Spirometrické vyšetření Respirační systém - fyziologie Hlavní funkce na úrovni plic: • ventilace • difuze • perfuze Alveolární ventilace VA= (VT-VD) x f VT….dechový objem (tidal volume) VD ….mrtvý prostor (dead volume) f ….dechová frekvence Patofyziologie dýchání Poruchy ventilace • prostá hypoventilace • obstrukční ventilační poruchy (zúžení dýchacích cest) • restrikční ventilační poruchy (redukce funkčního parenchymu plic nebo omezení dýchacích pohybů) • smíšené ventilační poruchy Prostá hypoventilace • zpravidla mimoplicní příčina – CNS (otravy, léky, úrazy) – obstrukce horních dýchacích cest – zúžení bronchiolu – nedostatek surfaktantu, fibrotické změny – změny poddajnosti • snížení V‘A= (VT-VD) x f • hypoxemie, hyperkapnie Obstrukční poruchy plic • lokalizovaná obstrukce – bronchiální obstrukce (cizí těleso, nádor, zánět, uzliny..) • generalizovaná obstrukce – reverzibilní - asthma bronchiale – ireverzibilní - CHOPN (emfyzém, chronická bronchitida) Obstrukční poruchy plic Asthma bronchiale • chronická zánětlivá choroba dýchacích cest, charakterizovaná zvýšenou reaktivitou na různé stimuly vedoucí k variabilní bronchiální obstrukci, která je reverzibilní buď spontánně nebo po terapii. • 2,3-3,3 % populace • bez závislosti na pohlaví • vzrůstající výskyt • multifaktoriální onemocnění Astma - klinické příznaky • dechové obtíže, hvízdavý dech, dráždivý kašel • záchvaty se střídají s obdobím klidu • variabilita – sezónní – diurnální (noční a ranní záchvaty) – zátěžová (námahové astma) Astma - dělení • atopické (alergické) astma – genetická predispozice + alergen, I.typ přecitl. • neatopické (nealergické) astma – endogenní a. (bez známé příčiny) – námahové a. (tělesná zátěž) – iritační a. (chem.látky, teplo, chlad) – aspirinové a. (i jiné léky) 1.typ přecitlivělosti (IgE) Astma - fáze záchvatu • časná (bezprostřední odpověď) – do 30 min, mediátory žírných buněk – zvýšená sekrece hlenu, otok sliznice – kontrakce hladkých svalů (bronchospazmus) • pozdní odpověď – po 4-6 hod, mediátory neutrofilů, eozinofilů – zánět, příp. destrukce epitelu Astma - plicní funkce • v klidu – někdy i bez známek obstrukce – bronchoprovokační testy • v záchvatu známky obstrukce – snížené dynamické ventilační parametry – zlepšení po podání bronchodilatátorů Léčba astmatu • odstranění nebo omezení provokujících faktorů • protizánětlivá terapie • bronchodilatační terapie • hyposenzibilizace Chronická obstrukční plicní nemoc (CHOPN, COPD) • 5-20% dospělé populace • převaha u mužů • 30 x častější u kuřáků • mortalita - 5.místo • zahrnuje: – chronickou bronchitidu – plicní emfyzém 1. Chronická bronchitida Klinická definice: onemocnění s hypersekrecí hlenu spolu s chronickým kašlem nejméně 3 měsíce v roce, a to 2 po sobě následující roky, s vyloučením jiných plicních a kardiálních nemocí. Chronická bronchitida - etiologie • kouření cigaret • profesionální expozice (oxidy S,N, formaldehyd) • znečištěné ovzduší • opakované infekce dýchacích cest Chronická bronchitida - morfologie • hyperplazie a hypertrofie hlenových žlázek • nadměrné množství hlenu v dýchacích cestách (příp. uzávěr) • zánětlivá infiltrace a otok stěny dýchacích cest (zúžení) Chronická bronchitida funkční důsledky • zúžení malých dýchacích cest → exspirační obstrukce -↓ dynamické parametry 2. Emfyzém - etiopatogeneze • nerovnováha proteáz a antiproteáz – ↑elastáza • kouření → zánět → neutrofily – ↓α1-antitrypsin • kouření • genetický defekt (homozygoti MM do 40 let) • obstrukce bronchiolů – chronická bronchitis (kouření) Zdravá plíce Emfyzematická plíce CHOPN - klinické příznaky • narůstající dechové obtíže (roky) • dušnost, produktivní kašel • převážně bronchitida x převážně emfyzém CHOPN - léčba • ovlivnění obstrukce (bronchodilatancia) • ovlivnění infekce (antibiotika) • odstranění hlenu (expektorancia) • oxygenoterapie (krátkodobá x dlouhodobá) • rehabilitace, lázně • chirurgická terapie • substituce α1-antitrypsinu Tabákový kouř Kontinuální dráždění a zánět bronchů Chronická bronchitis Poškození elastinu a pojiva plic Emfyzém CHOPN Restrikční poruchy plic • restrikce  redukce funkčního parenchymu plic nebo omezení dýchacích pohybů omezeno rozpínání plic: • z vnějších příčin (resekce, onemocnění pleury, hrudní stěny, neuromuskulárního aparátu, extrémní obezita.....) • změnou plicního parenchymu (zánět, nádor, intersticiální nemoci plic zpravidla kombinováno s poruchou difúze) Restrikční poruchy plic Pneumotorax Obecné důsledky restrikce • ↓statických ventilačních parametrů – ↓ objemy (FRC, TLC, FVC) • kompenzace hyperventilací Vlastní spirometrické vyšetření Pojmy k popisu dýchání Definice některých funkčních plicních parametrů Limitace spirometrie • měří jen objemy vyměňující se při dýchání (ne reziduální objemy) • měří za nefyziologických podmínek • vyžaduje spolupráci pacienta (problematické u osob s poruchami vědomí, dětí, osob s vadou sluchu, simulujících) Spirometrické veličiny • statické = na čase nezávislé • dynamické = na čase závislé Principy spirometrů Statické plicní objemy • TLC – celková plicní kapacita (okolo 6 l) • RV – reziduální objem (nelze měřit spirometrem!) • ERV – expirační rezervní objem (cca 1,5 l) • IRV – inspirační rezervní objem (cca 2,5 l) • FRC – funkční reziduální kapacita ERV+RV • VC – vitální kapacita TLC-RV • dechový objem cca 0,5 l Dynamické parametry • FVC - usilovná vitální kapacita („co nejvíce a co nejrychleji“) • FEV1 - expirační sekundová kapacita • FEV1/FVC - poměr sekundové kapacity k FVC • FEF25-75% - průměrná rychlost toku ve střední polovině FVC • PEF - maximální výdechová rychlost • Vmax 50%, Vmax 25% - maximální tok po vydechnutí 50% resp. 75% vitální kapacity Metody stanovení dynamických parametrů • měří se: průtok jako funkce času, kdy čas je funkcí objemu (pomocí pneumotachografic ké hlavice). • název: flow - volume • objemy počítány integrací průtoku podle času. • měří se: objem jako funkce času (např. pomocí spirometrického zvonu) • název: volume-time • průtoky počítány derivací objemu podle času. Smyčka průtok/objem Křivka objem - čas Smyčka průtok/objem Hodnocení ventilačních poruch • typ poruchy: obstrukční, restrikční, smíšená • stupeň: lehký <60,80), středně těžký <40,60) těžký méně než 40 [% referenční hodnoty] • reverzibilita: reverzibilní, ireverzibilní, částečně reverzibilní • přítomnost respirační insuficience hypoxemie, hyper(hypo) kapnie Spirometrie u obstrukčních poruch • dynamické ventilační parametry ↓ – objemy při usilovném výdechu • ↓ FEV1, ↓ FEV1/FVC (%) , norma 80 %, FVC ±↓ – průtoky (rychlosti) • ↓ PEF, ↓ MEF 50%, ↓ MEF 75%, ↓ MEF 25% • ↓ FEF 25-50% • statické plicní objemy ↑ – reziduální objemy • ↑ RV, ↑ FRC, ↑ TLC Spirometrie u restrikčních poruch • statické plicní objemy ↓ – reziduální objemy • ↓ RV, ↓ FRC, ↓ TLC • dynamické ventilační parametry ± ↕ – objemy při usilovném výdechu • ↓ FEV1, ± ↑ FEV1/FVC (%) , norma 80 %, FVC ↓ – průtoky (rychlosti) • ↓ PEF, ↓ MEF 50%, ↓ MEF 75%, ↓ MEF 25% • ±↑ FEF 25-50% Obstrukční poruchy FEV1 > 80% predicted normal 65 - 80% mild 50 - 65% moderate < 50% severe Meas Pred %Pred FVC 2.63 3.11 84 FEV1 1.58 2.28 69 FEV1/FVC 60 73 FEF25-75 0.59 2.56 23 PEF 4.90 5.78 85 Meas Pred %Pred FVC 0.96 2.75 35 FEV1 0.94 1.90 49 FEV1/FVC 98 69 FEF25-75 2.25 2.11 107 PEF 2.98 5.40 55 Restrikční choroby Algoritmus pro interpretaci spirometrie Obstrukce Restrikce Peak flow meter • Peak flow meter je malé zařízení, které monitoruje proudění vzduchu skrze bronchi a napomáhá odhalit případnou obstrukci v dýchacích cestách. • Peak flow meter měří schopnost maximálního výdechu neboli or peak expiratory flow rate (PEFR nebo PEF). • PEF je vyšší při fyziologickém stavu pacienta, při nižších hodnotách usuzujeme na konstrikci. • Ze změn naměřených hodnot, můžeme určit pacientův stav, případně vhodnou terapii.