Respirace a vyšetření respiračních funkcí MUDr.Zuzana Dukátová Ústav patologické fyziologie 1. LF UK

Měřené parametry 1.Ventilace a mechanika dýchání– proudění vzduchu 2.Difúze – přestup plynů mezi alveolem a kapilárou přes kapilární membránu 3.Perfúze – prokrvení plicních kapilár 4.Regulace ventilace –(metabolická odezva, ASTRUP) Porovnání ventilace – perfúze – ventilačně perfuzní poměr

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

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

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

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

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

Měření respiračních funkcí Typy testů Klidové Zátěžové - farmakodynamické testy bronchodilatační x bronchokonstrikční - spiroergometrie

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

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

Plicní objemy

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)

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%)

Dynamické ukazatele III. 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

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

Spirometr

Normální spirogram

1. Obstrukční ventilační porucha Příčiny - 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%

Středně těžká obstrukce

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

Suspektní restrikční porucha

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 FEV 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

Měření vrcholové výdechové rychlosti PEF- peak expiratory flow Měříme průtok - l/s hrubá orientace o stupni bronchiální obstrukce

Alveolární ventilace a mrtvý prostor třetina anatomický- tracheobronchiální strom, dvě třetiny alveoly, představuje normálně asi 140ml vzduchu 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

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

2. DIFÚZE

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

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

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

3. PERFÚZE

Plicní řečiště Plicní cévní řečiště se liší od systémového v řadě vlastností: Intravaskulární tlaky jsou nízké Plicní tenkostěnné cévy jsou poddajné Plicní arterioly neobsahují za normálních okolností svalová vlákna Na hypoxii reaguje vasokonstrikcí

Zvýšení intravaskulárních tlaků Aktivně Zvýšení plicní cévní rezistence vasokonstrikcí při alveolární hypoxii Omezení lumina plicních cév intraluminálními tromby nebo emboly Destrukce drobných plicních cév při jizvení, destrukci alveolárních stěn nebo při vaskulitidách

Metody vyšetření I. Perfúzní scintigrafie – radioaktivní partikule aplikované i.v. (denaturovaný albumin 99mTc) embolizují plicní kapilární řečiště, gamakamerou se hodnotí radioaktivita nad plícemi v různých projekcích Funkční dynamická scintigrafie - 133Xe, poměr ventilace x perfúze –snížený u emfyzému, astmatu, atelektázy, zvýšený u plicní embolie

Metody vyšetření II. Angiografie – katetr do a. pulmonalis, nástřik kontrastní látkou (hemoptýza, plicní embolie, a-v zkraty) Katetrizace – plicní hypertenze (Swan-Ganzův katetr) ECHO, Doppler

4.REGULACE VENTILACE A METABOLICKÁ ODEZVA

ABR I. Vyšetření krevních plynů (Astrup) pH 7,36-7,44 PaO2 9,9-14,4 kPa PaCO2 4,8-5,9 kPa BE ±2 mmol/l BBS 48 ±2 mmol/l Standartní bikarbonáty 24 mmol/l

ABR II. Aktuální bikarbonáty 24 mmol/l Totální CO2 Muži: 23-27 mmol/l Ženy: 21-25 mmol/l Saturace hemoglobinu O2 97%

Dodávka a spotřeba kyslíku PaO2 hemoglobin, cirkulace PaO2 závisí na - pATMO2, - plicních funkcích (ventilace, difuze, perfuze) - event. příměsi neokysl. krve (pravolevý zkrat)

Nedostatek kyslíku I. Nedostatek kyslíku obecně v tkáni– hypoxie Nedostatek kyslíku v krvi (nízký pO2 v arteriální krvi - paO2) - hypoxémie Oxid uhličitý (CO2) jeho množství v krvi souvisí především s mírou ventilace Vyšetření hypoxémie Běžnou regulaci zabezpečuje oxid uhličitý

Nedostatek kyslíku II. Centra reagující na hypoxémii – stimuluje dýchání Při chronické hypokapnii se snižuje citlivost na CO2 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

Nedostatek kyslíku III. 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 CO2 může být indikací k podpůrnému dýchání

5. DALŠÍ METODY

Endoskopická vyšetření plic 1. Bronchoskopické vyšetření Fibroskopie Bronchioloalveolární laváž (BAL) – 150-500 ml fyziologického roztoku, cytologické a mikrobiologické vyš. Transbronchiální plicní biopsie 2. Mediastinoskopie 3. Thorakoskopie

Zobrazovací metody I. 1. RTG Skiagram CT, HRCT (pneumonie, atelektáza, pneumothorax, pneumomediastinum,emfyzém, cystická fibroza, tumory)

Zobrazovací metody II. 2. Ultrasonografie – posuzování pleurálních procesů – perkutánní plicní biopsie 3. NMR

Laboratorní vyšetření I. 1. alfa1-antitrypsin (deficience: mladí nekuřáci s emfyzémem) 2. Vyšetření potu na chloridy (Cystická fibroza Cl- > 60 mmol/L) 3. Bakteriální vyšetření sputa : Pseudomonas aeruginosa (CF), Staph. aureus, H. influenza, P. cepatia 4. Cytologické vyšetření sputa

Hypoxie I. 1. Hypoxie anoxická – nedostatečné okysličení arteriální krve v plicích a) alveolární hypoventilace, která je provázena i zvýšením pCO2, odstranění hypoxie O2 –neodstraní retenci a zvýšení pCO2

Hypoxie II. b) porucha difuse – není zvýšení pCO2, kromě těžkých stavů, snížení v důsledku hyperventilace c) venosní příměs – MAC v důsledku chronické hypoxie d) nepoměr mezi ventilací a perfusí e) snížení tenze O2 v inspirovaném vzduchu, snížené pCO2, snížení pH

Hypoxie III. 2. Hypoxie stagnační 3. Hypoxie anemická 4. Hypoxie histotoxická

Pulsní oxymetrie Pulsní oxymetrie – sycení Hb kyslíkem pomocí fotoelektrických metod Používá dvě diody ve spektru infračervené a červené barvy a na základě rozdílu absorbance hodnotí koncetraci oxidovaného Hb Nevýhodou rel. malá citlivost při pO2 víc jak 8 kPa, při špatné kožní perfúzi a v přítomnosti karboxyhemoglobinu a methemoglobinu

KLINICKÉ PŘÍZNAKY

Dušnost I. 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

Dušnost II. Centrální Cheyne-Stokes – periodické dýchání, charakterizované sérií pravidelně se prohlubujících a změlčujících se dechů s apnoickými pauzami (srdeční selhání, uremie, těžká pneumonie, zvýšený, nitrolební tlak) Syndrom spánkové apnoe

Dušnost III. 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 Orthopnoe – ztížené dýchání, vynucující si pozici v sedě

Děkuji za pozornost