1

DLCO-meting: Achtergronden,

Nieuwe Richtlijnen voor Standaardisatie, Referentiewaarden

Prof. Ellie OostveenLongfysioloog

Dienst LongziektenUniversitair Ziekenhuis Antwerpen

ellie.oostveen@uza.be

Normale (ideale) long

Pulmonale arterie Pulmonale vene

Anatomische dode ruimtePI,O2= 150

PI,CO2= 0

PA,O2= 100

PA,CO2= 40

2

Partiële druk

� Wet van Dalton:

� De partiele druk van een gas X (PX) in een gasmengsel is gelijk aan het produkt van:

�De totale gasdruk (de barometerdruk PB) en

�De volumefractie van dat gas (FI)

� De volumefractie wordt uitgedrukt in “droge” lucht fractie dus:

PX = FI × (PB- PH2O)

�Bijv: PI,O2 = 0.209 × (760 - 47) = 150 mm Hg

Normale (ideale) long

Pulmonale arterie Pulmonale vene

Anatomische dode ruimtePI,O2= 150

PI,CO2= 0

Pv,O2= 40

Pv,CO2= 45

Pa,O2= 100

Pa,CO2= 40

PA,O2= 100

PA,CO2= 40

3

Anatomie: doorsnede door een long

Alveolus

Alveolaire duct

Gastransport o.i.v. diffusie

longcapillair

V’= A×D×(P1-P2)/Th

CO2

CO2CO2

O2 O2 O2

longblaasje

4

� Diffusieconstante D is afhankelijk van de

oplosbaarheid en omgekeerd evenredig met de

wortel uit het moleculegewicht:

�D evenredig met: oplosbaarheid/ √MW

� Oplosbaarheid van CO2 is 24 maal zo groot als die

van O2. Moleculegewicht van CO2 is iets hoger dan

van O2 (44 vs. 32)

� diffusiesnelheid van CO2 is 20 x zo groot als die

van O2

Wet van Fick: V’= A×D×(P1-P2)/Th

DL,O2 = diffusiecapaciteit voor O2

Dikte

Op

per

vlak

Wet van Fick

Alveolaire

lucht

Capillaire

bloedPA,O2

Pcap,O2

V’O2 = (Opp/Dikte) ⋅⋅⋅⋅ DO2 ⋅⋅⋅⋅ (PA,O2–PcapO2)

O2

5

Passagetijd capillair (s)0.25 0.50 0.75

0

40

80

Begin

capillair

Eind

capillair

V’O2 = DLO2 ⋅⋅⋅⋅ (PA,O2 – Pcap,O2)

Pa,O2

PA,O2

Diffusiestoornis

Normaal

Pv,O2–

Passagetijd capillair (s)0.25 0.50 0.75

0

40

80

Begin

capillair

Eind

capillair

CO

PA

Pv,O2–

O2

N2O

6

CO

Op

pe

rvla

k

Wet van Fick

PA,CO

PcapCO

V’CO = (Opp/Dikte) ⋅⋅⋅⋅ DCO ⋅⋅⋅⋅ (PA,CO- 0)

≈ 0

Alveolairelucht

Capillairebloed

Dikte

DL,CO = diffusiecapaciteit voor CO

Single breath diffusie-meting (DL,CO-SB)

7

VI

Dode ruimte

Sample

Effectieve breathhold tijd

FA,CO(begin)

FA,CO

Single breath diffusie-meting (DL,CO-SB)

RPA: rapid gas analyser

8

Fouten in de ademmanoeuvre

� Een snelle IVC-manoeuvre wordt uitgevoerd

(inademing vanaf RV naar TLC-niveau) waarbij een

testgas wordt ingeademd

� Testgas bevat: 0.3 % CO, indicator gas (bijv

~10% He), O2 (17% - 21%), rest N2

Single breath diffusie-meting (DL,CO-SB)

9

� Ontspannen ademstilstand op TLC-niveau van

10 ± 2 s (vermijd Mueller of Valsalva manoeuvres!)

� Snelle uitademing: eerste 0.75 - 1.0 L is VD

(anatomische en instrumentele VD), de

daaropvolgende 0.5 - 1.0 L wordt beschouwd als

alveolair gasmonster

Single breath diffusie-meting (DL,CO-SB)

Standaardizatie:

�testgas (0.3% CO, 10% He) wordt ingeademd

tijdens diepe inademing vanaf RV (ingeademd

volume ≥ 90% VC (ATS-ERS 2005: 85%VC))

�10 seconden adem vast (op TLC).

�Na uitademing wordt uit alveolair gasmonster CO

en He-concentratie bepaald.

�KCO = DL,CO/VA

Single breath diffusie-meting (DL,CO-SB)

10

� Voorwaarden:

�twee herhaalde metingen, eindresultaat is

gemiddelde!

�zittende houding

�geen zware inspanning voor de meting

�geen additionele O2

�idealiter: 12 uur niet gerookt (CO back pressure)

Single breath diffusie-meting (DL,CO-SB)

Diffusie capaciteit (DL )

� Bij de “diffusiecapaciteit meting” meten we hoe

gemakkelijk een (ingeademde) gasmolecule

opgenomen wordt in het pulmonale bloedcapillair

(en daar bindt aan Hb):

� het hele proces is een proces van diffusie geleiding

(conductantie= G)

11

Alveolaire

lucht

Capillaire

bloedPA,O2

Pcap,O2

O2

O2 + Hb → HbO2

DM = V’gas/(PA-Pcap)

1/DL = 1/DM + 1/(θ × Vc )

← θ × Vc →

1/DL = 1/DM + 1/θθθθ ×××× Vc

PO2= 102 mm HgPO2= 557 mm Hg

1/DL

1/ θ

Snijpunt = 1 / DM

12

Factoren van belang voor interpretatie

Reproduceerbaarheid DL,CO

DL,CO VA,eff K,CO

Binnen de sessie : 2e vgl met 1e meting

trend (%) -2.6 -0.6 -2.1

CoV (%) 4.4 3.0 4.2

Binnen 1 dag (namiddag vgl met ochtend)

trend (%) -2.0 1.4 -3.5

CoV (%) 5.1 3.5 5.1

Tijdens de week (vrijdag vgl dinsdag)

trend (%) 3.9 3.5 0.2

CoV (%) 5.5 3.6 5.7

13

�Intra-individuele CoV (=SD/mean) ~ 5%

50

60

70

80

90

100

110

120

0 4 8 12 16

weekno

DL

,CO

(%

pre

dic

ted

)

# 1

# 2

# 3

# 4

# 5

Single breath diffusie-meting (DL,CO-SB)

Factoren van belang voor interpretatie

� Achtergrond PCO (geeft verlaagde waarden voor

DL,CO). Indien Pv,CO bekend: correctie toepassen.

Rokers: op de meetdag niet roken

� PO2: beinvloedt reactiesnelheid CO met Hb:

30 min. voorafgaand geen extra O2 inademen

� [Hb]: bij afwijkende waarden: CORRECTIE !

� Zittende houding, 2-4 u. na lichte maaltijd

� Etniciteit: DL,CO is onafhankelijk, echter TLC niet

(dus K,CO � bij Afrikaans and Aziatische origine)

14

DL,CO K,CO (=DL,CO/VA) Pathology

Increased Increased

Normal

Pulmonary haemorrhage

Polycythaemia

Asthma

Normal Normal

Decreased

Stable asthma

Decreased Normal

Decreased

Interstitial lung disease

(IPF, sarcoidosis,

asbestosis)

Pulmonary vasculitis

Pulmonary emboly

COPD

Pulmonary hypertension

Oude standaardisatierapport:ATS_ERS 2005

15

Nieuwe standaardisatierapport 2017

Veranderingen?

� Vin ≥ 90% van de VCmax (=VCspiro)

� Als bij één van de 2 DL,CO metingen:

85% ≤ Vin < 90% , dan okee mits VA(1) en VA(2)

binnen 5% of 200 mL

� Minstens 2 metingen met DL,CO waarden binnen

0,67 mmol/min/kPa

Accepteerbaarheid van de manoeuvre:

Herhaalbaarheid van de manoeuvres:

16

∆VA’s ≤ 5%

Wachttijd (interval) tussen 2 DL,CO-metingen: 1) 4 minuten óf

2) als F(CH4) < 0,006 (< 1/50 van aangeboden tracergas-conc.)

17

DL,CO: calibratie schema

Validatie m.b.v. 3L ijkspuit

18

ERS referentiewaarden M vs. F

Vrouwen regressievergelijking 1.64×RSD

DL,CO * 8.18 × H – 0.049 × A – 2.74 1.92

TLC L 6.60 × H – 5.79 0.99

A= Age (yrs), H= Height (m). 25 -70 yrs (NB: 18-25 yrs= 25yrs)

*= mmol/min/kPa

K,CO = DL,CO/TLC

Mannen regressievergelijking 1.64×RSD

DL,CO * 11.11 × H – 0.066 × A – 6.03 2.32

TLC L 7.99 × H – 7.08 1.15

Nieuwe GLI-referentiewaarden van de diffusie (DL,CO = TL,CO):

sinds sept 2017!

19

Nieuwe GLI-referentiewaarden voor diffusie

� Bijna 11.000 asymptomatische, lifetime

Kaukasische niet-rokers met een leeftijd tussen 3

en 85 jaar.

� 4 gebruikte meettoestellen: Jaeger, Sensormedics,

Collins, “other”.

� Geen verschillen tussen apparaten.

GLI: DL,CO voorspelling voor mannen

20

GLI: DL,CO voorspelling voor vrouwen

GLI versus ERS referentiewaarden

5

6

7

8

9

10

11

15 25 35 45 55 65 75

TL,C

O (

mm

ol/

(min

*k

Pa

))

Age (yrs)

Height: 160 cm ERS male

GLI male

ERS female

GLI female

21

GLI versus ERS referentiewaarden

8

9

10

11

12

13

14

15 25 35 45 55 65 75

TL,C

O (

mm

ol/

(min

*k

Pa

))

Age (yrs)

Height: 190 cm

ERS male

GLI male

ERS female

GLI female

Afwijkend??

22

Afwijkend??

23

Hei

ght

(cm

)

Age (year)

Vrouwen: LLN (DL,CO) van GLI t.o.v. ERS %pred