Vyšetření respiračních funkcí

1. Vyšetření respiračních funkcí Zuzana Humlová Ústav patologické fyziologie 1. LF UK Zimní semestr 2006/2007

2. Co nás zajímá ? • 1. Ventilace a mechanika dýchání • 2. Difúze • 3. Perfúze • 4. Regulace ventilace (metabolická odezva, ASTRUP)

3. Typy testů • Klidové • Zátěžové - farmakodynamické testy bronchodilatační x bronchokonstrikční - spiroergometrie

4. Kdy vyšetřovat ? • plicní onemocnění • před chirurgickým výkonem • posudkové účely • objektivizace dušnosti

5. VENTILACE A MECHANIKA DÝCHÁNÍ

6. Poruchy mechaniky dýchání I. 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 plicního parenchymu (svráštivé plicní procesy, pneumotorax, stavy po lobektomii) • onemocnění viscerální pleury • zúžení a deformace dýchacích cest

7. Poruchy mechaniky dýchání II. B) Mimoplicní • porušení kostry hrudníku (vazů, kloubů, deformity hrudní • onemocnění páteře – m. Bechtěrev, resekce) • špatná funkce dýchacích svalů (centrální porucha, zvýšený • tonus respiračních svalů) • onemocnění parietální pleury

8. Příčiny a důsledky nestejnoměrné ventilace I. 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

9. Příčiny a důsledky nestejnoměrné ventilace II. B) rozdílná poddajnost různých částí plic • fibrozní změny poddajnost snižují, emfyzematózní zvyšují

10. Příčiny a důsledkynestejnoměrné ventilace III. C) bronchiální obstrukce • porucha ventilace a perfúze současně – nedochází ke zhoršení saturačních parametrů v krvi

11. 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+VT) - 3800 ml • ERV – expirační rezervní objem –1200 ml • IRV – inspirační rezervní objem – 3300 ml • VT – objem jednoho klidného vdechu – 500 ml

12. Plicní objemy

13. Dynamické ukazatele I. • 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)

14. Dynamické ukazatele II. • FEV1 - jednosekundová vitální kapacita • objektivní hodnocení klinického stavu pacientů s obstrukčními plicními poruchami • posouzení odpovědi pacienta na léčbu • prognostický parametr – FEV1 > 1 l (5-leté přežívání méně než 50%) • FEF25-75% - abnormální dříve než FEV1 u obstrukční poruchy (fyziol: 2 – 4 l/sec.)

15. Dynamické ukazatele III. • PEFR - vrcholová výdechová rychlost (Peak expiratory flow rate) • Wrightův peak flow meter – přenosný screeningový přístroj • opakované měření objektivizace změn dynamického odporu dýchacích cest

16. Dynamické ukazatele IV. • MVV (Vmax) - 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

17. Spirometrie -měření ventilačních plicních objemů • Spirografie-graf. záznam • Určujeme: VT, f, YT – minutová ventilace, spotřeba O2 za čas, VC, VC exsp., VC insp., FVC, FEV1, FEF 25-75, MMEF 25-75

18. Spirometr

19. Normální spirogram

20. 1. Obstrukční ventilační porucha CHOPN, astma, emfyzem • FEV1%VC (index Tiffeneau) • FVC nad 80%, FEV1 pod 80% • Lehká: FEV1 80-60% • Střední: FEV1 60-40% • Těžká: FEV1 pod 40%

21. Středně těžká obstrukce

22. 2. Restrikční ventilační porucha • FVC pod 80%, FEV1 nad 80% • Lehká: FVC 80-60% • Střední: FVC 60-40% • Těžká: FVC pod 40%

23. Suspektní restrikční porucha

24. 3. Smíšená ventilační porucha • FVC pod 80%, FEV1 pod 80% • FEV1%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 FEV1, FVC • air trapping – retence vzduchu v důsledku kolapsu malých dýchacích cest při snížené elastanci

25. B. Měření vrcholové výdechové rychlosti • PEF- peak expiratory flow • l/s • hrubá orientace o stupni bronchiální obstrukce

26. C. Měření RV, TLC I. Metoda diluční: • inhalace 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

27. Výpočet pro RV • FRC= (a-b) x V • a- koncentrace helia na začátku • b-koncentrace na konci • V-objem rezervoáru • RV=FRC-ERV-anatomický mrtvý prostor (cca 140 ml)

28. C. Měření RV, TLC II. Metoda vyplavovací: • vdechování čistého O2 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 vydechovaném 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

29. D. Celotělová pletysmografie I. • 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.

30. D. Celotělová pletysmografie II. • 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.

31. D. Celotělová pletysmografie III. • Takto uměle vyvolaný podtlak povede k příslušné změně objemu plynu 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.

32. D. Celotělová pletysmografie IV. • ZJISTÍME: veškerý objem plynu obsažený v plicích (i nepřístupný ventilaci + buly + cysty), odpor dýchacích cest Raw, elastanci, • compliance, dechovou práci

33. Pletysmograf

34. E. Compliance I. • změna objemu vzduchu v plicích při změně intrapleurálního tlaku o 1cm vodního sloupce • lze měřit pomocí balónkové sondy zavedené do jícnu, kde změny tlakového rozdílu mezi tlakem v jícnu a v ústech nahrazují měření změn transpulmonálního tlaku a porovnávají se s paralelními změnami plicního objemu buď za statických podmínek nebo dynamických podmínek.

35. E. Compliance II. • 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.

36. E. Compliance III. • Statická poddajnost - měření při pomalém nádechu a výdechu celé VC. • Dynamická poddajnost - při klidném dýchání, při různých dechových frekvencích, během dechového cyklu, ovlivněna obstrukcí dýchacích cest, choroby malých dýchacích cest

37. 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 dýchacích cestách se měří průtoková rychlost a při uzávěru tlak v ústech, který se rovná tlaku v plicních alveolech

38. Uzávěrová metoda

39. 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

40. Oscilační metoda

41. H. Smyčka průtok-objem • zdůrazňuje význam průtokové rychlosti, na ose X objem, na ose Y průtoková rychlost • průkaz kolapsibility malých dýchacích cest

42. Křivka F-V

43. CH. Distribuce vzduchu v plicích • izotopové metody 133Xe • 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 CO2

44. I. Alveolární ventilace a mrtvý prostor • třetina anatomický- tracheobronchiální strom, dvě třetiny alveoly • Alveolární hypoventilace - snížená saturace krve kyslíkem, zvýšený pCO2, pokles pH-obstrukce i restrikce, únava svalů, snížená citlivost dechového centra, poruchy nervových drah, onem. páteře, hrudní stěny, pleury, plic

45. Alveolární hyperventilace - velká difuzibilita CO2, nárůst pH-zvýšená dráždivost dechového centra, Kussmaulovo dýchání, tetanie, provokace epilepsie

46. 2. DIFÚZE

47. Alveolokapilární transport • tlakový gradient umožňuje, aby O2 z alveolárního prostoru difundoval do kapilární krve plic a CO2 opačným směrem • O2 difunduje z alveolu-přes alveolární membránu-intersticiální tekutinu plic-kapilární membránu-krevní plazmu-membránu erytrocytu, nitrobuněčnou tekutinu erytrocytu k molekule Hgb-chemická reakce

48. Co ovlivňuje difúzní kapacitu? • Plocha povrchu alveolokapilární membrány • Množství hemoglobinu • Tloušťka alveolokapilární membrány • Stupeň poruchy distribuce ventilace a perfúze

49. DLCO • DLCO- difúzní plicní kapacita pro oxid uhelnatý - množství plynu, které přejde přes alveolokapilární membránu v závislosti na velikosti molekuly, na parciálním tlaku před a za membránou, kvalitě, čase • Používá se CO (0,3%), CO2, O2, N2O • Difúzní kapacita plic pro CO nebo O2 (DLCO; DLO2 = 1.23 x DLCO)

50. Poruchy difúze • Příčiny snížení: • a/ Ztluštění alveolokapilární membrány (fibroza) • b/ Destrukce alveolární membrány (emfyzém) • c/ monitorace pneumotoxických efektů leků (cytostatika)