AKCİĞER FONKSİYON TESTLERİ
advertisement
AKCİĞER FONKSİYON TESTLERİ Nurhayat YILDIRIM SPİROMETRİK İNCELEME Solunum fonksiyonlarını değerlendirmede kullanılan en temel test yöntemidir. Obstrüktif ve restriktif hastalıkların tanısında, hastalığın şiddetini ve tedaviye yanıtını saptamada, meslek hastalıklarının tan,ı tarama ve maluliyetin değerlendirilmesinde kullanılır. Spirometre ile VC, FVC, FEV1, MVV ölçülür. Reversibilite, bronşaşırı duyarlılığı, RV dışındaki akciğer volümleri ölçülür. Difüzyon testi, ağız içi basınçları ve egzersiz testleri sırasındada spirometrik ölçümü yapılabilir. Akciğerde ölçülen tek kompartmanlara volüm (V), birden fazla kompartmana kapasite (C) denir. Tidal volüm (VT): İstirahatte alınan hava hacmidir. İnspiratuar rezerv volüm (IRV): Normal bir inspirasyondan sonra zorlu bir inspirasyonla alınan hava hacmidir. Ekspiratuar rezerv volüm (ERV): Normal bir inspirasyondan sonra çıkartılan hava hacmidir. Fonksiyonel reziduel kapasite (FRC): Normal bir ekspiryumun sonunda akciğerler ve hava yollarında bulunan hava hacmidir. FRC= ERV + RV.FRC , ekspiryum sonunda oksijenasyonun sürmesini sağlayan gaz volümüdür. Rezidüel volüm (RV): Zorlu ekspirasyonun bitiminde akciğerlerde kalan gaz volümüdür. Direkt ölçülemez. Total akciğer kapasitesi: Maksimal inspirasyonun sonunda akciğerlerdeki gaz volümüdür. İnspiratuar Kapasite (IC): Günümüzde önemi artmaktadır. İstirahatte ekspirasyonun sonunda yapılan derin bir inspirasyonla akciğerlere alınan gaz volümüdür. IC= VT+ IRV. KOAH ‘da bronkodilatör cevabın izlenmesinde FEV1 den daha önemlidir. Vital Kapasite (VC, FVC); Maksimal inspirasyondan sonra yapılan maksimal ekspirasyonla çıkartılan gaz volümüdür. FVC= IC+ERV, FVC=VT+IRV+ERV, FVC= TLC-RV. FEV1 zorlu bir ekspirasyonun ilk 1. saniyesinde çıkarılan gaz volümüdür. Temelde hızı gösterir. Obstrüktif akciğer hastalıklarında azalır. BRONŞ DUYARLILIK TESTLERİ Bronş duyarlılığı bronkodilatöre cevap (Reversibilite Testi) ve bronkokonstriktöre cevap (Bronş provokasyon testi) ile ölçülür. REVERSİBİLİTE Solunum yollarında obstrüksiyon olan olgularda bronkodilatör bir ajan yardımıyla (beta-2 mimetikler, antikolinerjikler) obstrüksiyondaki değişimin incelenmesidir. Kabaca obstrüksiyonu ne kadarının geri döndürülebilir olduğunun saptanmasıdır. Astım tanısını koymada, astım-KOAH ayrımında, hastanın o anki en iyi değerini saptamada, KOAH’da prognozun takibinde ve klinik araştırmalarda kullanılır. Reversibilite ölçümünde FEV1, FVC, PEF, FEF 25-75, SGaw, Raw kullanılır. 1. Mutlak Değişkenlik; Bronkodilatör sonrası ve ilk FEV1 değerleri arasındaki mL cinsinden farkın hesabıdır (postbronkodilatör FEV1- ilk FEV1) 2. Başlangıç Değeri Üzerinden Değişkenlik Postbronkodilatör FEV1- ilk FEV1 x 100 İlk FEV1 3. Predikte Değer Üzerinden Değişkenlik Post bronkodilatör FEV1 – ilk FEV1 x 100 GOLD 2001 – 2003 e göre; FEV1 bazal değere göre %12 ve mutlak değer olarak 200 mL artış reversibl kabul için yeterlidir. GİNA 2002 ye göre FEV1 de %12’lik artış, reversibl kabul edilmektedir. GİNA 2002 ye göre FEV1 de kendiliğinde veya bronkodilatör, antiinflamatuar sonrası %12 lik artış gösteriyorsa, GOLD 2001 e göre bronkodilatör sonrası FEV1 normal predikt değere dönüyorsa bu olgu büyük olasılıkla astımdır. BRONŞ PROVOKASYON TESTLERİ Astımda kronik solunum yolu inflamasyonu vardır, bronşlar aşırı duyarlıdır. Uyarılan bronşlarda diffüz, reversibl obstrüksiyon oluşur. Soğuk hava, egzersiz, solunum sistemi enfeksiyonları sonrası, mesleki maruziyet, allerjenle uyarılma sonrasında wheezing, dispne, göğüste sıkışma hissi ve öksürük tarif eden AFT normal bulunan kişilere uygulanabilir. Bronkoprovokasyon testinde, 1) Spesifik olarak allerjenler, aspirin, gıda maddeleri gibi nonimmünolojik maddeler kullanılır. 2) Nonspesifik bronşprovokasyon testlerinde ise direkt olarak; histamin ve metakolin, indirekt olarak; soğuk hava, nonizotonik solüsyonlar, lökotrienler, prostoglandinler kullanılır. Bronkoprovokasyon testlerinde çeşitli yöntemler kullanılır. İki dakika tidal soluk yöntemi ve beş soluk dozimetre yöntemi en sık kullanılandır. Testler hastada FEV1’de %20 lik düşüş sağladığında yada en yüksek konsantrasyona ulaşıldığında sonlandırılır. FEV1 de %20 düşüş olan olgularda test sonunda salbutamol inhalasyonu yapılır ve 10 dakika sonra FEV1 ye tekrar ölçülür. Bronş provokasyon testlerinin yüksek duyarlılık ve yüksek negatif prediktif değerinin olması nedeniyle astımın dışlanmasında önemi vardır. Ancak astım tanısı koydurucu değeri düşüktür. Önemi bu nedenle azdır. AKIM - VOLÜM HALKASI Akım – volüm ( akım – hacim) halkası spirometrik traseden elde edilmektedir. Klasik spirometrik ölçümde volüm ve zaman ölçülmekte, volümün zamana bölünmesi ise de hızı vermektedir. Akım – volüm halkasında völüm ve akım ayrı ayrı ölçülür, eşzamanlı kaydedilir. Akım - volüm halkası ile eşzamanlı volüm - zaman eğrisinin çizdirilmesi akım volüm halkasının gücünü ve tekrar edilebilirliğini arttırır. Günümüzde bilgisayarlı sistemleri bu ölçümleri birlikte yapmaktadır. Akım - volüm halkasının analizi akciğerlerde oluşturulan akımı etkileyen faktörleri kolay anlamamıza ve yorumlamamıza da yardım eder. Akım - volüm halkasının volüm – zaman ergisine önemli bir üstünlüğü de görsel olarak bilgi aktarmasıdır. AKIM –VOLÜM HALKASININ FİZYOLOJİK TEMELLERİ Akım - volüm halkasının iki temel bölümü söz konusudur; Total akciğer kapasitesi (TLC) seviyesinde maksimum derinlikte, hızlı bir ekspiryumla residüel volüm (RV) seviyesine kadar süren maksimum ekspirasyon eğrisi ve RV seviyesinden başlayan maksimum derinlikte, hızlı bir inspiryumla TLC seviyesine kadar süren maksimum inspirasyon eğrisi. MAKSİMUM EKSPİRASYON EĞRİSİ Derin bir inspirasyonun sonunda, ekspiryum başlamadan hemen önce solunum yollarında basınç 0 cm H20 dur. Bu esnada soluk tutulmuştur. Glotis açıktır. Plevra basıncı negatifir. Transmembranöz basınç (Ptm) pozitiftir. Akciğerlerin elastik geri çekin basıncı (elastik recoil, PL = Palv-Ppl) pozitifir. İnspirasyon boyunca çekilerek uzatılmış ve en uzun boyuna TLC seviyesinde erişmiş olan elastik liflerde tekrar en kısa boyuna inme yönünde pozitif basınç birikmiştir. Zorlu, maksimum güç gerektiren ekspiryum esnasında parietal plevra solunum kasları tarafından itilir. Elastik liflerde birikmiş olan pozitif nitelikteği elastik geri çekim gücüde viseral plevrayı hilus istikametinde küçültmeye sevk eder. Plevra basıncı ekspiryum boyunca pozitiftir. PL ve Ptm pozitiftir. Alveol duvarında oluşan bu itici basınç alveolü küçülmeye sevk eder ve alveol içindeki gazı respiratuar bronşioller yönünde iter. Geniş bir yerden dar bir alana geçen gaz, solunum yollarında sürtünerek özellikle türbülan akımın söz konusu olduğu büyük hava yollarında hızını kaybeder. Sağlıklı erişkinde kıkırdaklı büyük hava yollarında intraplevral alandan ekstraplevral alana çıkışa yakın trakeada intrabronşial basınç ekstrabronşial basınca (Ppl) eşit hale gelir. Bu noktaya eşit basınç noktası (EPP) denir. Bu noktadan sonra intrabronşial basınç ekstrabronşial basınçtan düşük olacağından havayolu çapı daralmalı ve akım durmalıdır. Ancak ekstraplevral trakea alanında ekstrabronşial basınç (atmosferik basınca eşittir) intratorasik basınçtan düşük olduğu için hava yolu açıklığı tüm ekspiryum boyunca korunur. Ayrıca alveol volümü küçüldükçe plevra itici basıcının etkisi artar. . Şekil 1. Sağlıklı erişkinde eşit basınç noktasının yeri Akım - volüm halkasında, maksimum ekspirasyon eğrisinde ekspirasyon akımlarının pik yaptığı noktaya (PEF) kadar akımı etkileyen faktörler; zorlu ekspirasyonda kasılan ekspirasyon kaslarının gücü, intratorasik büyük hava yollarının çapı ve elastik liflerin geri çekim gücüdür. Eğrinin bu bölümü efora bağımlı segment olarak tanımlanır. Maksimum ekspiryum eğrisinin ekspiratuar akımların pik yaptığı noktadan (PEF) itibaren akımı belirleyen güçler ise hava yolu çapı (hava yolu direnci, Raw) ve elastik geri çekim basıncı (elastic recoil)dır. Bu segment efordan bağımsızdır. Şekil 2. Akım volüm halkasında ölçülen parametreler. AKIM – BASINÇ İLİŞKİSİ Vital kapasitenin farklı seviyelerinde plevra basıncı ve hava yollarındaki akım hızları eş zamanlı olarak çizdirilebilir. Ekspirasyon esnasında plevra basıncı arttırıldığında farklı vital kapasite (VC) seviyelerinde akım hızlarının önce yükseldiği yaklaşık plevra basıncının 9 - 10 cm H20 olduğu seviyede pik yaptığı ve sonra VC seviyesine uygun olarak platolar çizdiği gözlenir. Bu plato noktaları akım volüm halkasının efordan bağımsız bölümünde üst üste gelirler. Şekil 3 . İsovolüm basınç akım eğrisi; Bu eğri vital kapasitenin farklı seviyelerinde farklı inspirasyon ve ekspirasyon eforlarında çizdirilebilir. (Bu eğri orta vital kapasitede çizdirilmiştir.) Eksipirasyonda plevra basıncının (Ppl) 8 cm H20 olduğu sırada ekspirasyon akımı maksimum seviyeye erişir. Bu noktaya kadar ekspirasyon kaslarının gücü, elastik liflerin boyu, esnekliği ve toraks içi büyük hava yollarının çapı akım hızını belir. Bu noktadan itibaren plevra basıncının artmasında etkili olan kas gücü akımı etkilemez. Hatta bazı kişilerde plevra basıncının arttırılması akım hızlarının efordan bağımsız bu segmentte düşmesine de sebep olabilir. Bu hem akciğerlerde solunum azalmasına hem de alveol gazının pozitif intratorasik basınç nedeniyle kompresyona uğramasına bağlıdır. İnspirasyonda plevra basıncının negatifliğinin arttırılması inspirasyon akımlarının artmasına sebep olur. MAKSİMUM EKSPİRASYON AKIMLARINA AKCİĞERİN ELASTİK GERİ ÇEKİM GÜCÜNÜN ETKİSİ Akım - volüm halkasında ekspiratuar akımların en önemli belirleyicilerinden birisi elastik liflerdir. Elastik lifler zorlu inspirasyon süresince solunum pompası tarafından genişletilerek en uzun boyuna ulaştırılır. TLC seviyesinde elastik liflerde pozitif güç birikmiş olur. Bu pozitif güce elastik geri çekim basıncı (elastik recoil) adını veriyoruz. Ekspirasyonun başlaması ile birlikte plevra basıncına ilaveten elastik geri çekim basıncı alveolleri küçülmeye yönlendirir. KOAH da alveollerin duvarında destrüksiyon söz konusudur. Bu nedenle alveol tutamaklarının gücü azalmıştır. İnspirasyonda alveollerin ve duvarlarına yapışık bulundukları bronş-bronşiollerin açılmasını sağlayamazlar. Ekspiryumda alveol duvarında etkin itici basınç oluşması sağlanamaz ve solunum yolu itici basıncı düşerse, akım hızları kısıtlanır. Maksimum ekspirasyon eğrisinin efora bağımlı bölümünde akım hızları azalır, eğrinin efordan bağımsız bölümünde de akım hızları azalır ve konveks bir görünüm alır. Elastik geri çekim basıncının, akım hızı üzerine meydana gelirdiği etkiye, bir birim akım hızı değişikliğine sebep olan elastik geri çekim basıncına (∆MEF/ ∆PL) kondüktans denir. Eşit basınç noktasının periferinde,“upstream” segmentlerindeki KOAH ait değişiklikler erken başlamaktadır. Bu dönemde meydana gelen değişiklikleri sakin solunumda ölçtüğümüz statik kondüktans içinde gösteremeyiz. “Upstream” segmenti hakkında bilgi dinamik kondüktans ölçümü ile elde edilir. İnterstisyel akciğer hastalıklarında elastik lifler esneyebilme (tekrar eski haline dönebilme) yeteneğini kaybetmişlerdir. İnspirasyonda alveollerin genişlemesine sınırlı izin verirler (VT küçülmüş, TI ve TE kısalmıştır). Ekspiryumda ise çok hızlı küçülürler (volüm / zaman= hız artmıştır). MAKSİMUM İNSPİRASYON EĞRİSİ Maksimum inspirasyon eğrisi simetrik bir eğridir. Eğrinin pik yaptığı nokta genelde ortadadır. Rezidüel volüm noktasından itibaren inspirasyon akımlarını etkileyen güçler; inspirasyon kaslarının gücü ve elastik liflerin esnekliğidir. İnspirasyon esnasında inspiratuar kaslar toraks kafesini genişletirken parietal plevrayı da beraber sürükler. Viseral plevra ise alveol duvarı elastik lifleri tarafından aksi yönde çekilir. Plevra basıncı bu iki gücün etkisi ile inspirasyonda negatiftir. Akciğer elastik basıncı (PL) pozitiftir. Plevra içinde oluşan negatif basınç, alveol ve bronş-bronşiol duvarındaki elastik liflerin boyunun uzamasına, alveol volümünün genişlemesine, havayolu çapının genişlemesine, alveol ve bronş-bronşiol içindeki basıncın negatif olmasına yol açar. Toraks dışı solunum yollarında da iç basınç negatiftir. Dış basınç atmosferiktir. İnspirasyon esnasında toraks dışı büyük hava yollarının açıklığını koruyan güçler; geniohyoid, geniotiroid, tensor palatini, alae nasi gibi inspirasyonun ilk milisaniyeleri içinde kasılan kaslardır. Akım - volüm halkasında maksimum ekspirasyon eğrisi intratorasik, intraplevral solunum yolları hakkında bilgi verirken, inspirasyon eğrisi ekstratorasik solunum yolları hakkında bilgi verir. Residüel volüm seviyesinden itibaren artması beklenen akımlar bazı hastalarda artmaz. Bu patolojik olabilecegi gibi (büyük dil, farenkis bölgesinde kitle) bazende hastanın yeterince inspiratuar efor yapmamasından kaynaklanabilir. Hasta iyi izlenmelidir, ağızlık kontrol edilmeli, dilini öne yöneltmesi önerilmelidir. AKIM-VOLÜM HALKASININ TEKNİK ÖZELLİKLERİ Bilgisayar ortamında akım-volüm halkasının şeklini gözleyerek yapılacak çizimlerde daha iyi sonuç elde edilir. Teknisyen, sakin solunumla başlanan manevrayı takiben zorlu ve hızlı inspirasyon manevrası ile TLC seviyesine erişen kişinin hızlı ve maksimum güç sarfederek RV seviyesine kadar ekspiryum yapmasını sağlamalıdır. Bu manevrada iyi ve hızlı yapılmış inspirasyon manevrasının önemi büyüktür. Elastik lifler en uzun boya erişmiştir. Ekspiryum hızlı ve zorlu yapılmalı ve maksimum ekspiratuar pik (PEF) noktasına eriştirilmelidir. TLC ile PEF arasındaki segment mümkün olduğunca dik olmalıdır. İnspirasyon sonunda TLC seviyesine erişen hastanın bu noktada duraklamasına izin verilmemelidir. Bu, ekspirasyon hızlarının düşmesine sebep olur. İnspirasyonu hızlı ve zorlu ekspirasyon izlemelidir. Ekspiryum, RV seviyesine kadar maksimum efor ve hızla sürdürülmelidir. Öksürük artefaktlarına ve RV seviyesinden önce ani düşüşlere izin verilmemelidir. Sağlıklı genç erişkinler maksimum ekspiryum manevrasını 3-4 saniyede tamamlarlar. Ancak bilgisayar ortamında ölçüm yapılırken maksimum ekspiryum manevrasının 6 saniyeden kısa, 12 saniyeden uzun olmamasına dikkat edilmelidir. KOAH olguları ekspiryumu 20 saniyeye kadar uzatabilir.Zorlu ekspiryumun astım ve KOAH olgularında 6 saniyede kesilmesi ( FEV6) FVC nin düşük çıkmasına sebep olur. Akım – volüm halkası ile eşzamanlı çizdirilen volüm-zaman eğrisi, akım - volüm halkası üzerinde 1. saniyedeki zorlu ekspirasyon volümünü (FEV1) gösterme sanşını da verir. Sağlıklı erişkinde FEV1 zorlu vital kapasitenin son %25 i içindedir. FEV1 değerinin FVC nin % 70 inde yada önce oluşması toraks kafesi içi hava yollarında obstrüktif tipte ventilasyon kusurunun varlığını ğösterir.. Akım - volüm halkasının ekspirasyon ve inspirasyon bölümlerinde eğriler konkav olmalıdır. KABUL EDİLEBİLİR AKIM - VOLÜM HALKASININ ÖZELLİKLERİ Ölçümler 12 L / sn ve üstündeki akımları ölçen alette yapılmalıdır. Ölçümlerin yapıldığı alet oda havasında, farklı konsantrasyonlarda 02, CO2, helyum bulunan ortamlarda ölçüm yapabilmelidir. Aletin direnci düşük olmalıdır. Aletin bulunduğu laboratuvarda düzenli kalibrasyon yapılmalı ve kaydı tutulmalıdır. Isı ve nem kontrolü özenli olmalıdır. Bilgisayarlı ortamlarda alet yapılan en iyi 3 testi seçer. Bu testlerde volüm olarak iki test arasında 100 mL den ya da %5 en fazla fark olmamalıdır. Akım açısında iki test arasında 30 L/dakikadan fazla fark olmamalıdır. FEV1 ve FVC en iyi farklı iki testler seçilebilir. AKIM – VOLÜM HALKASINDA ÖLÇÜLEN PARAMETRELER Akım - volüm halkası yardımıyla VT, FVC, PEF, MEF, FEF25, FEF50, FEF75, PIF, MIF, FIF25, FIF50, FIF75, FEF50 / FIF50, ölçülebilir. PIF, MIF, FIF25, FIF50, ve FIF75 için prediksiyon (beklenen) cetvelleri yoktur. AKIM-VOLÜM HALKASININ TANIDAKİ YERİ Tanı koydurucu paternler . İntratorasik solunum yolu darlıkları . Ekstratorasik solunum yolu darlıkları . fiks . değişken-dinamik . Restriktif-kısıtlayıcı göğüs hastalıkları . restriktif akciğer parankim hastalıklar . solunum kas hastalıkları . toraks duvarı hastalıkları . kemik . plevra İntratorasik obstrüksiyonun lokalizasyonu saptanması . Helyum – oksijen solutularak elde edilen halkalar . Maksimum ve parsiyel ekspiryum eğrilerinde isoflow-volüm karşılaştırmaları Akım - volüm halkası ayrıca bronkodilatör ve bronkokonstriktör cevapları değerlendirmede, egzersizin yarattığı akım kısıtlanmasını göstermede de kullanılır. İNTRATORASİK SOLUNUM YOLU OBSTRÜKSİYONLARININ TANISINDA AKIM-VOLÜM HALKASININ YERİ I. YAYGIN SOLUNUM YOLU OBSTRÜKSİYONLARI Gerek astım gerek de KOAH da periferik - küçük ve distal – ve daha büyük -proksimal solunum yolları hastalığa iştirak etmektedir. Tutulum yaygındır. Hastalıklarda gözlenen ilk değişiklikler maksimum ekspirasyon eğrisinde vital kapasitenin son %25 inde izlenmekte, hastalık ilerledikçe ve özellikle ataklarda daha büyük solunum yolları da olaya katılmakta ve vital kapasitenin ilk %25 inde de değişiklikler gözlenmektedir. . Şekil 4. Yaygın obstrüktif akciğer hastalıklarında akım volüm halkası. SOLUNUM YOLU OBSTRÜKSİYONUNUN YERİ Yaygın solunum yolu obstrüksiyonlarında obstrüksiyonun yerinin saptanması önemlidir. KOAH’da periferik solunum yolu tutulumu hakim iken, astımlılarda tüm solunum yolları hastalığa katılır.İnhalasyon yolu ile verilen ilaçların bazıları büyük, bazıları periferik hava yollarında etkilidir. HELYUM – OKSİJEN KARIŞIMI İLE ELDE EDİLEN MAKSİMUM EKSPİRASYON EĞRİSİ Bilindiği gibi büyük hava yollarında akımlar türbülan niteliktedir. Türbülen akım, akım hızını düşürür. Büyük hava yollarında obstrüksiyonunun varlığı türbülansı arttırır ve akım hızları düşer. Düşük dansiteli, %80 helyum ve %20 oksijen içeren gaz solutulduğunda türbülan akım laminer akım niteliğini kazanır, akım hızları artar. Önce oda havasında ve sonra He-02 karışımı solutulduktan sonra çizdirilen akım volüm halkasında, maksimum ekspirasyon ergisinin FEF50 sinde akım hızları sağlıklı erişkinlerde de artar, artış [FEF50 He-O2 – FEF50 oda / FEF50 oda X 100 ] > %20 ise akım kısıtlanması iç çapı 3 mm den büyük hava yollarındadır. Helyum oksijen karışımı içeren düşük dansiteli gaz karışımı periferik solunum yollarındaki laminer akımı etkilemez. Akımlar artmaz. Sağlıklı erişkinlerde oda havası ve He-02 karışımı ile çizdirilen maksimum ekspirasyon eğrileri FVC nin son %10 üst üste gelir. Viskoziteye bağımlı laminer akımlar dansite değiştirilerek arttırılamaz. Bu üst üste gelme olayına “volume iso flow” denir. Periferik solunum yollarında yaygın obstrüksiyon söz konusu ise akımların laminer nitelik kazandığı bu solunum yollarında akımlar He-02 karışımı ile arttırılamaz. “ volüme iso flow” segmentinin boyu uzar, zorlu vital kapasitenin son %35 inden daha uzun bir segmenti işgal edebilir. ASTIMIN TANI VE İZLEMİNDE AKIM-VOLÜM HALKASI Astımın temel tanı kriter iyi bir anemnez ise de astımda akciğer fonksiyon testleri tanıda, hastalığın şiddetinin belirlenmesinde ve tedavinin hastalığın şiddetine göre ayarlanmasında kullanılmaktadır. Astımda akım-volüm halkasında ilk bulgular periferik solunum yollarına ait değişiklikleri yansıtan FEF25 te akım kısıtlanması ve kurvolineer çökmedir. Bronkodilaör sonrası normale döner. Genelde bu dönemde FVC korunmuştur. Ataklar sırasında FVC azalır. RV artışı ile birlikte eğri sola doğru yer değiştirir. Genel olarak akımlar kısıtlanır. KOAH’da AKIM-VOLÜM HALKASININ ÖNEMİ KOAH periferik hava yollarından başlayan ancak genelde tanı konduğunda büyük hava yollarının da hastalığa katıldığı inflamatuar bir hastalıktır. Hastalığın erken döneminde (hafif KOAH-I) FVC korunmuş olmakla birlikte maksimum ekspirasyon eğrisinin efordan bağımsız bölümü konveks hale dönmektedir. Bu değişiklik, periferik solunum yollarında direnç artışı ve elastik liflerin solunum yolu açıklığını korumada yetersiz kalışının sonucudur. KOAH ilerledikçe parankimde ve solunum yollarında inflamasyon, destrüksiyon ve fibroz artar, solunum yolu lümeni daralır, duvar kalınlaşır, adventisyadaki fibrozdan dolayı solunum yolu boyu kısalır ve bronkodilatörlere cevap azalır. Kronik obstrüktif akciğer hastalığı ilerledikçe solunum yollarının etrafında var olan ve solunum yolu açıklığını koruyan elastik lifler destrüksiyona uğrar. Solunum yolları kolay kollabe olur. Zorlu ekspiryum esnasında toraks gaz volümü artar. Hava yollarında sakin solunum esnasında oluşan ekspiryum hızından daha düşük akım hızına zorlu ekspiryumda erişir. Zorlu maksimum ekspiryumda akım hızlarının düştüğü bu segmente (“flow limited” – kısıtlanmış akım) segmenti adı verilir. Bu tip akım volüm halkasının gözlendiği KOAH da dispne küçük eforlarda hatta istirahatte de belirgindir. FEV1 nin nisbeten iyi olduğu ancak dispne yakınmasının fazla olduğu olgularda FEV1 ile dispne arasında güçlü korelasyon kurulamamıştır. Ancak kısıtlanmış akım segmenti ile dispne arasında daha güçlü ilişki bulunmuştur . KOAH’ da periferik küçük çaplı solunum yollarında başlayan hastalık zamanla büyük hava yollarını da etkiler. Parankimde destrüksiyon artar. KOAH sistemik bir hastalıktır. Çizgili kaslarda inflamasyon vardır. Çizgili kaslarda proteazlar ve oksidanlar artmış, proteaz inhibitörleri ve antiaksidanlar azalmıştır. Toraks kafesinin çizgili hastalarında Tip II lif yoğunluğu artmıştır. Diyafram kasının anatomisi bozulmuştur. Kaudal istikamette yer değiştirmiştir. Sağ-sol yanı ile ön arka diametri birbirine eşit hale gelmiştir. Diyaframın yapıştığı kotların pozisyonu değişmiştir. Tüm bu değişikliklerin sonucunda ileri evre KOAH olgularında maksimum ekspirasyon eğrisinin efora bağlı bölümünde, FVC ilk %25’in deki akım hızlarında da düşme izlenir. Çizgili kasların ekspiryumdaki gücü azaldığı gibi yüksek FRC seviyesinde artmış “intrinsic positive end expiratory pressure, iPEEP, PEEP oto” e karşı solunum yapan inspiratuar kasların da etkin inspiratuar güç oluşturulamayacağı doğrudur. Şiddetli ileri evre KOAH (III) olgularında maksimum inspiratuar akım hızları da düşmüştür. Yaygın hava yolu hastalıklarının tetkikinde gözlenen tanı koydurucu bir akım volüm eğriside şekilde gözlenmektedir. Yaygın amfizem komponentinin hakim olduğu KOAH olgularında tek akciğer transplantasyonu yapıldığında ve ana bronşlardan birinde tıkayıcı nitelikte tümor olduğunda izlenir. Farklı nitelikte dolan ve boşalan akciğerlere karşılık gelmektedir. II. LOKAL SOLUNUM YOLU DARLIĞI İntratorasik solunum yolu darlığında akım kısıtlanması ekspiryumdadır. Toraks kafesi içinde yer alan trakea ve birfukasyon hizasındaki değişken, dinamik tıkayıcı lezyonlarda maksimum ekspirasyon eğrisinde akım kısıtlanması efora bağımlı segmentte başlar, FEF25, MEF, PEF hızla azalır. Orta akımlarda plato gözlenir. FEF 50 / FIF 50 < 1 dir. Oda havasında çizdirilen akım volüm halkasından sonra %80 helyum -20 oksijen gazı içeren karışımdan sonra FEF50 de artış meydana geliyorsa, akımın kısıtlandığı segment büyük hava yollarındadır. İntratorasik segmentte ki lezyon çevre dokularda infiltrasyon ile birlikte ise solunum yolunun açıklığı inspirasyon esnasında da artmayacaktır. Böyle fiks lezyonlarda akım volüm halkasının hem ekspiryum hemde inspiryum kısmında akım kısıtlıdır. Şekil 5. Ekstratorasik ve intratorasik solunum yolu darlıklarında akım volüm halkası. EKSTRATORASİK SOLUNUM YOLU DARLIKLARINDA AKIM - VOLÜM HALKASI Ekspiryum süresinde ekstratorasik solunum yollarında iç basınç pozitiftir. İnspirasyonda ise solunum yolu iç basıncı negatiftir. Kollabe olma meylindedir. Lümende daraltıcı lezyonlar, duvar lezyonları solunum yolu çapını etkiler, solunum yolu direnç yükselir, inspirasyon akımları azalır. Ekstratorasik solunum yolu dışındaki patolojilerde solunum yolu açıklığını etkiliyebilir. Troid kitlesinde artış (yaygın hipertrofi, hiperplazi ve nodüller) solunum yolu açıklığını sağlayan kaslara artan bir yük getirir. Bunun yeterince karşılanamaması inspirasyon akımlarını kısıtlar. Solunum yolu açıklığını sağlayan kasları etkileyen nöromüsküler hastalıklarda inspirasyon akımları kısıtlanır. Ekstratorasik solunum yollarındaki patolojilere tanı koymada akım volüm halkasının inspirasyon bölümü yardımcı olur. İnspirasyon akımları 2L/dak civarına kadar azalır, düz bir plato çizerler. FEF50 / FIF50 > 1 dir. Ekstratorasik kısıtlayıcı olay fiks nitelik kazanmış ise intratorasik lezyonlarda olduğu gibi halkanın hem inspirasyon hem ekspirasyon akımları kısıtlar. Lokal intratorasik ve ekstratorasik akım kısıtlamalarında akım-volüm halkasında bazen volümü 300 mL yi aşmayan titreşimler gözlenir. Bunlara “saw-tooth, testere dişi paterni” adı verilir. Nedeni kesin bilinmemekte birlikte solunum yolu arka duvarının stabil olmamasına bağlanmaktadır. SOLUNUM KAS YORGUNLUĞUNDA AKIM -VOLÜM HALKASI Solunum kas yorgunluğu ve nöromüsküler problemlerde akım-volüm halkasında öncelikle efora bağımlı bölümlerde akımın kısıtlandığı gözlenir. Maksimum ekspiryum eğrisinde FEF 25 ve MEF akımların azalır ve maksimum inspirasyon eğrisinde MIF akımlar kısıtlanır. Düşük akımlı böyle bir akım – volüm halkasının çizdirildiği kişi öksürtülürse, öksürükle ilgili olarak ekspirasyonda oluşması beklenen pikler çok zayıf olur ve çoğu kez de olmaz. Akım-volüm halkasında akım kısıtlanmasının izlendiği kas hastalarında maksimum inspiratuar ve ekspiratuar basınçların ölçülmesi kas hastaları için non-invazif takip yöntemidir. RESTRİKTİF AKCİĞER HASTALIKLARINDA AKIM - VOLÜM HALKASI Restriktif akciğer hastalıklarında vital kapasite ve TLC azalmıştır. Solunum yolları açıktır. Bu nedenle akımları kısıtlanmamıştır. Vital kapasitenin ve TLC nin azalmasının nedeni geri çekim elastik basıncının artması, akciğerlerin esnekliğinin azalmasıdır. Akım-volüm halkası sağlıklı erişkinden elde edilen akım-volüm halkasın küçük bir modelidir. Şekil 6. Restriktif akciğer hastalklarında akım volüm halkası. Histiositoz X, lenfanjiomyomatoz ve bazı sarkoidoz olgularında solunum yolu hastalığıda temel hastalığa eşlik eder, bu durumda FVC küçük olmasına rağmen TLC artmış, akımlar ise kısıtlanmıştır. Kombine tipte ventilasyon kusuru söz konusudur. DİNAMİK AŞIRI HAVALANMANIN İZLENMESİ Yaygın intratorasik solunum yolu hastalıklarında hastaların temel yakınması nefes darlığıdır. Yakınmalar eforla artmaktadır. Egzersiz testleri ile bunun seviyesini saptamak, değerlendirmek mümkündür. İstirahatte ve egzersizde çizdirilen akım volüm halkaları da akımın kısıtlanma seviyesini ğösterir. Sağlıklı erişkinde sakin solunumda ki akım volüm halkası ile maksimum egzersiz esnasında ki, solunum dinamiği hakkında oldukça fazla bilgi verir. Sağlıklı erişkin maksimum egzersiz yaparken soluk volümünü (VT) arttırır. Egzersiz esnasındaki soluk volümü; istirahat soluk volümü, ekspiratuar rezerv volüm ve inspiratuar rezerv volümün bir bölümünden oluşur. İleri evre (IIB-III) KOAH olgularında ve özellikle elastik lif destrüksiyonunun fazla olduğu olgularda istirahat esnasındaki akım volüm halkasındaki ekspiratuar akımlar, maksimum ekspirasyon esnasındaki akımlardan büyüktür. Bu hastaların maksimum egzersizdeki akım volüm halkaları, istirahatteki halka üstüne çizdirildiğinde maksimum egzersizdeki soluk volüm halkasının sakin solunumdakine göre sola kaydığı görülür. Maksimum egzersiz esnasındaki soluk volümü, sakin soluk volümüne, inspiratuvar rezerv volümden bir miktar eklenerek oluşmuşur. Sağlıklı erişkinde maksimum egzersiz esnasında inspirasyon kapasitesi (IC) artar ve kişi daha küçük volümlerde daha düşük FRC seviyesinde solur. Egzersiz esnasında ekspiratuar rezerv volüm azaltılarak, eksirasyon sonundaki akciğerlerdeki gaz volümünün artması engellenir. KOAH olgularında maksimum egzersiz esnasında IC azalır. Ekspiratuar volüm artar. Ekspiryum sonunda akciğerlerdeki gaz volümü (end expiratory lung volüm-EELV) artar. Bu diyaframların hareketini daha güçleştirir. KOAH’da maksimum egzersiz esnasında ekspiratuar akımlar artmamaktadır. KOAH’da sakin solunumda çizdirilen akım volüm halkasındaki akımlar maksimum ekspirasyonda çizdirilen akımlarda daha fazla ise bu olgularda dinamik akım kısıtlanması vardır. Bu tip KOAH olgularında FVC korunmuş dahi olsa eforda dispne yaşam kalitesini etkiliyecektir. . Şekil 7. KOAH olgularında dinamik aşırı havalanma bulguları. KOAH olgularında hastalığın şiddeti arttıkça dinamik hiperenflasyon gerçekleşir. Ekspirasyon sonunda akciğerde artan gaz volümü inspirasyon kas aktivitesinin etkinliğini azaltır. Şiddetli KOAH da hipoksi ve hiperkarbi çizgili solunum kaslarının etkin kasılabilirliğini azaltır. Bu olgularda kas liflerinin yapısıda değişmiştir. Aşırı havalanma toraks kafesinin anatomik yapısını değiştirmiştir.İleri evre KOAH olgularında inspiratuar akımlar kısıtlanır. İnspiratuar çizgili kasların etkin kasılmaması inspirasyonda hava yollarının etkin açılmamasına, inspiratuar akımların düşmesine sebep olur. İnspirasyonda hava yolları yeterince açılmaması solunum yolu direncinin ekspiryumun başından itibaren yüksek olmasına, ekspiryum sonu pozitif basıncın (iPEEP, PEEP oto) yükselmesine, FRC nin artıp IC düşmesine yol açar. . EKSPİRASYON AKIMLARINDAKİ KISITLANMANIN SAPTANMASI Sağlıklı erişkinde ekspiryum esnasında alveol içi basınç pozitif iken ağız içi basıncı atmosfer seviyesindedir. Yaygın obstrüktif tipte vantilasyon kusurlarında, özellikle KOAH’da alveol duvasındaki itici basınç azalmıştır. Alveollerin tutamaklarını oluşturan elastik lifler destrüksiyona uğramıştır. Çizgili kasların kasılma gücü azalmıştır. Solunum yollarında darlık direnci ve sürtünmeyi arttırır. Solunum yolunda akım kısıtlanır. Sağlıklı erişkinde ağız içi basıncı -5 cm H20 ‘na düşürüldüğünde ekspiratuar akımlar artar. KOAH olgularında akım kısıtlanmış ve bu kısıtlanma özellikle elastik liflerin destrüksiyonuna ait ise, - elastik lifler yıkılmış ise solunum yolu açıklığı korunamaz, solunum yolu kollabe olur-, ağız içine negatif basınç (NEP) uygulandığında ekspiratuar basınçlar artmaz. Ağız içine negatif basınç uygulanması ekstratorasik solunum yolları çevresindeki kasların kasılabilirliğini arttırır ve kollapsı önler, itici basıncın artışında bununda rolü olabilir (1). Bu tetkik (NEP) basit, tekrarlanabilir, sakin solunumda uygulandığı içinde adaptasyon problemi yaratmaz. Nefes darlığı ile FEV1 arasındaki zayıf korelasyona karşılık nefes darlığı ile NEP arasında güçlü korelasyon vardır. AKCİĞER VOLÜMLERİ Akciğer volümleri düzenli ölçülmesi gereken ancak rutinde kullanmadığımız parametrelerdir. Komplians gibi ölçümü güç olan parametrelere ait bilgileri yansıtmaları nedeniyle önemlidirler. Akciğerlerin esnekliği azalmış katılaşmış ise difüz akciğer fibrozunda olduğu gibi, TLC azalmıştır. Yaygın elastik lif yıkımının olduğu amfizem, KOAH olgularında ise TLC artmıştır. Tüm bu bilğilere erişmenin yolu volümlerin ölçülmesinden geçer. Fonksiyonel rezidüel kapasite (FRC); Sakin solunum esnasında ekspirasyonun sonunda akciğerlerdeki gaz volümüdür. FRC, ekspiryum sonu akciğer volümüne (EELV) denktir. Kapasite terimindende anlaşılacağı gibi iki volümden oluşmaktadır; Ekspiratuar rezeru volüm (ERV) ve rezidüel volüm (RV). FRC seviyesinde akciğerlerin elastik geri çekim basıncı (elastik recoil, toraks duvarı elastik basıncı) negatiftir. Dengeledikleri nokta FRC seviyesidir. Sağlıklı erişkinde FRC, TLC nin yaklaşık %50 sidir. Yaygın obstrüktif akciğer hastalarında astım, KOAH ‘da FRC artmıştır. Bu hastalar yüksek volümlerde solunum yaparlar. Birim basınç (∆P) artışına karşılık sağlıklı erişkine göre daha düşük volüm artışı (∆V) oluştururlar. Sakin solunumda düşük soluk volümü (VT) ile dakika ventilasyonunun karşılanması için daha sık nefes alıp verirler. VE = VT x f VT ↓ VE = VT x f (↑) Solunum frekansının arttırılabilmesi içinde solunum kasları daha sık kasılırlar, daha fazla oksijen tüketir ve daha fazla karbondioksit üretirler. Yaygın solunum yolu darlıklarında f artışı, inspirasyon ve ekspirasyon süresinin sağlıklı erişkine göre kısalmasına ve inspirasyon süresininde ekspirasyona göre daha da kısa olmasına sebep olur. Ekspiryum süresinin kısalığı alveollerdeki gazın iyi boşalamamasına sebep olur. Bir sonraki inspirasyonda alveolde artmış rezidüel gazdan dolayı yeterince gaz alveole dolamaz. Alveoller hızla gergin hale gelir. İnspirasyon kısa sürer. Ekspirasyon esnasında alveol gazının boşaltılamaması alveol PA 02 düşürür. içindeki PA C02 yi yükseltir. Alveol içindeki C02 yüksek olması PA 02 = (760-47) 0.21 – PA C02 R = 713. 0.21 – 80 0.8 = 150 – 100 = 50 mm Hg FRC saf difüz interisyel akciğer hastalarında azalmıştır. Sarkoidoz, lenfanjioliomyomatoz, Histioşıtoz X hastalıklarda solunum yolu darlıkları ile birlikte olduğunda FRC artar. Akciğer ödeminde, yaygın pnömonilerde de FRC, RV ve TLC azalır. Total akciğer kapasitesi (TLC); Derin, zorlu bir inspirasyonun sonunda akciğerlerde bırakan Total akciğer kapasitesi seviyesinde akciğerlerin elastik lifleri en uzun boyuna erişmiştir. Sistemi hilusa doğru küçültme potansiyeline sahiptir. Solunum inspiratuar kasları ise toraks duvarını ve akciğerleri en geniş boyutuna eriştirmiştir ve dış dünyaya doğru çekmektedir. Bu seviyede diyafram ve yardımcı solunum kas liflerinin boyu en kısa boyuna erişmiştir. Yaygın hava yolu hastalıklarında, astım krizinde KOAH ‘da, amfizemde TLC artmıştır. Lokal hava hapsinin “air trapping” olduğu olgularda FVC azalmıştır, FRC ve RV artmıştır. Ancak TLC normale yakın olabilir. Aşırı havalanmanın olduğu amfizem ve KOAH olgularında FRC ve RV artışı ile birlikte başlangıçta FVC korunmuş olabilir, bu olgularda TLC artmıştır. Hava hapsinin olduğu olgularda RV/TLC oranı çok artmış iken, aşırı havalanmanın olduğu olgularda RV/TLC oranı daha az artmıştır. Akciğer fibrozunda akciğerlerin esnekliği azalmıştır. Elastik geri çekim basıncı artmıştır: Alveoller kısa sürede hızla boşalırlar. Total akciğer kapasitesi azalmıştır. TLC ödem, atelektazi, yer kaplayan tümöral oluşumlarda da azalır. Plevra sıvıları, pnömotoraks, toraks deformiteleri TLC’yi azaltır. Rezidüel volüm (RV): Zorlu ve derin bir ekspiryumdan sonra akciğerlerde kalan ve normal koşullarda akciğerlerden çıkartılamayan gaz volümüdür. Sağlıklı erişkinde TLC nin %25 - %30 ‘unu oluşturur. Yaşlılıkla birlikte hafifçe artar. KOAH olgularında, obezitede, akciğer fibrozunda ve solunum kas güçsüzlüğünde artar. Sağlıklı bir erişkinde RV/TLC oranı %35-40’ın altında, %20 ile %35 arasındadır. KOAH olgularında RV/TLC oranı artar. FVC azaldığı hastalıklarda azalır. Tüm akciğer volümleri TLC, RV ve FRC yatar pozisyonda azalır. En fazla azalan FRC ‘dir. Yatar pozisyonda olma VC de 200 mL civarında azalmaya sebep olur. Diyafram paralizisi, kas hastalıkları, KOAH’daki solunum kas güçsüzlügünde de VC azalır. FVC ve VC de yatar pozisyonda %25 ve üstünde azalmanın olması yukardaki patolojileri akla getirmelidir. Obezlerde RV azaldığı gibi ekspiratuar rezerv volum (ERV) de azalmıştır. Yatar pozisyonda ERV ve VC daha da azalır. FRC, TLC, RV VE TOTAL TORAKS GAZ VOLÜMLERİNİN ÖLÇÜMÜ FRC ve TLC direkt olarak ölçülen volümlerdir. RV indirekt olarak ölçülür. FRC ölçümünde ERV çıkartıldığında RV elde edilir. 1. Kapalı-devirli (çok soluklu helyum dilüsyon) Metodu; Bu metod basittir, nisbeten ucuzdur. Basit spirometrik testlerle IC, E RV ölçülmüş ise FRC ölçümünü takiben tüm volümler (RV, TLC) hesaplanabilir. 2. Açık- devirli (çok soluklu nitrogen arınma) metodu; Basittir, nisbeten ucuzdur. FRC ölçümünü takiben basit spirometrik ölçümle elde edilmiş olan IC ve ERV yardımıyla RV ve TLC hesaplanabilir. 3. Tek soluk nitrojen arındırma metodu TLC ölçümünde kullanılır. 4. Tek soluk helyum dilüsyon metodu; Difüzyon testinin bir bölümünde volümleri ölçmek için kullanılır. TLC ölçülür. 5. Pletismografik metot: Torakstaki tüm gaz volümünün (VTG) ölçülmesini sağlar. Solunum yollarındaki dağılımdan etkilenmez. Pletismografik ölçüm ile elde edilen VTG ile diğer metodlarla ölçülen TLC arasındaki fark bül, kist gibi hava hapsinin olduğu alanları verir. Bu metod pahalı ekipman gerektirir. 6. Radyolojik olarak akciğer volüm hesabı; PA ve lateral akciğer grafileri yardımı ile TLC ölçülebilir. Kompüterize tomografide aynı mantıkla sonuç verebilir. AÇIK – DEVİRLİ VOLÜM ÖLÇÜMÜ (ÇOK SOLUK NİTROJEN ARINMA-MULTİPLE-BREATH NİTROJEN WASHOUT) Bu metodun ana felsefesi akciğer havasında %75-80 oranında bulunan N2 nin akciğerlerden arınması ve arınan gaz volümünün ölçümüdür. Bu işlem esnasında %100 O2 verebilecek oksijen kaynağına bir spirometreye (flow ve volüm kaydı yapabilmeli) nitrojen analizörüne ve akciğerlerden uzaklaşan nitrojen ve gaz volümünü kaydeden bir yazıcıya ihtiyaç vardır. Hasta oturur pozisyonda, burun mandalla kapatılmış şekilde sisteme bağlanır. Sistemde kacağın olmaması kadar sisteme oda havasının girmemesi de önemlidir. Hasta sakin soluk alıp verir, nitrojen analizoründe nitrojen % 1-1,5 seviyesine inene kadar hasta solumayı sürdürür. Bu süre ortalama 7-8 dakika kadardır. Nitrojen trasesinde düzenli bir iniş izlenmelidir. Ani nitrojen artışı sisteme dışarıdan oda havasının katıldığı anlamına gelir. Böyle bir test değerlendirilmemelidir. Testin sonunda elde edilen volüm FRC dir. Bunun hesabının yapılabilmesi için; FA N2 alveol 1 = Alveol gazında ilk ölçülen N2 fraksiyonu FA N2 alveol 2 = Alveol gazında son ölçülen N2 fraksiyonu Ekspire edilen gaz volümü ve FE N2 final: Ekspire edilen gaz volümündeki N2 fraksiyonu Doku ve kandan uzaklaştırılan N2 volümü bilinmelidir . İlk dört değer sistem tarafından ölçülür. Doku / kan nitrojen volümü hesaplanır. Bir dakika oksijen alımı esnasında yaklaşık 30-40 mL N2 doku / kandan uzaklaşır. N2 doku / kan: 0,04 x T (testin süresi, dak) FRC= FE N2 final x Ekspirasyon volümü – N2 doku / kan FA N2 alveol 1 – FA N2 alveol 2 FRC elde edildikten sonra BTPS (nemle doymuş, basınç ve vücut ısısı ile düzeltilmiş,Body Temparature and Pressure Saturated with water vapor) değerlerine göre düzeltme yapılır. Sonra, RV = FRC – ERV TLC = FRC +IC TLC = FVC + RV hesaplamaları yapılır. Ancak günümüz laboratuarlarında sık kullanılan test değildir. Difüzyon testi için helyumun laboratuvarlarda bulunuyor olması, helyumun kullanıldığı volüm ölçümlerine itibar edilmesine sebep olmuştur. KAPALI – DEVİRLİ VOLÜM ÖLÇÜM METODU (ÇOK SOLUKLU HELYUM DİLÜSYON) Bu metodun temel felsefesi volümü ve dansitesi bilinen bir gazın dilüsyonu yardımıyla bilinmiyen bir volümün hesaplanabilmesidir. Volümü bilinen ve oda havası içeren bir spirometreye inert gaz olarak helyum (He) eklenir. Helyum konsantrasyonunun %10 civarında olması sağlanır. Helyum dilüsyon metodunun uygulandığı kapalı tekrar solumalı sistemde helyum ve 02 kaynağı, C02 absorbe edici sistem, ölçümlerin yapıldığı spirometre, nemi absorbe eden sistem ve helyum konsantrasyonunu ölçen sistemler bulunmalıdır. Hasta burnu kapalı olarak sisteme oturur pozisyonda bağlanır (Şekil 1). Hasta 02 ve He mu kapalı sistemden solur. Helyum konsantrasyonunun ölçüldüğü cihazda helyum konsantrasyonunun sabit kaldığı noktada ölçüm sonlandırılır. Sonuçların değerlendirilebilmesi için; • Spirometrede kaçak olmamalıdır. • Ölçüm başlamadan önce helyum ölçerde helyum stabil olmalıdır. • Düzenli soluk volümünde solunum yapılmalıdır • Test, helyum konsantrasyonunda son 30 saniye içinde % 0,02 den fazla konsantrasyon oynaması olmayana kadar devam ettirilmelidir. Toplam test süresi 10 dakikayı geçmemelidir. Spirometredeki He karışımı Düzenli Soluma Dengeleme x spirometre volümü FRC= %He başlangıç - %He son %He son Şekil 8. Helyum dilüsyon metodu ile FRC ölçümü. Helyum dilüsyon metodu tekrar edilecek ise iki test arasındaki süre 5 dakikadan az olmamalıdır. PLETİSMOGRAFİK TORAKS GAZ VOLÜMÜ ÖLÇÜMÜ Toraks kafesi içinde solunum yolları ile iştirakli olan ve olmayan tüm gaz volümlerini ölçer. Toraks gaz volümü ölçümü sakin solunum esnasında ekspirasyon sonunda yapılır. Böylece FRC ölçülmüş olur. Bu ölçüm pletismografın olduğu ünitelerde yapılabir. Kabin kapısı kapandığında kapalı bir sistem haline gelen kabinde volüm, basınç ve akım değişiklikleri uygun ölçücülerle saptanır ve bilgisayar ortamında kaydedilir. Kapalı bir sistemde akım olmadığında (inspirasyon sonu ve ekspirasyon sonu) ağız içi basıncı alveol basıncına eşittir. Agız içi basıncındaki değişiklikler ölçülür. Kabin basıncındaki değişiklikler kaydedilir. Ayrıca hava akımı değişiklikleri ve volümlerde kaydedilir. Pletismograf kabinine yerleştirilen kişi sisteme, oturur pozisyonda burnu kapalı olarak bağlandıktan sonra yavaş ve yüzeyel olarak solurken (panting) elektrikli bir kapatıcı (shutter) yardımı ile akım kesilir. Ağız içinde ölçülen basınç teorik olarak alveol basıncını yansıtır. Ağız içi basıncı ile eş zamanlı olarak ölçülen akım ve kabin basıncı değişiklikleri sırası ile y ve x eksenine kaydedilir. Ağız içi basınç değişikliği (∆P) alveol basıncının verirken, volüm değişikliği (∆V) ise alveol volümünü verir. ∆P/∆V ise sisteminin VTG için eğimini (λV TG) yansıtır. PB VTG = ________________ X λVTG P kabin kalibrasyon _______________________X K P ağız kalibrasyon PB ; neme doymuş ortamdaki barometrik basınç ∆λVTG; ∆P / ∆V eğimi P kabin kalibrasyonu; kabindeki basıncı ölçen “transducer” ın kalibrasyon faktörü P ağız kalibrasyonu; ağız basıncını ölçen “transducer” ın kalibrasyon faktörü K: düzeltme kat sayısı VTG ölçümü ekspirasyonun sonunda ölçülmüş ise FRC ye denktir. Şekil 9. Pletismografik olarak FRC ölçümü. FRC x alveol basıncı (atmosferik basınç) = (alveol basıncı - ∆P) (FRC + ∆V) V1 P1 = (P1 - ∆P) ( V1 + ∆V) P1V1= P1 V1 – V1∆P + P1∆V- ∆P∆V ∆P∆V çok küçüktür ihmal edilebilinir. V1P1=PIVI - PI∆V+VI∆P VI∆P= PI∆V VI(FRC)= PI ∆V ∆P FRC= VTG(Ekspirasyon sonu) = (Alveol basıncı) x λ ∆P/∆V (1) FRC elde edildikten sonra (Şekil 2) spiromerik ölçümden elde edilen IC ve ERV yardımıyla RV= FRC – ERV TLC= FRC + IC elde edilir. İnert gaz olan helyumla yapılan ölçümlerde sorun solunum yollarının obstrüksiyonu ile seyreden hastalıklarda helyumun iyi vantile etmeyen akciğer alanlarına yeterince dağılmamasıdır. Amfizem alanları, büller ve kistler, ölçüm dışı kalabilirler. Difüzyon ölçümü esnasında tek soluk helyum dilusyon metoduyla alveoler volüm (VA) ölçümünde de benzer sorun söz konusudur. Metodun eksikliklerine rağmen pletismografin olmadığı laboratuvarlarda kullanılır. Ayrıca kapalı yer korkusu olan hastalar içinde uygun bir metodtur. Sık spirometri yapılan hastalarda uyum problemi yaşanmaz. Pletismograf her laboratuvarda yoktur.Ayrıca bu metoda; yüzeyel ve yavaş solunum (panting) yaparken solunum yollarındaki direnç yükselebilir. Özellikle şiddetli KOAH’da bu mümkündür. Bu durumda volüm, basınç ve özellikle akım hızlarındaki değişiklikler etkilenecektir. Pletismografik metodla ölçülen VTG (FRC) her zaman helyum dilüsyon ve N2 arınma metodundan büyüktür. Çünkü atmosferle bağlantılı ve bağlantısız gaz volümü ölçülmüştür. FRC pletismograf – FRC (He veya N2) hacmini verir. farkı akciğerlerde ki kist, bül gibi oluşumlardaki gaz FRC pletismograf / FRC (He-N2) sağlıklı erişkinde 1’e yakındır. Bu değer 1 den büyükse ve fark 1L ve üstünde ise bu hava hapsi alanı cerrahi olarak çıkartılabilir. Lokal bül yada üst akciğer alanında ve efor kısıtlamasına sebep olan amfizemli lezyonlarda volüm azaltıcı cerrahi (AVAC) yapılabilir. Pletismografik ölçümde FRC beklenenden fazla çıktığında hızlı ve yüzeyel solunum yapılmış olabilir. GAZ DAĞILIMI ve GAZ DAĞILIMININ DEĞERLENDİRİLMESİ Sağlıklı bir erişkinde dahi gaz dağılımının akciğerlerde denk dağılmadığını bilmekteyiz. Ayakta duran ortalama boyda bir kişide akciğerlerin apeks-taban arasındaki yüksekliği yaklaşık 30 cm dır. Yer çekimi nedeniyle diyafram aktif olarak kasıldığında akciğerin tabanında diyaframın çekici-itici gücüne yer çekiminin etkisi de eklenir. Tabandaki plevra basıncına göre üst akciğer alanlarındaki plevra basıncı daha da negatiftir. Her 10 cm yükseldikçe plevra basıncı 2,5 cm H20 düşer. Apeks ile taban arasında yaklaşık – 7,5 cm H20 kadar fark vardır.. Ayakta duran bir insanda tabandaki ve apeksteki elastik lifler benzer elastik geri çekim gücüne maruz kalmazlar. Basınç volüm eğrisinde apeksteki bir alveolün çevresindeki elastik lif ile akciğerlerin tabanına yakın bir alveolün duvarındaki elastik lif karşılaştırıldığında tabandaki elastik lifler 1 birim basınç değişikliğinde daha fazla volüm değişikliği meydana getirecek şekilde uzarlar. Ekspiryumda akciğer tabanındaki alveoller solunum kaslarının güçüne ilaveten en büyük boyuna erişmiş elastik liflerin potansiyel itici gücü ile itilirler. Plevra basıncının negatifliği azalmıştır. Ekspiryum sonunda bu alveoller rezidüel volüm seviyesine kadar küçülürler. Oturur pozisyonda sağlıklı bir kişide tabana göre her 1 cm yükseklik artışında plevra içi basıncı 0,25 cm H20 azalır. 10 cm de – 2,5 cm H20 azalmış olur. Akciğerlerin apekslerinde plevra basıncı ekspiryumda tabana göre – 7,5 cm daha düşüktür. Elastik lifler plevra tarafından dışa doğru çekilmektedir. Bu durumda ekspiryum tamamlandığında apekslerdeki alveollerde volüm çok küçülmemiştir. Bazaldaki alveollere göre içlerindeki rezidüel volüm fazladır (Şekil 10). Şekil 10. Sağlıklı erişkinde akçiğerlerde gaz dağılımı denksizdir. Plevra basıncı TLC -40 cm H2O Plevra basıncı FRC -10 cm H2O Plevra basıncı RV -4 cm H2O Yeni bir inspirasyon periyodunda bazaldeki alveoller en küçük FRC seviyesinden başlarken, apeksteki alveoller daha büyük FRC seviyesinden volüm artışına başlarlar. En büyük volüme eriştikleri inspirasyon sonunda bazaldeki volüm artışı (∆V) apekstekinden daha fazla olur. TLC seviyesinde akciğerlerdeki tüm alveollerin volümü birbirine denktir. FRC ve RV seviyesinde apekski alveoller daha şişkindirler ve daha fazla gaz içerirler. Apekste alveoller şişkin ve gergindir. Bu alveollerin çevresindeki solunum yollarının açıklığını sağlayan elastik lifler solunum yolunun açık kalmasına yardım etmektedir. Akciğer tabanlarında RV seviyesinde plevra basıncı pozitifir. Elastik geri çekim basıncı pozitiftir. Tabandaki solunum yolları bu iki gücün etkisi ile rezidüel volüm seviyesinde kapanırlar. Kişi yatar pozisyona geçtiğinde apeks ile tabandaki alveollerin ve solunum yollarının davranışı birbiren benzer. Akciğerlerin yatağa yakın bölümü taban, üstte kalan bölümü ise apeks gibidir. Ancak yatağa yakın bölümü diyaframdan etkilenmez. Sağlıklı bir kişi sakin solunumda FRC seviyesinde solunum yapar. Bu seviyede inspirasyona başladığında bazaldeki plevra basıncı – 2,5 cm H20 iken apekste -10 cm H20 civarındadır. Bazallerdeki alveoller düşük volümlerde (düşük FRC) seviyesinde inspirasyona başladığında bir birim basınç artışıyla (∆P) meydana gelen alveol volüm artışı (∆V) büyüktür. ∆V/∆P= Komplianstır. Bazallerdeki alveollerin kompliansı yüksektir. Kolaylıkla volüm artışı gösterirler. Plevra basıncı FRC -10 cm H2O Şekil 11. FRC seviyesinde bazaldeki alveollerin kompliansı tepedekilerden fazladır (5). Aynı akciğerde apeksteki alveollerin FRC daha yüksektir. Yüksek volümlerde bir birim basınç artışı (∆P) ile daha az volüm artışı (∆V) elde edilir. Apekslerdeki alveollerin kompliansı düşüktür (Şekil 11 ). Sağlıklı bir erişkinde RV seviyesinde inspirasyona başlandığında bazallerdeki solunum yolları kapalıdır. Önce solunum yollarının açık olduğu apekslerdeki alveoller dolmaya başlar. Bazallerdeki solunum yollarını açacak basınç oluştuğunda bazallerdeki alveoller dolmaya başlar (Şekil 12). Plevra basıncı RV -4 cm H2O Şekil 12. RV seviyesinde inspirasyona başlandığında önce solunum yollarının açık olduğu alveoller yani üst akciğer alanlarındakiler dolmaya başlar. Akciğer bazallerindeki solunum yollarını açabilecek plevra içi negatif basınç oluştuğunda bazaldeki alveoller dolmaya başlar. RV seviyesinde yani düşük akciğer volümlerinde solunum yollarının kapanması önemli bir fizyolojik olaydır. Şişmanlık gibi olaylarda bazaldeki alveollerin kapalı olmasında önemli rol oynar. Morbit obezlerde sakin solunum esnasında dahi bu alveoller kapanır. Bazaldeki alveoller kapanır, perfüzyon sürerse arterial hipoksemi ortaya çıkar. Akciğerlerde alveoller ile bronşioller arasındaki bağlantının farklı olması da akciğerlerdeki gaz dağılımını denksiz kılar. Bazı alveoller önce birbirine bağlıdırlar ve bir tanesi bronşiolle ilişkilidir. Bu alveollere seri bağlı alveoller denir. Bronşiolden uzakta periferde olan alveol daha az ventile eder. Alveoller seri bağlandıkları gibi birbirine paralel, iki ayrı bronşiole de bağlı olabilir. İki bronşiol ise tek bir bronşiolden ayrılmıştır. Bu tip alveol bağlantısına paralel bağlı alveoller denir. Alveollerin duvar elastisitilerinin farklı oluşu ve bağlı bulundukları bronşiollerin çaplarının farklı oluşu alveollerin farklı sürede dolmasına ve boşalmasına sebep olur. Bu tip alveollerin “time constant ‘ları- dolma zamanları” farklıdır. Sağlıklı kişilerde alveol gazının yaklaşık %79 ‘u nitrojen %21’i oksijen ve %0,3 ü karbondioksittir. Sağlıklı erişkin kişiye 7 dakika boyunca %100 oksijen soluttuktan sonra ekspirasyon sonunda akciğerlerde ortalama %1-1,5 oranında N2 kalır. Oksijen solumayı takiben akciğerlerden atılan N2 gazı çok soluklu ya da tek soluk nitrojen arındırma metodu ile ölçülür. En sık kullanılan tek soluk nitrojen arınma metodudur. Ölçülen nitrojen yüzdesi y ekseninde volümler x ekseninde gösterilir (şekil 13). Şekil 13 . Nitrojen ölçümü ile akciğerlerde gaz dağılımının incelenmesi Faz I de taşıyıcı hava yollarından gelen gaz volümü ölçülür. Bu volümde saf 02 buluduğu için nitrojen 0 dır. Faz II de nitrojen yüzdesi hızla yükselir, bronşiol ve alveollerden gelen gazdaki nitrojen ölçümüdür. Faz III alveollerden FRC seviyesine kadar gelen (hafifçe yükselen bir plato çizer, alveoller plato) ekspirasyon gazındaki nitrojen ölçülür. Faz IV en son olarak kapanan bazallerdeki alveollerden ve en büyük bölümüde apekslerdeki fizyolojik ölü mesafeden gelen gaza denk gelir. Bu eğri yardımı ile VC ölçülür. Faz IV esnasında ölçülen gaz volümü kapanış volümü (closing volüm = CV) direkt olarak ölçülür. Spirometrik ölçümler yardımıyla TLC, RV ve kapanış kapasitesi (closing capasity= CC, CV+RV= CC) hesaplanır. Faz IV bölümünde eğride hafif dalgalanmalar gözlenir bunların kalp ritminden ileri geldiği sanılmaktadır (Şekil 13). Tek soluk nitrojen arınma testi yardımıyla anatomik ölümesafe, alveoler platonun egimi ve kapanış volümü ölçülebilir. Anatomik ölü mesafe teorik olarak Faz I den oluşmaktadır. Yine teorik olarak Faz II de de anotomik ölümesafeye ait gaz volümü söz konusudur. Fowler 1950 lerde Faz II nin ortasından y eksenine paralel çizgi çekerek Faz II volümünün anatomik ölü mesafeye teorik olarak eklenmesi gereken kısmını oluşturdu. “ Fower buna anotomik ölümesafe-distal hava yolları hacmide” demektedir. Faz III, alveoler plato basit ancak pratik olarak daha fazla verir.Testin bu bölümü iyi ventile olan alveolleri işaret etmektedir. Fowler ve Comroe 1950 lerde alveoler platonun egimini ölçmeyi önermişlerdir. X ekseninde 750 mL - 1250 mL arasındaki 500 mL volüme denk gelen N2 artışını ölçmüşlerdir. Sağlıklı erişkinde 500 mL volüm esnasında %0,7 N2 artışı olmuştur Litrede %1,4 nitrojen artışı gerçekleşmektedir. Eğimin bunda daha fazla artışı denksiz gaz dağılımına işaret eder. Yaşlılarda %3 e kadar yükselebilir. Faz IV te içlerinde hala gaz dolu alveoller kapanıp içlerindeki gazı boşaltır. Üst akciğer alanlarında, fizyolojik ölü mesafedeki alveoller ve az miktardada bazaldaki alveoller bu niteliktedir. Faz IV te çıkartılan gaz volümünün fizyolojik ölüm mesafeye delalet ettiği düşünülür. Solunum yollarında obstrüktif nitelikte bir hastalık başlamış ancak basit spirometrik testlerde henüz bulgu vermiyorsa tek soluk nitrojen arınma testi erken bulgu verebilir. Faz III un eğimi artmıştır. Süresi kısalmıştır. Faz IV süresi kısalmıştır. Sağlıklı bir kişide CV; VC nin %10-20 (enfazla %25) kadarını oluştururken, solunum yolu hastalıklarında CV/VC oranı yükselir. Özetlersek: Faz I: Üst solunum yollarındaki gazdır, %100 02 içerir. Anatomik ölü mesafeye (VD) denktir. Faz II: Gaz karışımında N2 hızla yükselmektedir. Anatomik ölü mesafeye ilaveten hızlı boşalan alveollerden gelen gazın karışımıdır. Faz III: Hafif eğimli plato düzenli boşalan alveollere işaret eder. Faz IV: N2 hızla yükselir. RV seviyesine kadar süren bu faz fizyolojik ölü mesafeye denktir. Faz III eğimi ∆N2 750-1250 seklinde gösterilir. %3 ün üstünde ise patolojiktir. İleri derecede amfizemde ve KOAH ‘da %10 dan fazladır. Faz IV. Maksimal bir ekspirasyondan sonra akciğerlerde ve özellikle apekslerde (fizyolojik ölü mesafede) az miktarda gaz kalır. %100 02 içeren gaz solumaya başlandığında akciğerlere 02 dolar, en fazla nitrojen ise apekslerde kalır. Bundan sonraki zorlu ekspiryumun sonunda apekslerdeki alveollerden en fazla N2 bolaşır. Genç erişkinlerde vital kapasitenin %80-90 ninda küçük hava yolları kapanmaya başlar. CV/VC %10-20 dır. CV+RV den oluşan CC ise TLC nin %30 udur. CV ve CC artışının nedenleri, 1. Yaşlılık, 2. Sigara içenlerde erken periferik küçük hava yolu hastalığı, 3. Konjestif kalb yetmezliğine bağlı peribronşial ödemin sebep olduğu küçük hava yolları çapında azalma. DİFÜZYON TESTİ Standart olarak difüzyon testinde C0 gazı kullanılmaktadır. CD in hemoglobine afinitisi yüksektir. Difüzyon testi (DLCO) sırasında, birim hacim basınç düşen CO difüzyonunu saptamak için alveoler volüm (VA) ölçümü gereklidir. Helyum gazı kullanılarak VA ölçülür. Birim volüm başına difüzyon (DLCO/VA) hesaplanır. Klinikte en çok gözlenen durum difüzyonun azalmasıdır. Polistemide, pulmoner hemograjilerde, sağ – sol pulmoner şantlarda DLCO artar. İntertisyel akciğer hastalıklarında sistemik hastalıkların akciğer tutulumlarında, KOAH’da difüzyon azalır. DLCO azaldığında bunun intertisyel bir akciğer hastalığından mı, KOAH dan mı olduğunu anlamada DLCO/VA ölçümü önem kazanır. DLCO düşük, DLCO/VA normal ise bu intertisyel tutulum gösteren bir hastalıktır. DLCO düşük, DLCO/VA düşük ise bu KOAH gibi ölü mesafe ventilasyonunun arttığı, ventilasyon / perfüzyon dengesinin bozulduğu hastalıklara işaret eder. KAYNAKLAR 1. Pride NB. Tests of forced expiration and inspiration. Chupp G L (ed). Clinicis in Chest Medicine: Pulmonary Function Testing. Philadelphia, WB Saunders Company 2001; 599-622. 2. Ruppel GL. Manual of Pulmonary Function Testing. St Louis, Mosby 1998; 40-68. 3. American Thoracic Society. Standandization of spirometry. 1994 update. Am J Respir Crit Care Med 1955; 152: 1107-1136. 4. European Respiratory Society. Standardized lung function testing. Lung volumes and forced ventilatory flows. 1993 update. Eur Respir J 1993; 6: 5-40. 5. Lebowitz MD, Quanjer Ph H. Peak expiratory flow. Eur Respir J 1997; 10: 7-74s. 6. Leff AR, Schumacker PT. Respiratory Physiology; Basics and Applications, Philadelphia WB Saunders Compary 1993. 7. Hughes JMB, Pride NB. Lung Function Test: Physiological Principles and Clinical Applications. Philadelphia, WB Saunders, 1999. 8. Gold WM. Pulmonary Function Tests. Murray JF, Nadel JA (eds), Textbook of Respiratory Medicine, Philadelphia, WB Saunders Compary 2000; 781-882. 9. Gibson GJ. Respiratory Function Tests. Gibson GJ, Geddes DM, S terk PJ, Costabel U, Corrin B (eds). Respiratory Medicine, London, WB Saunders Compary 2003; 299-314. 10. Corne s, Anthonisen NR. Lung Function Testing in Chronic Obstructive Pulmonary Disease. Voelkel NF, MacNee W (eds) Chronic Obstructive Lung Disease, London, BC Decker 2002; 257-269. 11. Eltayara L, Becklake MR, Volta CA, etal. Relationship between chronic dyspnea and expiratory flow limitation in patients with COPD. Am J Respir Crit Care Med 1995; 154: 1726-1734. 12. Konietzko N. Clinical Features of Chronic Obstructive Pulmonary Disease. Gibson GJ, Geddes DM, Sterk PJ, Costebel U, Corrin B (eds). Respiratory Medicine, London, WB Saunders Company 2003; 299-314. 13. Gascoigne AD, Corris PA, Dark JH, et al. The biphasic spirogram; a clue to unilateral narrowing of a mainstem bronchus. Thorax 1990; 45: 637-638. Koulouris NG, Dimopoulou I, Vatla P, et al. Detecion of expiratory flow limitation during excersice in COPD patients. J Appl Physiol 1997; 82: 723-731.
