A kapnogram klinikai értékének növelése a kilégzett széndioxid koncentráció görbeanalízisével: 2014

2014. december 30., kedd

TDK konferencia absztraktok 2015

Elkészültek az absztraktok a Szegedi Tudományegyetem ÁOK, FOK, GYTK és ETSZK 2015. évi Tudományos Diákköri Konferenciájára, melyre az idei tanévben 2015. február 10. és 14. között kerül sor. Hallgatóink a következő témakörökben fognak előadni:

Ahogy már korábban többször említettük, a kapnográfiát a klinikai gyakorlatban elsősorban az ET tubus helyzetének ellenőrzésére, illetve a III. fázis meredekségének (SIII) becslésére alkalmazzák. Az SIII-t a tüdő különböző szén-dioxid tartalmú és ürülési dinamikával rendelkező virtuális gázkompartmentjei határozzák meg. Értékét az eddigi ismereteink szerint elsősorban a légúti ellenállás határozta meg. Ebben a kutatásban azonban a kapnogram paraméterek, a légzőrendszeri compliance és az oxigenizáció összefüggéseit vizsgálatuk.

A második téma a mellkas zárásának légzőrendszeri hatásait vizsgálja nyitott szívműtétek során. Ismert tény, hogy a kardiopulmonális bypass (CPB) átmeneti romlást okozhat a tüdőfunkcióban, amely a különböző légzőrendszeri betegségben szenvedőket még károsabban érintheti. A CPB utáni súlyos hemodinamikai instabilitás összetett kezelésének egyik lehetséges paramétere lehet a késleltetett sternumzárás (DSC, Delayed Sternal Closure). Célunk az volt, hogy a CPB utáni sternumzárás légzőrendszeri hatásának vizsgálatával felmérjük a DSC alkalmazásának lehetséges légzőrendszeri előnyeit.

A harmadik előadás témája a ventilációs heterogenitás becslése egy intratracheális mellékáramú kapnogram segítségével. A ventilációs-perfúziós inhomogenitást az eltérő CO2-tartalmú virtuális gázkompartmentek heterogén ürülési dinamikája megfelelően jelezhetné lélegeztetett betegeken, de az ET tubusban a kilégzés folyamán fellépő axiális gázkeveredés az áramlási-heterogenitást elmossa. Jelen kutatásban azt vizsgáltuk, hogy a kapnográfia mintavételi pontjának közelebb vitele az alveolo-capillaris felszínhez ezt a mérési hibát mennyivel csökkenti, és ezzel lehetővé válik-e új információ kinyerése a tüdő ventilációjának egyenetlenségéről.

Nemsokára újra jelentkezem.

József

A kutatás a TÁMOP 4.2.4.A/2-11-1-2012-0001 azonosító számú Nemzeti Kiválóság Program – Hazai hallgatói, illetve kutatói személyi támogatást biztosító rendszer kidolgozása és működtetése országos program című kiemelt projekt keretében zajlott. A projekt az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg.

2014. november 29., szombat

A tüdő compliance és a III. fázis meredeksége

A compliance (tágulékonyság)

A compliance, a tüdő és a légzőrendszer tágulékonysága, melyet az egységnyi nyomásváltozásra bekövetkezett térfogatváltozással fejezünk ki (C=ΔV/ΔP). A teljes légzőrendszer (mellkasfal + a tüdő) compliance értéke kisebb, mint külön-külön.

A compliance értéke különböző betegségek kapcsán megváltozik. Pl. tüdőfibrózisban a compliance lényegesen lecsökken. Kórosan nagy tágulékonyságot eredményes az emphysema, mert ebben a betegségben a rugalmas rostok leépülnek és az alveolusok összeszakadnak.

Illetve érdemes még megemlítenünk, hogy a II-es típusú alveoláris sejtek által termelt surfactant csökkenti az alveoláris felületi feszültséget, ezzel növeli a compliance értékét.

Háttér

A szakirodalmi adatok szerint a tüdőben különböző ürülési dinamikával rendelkező, különböző CO2 tartalmú gázkompartmenteket találunk [1,2]. Ugyancsak sokszor hangsúlyozzák a légúti átmérők szerepét a kilégzési áramlás alakjára [3,4]. De nagyon kevés információnk van a transzpulmonális nyomás és a complience szerepéről.

Eredmények

Adataink az mutatják, hogy hogy a nagy complience-szel rendelkező betegek esetében a III. fázis meredeksége (SIII) sokkal érzékenyebb a légúti átmérők megváltozására, mint maga a légúti ellenállás (Raw). Ugyanakkor alacsony complience-ű betegek esetében az SIII nem elég érzékeny, az Raw előbb jelzi a légúti tónus megváltozásait. [5]

Nemsokára újra jelentkezem.

József

[1] Krauss B. Capnogram shape in obstructive lung disease, Anesth Analg, 100:884-8 2005
[2] Thompson. Capnographic waveforms in the mechanically ventilated patient, J E. Respir Care, 50, 100-8, 2005
[3] Tusman G. Rationale of dead space measurement by volumetric capnography, Anesthesia and analgesia 114: 866-874, 2012.
[4] Blanch L. Volumetric capnography in the mechanically ventilated patient, Minerva Anestesiol 72: 577-585, 2006.
[5] Babik B. Effects of respiratory mechanics on the capnogram phases: importance of dynamic compliance of the respiratory system. Critical care 16: R177, 2012.

2014. október 30., csütörtök

Legfontosabb kapnográfiás cikkek

Hallgatóink részéről felmerült az igény a legfontosabb cikkek összegyűjtésére. A következőkben témakörök szerinti bontásban, a teljesség igénye nélkül felsoroljuk a számunkra leginkább fontosnak tartott irodalmakat. A cikkek a megjelenés sorrendjébe lettek rendezve és a címekre kattintva a megfelelő Pubmed oldalra jutunk.

A kapnográfia alapjai

Riley RL, Cournand A, and Donald KW. Analysis of factors affecting partial pressures of oxygen and carbon dioxide in gas and blood of lungs; methods. Journal of applied physiology 4: 102-120, 1951.
Elam JO, Brown ES, and Ten Pas RH. Carbon dioxide homeostasis during anesthesia. I. Instrumentation. Anesthesiology 16: 876-885, 1955.
Weingarten M. Respiratory monitoring of carbon dioxide and oxygen: a ten-year perspective. Journal of clinical monitoring 6: 217-225, 1990.
Breen PH, Mazumdar B, and Skinner SC. Comparison of end-tidal PCO2 and average alveolar expired PCO2 during positive end-expiratory pressure. Anesthesia and analgesia 82: 368-373, 1996.
Arnold JH, Stenz RI, Thompson JE, and Arnold LW. Noninvasive determination of cardiac output using single breath CO2 analysis. Critical care medicine 24: 1701-1705, 1996.
Thompson JE, and Jaffe MB. Capnographic waveforms in the mechanically ventilated patient. Respiratory care 50: 100-108; discussion 108-109, 2005.
Tusman G, Suarez-Sipmann F, Bohm SH, Borges JB, and Hedenstierna G. Capnography reflects ventilation/perfusion distribution in a model of acute lung injury. Acta anaesthesiologica Scandinavica 55: 597-606, 2011.
Ortega R, Connor C, Kim S, Djang R, and Patel K. Monitoring ventilation with capnography. The New England journal of medicine 367: e27, 2012.

Főáramú és mellékáramú kapnográfia

From RP, and Scamman FL. Ventilatory frequency influences accuracy of end-tidal CO2 measurements. Analysis of seven capnometers. Anesthesia and analgesia 67: 884-886, 1988.
Pascucci RC, Schena JA, and Thompson JE. Comparison of a sidestream and mainstream capnometer in infants. Critical care medicine 17: 560-562, 1989.
Breen PH, Isserles SA, Harrison BA, and Roizen MF. Simple computer measurement of pulmonary VCO2 per breath. J Appl Physiol (1985) 72: 2029-2035, 1992.
Breen PH, Mazumdar B, and Skinner SC. Capnometer transport delay: measurement and clinical implications. Anesthesia and analgesia 78: 584-586, 1994.
Ward KR, and Yealy DM. End-tidal carbon dioxide monitoring in emergency medicine, Part 2: Clinical applications. Academic emergency medicine : official journal of the Society for Academic Emergency Medicine 5: 637-646, 1998.
Colman Y, and Krauss B. Microstream capnograpy technology: a new approach to an old problem. Journal of clinical monitoring and computing 15: 403-409, 1999.
Kasuya Y, Akca O, Sessler DI, Ozaki M, and Komatsu R. Accuracy of postoperative end-tidal Pco2 measurements with mainstream and sidestream capnography in non-obese patients and in obese patients with and without obstructive sleep apnea. Anesthesiology 111: 609-615, 2009.
Singh BS, Gilbert U, Singh S, and Govindaswami B. Sidestream microstream end tidal carbon dioxide measurements and blood gas correlations in neonatal intensive care unit. Pediatric pulmonology 48: 250-256, 2013.

Volumetrikus kapnográfia, holtterek

Bohr, C.: Über die Lungenatmung. Skan Arch Physiol, 1891, 53, 236-238.
Enghoff, H.: Volumen inefficax. Uppsala Laekareforen Forh, 1938, 44, 191-218.
Fowler WS. Lung function studies; the respiratory dead space. The American journal of physiology 154: 405-416, 1948.
Fletcher R, and Jonson B. Deadspace and the single breath test for carbon dioxide during anaesthesia and artificial ventilation. Effects of tidal volume and frequency of respiration. British journal of anaesthesia 56: 109-119, 1984.
Burki NK. The dead space to tidal volume ratio in the diagnosis of pulmonary embolism. The American review of respiratory disease 133: 679-685, 1986.
Blanch L, Romero PV, and Lucangelo U. Volumetric capnography in the mechanically ventilated patient. Minerva Anestesiol 72: 577-585, 2006.
Hedenstierna G, and Sandhagen B. Assessing dead space. A meaningful variable? Minerva Anestesiol 72: 521-528, 2006.
Tusman G, Suarez-Sipmann F, Bohm SH, Pech T, Reissmann H, Meschino G, Scandurra A, and Hedenstierna G. Monitoring dead space during recruitment and PEEP titration in an experimental model. Intensive care medicine 32: 1863-1871, 2006.
Tusman G, Scandurra A, Bohm SH, Suarez-Sipmann F, and Clara F. Model fitting of volumetric capnograms improves calculations of airway dead space and slope of phase III. Journal of clinical monitoring and computing 23: 197-206, 2009.
Tusman G, Sipmann FS, and Bohm SH. Rationale of dead space measurement by volumetric capnography. Anesthesia and analgesia 114: 866-874, 2012.

Kutatócsoport

Babik B, Csorba Z, Czovek D, Mayr PN, Bogats G, and Petak F. Effects of respiratory mechanics on the capnogram phases: importance of dynamic compliance of the respiratory system. Critical care 16: R177, 2012.
Babik B, Csorba Zs, Balogh Á, Szeti K, Tolnai J, Peták F. Kapnográfia lélegeztetett betegekben. Mindig nézzük, mindent látunk? Medicina Thoracalis (Budapest) LXVII:(2) pp. 78-98. (2014)

Nemsokára újra jelentkezem.

József

2014. szeptember 29., hétfő

A PaCO2 és az PETCO2 különbsége

Artériás CO2 parciális nyomás (PaCO2)

Légzés során szervezetünk oxigént (O2) vesz fel, amely a vérbe kerül. Az anyagcsere-folyamatok során keletkező szén-dioxid (CO2) szintén a vérbe kerül. Az oldott O2 és CO2 mennyisége vérgáz vizsgálattal mérhető akár az artériás, akár a vénás vérben is.

A PaCO2, a CO2 parciális nyomása az artériás vérben, meghatározása invazív módon történik. Normálértéke 35-45 Hgmm (4,7-6,0 kPa).

A vér CO2 szintjének magas szintje (hiperkapnia) légzési perctérfogat emelkedést, hiperventilációt vált ki. Amikor a vér CO2 szintje a normálisnál alacsonyabb, hipokapniáról beszélünk.

A kilégzés végi CO2 koncentráció (PETCO2)

A PETCO2, a kilégzés végi (End Tidal) szén-dioxid koncentráció, mely normál esetben a kapnogram görbe maximumát is jelenti, hiszen ideális esetben a III. szakasz, a belégzés kezdetéig folyamatosan emelkedik.

A PaCO2 és az PETCO2 különbsége

A fenti két mennyiség különbsége (Pa-PETCO2) a jól perfundáló, de rosszul ventiláló tüdőrégiók nagyságára utal.

A Pa-PETCO2 érték a kapnogram görbén

Normál helyzetben a Pa-PETCO2 értéke 2-3 Hgmm, de valamilyen ventilációs-perfúziós egyenetlenség esetén, vagyis shunt-keringés és holttér-légzés esetében az értéke megnő.

A Pa-PETCO2 különbség súlyos ventilációs soros inhomogenitásban csökken. Értékét ellentétesen befolyásoló tényező, ha egyidejűleg ventilációs-perfúziós egyenetlenség és szekvenciális holttér esete is fenn áll. Ilyenkor az idő-kapnogramban bekövetkező változások kioltják egymást, a Pa-PETCO2 valódi értékét a térfogat alapú kapnográfiával tudjuk megbecsülni.

A Pa-PETCO2 különbség negatív is lehet, ekkor a III. fázis meredeksége felfelé ívelve metszi a PaCO2 értékét képviselő szintet. Ennek oka az alacsony ventilációs/perfúziós arányú alveolusok magas aránya, pl. terhes nők esetében, nagyon elhízott betegekben, illetve nyitott szívműtétek során CPB után.

Negatív Pa-PETCO2 különbség

Negatív Pa-PETCO2 esetén érvényes, hogy a PvCO2 (vénás CO2 parciális nyomás) > PETCO2 > PaCO2.

Nemsokára újra jelentkezem.

József

[1] Babik B, Csorba Zs, Balogh Á, Szeti K, Tolnai J, Peták F. Kapnográfia lélegeztetett betegekben. Mindig nézzük, mindent látunk? Medicina Thoracalis (Budapest) LXVII:(2) pp. 78-98. (2014)

2014. augusztus 15., péntek

Klinikai paraméterek monitorozása kapnográfiával

A kapnográfia és kapnometria klinikai használatának, a légútbiztosítás és betegbiztonság melletti másik fontos indikációs területe a klinikai paraméterek monitorozása.

A kapnográfia különböző klinikai, ventillációs, perfúziós, ventillációs-perfúziós, és anyagcsere kórállapotokra, szövődményekre is felhívja a figyelmet, ezeket természetesen mindig egyéb klinikai tünetekkel, paraméterekkel együtt kell értékelni.

COPD és asztma

A krónikus obstruktív tüdőbetegségek (tüdőtágulat, idült légúti hurut) és az asztma a II. fázis meredekségét csökkenti, a III. fázisét növeli, a görbe jellemzően „cápauszony” alakú lesz (lásd következő ábra).

"Cápauszony" alakú kapnogram COPD és asztma esetén (piros)

PTX
Különböző súlyosságú légmell (Pneumothorax, PTX) kialakulása a légzés akadályoztatása révén torzítja el a kapnogramot. A III. fázis meredeksége (SIII) eltűnik, a II. fázis után a CO2 parciális nyomásérték folyamatosan csökken (lásd következő ábra).

A PTX jellemző kapnogram görbéje (piros)

Izomrelaxáns hatás megszűnése
Műtétek végén, az izomrelaxáns hatás eltűnése szintén felismerhető a kapnogram görbéből. Ilyen esetben a kilégzési fázisban megjelenő belégzési manőver a spontán légzés megjelenésére utal (lásd következő ábra).

Izomrelaxáns hatás eltűnése (piros)

Fals szívás
Az előző eset nem keverendő össze gyors kilégzési áramlás mellett a kilégzés második felében jelentkező behúzódásokkal. Ez az oldaláramú kapnogram „fals” szívásának következménye, mely során az Y résznél friss gáz szívása történik. Ilyen esetekben a beteg felől ebben a periódusban már alig van áramlás (lásd következő ábra).

Fals, friss levegő szívásának kapnogram görbéje (piros)

Nem megfelelő percventiláció
A kapnogram megmutatja azt is, ha testméretekhez beállított percventilációt (frekvenciát) a speciális anyagcsere igények-, (láz, hypothermia, táplálás) vagy terápiás célok miatt (agyi vaso-konstrikció csökkentése) változtatni kell (lásd következő ábra).

Magas (piros) és alacsony (kék) percventiláció kapnogram képe

Pulmonális embólia

Pulmonalis embóliában, embolizációban az PETCO2 értéke drasztikusan lecsökken (lásd következő ábra).

Pulmonális embólia jellegzetes kapnogram alakja (piros)

Kamrafibrilláció
A rutin idő-kapnográfia gyorsan jelzi a kamrafibrillációt is (lásd következő ábra).

Kamrafibrilláció kapnogram görbéje (piros)

Metabolikus állapotok
Hasonlóan fontos, hogy a kilégzett CO2 görbe információt szolgáltat a szervezetben lezajló anyagcsere folyamatokról is, hiszen a szövetekben, az anyagcsere során keletkező CO2 közvetetten megjelenik a kilégzett levegőben. Ahogy Ray Fowler, dallasi orvos fogalmazott “CO2 is the smoke from the flames of metabolism” vagyis „a szén-dioxid az anyagcsere folyamatok tűzének füstje”.

Nemsokára újra jelentkezem.

József

[1] Babik B, Csorba Zs, Balogh Á, Szeti K, Tolnai J, Peták F. Kapnográfia lélegeztetett betegekben. Mindig nézzük, mindent látunk? Medicina Thoracalis (Budapest) LXVII:(2) pp. 78-98. (2014)

2014. július 23., szerda

Kapnográfia klinikai használata, technikai szővődmények

A kilégzett CO2 monitorozásának egyik fontos indikációs területe a légútbiztosítás, a betegbiztonság. A kapnográfia segíthet felderíteni az orvos számára a perioperatív „technikai szövődményeket”, mint pl.
   - a vak, éber intubálás során az endotracheális (ET) tubus nyelőcsőbe csúszását,
   - a légzőkör szétesését,
   - az ET tubus megtörését,
   - az ET tubus jobb főhörgőbe csúszását,
   - a tubusmandzsetta tömítetlenségét,
   - visszalégző rendszer alkalmazása esetén a szelepek rossz működését,
   - vagy a CO2-elnyelő szóda kimerülését.

Intraoesophagealis intubálás
A görbe alakja azonnali segítséget jelenthet az endotracheális tubus, vagy szupraglottikus légútbiztosítási eszközök gyors és helyes pozicionálásában. Az ET tubus a nyelőcsőbe csúszása (intraoesophagealis intubálás) esetén a gyomorban is előforduló CO2 miatt szabálytalan, lényegesen alacsonyabb görbét kapunk (lásd következő ábra).

Intraoesophagealis intubálás kapnogramgörbéje (piros)

Ha a beteg gyomrát a maszkos lélegeztetés során CO2 tartalmú levegővel felfújtuk, vagy ha a beteg antacidot kapott nem sokkal az intubálás előtt, esetleg korábban szénhidrát tartalmú italt fogyasztott, akkor az első néhány légvétel során még a gyomorba intubálás mellett is kaphatunk szabálytalan CO2 görbét.

A tubus jobb főhörgőbe csúszása
Abban az esetben, ha a tubus a beteg mozgatása során véletlen mélyre, a jobb főhörgőbe csúszik, akkor a kapnogram görbe a fél tüdőre csökkent gázcserét szintén azonnal jelzi (lásd következő ábra). Más műszerek, pl. a pulzoximéter értékeit figyelve csak sokkal később vehetjük észre mindezt.

A tubus jobb főhörgőbe csúszásakor látható kapnogramgörbe (piros)

A tubus szivárgása
A tubus szivárgása esetén a kilégzésvégi áramlás leesik, az oldaláramú kapnogram fals levegőt szív az alveoláris mellé (lásd következő ábra).

A tubus szivárgására jellemző kapnogramgörbe (piros)

A CO2-elnyelő szóda kimerülése
A CO2-elnyelő szóda kimerülése megemeli a CO2 alapszintet (lásd következő ábra).

A CO2-elnyelő szóda kimerülése (piros)

A visszalégző rendszer szelepeinek rossz működése
Visszalégző rendszer alkalmazása esetében, ha a szelepek rosszul működnek, a belégzési szakasz késik és meredeksége csökken (lásd következő ábra).

A visszalégző rendszer szelepeinek rossz működése (piros)

A légútbiztosítás és kapnográfia kapcsolata kapcsán két magától értetődő, de annál fontosabb dolgot szükséges megemlíteni. Az egyik, hogy a kapnográfia mindig addicionális, és nem kizárólagos módszer a tubus jó helyzetének eldöntésében, tehát a mellkas hallgatása, és kitérésének megtekintése, a tubus párásodása stb. természetesen elengedhetetlen. A másik, hogy a kapnográfiával légzést lehet monitorozni, de oxigenizációt nem.

Nemsokára újra jelentkezem.

József

Babik B, Csorba Zs, Balogh Á, Szeti K, Tolnai J, Peták F. Kapnográfia lélegeztetett betegekben. Mindig nézzük, mindent látunk? Medicina Thoracalis (Budapest) LXVII:(2) pp. 78-98. (2014)

2014. június 17., kedd

A hollterek volumetrikus kapnográf paraméterei

Fowler (anatómiai) holttér

A Fowler-féle homogén modell a tüdőt ideálisnak tekinti, nem veszi figyelembe az alveoláris holtteret. A felső és a vezető légutakat reprezentálja, az alveoláris teret, mint abszolút homogén szellőző teret tekinti.

A Fowler (anatómiai) holttér (VDF) meghatározása volumetrikus kapnográfiával (Vcap): A becslés/számolás lényege a légúti-alveoláris gázfront meghatározása. A becslés fizikai korlátja, hogy a légúti-alveoláris átmenet a diffúzió miatt nem éles határú, tehát a kapnogram görbén nem pontszerű, hanem inkább szakasznak felel meg. Élettani korlátja, hogy a II. fázis definíciójából fakadóan tartalmaz légúti és alveoláris eredetű gázkeveréket is.

Geometriai módszerrel (Fowler eredeti, „papír-ceruzás” elgondolása szerint) becsülve a VDF megfelel annak a vízszintes tengelyen leolvasható térfogatnak, melyet az a II. fázison átmenő függőleges jelez, mely esetén igaz, hogy "p" területe egyenlő "q" területével. Matematikai módszerrel a függőleges vonal helyét a II. fázis inflexiós pontja határozza meg, azaz ahol az II. fázis görbéjének második deriváltja előjelet vált (lásd ábra).

Vagyis VDF = a volumetrikus kapnogram II. szakaszának inflexiós pontjában lévő térfogatérték

Bohr holttér (élettani holttér 1.)

A Bohr-féle élettani holttér (VDB) a vezető légutak térfogata (VDaw) mellett azokat a csökkent, vagy hiányzó keringésű alveolusok térfogatát (VDalv) is magába foglalja, melyekben nincs gázcsere (V/Q> 1), mennyisége ~2,2- 2,5 ml/kg. Vagyis a VDB az anatómiai holttér mellett a nem keringő alveolusok térfogatát is jelképezi. (Lásd korábbi blogban a Riley-féle három kompartmentes heterogén modellt.)

A VDB geometrikusan ábrázolva a következő ábrán látható Z és Y területnek felel meg. A PETCO2 a végkilégzési CO2-koncentráció, a PaCO2 az artériás CO2 parciális nyomás.

A számolás (becslés) lényege a kilégzett, kevert CO2 koncentrációnak (PĒCO2) és az alveoláris CO2 koncentráció középértékének (PACO2) volumetrikus kapnogramgörbéből való meghatározása. (Lásd ábra.)

A PĒCO2 értékét a VCO2 (a görbe alatti terület, lásd előző ábra) és a VT (nyugalmi légzési térfogat) hányadosaként kapjuk meg.
A PACO2 az alveoláris CO2 parciális nyomás középértéke. Meghatározása: a volumetrikus kapnogram II. szakasz inflexiós pontjának és a III. szakasz végpontja (VT) közötti térfogat felezőpontjában lévő parciális nyomásérték.
Mindezek után a Bohr egyenlet:

A Bohr holttér mérése a Vcap ezen algoritmusával folyamatosan, nem-invazív módon, légvételenként történik. Értéke azoktól a paraméterektől függ, melyek a légúti és az alveoláris holtteret befolyásolják. A Bohr holttér betegágy melletti monitorozása Vcap segítségével hasznos az effektív és az elpazarolt légzés közötti egyensúly keresésében. Fel lehet ismerni, ha túl nagy a légvételi volumen, vagy a PEEP, illetve ha hirtelen lecsökkent a pulmonalis keringés.

A Bohr formula ugyanakkor nem látja, mi történik az atelektázisok mögött, van-e bennük keringés, vagy csökkent, esetleg megállt a hypoxiás vascularis konstrikció miatt, változó mértékű shuntöt képezve.

Enghoff holttér (élettani holttér 2.)

Az Enghoff féle élettani holttér (VDE) a vezető légutak térfogata (VDaw) mellett a csökkent, vagy hiányzó keringésű alveolusok térfogatát (Vdalv), és a csökkent módon, vagy egyáltalán nem légző, perfúziójúkat megtartott, shuntöt képező alveolusokat (VDshunt) egyaránt magába foglalja. Az Enghoff-holttér legegyszerűbben szintén a Riley-féle három kompartmentes heterogén modell segítségével magyarázható:
Vagyis VDE = VDaw + VDalv + VDshunt = VDB + VDshunt
Mennyisége > VDB, tehát > 2,2- 2,5 ml/kg.
VDE az összes egyidejűleg meglévő ventillációs-perfúziós egyenetlenséget tartalmazza, tehát a légző, de nem keringő (V/Q> 1), és a keringő, de nem légző (V/Q<1) alveolusokat is jelképezi.
Geometrikusan ábrázolva a VDE a Z’ és Y’ területnek felel meg (lásd következő ábra).

A számolás (becslés) lényege az artériás PaCO2 koncentráció mérése és a már korábban is említett, kilégzett, kevert CO2 koncentráció (PĒCO2) meghatározása. Matematikailag a VDE-t, a Bohr holttérhez hasonlóan, a CO2-re vonatkoztatott anyagmegmaradás törvényével lehet meghatározni, úgy, hogy a PACO2 értékét PaCO2 cseréljük:

Az Enghoff modifikáció jelentősége az, hogy globális képet ad a gázcserében részt nem vevő alveolusok tömegéről, tehát a holttér légzésről és a shunt keringésről együtt. A klinikai kép ugyan kórélettani értelemben „nem tiszta”, de klinikailag az Enghoff módon számolt élettani holttér jelentősége óriási, hiszen a perioperatív szakaszban a hypoxaemia kialakulásában a shunt keringésnek van meghatározó jelentősége.

Fontos, hogy tudjuk, mely módon kaptuk meg az élettani holtteret. Ha a gyakorlatban az artériás PaCO2-t használva, Enghoff modifikációval számoljuk a holtteret, (ahogy az elmúlt évtizedekben ez Vcap nélkül kényszerűségből szokás volt) de „holttérként” (Bohr-ként) interpretáljuk, akkor ezt a nagy holtteret az alveolusok túlfeszítésének tulajdoníthatnánk. Ebből következően PEEP-et csökkentenénk, holott lehet, hogy értéke még Enghoff holttérnek is emelkedett, ezért a shuntkeringés miatt inkább PEEP-et kellene emelni.

Nemsokára újra jelentkezem.

József

Babik B, Csorba Zs, Balogh Á, Szeti K, Tolnai J, Peták F. Kapnográfia lélegeztetett betegekben. Mindig nézzük, mindent látunk? Medicina Thoracalis (Budapest) LXVII:(2) pp. 78-98. (2014)

2014. május 19., hétfő

A kapnográfia rövid története

A szén-dioxid (CO₂)

A belégzett száraz levegő összetétele (nitrogén: 78,084%, oxigén: 20,946%, argon: 0,934%, szén-dioxid: 0,033%, egyéb gázok: 0,003%). Ez az összetétel egyébként nagyjából 100 km-es magasságig változatlan, holott közben a légköri nyomás a tengerszinten mért 760 mmHg-ről a 10.000 méteres magasságban már csak 215 mmHg-re csökken. A CO₂ parciális nyomása ennek megfelelően majdnem nullának tekinthető (tengerszinten 0.3 mmHg).
A kilégzett levegőben a CO₂ koncentráció 4%-ra emelkedik, az oxigéné pedig kb. 17%-ra csökken. A többi gáz nagyjából változatlan koncentrációban marad (inert gázok). A CO₂ -78,5 °C-on megfagy, szilárd halmazállapotú lesz, kondenzál, amit szárazjégnek nevezünk.

A CO₂-t (régi nevén szénéleg, széngáz) az 1750-es évek elején Joseph Black skót orvos-kémikus fedezte fel, elsőként a sokáig „őselemnek” és így egyneműnek tekintett levegő alkotóelemei közül.

Kapnográfia

Az infravörös sugárzást 1800-ban Sir Frederick William Herschel német-angol csillagász azonosította először, aki az Uránusz bolygó felfedezéséről vált igazán híressé. A fény elnyelésének elmélete Johann Heinrich Lambert nevéhez fűződik (Beer-Lambert törvény).
John Tyndall 1865-ben tett közzé egy mérési tanulmányt, amelyben különböző gázok abszorpciós tulajdonságait vizsgálta. Felismerte, hogy a CO₂ és az ózon, a többi légköri gázzal ellentétben, jól elnyeli a „hősugárzást”. Humán kísérleteit tekinthetjük az első kvantitatív infravörös módszernek az emberi lehelet CO₂ tartalmának vizsgálatára.

Tyndall kísérleti berendezése
Forrás: http://tyndall1861.geologist-1011.mobi/

1939-ben, a baltimore-i Johns Hopkins kórházban August Herman Pfund által készített, légzési gázokat analizáló készülék a CO₂ koncentrációt termikus módszerekkel mérte. Az első infravörös abszorpciót használó kapnográfot Karl Luft, német biomérnök mutatta be 1943-ban, amit URAS-nak (Ultra Rot Absorption Schreiber) nevezett el.
Az első igazi, betegágy mellett is használható „infrared CO₂ meter” az 1950-s években jelent meg, amikor a technikai eszközök már lehetővé tették, hogy az érzékelő által mért jeleket felerősítve és konvertálva, valamilyen kijelzőn megjelenítsék. A korai kapnográfok még szekrény méretű, több különálló részből összekapcsolt mérőeszközök voltak.


Egy mai modern kapnográf Forrás: http://labanamedicalstore.com	Kézi kapnográf és oximéter Forrás: http://cutech.en.made-in-china.com

Európában a CO₂ monitorozása kapnográfia néven már az 1960-s években elkezdődött. Ugyanakkor 1978-ban a kapnográfia amerikai bevezetését célul kitűző, World Congress on Intensive Care Medicine egyik tudományos ülésén a megjelent aneszteziológusok jelentős része még úgy gondolta, hogy ennek a módszernek nincs jövője. A rutin klinikai alkalmazást lehetővé tevő precíz, kisméretű monitorok az 1980-s években terjedtek el világszerte.

Nemsokára újra jelentkezem.

József

[1] J. S. Gravenstein, Michael B. Jaffe, Nikolaus Gravenstein, David A. Paulus, Capnography (Cambridge Medicine)

2014. április 21., hétfő

Kardiopulmonális bypass (CPB) és a kapnográfia

A kardiopulmonális bypass (Cardiopulmonary Bypass - CPB) egy olyan technika, amely ideiglenesen átveszi szív és a tüdő szerepét műtét közben, fenntartva ezzel a vér keringését és a szövetek oxigénszintjét. Magát a CPB pumpát gyakran nevezik "szív-tüdő gép"-nek is.

A CPB általában nyitott szívműtétek során használatos, hiszen a működő szívet nagyon nehéz operálni. A CPB mechanikusan keringeti és oxigenizálja a vért a test számára, miközben kikerüli a szívet és a tüdőt.


Forrás: www.aeronline.org	Forrás: commons.wikimedia.org

Ismert tény, hogy a nyitott szívműtétek során alkalmazott CPB-nek jelentős szerepe van a perioperatív időszakban jelentkező bronchokonstrikció és ventilációs heterogenitás kialakulásában. [1-4] A légzésmechanikai változások azonban eddig még nem voltak összevetve azokkal a változásokkal, melyek a ventilációs heterogenitásban, valamint a légzési holterekben jelentkeznek CPB után.

Méréseink

Méréseink során elektív, nyitott szívműtétre kerülő, altatott és gépi lélegeztetett betegeket vizsgáltunk (n=46). Kényszerített oszcillációs technikát (FOT) alkalmazva légúti rezisztenciát (Raw), inertanciát (Iaw), szöveti csillapítást (G) és elaszticitást (H) is mértünk.

Főáramú kapnográfiával (MS) becsültük a kilégzett CO2 koncentrációs görbe III. fázisának meredekségét (SIII) és a holttér paramétereket. A Fowler holttér (VDF) tükrözi a konduktív légutakban lévő levegő mennyiségét, vagyis az anatómiai holtteret. A Bohr (VDB) holttér magában foglalja a nem perfundált alveoláris tereket is, míg az Enghoff (VDE) ezen kívül még a perfundált, de nem ventilált alveoláris tereket is tartalmazza. Vagyis a VDE-VDB különbséggel megbecsülhetjük az intrapulmonális shunt nagyságát.

Eredmények

CPB után, az Raw emelkedéséből, az Iaw és VDF csökkenéséből a légutak szűkületére és a bennük levő gáz térfogatának csökkenésére lehet következtetni. A CPB okozta SIII, G és H értékekben bekövetkezett emelkedés a ventilációs heterogenitás fokozódására utal. Mindezek a káros tüdőperifériás változások a VDE-VDB emelkedéséhez vezettek, jelezve az intrapulmonális shunt megnövekedését CPB után.

Összegezve kijelenthető, hogy a FOT és az MS technika együttes használata feltárta, hogy CPB után a konduktív légutak szűkülete együtt jár az alveolusok bezáródásával és a ventilációs/perfúziós egyenetlenség fokozódásával.

A kapott eredmények alapján absztraktot nyújtottunk be az EACTA (European Association of Cardiothoracic Anaestheiologists) 2014-es konferenciára:
Barna Babik, Ádám L Balogh, Kitti Névery, József Tolnai, Ferenc Peták: Adverse pulmonary changes following cardiopulmonary bypass: separate assessment of bronchoconstriction and lung peripheral derecruitment

Nemsokára újra jelentkezem.

József

[1] Albu G, Babik B, Kesmarky K, Balazs M, Hantos Z, Petak F: Changes in airway and respiratory tissue mechanics after cardiac surgery. Ann Thorac Surg 2010; 89:1218-1226.
[2] Babik B, Asztalos T, Petak F, Deak ZI, Hantos Z: Changes in respiratory mechanics during cardiac surgery. Anesth Analg 2003; 96:1280-1287, table of contents.
[3] Barnas GM, Watson RJ, Green MD, Sequeira AJ, Gilbert TB, Kent J, Villamater E: Lung and chest wall mechanical properties before and after cardiac surgery with cardiopulmonary bypass. J Appl Physiol (1985) 1994; 76:166-175.
[4] Royston D, Minty BD, Higenbottam TW, Wallwork J, Jones GJ: The effect of surgery with cardiopulmonary bypass on alveolar-capillary barrier function in human beings. Ann Thorac Surg 1985; 40:139-143.