1

VÜCUT PLETİSMOGRAFI VE HAVAYOLU DİRENCİ

Doç. Dr. Gaye UlubayBaşkent Üniversitesi

Göğüs Hastalıkları AD

2

Tanım

Plethysm (yunanca)= basınç

Pletismograf= bir vücut kısmının basıncınıölçen, kaydeden alet

3

Alveoler basıncın herhangi bir seviyesinde toraks kafesinde bulunan mutlak gaz hacmidir

Nonspesifik bir terimdir

FRC seviyesinde ölçülürse TGV=FRC

Akciğer volümlerinin ölçümünde FRC anahtar rol oynar

Torasik Gaz Hacmi (TGV/VTG)

(FRC= ERV+RV)

(TLC= VC+RV)

4

FRC ölçümü için kullanılan yöntemler

Helyum dilüsyon (FRCHe)

Nitrojen arındırma (FRCN2 )

Pletismograf (FRCpleth )

Görüntüleme yöntemleri

5

Vücut Pletismografisi ile FRC Ölçülmesi

Sağlıklı bir bireyin FRC değerlerinde, bu üçyöntem arasında çok az fark vardır

Hava hapsinin olduğu hastalıklarda ise FRCPleth, FRCHe ve FRCN2 ile ölçülene göre daha yüksektir

6

7

Pletismografın Avantajları

Havayolu obstrüksiyonu olan hastalarda sonuçları daha doğru

Ventilasyonun dağılımından etkilenmez

Uygulaması kolay ve çabuk

Aynı seansta Raw ve Gaw ölçülebilir

8

Pahalı

Daha geniş alan gerekli

Klostrofobik hastalarda kullanımı zor

Pletismografın Dezavantajları

9

Hasta diğer yöntemlere uyum sağlayamıyorsa

Hava hapsinin değerlendirilmesi

Diğer SFT endikasyonları

Pletismografın Endikasyonları

10

P1 x V1 = P2 x V2

Boyle Yasası

“Sabit ısı altında, sabit bir gaz kütlesi komprese veya dekomprese olduğunda, bu gazın basıncı, HACİM x BASINÇ sonucu sabit tutulacak şekilde artar veya azalır”

Bu yasaya dayanarak, hızlı yüzeyel solunum manevraları (panting) sırasında toraks içi hacimde yani kabin içinde oluşan değişiklikler, vücut pletismografisi ile ölçülür

11

Neden Panting?

Epiglotun sürekli açık kalmasını sağlar, alveoler basıncın daha doğru ölçülmesine imkan verir

Küçük hızlı solunum az iş gücü gerektirir, termal kayma etkisini önler

FRC’ye yakın noktada ölçüme kolaylık sağlar

Trasedeki artefaktları azaltır

12

13

Toraks içi gaz hacmi bilinmeyen bir kişide izotermalkoşulda FRC seviyesinde havayolu bir kapatıcı (shutter) ile kısa süre kapatılırShutter kapatıldığı sırada kabin içinde akım değişikliği sıfırdır

Ağız içi basınç = Alveol basıncı

Kişiye panting manevrası yaptırılarak toraks içi gaz hacmi sıkıştırılır ve gevşetilirBu sırada ağız içi ve kabin basınçlarında değişiklikler olur (Pkabin ve Pağıziçi)

VTG (FRC seviyesinde)

Mekanizma

14

P1 x V1 = P2 x V2

Palv1 x VTG1 = Palv 2 x VTG2

(P(Palvalv11-- PPHH22OO)x )x VVTGTG1 = (P1 = (Palvalv 22-- PPHH22OO)x )x VVTGTG22

Palv1 ve VTG1: Kompresyon öncesi mutlak akciğer volüm ve basıncı

Palv2 ve VTG2: Gevşetme öncesi mutlak akciğer volüm ve basıncı

VTG1 = - (ΔV / ΔP) x PB

15

FRC elde edildikten sonra, spirometrik ölçümden elde edilen IC ve ERV manevraları yardımıyla

(FRC= ERV+RV)

(TLC= VC+RV)

16

Uygulama

Pletismograf çalıştırılır

Kalibrasyon

Cihaz, hastanın uygun oturabileceği şekilde (boyun defleksiyonu/ ekstansiyonu olmadan ağızlığa erişebilecek şekilde) ayarlanır

İşlem anlatılır, burun mandalı kullanılır ve hasta, yanaklarını elleri ile destekler

17

18

19

20

Genellikle 3-10 stabil tidal solunum sonrasıshutter kapatılır ve ‘panting’ manevrası (2 soluk/sn, 0.5- 1.0 Hz’ lik frekansda ve ±10 cmH2O) başlatılır, bu sırada ağız içi basınç ve kabinde oluşan basınç değişiklikleri ölçülür

3-5 uygun panting manevrası (%5’den fazla değişim göstermeyen) kaydedilir ve ortalaması VTG= FRC olarak alınır

21

22

Ciddi dispnesi olan hastalar hemen ERV manevrasını yapmakta zorlanabilir

İkinci öncelikli olarak önce IC, sonra ERV manevraları yaptırılabilir

Panting sonrası 2-3 kez tidal solunum, ardından ERV ve IVC manevraları yaptırılabilir

23

TGV ölçümü

panting

Panting yapamayan hastalar ?

Kapalı shuttera karşı hızlı ve derin inspiryum yaptırılır

24

25

BASINÇ PLETİSMOGRAFI

VOLÜM PLETİSMOGRAFI

AKIM PLETİSMOGRAFI

Pletismograf Çeşitleri

26

1. Basınç Pletismografı

Kabin içi volüm sabit, basınç değişkendirShutter kapalı iken,

P mouth = P alv ölçülür (1)

Hava akımı (2) Pletismograf basıncı (3)

27

2. Volüm Pletismografı

Kabin içi basınç sabit, volüm değişkendir

Shutter ve pnömotograf kabin dışındadır

Shutter kapalı iken,

P mouth = P alv (1)

hava akımı (2) ölçer

28

3. Akım Pletismografı

P ve V pletismograflarının özelliklerini birleştirir Shutter kapalı iken,

Pmouth= Palv (3)Hava akımı (1)Kabin volümü (2)

ölçülür

3

29

Ağız transduseri, ≥ ±5 kPa (≥ ±50 cm H2O) ağız basınçlarına ve 8 Hz’lik frekanslara duyarlıolmalı

Kabin basınç transduseri, ±0.02 kPa (±0.2 cm H2O) büyüklüğündeki değişiklikleri ayırt edebilmeli

Donanım

30

Kalite-kontrol

Ağız basınç transduser kalibrasyonu günlük yapılmalı

Pletismograf sinyalleri her gün kontrol edilmeli

Periyodik olarak bilinen bir hacimle ölçüm denenerek, ölçümler kontrol edilmeli (bir akciğer modeli veya hacmi bilinen bir kutu vb)

Biyolojik kontrol olgularla (2 kişi), en az ayda bir ölçüm yapılmalı

(FRC ve TLC > %10 ; RV > %20 değişmiş ise ⇒ Cihaz Kontrolü!!)

31

Havayolu direnci ve ölçülmesi

32

Solunum Sistemi Direnci

Gaz moleküllerinin birbiri ile sürtünmesi

Gaz moleküllerinin hava yolu duvarı ile sürtünmesi (Raw)

Dokuların genişler yada daralırken sürtünmesi sonucu meydana gelir

33

Havayolu Direnci (Raw)

Akciğerlerden dışarı/ içeri doğru akan gaz akım hızının her bir ünitesine karşılık uygulanan basınçtırgaz akım hızı = atmosferik basınç ve alveol basıncı arasındaki farktır

Raw, ventilasyonu etkileyen önemli bir unsurdur

Sürücü basınç (∆P=Patm- Palv)

34

Hava Yolu Direncini Etkileyen Faktörler

Solunan gazın fiziksel özellikleri

Hava akımının şekli, hızı

Hava yollarının total kesit alanı

35

Solunan Gazın Fiziksel Özellikleri

Bir gazın viskositesi /dansitesi ne kadar fazla ise, hava yolu direncine katkısı o kadar fazladır

36

Hava Yolu Direncini Etkileyen Faktörler

Solunan gazın fiziksel özellikleri

Hava akımının şekli, hızı

Hava yollarının total kesit alanı

37

Hava Akımının Şekli, Hızı

Havayollarımızdaki akım şekli her yerde aynı mıdır?

38

Havayollarında Akım 3 Şekilde Olabilir

Laminer akım

Türbülan akım

Bozulmuş laminer akım

39

Laminer Akım Özellikleri

Sessiz, yavaş parabolik akımAkım merkeze doğru<2 mm havayollarında Laminer akımda dirençdüşüktür

40

Türbülan Akım

Yüksek akımda ortaya çıkarMoleküllerin zigzag çizerek çarpışması sonucunda olurGürültülüdürGeniş havayollarında (trakea, ana bronşlar)Havayolu direnci yüksektir

41

Bozulmuş Laminer Akım

Trakeabronşial ağacın çoğunda gözlenir

Oluşumu için enerji gereklidir

Egzersizde ve öksürük sırasında oluşur

42

TTüürbrbüülan aklan akıımm

TrakeobronTrakeobronşşsisteminde aksisteminde akıım m

ççeeşşitleriitleri

Laminar akLaminar akıımm

43

Hava akım hızı

Gaz moleküllerinin geçiş hızı ile belirlenir

Akım hızı alveollere gelince yavaşlar

En yüksek direnç daha yüksek hız nedeniyle orta boylu bronşlardadır

Hava Akımının Şekli, Hızı

44

Havayollarının dallanması

Çap 1/2 azalırsa direnç 16 kat artar

45

Havayollarının Dirence Katkısı

Burun, ağız, yukarı hava yolları → %50

Trakea, bronşlar → %30

Periferik hava yolları → %20

46

Hava Yolu Direncini Etkileyen Faktörler

Solunan gazın fiziksel özellikleri

Hava akımının şekli, hızı

Hava yollarının total kesit alanı

47

KOAH, akut astım atağıAmfizemHavayolunda tümör, mukus tıkaçlar, yabancı cisim aspirasyonuErken ya da hafif KOAH’da Raw genellikle normaldir

Raw’ın Etkilendiği Durumlar

Amfizem, KOAH, Astım

49

Havayolu Direnci Ölçüm Yöntemleri

Özefagus balon kateter metodu

Zorlu osilasyon tekniği

Hava akımı kesilme (interrupter) tekniği (Rint)

Vücut pletismografisi

50

Vücut Pletismografı

Direk olarak havayolu direncini ölçen tek yöntem

Aynı manevrada AC volümleri ve iletkenlik de ölçülür

51

Direnç = Basınç / Akım (cm/H2O/sn)

ΔP : İlerletici basınçη : Viskozite katsayısıl : Tüpün uzunluğu

: Gaz akım hızı

Poiseuille Kanunu

V =ΔPπr4

8ηl

.

ΔP = V8ηl.

π r4

Akım = BasınçDirenç

V.

Ağızlık ve pnömotakografın direnci hastanın total direncinden çıkarılır

Direnç = ΔPV.

Patm- Palv=Ağız içi akım

52

Cihaz hastanın uygun oturabileceği şekilde ayarlanır

Ölçüm sırasında burun mandalı kullanılır ve hasta yanaklarını elleri ile destekler

Kapı kapanır, shutter açıkken panting yaptırılırak ağız içi akım hızı pnömotakograf ile ölçülür

TV sonunda shutter kapatılır

Ağız içi basınç ölçülür

Akım ile basınç arasında S biçiminde eğri elde edilir

Ağız basıncı/ pletizmograf basıncı oranı elde edilir

Yöntem

53

54

55

Raw Kabul Edilebilirlik Kriterleri

Basınç-akım/ volüm-akım eğrisi kapalı olmalı

Termal kayma olmamalı

Panting 1- 1.5 Hz’ lik frekansda ve ±1 kPa (±10 cmH2O) yapılmalı

Her manevra için Raw ve Gaw hesaplanmalı

Kabul edilebilir 3 ya da daha fazla manevranın ortalaması rapor edilmeli

Ortalamadan %10’dan fazla değişim göstermemeli

56

Raw İçin Normal Değer

0.6-2.4cmH2O/L/sn

Tüm laboratuarların kullanımı için uygun bir aralık mı?

57

sRaw (spesifik havayolu direnci)

Raw’ın 1 litrelik akciğer volümü için ifade edilmesidir

sRaw = Raw / akciğer volümü (L)

Farklı akciğer volümleri olan bireylerin karşılaştırılabilmesine olanak verir

Aynı bireyin yıllar içinde akciğer volümleri değiştiğinde kendi içinde karşılaştırılabilmesine olanak verir

58

Değerlendirme Algoritması

Manevralar kabul edilebilir mi?

Basınç volüm eğrisi kapalı mı?

Termal kayma var mı?

Raw manevraları %10’un içinde mi?

Raw 2.4cmH2O/L/sn’nin üzerinde mi?

FEV1, FVC ile korele et

İntratorasik/ekstratorasik mi?

Obstrüksiyon?

59

Önerilen Kaynaklar

1 ATS/ERS Task FORCE: Standardisation of the measurement of lung volumes. Eur Respir J 2005; 26: 511-522.

2 Coates A.L, Peslin R., Measurement of lung volumes by plethysmography. Eur Respir J 1997; 10, 1415-27.

3 Rupple GL. Spirometry and Related Test. In:Manuel of Pulmonary Function Testing.Mosby Elsevier 9th ed. China, 2009:36-89.

2 Cotes JE, Chinn DJ, Miller R. Theory and Measurement of Respiratory Resistance. In: Lung Fonction Physiology, Measurement and Application in Medicine. 6th edition. UK, Blackwell Publishing Ltd 2006:150-163.

4 Pride NB. Airflow resistance. In: Hughes JMB, Pride NB. Lung Function Tests. Physiological Principles and Clinical Applications. London WB Saunders, 1999: 27-43.