DİNAMİK VE STATİK AKCİĞER VOLÜMLERİ

Prof Dr Sevgi BARTU SARYAL

AÜTF Göğüs HastalıklarıAnabilim Dalı

AKCİĞER VOLÜMLERİ

STATİKZamanla ilişkilendirilmeden manevraların tamamlanması esasına dayanır

2

4

6

8

TLC IRV

FRC

ERV

RV

IC

TV

VC

0

DİNAMİKZorlu solunum (inspirasyon/ekspirasyonmanevraları 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 havayollarındabulunan hava volümü;

Akciğer parankimi ve çevreleyen organ vedokular, Yüzey gerilimi, Solunum kaslarının oluşturduğu güç, Akciğer refleksleri, Havayollarına ait özellikler

tarafından belirlenmektedir.ERJ 1993;6(suppl 16):5-40

A

B

C

D

Göğüs duvarıAkciğerGöğüs duvarı + akciğer

FRC

RV

TLC

0-20-40 20 40

50

25

100

75

VİT

AL

KA

PA

SİTE

(%)

TRANSMURAL BASINÇ (cmH2O)

AKCİĞER-GÖĞÜS DUVARI ELASTİK ÖZELLİKLERİ

VC

VT

IRV

IC

ERV

TLC

RV

FRC

AKCİĞER VOLÜMLERİ

ERV

VT

IRVIC

VC

VİTAL KAPASİTE (VC)Derin bir inspirasyondansonra yavaş ve derin solunumla atılan hava volümü.

SVC ve FVC arasındaki fark hava hapsini yansıtır.

TLC

FRC

RVİnspiratuarvital kapasite

Ekspiratuarvital kapasite

İki zamanlıvital kapasite

VT

VİTAL KAPASİTE ÖLÇÜMÜ

ERV

VT

IRVIC

VC

İNSPİRATUAR KAPASİTE (IC)

Normal ekspirasyonunbitiminden itibaren maksimum inspirasyonlaakciğerlere alınan hava volümü

Vital kapasitenin %75’ini oluşturur.Obstrüktif hastalıklarda pulmoner hiperinflasyon

için iyi bir göstergedir

Solunum kontrol merkezinin aktivitesi, göğüs duvarı ve akciğer mekanikleri ile belirlenir.

ERV

VT

IRVIC

VC

TİDAL VOLÜM (VT)

Her normal solukla alınan -verilen hava volümü.

İNSPİRATUAR REZERV VOLÜM (IRV)

Normal inspirasyondansonra derin inspirasyonlaalınan 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.

ERV

VT

IRVIC

VC

TLC inspiratuar kas gücü ve respiratuar sistemin elastik recoil gücü arasındaki statik dengeyle belirlenir.

VT

IRV

ERV

RV

TLC

IC

FRC

VC

TOTAL AKCİĞER KAPASİTESİ (TLC)Derin inspirasyonunbitiminde akciğerlerde bulunan hava volümü(TLC= FRC+IC)

RV sağlıklı genç bireylerde ekspiratuar kas gücü, içeri yönelik akciğer elastik recoil gücü ve dışarıyönelik göğüs duvarı elastik recoil gücü arasındaki statik etkileşimle belirlenir.

Bu düzeyde respiratuar sistemin elastik recoilgücünün büyük kısmı göğüs duvarına aittir.

VT

IRV

ERV

RV

TLC

IC

FRC

VC

REZİDÜEL VOLÜM (RV)

Derin ekspirasyondansonra akciğerlerde kalan hava volümü.(RV= FRC-

ERV)

DİNAMİK RV35yaş> 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 RVTLC ve RV farklı kas gruplarının farklıyapılara 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.

FRC düzeyinde akciğer ve göğüs duvarı elastik recoilbasınçları birbirine eşittir.

Bu düzeyde solunum kas aktivitesi yoktur.

VT

IRV

ERV

RV

TLC

IC

FRC

VC

FONKSİYONEL REZİDÜEL KAPASİTE (FRC)Normal ekspirasyonunbitiminde akciğerlerde bulunan hava volümüdür. Ekspirasyon sonu akciğer volümü (EELV) de denir.

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.

AÇIK DEVRE N2 WASHOUT

KAPALI DEVRE He DİLÜSYON

VÜCUT PLETİSMOGRAFI

VOLÜMLERİN ÖLÇÜMÜ

VOLÜMLERİN ÖLÇÜMÜAkciğer volümü terimi akciğerlerdebulunan ve vücut pletismografisi ya da gaz dilüsyon yöntemleriyle ölçülen gazvolümünü yansıtır.Akciğer grafisinden hesaplanan volümlerise toraks kafesinin sınırları içinde yeralan tüm dokuların hacmini kapsar. Bilgisayarlı tomografi kesitlerindenhesaplanan akciğer volümleri ise normal doku volümleri ve akciğerlerde bulunangaz volümünün yanı sıra patolojikdokuların volümlerini de kapsar.

HELYUM DİLÜSYON YÖNTEMİ

Konsantrasyonu ve volümübilinen 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

Normal tidal solunum sırasında He konsantrasyonu 15 saniyede bir kaydedilir.Test süresi 7-10 dakikadır, He dengelendiği zaman test sonlandırılır. 30 sn süreyle Hekonsantrasyonundaki değişme < % 0.02 olmasıdengelenme olarak kabul edilir.

Hasta 30-60 saniye solunum yaptıktan sonra normal tidal ekspirasyonun bitiminde test başlatılır:

Test sonlandırılmadan önce ERV ve inspiratuarvital 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 Hekonsantrasyonu (C2) spirometre ve akciğerlerde eşitlenene kadar solunum yapar.

Vx (FRC) formülden hesaplanır.

NİTROJEN WASHOUT YÖNTEMİ

Hastaya birkaç dakika % 100 O2solutularak atılan N2’nin analizöraracılığıyla ölçülüp test başlangıcındaki ve dışarı atılan N2 konsantrasyonlarının karşılaştırılmasıyla volümlerinhesaplanması esasına dayanır.N2 gazını toplama süresi yaklaşık 7 dakikadır.

TEKNİKHasta 30-60 sn tidal solunum yaptıktan sonra end-tidal volüm FRC düzeyinde sabitleniyorsa teste başlanarak % 100 O2 solutulur ve dışarıatılan 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, sonuçlarıarasında % 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 gazıvolümü bilinen ekshalasyon torbasında toplanır.

0.8 (Vx) = 0.035 (VB) formülünden FRC hesaplanır.

Restriktif hastalıklarda N2 atılımı hızlı, obstrüktifhastalıklarda yavaş olur.

Hiperkapnik KOAH’lı hastalarda uzun süreli % 100 O2 soluturken dikkatli olunmalıdır. Hipoventilasyon ve asidozis gelişebilir. Riskli grubu önceden belirlemek mümkün değildir.

VÜCUT PLETİSMOGRAFİSİAkciğer 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+ΔP1) . ( V1+ ΔV1)

VTG = Barometrik basınçAğız basıncı/Kabin basıncı

PLETİSMOGRAFİ ENDİKASYONLARIRestriktif hastalıkların tanısıAkciğer volümleri ölçülerek restriktif ve obstrüktif fonksiyonel bozukluğun ayırımıObstrüktif akciğer hastalıklarında görülebilen hava hapsinin (hava kisti, bül) değerlendirilmesiAkciğer volüm ölçümlerinin tekrarıgerektiğinde veya denek gaz dilüsyonyöntemlerine koopere olamıyorsa

VOLÜMLERİN ÖLÇÜMÜPletismografta torasik gaz volümü (VTG)

ölçülür.VTG: Belirli bir zaman ve seviyede toraksta

bulunan gaz volümüdür, havayolları ile bağlantılıolan 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 pletismografigaz dilüsyon yöntemine göre daha doğru sonuç verir.

TEST PROSEDÜRÜDenek pletismografa oturduktan sonra kapıkapatılır.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 (ΔVL)

arasındaki eğri gözlenir.4-5 kabul edilebilir eğri alınmalıdır.Normal solunuma geçilerek yavaş vital kapasite

manevrası yaptırılır.

PANTİNG MANEVRASI

Panting sırasında yüzeyel ve hep sabit hacimle soluk alıp vermelidir.

Birkaç normal soluktan sonra 2-3/saniye olacak şekilde panting yaptırılır.

Yanaklar ellerle desteklenmelidir!Yanaklar ellerle desteklenmelidir!

VTG MANEVRASI

EĞRİLERİN DÜZENLENMESİ

Teğet açısıortalama açının % 10’undan fazla olmamalı

KABUL EDİLEBİLİRLİK

Panting manevrası volüm ve hız bakımından doğru olmalıdır.Eğri kapalı olmalıdır, ekrandan taşmamalıdır.Ekrandan taşan eğri ⇒ ısı dengelenmesi yetersiz, panting hacmi fazlaEn az 3 tekniği düzgün trase alınmalıdır.Sonuçların ortalaması verilmelidir.Maksimum 10 test yapılmalıdır.

PLETİSMOGRAFİNİN AVANTAJLARI

Toraks içinde bulunan tüm hacmi ölçtüğüiçin gaz dilüsyon yöntemlerine göre daha doğru sonuç verir.Gaz dilüsyon yöntemlerine göre volümlerdaha kısa sürede ölçülür.Testlerin tekrarlanması gaz dilüsyonyöntemlerine göre daha kolaydır.

PLETİSMOGRAFİNİN DEZAVANTAJLARI

Büyük, yer kaplarPahalıDaha kompleks bir yöntemKlostrofobik 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 veyasiyah 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 ekspansiyonunukısıtlayan nöromüsküler hastalıklar, göğüs duvarı ve abdomene ait hastalıklar, plevrayıtutan hastalıklar, akciğerlerde interstisyelfibrozise neden oluan durumlar ve alveolünitelerinde azalmaya neden olan akciğer rezeksiyonu, atelektazi ve skar dokusuna bağlıolarak azalır.

TLC’de AZALMAİNTRAPULMONER

PnömonektomiKollapsKonsolidasyonÖdemFibrozis

EKSTRAPULMONERPlevra hastalıkları: Plörezi, pakiplörit, PNXGöğüs duvarı deformitesi: Kifoskolyoz, torakoplasti, ankilozan spondilitSolunum kas güçsüzlüğüAbdomende yer tutan olaylarObezite

RV’de ARTMAİNTRAPULMONER

Yaygın havayolu obstrüksiyonuPulmoner vasküler konjesyonMitral stenoz

EKSTRAPULMONEREkspiratuar kas güçsüzlüğü: Spinal hasar

Myopatiler

PULMONER HİPERİNFLASYONObstrüktif hastalıklarda FRC artar (statik hiperinflasyon). Hava akım kısıtlanması, elastik recoilkaybı, erken kapanma, rezistans artışı, ekspirasyon zamanında kısalma ⇒Hiperinflasyon ⇒ FRC> VrHiperinflasyon ⇒ Solunum işi artar, inspiratuar kaslar mekanik dezavantaja karşı çalışır, gaz alışverişi, alveolerventilasyon ve dolaşım mekaniği olumsuz etkilenir.

AKCİĞER VOLÜM DEĞİŞMELERİ

FRC

RV

TLC

Normal(genç)

Normal(yaşlı)

AmfizemErken İleri

Fibrozis Sol.kas güçs.

Obez.

150

100

50

0

VO

LÜM

(%)