Hengitysvajauksen diagnoosi

Hengitysvajauksen diagnosoinnissa käytetään useita nykyaikaisia tutkimusmenetelmiä, joiden avulla voidaan muodostaa käsitys hengitysvajauksen erityisistä syistä, mekanismeista ja vakavuudesta, samanaikaisista toiminnallisista ja orgaanisista muutoksista sisäelimissä, hemodynamiikan tilasta, happo-emästasapainosta jne. Tätä varten määritetään ulkoisen hengityksen toiminta, veren kaasukoostumus, hengitys- ja minuuttiventilaatiotilavuudet, hemoglobiini- ja hematokriittitasot, veren happisaturaatio, valtimo- ja keskuslaskimopaine, syke, EKG, tarvittaessa keuhkovaltimon kiilapaine (PAWP), suoritetaan sydämen kaikukuvaus jne. (AP Zilber).

Ulkoisen hengitystoiminnan arviointi

Tärkein menetelmä hengitysvajauksen diagnosoimiseksi on ulkoisen hengityksen (FVD) toiminnan arviointi, jonka päätehtävät voidaan muotoilla seuraavasti:

1. Hengitystoiminnan häiriöiden diagnosointi ja hengitysvajauksen vakavuuden objektiivinen arviointi.
2. Keuhkojen ventilaation obstruktiivisten ja restriktiivisten häiriöiden erotusdiagnostiikka.
3. Hengitysvajauksen patogeneettisen hoidon perustelu.
4. Hoidon tehokkuuden arviointi.

Nämä tehtävät ratkaistaan useilla instrumentaalisilla ja laboratoriomenetelmillä: pyrometria, spirografia, pneumotachometria, keuhkojen diffuusiokapasiteetin testit, ventilaatio-perfuusiosuhteiden rikkominen jne. Tutkimusten laajuus määräytyy monien tekijöiden perusteella, mukaan lukien potilaan tilan vakavuus ja mahdollisuus (ja tarkoituksenmukaisuus!) täydelliseen ja kattavaan FVD-tutkimukseen.

Yleisimmät ulkoisen hengityksen toiminnan tutkimusmenetelmät ovat spirometria ja spirografia. Spirometria mahdollistaa paitsi mittaamisen, myös tärkeimpien ventilaatioindikaattoreiden graafisen tallentamisen rauhallisen ja muodokkaan hengityksen, fyysisen aktiivisuuden ja farmakologisten testien aikana. Viime vuosina tietokonepohjaisten spirografiajärjestelmien käyttö on yksinkertaistanut ja nopeuttanut tutkimusta merkittävästi ja mikä tärkeintä, mahdollistanut sisään- ja uloshengitysilmavirtausten tilavuusnopeuden mittaamisen keuhkotilavuuden funktiona eli virtaus-tilavuussilmukan analysoinnin. Tällaisia tietokonejärjestelmiä ovat esimerkiksi Fukudan (Japani) ja Erich Egerin (Saksa) spirografit jne.

Tutkimusmenetelmä. Yksinkertaisin spirografi koostuu ilmatäytteisestä liukulieriöstä, joka on upotettu vesisäiliöön ja yhdistetty rekisteröintilaitteeseen (esimerkiksi tietyllä nopeudella pyörivään kalibroituun rumpuun, jolla spirografilukemat tallennetaan). Istuvassa asennossa oleva potilas hengittää sylinteriin liitetyn putken kautta ilmalla. Keuhkojen tilavuuden muutokset hengityksen aikana tallennetaan pyörivään rumpuun liitetyn sylinterin tilavuuden muutoksilla. Tutkimus suoritetaan yleensä kahdella tavalla:

• Perusaineenvaihdunnan olosuhteissa - aamulla, tyhjään vatsaan, tunnin lepotauon jälkeen makuuasennossa; lääkkeet tulee lopettaa 12–24 tuntia ennen tutkimusta.
• Suhteellisen levon olosuhteissa - aamulla tai iltapäivällä, tyhjään vatsaan tai aikaisintaan 2 tuntia kevyen aamiaisen jälkeen; ennen tutkimusta vaaditaan 15 minuutin lepo istuma-asennossa.

Tutkimus suoritetaan erillisessä, hämärästi valaistussa huoneessa, jonka lämpötila on 18–24 °C, sen jälkeen, kun potilas on perehtynyt toimenpiteeseen. Tutkimusta suoritettaessa on tärkeää saavuttaa täysi kontakti potilaaseen, koska hänen kielteinen asenteensa toimenpiteeseen ja tarvittavien taitojen puute voivat muuttaa tuloksia merkittävästi ja johtaa saatujen tietojen riittämättömään arviointiin.

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

Keuhkoventilaation pääindikaattorit

Klassinen spirografia mahdollistaa seuraavien sairauksien selvittämisen:

1. useimpien keuhkojen tilavuuksien ja kapasiteettien koko,
2. keuhkojen ventilaation pääindikaattorit,
3. kehon hapenkulutus ja hengityksen tehokkuus.

Keuhkoja on neljä ensisijaista tilavuutta ja neljä kapasiteettia. Jälkimmäisiin kuuluu kaksi tai useampia ensisijaisia tilavuuksia.

Keuhkojen tilavuudet

1. Hengitystilavuus (TV) on sisään- ja uloshengitettyjen kaasujen tilavuus hiljaisen hengityksen aikana.
2. Sisäänhengitysreservitilavuus ( _IRV ) on suurin kaasun tilavuus, jonka voidaan lisäksi hengittää sisään rauhallisen sisäänhengityksen jälkeen.
3. _{Uloshengitysreservitilavuus} (ERV) on suurin kaasun tilavuus, joka voidaan lisäksi uloshengittää rauhallisen uloshengityksen jälkeen.
4. Keuhkojen jäännöstilavuus (RV) on keuhkoihin jäävän ilman tilavuus maksimaalisen uloshengityksen jälkeen.

Keuhkojen kapasiteetti

1. _{Vitaalikapasiteetti (VC) on VL:n, ROin: n} ja ROexp _:n summa eli suurin kaasun tilavuus, joka voidaan uloshengittää maksimaalisen syvän sisäänhengityksen jälkeen.
2. Sisäänhengityskapasiteetti (IC) on DI:n ja PO:n summa _eli suurin kaasun tilavuus, joka voidaan sisäänhengittää rauhallisen uloshengityksen jälkeen. Tämä kapasiteetti kuvaa keuhkokudoksen kykyä venyä.
3. _{Toiminnallinen jäännöskapasiteetti (FRC) on FRC:n ja PO exp:n} summa eli keuhkoihin rauhallisen uloshengityksen jälkeen jäävän kaasun tilavuus.
4. Kokonaiskeuhkokapasiteetti (TLC) on keuhkoissa olevan kaasun kokonaismäärä maksimaalisen sisäänhengityksen jälkeen.

Kliinisessä käytännössä laajalti käytetyillä perinteisillä spirografeilla voidaan määrittää vain viisi keuhkotilavuutta ja -kapasiteettia: RV, RO _in, RO exp, _VC, EVP (tai vastaavasti VT, IRV, ERV, VC ja VC). Keuhkojen ventilaation tärkeimmän indikaattorin - toiminnallisen jäännöskapasiteetin (FRC) - löytämiseksi ja keuhkojen jäännöstilavuuden (RV) ja keuhkojen kokonaiskapasiteetin (TLC) laskemiseksi on käytettävä erityistekniikoita, erityisesti heliumin laimennus-, typpihuuhtelu- tai koko kehon pletysmografiamenetelmiä (ks. alla).

Perinteisen spirografiamenetelmän pääindikaattori on keuhkojen vitaalikapasiteetti (VC). VC:n mittaamiseksi potilas ottaa rauhallisen hengityksen (CB) jälkeen ensin maksimisuunnassa sisäänhengityksen ja sitten mahdollisesti täyden uloshengityksen. Tässä tapauksessa on suositeltavaa arvioida paitsi VC:n integraaliarvo myös sisään- ja uloshengityskapasiteetti (vastaavasti VCin, VCex) eli suurin sisään- tai uloshengitettävän ilman tilavuus.

Toinen perinteisessä spirografiassa käytetty pakollinen tekniikka on testi keuhkojen pakotetun (uloshengitys) elintärkeän kapasiteetin (FVC tai pakotettu elintärkeä kapasiteetti uloshengitys) määrittämiseksi, jonka avulla voidaan määrittää keuhkojen ventilaation tehokkaimmat (muodostumisnopeusindikaattorit pakotetun uloshengityksen aikana), jotka kuvaavat erityisesti keuhkojen sisäisten hengitysteiden tukkeutumisen astetta. Kuten VC:n määritystestissä, potilas ottaa syvimmän mahdollisen hengityksen ja sitten, toisin kuin VC:n määrittämisessä, hengittää ilmaa ulos suurimmalla mahdollisella nopeudella (pakotetulla uloshengityksellä). Tässä tapauksessa tallennetaan vähitellen litistyvä spontaani käyrä. Tämän uloshengitysliikkeen spirogrammia arvioitaessa lasketaan useita indikaattoreita:

1. Pakotettu uloshengitystilavuus sekunnin kuluttua (FEV1) on keuhkoista uloshengityksen ensimmäisessä sekunnissa poistuvan ilman määrä. Tämä indikaattori pienenee sekä hengitysteiden tukkeutuessa (lisääntyneen keuhkoputkien vastuksen vuoksi) että restriktiivisten häiriöiden yhteydessä (kaikkien keuhkotilavuuksien pienenemisen vuoksi).
2. Tiffnon indeksi (FEV1/FVC, %) on ensimmäisen sekunnin uloshengitystilavuuden (FEV1) suhde keuhkojen elintärkeään kapasiteettiin (FVC). Tämä on tärkein indikaattori uloshengitysliikkeestä, kun uloshengitys on tehostettu. Se pienenee merkittävästi bronko-obstruktiivisessa oireyhtymässä, koska keuhkoputkien tukkeutumisesta johtuvaan uloshengityksen hidastumiseen liittyy uloshengitystilavuuden (FEV1) pieneneminen sekunnissa, jos FVC:tä ei ole tai se pienenee vain merkityksettömästi. Restriktiivisissä häiriöissä Tiffnon indeksi pysyy käytännössä muuttumattomana, koska FEV1 ja FVC pienenevät lähes yhtä paljon.
3. Maksimaalinen uloshengitysvirtaus 25 %:n, 50 %:n ja 75 %:n tehostetusta vitaalikapasiteetista (MEF25, MEF50, MEF75 tai MEF25, MEF50, MEF75). Nämä arvot lasketaan jakamalla vastaavat tehostetun uloshengityksen tilavuudet (litroina) (25 %:n, 50 %:n ja 75 %:n kokonais-FVC:stä) ajalla, joka kuluu näiden tilavuuksien saavuttamiseen tehostetun uloshengityksen aikana (sekunteina).
4. Keskimääräinen uloshengitysvirtausnopeus 25–75 %:n tasolla FVC:stä (AEF25–75). Tämä indikaattori on vähemmän riippuvainen potilaan tahdonalaisesta ponnistelusta ja heijastaa objektiivisemmin keuhkoputkien avoimuutta.
5. Huippuuloshengitysvirtaus ( _PEF ) on pakotetun uloshengityksen suurin tilavuusvirtausnopeus.

Spirografisen tutkimuksen tulosten perusteella lasketaan myös seuraava:

1. hengitysliikkeiden lukumäärä hiljaisen hengityksen aikana (RR tai BF - hengitystaajuus) ja
2. Minuuttihengitystilavuus (MV) on keuhkojen kokonaisventilaatiomäärä minuutissa rauhallisen hengityksen aikana.

[ 6 ], [ 7 ]

Virtaus-tilavuussuhteen tutkiminen

Tietokoneistettu spirografia

Nykyaikaiset tietokonepohjaiset spirografiajärjestelmät mahdollistavat edellä mainittujen spirografisten indeksien lisäksi myös virtaus-tilavuussuhteen automaattisen analysoinnin eli tilavuusilman virtausnopeuden riippuvuuden keuhkotilavuuden arvosta sisään- ja uloshengityksen aikana. Virtaus-tilavuussilmukan sisään- ja uloshengitysosien automaattinen tietokonepohjainen analysointi on lupaavin menetelmä keuhkojen ventilaatiohäiriöiden kvantitatiiviseen arviointiin. Vaikka virtaus-tilavuussilmukka itsessään sisältää periaatteessa samat tiedot kuin yksinkertainen spirogrammi, tilavuusilman virtausnopeuden ja keuhkotilavuuden välisen suhteen selkeys mahdollistaa sekä ylä- että alahengitysteiden toiminnallisten ominaisuuksien yksityiskohtaisemman tutkimisen.

Kaikkien nykyaikaisten spirografisten tietokonejärjestelmien pääelementti on pneumotakografinen anturi, joka tallentaa ilmavirran tilavuusnopeuden. Anturi on leveä putki, jonka läpi potilas hengittää vapaasti. Samanaikaisesti putken pienen, ennalta tunnetun aerodynaamisen vastuksen seurauksena sen alun ja lopun välille syntyy tietty paine-ero, joka on suoraan verrannollinen ilmavirran tilavuusnopeuteen. Tällä tavoin on mahdollista tallentaa ilmavirran tilavuusnopeuden muutoksia sisään- ja uloshengityksen aikana - pneumotakogrammi.

Tämän signaalin automaattinen integrointi mahdollistaa myös perinteisten spirografisten indeksien - keuhkotilavuusarvojen litroina - saamisen. Näin ollen tietokoneen muistilaite vastaanottaa samanaikaisesti tiedon tilavuusilman virtausnopeudesta ja keuhkotilavuudesta tietyllä hetkellä. Tämä mahdollistaa virtaus-tilavuuskäyrän piirtämisen näytön näytölle. Tämän menetelmän merkittävä etu on, että laite toimii avoimessa järjestelmässä, eli tutkittava hengittää putken läpi avointa kiertoa pitkin kokematta ylimääräistä hengitysvastusta, kuten perinteisessä spirografiassa.

Hengitysliikkeiden suorittamismenettely virtaus-tilavuuskäyrää tallennettaessa muistuttaa säännöllisen rinnakkaisrutiinin tallentamista. Monimutkaisen hengitysjakson jälkeen potilas hengittää sisään maksimaalisesti, minkä seurauksena virtaus-tilavuuskäyrän sisäänhengitysosa tallennetaan. Keuhkotilavuus pisteessä "3" vastaa keuhkojen kokonaiskapasiteettia (TLC). Tämän jälkeen potilas hengittää ulos voimakkaasti, ja virtaus-tilavuuskäyrän uloshengitysosa (käyrä "3-4-5-1") tallennetaan monitorin näytölle. Pakotetun uloshengityksen alussa ("3-4") tilavuusilman virtausnopeus kasvaa nopeasti saavuttaen huippunsa (uloshengityksen huippuvirtausnopeus - PEF ₎, ja sitten se laskee lineaarisesti pakotetun uloshengityksen loppuun asti, jolloin pakotettu uloshengityskäyrä palaa alkuperäiseen asentoonsa.

Terveellä yksilöllä virtaus-tilavuuskäyrän sisäänhengitys- ja uloshengitysosien muodot eroavat merkittävästi toisistaan: sisäänhengityksen aikana suurin tilavuusvirtaus saavutetaan noin 50 %:lla vitaalikapasiteetista (MIF50), kun taas pakotetussa uloshengityksessä uloshengityksen huippuvirtaus (PEF) tapahtuu hyvin varhain. Suurin sisäänhengitysvirtaus (MIF50) on noin 1,5 kertaa suurempi kuin suurin uloshengitysvirtaus keskitason vitaalikapasiteetissa (Vmax50 %).

Kuvattua virtaus-tilavuuskäyrän rekisteröintitestiä suoritetaan useita kertoja, kunnes tulokset ovat yhteneväiset. Useimmissa nykyaikaisissa laitteissa parhaan käyrän kerääminen materiaalin jatkokäsittelyä varten suoritetaan automaattisesti. Virtaus-tilavuuskäyrä tulostetaan yhdessä lukuisten keuhkojen ventilaatioindeksien kanssa.

Pneumotokografinen anturi tallentaa tilavuusilmavirtauskäyrän. Käyrän automaattinen integrointi mahdollistaa hengitystilavuuksien käyrän saamisen.

[ 8 ], [ 9 ], [ 10 ]

Tutkimustulosten arviointi

Useimmat keuhkojen tilavuudet ja kapasiteetit, sekä terveillä potilailla että keuhkosairauksia sairastavilla potilailla, riippuvat useista tekijöistä, kuten iästä, sukupuolesta, rintakehän koosta, kehon asennosta, harjoitustasosta jne. Esimerkiksi terveiden ihmisten elintärkeä kapasiteetti (VC) pienenee iän myötä, kun taas jäännöstilavuus (RV) kasvaa, ja keuhkojen kokonaiskapasiteetti (TLC) pysyy käytännössä muuttumattomana. VC on verrannollinen rintakehän kokoon ja vastaavasti potilaan pituuteen. Naisilla VC on keskimäärin 25 % pienempi kuin miehillä.

Siksi käytännön näkökulmasta on epäkäytännöllistä verrata spirografisessa tutkimuksessa saatuja keuhkojen tilavuuksien ja kapasiteettien arvoja yhtenäisiin "standardeihin", joiden arvojen vaihtelut edellä mainittujen ja muiden tekijöiden vaikutuksesta ovat melko merkittäviä (esimerkiksi elintärkeä kapasiteetti voi normaalisti vaihdella 3–6 litrasta).

Hyväksyttävin tapa arvioida tutkimuksen aikana saatuja spirografisia indikaattoreita on verrata niitä niin sanottuihin normaaliarvoihin, jotka saatiin tutkittaessa suuria terveiden ihmisten ryhmiä ottaen huomioon heidän ikänsä, sukupuolensa ja pituutensa.

Ventilaatioparametrien vaaditut arvot määritetään erityisillä kaavoilla tai taulukoilla. Nykyaikaisissa tietokoneella toimivissa spirografeissa ne lasketaan automaattisesti. Jokaiselle parametrille annetaan normaaliarvojen raja-arvot prosentteina suhteessa laskettuun vaadittuun arvoon. Esimerkiksi VC:tä tai FVC:tä pidetään pienentyneenä, jos niiden todellinen arvo on alle 85 % lasketusta vaaditusta arvosta. FEV1:n lasku havaitaan, jos tämän parametrin todellinen arvo on alle 75 % vaaditusta arvosta, ja FEV1/FVC:n lasku havaitaan, jos todellinen arvo on alle 65 % vaaditusta arvosta.

Tärkeimpien spirografisten indikaattoreiden normaaliarvojen raja-arvot (prosentteina lasketusta odotusarvosta).

Indikaattorit	Normi	Ehdollinen normi	Poikkeamat
			Kohtalainen	Merkittävä	Terävä
KELTAINEN	>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
OEL	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

Lisäksi spirografiatulosten arvioinnissa on otettava huomioon joitakin muita olosuhteita, joissa tutkimus tehtiin: ilmakehän paine, ympäröivän ilman lämpötila ja kosteus. Potilaan uloshengittämän ilman tilavuus on yleensä jonkin verran pienempi kuin saman ilman keuhkoihin keräämä tilavuus, koska sen lämpötila ja kosteus ovat yleensä korkeammat kuin ympäröivän ilman. Jotta tutkimusolosuhteisiin liittyvät mittausarvojen erot voitaisiin sulkea pois, kaikki keuhkotilavuudet, sekä odotetut (lasketut) että todelliset (tietyllä potilaalla mitatut), annetaan olosuhteissa, jotka vastaavat niiden arvoja 37 °C:n ruumiinlämmössä ja täydessä vesihöyrykyllästystilassa (BTPS-järjestelmä - Body Temperature, Pressure, Saturated). Nykyaikaisissa tietokonepohjaisissa spirografeissa tällainen keuhkotilavuuksien korjaus ja uudelleenlaskenta BTPS-järjestelmässä tehdään automaattisesti.

Tulosten tulkinta

Harjoittelevan lääkärin tulisi ymmärtää spirografisen tutkimusmenetelmän todelliset mahdollisuudet, joita yleensä rajoittaa tiedon puute jäännöskeuhkojen tilavuuden (RLV), toiminnallisen jäännöskapasiteetin (FRC) ja keuhkojen kokonaiskapasiteetin (TLC) arvoista, mikä ei mahdollista TLC-rakenteen täydellistä analysointia. Samalla spirografia mahdollistaa yleiskuvan muodostamisen ulkoisen hengityksen tilasta, erityisesti:

1. tunnistaa keuhkojen elintärkeän kapasiteetin (VC) lasku;
2. tunnistaa trakeobronkiaalisen läpinäkyvyyden loukkaukset ja käyttää virtaustilavuussilmukan nykyaikaista tietokoneanalyysiä - obstruktiivisen oireyhtymän kehittymisen varhaisimmissa vaiheissa;
3. keuhkojen ventilaation rajoittavien häiriöiden esiintymisen tunnistamiseksi tapauksissa, joissa niitä ei yhdistetä heikentyneeseen keuhkoputkien avoimuuteen.

Nykyaikainen tietokonespirografia mahdollistaa luotettavan ja täydellisen tiedon saamisen keuhkoputkien obstruktiivisen oireyhtymän esiintymisestä. Restriktiivisten ventilaatiohäiriöiden enemmän tai vähemmän luotettava havaitseminen spirografisella menetelmällä (ilman kaasuanalyyttisiä menetelmiä OEL:n rakenteen arvioimiseksi) on mahdollista vain suhteellisen yksinkertaisissa, klassisissa keuhkojen elastisuuden heikkenemisen tapauksissa, kun niitä ei yhdistetä keuhkoputkien avoimuuden heikkenemiseen.

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

Obstruktiivisen oireyhtymän diagnoosi

Obstruktiivisen oireyhtymän tärkein spirografinen merkki on pakotetun uloshengityksen hidastuminen lisääntyneen hengitysteiden vastuksen vuoksi. Klassista spirogrammia otettaessa pakotetun uloshengityksen käyrä venyy ja sellaiset indikaattorit kuin FEV1 ja Tiffnon indeksi (FEV1/FVC) pienenevät. VC joko ei muutu tai pienenee hieman.

Luotettavampi merkki keuhkoputkien obstruktiivisesta oireyhtymästä on Tiffeneau-indeksin (FEV1/FVC) lasku, koska FEV1:n absoluuttinen arvo voi laskea paitsi keuhkoputkien tukoksen, myös restriktiivisten häiriöiden yhteydessä johtuen kaikkien keuhkojen tilavuuksien ja kapasiteettien, mukaan lukien FEV1 ja FVC, suhteellisesta vähenemisestä.

Jo obstruktiivisen oireyhtymän varhaisessa kehitysvaiheessa laskettu keskimääräisen tilavuusnopeuden indikaattori laskee 25-75%:n tasolle FVC:stä (SOC25-75%) - O" on herkin spirografinen indikaattori, joka osoittaa hengitysteiden vastuksen lisääntymistä ennen muita. Sen laskeminen vaatii kuitenkin melko tarkkoja manuaalisia mittauksia FVC-käyrän laskevasta polvesta, mikä ei ole aina mahdollista klassisella spirogrammilla.

Tarkempaa ja luotettavampaa tietoa voidaan saada analysoimalla virtaus-tilavuussilmukkaa käyttämällä nykyaikaisia tietokoneella tehtäviä spirografisia järjestelmiä. Obstruktiivisiin häiriöihin liittyy muutoksia virtaus-tilavuussilmukan pääasiassa uloshengitysosassa. Jos useimmilla terveillä ihmisillä tämä silmukan osa muistuttaa kolmiota, jossa tilavuusilman virtausnopeus pienenee lähes lineaarisesti uloshengityksen aikana, niin keuhkoputkien avoimuuden häiriöistä kärsivillä potilailla havaitaan silmukan uloshengitysosan ominainen "roikkuminen" ja tilavuusilman virtausnopeuden lasku kaikilla keuhkotilavuuden arvoilla. Usein keuhkotilavuuden kasvun vuoksi silmukan uloshengitysosa siirtyy vasemmalle.

Seuraavat spirografiset parametrit pienenevät: FEV1, FEV1/FVC, huippuvirtausnopeus (PEF ₎, MEF25 % (MEF25), MEF50 % (MEF50), MEF75 % (MEF75) ja FEF25–75 %.

Keuhkojen vitaalikapasiteetti (VC) voi pysyä muuttumattomana tai laskea, vaikka samanaikaisia restriktiivisiä sairauksia ei olisikaan. On myös tärkeää arvioida uloshengitysreservitilavuuden (ERV ₎ arvo, joka luonnollisesti pienenee obstruktiivisessa oireyhtymässä, erityisesti keuhkoputkien varhaisen uloshengityssulkeutumisen (romahduksen) sattuessa.

Joidenkin tutkijoiden mukaan virtaus-tilavuussilmukan uloshengitysosan kvantitatiivinen analyysi antaa meille myös käsityksen suurten tai pienten keuhkoputkien vallitsevasta ahtautumisesta. Uskotaan, että suurten keuhkoputkien tukkeutumiselle on ominaista pakotetun uloshengityksen tilavuusvirtauksen lasku pääasiassa silmukan alkuosassa, minkä seurauksena sellaiset indikaattorit kuin huipputilavuusvirtaus (PVF) ja suurin tilavuusvirtaus 25 %:ssa FVC:stä (MEF25) laskevat jyrkästi. Samanaikaisesti myös ilman tilavuusvirtaus uloshengityksen keskellä ja lopussa (MEF50 % ja MEF75 %) pienenee, mutta vähemmän kuin MEF- _ja MEF25 %. Sitä vastoin pienten keuhkoputkien tukkeutumisessa havaitaan pääasiassa MEF50 %:n ja MEF75 %:n laskua, kun taas MEF _-arvo on normaali tai hieman laskenut ja MEF25 % kohtalaisesti laskenut.

On kuitenkin korostettava, että nämä säännökset vaikuttavat tällä hetkellä melko kiistanalaisilta, eikä niitä voida suositella laajaan kliiniseen käytäntöön. Joka tapauksessa on enemmän perusteita uskoa, että tilavuusvirtausnopeuden laskun epätasainen väheneminen pakotetun uloshengityksen aikana heijastaa pikemminkin keuhkoputkien tukkeuman astetta kuin sen sijaintia. Keuhkoputkien ahtautumisen alkuvaiheeseen liittyy uloshengitysilman virtauksen hidastuminen uloshengityksen lopussa ja puolivälissä (MEF50%, MEF75%, SEF25-75% lasku, ja MEF25%, FEV1/FVC ja PEF -arvot muuttuvat hieman), kun taas vaikeassa keuhkoputkien tukkeumassa havaitaan suhteellisen suhteellinen lasku kaikissa nopeusindekseissä, mukaan lukien Tiffeneau-indeksi (FEV1/FVC), PEF ja MEF25%.

Kiinnostavaa on ylähengitysteiden (kurkunpään, henkitorven) tukosten diagnostiikka tietokoneella spirografien avulla. Tällaisia tukkeumia on kolmea tyyppiä:

1. kiinteä este;
2. vaihteleva ekstrathorakaalinen tukos;
3. vaihteleva rintakehän sisäinen tukos.

Esimerkki ylähengitysteiden kiinteästä tukkeumasta on trakeostomiastenoosi. Näissä tapauksissa hengitys tapahtuu jäykän, suhteellisen kapean putken kautta, jonka luumen ei muutu sisään- ja uloshengityksen aikana. Tällainen kiinteä tukos rajoittaa ilmavirtausta sekä sisään- että uloshengityksen aikana. Siksi käyrän uloshengitysosa muistuttaa muodoltaan sisäänhengitysosaa; sisään- ja uloshengityksen tilavuusnopeudet ovat merkittävästi pienemmät ja lähes yhtä suuret.

Klinikalla kuitenkin usein esiintyy kaksi ylähengitysteiden vaihtelevan tukkeuman varianttia, joissa kurkunpään tai henkitorven luumen muuttuu sisäänhengityksen tai uloshengityksen aikana, mikä johtaa sisäänhengitys- tai uloshengitysilman virtauksen selektiiviseen rajoittumiseen.

Muuttuvaa rintakehän ulkopuolista tukkeumaa havaitaan erilaisissa kurkunpään ahtaumissa (äänihuulten turvotus, kasvain jne.). Kuten tiedetään, hengitysliikkeiden aikana rintakehän ulkopuolisten hengitysteiden luumen, erityisesti ahtautuneiden, riippuu intratrakeaalisen ja ilmakehän paineen suhteesta. Sisäänhengityksen aikana henkitorven paine (samoin kuin alveolaarinen ja pleuraalinen paine) laskee negatiiviseksi eli alemmaksi kuin ilmakehän paine. Tämä edistää rintakehän ulkopuolisten hengitysteiden luumenin kaventumista ja sisäänhengitysilman virtauksen merkittävää rajoittumista sekä virtaustilavuussilmukan sisäänhengitysosan pienenemistä (litistymistä). Pakotetun uloshengityksen aikana henkitorven ulkopuolinen paine nousee merkittävästi ilmakehän painetta korkeammaksi, minkä seurauksena hengitysteiden halkaisija lähestyy normaalia ja virtaustilavuussilmukan uloshengitysosa muuttuu vain vähän. Ylähengitysteiden vaihtelevaa rintakehän ulkopuolista tukkeumaa havaitaan henkitorven kasvaimissa ja henkitorven kalvomaisen osan dyskinesiassa. Rintaontelon hengitysteiden eteisen halkaisija määräytyy pitkälti henkitorven sisäisen ja keuhkopussin sisäisen paineen suhteen perusteella. Pakotetun uloshengityksen aikana, kun keuhkopussin sisäinen paine nousee merkittävästi ja ylittää henkitorven paineen, rintaontelon hengitystiet kapenevat ja niille kehittyy tukos. Sisäänhengityksen aikana henkitorven paine ylittää hieman keuhkopussin sisäisen negatiivisen paineen, ja henkitorven kapenemisaste pienenee.

Näin ollen ylähengitysteiden vaihtelevan intratorakaalisen tukkeuman yhteydessä ilmavirtaus uloshengityksen aikana rajoittuu valikoivasti ja sisäänhengityssilmukan osa litistyy. Sen sisäänhengitysosa pysyy lähes muuttumattomana.

Ylempien hengitysteiden vaihtelevan ekstratorakaalisen tukkeuman yhteydessä tilavuusilman virtausnopeuden selektiivistä rajoittumista havaitaan pääasiassa sisäänhengityksen aikana ja intratorakaalisen tukkeuman yhteydessä uloshengityksen aikana.

On myös huomattava, että kliinisessä käytännössä tapaukset, joissa ylempien hengitysteiden luumenin kaventuminen liittyy vain sisäänhengitys- tai uloshengityssilmukan litistymiseen, ovat melko harvinaisia. Yleensä ilmavirran rajoittuminen havaitaan molemmissa hengitysvaiheissa, vaikkakin toisessa niistä tämä prosessi on paljon voimakkaampi.

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

Restriktiohäiriöiden diagnosointi

Keuhkoventilaation rajoittaviin häiriöihin liittyy keuhkojen täyttymisen rajoittuminen ilmalla johtuen keuhkojen hengityspinnan vähenemisestä, osan keuhkojen sulkemisesta pois hengityksestä, keuhkojen ja rintakehän elastisten ominaisuuksien heikkenemisestä sekä keuhkokudoksen venymiskyvyn heikkenemisestä (tulehduksellinen tai hemodynaaminen keuhkoödeema, massiivinen keuhkokuume, pneumokonioosi, pneumoskleroosi jne.). Samaan aikaan, jos rajoittavia häiriöitä ei yhdistetä edellä kuvattuihin keuhkoputkien läpikulkuhäiriöihin, hengitysteiden vastus ei yleensä lisäänny.

Klassisen spirografian paljastamien restriktiivisten ventilaatiohäiriöiden pääasiallinen seuraus on lähes suhteellinen pieneneminen useimmissa keuhkotilavuuksissa ja -kapasiteeteissa: RV, VC, RO _in, RO _exp, FEV, FEV1 jne. On tärkeää, että toisin kuin obstruktiivisessa oireyhtymässä, FEV1:n laskuun ei liity FEV1/FVC-suhteen laskua. Tämä indikaattori pysyy normaalialueella tai jopa nousee hieman VC:n merkittävämmän laskun vuoksi.

Tietokonespirografiassa virtaus-tilavuuskäyrä on normaalikäyrän pienennetty kopio, joka on siirtynyt oikealle keuhkojen tilavuuden kokonaispienenemisen vuoksi. Uloshengitysvirtauksen FEV1 huipputilavuusnopeus (PVR) on pienentynyt, vaikka FEV1/FVC-suhde on normaali tai kohonnut. Keuhkojen rajoittuneen laajenemisen ja vastaavasti sen elastisen vetovoiman heikkenemisen vuoksi virtausindikaattorit (esim. PVR25–75 %, MVR50 %, MVR75 %) voivat joissakin tapauksissa pienentyä myös ilman hengitysteiden tukkeutumista.

Tärkeimmät restriktiivisten ventilaatiohäiriöiden diagnostiset kriteerit, joiden avulla ne voidaan erottaa luotettavasti obstruktiivisista häiriöistä, ovat:

1. spirografialla mitattujen keuhkojen tilavuuksien ja kapasiteettien lähes suhteellinen väheneminen sekä virtausindikaattorit ja vastaavasti virtaus-tilavuussilmukkakäyrän normaali tai hieman muuttunut muoto, joka on siirtynyt oikealle;
2. normaali tai jopa kohonnut Tiffeneau-indeksi (FEV1/FVC);
3. Sisäänhengitysreservitilavuuden (IRV ₎ pieneneminen on lähes verrannollinen uloshengitysreservitilavuuteen (ERV ₎.

On jälleen kerran korostettava, että edes "puhtaiden" restriktiivisten ventilaatiohäiriöiden diagnosoinnissa ei voida luottaa pelkästään VCF:n laskuun, koska tämä indikaattori voi myös vakavassa obstruktiivisessa oireyhtymässä laskea merkittävästi. Luotettavampia erotusdiagnostisia merkkejä ovat virtaus-tilavuuskäyrän uloshengitysosan muodon muutosten puuttuminen (erityisesti normaalit tai kohonneet FEV1/FVC-arvot) sekä PO _in- ja PO _{out -arvojen} suhteellinen lasku.

[ 22 ], [ 23 ], [ 24 ]

Keuhkojen kokonaiskapasiteetin rakenteen määrittäminen (TLC)

Kuten edellä todettiin, klassisen spirografian menetelmät sekä virtaus-tilavuuskäyrän tietokonepohjainen käsittely mahdollistavat käsityksen vain viiden kahdeksasta keuhkotilavuudesta ja -kapasiteetista (VO2, ROin, ROout, VC, Evd tai vastaavasti VT, IRV, ERV, VC ja 1C) muutoksista, mikä mahdollistaa pääasiassa obstruktiivisten keuhkoventilaatiohäiriöiden asteen arvioinnin. Restriktiiviset häiriöt voidaan diagnosoida luotettavasti vain, jos niitä ei yhdistetä heikentyneeseen keuhkoputkien avoimuuteen, ts. ilman sekamuotoisia keuhkoventilaatiohäiriöitä. Lääketieteellisessä käytännössä tällaisia sekamuotoisia häiriöitä kuitenkin esiintyy useimmiten (esimerkiksi kroonisessa obstruktiivisessa keuhkoputkentulehduksessa tai keuhkoastmassa, johon liittyy emfyseema ja pneumoskleroosi jne.). Näissä tapauksissa keuhkoventilaatiohäiriöiden mekanismit voidaan tunnistaa vain analysoimalla OEL:n rakennetta.

Tämän ongelman ratkaisemiseksi on tarpeen käyttää lisämenetelmiä toiminnallisen jäännöskapasiteetin (FRC) määrittämiseksi ja jäännöskeuhkojen tilavuuden (RV) ja kokonaiskeuhkojen tilavuuden (TLC) laskemiseksi. Koska FRC on keuhkoihin jäljellä olevan ilman määrä maksimaalisen uloshengityksen jälkeen, sitä mitataan vain epäsuorilla menetelmillä (kaasuanalyysi tai koko kehon pletysmografia).

Kaasuanalyysimenetelmien periaate on, että joko inerttiä heliumkaasua johdetaan keuhkoihin (laimennusmenetelmä) tai keuhkorakkuloiden sisältämä typpi huuhdellaan pois, jolloin potilas pakotetaan hengittämään puhdasta happea. Molemmissa tapauksissa FRC lasketaan kaasun lopullisen pitoisuuden perusteella (RF Schmidt, G. Thews).

Heliumin laimennusmenetelmä. Heliumin tiedetään olevan inertti ja keholle vaaraton kaasu, joka käytännössä ei läpäise alveolaarista kapillaarikalvoa eikä osallistu kaasujenvaihtoon.

Laimennusmenetelmä perustuu heliumpitoisuuden mittaamiseen suljetussa spirometrisäiliössä ennen kaasun sekoittamista keuhkotilavuuteen ja sen jälkeen. Suljettu spirometri, jonka tilavuus on tunnettu (Vsp _), täytetään hapesta ja heliumista koostuvalla kaasuseoksella. Heliumin viemä tilavuus (Vsp ₎ ja sen alkupitoisuus (FHe1) tunnetaan myös. Rauhallisen uloshengityksen jälkeen potilas alkaa hengittää spirometristä, ja helium jakautuu tasaisesti keuhkotilavuuden (FRC) ja spirometrin tilavuuden (Vsp ₎ kesken. Muutaman minuutin kuluttua heliumpitoisuus yleisessä järjestelmässä ("spirometri-keuhkot") laskee (FHe2 ₎.

Typpihuuhtelumenetelmä. Tässä menetelmässä spirometri täytetään hapella. Potilas hengittää spirometrin suljettuun kiertoon useiden minuuttien ajan, ja mitataan uloshengitysilman (kaasun) tilavuus, keuhkojen alkuperäinen typpipitoisuus ja sen lopullinen pitoisuus spirometrissä. FRC lasketaan käyttämällä samankaltaista yhtälöä kuin heliumin laimennusmenetelmässä.

Molempien edellä mainittujen FRC:n (fluoresenssiresonanssi-indeksi) määritysmenetelmien tarkkuus riippuu kaasujen sekoittumisen täydellisyydestä keuhkoissa, mikä terveillä ihmisillä tapahtuu muutamassa minuutissa. Joissakin sairauksissa, joihin liittyy huomattava hengityksen epätasaisuus (esimerkiksi obstruktiivisessa keuhkosairaudessa), kaasupitoisuuden tasapainottuminen vie kuitenkin kauan. Näissä tapauksissa FRC:n (fluoresenssiresonanssi-indeksi) mittaaminen kuvatuilla menetelmillä voi olla epätarkkaa. Teknisesti monimutkaisempi koko kehon pletysmografiamenetelmä on vapaa näistä puutteista.

Koko kehon pletysmografia. Koko kehon pletysmografia on yksi informatiivisimmista ja monimutkaisimmista pulmonologiassa käytetyistä tutkimusmenetelmistä keuhkojen tilavuuksien, trakeobronkiaalisen vastuksen, keuhkokudoksen ja rintakehän elastisten ominaisuuksien määrittämiseen sekä joidenkin muiden keuhkojen ventilaation parametrien arviointiin.

Integroitu pletysmografi on hermeettisesti suljettu 800 litran tilavuudella varustettu kammio, johon potilas asetetaan vapaasti. Potilas hengittää pneumotaksografiputken kautta, joka on yhdistetty ilmakehään avoimeen letkuun. Letkussa on venttiili, jonka avulla ilmavirtaus voidaan sulkea automaattisesti oikealla hetkellä. Erityiset barometriset anturit mittaavat painetta kammiossa (Pcam) ja suuontelossa (Pmouth). Jälkimmäinen on letkun venttiilin ollessa suljettuna yhtä suuri kuin alveolaarinen paine. Pneumotakografin avulla voidaan määrittää ilmavirtaus (V).

Integraalisen pletysmografin toimintaperiaate perustuu Boyle-Moriostin lakiin, jonka mukaan vakiolämpötilassa paineen (P) ja kaasun tilavuuden (V) suhde pysyy vakiona:

P1xV1 = P2xV2, jossa P1 on kaasun alkupaine, V1 on kaasun alkutilavuus, P2 on paine kaasun tilavuuden muutoksen jälkeen ja V2 on tilavuus kaasun paineen muutoksen jälkeen.

Potilas hengittää pletysmografin kammion sisällä sisään ja ulos rauhallisesti, minkä jälkeen (FRC-tasolla) letkuventtiili suljetaan ja potilas yrittää "sisään" ja "uloshengitystä" ("hengitys"-liike). Tämän "hengitys"-liikkeen aikana alveolaarinen paine muuttuu ja paine pletysmografin suljetussa kammiossa muuttuu kääntäen verrannollisesti. Yrittäessään "sisäänhengittää" venttiili suljettuna rintakehän tilavuus kasvaa, mikä johtaa yhtäältä alveolaarisen paineen laskuun ja toisaalta vastaavaan paineen nousuun pletysmografin kammiossa (Pcam ₎. Käänteisesti "uloshengitysyrityksen" aikana alveolaarinen paine kasvaa ja rintakehän tilavuus ja paine kammiossa laskevat.

Koko kehon pletysmografiamenetelmä mahdollistaa siis rintaontelon sisäisen kaasutilavuuden (ITG) laskemisen suurella tarkkuudella, joka terveillä yksilöillä vastaa varsin tarkasti keuhkojen toiminnallisen jäännöskapasiteetin (FRC tai CS) arvoa; ITG:n ja FRC:n välinen ero ei yleensä ylitä 200 ml. On kuitenkin muistettava, että keuhkoputkien avoimuuden heikkenemisen ja joidenkin muiden patologisten tilojen yhteydessä ITG voi merkittävästi ylittää todellisen FRC:n arvon johtuen ventiloimattomien ja huonosti ventiloitujen alveolien määrän kasvusta. Näissä tapauksissa on suositeltavaa tehdä yhdistetty tutkimus, jossa käytetään koko kehon pletysmografiamenetelmän kaasuanalyysimenetelmiä. Muuten, ITG:n ja FRC:n välinen ero on yksi tärkeimmistä indikaattoreista keuhkojen epätasaisesta ventilaatiosta.

Tulosten tulkinta

Restriktiivisen keuhkoventilaatiohäiriön pääasiallinen kriteeri on OLC:n merkittävä lasku. "Puhtaassa" restriktiossa (ilman yhdistelmää keuhkoputkien tukoksen kanssa) OLC:n rakenne ei muutu merkittävästi tai OLC/OLC-suhteessa havaitaan jonkin verran laskua. Jos restriktiiviset häiriöt esiintyvät keuhkoputkien avoimuuden häiriöiden taustalla (sekalaiset ventilaatiohäiriöt) ja OLC:n selkeä lasku on läsnä, sen rakenteessa havaitaan merkittävä muutos, joka on tyypillinen bronko-obstruktiiviselle oireyhtymälle: OLC/OLC:n (yli 35 %) ja FRC/OLC:n (yli 50 %) nousu. Molemmissa restriktiotyypeissä VC pienenee merkittävästi.

Siten VC:n rakenteen analyysi mahdollistaa kaikkien kolmen ventilaatiohäiriöiden variantin (obstruktiivinen, restriktiivinen ja sekamuotoinen) erottamisen, kun taas pelkästään spirografisten indikaattoreiden arviointi ei mahdollista luotettavasti erottaa sekamuotoa obstruktiivisesta, johon liittyy VC:n lasku.

Obstruktiivisen oireyhtymän pääkriteeri on OEL:n rakenteen muutos, erityisesti OEL/OEL:n (yli 35 %) ja FRC/OEL:n (yli 50 %) nousu. "Puhtaissa" restriktiivisissa häiriöissä (ilman yhdistelmää obstruktioon) OEL:n lasku ilman rakenteen muutosta on tyypillisintä. Sekatyyppisille ventilaatiohäiriöille on ominaista OEL:n merkittävä lasku ja OEL/OEL- ja FRC/OEL-suhteiden nousu.

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

Keuhkojen epätasaisen ventilaation määrittäminen

Terveellä ihmisellä keuhkojen eri osien ventilaatiossa on tiettyä fysiologista epätasaisuutta, joka johtuu hengitysteiden ja keuhkokudoksen mekaanisten ominaisuuksien eroista sekä niin sanotusta vertikaalisesta pleurapainegradientista. Jos potilas on pystyasennossa, uloshengityksen lopussa pleurapaine keuhkojen yläosissa on negatiivisempi kuin alemmissa (tyviosissa). Ero voi olla jopa 8 cm vesipatsasta. Siksi ennen seuraavan sisäänhengityksen alkua keuhkojen kärjen alveolit venyvät enemmän kuin alempien tyviosien alveolit. Tässä suhteessa sisäänhengityksen aikana tyviosien alveoleihin pääsee suurempi ilmamäärä.

Keuhkojen alempien tyviosien alveolit ventiloituvat normaalisti paremmin kuin apikaaliset alueet, mikä liittyy keuhkopussin sisäisen paineen pystysuoraan gradienttiin. Normaalisti tällaiseen epätasaiseen ventilaatioon ei kuitenkaan liity havaittavaa kaasujenvaihdon häiriintymistä, koska veren virtaus keuhkoissa on myös epätasaista: tyviosat perfusoituvat paremmin kuin apikaaliset.

Joissakin hengityselinsairauksissa hengityksen epätasaisuus voi lisääntyä merkittävästi. Yleisimmät syyt tällaiseen patologiseen hengityksen epätasaisuuteen ovat:

• Sairaudet, joihin liittyy epätasainen hengitysteiden resistenssin lisääntyminen (krooninen keuhkoputkentulehdus, keuhkoastma).
• Sairaudet, joissa keuhkokudoksen alueellinen elastisuus on epätasainen (keuhkolaajentuma, pneumoskleroosi).
• Keuhkokudoksen tulehdus (fokaalinen keuhkokuume).
• Sairaudet ja oireyhtymät yhdistettynä paikalliseen alveolaarisen laajenemisen rajoittumiseen (rajoittava) - eksudatiivinen pleuriitti, hydrothorax, pneumoskleroosi jne.

Usein useita syitä yhdistetään. Esimerkiksi kroonisessa obstruktiivisessa keuhkoputkentulehduksessa, johon liittyy emfyseema ja pneumoskleroosi, kehittyy alueellisia keuhkoputkien läpinäkyvyyden ja keuhkokudoksen elastisuuden häiriöitä.

Epätasaisen ilmanvaihdon myötä fysiologinen kuollut tila kasvaa merkittävästi, eikä kaasujen vaihtoa tapahdu tai se heikkenee. Tämä on yksi syy hengitysvajauksen kehittymiseen.

Keuhkoventilaation epätasaisuuden arvioimiseksi käytetään useimmiten kaasuanalyyttisiä ja barometrisiä menetelmiä. Yleiskuvan keuhkoventilaation epätasaisuudesta voi siis saada esimerkiksi analysoimalla heliumin sekoittumis- (laimennus) tai typen huuhtoutumiskäyriä, joita käytetään FRC:n mittaamiseen.

Terveillä ihmisillä helium sekoittuu keuhkorakkuloihin ilmaan tai huuhtoo niistä typpeä kolmen minuutin kuluessa. Keuhkoputkien tukkeutumisessa huonosti ventiloitujen keuhkorakkuloiden määrä (tilavuus) kasvaa jyrkästi, minkä seurauksena sekoittumis- (tai huuhtelu-) aika pitenee merkittävästi (jopa 10–15 minuuttiin), mikä on merkki epätasaisesta keuhkojen ventilaatiosta.

Tarkempia tietoja voidaan saada käyttämällä yhden hengenvedon typpihuuhtelutestiä. Potilas hengittää ulos niin paljon kuin mahdollista ja sitten sisään puhdasta happea niin syvään kuin mahdollista. Sitten hän hengittää hitaasti ulos spirografin suljettuun järjestelmään, joka on varustettu typpipitoisuuden määrityslaitteella (atsotografi). Uloshengityksen aikana uloshengitettävän kaasuseoksen tilavuutta mitataan jatkuvasti ja määritetään alveolaarista typpeä sisältävän uloshengitettävän kaasuseoksen typpipitoisuuden muutos.

Typen huuhtoutumiskäyrä koostuu neljästä vaiheesta. Uloshengityksen alussa spirografiin tulee ilmaa ylähengitysteistä, ja se koostuu 100-prosenttisesti edellisen sisäänhengityksen aikana ne täyttäneestä hapesta. Tämän uloshengityskaasun osan typpipitoisuus on nolla.

Toiselle vaiheelle on ominaista typpipitoisuuden jyrkkä nousu, joka johtuu tämän kaasun huuhtoutumisesta anatomisesta kuolleesta tilasta.

Pitkän kolmannen vaiheen aikana mitataan keuhkorakkuloiden ilman typpipitoisuutta. Terveillä ihmisillä käyrän tämä vaihe on tasainen – tasannemaisen tason (alveolaarinen tasanne) muodossa. Epätasaisen ventilaation vallitessa tässä vaiheessa typpipitoisuus kasvaa huonosti ventiloiduista keuhkorakkuloista, jotka tyhjentyvät viimeisinä, huuhtoutuvan kaasun vuoksi. Näin ollen mitä suurempi typen huuhtoutumiskäyrän nousu on kolmannen vaiheen lopussa, sitä selvempi on keuhkojen ventilaation epätasaisuus.

Typen huuhtoutumiskäyrän neljäs vaihe liittyy keuhkojen tyviosien pienten hengitysteiden uloshengityssulkeutumiseen ja ilman virtaukseen pääasiassa keuhkojen apikaalisista osista, joiden alveolaarinen ilma sisältää korkeamman pitoisuuden typpeä.

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

Ventilaatio-perfuusiosuhteen arviointi

Kaasujenvaihto keuhkoissa ei riipu ainoastaan yleisen ilmanvaihdon tasosta ja sen epätasaisuudesta elimen eri osissa, vaan myös ventilaation ja perfuusion suhteesta alveolien tasolla. Siksi ventilaatio-perfuusiosuhteen (VPR) arvo on yksi hengityselinten tärkeimmistä toiminnallisista ominaisuuksista, ja se lopulta määrää kaasujenvaihdon tason.

Normaalisti koko keuhkon VPO on 0,8–1,0. Kun VPO laskee alle 1,0:n, huonosti ventiloitujen keuhkoalueiden perfuusio johtaa hypoksemiaan (valtimoveren hapettumisen heikkenemiseen). VPO:n nousu yli 1,0:n havaitaan säilyneessä tai liiallisessa ventilaatiossa alueilla, joiden perfuusio on merkittävästi heikentynyt, mikä voi johtaa heikentyneeseen CO2-poistoon – hyperkapniaan.

VPO:n rikkomisen syyt:

1. Kaikki sairaudet ja oireyhtymät, jotka aiheuttavat keuhkojen epätasaista ventilaatiota.
2. Anatomisten ja fysiologisten shunttien esiintyminen.
3. Keuhkovaltimon pienten haarojen tromboembolia.
4. Mikroverenkierron häiriöt ja trombin muodostuminen keuhkoverenkierron verisuonissa.

Kapnografia. VPO:n rikkomusten havaitsemiseksi on ehdotettu useita menetelmiä, joista yksi yksinkertaisimmista ja helpoimmista on kapnografiamenetelmä. Se perustuu uloshengityskaasuseoksen CO2-pitoisuuden jatkuvaan mittaamiseen erityisillä kaasuanalysaattoreilla. Nämä laitteet mittaavat infrapunasäteiden absorptiota hiilidioksidilla, joka johdetaan uloshengityskaasua sisältävän kyvetin läpi.

Kapnogrammia analysoitaessa lasketaan yleensä kolme indikaattoria:

1. alveolaarisen vaihekäyrän kulmakerroin (segmentti BC),
2. CO2-pitoisuuden arvo uloshengityksen lopussa (pisteessä C),
3. funktionaalisen kuolleen tilan (FDS) suhde vuorovesitilavuuteen (TV) - FDS/TV.

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

Kaasudiffuusion määrittäminen

Kaasujen diffuusio alveolaarisen kapillaarikalvon läpi noudattaa Fickin lakia, jonka mukaan diffuusionopeus on suoraan verrannollinen:

1. kaasujen (O2 ja CO2) osapaineen gradientti kalvon molemmin puolin (P1 - P2) ja
2. alveoli-huulihermokalvon diffuusiokapasiteetti (Dm):

VG = Dm x (P1 - P2), jossa VG on kaasunsiirtonopeus (C) alveolaari-kapillaarikalvon läpi, Dm on kalvon diffuusiokapasiteetti ja P1 - P2 on kaasujen osapaineen gradientti kalvon molemmin puolin.

Keuhkojen hapen diffuusiokapasiteetin laskemiseksi on tarpeen mitata 62:n absorptio (VO2 _{) jaO2:n} osapaineen keskimääräinen gradientti. VO2 _{- arvot mitataan avoimen tai suljetun tyyppisellä spirografilla. Hapen osapaineen gradientin (P1} - P2 ) määrittämiseen käytetään monimutkaisempia kaasuanalyysimenetelmiä, koska _{O2:n osapainetta} keuhkojen kapillaareissa on vaikea mitata kliinisissä olosuhteissa.

Keuhkojen diffuusiokapasiteetin määritelmää käytetään useammin O2:lle _, mutta hiilimonoksidille (CO). Koska CO sitoutuu hemoglobiiniin 200 kertaa aktiivisemmin kuin happi, sen pitoisuus keuhkokapillaarien veressä voidaan jättää huomiotta. Tällöin DlCO:n määrittämiseksi riittää mitata CO:n kulkunopeus alveoli-kapillaarikalvon läpi ja kaasunpaine alveoli-ilmassa.

Yksittäishengitysmenetelmää käytetään yleisimmin klinikalla. Koehenkilö hengittää sisään kaasuseosta, jossa on pieni CO- ja heliumpitoisuus, ja syvän hengityksen korkeudella pidättää hengitystään 10 sekuntia. Tämän jälkeen uloshengitettyjen kaasujen koostumus määritetään mittaamalla CO- ja heliumpitoisuudet ja lasketaan keuhkojen CO-diffuusiokapasiteetti.

Normaalisti kehon pinta-alaan suhteutettuna DlСО on 18 ml/min/mmHg/m2. Keuhkojen hapen diffuusiokapasiteetti (DlО2) lasketaan kertomalla DlСО kertoimella 1,23.

Yleisimmät keuhkojen diffuusiokapasiteetin heikkenemistä aiheuttavat sairaudet ovat seuraavat.

• Keuhkolaajentuma (johtuen alveolaarisen ja kapillaariyhteyden pinta-alan vähenemisestä ja kapillaariveren tilavuudesta).
• Sairaudet ja oireyhtymät, joihin liittyy diffuusi vaurio keuhkojen parenkyymiin ja alveolaarisen kapillaarikalvon paksuuntuminen (massiivinen keuhkokuume, tulehduksellinen tai hemodynaaminen keuhkoödeema, diffuusi pneumoskleroosi, alveoliitti, pneumokonioosi, kystinen fibroosi jne.).
• Sairaudet, joihin liittyy keuhkojen kapillaarikerroksen vaurioituminen (vaskuliitti, keuhkovaltimon pienten haarojen embolia jne.).

Keuhkojen diffuusiokapasiteetin muutosten oikean tulkinnan kannalta on tarpeen ottaa huomioon hematokriitti-indeksi. Hematokriitin nousu polykytemiassa ja sekundaarisessa erytrosytoosissa liittyy keuhkojen diffuusiokapasiteetin kasvuun ja sen lasku anemiassa - laskuun.

[ 43 ], [ 44 ]

Hengitysteiden vastuksen mittaaminen

Hengitysteiden vastuksen mittaaminen on diagnostisesti tärkeä keuhkoventilaation parametri. Sisäänhengityksen aikana ilma liikkuu hengitysteissä suuontelon ja alveolien välisen painegradientin vaikutuksesta. Sisäänhengityksen aikana rintakehän laajeneminen johtaa lasiaisen ja vastaavasti alveolien sisäisen paineen laskuun, joka laskee suuontelon painetta (ilmakehän painetta) alhaisemmaksi. Tämän seurauksena ilmavirtaus suuntautuu keuhkoihin. Uloshengityksen aikana keuhkojen ja rintakehän elastisen vetovoiman vaikutuksen tarkoituksena on lisätä alveolien sisäistä painetta, joka nousee suuontelon painetta korkeammaksi, mikä johtaa käänteiseen ilmavirtaukseen. Siten painegradientti (∆P) on tärkein voima, joka varmistaa ilman kulkeutumisen hengitysteiden läpi.

Toinen tekijä, joka määrää kaasun virtauksen suuruuden hengitysteiden läpi, on aerodynaaminen vastus (Raw), joka puolestaan riippuu hengitysteiden välyksestä ja pituudesta sekä kaasun viskositeetista.

Tilavuusvirtauksen nopeuden suuruus noudattaa Poiseuillen lakia: V = ∆P / Raw, jossa

• V - laminaarisen ilmavirran tilavuusnopeus;
• ∆P - painegradientti suuontelossa ja alveoleissa;
• Raaka - hengitysteiden aerodynaaminen vastus.

Tästä seuraa, että hengitysteiden aerodynaamisen vastuksen laskemiseksi on samanaikaisesti mitattava suuontelon paineen ja alveolien välinen ero (∆P) sekä tilavuusilman virtausnopeus.

Tämän periaatteen perusteella on useita menetelmiä raaka-aineen määrittämiseksi:

• koko kehon pletysmografiamenetelmä;
• ilmavirran estomenetelmä.

Veren kaasujen ja happo-emästasapainon määritys

Akuutin hengitysvajauksen diagnosoinnin pääasiallinen menetelmä on valtimoveren kaasujen tutkimus, johon kuuluu PaO2:n, PaCO2:n ja pH:n mittaus. On myös mahdollista mitata hemoglobiinin happisaturaatiota (happisaturaatio) ja joitakin muita parametreja, erityisesti puskuriemästen (BB), standardibikarbonaatin (SB) ja emästen ylimäärän (alijäämän) arvoa (BE).

PaO2- ja PaCO2-indikaattorit kuvaavat tarkimmin keuhkojen kykyä kyllästää verta hapella (hapetus) ja poistaa hiilidioksidia (ventilaatio). Jälkimmäinen toiminto määräytyy myös pH- ja BE-arvojen perusteella.

Tehohoitoyksiköissä olevien akuuttia hengitysvajausta sairastavien potilaiden veren kaasukoostumuksen määrittämiseksi käytetään monimutkaista invasiivista tekniikkaa, jolla otetaan valtimoverta punktoimalla suuri valtimo. Värttinävaltimo punktoidaan useammin, koska komplikaatioiden riski on pienempi. Kädellä on hyvä sivuverenkierto, joka tapahtuu kyynärvaltimoa pitkin. Näin ollen, vaikka värttinävaltimo vaurioituisi punktion tai valtimokatetrin käytön aikana, verenkierto käteen säilyy.

Indikaatiot radiaalivaltimon punktiolle ja valtimokatetrin asentamiselle ovat:

• valtimoveren kaasukoostumuksen tiheän mittauksen tarve;
• vakava hemodynaaminen epävakaus akuutin hengitysvajauksen taustalla ja tarve hemodynaamisten parametrien jatkuvalle seurannalle.

Negatiivinen Allenin testi on katetrin asettamisen vasta-aihe. Testiä varten kyynär- ja värttinävaltimoita puristetaan sormilla valtimoverenkierron sulkemiseksi; käsi kalpenee jonkin ajan kuluttua. Tämän jälkeen kyynärvaltimo vapautetaan ja värttinävaltimoa puristetaan edelleen. Yleensä käden väri palautuu nopeasti (5 sekunnin kuluessa). Jos näin ei tapahdu, käsi pysyy kalpeana, diagnosoidaan kyynärvaltimon tukos, testitulos katsotaan negatiiviseksi eikä värttinävaltimon punktiota tehdä.

Jos testitulos on positiivinen, potilaan kämmen ja kyynärvarsi immobilisoidaan. Kun leikkauskenttä on valmisteltu värttinävaltimon distaalisissa osissa, värttinävaltimon pulssi tunnustellaan, kohtaan annetaan puudutus ja valtimo punktoidaan 45 asteen kulmassa. Katetria työnnetään ylöspäin, kunnes neulaan ilmestyy verta. Neula poistetaan, jolloin katetri jää valtimoon. Liiallisen verenvuodon estämiseksi värttinävaltimon proksimaalista osaa painetaan sormella 5 minuutin ajan. Katetri kiinnitetään ihoon silkkiompeleilla ja peitetään steriilillä siteellä.

Komplikaatiot (verenvuoto, valtimon tukkeutuminen trombilla ja infektio) katetrin asettamisen aikana ovat suhteellisen harvinaisia.

Verinäytteen kerääminen testausta varten on suositeltavaa lasiruiskuun kuin muoviruiskuun. On tärkeää, että verinäyte ei joudu kosketuksiin ympäröivän ilman kanssa, eli veren kerääminen ja kuljetus tulee suorittaa anaerobisissa olosuhteissa. Muussa tapauksessa ympäröivän ilman pääsy verinäytteeseen johtaa PaO2-tason määrittämiseen.

Verikaasujen määritys tulee suorittaa viimeistään 10 minuutin kuluessa valtimoverinäytteen ottamisesta. Muuten verinäytteessä käynnissä olevat aineenvaihduntaprosessit (jotka käynnistyvät pääasiassa leukosyyttien aktiivisuudesta) muuttavat merkittävästi veren kaasumääritystuloksia, mikä alentaa PaO2- ja pH-tasoa ja lisää PaCO2-arvoa. Erityisen selviä muutoksia havaitaan leukemiassa ja vaikeassa leukosytoosissa.

[ 45 ], [ 46 ], [ 47 ]

Menetelmät happo-emästasapainon arvioimiseksi

Veren pH-arvon mittaaminen

Veriplasman pH-arvo voidaan määrittää kahdella menetelmällä:

• Indikaattorimenetelmä perustuu joidenkin indikaattoreina käytettyjen heikkojen happojen tai emästen ominaisuuteen dissosioitua tietyissä pH-arvoissa, jolloin niiden väri muuttuu.
• PH-metriamenetelmä mahdollistaa vetyionien pitoisuuden tarkemman ja nopeamman määrittämisen käyttämällä erityisiä polarografisia elektrodeja, joiden pinnalle liuokseen upotettuna syntyy potentiaaliero tutkittavan väliaineen pH:sta riippuen.

Toinen elektrodeista on aktiivinen eli mittauselektrodi, joka on valmistettu jalometallista (platinasta tai kullasta). Toinen (referenssi) toimii vertailuelektrodina. Platinaelektrodi on erotettu muusta järjestelmästä lasikalvolla, joka läpäisee vain vetyioneja (H ⁺ ). Elektrodin sisällä on puskuriliuosta.

Elektrodit upotetaan tutkittavaan liuokseen (esim. vereen) ja virtalähde polarisoi ne. Tämän seurauksena suljetussa sähköpiirissä syntyy virta. Koska platinaelektrodi (aktiivinen elektrodi) on lisäksi erotettu elektrolyyttiliuoksesta lasikalvolla, joka läpäisee vain H ⁺ -ioneja, paine tämän kalvon molemmilla pinnoilla on verrannollinen veren pH-arvoon.

Useimmiten happo-emästasapaino arvioidaan Astrupin menetelmällä microAstrup-laitteella. BB-, BE- ja PaCO2-indeksit määritetään. Kaksi tutkittavaa valtimoverta tasapainotetaan kahdella tunnetun koostumuksen omaavalla kaasuseoksella, jotka eroavat toisistaan CO2:n osapaineen suhteen. Kummankin verinäytteen pH mitataan. Kummankin verinäytteen pH- ja PaCO2-arvot piirretään kahtena pisteenä nomogrammiin. Nomogrammiin merkittyjen kahden pisteen läpi piirretään suora viiva, kunnes se leikkaa standardin mukaiset BB- ja BE-kuvaajat, ja näiden indeksien todelliset arvot määritetään. Sitten mitataan tutkittavan veren pH ja tuloksena olevalta suoralta viivalta löydetään tätä mitattua pH-arvoa vastaava piste. Veren todellinen CO2-paine (PaCO2) määritetään tämän pisteen projektiolla ordinaatta-akselille.

CO2-paineen (PaCO2) suora mittaus

Viime vuosina pienessä tilavuudessa PaCO2:n suoraan mittaamiseen on käytetty pH-mittaukseen tarkoitettujen polarografisten elektrodien modifikaatiota. Molemmat elektrodit (aktiivinen ja referenssi) upotetaan elektrolyyttiliuokseen, joka on erotettu verestä toisella kalvolla, joka läpäisee vain kaasuja, mutta ei vetyioneja. Verestä tämän kalvon läpi diffundoituvat CO2-molekyylit muuttavat liuoksen pH-arvoa. Kuten edellä mainittiin, aktiivinen elektrodi on lisäksi erotettu NaHCO3-liuoksesta lasikalvolla, joka läpäisee vain H ⁺ -ioneja. Kun elektrodit on upotettu testiliuokseen (esimerkiksi vereen), tämän kalvon molemmilla pinnoilla oleva paine on verrannollinen elektrolyytin (NaHCO3) pH-arvoon. NaHCO3-liuoksen pH puolestaan riippuu veren CO2-pitoisuudesta. Siten piirin paine on verrannollinen veren PaCO2-pitoisuuteen.

Polarografista menetelmää käytetään myös PaO2:n määrittämiseen valtimoverestä.

[ 48 ], [ 49 ], [ 50 ]

BE:n määritys pH:n ja PaCO2:n suoraan mittaukseen perustuen

Veren pH:n ja PaCO2:n suora määritys yksinkertaistaa merkittävästi happo-emästasapainon kolmannen indikaattorin - ylimääräisten emästen (BE) - määritysmenetelmää. Viimeinen indikaattori voidaan määrittää erityisillä nomogrammeilla. PH:n ja PaCO2:n suoran mittauksen jälkeen näiden indikaattoreiden todelliset arvot piirretään nomogrammin vastaaville asteikoille. Pisteet yhdistetään suoralla viivalla ja jatkuvat, kunnes ne leikkaavat BE-asteikon.

Tämä menetelmä happo-emästasapainon pääindikaattoreiden määrittämiseksi ei vaadi veren tasapainottamista kaasuseoksella, kuten käytettäessä klassista Astrup-menetelmää.

Tulosten tulkinta

O2:n ja CO2:n osapaine valtimoveressä

PaO2- ja PaCO2-arvot toimivat hengitysvajauksen tärkeimpinä objektiivisina indikaattoreina. Terveen aikuisen hengityshuoneilmassa, jonka happipitoisuus on 21 % (FiO2 ₌ 0,21) ja normaali ilmanpaine (760 mmHg), PaO2 on 90–95 mmHg. Ilmanpaineen, ympäristön lämpötilan ja joidenkin muiden olosuhteiden muuttuessa terveen henkilön PaO2 voi nousta 80 mmHg:iin.

PaO2-arvon alenemista (alle 80 mmHg) voidaan pitää hypoksemian alkuoireena, erityisesti keuhkojen, rintakehän, hengityslihasten tai hengityksen keskushermoston säätelyn akuutin tai kroonisen vaurion taustalla. PaO2-arvon lasku 70 mmHg:iin osoittaa useimmissa tapauksissa kompensoitunutta hengitysvajausta ja siihen liittyy yleensä kliinisiä oireita ulkoisen hengityselimen toimintakyvyn heikkenemisestä:

• lievä takykardia;
• hengenahdistus, hengitysvaikeuksia, jotka ilmenevät pääasiassa fyysisen rasituksen aikana, vaikka levossa hengitystiheys ei ylitä 20–22 minuutissa;
• huomattava liikuntatoleranssin lasku;
• osallistuminen apuhengityslihasten hengitykseen jne.

Ensi silmäyksellä nämä valtimohypoksemian kriteerit ovat ristiriidassa E. Campbellin hengitysvajauksen määritelmän kanssa: "hengitysvajaukselle on ominaista PaO2:n lasku alle 60 mmHg...". Kuten jo todettiin, tämä määritelmä viittaa kuitenkin dekompensoituneeseen hengitysvajaukseen, joka ilmenee lukuisina kliinisinä ja instrumentaalisina oireina. Itse asiassa PaO2:n lasku alle 60 mmHg:n viittaa yleensä vaikeaan dekompensoituun hengitysvajaukseen, ja siihen liittyy hengenahdistusta levossa, hengitysliikkeiden määrän kasvu 24-30:een minuutissa, syanoosi, takykardia, merkittävä hengityslihasten paine jne. Neurologiset häiriöt ja muiden elinten hypoksian merkit kehittyvät yleensä PaO2:n ollessa alle 40-45 mmHg.

PaO2-arvon nousu 80–61 mmHg, erityisesti keuhkojen ja ulkoisen hengityselimen akuutin tai kroonisen vaurion taustalla, tulisi pitää valtimohypoksemian ensimmäisenä ilmentymänä. Useimmissa tapauksissa se viittaa lievän kompensoidun hengitysvajauksen muodostumiseen. PaO2-arvon lasku _alle 60 mmHg:n viittaa kohtalaiseen tai vaikeaan esikompensoituun hengitysvajaukseen, jonka kliiniset ilmentymät ovat selkeitä.

Normaalisti valtimoveren hiilidioksidipaine (PaCO2 ₎ on 35–45 mmHg. Hyperkapia diagnosoidaan, kun PaCO2 nousee yli 45 mmHg. Yli 50 mmHg:n PaCO2-arvot vastaavat yleensä vaikean ventilaatiohengitysvajauksen (tai sekamuotoisen ventilaatiovajauksen) kliinistä kuvaa, ja yli 60 mmHg:n arvot ovat osoitus mekaanisesta ventilaatiosta minuutin hengitystilavuuden palauttamiseksi.

Erilaisten hengitysvajausten (hengitysvajaus, parenkymaalinen jne.) diagnosointi perustuu potilaiden kattavan tutkimuksen tuloksiin - taudin kliiniseen kuvaan, ulkoisen hengityksen toiminnan määrittämisen tuloksiin, rintakehän röntgenkuvaukseen, laboratoriokokeisiin, mukaan lukien veren kaasukoostumuksen arviointi.

Joitakin PaO2:n ja PaCO2 _{:nmuutosten piirteitä} ventilaatio- ja parenkymaalisessa hengitysvajauksessa on jo mainittu edellä. Palautetaan mieleen, että ventilaatiohengitysvajaukselle, jossa CO2:n vapautumisprosessi _kehosta häiriintyy pääasiassa keuhkoissa, on ominaista hyperkapnia (PaCO2 _yli 45-50 mmHg), johon usein liittyy kompensoitunut tai dekompensoitunut respiratorinen asidoosi. Samanaikaisesti alveolien progressiivinen hypoventilaatio johtaa luonnollisesti alveolaarisen ilman hapettumisen ja valtimoveren O2-paineen (PaO2 _{)vähenemiseen}, mikä johtaa hypoksemiaan. Siten ventilaatiohengitysvajauksen yksityiskohtainen kuva liittyy sekä hyperkapniaan että lisääntyvään hypoksemiaan.

Parenkymaattisen hengitysvajauksen varhaisvaiheille on ominaista PaO2-arvon lasku ₍ hypoksemia), useimmissa tapauksissa yhdistettynä alveolien voimakkaaseen hyperventilaatioon (takypnea) ja siitä johtuvaan hypokapniaan ja respiratoriseen alkaloosiin. Jos tätä tilaa ei saada lievitettyä, ilmenee vähitellen merkkejä ventilaation, minuutin hengitystilavuuden ja hyperkapnian (PaCO2 yli 45–50 mmHg) asteittaisesta täydellisestä vähenemisestä _{. Tämä viittaa ventilatiivisen hengitysvajauksen lisääntymiseen, joka johtuu hengityslihasten väsymisestä, hengitysteiden vakavasta tukkeutumisesta tai toimivien alveolien tilavuuden kriittisestä laskusta. Parenkymaattisen hengitysvajauksen myöhemmille vaiheille on siis ominaistaPaO2-} arvon asteittainen lasku (hypoksemia) yhdistettynä hyperkapniaan.

Taudin kehittymisen yksilöllisistä ominaisuuksista ja tiettyjen hengitysvajauksen patofysiologisten mekanismien vallitsevuudesta riippuen muut hypoksemian ja hyperkapnian yhdistelmät ovat mahdollisia, joita käsitellään seuraavissa luvuissa.

Happo-emästasapainon

Useimmissa tapauksissa hengitystie- ja ei-hengityselinperäisen asidoosin ja alkaloosin tarkkaan diagnosointiin sekä näiden häiriöiden kompensaatioasteen arviointiin riittää veren pH:n, pCO2:n, BE:n ja SB:n määrittäminen.

Dekompensaation aikana havaitaan veren pH-arvon laskua, ja alkaloosissa happo-emästasapaino määritetään yksinkertaisesti: happamuudessa se on lisääntynyt. Näiden häiriöiden hengitystie- ja ei-hengityselintyypit on myös helppo määrittää laboratorioindikaattoreilla: pCO2:n ja BE:n muutokset _molemmissa näissä kahdessa tyypissä ovat eri suuntiin.

Tilanne on monimutkaisempi arvioitaessa happo-emästasapainon parametreja sen häiriöiden kompensointijakson aikana, kun veren pH-arvo ei muutu. Siten pCO2:n ja BE:n laskua _voidaan havaita sekä ei-hengitystieperäisessä (metabolisessa) asidoosissa että hengitystiealkaloosissa. Näissä tapauksissa yleisen kliinisen tilanteen arviointi auttaa ymmärtämään, ovatko vastaavat pCO2 _:n tai BE:n muutokset primaarisia vai sekundaarisia (kompensoivia).

Kompensoidulle respiratoriselle alkaloosille on ominaista PaCO2:n primaarinen nousu, joka on olennaisesti tämän happo-emästasapainon häiriön syy; näissä tapauksissa vastaavat BE:n muutokset ovat toissijaisia eli ne heijastavat erilaisten kompensoivien mekanismien sisällyttämistä, joiden tarkoituksena on vähentää emästen pitoisuutta. Sitä vastoin kompensoidussa metabolisessa asidoosissa BE:n muutokset ovat primaarisia ja pCO2:n muutokset heijastavat keuhkojen kompensoivaa hyperventilaatiota (jos mahdollista).

Näin ollen happo-emästasapainon parametrien vertaaminen taudin kliiniseen kuvaan mahdollistaa useimmissa tapauksissa melko luotettavan diagnoosin näiden epätasapainojen luonteesta jopa niiden kompensaatiovaiheen aikana. Myös veren elektrolyyttikoostumuksen muutosten arviointi voi auttaa oikean diagnoosin tekemisessä näissä tapauksissa. Hypernatremiaa (tai normaalia Na ⁺ -pitoisuutta) ja hyperkalemiaa havaitaan usein hengitystie- ja metabolisessa asidoosissa, kun taas hypo- (tai normo-)natremiaa ja hypokalemiaa havaitaan hengitystiealkaloosissa.

Pulssioksimetria

_{Perifeeristen elinten ja kudosten hapen saanti ei riipu ainoastaan valtimoveren} D2-paineen absoluuttisista arvoista, vaan myös hemoglobiinin kyvystä sitoa happea keuhkoissa ja vapauttaa sitä kudoksiin. Tätä kykyä kuvaa oksihemoglobiinin dissosiaatiokäyrän S-kirjaimen muoto. Tämän dissosiaatiokäyrän muodon biologinen merkitys on se, että korkeiden O2-painearvojen alue vastaa tämän käyrän vaakasuoraa osaa. Siksi, vaikka valtimoveren happipaine vaihdelisi 95:stä 60-70 mmHg:iin, hemoglobiinin happisaturaatio (SaO2 ₎ pysyy riittävän korkealla tasolla. Siten terveellä nuorella henkilöllä, jonka PaO2 ₌ 95 mmHg, hemoglobiinin happisaturaatio on 97 % ja PaO2 ₌ 60 mmHg - 90 %. Oksihemoglobiinin dissosiaatiokäyrän keskiosan jyrkkä kaltevuus osoittaa erittäin suotuisia olosuhteita hapen vapautumiselle kudoksiin.

Tiettyjen tekijöiden (kohonnut lämpötila, hyperkapnia, asidoosi) vaikutuksesta dissosiaatiokäyrä siirtyy oikealle, mikä osoittaa hemoglobiinin affiniteetin heikkenemistä happeen ja sen helpomman vapautumisen mahdollisuutta kudoksiin. Kuva osoittaa, että näissä tapauksissa tarvitaan enemmän PaO2:ta hemoglobiinin happisaturaation ylläpitämiseksi samalla _tasolla.

Oksihemoglobiinin dissosiaatiokäyrän siirtyminen vasemmalle osoittaa hemoglobiinin lisääntynyttä affiniteettia O2:ta kohtaan _ja sen vähäisempää vapautumista kudoksiin. Tällainen siirtymä tapahtuu hypokapnian, alkaloosin ja alhaisempien lämpötilojen vaikutuksesta. Näissä tapauksissa korkea hemoglobiinin happisaturaatio säilyy jopa alhaisemmilla PaO2-arvoilla _.

Siten hemoglobiinin happisaturaation arvo hengitysvajauksessa saa itsenäisen arvon perifeeristen kudosten hapen saannin karakterisoimiseksi. Yleisin ei-invasiivinen menetelmä tämän indikaattorin määrittämiseksi on pulssioksimetria.

Nykyaikaisissa pulssioksimetrissä on mikroprosessori, joka on kytketty valoa emittoivaa diodia sisältävään anturiin ja valoherkkään anturiin, joka sijaitsee valoa emittoivaa diodia vastapäätä. Yleensä käytetään kahta säteilyn aallonpituutta: 660 nm (punainen valo) ja 940 nm (infrapuna). Happisaturaatio määritetään punaisen ja infrapunavalon absorboinnista pelkistyneeseen hemoglobiiniin (Hb) ja oksihemoglobiiniin (HbJ2 ₎. Tulos näytetään SaO2:na (pulssioksimetrialla saatu saturaatio).

Normaalisti happisaturaatio ylittää 90%. Tämä indikaattori pienenee hypoksemian ja PaO2:n laskun myötä _alle 60 mmHg.

Pulssioksimetrian tuloksia arvioitaessa on pidettävä mielessä menetelmän melko suuri virhe, joka on ±4–5 %. On myös muistettava, että happisaturaation epäsuoran määrityksen tulokset riippuvat monista muista tekijöistä. Esimerkiksi kynsilakan esiintymisestä tutkittavan kynsissä. Kynsilakka absorboi osan 660 nm:n aallonpituisesta anodistävelystä, mikä aliarvioi SaO2-indikaattorin _arvoja.

Pulssioksimetrin lukemiin vaikuttaa hemoglobiinin dissosiaatiokäyrän muutos, joka tapahtuu useiden tekijöiden (lämpötila, veren pH, PaCO2-taso), ihon pigmentaation, anemian, jonka hemoglobiinitaso on alle 50–60 g/l, jne. vaikutuksesta. Esimerkiksi pienet pH-vaihtelut johtavat merkittäviin muutoksiin SaO2-indikaattorissa; alkaloosissa (esimerkiksi hengitystieinfektio, joka kehittyy hyperventilaation taustalla) SaO2 on yliarvioitu ja asidoosissa aliarvioitu.

Lisäksi tämä tekniikka ei salli patologisten hemoglobiinityyppien - karboksihemoglobiinin ja methemoglobiinin - esiintymistä perifeerisessä veressä, jotka absorboivat saman aallonpituuden omaavaa valoa kuin oksihemoglobiini, mikä johtaa SaO2-arvojen yliarviointiin.

Pulssioksimetriaa käytetään kuitenkin tällä hetkellä laajalti kliinisessä käytännössä, erityisesti tehohoitoyksiköissä ja elvytysosastoilla hemoglobiinin happisaturaation tilan yksinkertaiseen ja ohjeelliseen dynaamiseen seurantaan.

Hemodynaamisten parametrien arviointi

Akuutin hengitysvajauksen kliinisen tilanteen täydelliseen analysointiin on tarpeen määrittää dynaamisesti useita hemodynaamisia parametreja:

• verenpaine;
• syke (HR);
• keskuslaskimopaine (CVP);
• keuhkovaltimon kiilapaine (PAWP);
• sydämen minuuttitilavuus;
• EKG-seuranta (mukaan lukien rytmihäiriöiden oikea-aikainen havaitseminen).

Monet näistä parametreista (verenpaine, syke, saostaattioksidi, EKG jne.) voidaan määrittää nykyaikaisilla valvontalaitteilla tehohoito- ja elvytysosastoilla. Vakavasti sairailla potilailla on suositeltavaa katetroida oikea sydän asentamalla väliaikainen kelluva sydämensisäinen katetri CVP:n ja PAOP:n määrittämiseksi.

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