Pneumotachografie Pneumotachografie je metoda umožňující zjistit rychlost proudění vzduchu v dýchacích cestách a vypočítat odpor dýchacích cest.

Transkript

1 Pneumotachografie Pneumotachografie je metoa umožňující zjistit rychlost prouění vzuchu v ýchacích cestách a vypočítat opor ýchacích cest. Přístroj, na kterém se pneumotachografie prováí, se nazývá pneumotachograf. Pneumotachograf je složený z paralelně naskláaných trubiček o stejném průměru, které zajišťují laminární prouění vzuchu. Na začátku a na konci je pneumotachografu napojen přes boční haičky na snímač tlaku který měří tlak na začátku a na konci pneumotachografu. Schématické vyobrazení je obrázku níže: OBÁZEK 1 SCHÉMA SOUVISEJÍCÍCH VELIČIN PNEUMOTACHOGAFU Při určení průtoku vzuchu v pneumotachografu (V) vycházíme z faktu, že velikost prouění je přímo úměrná rozílu tlaků na začátku a na konci pneumotachografu (P p - P atm ) a nepřímo úměrná oporu pneumotachografu p. Pp Patm Palv Pp V (1) p ovněž platí, že průtok vzuchu ýchacími cestami, je přímo úměrný rozílu tlaků na začátku a na konci ýchacích cest (P alv P p ); tey rozíl tlaků mezi alveoly a ústy a nepřímo úměrné oporu ýchacích cest ( ). Pp Patm Palv Pp V (2) p Vycházíme-li z faktu, že při měření máme za sebou va zařazené opory, tey opor pneumotachografu a opor echových cest, musí být velikost průtoku oběma systém. Stejný je i tlak na konci ýchacích cest a začátku pneumotachografu P p. 1

2 Pp Patm Palv Pp V (3) p Zaveením vztahu: P = P P a ( (4) p p atm P = P P lze ovoit rovnici pro výpočet oporu ýchacích cest: alv alv atm P alv p 1 P p (5) Celkový opor ýchacích cest je án: 1. Elastickým oporem tkání aným elasticitou hruní stěny a plic hruníku. 2. Viskózní oporem aným třením struktur plic a hruníku o sebe. 3. Aeroynamickým oporem aným prouěním vzuchu v ýchacích cestách. Pro opor vzuchu, který prouí v ýchacích cestách, pak platí Hagen-Poiseuilleova rovnice: = 8 η l π r 4 (6) Vzhleem k faktu, že poloměru je v rovnici umocněn na čtvrtou, je jeho vliv na celkový opor velmi významný. Platí tey, že čím větší je poloměr, tím menší je klaen opor, čím menší je poloměr, tím větší je klaen opor. Na velikost oporu má také vliv, za vzuch prouí laminárně nebo turbulentně. Jakým způsobem vzuch prouí, určíme výpočtem eynolsova číslo, ke platí: e = 2 r ρ v η turbulentní prouění vzniká, je-li honota e vyšší, jak Poku je honota e po 2000, prouí vzuch laminární. Proces ýchání je umožněn íky roztažitelnosti plic a struktur hruní stěny. Míra roztažitelnosti plic vyjařuje plicní poajnost (compliance). Plicní compliance uává změnu objemu plic na jenotku tlakové změny v ýchacích cestách. (7) C = ΔV ΔP (8) Fyziologicky se u ospělého člověka pohybuje okolo 0,2 l/cm H 2 O. 2

3 Spirometrie Spirometrie je metoa umožňující vyšetřit echové funkce plic a stanovit tak iagnózu a prognózu řay plicních onemocnění. Uplatňuje se i při monitorování průběhu léčby, ve sportovní meicíně čí jako součást přeoperačního vyšetření. Přístroj, na kterém se spirometrie prováí, se nazývá spirometr. násleujících principech: Spirometr může pracovat na 1. změny objemu vzuchu v uzavřeném systému (např. posun zásobníku uzavřeného voou Kroghův respirometr). 2. změny rychlosti prouění vzuchu aného otáčkami turbínky v trubici s efinovaným průřezem. V takovém přípaě jsou plicní objemy opočítávány (př. Spirometr Cosme). 3. stanovení rychlost prouění vzuchu v závislosti na měření rozílů tlaků mezi vnitřní a vnější stranou membrány spirometru. I v takovém přípaě jsou plicní objemy opočítávány (př. Spirometr systému PowerLab). Na obrázku níže je zobrazen spirometr využívající pohybu zásobníku v náobě naplněné voou. Do prostoru zásobníku proniká vzuch pouze z náustku, o něhož pacient ýchá. To vee k perioickému poklesu či zvenutí zásobníku, které je zaznamenáváno jako změna objemu v čase OBÁZEK 2 PINCIP SNÍMÁNÍ PLICNÍCH OBJEMŮ. EXSPIACE VYTVÁŘÍ TLAK, KTEÝ VYTLAČÍ ZVON NAPLNĚNÝ VZDUCHEM, TÍM DOJDE K POKLESU VAHADLA A ZÁPISU KŘIVKY SMĚEM DOLŮ, INSPIACE SAMOZŘEJMĚ ZPŮSOBÍ OPAČNÝ EFEKT. 3

4 Spirometrie umožňuje stanovit násleující plicní objemy: OBÁZEK 3 SPIOMETICKÝ ZÁZNAM SE STATICKÝMI PLICNÍMI OBJEMY 1) Kliových echový objem (VT) Objem vzuchu, který vechneme a vyechneme v kliu. U ospělého jeince se pohybuje okolo 0,5 litru. 2) Inspirační rezervní (IV) Objem vzuchu, který je možno naechnout navíc po ukončeném kliném náechu. U ospělého jeince se pohybuje okolo 3 litrů. 3) Exspirační rezervní objem (EV) Objem vzuchu, který je možno ještě navíc vyechnout po ukončeném kliném výechu. U ospělého jeince se pohybuje okolo 1,1 litrů. 4) eziuální objem (V) Objem vzuchu, který v plících zůstává i po maximálním výechu. U ospělého jeince se pohybuje okolo 1,2 litrů. Z výše uveených echových objemů lze násleně výpočtem získat honoty plicních kapacit: 4

5 OBÁZEK 4 SPIOMETICKÝ ZÁZNAM S DYNAMICKÝMI PLICNÍMI OBJEMY (PLICNÍMI KAPACITAMI) 1) Inspirační kapacita (IC) Přestavuje objem vzuchu, který lze maximálně naechnout po kliném výechu. Lze ji vypočítat součtem kliového echového objemu a inspiračního rezervního objemu (tj. 0,5 l a 3l, ohromay se tey u ospělého jeince se pohybuje okolo 3,5 litrů). 2) Exspirační kapacitou (EC) Přestavuje objem vzuchu, který lze maximálně vyechnout po kliném náechu. Lze ji vypočítat součtem kliového echového objemu a rezervního exspiračního objemu (tj. 0,5 l a 1,1 l, ohromay se tey u ospělého jeince se pohybuje okolo 1,6 litrů) 3) Funkční reziuální kapacita (FC) Přestavuje objem vzuchu, který v plicích zůstává po kliném výechu. Lze ji vypočítat součtem exspiračního rezervního objemu a reziuální objemu, tey 1,1 l a 1,2 l, ohromay se tey u ospělého jeince se pohybuje okolo 2,3 litrů) 4) Vitální kapacita (VC) Přestavuje objem vzuchu, jejž lze nejvýše vyechnout maximálním usilovném náechu, Lze ji vypočítat součtem exspiračního rezervního objemu, inspiračního rezervního objemu a echového objemu, tey 0,5 a 3 l a 1,1 l, ohromay se tey u ospělého jeince se pohybuje okolo 4,6 litrů) 5

6 1 ozepsaný výech vitální kapacity plic ozepsaný výech vitální kapacity plic je jením ze záklaních funkčních vyšetření ventilace plic. Vyšetřovaná osoba provee co nejhlubší náech násleovaný co nejrychlejším a nejpruším výechem. Vyšetření nám poskytne násleující graf: OBÁZEK 5 ZÁZNAM VITÁLNÍ KAPACITY PLIC ZDAVÉHO JEDINCE Z grafu lze stanovit násleující honoty: 1) Usilovnou vitální kapacitu (FVC) Tey množství vzuchu, které je vyšetřovaná osoba schopna rychle vyechnout po maximálním náechu. 2) Jenosekunová kapacitu (FEV1) Tey množství vzuchu, které je vyšetřovaná osoba schopna rychle vyechnout během jené sekuny Poku áme výše zmíněné honoty o poměru (FEV1/FVC) získáme tzv. Tiffaneův inex. U zravých jeinců se honota tohoto inexu pohybuje okolo 75 85%. Záklaní ělení plicních chorob je na restrikční a obstrukční. Jako restrikční choroba se označují stavy, ky je poškozen či chybí plicní parenchym a je tey omezena plocha přes kterou probíhá ifuze plynů. V takovém přípaě poměr FEV1/FVC stoupá (vyšší jak 85%). 6

7 OBÁZEK 6 ZÁZNAM VITÁLNÍ KAPACITY PLIC POSTIŽENÝCH ESTIKČNÍM ONEMOCNĚNÍM PLIC Naopak u obstrukčních chorob (astma bronchiale, cystická fibróza, emfyzém) ochází k výraznému snížení FEV1, přičemž FVC se nemění, poměr FEV1/FVC se proto zmenšuje (menší jak 75%). OBÁZEK 7 ZÁZNAM VITÁLNÍ KAPACITY PLIC POSTIŽENÝCH OBSTUKČNÍM ONEMOCNĚNÍM PLIC 7