AKCİĞER HACİMLERİ VE DİFÜZYON TESTLERİ Prof. Dr. Deniz DOĞRU ERSÖZ Hacettepe Üniversitesi Tıp Fakültesi Çocuk Göğüs Hastalıkları Ünitesi
Jan 02, 2016
AKCİĞER HACİMLERİ VE
DİFÜZYON TESTLERİ
Prof. Dr. Deniz DOĞRU ERSÖZ
Hacettepe Üniversitesi Tıp FakültesiÇocuk Göğüs Hastalıkları Ünitesi
Akciğer Hacimleri
• Fonksiyonel rezidüel kapasite (FRC): Sakin nefes verme sonunda
• Rezidüel hacim (RV): Maksimum ekspirasyon sonunda
• Total akciğer kapasitesi (TLC): Maksimum inspirasyon sonunda
akciğer içindeki havanın hacmi
Akciğer Hacimlerinin Ölçümü Endikasyonları
• Restriktif akciğer hastalığını tanımlamak ya da ağırlığını belirlemek
• Obstrüktif ve restriktif hastalık ayırımını yapmak
• Hava hapsi (“Gas trapping”) olup olmadığını belirlemek
• Tedavilere cevabı belirlemek (bronkodilatör, steroid, akciğer cerrahisi, transplantasyon, radyasyon, kemoterapi)
• Preoperatif değerlendirme
Akciğer Hacimlerinin Ölçümü
• Genellikle FRC ölçülür
• Bazı yöntemlerde TLC ölçülür
• RV indirekt ölçülür
Akciğer Hacimlerinin Ölçümü
İnert gaz dilüsyonu: Akciğer hacimleri, bir gazın (Helyum) bilinen hacim ve konsantrasyonu ile hesaplanır
Nitrojen washout: Akciğer hacimleri, saf oksijen solumadan önce ve sonra ekspire edilen nitrojen konsantrasyonuna dayanarak hesaplanır
Vücut pletismografisi: Akciğer hacimleri, kapalı bir kutuda, nefes alıp verme sırasında basınç ve hacim değişiklikleri ile, Boyle kanunu kullanılarak hesaplanır
Akciğer Hacimlerinin Ölçüm Teknikleri
• Kapalı devre, Helyum dilüsyon, “multiple breath”
• Açık devre, multiple breath N2 washout
• “Single breath N2 washout”
• “Single breath” Helyum dilüsyon
• Pletismografi
• Radyolojik yöntemler
Akciğer Hacimlerinin Ölçüm Teknikleri
• Kapalı devre, FRCHelyum dilüsyon,“multiple breath”
• Açık devre, FRCmultiple breath N2 washout
• “Single breath N2 washout” TLC
• “Single breath” Helyum dilüsyon TLC
• Pletismografi FRC
• Radyolojik yöntemler TLC
Kapalı Devre Helyum dilüsyon, “multiple breath”
• Konsantrasyonu ve hacmi bilinen helyum karışımının belli bir süre inhalasyonu ve her iki akciğer homojen olarak yayılımı esasına dayanır
Kapalı Devre Helyum dilüsyon, “multiple breath”
• Helyum: kanda çözünmediği ve ucuz yöntemlerle ölçülebildiği için tercih edilir
• Bir spirometre, helyum ve oksijen karışımı ile doldurulur (%25-30 oksijen, %10 He)
Kapalı Devre Helyum dilüsyon, “multiple breath”
• Hasta, ağızlık vasıtasıyla ve burun klipleri ile 30-60 saniye boyunca sakin nefes alıp verir (tidal solunum)
• Normal bir tidal solunum sonunda, bir kapak açılır ve hasta spirometreden helyum karışımı solur
• Helyum dengelendiği zaman test sonlandırılır
• Test süresi 7-10 dakika
Kapalı Devre Helyum dilüsyon, “multiple breath”
• Devre kapalı olduğu için helyum miktarı test boyunca sabit kalır
• Test sırasında spirometredeki helyum konsantrasyonundaki değişiklik hastanın akciğer hacmini gösterir
Kapalı Devre Helyum dilüsyon, “multiple breath”
Kapalı Devre Helyum dilüsyon, “multiple breath”
Sistem hacmi (L) = He spirometreye konulan
F He ilk
(% He ilk - %He son)
FRC = x Sistem hacmi %He son
Açık devre, multiple breath Nitrojen washout
Açık devre, multiple breath Nitrojen washout
Alveolar nitrojen konsantrasyonu
Atmosferdeki nitrojen konsantrasyonu
%79
Hastanın FRC’nin
%79’u
nitrojen
= =
Açık devre, multiple breath Nitrojen washout
• Hasta %100 oksijen solurken akciğerlerinden atılan nitrojenin ölçümü
• Başlangıçtaki alveolar nitrojen konsantrasyonu ve dışarı atılan nitrojen konsantrasyonu karşılaştırılarak akciğer hacimleri ölçülür
• Test süresi genellikle 3 dakika
Açık devre, multiple breath Nitrojen washout
• Hasta 30-60 sn sakin olarak solur (tidal solunum)
• Bir tidal solunum sonunda % 100 O2 solutulmaya başlanır
• Üç dakika boyunca tidal solunuma devam edilir• Bu sürede akciğerlerdeki nitrojen atılır
• Dışarı atılan N2 gazı monitorize edilir.
• Arka arkaya üç soluk sırasında N2 konsantrasyonu < % 1.5 olunca test sonlandırılır
Açık devre, multiple breath Nitrojen washout
Açık devre, multiple breath Nitrojen washout
Tüm Vücut Pletismografisi
Pletismografi• Torasik gaz hacmi (VTG) ölçülür
• VTG: Belli bir zaman ve seviyede toraks içinde bulunan, havayolları ile bağlantılı olan ya da toraks içinde herhangi bir kompartmanda sıkışmış olan gazın hacmidir
• VTG: Ekspirasyon sonunda ölçülür ve FRC’ye eşittir
• Hasta kapalı bir kutuda oturur
• Kutu içindeki basınç değişiklikleri, torakstaki hacim değişikliklerini yansıtır
Pletismografi
Boyle kanunu kullanılarak hesaplanır
Sabit bir sıcaklıkta, bir gazın hacmi basınçla ters orantılı olarak değişir
(P1xV1 = P2xV2)
Pletismografi
Akciğerlerdeki hacim/basınç oranı ve kutunun içindeki hacim/basınç oranı sabit kalacağı için, akciğer hacim değişikliği, kutudaki basınç değişikliği ile ilişkilidir
Pletismografi yöntemi
• Hasta, pletismograf içine oturduktan sonra kapı kapatılır
• Normal soluk alıp verirken kabin içi ısının sabitlenmesi için 30 saniye beklenir
• Normal ekspirasyonun sonunda shutter kapatılır
Pletismografi yöntemi• Birkaç normal soluktan
sonra 1-2 nefes/saniye olacak şekilde panting manevrası yaptırılır
• Yanaklar elle desteklenir
• Panting sırasında yüzeyel ve hep sabit hacimle soluk alıp vermelidir
VTG Manevrası
Panting manevrası
Kabul edilebilir panting manevrası
Birbirinin üzerinde düz çizgiler, sadece küçük termal drift
Kabul edilme kriterleri
• Panting manevrası volüm ve hız bakımından doğru olmalıdır (Saniyede 1-2 nefes)
• Eğri kapalı olmalıdır, ekrandan taşmamalıdır
Ekrandan taşan eğri : ısı dengelenmesinin yetersiz, panting hacminin fazla olduğunu gösterir
• VTG, 3-5 kabul edilebilir panting manevrasının ortalaması alınarak rapor edilmelidir
Pletismografinin avantajları
Pletismografi ile VTG ölçümü
• Daha kolay• Daha kısa sürede ölçüm• Torakstaki bütün gaz hacmini ölçtüğü için
dilüsyon yöntemlerine göre daha doğru sonuç
Pletismografinin dezavantajları
• Daha kompleks yöntem• Hastanın yapacağı manevralar detaylı şekilde
anlatılmalı• Klostrofobiye neden olabilir
Akciğer Hacimlerinin Yorumlanması
FRC’yi etkileyen faktörler
• Vücut ölçüleri (Vücut ağırlığı, boy)• Cinsiyet• Irk• Etnik köken• Vücut pozisyonundaki değişiklikler• Gün içinde (Diürnal varyasyon)
Obstrüksiyon Restriksiyon
FVC N,
FEV1 N,
FEV1/FVC
TLC
VC
FRC
RV
FRC’de artma
• Artması patolojik
• > %120 olması hava hapsini gösterir
• Amfizem• Astım • Bronşit• Akciğer cerrahisi (Lobektomi)
RV’de artma
• Akut astım atağı• Kronik hava hapsi (Amfizem, bronş obstrüksiyonu)
• RV ve FRC genellikle birlikte artarlar• RV arttıkça
Gaz alışverişini sağlamak için daha çok ventilasyon yapılır
VT, solunum sayısı artarSolunum işi artarHipoksemi, karbondioksit retansiyonu
RV/TLC oranı
• Tidal solunumla ventile edilmesi gereken total akciğer hacminin yüzdesini gösterir
• Sağlıklı erişkinlerde %20-35
• RV/TLC : RV veya TLC
RV/TLC : TLC Hiperinflasyon
TLC normal Hava hapsi
Obstrüktif hastalıklar
• RV her zaman artar
• VC azalır, TLC normal kalır (Hava hapsi)
• VC normal, TLC artar (Hiperinflasyon)
RV
FRC
TLC
Normal
Hava hapsi
Hiperinflasyon
RV RV
FRC FRC
TLC
TLC
RV
Obstrüksiyon
Obstrüktif hastalıklar
• Astım• Kronik bronşit• Bronşektazi• Kistik fibrozis• Amfizem
TLC normal kalır ya da artarFRC artar
Restriktif Hastalıklar
• FRC, RV, TLC azalır
• Hacimler genellikle eşit miktarda azalır
• RV/TLC normal
RV
Normal
Restriksiyon
RV
FRC
TLC
FRC
TLC
Restriksiyon
Restriktif Hastalıklar
• Fibrozisin eşlik ettiği interstisiyel akciğer hastalıkları
• Pnömoni• Toraksta yer kaplayan kitleler• Göğüs duvarı hastalıkları• Plevra hastalıkları• Nöromuskuler hastalıklar• Obesite• Konjestif kalp yetmezliği
KARBON MONOKSİT DİFÜZYON KAPASİTESİ
DİFÜZYON KAPASİTESİ
• Oksijenin, alveolar kapiller membran yoluyla alveolden eritrositlerdeki hemoglobine transportunu gösterir
• Karbonmonoksit kullanılır (CO)
• CO, oksijen ile aynı difüzyon yolunu izler ve ölçümü kolay
DİFÜZYON KAPASİTESİ
DİFÜZYON KAPASİTESİ
• DLCO
• Akciğerlerin gaz alışverişini (özellikle venöz kanın oksijenizasyonunu) değerlendirir
• Difüzyonu kısıtlı bir gaz olan karbon monoksitin alveolokapiller membrandan geçişini ölçer
Teknik• CO, hemoglobine oksijenden 210 kat daha fazla
bağlanır
• Normal hemoglobin miktarı ve normal solunum fonksiyonları varlığında, CO difüzyonunun primer kısıtlayıcı faktörü alveolokapiller membrandır
• Normalde pulmoner kapiller kanda CO hiç yoktur ya da çok az bulunur
• Difüzyonu sağlayan basınç gradienti, alveoler basıncı gösterir (PACO)
• Alveoldeki CO parsiyel basıncı ve gazın alım hızı bilinirse, DLCO ölçülebilir
Teknik
. VCO
DLCO =
PACO – PCCO
.
VCO = Dakikada transfer edilen CO (ml)
PACO= Ortalama alveoler parsiyel CO basıncı
PCCO = Ortalama kapiller parsiyel CO basıncı (0)
ml CO/ dakika/ mmHg
DLCO
• Single breath yöntemiyle istirahatteki bir erişkinde ortalama 25 ml CO/dk /mmHg
• Kişinin akciğer hacmi ile direkt ilişkili
• Diğer metodlarda daha düşük bulunur (%30’a kadar)
• Kadınlarda daha düşük
• Egzersiz sırasında 2 – 3 kat artar
DLCO SB yöntemi
DLCO SB yöntemi
Yöntem• Tüm gücüyle nefes verir• Derin nefes alır (Test gazını solur) (≤ 2 dakika)• Nefesini tutar (9-11 saniye)• Derin nefes verir
Yeni teste başlamak için en az 5 dakika beklenirEn az 3 test
DLCO SB manevrası
DLCO
Referans değerleri• Boy• Cinsiyet• Yaş• Vücut yüzey alanı (bazen)
DLCO Azaldığı Durumlar
Akut ve kronik obstrüktif hastalıklarda• Amfizem• Kistik fibrozis
Azalmış yüzey alanı (alveol duvarı ve kapiller yatakta azalma)
Daha az gaz transfer edilebilir
DLCO Azaldığı Durumlar
Restriktif akciğer hastalıkları
• Pulmoner fibrozis (Gaz inhalasyonuna sekonder)• İdyopatik pulmoner fibrozis• Sarkoidoz• SLE• Sklerodema• Alveolit
Alveolar kapiller membrandaki kalınlaşmadan
çok akciğer hacminde, alveoler yüzey alanında veya
kapiller yatakta azalmadan dolayı olur
DLCO Azaldığı Durumlar
• Yer kaplayan lezyonlar (tümör)• Pulmoner ödem• Kalp yetmezliği: (Erken evrelerde artar: sol ventrikül
dekompanse oldukça pulmoner damarlar dolgunlaşır; kan hacminde artışla DLCO artar
Konjesyon ilerledikçe DLCO azalır)
DLCO Azaldığı Durumlar
• Cerrahi tedavi• Radyasyon tedavisi• Kemoterapi (bleomisin)• Kardiyak aritmiler için kullanılan ilaçlar
(amiodaron)
DLCO Arttığı Durumlar
• Obesite• Polisitemi• Pulmoner kanama• Pulmoner kan akımının arttığı durumlar (Ör:
Soldan sağa şantlar)• Egzersiz
DLCO
• DLCO, akciğer hacmi ile direkt ilişkili
• DLCO’daki azalmanın
Restriksiyondan (akciğer hacminin azalmasından)
V/Q bozukluğundan (obstrüksiyon) dolayı olup olmadığı anlaşılabilir
• DLCO / akciğer hacmi
(DL/VA)
(DL/VL)
DL/VA
• Sağlıklı kişilerde 4-5 ml CO dk/lt
• Obstrüksiyonda: düşer
• Restriksiyonda: Aynı
DLCO etkileyen faktörler
Hemoglobin ve hematokrit
Hb ve Htc DLCO
Hb ve Htc DLCO
Hb biliniyorsa, DLCO düzeltilebilirHer bir gr Hb, CO gerialımını %7 değiştirir
15 yaşından büyük erkekler: %14.6Kadınlar ve 15 yaşından küçük çocuklar : %13.4
DLCO etkileyen faktörler
• COHb: COHb DLCO
(Ör: sigara içenlerde)
• Alveoler PCO2: DLCO
(Ör: hipoventilasyon)
• Pulmoner kapiller kan hacmi: DLCO
(Ör: Egzersiz sırasında kardiyak outputun artması)
DLCO etkileyen faktörler
• Vücut pozisyonu: Kapiller kan akımı dağılımı etkilenir
Supin pozisyon DLCO
• Yüksek irtifa
Yükseklik PAO2 DLCO
DLCOSB (Single breath)
• En sık kullanılan yöntem• Daha kolay• Non invazif• Daha hızlı• Laboratuarlar arası farklı değerler bulunabilir
(Değişik test teknikleri, gaz analizinde problemler, hesaplamalarda farklılıklar)
DLCO Test Metodları
DLCOSB DLCOIB (Intrabreath)Teknik He ve CO analizi CH4 analizlerine
relatif olarak basit gerek var
Avantaj Basit, hızlı Nefes tutmaya gerek yok
Dezavantaj Ventilasyon ve Hesaplamalar komplike V/Q değişikliklerine Akımın kontrol edilmesi hassas gerekli
Uygulama Tarama Tarama Klinik uygulamalar Nefes tutamayanlar için
uygun
DLCO Test Metodları
• DLCOSS1 (Filey tekniği)
• DLCOSS2 (end tidal CO)
• DLCOSS3 (assumed VD)
• DLCOSS4 (mikst venöz PCO2)
• DLCORB (Rebreathing)
• DLCOSSHe (washout equilibration)
• FUCO (Fraksiyonel CO uptake)
DLCOSB Dikkat edilmesi gerekenler
• İşlemden önce 2 saat içinde yemek yememeli• Ağır egzersiz yapmamalı• Solunum yolu enfeksiyonu olmamalı• Alkol almamalı• Önceden spirometre yapılmalı (FVC’yi ölçmek için)• Koopere olmalı • Test boyunca oturmalı• Oksijen alıyorsa, testten önce 5 dakika oksijen
almamalı• Hb, COHb ve yükseklik için için düzeltme yapılmalı
DLCO yorumlanması
• Test manevraları doğru yapıldı mı?
• Uygun düzeltmeler yapıldı mı? Hb? COHb? Yükseklik?
• Referans değerleri uygun mu? Yaş? Cinsiyet? VA? Boy?
DLCO yorumlanması
DLCO
azalmış
Hb ya da COHb’e bak
Normal
DL/VA
Normal Azalmış
akciğer hacminde azalma obstrüksiyonya da parankimal değişiklikler ya da ölü boşlukta artış
DLCO yorumlanması
DLCO
artmış
Pulmoner kan hacminde artış Pulmoner hemoraji
Özet• Tek başına spirometri, akciğerlerdeki fonksiyon
bozukluğunu tanımlamak için yetersiz kalabilir
• Akciğer hacimlerinin ölçümü gerçek restriktif hastalığı ve akciğer hiperinflasyonunu gösterir
• Akciğer hacimlerinin ölçümü hastalığın ciddiyetini belirler
• Solunum problemleri olan ve spirometrisi normal bulunan hastalar, akciğer hacimlerinin ölçüldüğü merkezlere sevkedilmelidir
• Hastalara akciğer hacimlerinin ölçümü yönteminin kolay olduğu ve spirometreden daha zor olmadığı söylenmelidir
Özet
• DLCO çeşitli yöntemlerle ölçülebilir
• Single breath en çok kullanılan, invazif olmayan, tekrar edilebilir
• Birçok hastalık için diagnostik
• Gaz alışverişini belirlediği için obstrüktif ve restriktif hastalıkları tanımlamada önemli
• DLCO ve DL/VA idyopatik pulmoner fibrozis ve sarkoidoz gibi hastalıkların takibinde faydalı
Özet
• DLCO, obstrüktif hastalıklarda obstrüktif olayın fizyolojisini belirlemede faydalı
• DLCO, hem obstrüktif hem de restriktif hastalıkların cerrahi ya da tıbbi tedaviye cevabını ölçmek için kullanılabilir