SPİROMETRİK AKCİĞER VOLÜM

ÖLÇÜM KRİTERLERİ

Dr. Sibel Atış

SUNUM PLANI

Akciğer volüm ölçümlerinin faydaları

Akciğer volümleri ölçüm yöntemleri

Yeni uzlaşı raporlarına (ATS/ERS Akciğer Volümleri Standardizasyon Kılavuzuna) göre spirometrik yöntemlerle akciğer volümleri ölçüm kriterleri

SPİROMETRİ Bir bireyin inhale ya da ekshale ettiği hava

volümünün zamanın bir fonksiyonu olarak değerlendirildiği fizyolojik bir testtir.

(ATS /ERS standardizasyon raporu 2005)

Spirometrik testlerde ölçülen primer sinyal volüm (hacim) veya akım olabilir.

VOLÜM: Bir hava boşluğundaki gaz hacmi

KAPASİTE: İki veya daha fazla volüm

Tidal volume

RezidüelVolüm

Ölü boşluk

Total akciğerkapasitesi

Vital kapasite Tidal volüm

İnspiratuar rezerv volüm

Ekspiratuar rezervvolum

AKCİĞER VOLÜMLERİ

• VC• VC ölçümü oldukça iyi tanımlanmıştır.• Mikst hastalıklarda TLC ve FEV1/VC ile birlikte

• RV • Göğüs Duvarı Hastalıkları• Parankimal hastalıkları• Sigara ve interstisyel akciğer hastalığı• KOAH

Bradwik et al, ERJ, 1989Lindmark, Am Rev Respir Dis 1990

Akciğer volüm ölçümlerinin yararları

• FRC and ERV • Obezitede azalır.• Noktürnal hipoksemi seviyeleri tahmin

edilebilir.Thomas, Thorax, 1989

Series, ERJ, 1989

• TLC • Hapsolmuş gaz volümü - büllöz amfizem - KOAH’da egzersizde dinamik hiperinflasyon

Wade, Chest, 1991

Akciğer volüm ölçümlerinin yararları

Basit spirometreye göre restriksiyon tayini (altın standart: TLC)

FEV1/FVC% 80.1-100

FEV1/FVC% 60.1-80

FEV1/FVC% 40.1-60

FEV1/FVC% 20-40

Aaron et al., Chest 1999

>50% ?

Akciğer volümlerini ölçmek bize ne sağlar?

Hastalık sürecinin daha iyi anlaşılması

Fonksiyonel bozukluğun değerlendirilmesi

Fizyolojik ağırlık derecesinin belirlenmesi

Tedavi yanıtının değerlendirilmesi

Prognoz ve hastalık seyrinin izlenmesi

Akciğer volüm ölçüm tekniklerinde Standardizasyon gerekli!

ATS/ERS Task Force 2005

Vito Brusasco*Vito Brusasco*Felip Burgos Felip Burgos Richard CasaburiRichard CasaburiRobert Crapo*Robert Crapo*Paul EnrightPaul EnrightPer GustafssonPer GustafssonJohn HankinsonJohn HankinsonRobert JensenRobert Jensen

Douglas JohnsonDouglas JohnsonNeil MacIntyreNeil MacIntyreRoy McKayRoy McKayMartin R. MillerMartin R. MillerDaniel NavajasDaniel NavajasRiccardo PellegrinoRiccardo PellegrinoChris van der GrintenChris van der GrintenGiovanni Viegi*Giovanni Viegi*

* Task Force Chairs* Task Force Chairs

Jack WangerJack ClausenAllan CoatesOle Pedersen

• ERS 1993 Guideline

• ATS/NHLBI Workshop• Background papers (published 1995-1999 ERJ)

• ATS/NHLBI Consensus Statement on Measurements of Lung Volumes in Humans (www.thoracic.org/education/pulmonary function test))

Yeni ATS/ERS Kılavuzunun Temelleri

Standardisation of the Measurement of Lung Volumes

Wanger J, Clausen JL, Coates A, Pedersen OF, et al.Eur Respir J 2005;26:511-522

Yeni ATS/ERS Kılavuzu

Vital kapasite (VC): Derin bir inspirasyondan sonra derin ekspirasyonla atılan hava volümü

VC

VT

Tidal volüm (VT): Her normal solukla alınan verilen hava volümü Ekspiratuar Rezerv

Volüm (ERV): Normal ekspirasyondan sonra derin ekspirasyonla atılan hava volümü

İnspiratuar Kapasite (IC): Normal ekspirasyondan sonra derin inspirasyonla alınan maksimum volüm

IRVİnspiratuar Rezerv Volüm (IRV):Normal Normal inspirasyondan sonra inspirasyondan sonra derin inspirasyonla derin inspirasyonla alınan hava volümüalınan hava volümü

IC

ERVFonksiyonel rezidüel kapasite (FRC): Normal ekspirasyon bitiminde akciğerlerde kalan hava volümü

Total akciğer kapasitesi (TLC): Derin inspirasyonda akciğerlerde bulunan hava volümü (TLC=FRC+IC)

Rezidüel volüm (RV): Derin ekspirasyondan sonra akciğerlerde kalan hava volümü (RV=FRC-ERV)

TLC

RV

FRC

AKCİĞER VOLÜM ve KAPASİTELERİMaksimal inspirasyon

Maksimal ekspirasyon

AKCİĞER VOLÜMLERİ

SPİROMETRELER

Basit spirometreler (Portabl)

İleri volüm ölçümlerine (gaz dilüsyonu) imkan veren daha gelişmiş spirometreler

• RV ve TLC parametrelerinin elde edilmesi için:• FRC ve • IC ve ERV ölçümü yap

• RV ve TLC hesaplanmasında üzerinde uzlaşılmış tek bir metot yok: o Tercihen önerilen metot: FRC + ERV + IVC (bağlantılı manevralar olarak: hasta ağızlığı çıkarmadan)

o İkinci metot: FRC + IC + VC (bağlantılı manevra gerekmeden)

AKCİĞER VOLÜM KOMPARTMANLARININ ÖLÇÜMÜ

IC

IVC

Ekspirasyon

İnspirasyon

Tidal solunum

TLC

RV

ERVFRC

Zaman

FRC + ERV + IVC (bağlantılı manevralar olarak)

RV ve TLC değerlerinin raporlanması:

• Ortalama FRC, teknik olarak ERV ve IC ile oldukça iyi ölçüde bağlantılıdır.

• RV = ortalama FRC – ortalama ERV

• TLC = RV + teknik olarak kabul edilebilir en büyük IVC

Tercihen önerilen metot:FRC + ERV + IVC (bağlantılı manevralar olarak)

Tidal solunum EVCIC

TLC

RV

FRC

FRC + IC + VC (bağlantılı manevra gerekmeden)

• Ağır obstrüksiyon veya dispne durumlarında gerekli olabilir.

• Manevralar arasında hasta ağızlığı çıkarabilir.

• TLC = 3 adet en büyük ort. FRC & IC toplamının ortalaması

• RV = TLC – ölçülen en büyük VC

İkinci Metot:FRC + IC + VC (bağlantılı manevra gerekmeden)

N2 WASHOUT (FCRN2)

He DİLÜSYON (FCRHe)

VÜCUT PLETİSMOGRAFI (FCRpleth)

VOLÜM (FRC) ÖLÇÜM YÖNTEMLERİ

Helyum Dilüsyon Yöntemi

Temel felsefesi:Volümü ve dansitesi bilinen bir gazın dilüsyonu yardımıyla bilinmeyen bir volümün hesaplanmasıdır.

Belirli konsantrasyon ve volümdeki He’un belirli bir süre(7-10 dak.) inhalas. ve akc.lere yayılması esasına dayanır.

• Kapalı devreli bir sistem • Bilinen volümde bir spirometreye hasta bağlanır ve belirli bir konsantrasyonda He içeren gazı inhale eder.

• Test sonunda He konsantrasyonu tekrar ölçülerek aradaki farktan volümler hesaplanır.

Başlangıçta Dakikalar sonra

Helyum Dilüsyon Yöntemi ile FRC Ölçümü

Helyum dilüsyon testi için gerekli teçhizat:

• Helyum dilüsyon yönteminin uygulandığı sistemde kullanılacak spirometrenin volümü önemli olup, kapasitesi ≥7 lt olmalıdır.

• Ayrıca helyum ve O2 kaynağı, CO2 absorbe edici sistem, nemi absorbe eden sistem ve helyum konsantrasyonunu ölçen sistemler bulunmalıdır.

• Test gazı %25-30 O2 eklenmiş hava içerir. İnert gaz olarak ~%10 konsantrasyonunda He eklenir.

Helyum Dilüsyon Ölçüm Tekniği

• Test için cihaz ayarları yapılır (önerilen şekilde kalibrasyon).

• Test prosedürü hastaya anlatılır. Hasta rahat bir şekilde oturur poziyonda olmalıdır.

• Burun mandalla kapatılır. Hastaya işlem sırasında ağızlık etrafından kaçak olmaması gerektiği vurgulanır.

• Ölçüm başlamadan önce helyum ölçerde He stabil olmalıdır.

7) Ağızlığı ağzına alan hasta yaklaşık 30-60 sn. cihaza alışana ve stabil bir end-tidal ekspiratuar seviye elde edilene kadar sakin soluk alıp verir.

8) Normal tidal ekspirasyonun sonunda hasta sisteme (test gazına) bağlanır, böylece hasta O2 ve helyumu sistemden solur.

9) Hastaya düzenli soluk volümünde (tidal volumde) soluması direktifi verilir.

10) O2 akımı O2 tüketimini kompanse etmek için düzeltilir (Eğer O2 tüketimi yeterince doğru hesaplanamazsa FRC hesaplanmasında anlamlı hatalar meydana gelebilir).

Helyum Dilüsyon Ölçüm Tekniği

11) Helyum konsantrasyonu her 15 saniyede bir kontrol edilmelidir.

12) Helyum konsantrasyonunda son 30 sn. içinde %0.02'den fazla konsantrasyon değişimi olmadığında test sonlandırılabilir.

13) Toplam test süresi 10 dakikayı geçmemelidir. Ağır gaz değişim anormalliği olan hastalarda bile test nadiren 10 dakikayı geçer.

14) Helyum konsantrasyonunun sabit kaldığı noktada (helyum eşitliği tamamlandığında) hasta sistemden (test gazından) ayrılır.

Helyum Dilüsyon Ölçüm Tekniği

• Teknik olarak tatminkar en az bir ölçüm (tercihen 1 den fazla) değerlendirmeye alınır.

• Eğer Helyum dilüsyon yöntemi tekrar edilecek ise iki test arasındaki süre 5 dakikadan az olmamalıdır.

• Birden fazla test yapıldığında teknik olarak kabul edilebilir sonuçların ortalaması (%10 luk fark içerisinde) alınır.

• Tek test yapıldığında sonuçların yorumlanmasında dikkat edilmelidir !

Helyum Dilüsyon Ölçüm Tekniği

Kabul edilebilir bir helyum dilüsyon test profili

O2 tüketimini kompanse etmek için sisteme sürekli O2 eklenir. Helyum konsantrasyonu düştüğünde (a), volüm değişikliği için geçen zaman süresine karşılık gelir (b).

Helyum eşitliği tamamlandığında aşağıdaki formüle göre FRCHe hesaplanır.

FHe1: Kişi cihaza bağlandığı zamandaki He fraksiyonu

FHe2 : Eşitliğin sağlandığı zamandaki He fraksiyonu

Vapp: spirometre volümü

Vapp X FHe1 = (Vapp + FRCHe) x (FHe2)

FHe1 - FHe2 FRCHe = _________________ x Vapp

FHe2

Helyum Dilüsyon Yöntemi ileFRC (FRCHe) hesaplanması

Helyum Dilüsyon Yöntemi ile FRC hesaplanması

Hasta spirometrik sisteme bağlanmadan önceki Volum–zaman spirogramı

Ölçülen akciğer volümleri, ağızlık ve valvin ölü boşluklarını da içerdiğinden bunlar çıkartılmalıdır.

a) Hasta sisteme FRC’den daha yüksek bir volümde bağlanıyor, bu durumda volüm farkı (V) çıkartılmalıdır.

b) Hasta sisteme FRC’den daha düşük bir volümde bağlanıyor, bu durumda volüm farkı (V) eklenmelidir.

c) Hasta sisteme gerçek FRC’den daha yüksek bir volümde bağlanıyor, bu nedenle volüm farkı (V) çıkartılmalıdır

Nitrojen Arınma (Washout) Yöntemi Bu yöntemin ana felsefesi, kişi %100 O2 solurken akciğer havasında %75-80 oranında bulunan N2'in akciğerlerdenarınması ve arınan gaz volümünün ölçümüdür.

• % 100 oksijen inhale edilir.

• Her solukta ekshale edilen gaz analiz edilir.

• Ekshale edilen Nitrojen volümü hesaplanır.

• Ekshale edilen total nitrojen volümü test başlangıcında akciğerlerdeki hava volümüne oranlanır (FRC).

Nitrojen Arınma Yöntemi ile FRC Ölçümü

Nitrojen Arınma Yöntemi ile FRC Ölçüm Tekniği

1) Cihaz açılır ve önerilen şekilde kalibrasyon yapılır.

2) Test prosedürü hastaya anlatılır. Hasta rahat bir şekilde oturur poziyonda olmalıdır.

3) Burun mandalla kapatılır. İşlem sırasında ağızlık etrafından kaçak olmaması gerektiği vurgulanır.

4) Ağızlığı ağzına alan hasta, yaklaşık 30-60 saniye cihaza alışana ve stabil bir end-tidal ekspiratuar seviye elde edilene kadar sakin soluk alıp verir.

5) Hasta sisteme bağlanır ve oda havası yerine %100 O2 solumaya başlar.

6) Washout sırasında N2 konsantras. takip edilir: İnspire edilen N2’de >%1’lik bir değişim ya da ekspire

N2 konsantrasyonunda ani bir artış sistemde kaçak olduğu anlamına gelir.

Bu durumda test sonlandırılır ve hasta 15 dak. oda havası soluduktan sonra test tekrar edilir.

Ekspire edilen volumün veya final N2 konsant. yanlış ölçülmesi anlamlı bir hataya yol açabilir.

7) En az 3 ardışık soluk sonrasında nitrojen seviyesi <%1.5 olduğunda washout testi tamamlanır. Nitrojen trasesinde düzenli bir iniş izlenmelidir.

Nitrojen Arınma Ölçüm Tekniği

Nitrojen Arınma Yöntemi ile FRC Ölçümü

• Teknik olarak tatminkar en az bir ölçüm (tercihen 1 den fazla) değerlendirmeye alınır.

• Washout testi tekrarlanacaksa tekrarlar arasında en 15 dak. bekleme süresi önerilmektedir. Eğer hastada ağır obstrüksiyon ya da büllöz hastalık varsa testler arası süre en az 1 saat olmalıdır.

• Birden fazla test yapıldığında teknik olarak kabul edilebilir sonuçların ortalaması (%10’luk fark içerisinde olan) alınır.

• Tek test yapıldığında sonuçların yorumlanmasında dikkat edilmelidir.

Nitrojen Arınma Ölçüm Tekniği

%100 O2 solunurken izlenen tipik bir normal çok soluklu N2 washout profili

• Eğrinin altındaki alan “total arınan volüm”ün bölünmesiyle oluşan “arınan N2 volümü”dür.

• “Arınan N2 volümü”, testin sonunda arınan gaz volümünün veya testin sonundaki son tidal soluğun sonundaki gaz volümünün “fraksiyonel N2 konsantrasyonunu” verir.

N2 washout yöntemi ile FRC (FRCN2) hesaplanması

Testin sonunda elde edilen volüm FRC'dir (FRCN2).

Bunun hesabının yapılabilmesi için;

• FN2 1 = Alveol gazında ilk ölçülen N2 fraksiyonu

• FN2 2 = Alveol gazında son ölçülen N2 fraksiyonu

• Ayrıca doku ve kandan arınan N2 volümü bilinmelidir.

FRCN2 XFN21 = (FRCN2 X FN22 + arınan N2 vol.)–(doku N2 vol.)

Arınan N2 volümü - doku N2 volümüFRCN2 = ________________________________ FN21 - FN22

• Akciğer Volümleri– Klinik olarak anlamlı bir arınmayı gösterir.

• Karakteristik tanısal paternler gösterir.

• Kaçak tespiti yapılabilir.

• Minimum kooperasyonu olan hastalara da uygulanabilme imkanı sunar.

Nitrojen Arınma (Washout) Yöntemi

Nitrojen Arınma Yöntemi ile Tanısal Paternler

Vücut Pletismografı ile Akciğer Volüm Ölçüm Yöntemi

• Torakstaki tüm gaz volümünün (VTG) ölçülmesini sağlar. Solunum yollarındaki dağılımdan etkilenmez.

• VTG ölçümü ekspirasyonun sonunda yapıldığında FRC ölçülmüş olur.

• Bu yöntem pahalı ekipman gerektirir ve her laboratuvarda yoktur.

Volüm Ölçüm Yöntemleri -Sonuçların Karşılaştırılması

• Normal kişilerde üç metot da benzer sonuç verir. Ölçümler arasındaki varyasyon %10’dan azdır.

• Ancak hava yolu obstrüksiyonu bulunan olgularda inert gaz olan helyumun iyi ventile olmayan akciğer alanlarına yeterince dağılmaması ve dolayısıyla distribüsyonun nonhomojen olması nedeniyle He ile yapılan gaz dilüsyon yöntemi gerçekten daha düşük sonuç verir. Amfizem alanları, büller ve kistler ölçüm dışı kalabilir.

Volüm Ölçüm Yöntemleri -Sonuçların Karşılaştırılması

• Pletismografik ölçümde ise ventile alanlarla birlikte nonventile alanlar da ölçüme katıldığından gerçeğe daha yakın sonuç elde edilir.

• Pletismografik yöntemle ölçülen VTG (FRC) her zaman He dilüsyon ve N2 arınma yöntemiyle ölçülenden büyüktür. Çünkü atmosferle bağlantılı ve bağlantısız gaz volümü ölçülmüştür.

• Pletismografi ve gaz dilüsyon yöntemleriyle (He veya N2) elde edilen FRC değerleri arasındaki fark bül, kist gibi hava hapsi alanları verir.

ATS/ERS Task Force:

Klinik pratikte solunum fonksiyon testi sonuçlarının yorumlanması önerilen

algoritmaya göre yapılmalıdır.

Pellegrino et al., ERJ 2005

AKCİĞER VOLÜM ÖLÇÜM SONUÇLARININ YORUMLANMASI

NORMAL

FEV1/VC LLN

VC LLN VC LLN

Göğüs duvarıNöromüsküler

TLC LLN

OBSTRÜKSİYONNORMAL

evet

evet

hayır

evet

DLCO LLN

Pulmoner vazküler

hast.

evet hayır

hayır

RESTRİKSİYON

hayır

evet TLC LLN

hayır

evet

MİKST

hayır

DLCO LLN DLCO LLN

Interstisyel akciğer hast.

AstımKr. bronşit Amfizem

evet evet hayırhayır

• Obstrüktif Hastalıklarda:– Anormal derece yüksek akciğer volümlerinde havayolu kapanması FRC RV

• Azalmış akciğer kompliyansı (difüz interstisyel fibroz)– Akciğerde elastik recoil kaybı (istirahat düzeyi) FRC RV

AKCİĞER VOLÜM ÖLÇÜM SONUÇLARININ YORUMLANMASI

AKCİĞER VOLÜM DEĞİŞMELERİ

FRC

RV

TLC

Normal(genç)

Normal(yaşlı)

AmfizemErken İleri

Fibrozis Sol.kas güçs.

Obez.

150

100

50

0

VO

LÜM

(%)

AKCİĞER VOLÜM DEĞİŞMELERİV

OLÜ

M (%

)

0

50

100

150

Akciğer Volümleri: Referans Değerler

• Akciğer volümleri vücut ölçüleri (boy, kilo) ve yaş ile ilişkilidir.

• Referans eşitlik kullanmak gerekli:

• Ancak referans eşitlik konusunda bir konsensus yok• ATS-ERS Workshop (Stocks and Quanjer, ERJ,1995)

• ERS Statement (ERJ, 1993)

• Akciğer volüm ölçümleri oldukça yararlı ve gereklidir.

• Akciğer volümleri, hem obstrüktif hem restriktif hastalıklarda solunum fonksiyonlarının değerlendirilmesinde anahtar rol oynamaktadır.

• Volüm ölçüm tekniklerinde standardizasyon önemlidir.

• Yeni ATS/ERS kılavuzu bu tekniklerde standardizasyon için öneriler sunmaktadır.

• Ancak bu kılavuzun da eksikleri olup mükemmel değildir.

ÖZET

Teşekkürler…Teşekkürler…Doç.Dr. Sibel ATIŞDoç.Dr. Sibel ATIŞ

SorularSorular ????