SOLUNUM FONKSİYON TESTLERİ

SOLUNUM FONKSİYON TESTLERİ
Dr. Öznur AKKOCA
Solunum fonksiyon testleri (SFT) solunum hastalıklarının klinik değerlendirmelerinde
yaygın olarak kullanılan bir laboratuvar yöntemidir. Solunum sisteminin ventilasyon, diffüzyon ve
mekanik özelliklerinin incelenmesinde kullanılan objektif bir yöntemdir. İlk kez 17. yy.da SFT
değerlendirilmelerinin yapıldığı bilinmektedir. 1846'da Hutchinson sulu spirometre benzeri bir
cihazla vital kapasite ölçümünü gerçekleştirmiştir. Spirometrik testler solunum fonksiyonlarının
değerlendirilmesinde en yaygın kullanılan testlerdir.
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
SFT ENDİKASYONLARI
Semptomların, fizik muayene bulguları ve laboratuvar sonuçlarının değerlendirilmesi
Hastalıkların solunum fonksiyonlarına etkisinin saptanması
Obstrüktif ve restriktif tipte solunum fonksiyon bozukluğunun ayrımı
Pre-operatuvar değerlendirme
Hastalığın seyrinin ve prognozunun değerlendirilmesi
Tedavi yaklaşımlarının belirlenmesi
Tedaviye yanıtın değerlendirilmesi
Mesleki ekspozisyonun monitorizasyonu
Epidemiyolojik araştırmalar
İş görememezlik derecesinin değerlendirilmesi
SPİROMETRELER
Halen kullanımda, volüme duyarlı ve akıma duyarlı olmak üzere 2 tip spirometre bulunmaktadır.
Volüme duyarlı; İlk geliştirilen spirometrelerdir. Sulu, kuru, körüklü, diyaframlı tipleri vardır.
Bunlar içinde sulu spirometreler altın standart olarak kabul edilmektedir.
Avantajlar:Direkt olarak volümü ölçerler, ucuzdur, kolay uygulanırlar.Dezavantajlar: Büyüktürler,
taşınamazlar, hava kaçakları önemlidir, elle hesaplama gerektirirler, sulu tipinin suyunu sık
değiştirmek gerekir
Akıma duyarlı; Bu cihazlar direkt olarak akımı ölçerler. Volüm, akımın zaman ile çarpımından
hesaplanır. Pnömotakograf, termistor veya sıcak tel anemometresi, türbin cihazı ve vorteks cihazı
gibi tipleri vardır.
Avantajlar:Küçük ve taşınabilir, bilgisayarlı sistemlerdir, referans değerleri hızlı hesaplanır, akım
volüm eğrisi çizdirilebilir. Dezavantajlar:Daha fazla deneyim gerektirir, sık ve dikkatli kalibrasyon
gerektirir, nem birikmesi problemlere yol açar, gaz içeriği sonuçları etkileyebilir, çok düşük
akımları gösteremeyebilir
17
HASTANIN TESTLERE HAZIRLANMASI
• Yaş, boy ve kilo ölçümü
• Hastanın kullandığı ilaçların tipi, dozu ve son kullanma saati
a) Testten önce 24 saat süreyle sigara içmemesi
b) Testten önce 4 saat süreyle alkol almaması
c)
Testten 30 dak önce ağır egzersiz yapmaması
d) Göğüs ve karın hareketlerini kısıtlayıcı giysiler giymemesi
e) Testten 2 saat önce ağır yemek yememesi
f) Testten önce 6 saat süreyle kısa etkili bronkodilatör almaması
• Testten önce (5-10 dak) ve test sırasında (özellikle zorlu manevralarda) oturtulmalıdır
• Oda ısısı ve barometrik basınç kaydedilerek BTPS düzeltmesi yapılmalıdır
• Yapılacak test manevraları hastaya anlatılmalıdır
SOLUNUM FONKSİYON TESTLERİ
• Havayolu fonksiyonlarını gösteren testler
• Akciğer volümleri ve ventilasyon
• Diffüzyon testi
• Kan gazları
• Kardiyopulmoner egzersiz testleri
• Metabolik ölçümler
Burada daha çok ilk 2 maddede yer alan solunum fonksiyon testlerinden bahsedilecektir.
Havayolu fonksiyonlarını gösteren testler
• Basit spirometri
VC, ERV,IC
• Zorlu vital kapasite manevrası
FVC, FEV1, FEV1/FVC, PEF, MEFV eğrisi
• Maksimal solunum kapasitesi (MVV)
• Maksiaml inspiratuvar/ekspiratuvar basınçlar (MİP, MEP)
• Havayolu rezistansı ve kompliansı (Raw, C)
Akciğer volümleri ve ventilasyon
•
•
•
•
•
Fonksiyonel rezidüel kapasite (FRC)
Total akciğer kapasitesi (TLC)
Rezidüel volüm (RV), RV/TLC
Dakika ventilasyonu, Alveolar ventilasyon, Ölü boşluk
Ventilasyonun dağılımı
BASİT SPİROMETRİ
• Vital kapasite: Derin bir inspirasyondan sonra derin ekspirasyonla atılan hava volümü olarak
tanımlanır, ml veya lt cinsinden ifade edilir.
• Yavaş vital kapasite veya manevra yukarıda tanımlanan şekilde yapıldığında ekspiratuar vital
kapasite (EVC) de denir.
• Derin ekspirasyondan sonra derin inspirasyonla alınan havanın ölçümüne ise inspiratuar vital
kapasite (IVC) denir.
18
nspiratuar Kapasite (IC): Normal ekspirasyondan
TLC
TV
FRC
RV
İnspiratuar
vital kapasite
Ekspiratuar
vital kapasite
İki zamanlı
vital kapasite
alınan maksimum volümdür.(%75 VC)
• İnspiratuar Rezerv Volüm (IRV): Normal inspirasyondan sonra derin inspirasyonla alınan
hava volümüdür.
• Ekspiratuar Rezerv Volüm (ERV): Normal ekspirasyondan sonra derin ekspirasyonla atılan
hava volümüdür.(%25 VC)
8
6
TLC
IRV
IC
4
VC
TV
ERV
2
FRC
RV
0
VC’nin azaldığı durumlar
• Havayollarında obstrüksiyon varlığında (hava hapsi arttığında)
• Akciğerin elastik özelliklerinin değiştiği, genişleyebilme özelliğinin kaybı, doku kaybı, yer
kaplayan lezyonları olduğunda ; Yaygın infiltrasyonlarda, atelektazilerde, tümörlerde, fibrotik
hastalıklarda, cerrahi girişim sonrası volüm kaybı olduğunda
• Akciğer ekspansiyonunu engelleyen plevral patolojilerde, göğüs kafesi genişlemesini sınırlayan
patolojilerde , toraks boşluğunun azalması, diyafragma hareketlerinin sınırlanması durumunda
• Solunum merkezinin deprese olduğu durumlarda, nöromüsküler hastalıklarda VC azalır.
19
ZORLU VİTAL KAPASİTE MANEVRASI
• Zorlu Vital Kapasite (FVC)
• Birinci saniye zorlu ekspirasyon volümü (FEV1)
• FEV1/FVC
• Tepe akım hızı (PEF)
• Akım-volüm eğrisi
Maksimal ekspiratuvar akım-volüm eğrisi (MEFV eğrisi)
Maksimal inspiratuvar akım-volüm eğrisi (MIFV eğrisi)
Zorlu vital kapasite manevrası;
• Ventilatuar kapasitenin değerlendirilmesinde önemli bir testtir. Ventilatuar kapasitede bozulma
santral sinir sistemi, iskelet-kas sistemi, akciğere ilişkin patolojiler bağlı olabilir.Ancak en
önemli nedeni havayolları obstrüksiyonudur.
• Büyük akciğer volümleri düzeyindeki maksimal akımlar büyük oranda trakea ve ana bronşların
akım özelliklerini yansıtırken, düşük volümlerdeki akımlar periferik intratorasik havayollarını
yansıtır. Büyük havayollarında akım kısmen de olsa türbülan özellik taşırken periferik
havayollarında laminer akım vardır.
• Volüm-zaman, akım-volüm eğrileri ile değerlendirilir.
Zorlu vital kapasite manevrası sırasında dikkat edilmesi gereken konular şunlardır;
• Maksimal eforun gösterilmesi gerekir
• Test sırasında öksürük, glottik kapanmanın olmaması, kaçağın olmaması gerekir
• En az 6 sn veya plato oluşana kadar ekspirasyon yapılmalıdır ( bu sırada 30 ml den az değişimin
olması)
• Test ani olarak birden başlatılmalıdır (back-extrapolation volüm %5 FVC veya 150 ml nin
altında olmalı)
• En az 3 adet kabul edilebilir özelliklerde manevranın yapılması ve FVC ve FEV1 değerlerinin
%5 lik veya 200 ml lik değişim sınırları içinde olması gerekir.
Zorlu vital kapasite (FVC): Havayollarında daralma veya tıkanma olduğunda azalır. Ekspirasyon
zamanı uzar genellikle 20 sn nin üstüne çıkar. Restriktif hastalıklarda azalır. Hem VC hemde FVC
azalması nonspesifik bulgulardır. Her ikisi arasında fark oluşması havayolu kollapsını gösterir.
20
Birinci saniye zorlu ekspirasyon volümü (FEV1): Sağlıklı bireylerde değişkenliği 60-270 ml
(183ml) dir. Genellikle büyük havayollarını yansıtır. Havayolu obstrüksiyonunda (mukus
sekresyonu, bronkospasm, inflamasyon veya elastik doku kaybı) FEV1 azalır (FEV1 ve FEV1/FVC
, bu değerlendirme için standart parametrelerdir) FEV1 obstrüktif akc. hast. hem siddeti ile korele
hem de prognozu gösteren iyi bir parametredir. Restriktif patolojilerde ise FVC’deki azalmaya bağlı
olarak azalır.
FEV1/FVC (Tiffeneau oranı):Havayolu obsrüksiyonu ve restriktif hastalıkları ayırdetmede
oldukça kullanışlıdır. Obstrüksiyonlarda FEV1 , FVC den daha fazla azalma gösterdiğinden dolayı
oran genellikle < %70 iken, restriksiyonlarda heriki parametrede aynı oranlarda azaldığından oan
normal kalır. Obstrüksiyonun derecelendirilmesinde kullanılmaktadır;
Obstrüksiyon
Normal
Hafif
Orta
İleri
FEV1/FVC (%)
> 70
61 - 69
45 - 60
< 45
NORMAL
RESTRİKSİYON
OBSTRÜKSİYON
V OL ÜM (lt)
FEV1
FVC
FEV1
FVC
1
2
FEV1
FVC
0
1
2
0
1
2
3
4
0
ZAM AN (sn)
Maksimal Ekspirasyon Ortası Akım Hızı (MMFR, FEF25-75%): Zorlu ekspirasyon ile
volümlerin % 25 ila %75’inin atıldığı perioddaki akım hızıdır. Orta ve küçük havayollarından gelen
akımı yansıtır. FVC ye dolayısıyla hasta eforuna bağımlı bir parametredir.Obstrüktif hastalıkların
erken dönemlerinde bu parametre azalır. Bazen restriktif hastalıklarda da azalma gösterebilir.
FEV1/FVC eğer sınırda ise, havayolu hakkında bilgi verir.
FEF200-1200: Zorlu ekspirasyonla ilk 200-1200 ml’nin atıldığı perioddaki akım hızıdır. Zorlu
ekspirasyonunu erken bölümünü yansıtır, dolayısıyla büyük havayolları hakkında bilgi veren iyi bir
indekstir.
Tepe akım hızı (PEF): Maksimal inspirasyon sonrası hızlı yapılan ekspirasyonda (güç
uygulanmaksızın) değerlendirilir. 1-2 sn lik bir efor yeterlidir. Maksimal inspirasyonda iken uzun
süreli bekleme PEF değerini azaltır.
Büyük havayolları fonksiyonunu gösterir. Havayolları hastalıklarında zirve akım hızının periodik
takibinde kullanılır
Özellikle astmalı olguların evde takibinde önemlidir;
21
Gri zon (PEF:%80-100) tedaviye aynen devam önerilirken
Sarı zon (PEF:%50-80) atak başlangıcı olabilir
Kırmızı zon (PEF < %50) acil tedavi gerekebilir.
KOAH lı hasta takibinde primer olarak önerilmemektedir. Çünkü,
FEV1 ile PEF arasındaki
korelasyon iyi değildir. Şayet spirometri yoksa, manevra sırasındaki ekspirasyon zamanının 6 sn
den daha uzun olması daha değerlidir (FEV1/FVC < %50)
Akım-volüm eğrisi
• Maksimal ekspiratuvar akım-volüm eğrisi (MEFV eğrisi)
• Maksimal inspiratuvar akım-volüm eğrisi (MIFV eğrisi)
MEFV eğrisi
Ekspire edilen FVC nin %25, %50, %75 indeki maksimal hızlar kaydedilir (FEF25,
FEF50, FEF75)
Akciğerlerde kalan hava volümüne göre de isimlendirilebilir (Vmax75, Vmax50,
Vmax25)
MEFV eğrisinin son bölümü efordan bağımsızdır
• Küçük havayolu obstrüksiyonu
Özellikle küçük akciğer volümlerindeki akım hızı belirgin azalır (eğrinin son bölümü
konkav hale gelir) (FEF50, FEF75)
Küçük havayolu obstrüksiyonunda FEF50 ile FEF25-75 oldukça koreledir.
• Büyük havayolu obstrüksiyonu
Fiks obstrüksiyonlarda hem ekspiratuvar hem de inspiratuvar eğri basıklaşır
Değişken intratorasik obstr, PEF azalır, FEF50/FIF50 <1
Değişken ekstratorasik obstr, FEF50/FIF50 > 1 dir.
22
Maksimum solunum kapasitesi (MVV) :Amplitüdü ve frekansı yüksek solunumla bir dakikada
atılan volümdür. Sürekli , düzenli ve ritmik efor ile , en az 12 sn kadar düzenli soluk alınır ve
verilir. En az iki manevra, %10 luk değişim sınırları içinde kabul edilebilir. Kooperasyon ve efor
bağımlı testtir. Havayolu rezistansı, solunum kasları, akciğer ve göğüs duvarı kompliansından
etkilenir. %30 dan daha fazla olan azalmalar önemlidir
Kadınla için: beklenen MVV= FEV1 x 40
Erkekler için: beklenen MVV= FEV1 x 34
23
AKCİĞER VOLÜMLERİ
• Fonksiyonel rezidüel kapasite (FRC): Normal ekspirasyon bitiminde akciğerlerde kalan hava
volümüdür.
• Rezidüel volüm (RV): Derin eksipirasyondan sonra akciğerlerde kalan hava volümüdür.
(RV=FRC-ERV)
• Total akciğer kapasitesi (TLC): Derin inspirasyonda akciğerlerde bulunan hava volümüdür.
(TLC=FRC+IC)
Akciğer volümleri şu yöntemlerle ölçülebilir;
1-Gazlı testler
a)Nitrojen washout
Tek nefes, TLC
Multilb nefes- açık devre, FRC
b)He dilüsyon
Tek nefes, TLC
Multibl nefes- kapalı devre, FRC
2-Pletismografik olarak, Vtg, FRC
3- X-Ray, TLC
Kapalı devre helyum dilüsyon yöntemi belirli konsantrasyon (%10) ve volümdeki helyumun belirli
bir süre (7-10 dak) inhalasyonu ve her iki akciğere homojen olarak yayılması esasına dayanır.
Testin sonunda helyum konsantrasyonu tekrar ölçülerek aradaki farktan volümler hesaplanır. Açık
devre nitrojen washout yönteminde ise hastaya birkaç dakika %100 O2 solutularak atılan N2 bir
analizör ile ölçülür (7 dk kadar) ve volümler hesaplanır.
Pletismografta volüm ölçümü ise Boyle kanununa dayanır. Bu kanuna göre sabit ısıda gaz volümü
basınçla ters orantılı olarak değişir. (P1.V1 = P2.V2) Volüm ölçümlerinde pletismografın kapısı
kapalı olmalıdır, böylece içerideki basınç ve volüm saptanır, ısı sabitlenir. Burun bir mandalla
kapalı olarak önce normal solunum ve arkasından shutter kapatıldığı anda yanaklarını elleriyle
sabitleştirerek kısa-kesik solumalar (panting ) yapar. Shutter adı verilen valv devreyi kapattığı anda
içeride hava hapsolur, buna torasik gaz volümü denir. Panting hareketi ile bu hava komprese ve
dekomprese olur. Hava akımı bulunmadığı için basınç ve volüm değişikliklerinden hapsedilen
volüm hesaplanır. Burada alveol basıncındaki değişmeler ağız basıncı ölçülerek saptanır.
Normal kişilerde üç metod da benzer sonuç verir. Ölçümler arasındaki varyasyon % 10’dan azdır.
Gazlı testler havayolu obstrüksiyonuyla giden hastalıklarda kötü ventile olan bölgeler nedeniyle
gerçek volümleri gösteremez. FRC, RV ve TLC olduğundan daha düşük volümlerde ölçülebilir, bu
da genellikle obstrüksiyonun derecesi ile koreledir. Aynı zamanda be teknikte küçük kaçaklar bile
sonucu etkiler ve volümlerin daha yüksek oranlarda değerlendirilmesine neden olur.
Pletismografik yöntemler kompleks sistemler olması ve yetişmiş personele ihtiyacı olmasına
rağmen havayolu obstrüksiyonundan etkilenmemesi bu yöntemin önemli bir avantajıdır.
Havayolu obstrüksiyonunda genellikle RV ve FRC artar. VC kapasite azalıyor ve TLC
korunuyorsa hava hapsinin varlığından söz edilir. RV ve FRC ile birlikte TLC ninde arttığı durum
için hiperinflasyon tanımlaması yapılmaktadır. RV/TLC oranı heriki durum içinde farklı
derecelerde olmakla beraber artar.
Pletismografik ve gaz dilüsyon yöntemiyle elde edilen FRC değerleri arasındaki fark hava hapsini
göstermektedir.
24
Hiperiflasyonun Derecelendirilmesi
Hiperinflasyon:
TLC veya RV(%)
Normal
≤ 120
Hafif
121 - 134
Orta
135 - 149
İleri
≥ 150
Restriktif hastalıklarda ise RV, FRC ve TLC azalmaktadır, RV/TLC oranı ise genelikle normal
kalır.
Resriksiyonun
Resriksiyonun
Normal
Hafif
Orta
İleri
Derecelendirilmesi
VC(%) TLC(%)
≥ 81
≥ 81
66-80
66-80
51-65 51-65
≤ 50
≤ 50
Aşağıda obstrüktif ve farklı restriktif akciğer hastalıklarında akciğer volümlerindeki değişim
görülmektedir.
150
VOLÜM (%)
100 TLC
50 FRC
RV
0
Normal
(genç)
Normal
(yaşlı)
Erken
amfizem
İleri
amfizem
Fibrozis Solunum kas
güçsüzlüğü
Obezite
DAKİKA VENTİLASYONU, ALVEOLAR VENTİLASYON, ÖLÜ BOŞLUK
Tidal Volüm (VT,TV): Her bir normal solukla alınan ya da verilen hava volümüdür. Normalde
400-700 ml'dir. Restriktif akciğer hastalıklarında ve nöromüsküler hastalıklarda azalır. Akciğerin ve
göğüs duvarının mekanik değişikliklerinde soluk sayısındaki artışla beraber TV'de azalma gözlenir.
Solunum merkezi depresyonlarında soluk sayısındaki azalma ile beraberdir (alveolar
hipoventilasyon gelişir.)
Solunum sayısı (SS):Belli bir zaman dilimindeki soluk sayısıdır. Normalde 10-20 /dk'dır.
Ventilatuvar stimulusun iyi bir göstergesidir. SS'ın artması veya azalması ventilasyonun indeksi
olabilir. Hipoksi, hiperkapni, metabolik asidoz kompliansın azaldığı durumlar ve egsersizde SS
artar. SSS depresyonları ve CO2 narkozunda azalır.
25
Dakika volümü (VE) :Bir dakika içinde ekspire edilen toplam hava miktarıdır, ölü boşluk ve
alveolar ventilasyonu içerir. VE=SS X TV. Sağlıklı bireyler için 5-10 L/dk kadardır. Hipoksi,
hiperkapni, metabolik asidozis, anksiyete, egsersizde artar. İstirahatte VE'nin artması ölü boşluk
alanının artmasından kaynaklanır. Hipokapni , metabolik alkaloz, SSS depresyonu, nöromüsküler
hastalıklarda azalır. VE , kan gazları ile birlikte yorumlandığında ventilasyonu gösteren iyi bir
parametredir.
Alveolar Ventilasyon (VA):Bir dakika içinde, akciğerin gaz değişim alanı olan alveollerdeki
değişen hava miktarıdır. VA= SS X (TV-VD). Tek nefesdeki alveolar ventilasyon TV- VD'dir. VA
istirahatte 4-5 L/dk dır. VA azalması akut respiratuvar asidosize neden olur, hipoventilasyon olarak
tanımlanır. VA azalması, VE'nin azalması kadar ölü boşluğunda artması ile birliktedir. VA artması
hiperventilasyon olarak tanımlanır.
Ölü boşluk (VD):Perfüze olmayan ventilasyon alanını gösterir. Anatomik ölü boşluk alanı,
havayollarını kapsarken, alveolar ölü boşluk ise perfüze olmayan alveolar alanı içerir. Anatomik ve
alveolar ölü boşluk alanlarının toplamı ise fizyolojik ölü boşluk olarak bilinir. Genellikle VD/TV
oranı kullanılmaktadır. (0.2-0.4). Fizyolojik ölü boşluk ölçümleri ventilasyon/ perfüzyon oranı için
iyi bir indikatördür, çünkü ekspire edilen havadaki tüm CO2 perfüze alveolerden gelmektedir.
Egsersizde VD/TV oranı alveolar perfüzyonun artması nedeniyle azalır. Pulmoner embolide ve
pulmoner hipertansiyonda ölü boşluk alanı ve VD/VT oranı artar.
VD/VT= ( PaCO2 – PECO2 ) / PaCO2 dan hesaplanabilir.
PaCO2: arteriyel CO2 basıncı
PECO2: Miks ekspire edilen gaz karışımındaki PCO2
VA= (VCO2 / PaCO2 ) X 0.863 dan hesaplanabilir.
VCO2: CO2 üretimi (ml/dk)
SOLUNUM FONSİYON TESTLERİNİN
KABUL EDİLEBİLİRLİK KRİTERLERİ
✏ Spirogramda artefakt bulunmamalıdır: öksürmemeli, erken bitirilmemeli, efor değişkenliği
olmamalı, ağızlıktan kaçak olmamalı veya kapatılmamalı
✏ Test başlangıcı iyi olmalı: ekstrapolasyon volümü FVC’nin % 5’i veya 0.15 lt’den az, tepe akıma
ulaşma süresi 120 msn’den kısa olmalı
✏ Yeterli ekshalasyon yapılmalı: ekshalasyon süresi 6 sn olmalı, V-T eğrisinde plato çizilmeli,
ekshalasyon sonunda 1 sn V değişikliği olmamalı (yaşlı veya obstrüksiyonu olanlarda 15 sn’ye
uzatılabilir)
TEKRARLANABİLİRLİK KRİTERLERİ
3 kabul edilebilir spirogramda:
• En yüksek iki FVC arasındaki fark < 0.2 lt
• En yüksek iki FEV1 arasındaki fark <0.2 lt ise TEST SONLANDIRILIR.
Bu kriterler yoksa:
• Yeni testlerde uygunluk saptanana VEYA;
• Toplam 8 test yapılana VEYA;
• Testleri sürdüremeyene kadar TEKRARLANIR.
En iyi üç test kayda alınır.
26
27
28
29
30
31