KARBON MONOKSİT DİFÜZYON TESTİ

Prof Dr Tunçalp DemirCerrahpaşa Tıp Fakültesi

Göğüs Hastalıkları AD

Solunum

Solunum; atmosferdeki oksijenin akciğerlerden kan yoluyla hücreye gelip, mitokondride enerji oluşumunun sağlanması ve bu sırada açığa çıkan karbondioksitin yine akciğerler aracılığı ile dışarı atılması işidir.

Akciğerlerdeki Gaz Değişimi

1. Ventilasyon

2. Alveolar-kapiller Transfer (Difüzyon)

3. Perfüzyon

Transfer Faktör

Alveol gazı içindeki oksijenin, alveol kapillerlerindeki kana transferini belirtir.

Değişik basamaklarda gerçekleşir.

Difüzyon bunlardan yalnızca biridir.

Difüzyon Bir maddenin yüksek konsantrasyonlu

bölgeden, düşük konsantrasyonlu bölgeye geçişidir.

Akciğerde ise difüzyon elektrokimyasal bir olay olup gazların parsiyel basınç gradyenti doğrultusunda olur. (Konsantrasyonla ilişkisiz!)

Fick yasasıV= A k (P1 – P2) h V: Bir gazın belli bir zamanda difüze olma hızıA: Difüzyonun gerçekleşeceği yüzeyin alanık: Difüzyon sabitesi: Gazın çözünürlüğüP1-P2:Difüzyonun gerçekleşeceği iki ortam arasındaki

parsiyel basınç farkıh: Membranın kalınlığı

M Horstman, ERS 2005

Difüzyon Hızı

Yüzey alanı ile doğru Bariyerin kalınlığı ile ters orantılıdır.

Total yüzey alanı ~50-150m2

Bariyer kalınlığı ~5.10-7m

k= Difüzyon Sabitesi (Coefficient)

Molekülün büyüklüğü ve mobilitesi ile difüzyonun gerçekleşeceği ortamın viskozitesine bağlıdır.

Sabit ısı ve belirli bir ortamda molekülün kütlesinin karekökü ile ters orantılıdır.

(1/√ kütle)

Kullanılacak gaz

Standart olarak tüm dünyada CO difüzyon testi uygulanır.

CO’in Hb’e afinitesi çok güçlü (oksijenden 210 kat fazla).

Hb’e bağlanmayan gazlar ise plazma parsiyel basıncını arttırdığından kullanılmaz.

P1

P2

P1-P2 P1-P2

P1P2

Difüze olan her bir molekül bir sonraki molekülün geçiş hızını azaltır.

V1 > V2

V1 V2

CO-Difüzyonu

Membran iletkenliği : DM

CO-Hb bağlanması:CO-Hb kimyasal reaksiyon hızı : Alveoler kapiller kan Hb volümü: VC

ERS/ATS-2005

1/Dlco =(1/ DM) + (1/ VC)

Difüzyon Konstant (Kco)

Birim alveoler volüme düşen difüzyon (Transfer Faktör) dür.

DM akciğer volumleri ile pozitif korelasyon gösterirken, VC ile akviğer volümleri arasında negatif korelasyon mevcuttur. (TLC düzeyinde gerilmiş alveol yüzeyindeki kapillerlerin baskıya uğraması)

Alveoler volümün (VA) ölçümü

Difüzyon testi esnasında, birim hacim başına düşen Co difüzyonunu saptamak için VA ölçümü gerekir.

Sıklıkla Helyum ya da Metan gibi inert bir gaz kullanılarak gaz dilüsyon yöntemi ile VA ölçülür.

DLCO/VA

VA (yarı çapın 3. kuvveti ile orantılı ~ r3)

DLCO (yarı çapın karesi ile orantılı ~ r2)

TERMİNOLOJİ Transfer Faktör (TLCO) (ERS-1993) (mmol.min-1kPa-1) Difüzyon Kapasitesi (DLCO)

(ATS-1995) (ml.min-1mmHg-1) (ERS/ATS-2005) DLCO/TLCO=3:1 , DLCOx0,33 =TLCO

DL/VA (DLCO/VA) = TL/VA =KCO

(ml.min-1mmHg-1L-1) DLCOAdj

Difüzyon kapasitesi ölçümü için kullanılan testler için 1-Tek nefes tutma testi (Single-breath holding method)

DLCOSB (TLCOSB)(ERS/ATS-2005)

2-Tek Ekspirasyon testi (Single expiration method) TLCOSE

3-Tekrar nefes testi (Rebreathing method) TLCORB

4-Kararlı durum (Steady state method) TLCOSS

5-Riley- Lilienthal metodu TLO2SS

6-VA/Qc metodu TLO2SS

7-Tek nefes oksijen tutma testi TLO2SB

Test Ekipmanları

Ogilvie

Jones

ESP

Ölü boşluk washout

Örnekleme

CH3 (He)

Co

Kabul Edilebilirlik kriterleri

1.)Kalibrasyon kontrolü yapılan ekipman kullanılmalı.

2.)Volüm-zaman eğrisinde RV’den TLC’ye düz ve hızlı bir inspirasyon görülmeli.

3.)İnspirasyon hızlı fakat zorlu olmamalı. Sağlıklı bir erişkinde 2.5sn obstrüksiyonu olanlarda 4 sn den kısa sürmeli.

4.)Vİ daha önce ölçülmüş en iyi VC ‘nin %90’ından az olmamalı.

5.)Soluk tutma zamanı 9-11 sn arasında olmalı.

1.)Kalibrasyon kontrolü yapılan ekipman kullanılmalı.

2.) İnspirasyon 4 sn den kısa sürmeli.

3.) Vİ daha önce ölçülmüş en iyi VC

‘nin %85’inden az olmamalı.

4.) Soluk tutma zamanı 102sn arasında olmalı.

5.)Ekspirasyon <4sn (örnek toplama zamanı<3sn)

ERS/ATS-2005

*{Yukarıki kriterlere uyan en çok %10 (3mL CO/min/mmHg) farklılık gösteren en az iki değerden düşük olan (ortalama-ATS) kabul edilir}**ERS/ATS :En az 2 kabul edilebilir testin ortalaması

Tekrarlanabilirlik Genel olarak difüzyon testinin

tekrarlanabilirliğinin iyi olduğu söylenebilir. Günlük, haftalık ve mevsimsel olarak

değişkenliğin yaklaşık %5 düzeyinde olduğu gösterilmiştir.

Sağlıklı kişilerde 1 yıllık süre içinde değişkenliğin %9’a kadar çıkabileceği bildirilmiştir.

Ekipmanların Kontrolü Spirometrik volüm doğruluğu %3 olmalı ve 8L

kadar ölçebilmeli

Gaz analizör doğruluğu %1(0.5) olmalı.

Sistemin kapalı devre direnci 6 L/sn akım hızında 1,5 cm H2O/L/sn den küçük olmalı.

Ekipmanların Kontrolü-2

Sistemin sayacı (saat) 100ms ile 10sn arasında %1 doğruluğa sahip olmalı.

Valf ve ağızlıklarda oluşan ölü boşluk 100 (350) ml. den küçük olmalı.

Sistemde kaçak olmamalı.

Ekipmanların KontrolüSpirometrik volüm kontrolü ve kaçak

Hergün (3lt şırınga ile)

Gaz analizörlerin sıfırlanması

Gaz analizör linearitesi

Her test öncesi

3 ayda bir

Saat 3 ayda bir

Difüzyon kapasitesini etkileyen faktörler Sigara Hemoglobin Vücut pozisyonu Egzersiz Yükseklik Oksijen konsantrasyonu Akciğer volümleri Diurnal ritm Menstruel siklus Alkol alımı

SİGARA

Kronik içicilerde DLCO ve KCO düşer. Sigaraya bağlı amfizem ile çok iyi korelasyon

gösterir. Akut sigara içimi de Difüzyon testini etkiler.

(Alveoldeki CO basıncını arttırdığından.) En çok %10 düşme olabileceği bildirilmiş. ATS sigaranın 24 saat önceden kesilmesini

öneriyor.

COHb-düzeltilmiş DLCO

ölçülen DLCO (1 +[%COHb/100])

Test tekrarı Yapılan her testte hastaya belli bir miktar

CO verildiği için arka arkaya yapılan testler, sigara içimine benzer etki gösterir.

Bu nedenle iki test arasında en az 4 dakika zaman bırakılması. (Obstrüktif akc hast.da daha uzun 10dak) Arka arkaya en çok 5 test yapılması önerilmektedir.

Hemoglobin düzeyi Difüzyon testini etkileyen en önemli

faktörlerden biridir. Her test öncesi mutlaka hastanın Hb

düzeyi bilinmeli ve yaş, cins, boy vb parametrelerle birlikte girilmelidir.

Aletler tarafından otomatik hesaplanır ve genelde ‘DLCO Adj’ şeklinde verilir.

DLCO Adj Erkekler için(14,6 g/dl):

Ölçülen Hb x {1,7Hb/(10.22+Hb)}

Kadınlar ve 15 yaş altı(13.4 g/dl):

Ölçülen Hb x {1,7Hb/(9,38+Hb)}

Vücut pozisyonu Yatar pozisyonda en yüksek, Ayakta ise en düşük değer elde edilir. Oturur pozisyonda ikisi arası değer

saptanır. Aradaki fark %5-30 arasında

değişebilmekte.

Egzersiz Egzersiz sırasında da daha yüksek

değerler elde edilir. Bu nedenle test öncesi hasta 5 dakika

oturur pozisyonda bekletilmesi ve test bitene kadar ayağa kalkmaması önerilir.

İnspirasyon- ekspirasyon manevraları İntratorasik basınçta aşırı değişiklikler test

sonuçlarını etkiler. Valsalva (kapalı hava yoluna karşı

ekspirasyon; İntratorasik p , DLco) Müller (kapalı hava yoluna karşı

inspirasyon; İntratorasik p , DLco ) manevralarından kaçınılmalıdır.

Oksijen konsantrasyonu Alveoler oksijen basıncı ile DLCO arasında

negatif korelasyon vardır. ERS inspire edilen gaz karışımındaki oksijenin

%17 civarında olmasını önermekte. ATS Aynı doğruları belirtiyor ancak %21’lik O2

karışımı öneriyor. Ortak görüş suplemental oksijen verilmemesi.

Gaz karışımı %0,3 CO

%10 He

%21 O2

Gerisi N2

*O2 ve N2 Yerine oda havası eklenerek O2 Konsantrasyonu %18’e

düşürülür. * %0,3 CO, %14 He %18 O2 karışım kullanan labratuarlarda var.

} En sık kullanılan

Yükseklik Yükseklik artışında ise FiO2 azaldığı için DLCO daha

yüksek bulunur. Gerektiğinde düzeltme yapılabilir.

Yüksekliğe göre DLCO =

Ölçülen DLCO x(1+0,0035[PAO2-100])

(PAO2 = FIO2 ( PB – PH2O ) – PACO2 / R)

Ölçülen DLCO x(1+0,0031[PiO2-150])

Akciğer volümleri

DLCO akciğer volümleri ile korelasyon gösterir.

Akciğer volümlerindeki azalma DLCO da azalmaya yol açar.

Bu nedenle birim volüm başına düşen difüzyonu bulmak amacıyla DLCO/VA (KCO) hesaplanır.

Diurnal değişim

En yüksek difüzyon sabah saatlerinde saptanırken, gün içinde progresif olarak azalır. (%1.2-2.2/saat)

Nedeni bilinmiyor.

Menstruel siklus

Siklusun dönemleri arasında %13’lük bir değişim gösterilmiştir.

Menstruasyondan önceki gün en yüksek, Menstruasyonun 3. günü en düşük değer

bulunmuş. Hemoglobine bağlı etkiden olduğu

düşünülüyor.

Alkol alımı Akut alkol alımının difüzyonu olumsuz

yönde etkilediği görülmüştür. 15-30 ml %95’lik etanol kullanımı sonrası

difüzyonda % 15 düşme saptanmış. ATS testten önceki 4 saat içinde alkol

kullanılmamasını öneriyor.

KLİNİK KULLANIM

Klinikte en çok gözlenen (ya da araştırılan) durum difüzyonun azalmasıdır.

Çok sınırlı durumlarda difüzyon testinde artma saptanabilir.

CO difüzyonunu etkileyen faktörler

Karbon monoksitin çevreden kapiller kanda hemoglobine bağlanmasına kadar geçen süreç kabaca 2 başlık altında basitleştirilebilir.

Birincisi alveolo-kapiller membranın difüzyon özelliklerini yansıtan membran kondüktivitesi (DM).

Diğeri ise CO’in hemoglobine bağlanması. Bu ikinci durum ise CO ile Hb arasındaki kimyasal reaksiyon () ile alveoler kapiller kandaki Hb volümünün (Vc) çarpımına eşittir

Co difüzyon kapasitesini etkileyen fizyolojik ve patolojik değişikliklerin sınıflandırılması(ERS/ATS)

1.) DM ya da Vc’de değişikliğe yol açarak DLCO ‘da azalmaya yol açan, akciğer inflasyonunu azaltan ekstrapulmoner nedenler-Azalmış efor ya da solunum kas güçsüzlüğü-Tam akciğer inflasyonunu engelleyen toraks deformiteleri

2.) Vc ve dolayısıyla DLCO ‘da azalmaya yol açan hastalıklar-Anemi-Pulmoner emboli

3.) Vc ve dolayısıyla DLCO ‘da azalmaya yol açan diğer durumlar-Hb bağlanmasındaki değişiklikler (HbCO, artmış FiO2 vb)-Valsalva manevrası (artmış intratorasik basınç)

4.) DM ve Vc’de değişikliğe yol açarak DLCO ‘da azalmaya yol açan hastalıklar-Akciğer rezeksiyonu (kompansatuar olarak Vc’de artış görülebilir)-Amfizem-İnterstisyel akciğer hastalıkları (IPF, sarkoidoz vb)-Pulmoner ödem-Pulmoner vaskülitler-Pulmoner hipertansiyon

5.) Vc’yi arttırarak, DLCO ‘da artışa yol açan hastalıklar-Polisitemi-Sol-sağ şantlar

-Pulmoner hemoraji (Vc’de gerçek artış yoktur, akciğerdeki toplam Hb- alveol içinde- artmıştır)

-Astım6.) Vc’yi arttırarak, DLCO ‘da artışa yol açan diğer durumlar

-Hb bağlanmasındaki değişiklikler (azalmış FiO2 vb)-Müller manevrası (astımdaki gibi azalmış intratorasik basınç)-Yatar durum (ayrıca DM ‘de hafif artış olur)-Obezite (ayrıca DM ‘de artış olabilir)

DLCO’nun arttığı durumlar

Polisitemi ile giden hastalıklar Pulmoner hemorajiler Pulmoner kan akımının artmasına yol açan sol-

sağ shuntlar Astım (azalmış intratorasik basınç)

ERS/ATS-2005

DLCO’nun arttığı diğer durumlar

Hb bağlanmasındaki değişiklikler(azalmış FiO2)

Müller manevrası (azalmış intratorasik basınç)

Egzersiz Supine pozisyon Obezite

ERS/ATS-2005

DLCO’nun azaldığı durumlar İnterstisyel akciğer hastalıkları Sistemik hastalıkların akciğer tutulumu Amfizem Vaskülitler Pulmoner ödem Pulmoner HT Akciğer rezeksiyonları Pulmoner emboli Anemi Solunum Kas güçsüzlüğü Toraks deformiteleri Valsalva manevrası

DLCO

Artmış Azalmış

DLCO/VA :N DLCO/VA :

*Alv Hemoraji

*Polisitemi

*Pulmoner

kan akımı

*Azalmış akc volümü

*Parenkim değişiklikleri

*Obstruksiyon

*Ölü boşluk

artışı

DLco N (Kco N, ) DLco

Pimax N Pimax

Göğüs Duvarı Hastalıkları Nöromusküler hastalıklar

Pulmoner Fibrozis Alveolit

Restriktif Bozukluk (TLC )