křivka průtok - objem 11 Statický plicní objem Není sledován vztah k času Vitální kapacita (VC) Usilovná vitální kapacita (FVC) Usilovně vydechnutý objem za 1. sekundu (FEV1) Dynamický plicní objem Měření během usilovného nebo rychlého dýchání Spirometrická křivka průtok objem, resp. objem čas Pouze výdechová nebo i nádechová část křivky

12 Spirometrie - statické plicní objemy VT dechový objem (0,5 l) Vd anatomický mrtvý dýchací prostor ( ml) ERV exspirační rezervní objem IRV inspirační rezervní objem RV reziduální objem VC vitální kapacita plic TLC celková plicní kapacita FRC funkční reziduální kapacita IC inspirační kapacita Dechový objem cca 0,5 l

13 Diagnostika plic

14 Spirometrie - statické plicní objemy

15 Plicní objemy

16 Plicní poddajnost Objemové změny plic jsou závislé na poddajnosti plic a hrudníku a na odporu plic RL. Elasticita plic určuje plicní poddajnost complianci C. C = ΔV/ ΔP RL = ΔP / V

17 Respirační kvocient Vdechovaný vzduch 21 % O 2, 0,04 % CO 2, zbytek N 2 a Ar Vydechovaný vzduch - 17 % O 2, 3,5 % CO 2, zbytek N 2 a Ar Spotřeba kyslíku v klidu 0,3 l / min Výdej CO 2 v klidu 0,25 l / min Při zátěži zvýšení až 15x Respirační kvocient RQ = V CO2 / V O2 hodnota 0,7 1,0

18 Pulmonální funkční testy Hodnocení vlastní mechaniky dýchání, stanovení statických a dynamických plicních veličin Průtok, objem a tlak dýchacího plynu Spirometrie statické plicní objemy Pneumotachografie průtok z něj hodnocení dynamických veličin Celotělová pletysmografie komplexní měřicí systém pro stanovení všech parametrů pulmonálních funkcí měření objemových změn těla subjektu umístěného do vzduchotěsné kabiny

19 Spirometrie dynamické parametry FVC - usilovná vitální kapacita ( co nejvíce a co nejrychleji ) FEV1 - expirační sekundová kapacita FEV1/FVC - poměr sekundové kapacity k FVC FEF25-75% - průměrná rychlost toku ve střední polovině FVC PEF - maximální výdechová rychlost Vmax 50%, Vmax 25% - maximální tok po vydechnutí 50% resp. 75% vitální kapacity

20 Křivka objem - čas

21 Křivka průtok - objem 21 Dnes již základním vyšetřením Indikace: Nemoc plic a průdušek Diagnostika stavů spojených s dušností, kašlem, tíhou na hrudi Před hrudními nebo břišními operacemi

22 Smyčka průtok/objem

23 Průběhy

24 Respirační systém - patofyziologie zahrnuje (v užším slova smyslu, na úrovni plic) poruchy: Ventilace Difúze Perfúze Tato klasifikace je schematická, zpravidla podle primárního typu postižení. V reálné patofyziologické situaci jsou tyto poruchy přítomny většinou současně.

25 Alveolární ventilace V A = (V T -V D ) x f V T.dechový objem (tidal volume) V D.mrtvý prostor (dead volume) f.dechová frekvence V A = (500ml-150ml) x 15/min=5250ml/min

26 Ventilačně perfúzní nerovnováha Nestejný poměr průtoku plynu a krve (V /Q ) u jednotlivých sklípků i za fyziologických podmínek plicní báze: V /Q = 0,7 plicní hroty: V /Q = 3,3 zvýšena za patologických stavů (téměř všech) V /Q mrtvý prostor PaCO 2 V /Q zkrat PaO 2

27

28 Poruchy ventilace Obstrukční ventilační poruchy (zúžení dýchacích cest) Restrikční ventilační poruchy (redukce funkčního parenchymu plic nebo omezení dýchacích pohybů) Smíšené ventilační poruchy Prostá hypoventilace

29 Prostá hypoventilace Zpravidla mimoplicní příčina CNS (otravy, léky, úrazy) nervosvalová onemocnění (myastenia gravis) obstrukce horních dýchacích cest Snížení V A = (V T -V D ) x f Hypoxemie, hyperkapnie

30 Asthma bronchiale Chronická zánětlivá choroba dýchacích cest, charakterizovaná zvýšenou reaktivitou na různé stimuly vedoucí k variabilní bronchiální obstrukci, která je reverzibilní buď spontánně nebo po terapii. 2,3-3,3 % populace bez závislosti na pohlaví vzrůstající výskyt multifaktoriální onemocnění Dechové obtíže, hvízdavý dech, dráždivý kašel záchvaty se střídají s obdobím klidu

31 Astma - dělení Atopické (alergické) astma genetická predispozice + alergen, I.typ přecitl. Neatopické (nealergické) astma endogenní a. (bez známé příčiny) námahové a. (tělesná zátěž) iritační a. (chem. látky, teplo, chlad) aspirinové a. (i jiné léky) profesionální a. aj.

32 Astma - fáze záchvatu Časná (bezprostřední odpověď) do 30 min, mediátory žírných buněk zvýšená sekrece hlenu, otok sliznice kontrakce hladkých svalů (bronchospazmus) Pozdní odpověď po 4-6 hod, mediátory neutrofilů, eozinofilů zánět, příp. destrukce epitelu

33 Astma - plicní funkce V klidu někdy i bez známek obstrukce bronchoprovokační testy V záchvatu známky obstrukce snížené dynamické ventilační parametry zvýšené statické parametry zlepšení po podání bronchodilatátorů

34 Chronická bronchitida Klinická definice: Onemocnění s hypersekrecí hlenu spolu s chronickým kašlem nejméně 3 měsíce v roce, a to 2 po sobě následující roky, s vyloučením jiných plicních a kardiálních nemocí. kouření cigaret profesionální expozice (oxidy S,N, formaldehyd) znečištěné ovzduší opakované infekce dýchacích cest

35 Chronická bronchitida - funkční důsledky Zúžení malých dýchacích cest exspirační obstrukce - dynamické parametry plicní hyperinflace RV/TLC ventilačně perfuzní nerovnováha ( V /Q ) hypoxemie (cyanóza), hyperkapnie, respirační acidóza vazokonstrikce plicní hypertenze normální difúzní plicní kapacita pro O 2

36 Chronická obstrukční plicní nemoc 5-20% dospělé populace převaha u mužů 30 x častější u kuřáků mortalita - 5.místo narůstající dechové obtíže (roky) dušnost, produktivní kašel v pokročilém stadiu hmotnostní deficit poloha v předklonu s podepřenými pažemi našpulení rtů při výdechu převážně bronchitida x převážně emfyzém

37 Obecné důsledky bronchiální obstrukce ztížený výdech dynamických ventilačních parametrů potřeba více času k vydechnutí VC, V A hyperinflace plic residuální objemy (FRC, RV, TLC) ventilačně perfuzní nerovnováha, V D, V A zánik interalveolárních sept porucha difúze pro kyslík hypoxemie, hyperkapnie, respirační acidóza

38 Algoritmus pro interpretaci spirometrie

39 Zátěžové funkční testy plic

40 Zátěžová polygrafie

41 Literatura: 41 J. Fišerová, J. Chlumský, J. Satinská a kol.: Funkční vyšetření plic MUDr. H. Lochmanová: Interpretace výsledků funkčního vyšetření plic MicroMedical Ltd.

42 Konec

43 Cvičení

44 Měřené veličiny Forced Vital Capacity (FVC) [l] Forced Expiratory Volume (FEV 1 ) [l] Max. Expiratory Flow (MEF ) [l/s] Peak Expiratory Flow (PEF) [l/s] Inspiratory Vital Capacity (IVC) [l] Area of Expiration (Aex) [l 2 /s] Fev 1 / FVC [%]

45 Postup měření Příprava na test Alespoň 6 hodin nekouřit Někteří pacienti mohou být vyzvání k vynechání denní dávky léků Před začátkem měření je pacient zvážen a změřen

46 Postup měření Samotný záznam Na nos se nasadí kolíček Po připevnění jednorázového náustku pacient dýchá normálně cca 10s Lékař vyzve pacienta k nejhlubšímu nádechu a v zápětí co možná k nejprudšímu a nejdelšímu výdechu

47 výdech nádech

48 Popis křivky Obstrukce = neprůchodnost dýchacích cest = příznak astmatu Restrikce = omezení či ztráta dýchací plochy

49

50

51

52

53

54