DİNAMİK VE STATİK AKCİĞER VOLÜMLERİ Prof Dr Sevgi BARTU SARYAL AÜTF Göğüs Hastalıkları Anabilim Dalı

AKCİĞER VOLÜMLERİ STATİK Zamanla ilişkilendirilmeden manevraların tamamlanması esasına dayanır DİNAMİK Zorlu solunum (inspirasyon/ekspirasyon manevraları sırasında alınan ölçümlere dayanır.

STATİK AKCİĞER VOLÜMLERİ TLC ve alt bölümlerinden oluşur. Akciğer volümü: Hava boşluklarında bulunan gaz miktarıdır. Kapasite : En az iki veya daha fazla volümden oluşur.

STATİK AKCİĞER VOLÜMLERİ Akciğerler ve intratorasik havayollarında bulunan hava volümü; Akciğer parankimi ve çevreleyen organ ve dokular, Yüzey gerilimi, Solunum kaslarının oluşturduğu güç, Akciğer refleksleri, Havayollarına ait özellikler tarafından belirlenmektedir. ERJ 1993;6(suppl 16):5-40

AKCİĞER-GÖĞÜS DUVARI ELASTİK ÖZELLİKLERİ Dik pozisyonda, uyanık ve dinlenme durumundaki kişinin normal sigmoid basınç-volüm eğrisi: Respiratuar sistemin basınç-volüm (Prs) eğrisi göğüs duvarı (Pw) ve akciğerlerin (Pl) basınçlarının toplamından oluşur. FRC düzeyinde akciğer ve göğüs duvarı kompliansları birbirine eşit ve ters yöndedir.

AKCİĞER VOLÜMLERİ IRV IC TLC VC VT ERV FRC RV

VİTAL KAPASİTE (VC) Derin bir inspirasyondan sonra yavaş ve derin solunumla atılan hava volümü. SVC ve FVC arasındaki fark hava hapsini yansıtır.

VİTAL KAPASİTE ÖLÇÜMÜ

İNSPİRATUAR KAPASİTE (IC) Normal ekspirasyonun bitiminden itibaren maksimum inspirasyonla akciğerlere alınan hava volümü Vital kapasitenin %75’ini oluşturur. Obstrüktif hastalıklarda pulmoner hiperinflasyon için iyi bir göstergedir

alınan -verilen hava volümü. TİDAL VOLÜM (VT) Her normal solukla alınan -verilen hava volümü. Solunum kontrol merkezinin aktivitesi, göğüs duvarı ve akciğer mekanikleri ile belirlenir.

İNSPİRATUAR REZERV VOLÜM (IRV) Normal inspirasyondan sonra derin inspirasyonla alınan ek hava volümü. İnspiratuar kasların gücü, akciğer ve göğüs duvarının içeri doğru elastik recoil gücüyle belirlenir. EKSPİRATUAR REZERV VOLÜM (ERV): Normal ekspirasyondan sonra derin ekspirasyonla atılan ek hava volümü. FRC ve RV arasındaki farkla belirlenir.

TOTAL AKCİĞER KAPASİTESİ (TLC) Derin inspirasyonun bitiminde akciğerlerde bulunan hava volümü (TLC= FRC+IC) TLC inspiratuar kas gücü ve respiratuar sistemin elastik recoil gücü arasındaki statik dengeyle belirlenir.

REZİDÜEL VOLÜM (RV) Derin ekspirasyondan sonra akciğerlerde kalan hava volümü.(RV= FRC-ERV) RV sağlıklı genç bireylerde ekspiratuar kas gücü, içeri yönelik akciğer elastik recoil gücü ve dışarı yönelik göğüs duvarı elastik recoil gücü arasındaki statik etkileşimle belirlenir. Bu düzeyde respiratuar sistemin elastik recoil gücünün büyük kısmı göğüs duvarına aittir.

DİNAMİK RV 35yaş> sağlıklı bireylerde akciğer elastisitesinde ve maksimal akım hızlarında azalma nedeniyle RV dinamik mekanizmayla belirlenir. Bu durumda maksimum ekspiratuar akım hızları RV düzeyinde çok yavaşladığından zorlu ekspirasyon olması gerekenden önce sonlanır. Obstrüktif hastalıklarda da bu dinamik mekanizma rezidüel volümü belirler. İleri dereceli obstrüksiyonda RV ekspiratuar gücün düzeyinden de etkilenir.

TLC ve RV TLC ve RV farklı kas gruplarının farklı yapılara etkisi ile belirlenmektedir. Farklı mekanizmalarla belirlendikleri için birbirlerinden farklı değişim gösterirler. TLC inspiratuar kaslar ve akciğerlerin özelliklerinde değişmelere duyarlıdır. RV statik mekanizmalarla belirlendiğinde ekspiratuar kaslar ve göğüs duvarının özelliklerinden etkilenir. RV dinamik mekanizmalarla belirlendiğinde ekspiratuar akım hızını belirleyen mekanizmalardan etkilenir.

FONKSİYONEL REZİDÜEL KAPASİTE (FRC) Normal ekspirasyonun bitiminde akciğerlerde bulunan hava volümüdür. Ekspirasyon sonu akciğer volümü (EELV) de denir. FRC düzeyinde akciğer ve göğüs duvarı elastik recoil basınçları birbirine eşittir. Bu düzeyde solunum kas aktivitesi yoktur.

RELAKSASYON VOLÜMÜ (Vr) Respiratuar sistemin gevşeme durumundayken içinde bulunduğu statik dengeyi yansıtır. İstirahatte normal solunum sırasında FRC ve Vr birbirine yakındır. Vr akciğerler ve göğüs duvarının pasif elastik özellikleriyle belirlenir.

VOLÜMLERİN ÖLÇÜMÜ KAPALI DEVRE He DİLÜSYON AÇIK DEVRE N2 WASHOUT VÜCUT PLETİSMOGRAFI

VOLÜMLERİN ÖLÇÜMÜ Akciğer volümü terimi akciğerlerde bulunan ve vücut pletismografisi ya da gaz dilüsyon yöntemleriyle ölçülen gaz volümünü yansıtır. Akciğer grafisinden hesaplanan volümler ise toraks kafesinin sınırları içinde yer alan tüm dokuların hacmini kapsar. Bilgisayarlı tomografi kesitlerinden hesaplanan akciğer volümleri ise normal doku volümleri ve akciğerlerde bulunan gaz volümünün yanı sıra patolojik dokuların volümlerini de kapsar.

HELYUM DİLÜSYON YÖNTEMİ Konsantrasyonu ve volümü bilinen helyum karışımının belirli bir süre inhalasyonu ve her iki akciğere homojen olarak yayılımı esasına dayanır. Test gazı % 25-30 oksijen ve % 10 oranında helyumdan oluşur.

TEKNİK Hasta 30-60 saniye solunum yaptıktan sonra normal tidal ekspirasyonun bitiminde test başlatılır: Normal tidal solunum sırasında He konsantrasyonu 15 saniyede bir kaydedilir. Test süresi 7-10 dakikadır, He dengelendiği zaman test sonlandırılır. 30 sn süreyle He konsantrasyonundaki değişme < % 0.02 olması dengelenme olarak kabul edilir.

Test sonlandırılmadan önce ERV ve inspiratuar vital kapasite manevraları da eklenerek TLC ve tüm volümler ölçülebilir.

Test başlangıcında sistemde bilinen volümde (V1) ve konsantrasyonda (C1) He vardır. FRC (Vx) düzeyinde denek spirometreye bağlanır ve He konsantrasyonu (C2) spirometre ve akciğerlerde eşitlenene kadar solunum yapar. Vx (FRC) formülden hesaplanır.

NİTROJEN WASHOUT YÖNTEMİ Hastaya birkaç dakika % 100 O2 solutularak atılan N2’nin analizör aracılığıyla ölçülüp test başlangıcındaki ve dışarı atılan N2 konsantrasyonlarının karşılaştırılmasıyla volümlerin hesaplanması esasına dayanır. N2 gazını toplama süresi yaklaşık 7 dakikadır.

TEKNİK Hasta 30-60 sn tidal solunum yaptıktan sonra end-tidal volüm FRC düzeyinde sabitleniyorsa teste başlanarak % 100 O2 solutulur ve dışarı atılan N2 gazı monitorize edilir. Arka arkaya üç soluk sırasında N2 konsantras-yonunun < % 1.5 olması durumunda test sonlandırılır.

En az bir doğru teknikli test yapılmalıdır. Tekrarlar arsında en az 15 dak. olmalıdır. İleri derecede obstrüksiyonu veya akciğerlerde bülleri bulunanlarda iki test arasında 1 saatten fazla süre bırakılmalıdır. Birden fazla test yapıldığında, sonuçları arasında % 10’dan az değişkenlik gösteren sonuçların ortalaması alınmalıdır.

Test başlangıcında FRC düzeyinde N2 volümü % 80 N2 x FRC volümünden oluşur. % 100 O2 solutularak dışarı atılan N2 gazı volümü bilinen ekshalasyon torbasında toplanır. 0.8 (Vx) = 0.035 (VB) formülünden FRC hesaplanır.

Restriktif hastalıklarda N2 atılımı hızlı, obstrüktif hastalıklarda yavaş olur. Hiperkapnik KOAH’lı hastalarda uzun süreli % 100 O2 soluturken dikkatli olunmalıdır. Hipoventilasyon ve asidozis gelişebilir. Riskli grubu önceden belirlemek mümkün değildir.

VÜCUT PLETİSMOGRAFİSİ Akciğer volümlerinin Boyle kanununa göre direkt olarak ölçülmesi esasına dayanır. Bu kanuna göre sabit ısıda gaz volümü basınçla ters orantılı olarak değişir. Boyle kanunu: P1.V1 = P2.V2 P1. V1 = ( P1+P1) . ( V1+ V1) VTG = Barometrik basınç Ağız basıncı/Kabin basıncı Kabin 600 lt hacme sahiptir. Büyük oranda pleksiglastan yapılmıştır. Bu şekilde deneğin etrafını görebilmesi ve kısmen de olsa klostrofobiden korunması sağlanır. İnterkom sistem aracılığıyla teknisyen- hasta bağlantısı kurulur. Kabinde hava akım hızı ölçümleri bir pnömotakogaf aracılığıyla yapılır. Önünde bulunan shutter ise kapatıldığında pnömotakografa giden havayolunu keser. Shutter genellikle otomatik olarak devreye girer. Basınç transduser ise shutter ile hasta ağızlığı arasındaki bölümde yer alır ve ağız basıncını ölçmeye yarar.

PLETİSMOGRAFİ ENDİKASYONLARI Restriktif hastalıkların tanısı Akciğer volümleri ölçülerek restriktif ve obstrüktif fonksiyonel bozukluğun ayırımı Obstrüktif akciğer hastalıklarında görülebilen hava hapsinin (hava kisti, bül) değerlendirilmesi Akciğer volüm ölçümlerinin tekrarı gerektiğinde veya denek gaz dilüsyon yöntemlerine koopere olamıyorsa

VOLÜMLERİN ÖLÇÜMÜ Pletismografta torasik gaz volümü (VTG) ölçülür. VTG: Belirli bir zaman ve seviyede toraksta bulunan gaz volümüdür, havayolları ile bağlantılı olan ve olmayan tüm gaz volümünü kapsar. Normal ekspirasyon sonunda ölçüldüğünde FRC’ye eşittir. Pletismografi, gaz dilüsyon yöntemleri veya radyolojik olarak ölçülebilir. Havayolu obstrüksiyonu bulunan hastalarda pletismografi gaz dilüsyon yöntemine göre daha doğru sonuç verir.

TEST PROSEDÜRÜ Denek pletismografa oturduktan sonra kapı kapatılır. Normal soluk alıp verirken kabin içi ısının sabitlenmesi için 30 saniye beklenir. 4 kez normal soluk alıp verir. Shutter normal ekspirasyonun sonunda kapatılır.

Panting manevrası başlatılır (2/sn). Ağız basıncı (Pm) ve akciğer volüm değişmesi (VL) arasındaki eğri gözlenir. 4-5 kabul edilebilir eğri alınmalıdır. Normal solunuma geçilerek yavaş vital kapasite manevrası yaptırılır.

PANTİNG MANEVRASI Birkaç normal soluktan sonra 2-3/saniye olacak şekilde panting yaptırılır. Yanaklar ellerle desteklenmelidir! Panting sırasında yüzeyel ve hep sabit hacimle soluk alıp vermelidir.

VTG MANEVRASI

EĞRİLERİN DÜZENLENMESİ Teğet açısı ortalama açının % 10’undan fazla olmamalı En az 3 kabul edilebilir test yapılmalıdır. Teğet açısı ortalama açının % 10’undan fazla olmamalıdır. Sadece biririnden farklı 3 teğet elde edilebilmişse bu test de kabul edilebilir. Ama yorumlarken akciğer volümlerinde değişkenlik olabileceği göz önüne alınmalıdır. Ekrandaki eğriler görsel olarak değerlendirilerek uyumsız olanlar atılabilir.

KABUL EDİLEBİLİRLİK Panting manevrası volüm ve hız bakımından doğru olmalıdır. Eğri kapalı olmalıdır, ekrandan taşmamalıdır. Ekrandan taşan eğri  ısı dengelenmesi yetersiz, panting hacmi fazla En az 3 tekniği düzgün trase alınmalıdır. Sonuçların ortalaması verilmelidir. Maksimum 10 test yapılmalıdır. Eğri transduserlerin kalibre edildiği sınırların içinde olmalıdır ( 10 cmH2O düzeyinde) Bunun üzerindeki eğriler ekrandan taşar. Ekrandan taşmamasına dikkat edilmelidir. Ekrandan eğrinin taşması kabin içi ısı dengesinin yetersizliğini veya panting volümünün fazla olduğunu gösterir.

PLETİSMOGRAFİNİN AVANTAJLARI Toraks içinde bulunan tüm hacmi ölçtüğü için gaz dilüsyon yöntemlerine göre daha doğru sonuç verir. Gaz dilüsyon yöntemlerine göre volümler daha kısa sürede ölçülür. Testlerin tekrarlanması gaz dilüsyon yöntemlerine göre daha kolaydır.

PLETİSMOGRAFİNİN DEZAVANTAJLARI Büyük, yer kaplar Pahalı Daha kompleks bir yöntem Klostrofobik hastalara uygulanamaz

AKCİĞER VOLÜMLERİNİN YORUMLANMASI Akciğer volümleri pozisyon, yaş, boy, cins, vücut kütlesi, etnik özellikler, günlük aktivitelerden etkilenir. Volümler yaşla ters, boyla doğru orantılıdır. Kadınlarda erkeklerden küçüktür. Etnik olarak beyaz ırkta sarı veya siyah ırktan fazladır.

AKCİĞER VOLÜMLERİNDE DEĞİŞMELER OBSTRÜKSİYON RESTRİKSİYON TLC (lt) VC (lt) FRC (lt) RV (lt) FVC (lt) FEV1 (lt) FEV1/VC     N veya 

OBSTRÜKSİYON NORMAL RESTRİKSİYON

RESTRİKTİF VENTİLATUAR DEFEKT TLC’nin azalması ve FEV1/VC oranının normal olması ya da artması ile karakterizedir. Statik akciğer volümleri akciğer ekspansiyonunu kısıtlayan nöromüsküler hastalıklar, göğüs duvarı ve abdomene ait hastalıklar, plevrayı tutan hastalıklar, akciğerlerde interstisyel fibrozise neden oluan durumlar ve alveol ünitelerinde azalmaya neden olan akciğer rezeksiyonu, atelektazi ve skar dokusuna bağlı olarak azalır.

TLC’de AZALMA İNTRAPULMONER Pnömonektomi Kollaps Konsolidasyon Ödem Fibrozis EKSTRAPULMONER Plevra hastalıkları: Plörezi, pakiplörit, PNX Göğüs duvarı deformitesi: Kifoskolyoz, torakoplasti, ankilozan spondilit Solunum kas güçsüzlüğü Abdomende yer tutan olaylar Obezite

RV’de ARTMA İNTRAPULMONER Yaygın havayolu obstrüksiyonu Pulmoner vasküler konjesyon Mitral stenoz EKSTRAPULMONER Ekspiratuar kas güçsüzlüğü: Spinal hasar Myopatiler

PULMONER HİPERİNFLASYON Obstrüktif hastalıklarda FRC artar (statik hiperinflasyon). Hava akım kısıtlanması, elastik recoil kaybı, erken kapanma, rezistans artışı, ekspirasyon zamanında kısalma  Hiperinflasyon  FRC> Vr Hiperinflasyon  Solunum işi artar, inspiratuar kaslar mekanik dezavantaja karşı çalışır, gaz alışverişi, alveoler ventilasyon ve dolaşım mekaniği olumsuz etkilenir.

AKCİĞER VOLÜM DEĞİŞMELERİ FRC RV TLC Normal (genç) (yaşlı) Amfizem Erken İleri Fibrozis Sol.kas güçs . Obez 150 100 50 VOLÜM (%)