13. PŘEDNÁŠKA 24. května 218 plicní objemy plicní kapacity úvod ke cvičení spirometrie elektrická aktivita žaludku elektrogastrogram potíže trávicího traktu laboratorní úloha
Větev plicní žíly (okysličená krev) Větev plicní tepny (odkysličená krev) Terminální průdušinka HLTAN HRTAN JÍCEN PRŮDUŠNICE Pravá plíce Nosní dutina Levá plíce ALVEOL (plicní sklípek) PRŮDUŠKA PRŮDUŠINKA BRÁNICE SRDCE Snímky z rastrovacího elektronového mikroskopu
Mikrofotografie (rastrovací elektronová mikroskopie) Alveolární póry Alveolární kanálek Alveolární váček
Základní funkční vyšetření plic SPIROMETRIE POPISUJE: plicní objemy plicní ventilaci, tj. výměna vzduchu mezi plícemi a atmosférou VYUŽITÍ SPIROMETRIE: Diagnostika plicních onemocnění a monitorování jejich průběhu
MOKRÁ SPIROMETRIE Hutchinsonův spirometr DIGITÁLNÍ SPIROMETRIE
Plicní objemy RESPIRAČNÍ dechový objem INSPIRAČNÍ rezervní objem TV IRV ERV EXPIRAČNÍ rezervní objem REZIDUÁLNÍ objem
Plicní objemy INSPIRAČNÍ rezervní objem ~ 3 ml 5 ml ~ 9 ml RESPIRAČNÍ dechový objem EXPIRAČNÍ rezervní objem ~ 11 ml REZIDUÁLNÍ objem
Plicní objemy 4 objemy 4 kapacity IRV TV IC VC TLC Součet dvou či více plicních objemů ERV RV FRC RV
Dechový objem Tidal Volume (TV) IRV TV IC VC TLC Objem vzduchu vyměňovaný při normálním klidovém dýchání ERV RV FRC RV
Inspirační rezervní objem Inspiratory Reserve Volume (IRV) IRV TV ERV IC VC TLC Objem vzduchu, který může být ještě vdechnut na konci běžného klidového nádechu FRC RV RV
Expirační rezervní objem Expiratory Reserve Volume (ERV) IRV TV ERV IC VC TLC Objem vzduchu, který může být ještě vzdechnut na konci běžného klidového výdechu FRC RV RV
Reziduání objem Residual Volume (RV) IRV TV IC VC TLC Objem vzduchu, který se z plic nikdy nevydechne ERV RV FRC RV
Vitální kapacita Vital Capacity (VC) IRV IC TV ERV FRC RV VC RV TLC Maximální objem vzduchu, který lze vyměnit VC = IRV + TV + ERV (FVC: VC při usilovném výdechu)
Inspirační kapacita Inspiratory Capacity (IC) IRV TV IC VC TLC Maximální objem vzduchu, který lze nadechnout IC = IRV + TV ERV RV FRC RV
Funkční reziduální kapacita Functional Residual Capacity (FRC) IRV TV IC VC TLC Objem, který při běžném dýchání zůstává nevydechnutý FRC = ERV + RV ERV RV FRC RV
Celková kapacita plic Total Lung Capacity (TLC) IRV TV IC VC TLC Celkový objem plic TLC = IRV + TV + ERV + RV ERV RV FRC RV
Laboratorní úloha č. 12 Plicní funkce Cíle úlohy: výpočty plicních objemů TV, IRV, ERV výpočty plicních kapacit VC, IC, FRC, TLC křivka usilovného výdechu FEV1, FVC spirometrie VCmax, FVC, FEV1, ratio_fev1_fvc, ratio_fev1_vcmax, PEF, MEF75, MEF5, MEF25, MMEF, V_F_exsp, PIF hyperventilace maximální volní ventilace MVV
Laboratorní úloha č. 12 Plicní funkce Pořízení signálů 1. PF.txt klidové dýchání + nádech + výdech 2. FEV.txt usilovný výdech 3. MVV.txt hyperventilace po dobu 15 sekund 4. Opakování testů po zátěži % fs = 1 Hz
Laboratorní úloha č. 12 Plicní funkce 1. výpočet objemu plic [l] z proudění vzduchu [l/s] PF.txt 4 signaly z BIOPACu proudeni [l/s] 2-2 -4 5 1 15 2 25 3 35 cas 6 objem [l] 4 2 5 1 15 2 25 3 35 cas
Laboratorní úloha č. 12 Plicní funkce výpočet objemu plic [l] z proudění vzduchu [l/s] PF.txt flow = flow - mean(flow); volume = (cumsum(flow)-min(cumsum(flow)))/fs+1; 4 signaly z BIOPACu 4 vypocet objemu plic z proudeni vzduchu proudeni [l/s] 2-2 proudeni [l/s] 2-2 -4 5 1 15 2 25 3 35 cas 6-4 5 1 15 2 25 3 35 cas [s] 6 objem [l] 4 2 objem [l] 4 2 5 1 15 2 25 3 35 cas 5 1 15 2 25 3 35 cas [s]
Laboratorní úloha č. 12 2. výpočet objemů PF.txt Plicní funkce % výpočet plicních objemù doba_klid_dech = 1; % sekundy [max_dech_klid,pos_max_dech_klid]=max(volume(1:fs*doba_klid_dech)); [min_dech_klid,pos_min_dech_klid]=min(volume(1:fs*doba_klid_dech)); [max_dech,pos_max_dech]=max(volume); [min_dech,pos_min_dech]=min(volume); vypocet objemu plic z proudeni vzduchu 4 TV = max_dech_klid - min_dech_klid IRV= max_dech - max_dech_klid ERV= min_dech_klid - min_dech RV = 1; proudeni [l/s] 2-2 -4 5 1 15 2 25 3 35 cas [s] 6 objem [l] 4 2 5 1 15 2 25 3 35 cas [s]
Laboratorní úloha č. 12 3. výpočet kapacit PF.txt Plicní funkce % výpočet plicních kapacit IC = TV + IRV EC = TV + ERV FRC= ERV + RV VC = IRV + TV + ERV TLC= IRV + TV + ERV + RV proudeni [l/s] 4 2-2 vypocet objemu plic z proudeni vzduchu -4 5 1 15 2 25 3 35 cas [s] 6 objem [l] 4 2 5 1 15 2 25 3 35 cas [s]
3. výpočet kapacit PF.txt Laboratorní úloha č. 12 % výpočet plicních kapacit IC = TV + IRV EC = TV + ERV FRC= ERV + RV VC = IRV + TV + ERV TLC= IRV + TV + ERV + RV Plicní funkce proudeni [l/s] objem [l] 4 2-2 vypocet objemu plic z proudeni vzduchu -4 5 1 15 2 25 3 35 cas [s] 6 4 2 5 1 15 2 25 3 35 cas [s] % výpočet predikované vitální kapacity vyska = 18; vek = 2; VC_pred_m =.52*vyska -.22*vek - 3.6 % muži VC_pred_f =.41*vyska -.18*vek - 2.69 % ženy
Laboratorní úloha č. 12 Plicní funkce 4. Měření křivky usilovného výdechu FEV.txt FVC usilovná vitální kapacita (Forced Vital Capacity) FEV1 usilovný vydechnutý sekundový objem 4.5 (Forced Expiratory Volume) 4 FEV1/FVC 3.5 křivka usilovného výdechu 3 cas [s] 2.5 2 1.5 1.5.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 objem plic [l]
FVC Usilovná vitální kapacita Forced Vital Capacity (FVC): Celkový objem vzduchu vydechnutý s úsilím Většinou FVC je ustáleno <3 sekundy, avšak u obstrukčních poruch bývá interval prodloužen
Laboratorní úloha č. 12 Plicní funkce 5. Spiromerie analýza měřených parametrů PF.txt + FEV.txt 4 SPIROMETRIE - výdechová křivka 3.5 3 MEF75 MEF5 MEF25 2.5 ---> flow [l/s] 2 1.5 1.5 -.5.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 ---> volume [l]
Laboratorní úloha č. 12 Plicní funkce 5. Spiromerie analýza měřených parametrů PF.txt + FEV.txt
Faktory ovlivňující objem plic věk pohlaví výška váha rasa nemoci
Laboratorní úloha č. 12 Plicní funkce 5. Spiromerie analýza měřených parametrů PF.txt + FEV.txt ---> flow [l/s] 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1.5 SPIROMETRIE - výdechová křivka MEF75 MEF5 MEF25 -.5.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 ---> volume [l] TV =.816 IRV = 2.3844 ERV =.8178 IC = 3.186 EC = 1.6194 FRC = 1.8178 VC = 4.37 TLC = 5.37 VC_pred_m = 5.32 VC_pred_f = 4.33 FEV1 = 3.168 VCmax = 4.1814 FVC = 4.37 FEV1 = 3.168 ratio_fev1_fvc = 78.9451 ratio_fev1_vcmax = 75.5898 PEF = 3.631 MEF75 = 3.648 MEF5 = 2.8612 MEF25 = 2.3237 MMEF = 2.1355 V_F_exsp = 6.2862
Křivka objem - čas
Obstrukční porucha plicní ventilace omezení průchodnosti dýchacích cest zúžení horních dýchacích cest nádechová dušnost zúžení dolních dýchacích cest výdechová dušnost diagnóza dle spirometrie: VC normální, snížená FEV1 FEV1% < 8 % příklady: asthma bronchiale, bronchitis, cizí těleso v dýchacích cestách, částečná obstrukce bronchu nádorem, struma
Restrikční porucha plicní ventilace omezení plicní kapacity diagnóza dle spirometrie: VC snížená (za patologické je považováno snížení pod 8 % normy), FEV1% často > 8 % příklady: stav po resekci plíce, atelektáza, pneumothorax, hydrothorax, plicní fibróza, deformity hrudníku, porucha dýchacích svalů, jejich inervace nebo funkce nervosvalové ploténky, plicní edém, pneumonie,
normální stav obstrukční porucha restrikční porucha
Určení tíže poruchy -dle FEV1 u obstrukční poruchy snížená primárně - u restrikční poruchy snížená sekundárně (je snížená vitální kapacita) Za patologické je považováno snížení FEV1 pod 8 % normální hodnoty pro daného jedince. FEV1 6-8 % normy = lehká porucha FEV1 4-6 % normy = středně těžká porucha FEV1 < 4 % normy = těžká porucha
P E A
Laboratorní úloha č. 12 Plicní funkce 6. Hyperventilace MVV.txt MVV maximální volní ventilace (Maximal Voluntary Ventilation) PP12 = 2 MVVest = 51.7339 2 1 5 1 15 2 25 3 35 4 45 5 2 1 5 1 15 2 25 3 35 4 45 5.4.2 5 1 15 2 25 3 35 4 45 5 2 1 2 4 6 8 1 12 14 MVV = počet cyklů za minutu x průměrný objem
Laboratorní úloha č. 12 Plicní funkce 6. Hyperventilace MVV.txt MVV maximální volní ventilace (Maximal Voluntary Ventilation) PP12 = 2 MVVest = 51.7339 2 1 5 1 15 2 25 3 35 4 45 5 2 1 5 1 15 2 25 3 35 4 45 5.4.2 5 1 15 2 25 3 35 4 45 5 2 1 2 4 6 8 1 12 14 MVV = počet cyklů za minutu x průměrný objem Předpoklad velkého poklesu MVV po zátěži.. laboratoř
ELEKTROGASTROGRAM 24. května 218 elektrická aktivita žaludku elektrogastrogram potíže trávicího traktu laboratorní úloha
h Historie
William Beaumont 1833 První zmínky o žaludečních psychologických změnách vyvolaných různými emocemi Později bylo zaznamenáno, že emoce způsobují zvýšení a snížení tvorby žaludeční kyseliny Rovněž reflux žluči způsobuje zpomalení vyprazdňování žaludku 14.října 1921 Historie byl proveden první záznam elektrogastrogramu vědci objevili změny vyvolané stresem a úzkostí použití EGG k určení rychlosti žaludečního vyprazdňování
EGG anatomie žaludku a původ žaludeční myoelektrické aktivity
EGG nastavení EGG signál se zaznamenává z elektrod, které jsou umístěny na břiše
EGG Podobně jako EKG a srdce Měří svalovou aktivitu žaludku a břišní krajiny V průběhu se sleduje pravidelný rytmus Po jídle lze zpravidla pozorovat změny v rytmu a amplitudy (ne u každého) Nejedná se o standardní klinické měření, EEG je ve stádiu experimentů
EGG Hlavní obtíž je v získání EGG signálu Sinusovka 3 cykly/min Získaná data je obtížné analyzovat a abnormality obtížné definovat Interference signálů dvanácterníku a příčného a sestupného tračníku
složení EGG signál gastrické pomalé vlny -normální EGG -bradygastrie -tachygastrie EGG frekvence [Hz],8,165,4,6,8,4,4,165 frekvence [cpm],5 9,9 2,4 3,6,5 2,4 3,6 9,9 šum dech,2,4 12 24 tenké střevo,13,2 8 12 EKG 1, 1,3 6 8 pohybové artefakty v celém rozsahu v celém rozsahu
Parametry EGG Nejhodnotnější EGG parametr = frekvence Amplituda Fázový posun
Potíže trávicího traktu Nauzea (žaludeční nevolnost, pocit na zvracení) Reflux (návrat žaludečních do jícnu) Žaludeční vřed Syndrom dráždivého střeva Kinetóza
EGG 1.kanal 2.kanal EGG signal, fs=5 Hz.6.4.2 -.2 -.4 pred jidlem - po jidle 2 4 6 8 1 12 14 16 18 2 cas ---> [min].6.4.2 -.2 -.4 pred jidlem - po jidle 2 4 6 8 1 12 14 16 18 2 cas ---> [min]
EGG 15 f [cpm] - 1.kanal 1 5 2 4 6 8 1 12 14 16 18 cas ---> [min] 15 f [cpm] - 2.kanal 1 5 2 4 6 8 1 12 14 16 18 cas ---> [min]
EGG.2 prumerovany EGG signal (3b.kl.prumer).1 1.kanal -.1 -.2 2 4 6 8 1 12 14 16 18 2 cas ---> [min].2.1 2.kanal -.1 -.2 2 4 6 8 1 12 14 16 18 2 cas ---> [min]
EGG 5 1 15 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11
EGG.2 1.kanal.1 -.1 -.2 2 4 6 8 1 12 14 16 18 2 cas ---> [min].2 2.kanal.1 -.1 -.2 2 4 6 8 1 12 14 16 18 2 cas ---> [min]
EGG decimovany EGG signal; fs=1hz -1-1 I. nalacno -2-3 I. po jídle -2-3 -4 5 1 [cpm] -4 5 1 [cpm] -1-1 II. nalacno -2-3 II. po jidle -2-3 -4 5 1 [cpm] -4 5 1 [cpm]
EGG