KOAH’lı olgularda pulmoner hemodinamik ve spirometrik parametrelerin değerlendirilmesi Özkan YETKİN, Gülseren KARABIYIKOĞLU Ankara Üniversitesi Tıp Fakültesi, Göğüs Hastalıkları Anabilim Dalı, Ankara. ÖZET Kronik obstrüktif akciğer hastalığı (KOAH) olan olgularda hastalığın derecesini belirleyen spirometrik testler ile pulmoner arter basıncı (PAB) arasındaki korelasyon değerlendirildi. Mikrokateterizasyon yöntemi ile ortalama PAB’ı yüksek saptanan 51 KOAH’lı olgu “European Respiratory Society (ERS)” kriterlerine göre ayrıldı. Hafif derecede obstrüktif olan 5 (FEV1 > %70), orta derecede obstrüktif olan 10 (FEV1= %50-69) KOAH hastası ile ileri derecede obstrüktif ventilatuvar bozukluğu olan (FEV1 < %50) 36 KOAH’lı olguda ölçülen ortalama PAB ve akciğer radyogramında sağ inen pulmoner arter çapı ölçümleri karşılaştırıldı. Hafif obstrüktif ve orta dereceli obstrüktif olgularda PAB değerleri arasında anlamlı fark saptanmadı. PAB hafif ve orta dereceli obstrüktif (grup I) olgularda ileri dereceli obstrüktif gruba (grup II) göre anlamlı düşük saptandı. Grup I’de FEV1%, FEV1 L, FEV1/FVC, FVC, MMF grup II’ ye göre anlamlı yüksek saptandı. Yine her iki grupta spirometrik parametreler ile PAB ve SİPA arasında negatif korelasyon saptandı. KOAH’lı hastalarda FEV1’deki azalma ile ortalama PAB arasında önemli negatif korelasyon bulundu. Ortalama PAB’ı tahmin etmede FEV1’deki değişmeler önemli rol oynar. Anahtar Kelimeler: KOAH, pulmoner hipertansiyon. SUMMARY Evaluation of spirometric and pulmonary haemodynamic parameters in patients with COPD Yetkin O, Karabiyikoglu G Pulmonary Diseases, Faculty of Medicine, Ankara University, Ankara, Turkey. In this study we aimed to asses the association between the spirometric test which is known to be an indicator of severity of the disease and pulmonary artery pressure, in patient chronic obstructive pulmonary disease (COPD). Study population consisted of 51 patients with COPD. Severity of the disease was graded by the criteria of Europen Respiratory Society; mildly obstructive 5 patients (FEV1 > 70%), moderately obstructive 10 (FEV1= 50-69%), severely obstructive 36 patients (FEV1 < 50%). Measurement of pulmonary artery pressure was performed bt microcatheterisation method. Statistical analys was performed between two groups; group I consisted of mildly and moderately obstructive patients, and group II severely obstructive patients. Pulmonary artery pressure of the group II patients was significantly higher than that of group I patients (27 ± 4 mmHg vs 22 ± 1.6 mmHg, respectively p< 0.001). There were also statistically significant difference between Yazışma Adresi (Address for Correspondence): Dr. Özkan YETKİN, Ankara Üniversitesi Tıp Fakültesi, Göğüs Hastalıkları Anabilim Dalı, ANKARA - TURKEY 159 Tüberküloz ve Toraks Dergisi 2004; 52(2): 159-163 KOAH’lı olgularda pulmoner hemodinamik ve spirometrik parametrelerin değerlendirilmesi group I and group II in respect to FEV1% (63 ± 7 vs 28 ± 9 respectively p< 0.001), FEV1 L (1.84 ± 0.46 vs 0.89 ± 0.36 respectively p< 0.001), FEV1/FVC (71 ± 10 vs 53 ± 11 respectively p< 0.001), FVC% (73 ± 8 vs 47 ± 10 respectively p< 0.001), and MMF% (38 ± 13 vs 15 ± 6 respectively p< 0.001). Pulmonary artery pressure and diameter of right decending pulmonary artery on chest X-ray of the patients were negatively corraleted with FEV1%, FEV1 L, FVC and MMF (p< 0.001 for all). We have shown pulmonary artery pressure of the patients with COPD was negatively corraleted with the spirometric parameters such as FEV1%, FEV1 L, FVC and MMF. So FEV1 < 50% can be used as an indicator of increased pulmonary artery pressure in patients with COPD. Key Words: COPD, pulmonary hypertansion. trüktif (FEV1 > %70) olan beş ve orta dereceli (FEV1= %50-69) 10 KOAH olgusu (grup I) ile ileri derecede obstrüktif (FEV1 < %50) olan 36 KOAH olgusunda (grup II) ölçülen ortalama PAB karşılaştırıldı. Kronik obstrüktif akciğer hastalığı (KOAH), kronik bronşit ve amfizeme bağlı, genellikle geri dönüşsüz hava akımı obstrüksiyonu ile karakterize bir hastalık durumudur. Hava akımı obstrüksiyonu çoğu olguda ilerleyicidir, toksik ve zararlı gazlara karşı anormal inflamatuvar cevap vardır. KOAH’ın temel özelliği olan kronik hava akımı obstrüksiyonu akciğerlerde (hava yolları ve parankimde) bulunan inflamasyonla yakından ilişkilidir (1,2). KOAH’ın en önemli kardiyovasküler komplikasyonu pulmoner arter hipertansiyonu (PAH)’dur (1-3). Sonuçta kor pulmonale gelişmektedir. KOAH’da PAH tanısı kesin olarak sağ kalp kateteri ile pulmoner arter basınçları (PAB)’nın ölçülmesiyle konur (4). PAB’ın ölçülmesinde sağ kalp mikrokateteri (Grandjean) ve Swan Ganz yöntemi kullanılır (5). Olguların KOAH ile ilgili semptomlarının süresi, sigara anamnezleri de kaydedildi. Çalışmaya dahil edilen 51 olgunun yaş ortalaması 63 ± 15 (43-78) yıldı. Hastalardan 47’si erkek, dördü kadındı. Olgularımızın PA akciğer grafisi, arter kan gazları analizleri, SFT ve biyokimyasal analizleri yapıldı. KOAH’lı olgularımızda sağ kalp kateterizasyonu Grandjean yüzen kateter tekniği kullanılarak yapıldı. Ortalama PAB’ı istirahatte 20 mmHg ve üzerinde olan olgular çalışmaya alındı. Pulmoner hemodinamik değerlendirmeden önce SFT üç kez tekrar edildikten sonra en iyi değeri alındı. Olgulara zorlu vital kapasite [Forced Vital Capasity (FVC)], birinci saniye zorlu ekspirasyon volümü [Forced Expiratory Volume One Second (FEV1)], birinci saniye zorlu ekspirasyon volümünün zorlu vital kapasiteye oranı (FEV1/FVC), maksimal ekspirasyon ortası akım hızı [Maximum Mid Expiratory Flow Rate (MMF): FEF25-75], ekspire edilen vital kapasitenin %25’inde akım hızı (FEF25), ekspire edilen vital kapasitenin %50’sinde akım hızı (FEF50), ekspire edilen vital kapasitenin %75’inde akım hızı (FEF75) yaptırıldı, litre ve beklenenin yüzde değeri olarak sonuçlar kaydedildi. Beklenenin yüzdesi için Korry Polgar’ın referans değerleri kullanıldı. Bu SFT parametrelerinin en yüksek değerleri ile ortalama PAB arasındaki ilişki araştırıldı. İstatistiksel analiz için Pearson korelasyon katsayısı analizi kullanıldı. Olgular ERS kriterlerine göre gruplara ayrıldı. FEV1 > %50 olanlar grup I, FEV1 < %50 grup II olarak ayrıldı. Grup II ağır KOAH’lı olgulardan oluşuyordu. KOAH’lı hastalarda PAH, özellikle SaO2 azaldığında sıkça görülür (6,7). KOAH’da hastalığın derecesi, solunum fonksiyon testleri (SFT) ile belirlenir. Biz de çalışmamızda KOAH’lı olgularda hastalığın derecesini belirleyen SFT’de kullanılan parametreler ile ortalama PAB arasındaki ilişkiyi araştırmayı amaçladık. MATERYAL ve METOD Çalışmamıza, yatarak tedavi gören stabil durumdaki PAB’ı yüksek 51 KOAH’lı olgu alındı. Olgular aterosklerotik kalp hastalığı (ASKH) riski (aile hikayesi, diabetes mellitus, kolesterol yüksekliği, hipertansiyon, geçirilmiş miyokard infarktüsü, angina şikayeti vs.) açısından değerlendirildi, risk taşıyanlar çalışmamıza alınmadı. Grandjean yöntemine dayanan sağ kalp mikrokateterizasyon yöntemi ile ortalama PAB’ı yüksek saptanan KOAH hastaları “European Respiratory Society (ERS)” kriterlerine göre gruplandırıldı. ERS kriterlerine göre hafif derece obs- Tüberküloz ve Toraks Dergisi 2004; 52(2): 159-163 160 Yetkin Ö, Karabıyıkoğlu G. BULGULAR Tablo 2. Olgularımızdaki arter kan gazı analizi değerleri. Çalışmaya kabul edilen 51 olgunun dördü kadın 47’si erkekti. Ortalama yaş 63 ± 15 yıl olup, en genci 43 en yaşlısı 78 yaşında idi. Olguların spirometrik, pulmoner hemodinamik, arter kan gazı analizi değerleri değerlendirildi (Tablo 1-3). Her iki grubun pH değeri normal sınırlardaydı, grup I’de PaO2 değeri, grup II’ye göre anlamlı yüksekti, grup I’de PaCO2 değeri grup II’ye göre anlamlı düşüktü (Tablo 2). Grup I ile grup II PAAC grafide ölçülen sağ inen pulmoner arter (SİPA) çapı arasında istatistiksel olarak anlamlı fark saptandı. Yine her iki grupta PAB ile PAAC grafide, SİPA çapı arasında korelasyon saptandı (Tablo 4). Tüm olgularımızda ortalama PAB ile FEV1 (%, L), FEV1/FVC, FVC, MMF arasında istatistiksel olarak anlamlı negatif korelasyon ve SİPA ile pozitif korelasyon saptandı (Tablo 5). Parametreler pH Grup I Grup II 7.40 ± 0.05 7.37 ± 0.06 PaO2 54 ± 9* 41 ± 10* PaCO2 34 ± 6* 49 ± 8.0* SaO2 88 ± 6* 84 ± 6* * p< 0.05 Tablo 3. Olgularımızdaki solunum fonksiyon testleri sonuçları. Parametreler Grup I (n= 15) Grup II (n= 36) FVC (%) 73 ± 8* 47 ± 10* FEV1 (%) 63.6 ± 9* 28 ± 9* FEV1 (L) 1.84 ± 0.46* 0.89 ± 0.36* FEV1/FVC (%) 71 ± 10* 53 ± 11* TARTIŞMA MMF (%) 38 ± 13* 15 ± 6* Pulmoner sirkülasyonun değerlendirilmesi KOAH’lı hastaların hem takibinde hem de tedavide oldukça önemlidir. PAB ölçümleri invaziv ve noninvaziv yöntemlerle yapılmaktadır. Sağ kalp kateterizasyonu yapılamayan olgularda pulmoner hipertansiyonun değerlendirilmesinde no- * p< 0.001 Tablo 4. KOAH’lı olgularda ortalama SİPA değerleri. Grup I (n= 15) PAB ortalama 22 ± 1.6* 27 ± 4* 29 ± 2* 39 ± 2* 16.2 ± 3* 18 ± 3* PAB sistolik PAB diyastolik Grup I Grup II SİPA (mm) 16.7 ± 1.8* 19 ± 3.8* * p< 0.05 Tablo 1. Grup I ve grup II’deki hemodinamik değerler. Parametreler (mmHg) Parametre ninvaziv yöntemlerden elektrokardiyografi (EKG), ekokardiyografi (EKO) ve radyonüklid tekniklerden de yararlanılmaktadır (8-12). Ancak bu tekniklerden hiçbiri pulmoner sirkülasyonu doğru değerlendirmede sağ kalp kateterizasyonu kadar yeterli olmamaktadır. KOAH’da PAH sıklıkla kor pulmonale ve semptomatik sağ kalp Grup II (n= 36) * p< 0.01 Tablo 5. Tüm olgulardaki istatistiksel değerler. FEV1% FVC FEV1% FVC FEV1/ FVC MMF PAB SİPA 1 0.904 0.738 0.831 -0.625 -0.350 0.904 1 0.491 0.654 -0.629 -0.350 FEV1/ FVC 0.738 0.491 1 0.777 -0.434 -0.553 MMF 0.831 0.654 0.777 1 -0.553 -0.482 PAB -0.625 -0.629 -0.434 -0.553 1 0.541 SİPA -0.393 -0.302 -0.350 -0.482 0.541 1 p< 0.01 161 Tüberküloz ve Toraks Dergisi 2004; 52(2): 159-163 KOAH’lı olgularda pulmoner hemodinamik ve spirometrik parametrelerin değerlendirilmesi kanıtıdır (21). Bu olgularda solunum varyasyon amplitüdü artabilir ve bronkospazmın derecesiyle korele olabilir. KOAH’lı olgularda hava yollarındaki obstrüksiyon, akciğer parankimindeki değişmelerle akciğer perfüzyonunu etkilediği yapılan çalışmalarla gösterilmiştir. Karabıyıkoğlu ve arkadaşlarının yaptığı bir çalışmada KOAH’lı olgularda pulmoner hemodinami ile hava yolları rezistansı ve hava yolları iletkenliği arasındaki ilişki araştırılmış, pulmoner hipertansiyon oluşumunda hava yolu rezistansı artması ve hava yolu iletkenliğinin azalmasının önemli olduğu rapor edilmiştir (23). yetmezliğine sebep olur. Pulmoner hipertansiyon oluşumunda anatomik ve fonksiyonel nedenler rol oynar, fonksiyonel nedenlerden hipokseminin varlığı esas sebeptir. KOAH’lı hastalarda hipoksi PAH’ın başlıca nedenidir. Alveol PO2’sinin 55-60 mmHg’nın altında olmasıyla hipoksik pulmoner vazokonstrüksiyon (HPV) oluşmaktadır, böylece PaO2 azalmaktadır. PaO2 ve SaO2 azalmasıyla PAH arasındaki negatif korelasyonu belirleyen çok sayıda çalışma vardır (13-17). Ortalama PAB ile PaO2 arasında, Keller ve arkadaşları (r= -0.60), Chetty ve arkadaşları (r= -0.56) ve Enacar-Karabıyıkoğlu ve arkadaşları (r= 0.42) negatif korelasyon bildirmişlerdir (9,1719). Hiperkapnide ise asidoz nedeniyle PAB etkilenmektedir. pH’nın 7.2’nin altında olmasının PAH ile ilişkisi gösterilmiştir. PAH oluşumunda insanda asidoz, hipoksi ile sinerjik etki gösterir (8,9). SaO2 ile ortalama PAB arasında negatif korelasyon olduğu da bildirilmiştir (20). SaO2 kanda pH’nın düşmesi, vücut ısısının, PaCO2’nin, 2-3 difosfoglisaratın artması gibi nedenlerden etkilenmektedir. Bizim çalışmamızda grup I’de PaO2 grup II’ye göre anlamlı yüksek, PaCO2 ise anlamlı düşük saptandı. Bizim çalışmamızda FEV1’e göre hafif ve orta dereceli obstrüktif olgular arasında PAB yönünden istatistiksel olarak anlamlı fark saptanmadı. Tüm olgularda spirometrik testler ile ortalama PAB arasında anlamlı negatif korelasyon bulundu. Akciğer radyografisinde SİPA çapı ölçümünün, pulmoner hipertansiyon tanısında değerli noninvaziv bir yöntem olduğu bilinmektedir (14,24). Matthay ve arkadaşları 61 KOAH’lı olgunun SİPA çapını ölçerek 46’sında PAH saptamışlar, PAH’ı olan 43 olgu ve olmayan beş olguda SİPA çapının 16 mm’yi geçtiğini izlemişlerdir (24). Enacar ve Karabıyıkoğlu, sağ kalp kateterizasyonu ile PAH saptadıkları olguların SİPA çaplarının 15 mm ve üzerinde olduğunu bildirmişlerdir (14). Chetty ve arkadaşları PAH’lı 20 olgunun 19 (%95)’unda, PAH’ı olmayan 14 olgunun ise yalnız 3 (%21)’ünde SİPA çapını 20 mm ve üzerinde bulmuşlardır. Karabıyıkoğlu ve arkadaşlarının yaptığı 118 KOAH olgulu bir çalışmada; SİPA çapının 16 mm’den fazla olmasının pulmoner hipertansiyon varlığını tahmin etmede önemli bir faktör olabileceği rapor edilmiştir (17). Yapılan bir başka çalışmada ise PAB ile spirometrik parametreler arasında negatif korelasyon bulunmuştur (18). Araştırmacılar KOAH’da pulmoner hipertansiyon bulunuşunun SİPA ölçümü ile yapılabileceğini, ancak bunun, PAB’ı tahmin etmekte kullanılamayacağını ortaya koymuşlardır (25). Bizim çalışmamızda da tüm olgularda SİPA’nın 15 mm’nin üzerinde bulunduğu saptandı. Ayrıca, tüm olgularımızın ortalama PAB ve SİPA çapları arasında anlamlı korelasyon tespit edildi. Yine hafif-orta dereceli (grup I) olgular ile ileri dereceli (grup II) olguların SİPA çapları karşılaş- KOAH’da PAH patogenezinde önemli bir faktör de kronik hipoksemi nedeniyle oluşan sekonder polisitemi ve kan viskozitesinin artmasıdır (20,21). Polisitemi ve kan viskozitesinin artması, akciğerlerde kan akımına karşı rezistansın artmasına neden olmakta sonuçta preload artmakta, sağ kalbin işinin artmasıyla sağ kalp yetmezliği ve kor pulmonale oluşmaktadır. Uzun süreli oksijen tedavisi ile ortalama PAB’da düzelmenin yanı sıra hematokrit değerinde de düşme görülür (20,21). Tekrarlanan flebotomilerin arter kan gazlarını, kardiyak outputu ve “wedge” basıncını etkilemeden pulmoner vasküler rezistansı ve PAB’ı azalttığı bildirilmektedir. Bizim olgularımızda hematokrit yüksek saptandı. KOAH’lı hastalarda PAH’ın başlıca nedeni hipoksi olmakla beraber mekanik etkenlerin rolü üzerinde de durulmuştur (22). Alveol içi basıncın artması, komşu damarlara etki ederek pulmoner vasküler rezistansta fonksiyonel bir artışa, dolayısıyla PAB’da artışa yol açabilir; KOAH’da PAB’ın solunumla aşırı oranda oynaması bunun Tüberküloz ve Toraks Dergisi 2004; 52(2): 159-163 162 Yetkin Ö, Karabıyıkoğlu G. tırıldığında istatistiksel olarak anlamlı fark saptandı. SİPA çaplarıyla ortalama PAB arasında korelasyon vardı. gases analysis and the pulmonary arteral prostoglandin E levels induced by bronchodilator drugs in bronchial astmatic patients. Journal of Ankara Medical School 1992; 14: 39-50. Sonuç olarak; çalışmamızda KOAH’lı olgularda hastalığın derecesini belirleyen SFT ile pulmoner hipertansiyon arasında anlamlı negatif korelasyon vardı. Azalan FEV1 değeri artan PAB’ı tahmin etmede önemli bir parametredir. Ortalama PAB, 1 L’nin altında FEV1’i olan olgularda anlamlı yüksek değerlerdeydi. 14. Enacar N, Karabıyıkoğlu G, Bartu S. Kronik solunum yetmezliklerinde pulmoner hipertansiyon tanısında pulmoner arter çapının radyolojik değerlendirmesi (hemodinamik, ventilatuar ve radyolojik araştırma). Tüberküloz ve Toraks 1987; 35: 235-41. 15. Saryal S, Karabıyıkoğlu G, Kır M, Aras G. Pulmonary hemodynamics and radionuclide ventriculography in COPD. Journal of Ankara Medical School 1995; 17: 293-301. KAYNAKLAR 16. Bush A, Gray H, Denison DM. Diagnosis of pulmonary hypertension from radiographic estimates of pulmonary arterial size. Thorax 1988; 43: 127-31. 1. 2. Türk Toraks Derneği KOAH Tanı ve Tedavi Rehberi 2000. 3. Biernachi W, Flenley DC, Muir AL, Macnee W. Pulmonary hypertension and right ventricular function in patients with COPD. Chest 1988; 94: 1169-75. 4. Louridas G, Kakoura M, Patokas D, et al. Pulmonary hypertension and respiratory failure in the development of right ventricular hypertrophy in patients with chronic obstructive airway disease. Respiration 1984; 46: 51. 5. Karabıyıkoğlu G. Kronik obstrüktif akciğer hastalıklarında pulmoner hemodinami. Tüberküloz ve Toraks 1993; 41(Suppl): 17-32. 6. Brand PL, Postma DS, Kerstjen HA, Koeter GH. Relationship of airway hyperrespensiveness to respiratory symptoms and diurnal peak flow variation in patient with COPD. The Dutch CNLSD Study Group. Am Rev Resp Dis 1991; 143: 916-21. 7. 8. 9. 17. Chetty KG, Brown SE, Light RW. Identification of pulmonary hypertension in chronic obstructive pulmonary disease from routine chest radiograps. Am Rev Respir Dis 1982; 126: 338-41. Global Strategy for the Diagnosis, Management and Prevention of COPD NHLB/WHO Workshop Report. 18. Enacar N, Karabıyıkoğlu G, Mazlum M. Kronik bronşit ve amfizemli olgularda pulmoner hemodinamik ve ventilatuvar parametrelerin karşılaştırmalı değerlendirilmesi. Ankara Tıp Bülteni 1983; 5: 223-30. 19. Enacar N, Akkaynak S, Alper D, Gözü O, Karabıyıkoğlu G ve ark. Kronik bronkopulmoner hastalıklardaki pulmoner hipertansiyonun oluşmasında mekanik etkenlerin rolü. Ankara Üniversitesi Tıp Fakültesi Mecmuası 1976; 29: 787-808. 20. Stark RD, Finnegan P, Bishop JM. Long-term domiciliary oxygen in chronic bronchitis with pulmonary hypertension. Br Med J 1973; 1: 467-70. 21. Stark RD, Finnegan P, Bishop JM. Daily requirement of oxygen to reverse pulmonary hypertension in patients with chronic bronchitis. Br Med J 1972; 3: 724-8. James R, Klinger MD, Nicholas S, Hill MD, F.C.C.P. Right ventricular dysfunction in chronic obstructive pulmonary disease. Evaluation and management. Chest 1991; 99: 715-23. 22. Macnee W. The clinical importance of right ventricular function in pulmonary hypertension. The Diagnosis and Treatment of Pulmonary Hypertension. Chapter 2. Mount Kisco, New York: Future Publishing Inc, 1992: 13-40. Matthay RA, Niederman MS, Wiedemann HP. Cardiovascular-pulmonary interaction in chronic obstructive pulmonary disease with special referance to the pathogenesis and management of cor pulmonale. Med Clin North Am 1990; 74: 571-618. 23. Karabıyıkoğlu G, Çelik G, Akkoca Ö, Saryal S. The relation between pulmonary hemodinamics and airway resistance, conductance in COPD. Solunum Hastalıkları 1997; 8: 535-45. Keller CA, Shepard JW Jr, Chun DS, Vasquez P, et al. Pulmonary hypertension in chronic obstructive pulmonary disease. Multivariate analysis. Chest 1986; 90: 185-92. 24. Karabıyıkoğlu G, Akkoca Ö, Saryal S, et al. Screening of right descending pulmonary artery in chronic obstructive pulmonary disease by discriminant functions. Solunum Hastalıkları 2000; 11: 41-8. 10. Weitzenblum E, Mamosser M, Ehrhart M. Evolution and prognosis of pulmonary hypertension in chronic obstructive pulmonary diseases. Herz 1986; 11: 147-54. 25. Matthay RA, Niederman MS, Wiedemann HP. Cardiovascular-pulmonary interaction in chronic obstructive pulmonary disease with special referance to the pathogenesis and management of cor pulmonale. Med Clin North Am 1990; 74: 571-618. 11. Fishman AP. Pulmonary hypertension and cor pulmonale. Pulmonary Disease and Disorders. 3rd ed. New York: McGraw-Hill Book Company, 1998: 1261-96. 12. Karabıyıkoğlu G. Pulmoner hipertansiyonda patogenez. Solunum 1998; 21: 31-43. 13. Karabıyıkoğlu G, Enacar N. The changes in pulmonary hemodynamics, pulmonary function tests, arterial blood 163 Tüberküloz ve Toraks Dergisi 2004; 52(2): 159-163