A légzési elégtelenség diagnózisa

Számos modern kutatási módszert alkalmaznak a légzési elégtelenség diagnosztizálására, amelyek lehetővé teszik a légzési elégtelenség lefolyásának konkrét okairól, mechanizmusairól és súlyosságáról, a belső szervek egyidejű funkcionális és szerves változásairól, a hemodinamika állapotáról, a sav-bázis egyensúlyról stb. Ebből a célból meghatározzák a külső légzés funkcióját, a vérgáz összetételét, a légzési és perc lélegeztetési térfogatot, a hemoglobin és a hematokrit szintjét, a vér oxigénszaturációját, az artériás és a centrális vénás nyomást, a pulzusszámot, az EKG-t, szükség esetén a pulmonális artériás éknyomást (PAWP), echokardiográfiát stb. (AP Zilber).

A külső légzésfunkció értékelése

A légzési elégtelenség diagnosztizálásának legfontosabb módszere a külső légzés (FVD) funkciójának felmérése, amelynek fő feladatai a következőképpen fogalmazhatók meg:

1. Légzésfunkciós zavarok diagnosztizálása és a légzési elégtelenség súlyosságának objektív értékelése.
2. A pulmonális ventiláció obstruktív és restriktív rendellenességeinek differenciáldiagnosztikája.
3. A légzési elégtelenség patogenetikai terápiájának indoklása.
4. A kezelés hatékonyságának értékelése.

Ezeket a feladatokat számos műszeres és laboratóriumi módszerrel oldják meg: pirometria, spirográfia, pneumotachometria, a tüdő diffúziós kapacitásának vizsgálata, a szellőzés-perfúziós kapcsolatok megsértése stb. A vizsgálatok körét számos tényező határozza meg, beleértve a beteg állapotának súlyosságát és az FVD teljes és átfogó vizsgálatának lehetőségét (és megfelelőségét!).

A külső légzés funkciójának vizsgálatára legelterjedtebb módszerek a spirometria és a spirográfia. A spirometria nemcsak mérést, hanem a főbb ventilációs mutatók grafikus rögzítését is lehetővé teszi nyugodt és formált légzés, fizikai aktivitás és farmakológiai vizsgálatok során. Az elmúlt években a számítógépes spirográfiai rendszerek használata jelentősen leegyszerűsítette és felgyorsította a vizsgálatot, és ami a legfontosabb, lehetővé tette a belégzési és kilégzési légáramlások térfogati sebességének mérését a tüdőtérfogat függvényében, azaz az áramlás-térfogat hurok elemzését. Ilyen számítógépes rendszerek például a Fukuda (Japán) és az Erich Eger (Németország) spirográfjai stb.

Kutatási módszer. A legegyszerűbb spirográf egy levegővel töltött csúszóhengerből áll, amelyet egy víztartályba merítenek, és egy rögzítőeszközhöz csatlakoztatnak (például egy bizonyos sebességgel forgó kalibrált dobhoz, amelyen a spirográf adatait rögzítik). Az ülő helyzetben lévő beteg egy, a hengerhez csatlakoztatott csövön keresztül levegőt vesz. A tüdőtérfogat változásait légzés közben a forgó dobhoz csatlakoztatott henger térfogatának változásai rögzítik. A vizsgálatot általában két módon végzik:

• Bazális anyagcsere esetén - kora reggeli órákban, éhgyomorra, 1 órás pihenés után fekvő helyzetben; a gyógyszereket 12-24 órával a vizsgálat előtt abba kell hagyni.
• Relatív pihenés esetén - reggel vagy délután, éhgyomorra, vagy legkorábban 2 órával egy könnyű reggeli után; a vizsgálat előtt 15 perces pihenő szükséges ülő helyzetben.

A vizsgálatot egy különálló, gyengén megvilágított, 18-24 °C-os levegőhőmérsékletű helyiségben végzik, miután a beteget megismerték az eljárással. A vizsgálat elvégzése során fontos a beteggel való teljes kapcsolat kialakítása, mivel az eljárással kapcsolatos negatív hozzáállása és a szükséges készségek hiánya jelentősen megváltoztathatja az eredményeket, és a kapott adatok nem megfelelő értékeléséhez vezethet.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]

A tüdőventiláció főbb mutatói

A klasszikus spirográfia lehetővé teszi a következők meghatározását:

1. a legtöbb tüdőtérfogat és -kapacitás mérete,
2. a tüdőventiláció főbb mutatói,
3. A szervezet oxigénfogyasztása és a szellőzés hatékonysága.

Négyféle elsődleges tüdőtérfogat és négyféle kapacitás létezik. Ez utóbbiak két vagy több elsődleges térfogatot foglalnak magukban.

Tüdőtérfogatok

1. A légzési térfogat (TV) a belélegzett és kilélegzett gáz térfogata csendes légzés során.
2. A belégzési tartalék térfogat ( _IRV ) az a maximális gáztérfogat, amelyet nyugodt belégzés után további inhalációval lehet belélegezni.
3. _{A kilégzési} tartalék térfogat (ERV) az a maximális gáztérfogat, amelyet nyugodt kilégzés után további módon ki lehet lehelni.
4. A tüdő maradék térfogata (RV) a maximális kilégzés után a tüdőben maradó levegő térfogata.

Tüdőkapacitás

1. _{A vitálkapacitás (VC) a VL, RO in} és RO _exp összege, azaz a maximális mély belégzés után kilélegzhető gázmennyiség.
2. A belégzési kapacitás (IC) a DI és a PO összege _, azaz a nyugodt kilégzés után belélegezhető maximális gáztérfogat. Ez a kapacitás a tüdőszövet nyúlási képességét jellemzi.
3. _{A funkcionális reziduális kapacitás (FRC) az FRC és a PO exp} összege, azaz a tüdőben nyugodt kilégzés után maradó gáz térfogata.
4. A teljes tüdőkapacitás (TLC) a tüdőben lévő gáz teljes mennyisége a maximális belégzés után.

A klinikai gyakorlatban széles körben alkalmazott hagyományos spirográfok mindössze 5 tüdőtérfogat és -kapacitás meghatározását teszik lehetővé: RV, RO _in, RO exp, _VC, EVP (vagy VT, IRV, ERV, VC és VC). A tüdőventiláció legfontosabb mutatójának - a funkcionális reziduális kapacitásnak (FRC) - megtalálásához, valamint a tüdő reziduális térfogatának (RV) és a teljes tüdőkapacitásnak (TLC) kiszámításához speciális technikákat kell alkalmazni, különösen a héliumhígítás, a nitrogénes kimosás vagy az egész testes pletizmográfia módszereit (lásd alább).

A hagyományos spirográfiai módszer fő mutatója a tüdő vitálkapacitása (VC). A VC méréséhez a beteg egy nyugodt légzés (CB) után először maximális lélegzetet vesz, majd esetleg teljes kilégzést. Ebben az esetben nemcsak a VC integrális értékét, hanem a belégzési és kilégzési vitálkapacitást (VCin, VCex), azaz a be- vagy kilélegzhető maximális levegőmennyiséget is célszerű értékelni.

A hagyományos spirográfiában alkalmazott második kötelező technika a tüdő erőltetett (kilégzési) létfontosságú kapacitásának (FVC vagy erőltetett kilégzési létfontosságú kapacitás) meghatározására szolgáló teszt, amely lehetővé teszi a pulmonális szellőzés legmeghatározóbb (formatív sebességmutatóinak) meghatározását erőltetett kilégzés során, különösen az intrapulmonális légutak elzáródásának mértékét jellemezve. A VC meghatározására szolgáló teszthez hasonlóan a beteg a lehető legmélyebb lélegzetet veszi, majd a VC meghatározásával ellentétben a lehető legnagyobb sebességgel kilégzi a levegőt (erőltetett kilégzés). Ebben az esetben egy fokozatosan ellaposodó spontán görbét rögzítenek. A kilégzési manőver spirogramjának értékelésekor több mutatót is kiszámítanak:

1. Az erőltetett kilégzési térfogat 1 másodperc elteltével (FEV1) a tüdőből a kilégzés első másodpercében kilökött levegő mennyisége. Ez a mutató mind a légutak elzáródása (a megnövekedett hörgőellenállás miatt), mind a restriktív rendellenességek (a tüdő összes térfogatának csökkenése miatt) esetén csökken.
2. A Tiffno-index (FEV1/FVC, %) az első másodpercben mért erőltetett kilégzési térfogat (FEV1) és a tüdő erőltetett vitálkapacitásának (FVC) aránya. Ez a kényszerített kilégzéssel végzett kilégzési manőver fő mutatója. Jelentősen csökken bronchoobstruktív szindrómában, mivel a hörgőelzáródás okozta kilégzési lassulás az 1 másodperc alatt mért erőltetett kilégzési térfogat (FEV1) csökkenésével jár az FVC teljes értékének hiányában vagy jelentéktelen csökkenésében. Restriktív rendellenességek esetén a Tiffno-index gyakorlatilag változatlan marad, mivel az FEV1 és az FVC szinte egyenlő mértékben csökken.
3. Maximális kilégzési áramlás a kényszerített vitálkapacitás 25%-ánál, 50%-ánál és 75%-ánál (MEF25, MEF50, MEF75 vagy MEF25, MEF50, MEF75). Ezeket az értékeket úgy számítjuk ki, hogy a megfelelő erőltetett kilégzési térfogatokat (literben) (a teljes FVC 25%-ánál, 50%-ánál és 75%-ánál) elosztjuk azzal az idővel (másodpercben, amely alatt ezek a térfogatok elérhetők az erőltetett kilégzés során.
4. Az átlagos kilégzési áramlási sebesség az FVC 25~75%-ának megfelelő szinten van (AEF25-75). Ez a mutató kevésbé függ a beteg akaratlagos erőfeszítésétől, és objektívebben tükrözi a hörgők átjárhatóságát.
5. A csúcskilégzési áramlás ( _PEF ) az erőltetett kilégzés maximális térfogatárama.

A spirográfiai vizsgálat eredményei alapján a következőket is kiszámítják:

1. a légzésmozgások száma csendes légzés közben (RR vagy BF - légzési frekvencia) és
2. A percenkénti légzéstérfogat (MV) a tüdő teljes ventilációjának mennyisége percenként nyugodt légzés közben.

[ 6 ], [ 7 ]

Az áramlás-térfogat összefüggés vizsgálata

Számítógépes spirográfia

A modern számítógépes spirográfiai rendszerek nemcsak a fenti spirográfiai indexek, hanem az áramlás-térfogat arány, azaz a belégzés és kilégzés során a térfogati légáramlási sebesség tüdőtérfogat értékétől való függésének automatikus elemzését is lehetővé teszik. Az áramlás-térfogat hurok belégzési és kilégzési részeinek automatikus számítógépes elemzése a legígéretesebb módszer a pulmonális ventiláció zavarainak kvantitatív értékelésére. Bár maga az áramlás-térfogat hurok alapvetően ugyanazokat az információkat tartalmazza, mint egy egyszerű spirogram, a térfogati légáramlási sebesség és a tüdőtérfogat közötti kapcsolat egyértelműsége lehetővé teszi mind a felső, mind az alsó légutak funkcionális jellemzőinek részletesebb vizsgálatát.

Minden modern spirográfiai számítógépes rendszer fő eleme egy pneumotachográfiai érzékelő, amely rögzíti a légáramlás térfogati sebességét. Az érzékelő egy széles cső, amelyen keresztül a beteg szabadon lélegzik. Ugyanakkor a cső eleje és vége közötti kis, korábban ismert aerodinamikai ellenállása eredményeként egy bizonyos nyomáskülönbség jön létre, amely egyenesen arányos a légáramlás térfogati sebességével. Ily módon rögzíthető a légáramlás térfogati sebességének változása belégzés és kilégzés során - egy pneumotachogram.

Ennek a jelnek az automatikus integrálása lehetővé teszi a hagyományos spirográfiai indexek - literben megadott tüdőtérfogat-értékek - megszerzését is. Így minden időpillanatban a számítógép memóriaeszköze egyidejűleg fogadja az adott pillanatban mért térfogati légáramlási sebességre és tüdőtérfogatra vonatkozó információkat. Ez lehetővé teszi az áramlás-térfogat görbe ábrázolását a monitor képernyőjén. Ennek a módszernek az egyik jelentős előnye, hogy a készülék nyitott rendszerben működik, azaz a vizsgálati alany egy nyitott áramkörű csövön keresztül lélegzik, anélkül, hogy további légzési ellenállást tapasztalna, mint a hagyományos spirográfia esetében.

A légzési manőverek végrehajtásának eljárása az áramlás-térfogat görbe rögzítésekor egy szokásos ko-rutin rögzítéséhez hasonlít. Egy összetett légzési időszak után a beteg maximálisan belélegzik, aminek eredményeként az áramlás-térfogat görbe belégzési részét rögzítik. A "3" pontban lévő tüdőtérfogat megfelel a teljes tüdőkapacitásnak (TLC). Ezt követően a beteg erőteljesen kilélegzik, és az áramlás-térfogat görbe kilégzési részét ("3-4-5-1" görbe) rögzítik a monitor képernyőjén. Az erőltetett kilégzés kezdetén ("3-4") a térfogati légáramlási sebesség gyorsan növekszik, elérve a csúcsot (kilégzési csúcsáramlási sebesség - _PEF ), majd lineárisan csökken az erőltetett kilégzés végéig, amikor az erőltetett kilégzési görbe visszatér az eredeti helyzetébe.

Egészséges egyénnél az áramlás-térfogat görbe belégzési és kilégzési szakaszának alakja jelentősen eltér egymástól: belégzéskor a maximális térfogatáram a vitálkapacitás (MIF50) körülbelül 50%-ánál érhető el, míg erőltetett kilégzés során a kilégzési csúcsáramlás (PEF) nagyon korán jelentkezik. A maximális belégzési áramlás (MIF50) körülbelül 1,5-szer nagyobb, mint a középső vitálkapacitásnál (Vmax50%) mért maximális kilégzési áramlás.

A leírt áramlás-térfogat görbe regisztrációs tesztet többször elvégzik, amíg az eredmények egybe nem esnek. A legtöbb modern eszközben az anyag további feldolgozásához legjobb görbe összegyűjtésének eljárása automatikusan történik. Az áramlás-térfogat görbét számos tüdőventilációs indexszel együtt kinyomtatja a rendszer.

A pneumotochográfiai érzékelő rögzíti a térfogati légáramlási sebesség görbéjét. A görbe automatikus integrálása lehetővé teszi a légzési térfogatok görbéjének megszerzését.

[ 8 ], [ 9 ], [ 10 ]

A kutatási eredmények értékelése

A legtöbb tüdőtérfogat és -kapacitás, mind az egészséges betegeknél, mind a tüdőbetegségben szenvedőknél, számos tényezőtől függ, beleértve az életkort, a nemet, a mellkas méretét, a testhelyzetet, az edzettségi szintet stb. Például az egészséges embereknél a vitálkapacitás (VC) az életkorral csökken, míg a reziduális térfogat (RV) növekszik, és a teljes tüdőkapacitás (TLC) gyakorlatilag változatlan marad. A VC arányos a mellkas méretével és ennek megfelelően a beteg magasságával. Nőknél a VC átlagosan 25%-kal alacsonyabb, mint a férfiaknál.

Ezért gyakorlati szempontból nem praktikus a spirográfiai vizsgálat során kapott tüdőtérfogatok és -kapacitások értékeit egységes „standardokkal” összehasonlítani, amelyek értékeinek ingadozása a fentiek és egyéb tényezők hatása miatt meglehetősen jelentős (például a vitálkapacitás normális esetben 3-6 liter között ingadozhat).

A vizsgálat során kapott spirográfiai mutatók értékelésének legmegfelelőbb módja az úgynevezett normál értékekkel való összehasonlítás, amelyeket egészséges emberek nagy csoportjainak vizsgálata során kaptunk, figyelembe véve életkorukat, nemüket és magasságukat.

A lélegeztetési paraméterek előírt értékeit speciális képletek vagy táblázatok határozzák meg. A modern számítógépes spirográfokban ezeket automatikusan számítják ki. Minden paraméterhez a normál értékhatárokat a számított előírt értékhez viszonyított százalékban adják meg. Például a VC vagy az FVC csökkentettnek tekinthető, ha tényleges értékük kevesebb, mint a számított előírt érték 85%-a. Az FEV1 csökkenését akkor jegyezzük fel, ha a paraméter tényleges értéke kevesebb, mint a szükséges érték 75%-a, az FEV1/FVC csökkenését pedig akkor, ha a tényleges érték kevesebb, mint a szükséges érték 65%-a.

A fő spirográfiai mutatók normálértékeinek határértékei (a számított várható érték százalékában).

Indikátorok	Norma	Feltételes norma	Eltérések
			Mérsékelt	Jelentős	Éles
SÁRGA	>90	85-89	70-84	50-69	<50
FEV1	>85	75-84	55-74	35-54	<35
FEV1/FVC	>70	65-69	55-64	40-54	<40
OOL	90-125	126-140	141-175	176-225	>225
		85-89	70-84	50-69	<50
Foglalkozási expozíciós határérték	90-110	110-115	116-125	126-140	> 140
		85-89	75-84	60-74	<60
OEL/OEL	<105	105-108	109-115	116-125	> 125

Ezenkívül a spirográfia eredményeinek értékelésekor figyelembe kell venni néhány további körülményt, amelyek között a vizsgálatot végezték: a környező levegő légköri nyomását, hőmérsékletét és páratartalmát. Valójában a beteg által kilélegzett levegő térfogata általában valamivel kisebb, mint amennyit ugyanaz a levegő a tüdőben töltött, mivel hőmérséklete és páratartalma általában magasabb, mint a környező levegőé. A vizsgálat körülményeivel összefüggő mért értékek eltéréseinek kizárása érdekében az összes tüdőtérfogatot, mind a várható (számított), mind a tényleges (egy adott betegnél mért) értékeket 37°C testhőmérsékleten és teljes vízgőzzel való telítettség melletti értékekre (BTPS rendszer - Body Temperature, Pressure, Saturated) adják meg. A modern számítógépes spirográfokban a tüdőtérfogatok ilyen korrekciója és újraszámítása a BTPS rendszerben automatikusan történik.

Az eredmények értelmezése

Egy gyakorló orvosnak jól kell ismernie a spirográfiai kutatási módszer valódi lehetőségeit, amelyeket általában korlátoz a reziduális tüdőtérfogat (RLV), a funkcionális reziduális kapacitás (FRC) és a teljes tüdőkapacitás (TLC) értékeire vonatkozó információk hiánya, ami nem teszi lehetővé a TLC szerkezetének teljes elemzését. Ugyanakkor a spirográfia lehetővé teszi a külső légzés állapotának általános képének kialakítását, különösen:

1. a tüdő létfontosságú kapacitásának csökkenésének azonosítása (VC);
2. a tracheobronchiális átjárhatóság megsértésének azonosítása, valamint az áramlási térfogat hurok modern számítógépes elemzésének alkalmazása - az obstruktív szindróma kialakulásának legkorábbi szakaszában;
3. a pulmonális szellőzés korlátozó rendellenességeinek azonosítására olyan esetekben, amikor azokat nem kombinálják a hörgők átjárhatóságának károsodása.

A modern számítógépes spirográfia lehetővé teszi a bronchoobstruktív szindróma jelenlétéről szóló megbízható és teljes körű információk megszerzését. A restriktív ventilációs zavarok spirográfiai módszerrel (gázanalitikai módszerek alkalmazása nélkül az OEL szerkezetének felmérésére) többé-kevésbé megbízható kimutatása csak viszonylag egyszerű, klasszikus, a tüdő compliance károsodásának eseteiben lehetséges, amikor ezek nem társulnak a hörgők átjárhatóságának károsodásával.

[ 11 ], [ 12 ], [ 13 ], [ 14 ], [ 15 ]

Obstruktív szindróma diagnózisa

Az obstruktív szindróma fő spirográfiai jele a megnövekedett légúti ellenállás miatti erőltetett kilégzés lassulása. Klasszikus spirogram felvételekor az erőltetett kilégzési görbe megnyúlik, és az olyan mutatók, mint az FEV1 és a Tiffno-index (FEV1/FVC), csökkennek. A VC vagy nem változik, vagy kismértékben csökken.

A hörgőelzáródásos szindróma megbízhatóbb jele a Tiffeneau-index (FEV1/FVC) csökkenése, mivel az FEV1 abszolút értéke nemcsak hörgőelzáródás esetén, hanem restriktív rendellenességek esetén is csökkenhet a tüdő összes térfogatának és kapacitásának, beleértve az FEV1-et és az FVC-t is, arányos csökkenése miatt.

Az obstruktív szindróma kialakulásának korai szakaszában az átlagos térfogati sebesség számított mutatója az FVC 25-75%-ára csökken (SOC25-75%) - az O" a legérzékenyebb spirográfiai mutató, amely a légúti ellenállás növekedését jelzi mások előtt. Kiszámításához azonban az FVC-görbe leszálló térdének meglehetősen pontos kézi mérésére van szükség, ami nem mindig lehetséges egy klasszikus spirogram segítségével.

Pontosabb és megbízhatóbb adatokat lehet nyerni az áramlás-térfogat hurok modern számítógépes spirográfiai rendszerekkel történő elemzésével. Az obstruktív rendellenességeket az áramlás-térfogat hurok túlnyomórészt kilégző részének változásai kísérik. Míg a legtöbb egészséges embernél a hurok ezen része egy háromszögre hasonlít, ahol a térfogati légáramlási sebesség szinte lineárisan csökken kilégzéskor, addig a hörgők átjárhatósági zavaraiban szenvedő betegeknél a hurok kilégző részének sajátos "megereszkedése" és a térfogati légáramlási sebesség csökkenése figyelhető meg a tüdőtérfogat minden értékénél. Gyakran a tüdőtérfogat növekedése miatt a hurok kilégző része balra tolódik.

A következő spirográfiai paraméterek csökkennek: FEV1, FEV1/FVC, kilégzési csúcsáramlási sebesség (PEF ₎, MEF25% (MEF25), MEF50% (MEF50), MEF75% (MEF75) és FEF25-75%.

A tüdő vitálkapacitása (VC) változatlan maradhat vagy csökkenhet akkor is, ha nincsenek egyidejűleg restriktív rendellenességek. Fontos a kilégzési tartaléktérfogat (ERV ₎ értékének felmérése is, amely obstruktív szindrómában természetes módon csökken, különösen a hörgők korai kilégzési záródása (összeomlása) esetén.

Egyes kutatók szerint az áramlási-térfogat hurok kilégzési szakaszának kvantitatív elemzése lehetővé teszi, hogy képet kapjunk a nagy vagy kis hörgők domináns szűkületéről. Úgy vélik, hogy a nagy hörgők elzáródását a kényszerített kilégzés térfogatáramának csökkenése jellemzi, főként a hurok kezdeti szakaszában, aminek következtében olyan mutatók, mint a csúcs térfogatáram (PVF) és a maximális térfogatáram az FVC 25%-ánál (MEF25), meredeken csökkennek. Ugyanakkor a levegő térfogatárama a kilégzés közepén és végén (MEF50% és MEF75%) is csökken, de kisebb mértékben, mint a MEF _exp és a MEF25%. Ezzel szemben a kis hörgők elzáródása esetén a MEF50% és a MEF75% túlnyomórészt csökken, míg a MEF _exp normális vagy enyhén csökkent, a MEF25% pedig mérsékelten csökkent.

Azonban hangsúlyozni kell, hogy ezek a rendelkezések jelenleg meglehetősen ellentmondásosnak tűnnek, és nem javasolhatók széles körű klinikai gyakorlatban való alkalmazásra. Mindenesetre több okunk van azt feltételezni, hogy a térfogati légáramlási sebesség csökkenésének egyenetlensége az erőltetett kilégzés során inkább a hörgőelzáródás mértékét tükrözi, mint annak lokalizációját. A hörgőszűkület korai szakaszát a kilégzési légáramlás lassulása kíséri a kilégzés végén és közepén (a MEF50%, MEF75%, SEF25-75% csökkenése a MEF25%, FEV1/FVC és PEF értékek kismértékben változódásával), míg súlyos hörgőelzáródás esetén az összes sebességindex viszonylag arányos csökkenése figyelhető meg, beleértve a Tiffeneau-indexet (FEV1/FVC), a PEF-et és a MEF25%-ot is.

Érdekes a felső légutak (gége, légcső) elzáródásának diagnosztikája számítógépes spirográfok segítségével. Az ilyen elzáródásoknak három típusa van:

1. fix akadály;
2. változó extrathoracalis elzáródás;
3. változó intrathoracalis elzáródás.

A felső légutak fix elzáródására példa a tracheostomia szűkülete. Ilyen esetekben a légzés egy merev, viszonylag keskeny csövön keresztül történik, amelynek lumenje belégzés és kilégzés közben sem változik. Egy ilyen fix elzáródás korlátozza a légáramlást mind belégzés, mind kilégzés közben. Ezért a görbe kilégzési szakasza alakjában hasonlít a belégzésihez; a belégzés és kilégzés térfogati sebessége jelentősen csökken, és majdnem megegyezik egymással.

A klinikán azonban gyakran találkozunk a felső légutak változó elzáródásának két változatával, amikor a gége vagy a légcső lumenje belégzés vagy kilégzés közben megváltozik, ami a belégzési, illetve kilégzési légáramlás szelektív korlátozásához vezet.

Változó extrathoracalis elzáródás figyelhető meg különböző típusú gégeszűkületek (hangszalag-ödéma, daganat stb.) esetén. Mint ismert, légzésmozgások során az extrathoracalis légutak lumenje, különösen a beszűkülteké, az intratracheális és a légköri nyomás arányától függ. Belégzéskor a légcsőben lévő nyomás (valamint az intraalveoláris és intrapleurális nyomás) negatívvá válik, azaz alacsonyabb lesz a légköri nyomásnál. Ez hozzájárul az extrathoracalis légutak lumenének szűküléséhez és a belégzési légáramlás jelentős korlátozásához, valamint az áramlási-térfogat hurok belégzési részének csökkenéséhez (ellaposodásához). Erőltetett kilégzéskor az intratracheális nyomás jelentősen magasabb lesz a légköri nyomásnál, aminek következtében a légutak átmérője megközelíti a normális értéket, az áramlási-térfogat hurok kilégzési része pedig alig változik. A felső légutak változó intrathoracalis elzáródása figyelhető meg trachea-daganatok és a légcső hártyás részének diszkinéziája esetén. A mellkasi légutak pitvarának átmérőjét nagymértékben az intratracheális és intrapleurális nyomás aránya határozza meg. Erőltetett kilégzés során, amikor az intrapleurális nyomás jelentősen megnő, meghaladva a légcsőben lévő nyomást, az intrathoracalis légutak beszűkülnek és elzáródása alakul ki. Belégzéskor a légcsőben lévő nyomás kissé meghaladja a negatív intrapleurális nyomást, és a légcső szűkületének mértéke csökken.

Így a felső légutak változó intrathoracalis elzáródása esetén a kilégzés során a légáramlás szelektíven korlátozott, és a hurok belégző része ellaposodik. Belégző része szinte változatlan marad.

A felső légutak változó extrathoracikus elzáródása esetén a térfogati légáramlás szelektív korlátozása főként belégzéskor, intrathoracikus elzáródás esetén pedig kilégzéskor figyelhető meg.

Azt is meg kell jegyezni, hogy a klinikai gyakorlatban meglehetősen ritkán fordul elő, hogy a felső légutak lumenének szűkületét csak a belégzési vagy csak a kilégzési hurok szakaszának ellaposodása kíséri. Általában a légáramlás korlátozottsága a légzés mindkét fázisában megfigyelhető, bár az egyik fázisban ez a folyamat sokkal kifejezettebb.

[ 16 ], [ 17 ], [ 18 ], [ 19 ], [ 20 ], [ 21 ]

A restriktív rendellenességek diagnózisa

A tüdőventiláció restriktív rendellenességeit a tüdő levegővel való feltöltődésének korlátozása kíséri a tüdő légzőfelületének csökkenése, a tüdő egy részének kizárása a légzésből, a tüdő és a mellkas rugalmas tulajdonságainak csökkenése, valamint a tüdőszövet nyúlási képességének csökkenése miatt (gyulladásos vagy hemodinamikai tüdőödéma, masszív tüdőgyulladás, pneumokoniózis, pneumoszklerózis stb.). Ugyanakkor, ha a restriktív rendellenességeket nem kombinálják a fent leírt hörgőáteresztő képesség rendellenességeivel, a légutak ellenállása általában nem növekszik.

A klasszikus spirográfia által kimutatott restriktív ventilációs zavarok fő következménye a legtöbb tüdőtérfogat és -kapacitás szinte arányos csökkenése: RV, VC, ROin _, ROexp _, FEV1, FEV1 stb. Fontos, hogy az obstruktív szindrómával ellentétben az FEV1 csökkenését nem kíséri az FEV1/FVC arány csökkenése. Ez a mutató a normál tartományon belül marad, vagy akár kismértékben is emelkedik a VC jelentősebb csökkenése miatt.

A számítógépes spirográfiában az áramlás-térfogat görbe a normál görbe kicsinyített másolata, amely a tüdőtérfogat általános csökkenése miatt jobbra eltolódott. A kilégzési áramlás FEV1 csúcstérfogat-sebessége (PVR) csökken, bár az FEV1/FVC arány normális vagy megnövekedett. A tüdő korlátozott tágulása és ennek megfelelően rugalmas trakciójának csökkenése miatt az áramlási mutatók (pl. PVR25-75%, MVR50%, MVR75%) bizonyos esetekben légúti elzáródás hiányában is csökkenhetnek.

A restriktív ventilációs zavarok legfontosabb diagnosztikai kritériumai, amelyek lehetővé teszik azok megbízható megkülönböztetését az obstruktív zavaroktól, a következők:

1. a spirográfiával mért tüdőtérfogatok és -kapacitások, valamint az áramlási mutatók szinte arányos csökkenése, és ennek megfelelően az áramlási térfogat hurok görbe normális vagy kissé megváltozott alakja, jobbra eltolódva;
2. a Tiffeneau-index (FEV1/FVC) normális vagy akár emelkedett értéke;
3. A belégzési tartalék térfogat (IRV ₎ csökkenése majdnem arányos a kilégzési tartalék térfogattal (ERV ₎.

Ismételten hangsúlyozni kell, hogy még a „tiszta” restriktív ventilációs zavarok diagnosztizálásakor sem lehet kizárólag a VCF csökkenésére hagyatkozni, mivel súlyos obstruktív szindrómában ez a mutató is jelentősen csökkenhet. Megbízhatóbb differenciáldiagnosztikai jelek az áramlás-térfogat görbe kilégzési szakaszának alakjában bekövetkező változások hiánya (különösen a FEV1/FVC normális vagy emelkedett értékei), valamint a PO _in és PO _out arányos csökkenése.

[ 22 ], [ 23 ], [ 24 ]

A teljes tüdőkapacitás (TLC) szerkezetének meghatározása

Amint azt fentebb említettük, a klasszikus spirográfia módszerei, valamint az áramlás-térfogat görbe számítógépes feldolgozása lehetővé teszi számunkra, hogy képet kapjunk a nyolc tüdőtérfogat és -kapacitás (VO₂, ROin, ROout, VC, Evd, illetve VT, IRV, ERV, VC és 1C) közül mindössze öt változásáról, ami lehetővé teszi elsősorban a tüdőventiláció obstruktív zavarainak mértékének felmérését. A restriktív zavarok csak akkor diagnosztizálhatók megbízhatóan, ha nem társulnak a hörgők átjárhatóságának zavarával, azaz kevert tüdőventilációs zavarok hiányában. Mindazonáltal az orvosi gyakorlatban az ilyen kevert zavarokkal találkozunk leggyakrabban (például krónikus obstruktív hörghurut vagy emfizémával és pneumoszklerózissal szövődött hörgőasztma esetén stb.). Ezekben az esetekben a tüdőventiláció zavarainak mechanizmusai csak az OEL szerkezetének elemzésével azonosíthatók.

A probléma megoldásához további módszereket kell alkalmazni a funkcionális reziduális kapacitás (FRC) meghatározására, valamint a reziduális tüdőtérfogat (RV) és a teljes tüdőkapacitás (TLC) kiszámítására. Mivel az FRC a maximális kilégzés után a tüdőben maradó levegő mennyisége, ezt csak közvetett módszerekkel (gázanalízis vagy teljes test pletizmográfia) mérik.

A gázanalitikai módszerek elve az, hogy vagy inert héliumgázt juttatnak a tüdőbe (hígítási módszer), vagy az alveoláris levegőben található nitrogént kimossák, így a beteg tiszta oxigént kénytelen belélegezni. Mindkét esetben az FRC-t a gáz végső koncentrációja alapján számítják ki (RF Schmidt, G. Thews).

Héliumhígítási módszer. A héliumról ismert, hogy inert és ártalmatlan gáz a szervezet számára, amely gyakorlatilag nem jut át az alveoláris-kapilláris membránon, és nem vesz részt a gázcserében.

A hígítási módszer a héliumkoncentráció mérésén alapul egy zárt spirométer tartályban, a gáz tüdőtérfogattal való összekeverése előtt és után. Egy ismert térfogatú (Vsp ₎ zárt spirométert oxigénből és héliumból álló gázkeverékkel töltenek meg. A hélium által elfoglalt térfogat (Vsp ₎ és kezdeti koncentrációja (FHe1) is ismert. Nyugodt kilégzés után a beteg elkezd lélegezni a spirométerből, és a hélium egyenletesen oszlik el a tüdőtérfogat (FRC) és a spirométer térfogata (Vsp ₎ között. Néhány perc elteltével a héliumkoncentráció az általános rendszerben ("spirométer-tüdő") csökken (FHe2 ₎.

Nitrogénes kimosási módszer. Ennél a módszernél a spirométert oxigénnel töltik fel. A beteg néhány percig lélegzik a spirométer zárt körébe, és megmérik a kilélegzett levegő (gáz) térfogatát, a tüdő kezdeti nitrogéntartalmát és a spirométerben lévő végső nitrogéntartalmát. Az FRC-t a héliumhígítási módszerhez hasonló egyenlettel számítják ki.

A fenti két FRC (fluoreszcencia rezonancia index) meghatározási módszer pontossága a tüdőben lévő gázkeveredés teljességétől függ, ami egészséges embereknél néhány percen belül megtörténik. Azonban egyes, a légzés kifejezett egyenetlenségével járó betegségekben (például obstruktív tüdőbetegségben) a gázkoncentráció kiegyenlítődése hosszú időt vesz igénybe. Ezekben az esetekben az FRC (fluoreszcencia rezonancia index) leírt módszerekkel történő mérése pontatlan lehet. A technikailag bonyolultabb teljes testes pletizmográfia mentes ezektől a hiányosságoktól.

Teljes test pletizmográfia. A teljes test pletizmográfia az egyik leginformatívabb és legösszetettebb kutatási módszer a pulmonológiában a tüdőtérfogat, a tracheobronchiális ellenállás, a tüdőszövet és a mellkas rugalmas tulajdonságainak meghatározására, valamint a pulmonális ventiláció néhány egyéb paraméterének felmérésére.

Az integrált pletizmográf egy hermetikusan lezárt, 800 literes kamra, amelyben a beteg szabadon elhelyezhető. A beteg egy pneumotachográf csövön keresztül lélegzik, amely egy atmoszférára nyitott tömlőhöz csatlakozik. A tömlő egy szeleppel rendelkezik, amely lehetővé teszi a légáramlás automatikus lezárását a megfelelő pillanatban. Speciális barometrikus érzékelők mérik a nyomást a kamrában (Pcam) és a szájüregben (Pmouth). Ez utóbbi, zárt tömlőszelep mellett, megegyezik az alveoláris nyomással. A pneumotachográf lehetővé teszi a légáramlás (V) meghatározását.

Az integrális pletizmográf működési elve Boyle-Moriost törvényén alapul, amely szerint állandó hőmérsékleten a nyomás (P) és a gáz térfogata (V) közötti arány állandó marad:

P1xV1 = P2xV2, ahol P1 a kezdeti gáznyomás, V1 a kezdeti gáztérfogat, P2 a gáztérfogat változtatása utáni nyomás, V2 a gáznyomás változtatása utáni térfogat.

A pletizmográf kamrájában tartózkodó beteg nyugodtan be- és kilélegzik, majd (az FRC szintjén) a tömlőszelepet lezárják, és a vizsgálati alany megkísérli a „belégzést” és a „kilégzést” (a „légzési” manőver). E „légzési” manőver során megváltozik az alveoláris nyomás, és a pletizmográf zárt kamrájában a nyomás fordítottan arányosan változik. Zárt szeleppel történő „belégzési” kísérlet során a mellkas térfogata megnő, ami egyrészt az alveoláris nyomás csökkenéséhez, másrészt a pletizmográf kamrájában a nyomás (Pcam ₎ ennek megfelelő növekedéséhez vezet. Ezzel szemben a „kilégzési” kísérlet során az alveoláris nyomás megnő, a mellkas térfogata és a kamrában a nyomás pedig csökken.

Így a teljes test pletizmográfia módszere lehetővé teszi az intrathoracikus gáztérfogat (ITG) nagy pontosságú kiszámítását, amely egészséges egyéneknél meglehetősen pontosan megfelel a tüdő funkcionális reziduális kapacitásának (FRC vagy CS) értékének; az ITG és az FRC közötti különbség általában nem haladja meg a 200 ml-t. Azonban nem szabad elfelejteni, hogy károsodott hörgőáteresztő képesség és néhány más kóros állapot esetén az ITG jelentősen meghaladhatja a valódi FRC értékét a nem szellőző és rosszul szellőző alveolusok számának növekedése miatt. Ezekben az esetekben ajánlott a teljes test pletizmográfia módszerének gázanalitikai módszereit alkalmazó kombinált vizsgálat. Egyébként az ITG és az FRC közötti különbség a tüdő egyenetlen szellőzésének egyik fontos mutatója.

Az eredmények értelmezése

A restriktív pulmonális ventiláció zavarainak fő kritériuma az OLC (hörgők közötti légzésszám) jelentős csökkenése. „Tiszta” restrikció esetén (hörgőelzáródás nélkül) az OLC szerkezete nem változik jelentősen, vagy az OLC/OLC arányban némi csökkenést figyeltek meg. Ha a restriktív zavarok a hörgők átjárhatóságának zavarai (vegyes típusú ventilációs zavarok) hátterében jelentkeznek, az OLC jelentős csökkenésével együtt, akkor a szerkezetében jelentős változás figyelhető meg, amely a bronchoobstruktív szindrómára jellemző: az OLC/OLC (több mint 35%) és az FRC/OLC (több mint 50%) növekedése. Mindkét típusú restriktív zavar esetén a VC jelentősen csökken.

Így a VC szerkezetének elemzése lehetővé teszi a szellőzési zavarok mindhárom változatának (obstruktív, restriktív és vegyes) megkülönböztetését, míg a kizárólag spirográfiai mutatók értékelése nem teszi lehetővé a vegyes változat megbízható megkülönböztetését az obstruktívtól, amelyet a VC csökkenése kísér.

Az obstruktív szindróma fő kritériuma az OEL szerkezetének megváltozása, különösen az OEL/OEL (több mint 35%) és az FRC/OEL (több mint 50%) növekedése. A „tiszta” restriktív rendellenességek (obstrukcióval való kombináció nélkül) esetében a OEL csökkenése a szerkezetének megváltozása nélkül a legjellemzőbb. A vegyes típusú ventilációs rendellenességeket az OEL jelentős csökkenése és az OEL/OEL és FRC/OEL arányok növekedése jellemzi.

[ 25 ], [ 26 ], [ 27 ], [ 28 ], [ 29 ], [ 30 ]

A tüdő egyenetlen szellőzésének meghatározása

Egészséges embernél a tüdő különböző részeinek szellőzésében bizonyos fiziológiai egyenlőtlenség figyelhető meg, amelyet a légutak és a tüdőszövet mechanikai tulajdonságainak eltérései, valamint az úgynevezett vertikális pleurális nyomásgradiens jelenléte okoz. Ha a beteg függőleges helyzetben van, a kilégzés végén a tüdő felső részeiben a pleurális nyomás negatívabb, mint az alsó (bazális) részekben. A különbség elérheti a 8 cm vízoszlopot. Ezért a következő belégzés megkezdése előtt a tüdőcsúcs alveolusai jobban megnyúlnak, mint az alsó bazális részek alveolusai. E tekintetben belégzéskor nagyobb mennyiségű levegő jut be a bazális részek alveolusaiba.

A tüdő alsó bazális részeinek alveolusai normális esetben jobban szellőzik, mint az apikális területek, ami a pleurális intrapleurális nyomás függőleges gradiensének jelenlétével jár. Az ilyen egyenetlen szellőzést azonban normális esetben nem kíséri a gázcsere észrevehető zavara, mivel a tüdőben a véráramlás is egyenetlen: a bazális részek perfúziója jobb, mint az apikálisoké.

Egyes légzőszervi betegségekben a légzési egyenetlenség mértéke jelentősen megnőhet. Az ilyen kóros légzési egyenetlenség leggyakoribb okai a következők:

• A légúti ellenállás egyenetlen növekedésével járó betegségek (krónikus hörghurut, hörgőasztma).
• A tüdőszövet egyenlőtlen regionális rugalmasságával járó betegségek (tüdőemfizéma, pneumosclerosis).
• A tüdőszövet gyulladása (fókuszos tüdőgyulladás).
• Betegségek és szindrómák, amelyek az alveoláris tágulás lokális korlátozásával (restriktív) kombinálódnak - exudatív mellhártyagyulladás, hidrothorax, pneumosklerózis stb.

Gyakran különböző okok kombinációja áll fenn. Például krónikus obstruktív hörghurut esetén, amelyet emfizéma és pneumoszklerózis bonyolít, a hörgők átjárhatóságának és a tüdőszövet rugalmasságának regionális zavarai alakulnak ki.

Egyenetlen szellőzés esetén a fiziológiai holttér jelentősen megnő, amelyben a gázcsere nem történik meg, vagy gyengül. Ez a légzési elégtelenség kialakulásának egyik oka.

A tüdőventiláció egyenetlenségének felmérésére leggyakrabban gázanalitikai és barometrikus módszereket alkalmaznak. Így a tüdőventiláció egyenetlenségéről általános képet kaphatunk például a hélium keverési (hígítási) görbéinek vagy a nitrogén kimosódásának elemzésével, amelyeket az FRC mérésére használnak.

Egészséges emberekben a hélium három percen belül keveredik az alveoláris levegővel, vagy kimossa belőle a nitrogént. Hörgőelzáródás esetén a rosszul szellőző alveolusok száma (térfogata) hirtelen megnő, aminek következtében a keverési (vagy mosási) idő jelentősen megnő (akár 10-15 percre), ami az egyenetlen tüdőventiláció mutatója.

Pontosabb adatokat kaphatunk egyetlen lélegzetvételű nitrogénkimosási teszttel. A beteg a lehető legnagyobb mértékben kilélegzik, majd a lehető legmélyebben tiszta oxigént lélegzik be. Ezután lassan kifújja a levegőt egy nitrogénkoncentráció meghatározására szolgáló eszközzel (azotográf) felszerelt spirográf zárt rendszerébe. A kilégzés során folyamatosan mérik a kilélegzett gázkeverék térfogatát, és meghatározzák a nitrogén változó koncentrációját a kilélegzett, alveoláris nitrogént tartalmazó gázkeverékben.

A nitrogén kimosódási görbéje 4 fázisból áll. A kilégzés legelején a felső légutakból levegő jut a spirográfba, amely 100%-ban az előző belégzés során feltöltött oxigénből áll. A kilélegzett gáz ezen részének nitrogéntartalma nulla.

A második fázist a nitrogénkoncentráció hirtelen növekedése jellemzi, amelyet a gáz anatómiai holttérből történő kioldódása okoz.

A hosszú harmadik fázis során az alveoláris levegő nitrogénkoncentrációját mérik. Egészséges embereknél a görbe ezen fázisa lapos - plató (alveoláris plató) formájában. Egyenetlen szellőzés esetén ebben a fázisban a nitrogénkoncentráció megnő a rosszul szellőző alveolusokból kimosódó gáz miatt, amelyek utoljára ürülnek ki. Így minél nagyobb a nitrogénkimosódási görbe emelkedése a harmadik fázis végén, annál kifejezettebb a tüdőventiláció egyenetlensége.

A nitrogénkimosódási görbe negyedik fázisa a tüdő bazális részeinek kis légútjainak kilégzési záródásával és a levegő túlnyomórészt a tüdő apikális részeiből történő áramlásával jár, amelyben az alveoláris levegő nagyobb koncentrációjú nitrogént tartalmaz.

[ 31 ], [ 32 ], [ 33 ], [ 34 ], [ 35 ], [ 36 ]

Ventiláció-perfúzió arány értékelése

A tüdőben a gázcsere nemcsak az általános szellőzés szintjétől és annak egyenetlenségétől függ a szerv különböző részein, hanem az alveolusok szintjén a szellőzés és a perfúzió arányától is. Ezért a szellőzés-perfúzió arány (VPR) értéke a légzőszervek egyik legfontosabb funkcionális jellemzője, amely végső soron meghatározza a gázcsere szintjét.

Normális esetben a tüdő egészére vonatkozó VPO2 érték 0,8-1,0. Amikor a VPO2 1,0 alá csökken, a tüdő rosszul szellőző területeinek perfúziója hipoxémiához (az artériás vér csökkent oxigénellátásához) vezet. A VPO2 1,0-nél nagyobb növekedése megfigyelhető a jelentősen csökkent perfúziójú területek tartós vagy túlzott szellőztetése esetén, ami a CO2 eltávolításának károsodásához - hiperkapniához - vezethet.

A VPO megsértésének okai:

1. Minden olyan betegség és szindróma, amely a tüdő egyenetlen szellőzését okozza.
2. Anatómiai és fiziológiai shuntök jelenléte.
3. A pulmonális artéria kis ágainak tromboembóliája.
4. Mikrocirkulációs zavarok és trombusképződés a tüdőkeringés ereiben.

Kapnográfia. Számos módszert javasoltak a VPO (VPO - vénás obstruktív oxigén - vénás obstruktív oxigén) zavarainak kimutatására, amelyek közül az egyik legegyszerűbb és legkönnyebben hozzáférhető a kapnográfia. Ez a kilélegzett gázkeverék CO2-tartalmának folyamatos rögzítésén alapul speciális gázanalizátorok segítségével. Ezek az eszközök az infravörös sugarak abszorpcióját mérik a kilélegzett gázzal töltött küvettán átvezetett szén-dioxid által.

A kapnogram elemzésekor általában három mutatót számítanak ki:

1. az alveoláris fázisgörbe meredeksége (BC szakasz),
2. a CO2 koncentráció értéke a kilégzés végén (a C pontban),
3. a funkcionális holttér (FDS) és az árapálytérfogat (TV) aránya - FDS/TV.

[ 37 ], [ 38 ], [ 39 ], [ 40 ], [ 41 ], [ 42 ]

A gázdiffúzió meghatározása

A gázok alveoláris-kapilláris membránon keresztüli diffúziója Fick törvényének felel meg, amely szerint a diffúzió sebessége egyenesen arányos:

1. a gázok (O2 és CO2) parciális nyomásának gradiense a membrán mindkét oldalán (P1 - P2) és
2. az alveoláris-kailláris membrán diffúziós kapacitása (Dm):

VG = Dm x (P1 - P2), ahol VG a gázátadás sebessége (C) az alveoláris-kapilláris membránon keresztül, Dm a membrán diffúziós kapacitása, P1 - P2 pedig a gázok parciális nyomásának gradiense a membrán mindkét oldalán.

A tüdő oxigéndiffúziós kapacitásának kiszámításához meg kell mérni az O₂ abszorpcióját (VO₂ _{) és azO₂} parciális nyomásának átlagos gradiensét. A VO₂ _értékeket nyitott vagy zárt típusú spirográffal mérik. Az oxigén parciális nyomásának gradiensének (P⁻¹ - P₂) meghatározására bonyolultabb gázanalitikai módszereket alkalmaznak _, mivel klinikai körülmények között _{nehéz mérni az O₂ parciális nyomásáta} tüdőkapillárisokban.

A tüdő diffúziós kapacitásának definícióját gyakrabban az O2-re használják _, de a szén-monoxidra (CO). Mivel a CO 200-szor aktívabban kötődik a hemoglobinhoz, mint az oxigén, a tüdőkapillárisok vérében való koncentrációja elhanyagolható. Ekkor a DlCO meghatározásához elegendő megmérni a CO áthaladási sebességét az alveoláris-kapilláris membránon és a gáznyomást az alveoláris levegőben.

A klinikán a legszélesebb körben az egyetlen lélegzetvételes módszert alkalmazzák. A vizsgálati alany kis CO- és héliumtartalmú gázkeveréket lélegzik be, és egy mély lélegzetvétel magasságában 10 másodpercig visszatartja a lélegzetét. Ezt követően a kilélegzett gáz összetételét a CO és a hélium koncentrációjának mérésével határozzák meg, és kiszámítják a tüdő CO diffúziós kapacitását.

Normális esetben a testfelületre normalizált DlО 18 ml/perc/mm Hg/m2. A tüdő oxigéndiffúziós kapacitását (DlО2) a DlО és az 1,23-as együttható szorzásával számítjuk ki.

A tüdő diffúziós kapacitásának csökkenését okozó leggyakoribb betegségek a következők.

• Tüdőemfizéma (az alveoláris-kapilláris érintkezés felületének és a kapilláris vér térfogatának csökkenése miatt).
• A tüdő parenchyma diffúz károsodásával és az alveoláris-kapilláris membrán megvastagodásával járó betegségek és szindrómák (masszív tüdőgyulladás, gyulladásos vagy hemodinamikai tüdőödéma, diffúz pneumosclerosis, alveolitis, pneumoconiosis, cisztás fibrózis stb.).
• A tüdő kapilláris ágyának károsodásával járó betegségek (vaszkulitisz, a tüdőartéria kis ágainak emboliája stb.).

A tüdő diffúziós kapacitásában bekövetkező változások helyes értelmezéséhez figyelembe kell venni a hematokrit indexet. A hematokrit növekedése policitémiában és másodlagos eritrocitózisban a tüdő diffúziós kapacitásának növekedésével, csökkenése vérszegénységben pedig csökkenésével jár.

[ 43 ], [ 44 ]

Légúti ellenállás mérése

A légúti ellenállás mérése a pulmonális ventiláció diagnosztikailag fontos paramétere. Belégzéskor a levegő a szájüreg és az alveolusok közötti nyomásgradiens hatására mozog a légutakon. Belégzéskor a mellkas tágulása a vitripleurális, és ennek megfelelően az intraalveoláris nyomás csökkenéséhez vezet, amely alacsonyabb lesz, mint a szájüregben lévő (atmoszférikus) nyomás. Ennek eredményeként a levegő áramlása a tüdőbe irányul. Kilégzéskor a tüdő és a mellkas rugalmas trakciójának célja az intraalveoláris nyomás növelése, amely magasabb lesz, mint a szájüregben lévő nyomás, ami fordított légáramlást eredményez. Így a nyomásgradiens (∆P) a fő erő, amely biztosítja a levegő áramlását a légutakon keresztül.

A légutakon átáramló gáz áramlásának nagyságát meghatározó második tényező az aerodinamikai ellenállás (Raw), amely viszont a légutak szabad magasságától és hosszától, valamint a gáz viszkozitásától függ.

A térfogati légáramlási sebesség nagysága Poiseuille törvényének megfelelően alakul: V = ∆P / Raw, ahol

• V - a lamináris légáramlás térfogati sebessége;
• ∆P - nyomásgradiens a szájüregben és az alveolusokban;
• Nyers - a légutak aerodinamikai ellenállása.

Ebből következik, hogy a légutak aerodinamikai ellenállásának kiszámításához egyidejűleg meg kell mérni a szájüregben az alveolusokban uralkodó nyomáskülönbséget (∆P), valamint a térfogati légáramlási sebességet.

Ezen az elven alapuló nyersanyag meghatározására számos módszer létezik:

• teljes test pletizmográfiai módszer;
• Légáramlás blokkolásának módszere.

Vérgázok és sav-bázis egyensúly meghatározása

Az akut légzési elégtelenség diagnosztizálásának fő módszere az artériás vérgázok vizsgálata, amely magában foglalja a PaO2, PaCO2 és pH mérését. Lehetőség van a hemoglobin oxigéntelítettségének (oxigéntelítettség) és néhány más paraméter mérésére is, különösen a pufferbázisok (BB), a standard bikarbonát (SB) és a bázisok feleslegének (hiányának) (BE) értékének meghatározására.

A PaO2 és PaCO2 mutatók jellemzik legpontosabban a tüdő azon képességét, hogy oxigénnel telítse a vért (oxigenizáció) és eltávolítsa a szén-dioxidot (szellőztetés). Ez utóbbi funkciót a pH és a BE értékek is meghatározzák.

Az intenzív osztályon kezelt akut légzési elégtelenségben szenvedő betegek vérének gázösszetételének meghatározásához komplex invazív technikát alkalmaznak, amelynek során artériás vért vesznek egy nagy artéria átszúrásával. A radiális artériát gyakrabban szúrják át, mivel kisebb a szövődmények kockázata. A kéz jó oldalirányú véráramlással rendelkezik, amelyet az ulnáris artéria végez. Ezért, még ha a radiális artéria megsérül is a szúrás vagy artériás katéter használata során, a kéz vérellátása fennmarad.

A radiális artéria punkciójának és az artériás katéter behelyezésének indikációi a következők:

• az artériás vérgáz-összetétel gyakori mérésének szükségessége;
• súlyos hemodinamikai instabilitás az akut légzési elégtelenség hátterében és a hemodinamikai paraméterek folyamatos monitorozásának szükségessége.

A negatív Allen-teszt a katéter behelyezésének ellenjavallata. A vizsgálat elvégzéséhez az ujjakkal összenyomják az ulnáris és radiális artériát, hogy elzárják az artériás véráramlást; a kéz egy idő után elsápad. Ezt követően az ulnáris artériát elengedik, miközben a radiális artériát továbbra is összenyomják. A kéz színe általában gyorsan (5 másodpercen belül) helyreáll. Ha ez nem történik meg, akkor a kéz sápadt marad, ulnáris artéria elzáródását diagnosztizálják, a vizsgálat eredményét negatívnak tekintik, és a radiális artéria punkcióját nem végzik el.

Pozitív teszteredmény esetén a beteg tenyerét és alkarját rögzítik. A műtéti terület előkészítése után a radiális artéria disztális szakaszaiban kitapintják a radiális artéria pulzusát, érzéstelenítést alkalmaznak ezen a helyen, és 45°-os szögben megszúrják az artériát. A katétert felfelé vezetik, amíg vér nem jelenik meg a tűben. A tűt eltávolítják, a katétert az artériában hagyják. A túlzott vérzés megelőzése érdekében az artéria proximális szakaszát ujjal 5 percig nyomják. A katétert selyemvarratokkal rögzítik a bőrhöz, és steril kötéssel fedik le.

A katéter behelyezése során fellépő szövődmények (vérzés, trombus okozta artériaelzáródás és fertőzés) viszonylag ritkák.

A vizsgálathoz a vérvételt üvegfecskendővel célszerűbb végezni, mint műanyag fecskendővel. Fontos, hogy a vérminta ne érintkezzen a környező levegővel, azaz a vérvételt és szállítást anaerob körülmények között kell végezni. Ellenkező esetben a környezeti levegő vérmintába jutása a PaO2-szint meghatározásához vezet.

A vérgáz meghatározását legkésőbb 10 perccel az artériás vérvétel után el kell végezni. Ellenkező esetben a vérmintában zajló anyagcsere-folyamatok (melyeket főként a leukociták aktivitása indít el) jelentősen megváltoztatják a vérgáz-meghatározás eredményét, csökkentve a PaO2 és a pH szintjét, valamint növelve a PaCO2-t. Különösen kifejezett változások figyelhetők meg leukémia és kifejezett leukocitózis esetén.

[ 45 ], [ 46 ], [ 47 ]

A sav-bázis egyensúly értékelésének módszerei

A vér pH-értékének mérése

A vérplazma pH-értékét kétféleképpen lehet meghatározni:

• Az indikátormódszer azon alapul, hogy bizonyos gyenge savak vagy bázisok, amelyeket indikátorként használnak, bizonyos pH-értékeken disszociálnak, ezáltal megváltoztatva a színüket.
• A pH-metriás módszer lehetővé teszi a hidrogénionok koncentrációjának pontosabb és gyorsabb meghatározását speciális polarográfiai elektródák segítségével, amelyek felületén oldatba merítve potenciálkülönbség keletkezik, a vizsgált közeg pH-jától függően.

Az egyik elektróda az aktív, vagyis a mérőelektróda, amely nemesfémből (platina vagy arany) készült. A másik (referencia) összehasonlító elektródaként szolgál. A platina elektródát egy üvegmembrán választja el a rendszer többi részétől, amely csak a hidrogénionok (H ⁺ ) számára áteresztő. Az elektróda belsejében pufferoldat található.

Az elektródákat a vizsgált oldatba (pl. vérbe) merítik, és az áramforrás polarizálja őket. Ennek eredményeként áram keletkezik a zárt elektromos körben. Mivel a platina (aktív) elektródát egy üvegmembrán is elválasztja az elektrolitoldattól, amely csak a H ⁺ ionok számára áteresztő, a membrán mindkét felületére ható nyomás arányos a vér pH-jával.

A sav-bázis egyensúlyt leggyakrabban az Astrup-módszerrel, a microAstrup készüléken mérik. Meghatározzák a BB, BE és PaCO2 indexeket. A vizsgált artériás vér két részletét két ismert összetételű gázkeverékkel hozzák egyensúlyba, amelyek a CO2 parciális nyomásában különböznek. A pH-értéket minden véradagban megmérik. A pH- és PaCO2-értékeket minden véradagban két pontként ábrázolják a nomogramon. A nomogramon megjelölt két ponton keresztül egyenest húznak, amíg az metszi a standard BB és BE grafikonokat, és meghatározzák ezen indexek tényleges értékeit. Ezután megmérik a vizsgált vér pH-értékét, és a kapott egyenesen megtalálják a mért pH-értéknek megfelelő pontot. A vér tényleges CO2-nyomását (PaCO2) ennek a pontnak az ordinátatengelyre való vetülete határozza meg.

CO2 nyomás (PaCO2) közvetlen mérése

Az utóbbi években a pH-mérésre szánt polarográfiai elektródák egy módosított változatát kezdték használni a PaCO2 kis térfogatú közvetlen mérésére. Mindkét elektródát (az aktív és a referencia elektródát) egy elektrolitoldatba merítik, amelyet egy másik, csak gázok számára áteresztő membrán választ el a vértől, de a hidrogénionok számára nem. A vérből ezen a membránon keresztül diffundáló CO2 molekulák megváltoztatják az oldat pH-értékét. Amint azt fentebb említettük, az aktív elektródát a NaHCO3 oldattól egy csak H ⁺ ionok számára áteresztő üvegmembrán is elválasztja. Miután az elektródákat a vizsgálati oldatba (például vérbe) merítettük, a membrán mindkét felületére nehezedő nyomás arányos az elektrolit (NaHCO3) pH-jával. A NaHCO3 oldat pH-ja viszont a vérben lévő CO2 koncentrációjától függ. Így a körben uralkodó nyomás arányos a vérben lévő PaCO2-val.

A polarográfiai módszert az artériás vér PaO2-tartalmának meghatározására is használják.

[ 48 ], [ 49 ], [ 50 ]

A BE meghatározása a pH és a PaCO2 közvetlen mérése alapján

A vér pH-jának és PaCO2-értékének közvetlen meghatározása jelentősen leegyszerűsíti a sav-bázis egyensúly harmadik mutatójának, a felesleges bázisoknak (BE) a meghatározását. Az utolsó mutató speciális nomogramokkal határozható meg. A pH és a PaCO2 közvetlen mérése után ezen mutatók tényleges értékeit a nomogram megfelelő skáláin ábrázoljuk. A pontokat egyenes vonal köti össze, és addig folytatódnak, amíg el nem metszik a BE skálát.

A sav-bázis egyensúly fő mutatóinak meghatározására szolgáló módszer nem igényli a vér gázkeverékkel történő kiegyensúlyozását, mint a klasszikus Astrup-módszer alkalmazásakor.

Az eredmények értelmezése

Az O2 és CO2 parciális nyomása az artériás vérben

A PaO2 és a PaCO2 értékei a légzési elégtelenség fő objektív mutatói. Egy egészséges felnőtt légzőhelyiségében, 21%-os oxigénkoncentrációjú (FiO2 ₌ 0,21) és normál légköri nyomáson (760 mm Hg) a PaO2 90-95 mm Hg. A légköri nyomás, a környezeti hőmérséklet és néhány egyéb körülmény változásával az egészséges személy PaO2 értéke elérheti a 80 mm Hg-ot.

A PaO2 alacsonyabb értékei (kevesebb, mint 80 Hgmm) a hipoxémia kezdeti megnyilvánulásának tekinthetők, különösen a tüdő, a mellkas, a légzőizmok vagy a légzés központi szabályozásának akut vagy krónikus károsodása esetén. A PaO2 70 Hgmm-re történő csökkenése a legtöbb esetben kompenzált légzési elégtelenséget jelez, és általában a külső légzőrendszer csökkent funkcionális kapacitásának klinikai tüneteivel jár:

• enyhe tachycardia;
• légszomj, légzési kellemetlenség, amely főként fizikai megterhelés során jelentkezik, bár nyugalmi állapotban a légzésszám nem haladja meg a percenkénti 20-22-t;
• a testmozgás-tolerancia észrevehető csökkenése;
• a járulékos légzőizmok légzésében való részvétel stb.

Első pillantásra az artériás hipoxémia ezen kritériumai ellentmondanak E. Campbell légzési elégtelenség definíciójának: "a légzési elégtelenséget a PaO2 60 Hgmm alá csökkenése jellemzi...". Azonban, ahogy már említettük, ez a definíció dekompenzált légzési elégtelenségre utal, amely számos klinikai és instrumentális tünetben nyilvánul meg. Valójában a PaO2 60 Hgmm alá csökkenése általában súlyos dekompenzált légzési elégtelenséget jelez, és nyugalmi nehézlégzéssel, a légzési mozgások számának percenként 24-30-ra való növekedésével, cianózissal, tachycardiával, a légzőizmok jelentős nyomásával stb. jár. Neurológiai rendellenességek és más szervek hipoxiájának jelei általában 40-45 Hgmm alatti PaO2 esetén alakulnak ki.

A 80-61 Hgmm-es PaO2-értéket, különösen a tüdő és a külső légzőrendszer akut vagy krónikus károsodásának hátterében, az artériás hipoxémia kezdeti megnyilvánulásának kell tekinteni. A legtöbb esetben enyhe kompenzált légzési elégtelenség kialakulását jelzi. A PaO2 60 Hgmm _alá történő csökkenése közepes vagy súlyos prekompenzált légzési elégtelenségre utal, amelynek klinikai tünetei egyértelműen kifejeződnek.

Normális esetben az artériás vér CO2-nyomása (PaCO2 ₎ 35-45 Hgmm. Hiperkapiáról akkor beszélünk, ha a PaCO2 45 Hgmm fölé emelkedik. Az 50 Hgmm feletti PaCO2-értékek általában a súlyos ventilációs (vagy kevert) légzési elégtelenség klinikai képét jelzik, míg a 60 Hgmm feletti értékek a perclégzési térfogat helyreállítását célzó mechanikus lélegeztetés indikációját jelentik.

A légzési elégtelenség különböző formáinak (légzési, parenchymás stb.) diagnózisa a betegek átfogó vizsgálatának eredményein alapul - a betegség klinikai képén, a külső légzés funkciójának meghatározásának eredményein, mellkasröntgenen, laboratóriumi vizsgálatokon, beleértve a vér gázösszetételének értékelését is.

A PaO2 és PaCO2 _{változásánaknéhány jellemzőjét} a lélegeztetéses és parenchymás légzési elégtelenségben már fentebb említettük. Emlékezzünk vissza, hogy a lélegeztetéses légzési elégtelenséget, amelyben a szervezetből történő CO2-felszabadulás folyamata _elsősorban a tüdőben zavart szenved, hiperkapnia (45-50 Hgmm-nél nagyobb PaCO2) jellemzi _, amelyet gyakran kompenzált vagy dekompenzált respirációs acidózis kísér. Ugyanakkor az alveolusok progresszív hipoventilációja természetesen az alveoláris levegő oxigénellátásának és az artériás vér O2-nyomásának (PaO2 _{)csökkenéséhez} vezet, ami hipoxémiához vezet. Így a lélegeztetéses légzési elégtelenség részletes képét mind hiperkapnia, mind fokozódó hipoxémia kíséri.

_{A parenchymás légzési elégtelenség korai stádiumát a PaO2} csökkenése (hipoxémia) jellemzi, amely a legtöbb esetben az alveolusok kifejezett hiperventilációjával (tachypnoe) és az ebből eredő hipokapniával és respirációs alkalózissal párosul. Ha ez az állapot nem enyhíthető, fokozatosan megjelennek a ventiláció, a perclégzési térfogat és a hiperkapnia (45-50 Hgmm-nél nagyobb PaCO2) progresszív teljes csökkenésének jelei _{. Ez a légzőizmok fáradtsága, a légutak súlyos elzáródása vagy a működő alveolusok térfogatának kritikus csökkenése által okozott ventilációs légzési elégtelenség hozzáadódását jelzi. Így a parenchymás légzési elégtelenség későbbi stádiumait aPaO2} progresszív csökkenése (hipoxémia) jellemzi hiperkapniával kombinálva.

A betegség kialakulásának egyéni jellemzőitől és a légzési elégtelenség bizonyos patofiziológiai mechanizmusainak túlsúlyától függően a hipoxémia és a hiperkapnia egyéb kombinációi is lehetségesek, amelyeket a következő fejezetekben tárgyalunk.

Sav-bázis egyensúlyhiány

A legtöbb esetben a légzőszervi és nem légzőszervi acidózis és alkalózis pontos diagnosztizálásához, valamint ezen rendellenességek kompenzációjának mértékének felméréséhez elegendő a vér pH-értékének, pCO2-értékének, BE-értékének és SB-értékének meghatározása.

A dekompenzáció időszakában a vér pH-értékének csökkenése figyelhető meg, alkalózis esetén pedig a sav-bázis egyensúly meghatározása egészen egyszerű: savasság esetén megnő. Laboratóriumi mutatókkal is könnyen meghatározható ezen rendellenességek légzőszervi és nem légzőszervi típusa: a pCO2 és a BE változásai _e két típus mindegyikében eltérő irányúak.

A helyzet bonyolultabb a sav-bázis egyensúly paramétereinek értékelésével a zavarok kompenzációjának időszakában, amikor a vér pH-ja nem változik. Így a pCO2 és a BE csökkenése _{megfigyelhető} mind nem respirációs (metabolikus) acidózisban, mind respirációs alkalózisban. Ezekben az esetekben az általános klinikai helyzet felmérése segít, amely lehetővé teszi számunkra, hogy megértsük, hogy a pCO2 vagy a BE megfelelő változásai _primer vagy szekunder (kompenzációs) jellegűek-e.

A kompenzált respirációs alkalózist a PaCO2 primer növekedése jellemzi, ami lényegében a sav-bázis egyensúly ezen zavarának oka; ezekben az esetekben a BE megfelelő változásai másodlagosak, azaz a bázisok koncentrációjának csökkentését célzó különféle kompenzációs mechanizmusok bevonását tükrözik. Ezzel szemben a kompenzált metabolikus acidózis esetén a BE változásai primerek, és a pCO2 eltolódásai a tüdő kompenzáló hiperventilációját tükrözik (ha lehetséges).

Így a sav-bázis egyensúlyhiány paramétereinek a betegség klinikai képével való összehasonlítása a legtöbb esetben lehetővé teszi ezen egyensúlyhiányok jellegének meglehetősen megbízható diagnosztizálását még kompenzációjuk időszakában is. A vér elektrolit-összetételében bekövetkező változások értékelése szintén segíthet a helyes diagnózis felállításában ezekben az esetekben. A hipernatrémia (vagy normális Na ⁺ koncentráció) és a hiperkalémia gyakran megfigyelhető respirációs és metabolikus acidózisban, míg a hipo- (vagy normo) natrémia és hipokalémia respirációs alkalózisban figyelhető meg.

Pulzoximetria

A perifériás szervek és szövetek oxigénellátása nemcsak az artériás vér D2 nyomásának abszolút értékétől függ _, hanem a hemoglobin azon képességétől is, hogy a tüdőben oxigént köt és azt a szövetekbe szabadítja fel. Ezt a képességet az oxihemoglobin disszociációs görbe S alakú alakja írja le. A disszociációs görbe ezen formájának biológiai jelentése az, hogy a magas O2 nyomásértékek régiója megfelel a görbe vízszintes szakaszának. Ezért még az artériás vér oxigénnyomásának 95 és 60-70 Hgmm közötti ingadozása esetén is a hemoglobin oxigéntelítettsége (SaO2 ₎ kellően magas szinten marad. Így egy egészséges fiatal embernél, akinek PaO2 ₌ 95 Hgmm, a hemoglobin oxigéntelítettsége 97%, PaO2 ₌ 60 Hgmm esetén pedig 90%. Az oxihemoglobin disszociációs görbe középső szakaszának meredek lejtése nagyon kedvező feltételeket jelez az oxigén szövetekben történő felszabadulásához.

Bizonyos tényezők (láz, hiperkapnia, acidózis) hatására a disszociációs görbe jobbra eltolódik, ami a hemoglobin oxigénhez való affinitásának csökkenését és a szövetekben való könnyebb felszabadulásának lehetőségét jelzi. Az ábra azt mutatja, hogy ezekben az esetekben több PaO2 szükséges a hemoglobin oxigéntelítettségének azonos _szinten tartásához.

Az oxihemoglobin disszociációs görbéjének balra eltolódása a hemoglobin O2 iránti fokozott affinitását és a szövetekbe történő alacsonyabb felszabadulását jelzi _. Ez az eltolódás hipokapnia, alkalózis és alacsonyabb hőmérséklet hatására következik be. Ezekben az esetekben a magas hemoglobin oxigénszaturáció még alacsonyabb PaO2 értékek mellett is fennmarad _.

Így a hemoglobin oxigéntelítettségének értéke légzési elégtelenségben független értéket kap a perifériás szövetek oxigénellátásának jellemzésére. A leggyakoribb nem invazív módszer ennek a mutatónak a meghatározására a pulzoximetria.

A modern pulzoximéterek egy mikroprocesszort tartalmaznak, amely egy fénykibocsátó diódát tartalmazó érzékelőhöz és egy a fénykibocsátó diódával szemben elhelyezkedő fényérzékeny érzékelőhöz csatlakozik. Általában két hullámhosszú sugárzást használnak: 660 nm-t (vörös fény) és 940 nm-t (infravörös). Az oxigéntelítettséget a vörös, illetve az infravörös fény redukált hemoglobin (Hb), illetve oxihemoglobin (HbJ2) általi elnyelése határozza meg _. Az eredmény SaO2-ként jelenik meg (pulzoximetriával kapott telítettség).

_{Normális esetben az oxigéntelítettség meghaladja a 90%-ot. Ez a mutató hipoxémiával és a PaO2 60 mm Hg alá} csökkenésével csökken.

A pulzoximetria eredményeinek értékelésekor szem előtt kell tartani a módszer meglehetősen nagy, ±4-5%-os hibáját. Azt is szem előtt kell tartani, hogy az oxigénszaturáció közvetett meghatározásának eredményei számos más tényezőtől is függenek. Például a vizsgált személy körmén lévő körömlakk jelenlététől. A lakk elnyeli a 660 nm hullámhosszú anódsugárzás egy részét, ezáltal alábecsülve az SaO2 _indikátor értékeit.

A pulzoximéter értékeit befolyásolja a hemoglobin disszociációs görbéjének eltolódása, amely különféle tényezők (hőmérséklet, vér pH-értéke, PaCO2-szint), a bőr pigmentációja, az 50-60 g/l alatti hemoglobinszinttel járó vérszegénység stb. hatására következik be. Például kis pH-ingadozások is jelentős változásokat okoznak a SaO2-indexben; alkalózisban (például légzőszervi, hiperventiláció hátterében kialakuló) a SaO2-t túlbecsülik, acidózisban pedig alábecsülik.

Ezenkívül ez a technika nem teszi lehetővé a patológiás hemoglobin-típusok - karboxihemoglobin és methemoglobin - megjelenését a perifériás vérben, amelyek az oxihemoglobin hullámhosszával megegyező fényt nyelnek el, ami a SaO2-értékek túlbecsléséhez vezet.

Mindazonáltal a pulzoximetriát jelenleg széles körben alkalmazzák a klinikai gyakorlatban, különösen az intenzív osztályokon és az újraélesztési osztályokon a hemoglobin oxigéntelítettségének egyszerű, indikatív dinamikus monitorozására.

Hemodinamikai paraméterek értékelése

Az akut légzési elégtelenség klinikai helyzetének teljes körű elemzéséhez számos hemodinamikai paraméter dinamikus meghatározása szükséges:

• vérnyomás;
• pulzusszám (HR);
• centrális vénás nyomás (CVP);
• pulmonális artériás éknyomás (PAWP);
• perctérfogat;
• EKG-monitorozás (beleértve az aritmiák időben történő felismerését is).

Ezen paraméterek közül sok (vérnyomás, pulzusszám, SaO2, EKG stb.) meghatározható modern monitorozó berendezésekkel az intenzív osztályokon és az újraélesztési osztályokon. Súlyos betegnél célszerű a jobb szívfél katéterezése egy ideiglenes úszó intracardialis katéter behelyezésével a szívnyomás (CVP) és a vérnyomás (PAOP) meghatározása érdekében.

[ 51 ], [ 52 ], [ 53 ], [ 54 ], [ 55 ], [ 56 ]