Vyšetření respiračních funkcí

1 Vyšetření respiračních funkcí 1. Ventilace a mechanika dýchání 2. Difúze 3. Perfúze 4. Regulace ventilace metabolická odezva, ASTRUP Klidové Zátěžové - farmakodynamické testy (bronchodilatační, bronchokonstrikční) - spiroergometrie Kdy: -plicní onemocnění, před chirurgickým výkonem, posudkové účely (objektivizace dušnosti) 1. VENTILACE A MECHANIKA DÝCHÁNÍ Poruchy mechaniky dýchání A) Plicní - difuzní změny elasticity (plicní fibrózy, emfyzém, cystická degenerace - ohraničené změny elasticity (jizevnaté plicní procesy specifické i nespecifické, bulosní emfyzém, bronchiektázie, silikózy, psedotumory) - edém plic - úbytek plicného parenchymu (svráštivé plicní procesy, pneumotorax, stavy po lobektomii) - onemocnění viscerální pleury - zúžení a defromace dýchacích cest B) Mimoplicní - porušení kostry hrudníku (vazů, kloubů, deformity hrudní páteře m. Bechtěrev, resekce) - špatná funkce dýchacích svalů (centrální porucha, zvýšený tonus respiračních svalů) - onemocnění parietální pleury Příčiny a důsledky nestejnoměrné ventilace A) nestejnoměrné působení sil při vdechu a výdechu vydatnější alveolární ventilace neporušeného křídla při výdechu- tlak v plíci zdravé stoupá přesun z jednoho křídla do druhého kyvadlová ventilace (fibrothorax, torakoplastika, obrna bránice)

2 B) rozdílná poddajnost různých částí plic (fibrozní změny poddajnost snižují, emfyzematózní zvyšují) C) bronchiální obstrukce porucha ventilace a perfúze současně nedochází ke zhoršení saturačních parametrů v krvi Statické ukazatele plicní objemy a kapacity TLC totální kapacita plic (VC+RV) 6700 ml RV reziduální objem 1700 ml VC vitální kapacita plic 5000 ml FRC funkční reziduální kapacita (ERV+RV) 2900 ml IC inspirační kapacita (IRV+V T ) - 3800 ml ERV expirační rezervní objem 1200 ml IRV inspirační rezervní objme 3300 ml V T objem jednoho klidného vdechu 500 ml Dynamické ukazatele d.f. - dechová frekvence (f/min) MV - minutová ventilace (objem/min) v klidu 6-8 l/min FVC - usilovná vitální kapacita ž: [21.7 (0.101 x věk)] x výška (cm) = ml) m: [27.63 (0.112 x věk)] x výška (cm) = (ml) FEV 1 - jednosekundová vitální kapacita - objektivní hodnocení klinického stavu pacientů s obstrukčními plicními poruchami - posouzení odpovědi pacienta na léčbu - prognostický parametr FEV 1 > 1 l (5-leté přežívání méně než 50%) FEF 25-75% - abnormální dříve než FEV 1 u obstrukční poruchy (fyziol: 2 4 l/sec.) PEFR - vrcholová výdechová rychlost (Peak expiratory flow rate) - Wrightův peak flow meter přenosný screeningový přístroj - opakované měření objektivizace změn dynamického odporu dýchacích cest MVV (V max ) - maximální minutová ventilace (Maximal voluntary ventilation) - měří se maximální úsilí 10 30 sekund frekvencí 10-30 d/min, přepočet na 1 min. - > 40 l/min Dechová rezerva - minutová klidová ventilace / MVV - > 1 : 5, 1 : 2 klidová dušnost Apnoická pauza na konci vdechu 50-80 s, na konci výdechu 30-40 s

3 Metody: A. Spirometrie-měření ventilačních plicních objemů Spirografie-graf. záznam Určujeme: V T, f, Y T minutová ventilace, spotřeba O 2 za čas, VC, VC exsp., VC insp., FVC, FEV 1, FEF 25-75, MMEF 25-75 Rozlišujeme: 1. Obstrukční ventilační poruchu (CHOPN, astma, emfyzem) FEV 1 %VC (index Tiffeneau) FVC nad 80%, FEV 1 pod 80% Lehká: FEV 1 80-60% Střední: FEV 1 60-40% Těžká: FEV 1 pod 40% 2. Restrikční ventilační poruchu FVC pod 80%, FEV 1 nad 80% Lehká: FVC 80-60% Střední: FVC 60-40% Těžká: FVC pod 40% 3. Smíšená FVC pod 80%, FEV 1 pod 80% - FEV 1 %VC pod 75% u osob do 50 let, pod 70% u starších - malé cesty snížení FEF 25-75, jejich pokles pod 60% již v době, kdy normální FEV 1, FVC - air trapping retence vzduchu v důsledkuý kolapsu malých dýchacích cest při snížené elastanci B. Měření vrcholové výdechové rychlosti PEF- peak expiratory flow - l/s - hrubá orientace o stupni bronchiální obstrukce C. Měření RV, TLC Metoda diluční: - inhalce inertního plynu, např. helia o určité koncentraci - plíce a dýchací cesty vyšetřovaného tvoří s rezervoárem helia uzavřený okruh - objem rezervoáru je přesně změřen pacient dýchá tak dlouho, až se koncentrace He v rezervoáru dále nemění, a ta je pak změřena

4 FRC= (a-b) x V b a- koncentrace helia na začátku b-koncentrace na konci V-objem rezervoáru RV=FRC-ERV-anatomický mrtvý prostor (cca 140 ml) Metoda vyplavovací: - vdechování čistého O 2 po určitou krátkou dobu a vydechování vzduchu z plic do vaku - postupně sledujeme klesající koncentraci dusíku ve vydechovaném vzduchu až k jeho vymizení ze vzduchu vydechovém z plic - z objemu vaku a ze zjištěné koncentrace dusíku v něm můžeme při znalosti objemových procent dusíku ve vzduchu stanovit FRC a z ní vypočítat RV D. Celotělová pletysmografie - založena na principu Boylova-Mariottova zákonu: p x V=konst. - Při vyšetření sedí vyšetřovaná osoba ve vzduchotěsné kabině a na oscilografu umístěném venku jsou zaznamenávány jednak změny tlaku v atmosféře kabiny, jednak změna tlaku v ústech vyšetřované osoby. - Na konci normálního exspiria, kdy tlak alveolární se vyrovná s tlakem atmosféry kabiny, uzavře operátor cestu vzdušného proudu a vyzve vyšetřovaného, aby se pokusil o 1-2 vdechy při uzavřené záklopce. - Takto uměle vyvolaný podtlak povede k příslušné změně objemu plynz v plicích a projeví se na změněn tlaku v atmosféře kabiny. - Obě tlakové hodnoty (v ústech a kabině) se současně registrují na souřadnicový systém oscilografu vytvoří se smyčka o určitém sklonu. - ZJISTÍME:veškerý objem plynu obsažený v plicích (i nepřístupný ventilaci + buly + cysty), odpor dýchacích cest Raw, elastanci, compliance, dechovou práci E. Compliance - změna objemu vzduchu v plicích při změně intrapleurálního tlaku o 1 cm vodního sloupce - je určena pro měření plicní poddajnosti a dechové práce, pro nutnost zavádět ezofageální sondy je nepopulární, spočívá v měření změn objemů dýchaného vzduchu proti pleurálnímu tlaku v jícnu - zvýšená u emfyzému, snížená u fibrotických onem. - Statická poddajnost-měření při pomalém nádechu a výdechu celé VC. - Dynamická-při klidném dýchání, ovlivněna obstrukcí dýchacích cest

5 F. Uzávěrová metoda - určena k měření odporu kladeného vzduchu v dýchacích cestách - spočívá v opakovaném, asi 0,2 s trvajícím přerušení možnosti výdechu - při otevřených dých. Cestách se měří průtoková rychlost a při uzávěru tlak v ústech, který se rovná tlaku v plicních alveolech G. Oscilační metoda - určena k měření změn průsvitu dýchacích cest, poskytuje zároveň informaci o plicní elasticitě - Princip: dýchání vzduchu akusticky rozkmitaného a měření útlumu oscilací a jejich fázového posunu v dýchacích cestách v porovnání se srovnávacím odporem, následně matematické zpracování H. Smyčka průtok-objem - zdůrazňuje význam průtokové rychlosti, na ose X objem, na ose Y průtoková rychlost - průkaz kolapsibility malých dýchacích cest CH. Distribuce vzduchu v plicích - izotopové metody 133 Xe - sledování vyplavování dusíku kyslíkem z plic - vyšetřovaný nadechuje 100% kyslík a ve vydechovaném vzduchu se rychlým analyzátorem sleduje postupné vyplavování dusíku z plic - zdravý do 7 min klesne dusík pod 2,5%, porucha déle jak 7 min - výdej CO 2 I. Alveolární ventilace a mrtvý prostor - třetina anatomiácký- tracheobronchiální strom - dvě třetiny alveoly - Alveolární hypoventilace- snížená saturace krve kyslíkem, zvýšený pco 2, pokles ph-obstrukce i restrikce, únava svalů, snížená citlivost dechového centra, poruchy nervových drah, onem. Páteře, hrudní stěny, pleury, plic - Alveolární hyperventilace- velká difuzibilita CO 2, nárůst ph-zvýšená dráždivost dechového centra, Kussmaulovo dýchání, tetanie, provokace epilepsie

6 2. DIFÚZE - tlakový gradient umožňuje, aby O 2 z alveolárního prostoru difundoval do kapilární krve plic a CO 2 opačným směrem - O 2 difunduje z alveolu-přes alveolární membránu-intersticiální tekutinu plic-kapilární membránu-krevní plazmu-membránu erytrocytu, nitrobuněčnou tekutinu erytrocytu k molekule Hgb-chemická reakce - Difuse závisí: na kvalitě alveolokapilární membrány, na ploše, na vzdálenosti - DLCO - difusní plicní kapacita - množství plynu, které přejde přes alveolokapilární membránu v závislosti na velikosti molekuly, na parciálním tlaku před a za membránou, kvalitě,čase - Používá se CO, CO 2, O 2, N 2 O - Difusní kapacita plic pro CO nebo O 2 (D L CO; D L O 2 = 1.23 x D L CO) - Příčiny snížení: a/ Ztluštění alveolokapilární membrány (fibroza) b/ Destrukce alveolární membrány (emfyzém) Limitující Transport plynů faktory O 2 CO 2 CO N 2 O Alveolokap. + - + - membrána Objem krve a + + + - Hgb Cirkulace + + - + 3. PERFÚZE - Perfuzní scintigrafie radioaktivní partikule aplikované i.v. (denaturovaný albumin 99m Tc) embolizují plicní kapilární řečiště, gamakamerou se hodnotí radioaktivita nad plícemi v různých projekcích - Funkční dynamická scintigrafie - 133 Xe - poměr ventilace x perfúze snížený u emfyzému, astmatu, atelektázy - zvýšený u plicní embolie - Angiografie katetr do a. pulmonalis, nástřik kontrastní látkou (hemoptýza, plicní embolie, a-v zkraty) - Katetrizace plicní hypertenze

7 4.REGULACE VENTILACE A METABOLICKÁ ODEZVA ABR Vyšetření krevních plynů (Astrup) ph 7,36-7,44 p a O 2 9,9-14,4 kpa P a CO 2 4,8-5,9 kpa BE ±2 mmol/l BBS 48 ±2 mmol/l Standartní bikarbonáty 24 mmol/l Aktuální bikarbonáty 24 mmol/l Totální CO 2 Muži: 23-27 mmol/l Ženy: 21-25 mmol/l Saturace hemoglobinu O 2 97% Dodávka a spotřeba kyslíku p a O 2 hemoglobin cirkulace využití v tkání (p a O 2 p v O 2, tj. AV diference) = Hb (g/l) SV (l/min) AV diference O 2 A = p a O 2 V = p v O 2 p a O 2 závisí na - p ATM O 2, - plicních funkcích (ventilace, difuze, perfuze) - event. příměsi neokysl. krve (pravolevý zkrat) Nedostatek kyslíku hypoxie Nedostatek kyslíku v krvi (nízký po 2 v arteriální krvi - p a O 2 ) - hypoxémie Oxid uhličitý (CO 2 ) jeho množství v krvi souvisí především s mírou ventilace Vyšetření hypoxémie Běžnou regulaci zabezpečuje oxid uhličitý

8 - Centra reagující na hypoxémii stimuluje dýchání - Při chronické hypokapnii se snižuje citlivost na CO 2 Praktické důsledky Pacient s kombinací hyperkapnie a hypoxémie (např. těžší obstr. choroba) dýchání reguluje hypoxémie dýchání čistého kyslíku může utlumit dech. centra a vést k vzestupu hyperkapnie - v dýchací směsi je oxid uhličitý Samotná hypoxémie (např. fibróza, ale i lehčí astmat. záchvat) stimuluje dýchání, dochází k hyperventilaci a hypokapnii Hyperventilace je uskutečňována svaly vyžadují kyslík dochází k jejich únavě projeví se postupnou normalizací a dalším vzestupem CO 2 - může být indikací k podpůrnému dýchání 5. DALŠÍ METODY Endoskopická vyšetření plic 1. Bronchoskopické vyšetření - Fibroskopie Bronchiolo alveolární laváž (BAL) 150-500 ml fyziologického roztoku - cytologické a mikrobiologické vyš. transbronchiální plicní biopsie 2. Mediastinoskopie 3. Thorakoskopie Zobrazovací metody 1. RTG Skiagram Abreogram Tomogram CT, HRCT - pneumonie, atelektáza, pneumothorax, pneumomediastinum, emfyzém, cystická fibroza, tumory - perkutánní plicní biopsie

9 2. Radioizotopová Inhalační scintigrafie inhalace radioaktivního aerosolu v uzavřeném systému, vyšetření s odstupem několika hodin umožní posoudit mukociliární clearenci Galliový scan 67 Gallium - kumulace v tkáni poškozené zánětem Měření epiteliální plicní permeability chelít DTPA (diethyletriaminopentaoctová kyselina ve formě aerosolu) přes plicní epitel do plicních kapilár za 45-50 min, u fibrozy 20 min. 3. Ultrasonografie posuzování pleurálních procesů perkutánní plicní biopsie 4. NMR Laboratorní vyšetření 1. alfa1-antitrypsin (deficience: mladí nekuřáci s emfyzémem) 2. Vyšetření potu na chloridy (Cystická fibroza Cl - > 60 mmol/l) 3. Bakteriální vyšetření sputa nebo BAL: Pseudomonas aeruginosa (CF), Staph. aureus, H. influenza, P. cepatia 4. Cytologické vyšetření sputa nebo BAL Hypoxie - nedostatek O 2 v organismu 1. Hypoxie anoxická nedostatečné okysličení arteriální krve v plicích - a) alveolární hypoventilace, která je provázena i zvýšením pco 2, odstranění hypoxie O 2 neodstraní retenci a zvýšení pco 2 - b) porucha difuse není zvýšení pco 2, kromě těžkých stavů, snížení v důsledku hyperventilace - c) venosní příměs MAC v důsledku chronické hypoxie - d) nepoměr mezi ventilací a perfusí - e) snížení tense O 2 v inspirovaném vzduchu, snížené pco 2, snížení ph 2. Hypoxie stagnační 3. Hypoxie anemická 4. Hypoxie histotoxická Pulsní oxymetrie sycení Hb kyslíkem pomocí fotoelektrických metod

10 Dušnost Mimoplicní Snížení kyslíku ve vdechovaném vzduchu v nadmořských výškách přes 3000 m, klidová alveolární hyperventilace Při abnormálně velké spotřebě kyslíku Při akutní a chronické anémii Acidoza Kussmaulovo acidotické dýchání Soldierś heart hyperventilace mrtvého prostoru Centrální Cheyne Stokes periodické dýchání, charakterizované sérií pravidelně se prohlubujících a změlčujících se dechů s apnoickými pauzami (srdeční selhání, uremie, těžká penumonie, zvýšený nitrolební tlak) Syndrom spánkové apnoe - Biotovo dýchání různě hluboké dechové vlny se střídají s apnoickými pauzami (meningitidy, encefalitidy) Apneustické lapavé, nepravidelné (postižení CNS, toxiny, trauma, farmakologicky) Poruchy dechového centra Eupnoe klidové dýchání Tachypnoe polypnoe, rychlé, povrchní, u plicních onem., rozrušení, horečka, námaha Bradypnoe- snížená frekvence Hyperpnoe zrychlené a prohloubené

11 Některé běžně užívané zkratky: PaO 2 = Parciální tlak kyslíku v arteriální krvi PI O2 = Parciální tlak kyslíku ve vdechovaném (inspired) vzduchu FI O2 = Frakce kyslíku ve vdechovaném vzduchu P A O 2 = Parciální tlak kyslíku v alveolu P A CO 2 = Parciální tlak kysličníku uhličitého v alveolu P (A-a) O 2 = Gradient tenze alveolárního a arteriálního kyslíku TV nebo (V T ) = Dechový objem (Tidal volume) VC = Vitální kapacita FVC = Usilovná vitální kapacita (Forced vital capacity) TLC = Množství vzduch v plicích po max. nádechu (Total lung capacity) FEV 1 = Jednosekundová vitální kapacita (Forced expiratory volume in 1 second) FEF 25-75% = Maximální střední výdechová rychlost mezi 25-75% FVC (Forced expiratory flow from 25% to 75% of FVC) FRC = Množství vzduchu v plicích na konci normálního klidového výdechu (Functional residual capacity) RV = Residual volume (množství vzduchu v plicích na konci maximálního výdechu) PEFR = Vrcholová výdechová rychlost (Peak expiratory flow rate) MVV (V max ) = Maximální minutová ventilace (Maximal voluntary ventilation)