1
VÜCUT PLETİSMOGRAFI VE HAVAYOLU DİRENCİ
Doç. Dr. Gaye UlubayBaşkent Üniversitesi
Göğüs Hastalıkları AD
3
Alveoler basıncın herhangi bir seviyesinde toraks kafesinde bulunan mutlak gaz hacmidir
Nonspesifik bir terimdir
FRC seviyesinde ölçülürse TGV=FRC
Akciğer volümlerinin ölçümünde FRC anahtar rol oynar
Torasik Gaz Hacmi (TGV/VTG)
(FRC= ERV+RV)
(TLC= VC+RV)
4
FRC ölçümü için kullanılan yöntemler
Helyum dilüsyon (FRCHe)
Nitrojen arındırma (FRCN2 )
Pletismograf (FRCpleth )
Görüntüleme yöntemleri
5
Vücut Pletismografisi ile FRC Ölçülmesi
Sağlıklı bir bireyin FRC değerlerinde, bu üçyöntem arasında çok az fark vardır
Hava hapsinin olduğu hastalıklarda ise FRCPleth, FRCHe ve FRCN2 ile ölçülene göre daha yüksektir
7
Pletismografın Avantajları
Havayolu obstrüksiyonu olan hastalarda sonuçları daha doğru
Ventilasyonun dağılımından etkilenmez
Uygulaması kolay ve çabuk
Aynı seansta Raw ve Gaw ölçülebilir
8
Pahalı
Daha geniş alan gerekli
Klostrofobik hastalarda kullanımı zor
Pletismografın Dezavantajları
9
Hasta diğer yöntemlere uyum sağlayamıyorsa
Hava hapsinin değerlendirilmesi
Diğer SFT endikasyonları
Pletismografın Endikasyonları
10
P1 x V1 = P2 x V2
Boyle Yasası
“Sabit ısı altında, sabit bir gaz kütlesi komprese veya dekomprese olduğunda, bu gazın basıncı, HACİM x BASINÇ sonucu sabit tutulacak şekilde artar veya azalır”
Bu yasaya dayanarak, hızlı yüzeyel solunum manevraları (panting) sırasında toraks içi hacimde yani kabin içinde oluşan değişiklikler, vücut pletismografisi ile ölçülür
11
Neden Panting?
Epiglotun sürekli açık kalmasını sağlar, alveoler basıncın daha doğru ölçülmesine imkan verir
Küçük hızlı solunum az iş gücü gerektirir, termal kayma etkisini önler
FRC’ye yakın noktada ölçüme kolaylık sağlar
Trasedeki artefaktları azaltır
13
Toraks içi gaz hacmi bilinmeyen bir kişide izotermalkoşulda FRC seviyesinde havayolu bir kapatıcı (shutter) ile kısa süre kapatılırShutter kapatıldığı sırada kabin içinde akım değişikliği sıfırdır
Ağız içi basınç = Alveol basıncı
Kişiye panting manevrası yaptırılarak toraks içi gaz hacmi sıkıştırılır ve gevşetilirBu sırada ağız içi ve kabin basınçlarında değişiklikler olur (Pkabin ve Pağıziçi)
VTG (FRC seviyesinde)
Mekanizma
14
P1 x V1 = P2 x V2
Palv1 x VTG1 = Palv 2 x VTG2
(P(Palvalv11-- PPHH22OO)x )x VVTGTG1 = (P1 = (Palvalv 22-- PPHH22OO)x )x VVTGTG22
Palv1 ve VTG1: Kompresyon öncesi mutlak akciğer volüm ve basıncı
Palv2 ve VTG2: Gevşetme öncesi mutlak akciğer volüm ve basıncı
VTG1 = - (ΔV / ΔP) x PB
15
FRC elde edildikten sonra, spirometrik ölçümden elde edilen IC ve ERV manevraları yardımıyla
(FRC= ERV+RV)
(TLC= VC+RV)
16
Uygulama
Pletismograf çalıştırılır
Kalibrasyon
Cihaz, hastanın uygun oturabileceği şekilde (boyun defleksiyonu/ ekstansiyonu olmadan ağızlığa erişebilecek şekilde) ayarlanır
İşlem anlatılır, burun mandalı kullanılır ve hasta, yanaklarını elleri ile destekler
20
Genellikle 3-10 stabil tidal solunum sonrasıshutter kapatılır ve ‘panting’ manevrası (2 soluk/sn, 0.5- 1.0 Hz’ lik frekansda ve ±10 cmH2O) başlatılır, bu sırada ağız içi basınç ve kabinde oluşan basınç değişiklikleri ölçülür
3-5 uygun panting manevrası (%5’den fazla değişim göstermeyen) kaydedilir ve ortalaması VTG= FRC olarak alınır
22
Ciddi dispnesi olan hastalar hemen ERV manevrasını yapmakta zorlanabilir
İkinci öncelikli olarak önce IC, sonra ERV manevraları yaptırılabilir
Panting sonrası 2-3 kez tidal solunum, ardından ERV ve IVC manevraları yaptırılabilir
23
TGV ölçümü
panting
Panting yapamayan hastalar ?
Kapalı shuttera karşı hızlı ve derin inspiryum yaptırılır
26
1. Basınç Pletismografı
Kabin içi volüm sabit, basınç değişkendirShutter kapalı iken,
P mouth = P alv ölçülür (1)
Hava akımı (2) Pletismograf basıncı (3)
27
2. Volüm Pletismografı
Kabin içi basınç sabit, volüm değişkendir
Shutter ve pnömotograf kabin dışındadır
Shutter kapalı iken,
P mouth = P alv (1)
hava akımı (2) ölçer
28
3. Akım Pletismografı
P ve V pletismograflarının özelliklerini birleştirir Shutter kapalı iken,
Pmouth= Palv (3)Hava akımı (1)Kabin volümü (2)
ölçülür
3
29
Ağız transduseri, ≥ ±5 kPa (≥ ±50 cm H2O) ağız basınçlarına ve 8 Hz’lik frekanslara duyarlıolmalı
Kabin basınç transduseri, ±0.02 kPa (±0.2 cm H2O) büyüklüğündeki değişiklikleri ayırt edebilmeli
Donanım
30
Kalite-kontrol
Ağız basınç transduser kalibrasyonu günlük yapılmalı
Pletismograf sinyalleri her gün kontrol edilmeli
Periyodik olarak bilinen bir hacimle ölçüm denenerek, ölçümler kontrol edilmeli (bir akciğer modeli veya hacmi bilinen bir kutu vb)
Biyolojik kontrol olgularla (2 kişi), en az ayda bir ölçüm yapılmalı
(FRC ve TLC > %10 ; RV > %20 değişmiş ise ⇒ Cihaz Kontrolü!!)
32
Solunum Sistemi Direnci
Gaz moleküllerinin birbiri ile sürtünmesi
Gaz moleküllerinin hava yolu duvarı ile sürtünmesi (Raw)
Dokuların genişler yada daralırken sürtünmesi sonucu meydana gelir
33
Havayolu Direnci (Raw)
Akciğerlerden dışarı/ içeri doğru akan gaz akım hızının her bir ünitesine karşılık uygulanan basınçtırgaz akım hızı = atmosferik basınç ve alveol basıncı arasındaki farktır
Raw, ventilasyonu etkileyen önemli bir unsurdur
Sürücü basınç (∆P=Patm- Palv)
34
Hava Yolu Direncini Etkileyen Faktörler
Solunan gazın fiziksel özellikleri
Hava akımının şekli, hızı
Hava yollarının total kesit alanı
35
Solunan Gazın Fiziksel Özellikleri
Bir gazın viskositesi /dansitesi ne kadar fazla ise, hava yolu direncine katkısı o kadar fazladır
36
Hava Yolu Direncini Etkileyen Faktörler
Solunan gazın fiziksel özellikleri
Hava akımının şekli, hızı
Hava yollarının total kesit alanı
39
Laminer Akım Özellikleri
Sessiz, yavaş parabolik akımAkım merkeze doğru<2 mm havayollarında Laminer akımda dirençdüşüktür
40
Türbülan Akım
Yüksek akımda ortaya çıkarMoleküllerin zigzag çizerek çarpışması sonucunda olurGürültülüdürGeniş havayollarında (trakea, ana bronşlar)Havayolu direnci yüksektir
41
Bozulmuş Laminer Akım
Trakeabronşial ağacın çoğunda gözlenir
Oluşumu için enerji gereklidir
Egzersizde ve öksürük sırasında oluşur
42
TTüürbrbüülan aklan akıımm
TrakeobronTrakeobronşşsisteminde aksisteminde akıım m
ççeeşşitleriitleri
Laminar akLaminar akıımm
43
Hava akım hızı
Gaz moleküllerinin geçiş hızı ile belirlenir
Akım hızı alveollere gelince yavaşlar
En yüksek direnç daha yüksek hız nedeniyle orta boylu bronşlardadır
Hava Akımının Şekli, Hızı
45
Havayollarının Dirence Katkısı
Burun, ağız, yukarı hava yolları → %50
Trakea, bronşlar → %30
Periferik hava yolları → %20
46
Hava Yolu Direncini Etkileyen Faktörler
Solunan gazın fiziksel özellikleri
Hava akımının şekli, hızı
Hava yollarının total kesit alanı
47
KOAH, akut astım atağıAmfizemHavayolunda tümör, mukus tıkaçlar, yabancı cisim aspirasyonuErken ya da hafif KOAH’da Raw genellikle normaldir
Raw’ın Etkilendiği Durumlar
49
Havayolu Direnci Ölçüm Yöntemleri
Özefagus balon kateter metodu
Zorlu osilasyon tekniği
Hava akımı kesilme (interrupter) tekniği (Rint)
Vücut pletismografisi
50
Vücut Pletismografı
Direk olarak havayolu direncini ölçen tek yöntem
Aynı manevrada AC volümleri ve iletkenlik de ölçülür
51
Direnç = Basınç / Akım (cm/H2O/sn)
ΔP : İlerletici basınçη : Viskozite katsayısıl : Tüpün uzunluğu
: Gaz akım hızı
Poiseuille Kanunu
V =ΔPπr4
8ηl
.
ΔP = V8ηl.
π r4
Akım = BasınçDirenç
V.
Ağızlık ve pnömotakografın direnci hastanın total direncinden çıkarılır
Direnç = ΔPV.
Patm- Palv=Ağız içi akım
52
Cihaz hastanın uygun oturabileceği şekilde ayarlanır
Ölçüm sırasında burun mandalı kullanılır ve hasta yanaklarını elleri ile destekler
Kapı kapanır, shutter açıkken panting yaptırılırak ağız içi akım hızı pnömotakograf ile ölçülür
TV sonunda shutter kapatılır
Ağız içi basınç ölçülür
Akım ile basınç arasında S biçiminde eğri elde edilir
Ağız basıncı/ pletizmograf basıncı oranı elde edilir
Yöntem
55
Raw Kabul Edilebilirlik Kriterleri
Basınç-akım/ volüm-akım eğrisi kapalı olmalı
Termal kayma olmamalı
Panting 1- 1.5 Hz’ lik frekansda ve ±1 kPa (±10 cmH2O) yapılmalı
Her manevra için Raw ve Gaw hesaplanmalı
Kabul edilebilir 3 ya da daha fazla manevranın ortalaması rapor edilmeli
Ortalamadan %10’dan fazla değişim göstermemeli
57
sRaw (spesifik havayolu direnci)
Raw’ın 1 litrelik akciğer volümü için ifade edilmesidir
sRaw = Raw / akciğer volümü (L)
Farklı akciğer volümleri olan bireylerin karşılaştırılabilmesine olanak verir
Aynı bireyin yıllar içinde akciğer volümleri değiştiğinde kendi içinde karşılaştırılabilmesine olanak verir
58
Değerlendirme Algoritması
Manevralar kabul edilebilir mi?
Basınç volüm eğrisi kapalı mı?
Termal kayma var mı?
Raw manevraları %10’un içinde mi?
Raw 2.4cmH2O/L/sn’nin üzerinde mi?
FEV1, FVC ile korele et
İntratorasik/ekstratorasik mi?
Obstrüksiyon?
59
Önerilen Kaynaklar
1 ATS/ERS Task FORCE: Standardisation of the measurement of lung volumes. Eur Respir J 2005; 26: 511-522.
2 Coates A.L, Peslin R., Measurement of lung volumes by plethysmography. Eur Respir J 1997; 10, 1415-27.
3 Rupple GL. Spirometry and Related Test. In:Manuel of Pulmonary Function Testing.Mosby Elsevier 9th ed. China, 2009:36-89.
2 Cotes JE, Chinn DJ, Miller R. Theory and Measurement of Respiratory Resistance. In: Lung Fonction Physiology, Measurement and Application in Medicine. 6th edition. UK, Blackwell Publishing Ltd 2006:150-163.
4 Pride NB. Airflow resistance. In: Hughes JMB, Pride NB. Lung Function Tests. Physiological Principles and Clinical Applications. London WB Saunders, 1999: 27-43.