akcİĞer hacİmlerİ ve dİfÜzyon testlerİ

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