luin äskettäin artikkelia, jossa viitattiin suoralta kädeltä 100%: n happifraktiotestiin. Testin tulokset sisällytettiin data-analyysiin, mutta tutkijoiden käyttämiä yhtälöitä ei esitetty eikä niihin viitattu, eikä menettelyä kuvattu. Tämä johtuu luultavasti siitä, että sunttifraktiotesti ja sen yhtälöt ovat hyvin pitkälti vanhan koulukunnan keuhkofysiologiaa, mutta vaikka aihe on luultavasti käsitelty jossain vaiheessa fysiologian tunneilla, epäilen, että joitakin laskutoimitukseen liittyviä asioita ei ymmärretä niin hyvin kuin niiden pitäisi.
on olemassa joitakin yhtäläisyyksiä deadspace-vuorovesi tilavuus suhde (Vd / Vt) ja sunttifraktio, mutta vaikka ne molemmat ovat mukana kaasun vaihto (ja jossain määrin ne myös korreloivat keskenään) ne mittaavat eri asioita. Kun veri virtaa keuhkojen läpi, osa verestä kulkee hyvin ilmastoitujen keuhkorakkuloiden läpi ja tulee täysin kylläiseksi; osa verestä kulkee huonosti ilmastoitujen keuhkorakkuloiden läpi ja on vain osittain kylläinen; ja osa ohittaa keuhkorakkulat kokonaan. Tuloksena saatu valtimoiden happipitoisuus on kaikkien näiden osastojen yhteenlaskettu keskiarvo.
sunttifraktio voidaan mitata ja laskea kahdella eri tavalla; fysiologisesti ja anatomisesti. Fysiologinen sunttiyhtälö voidaan suorittaa millä tahansa FiO2: lla (mutta yleensä huoneilman FiO2: n ympärillä) ja edellyttää, että valtimo-ja laskimoverinäytteet otetaan enemmän tai vähemmän samanaikaisesti ja analysoidaan sitten PO2: lle ja SaO2: lle. Peruskaava on:
jossa:
Qs = veren virtaus suntin läpi
Qt = kokonaisverivirta
Cc ’ O2 = keuhkokapillaarikapillaarikuonojen O2-pitoisuus
cao2 = valtimoiden O2-pitoisuus
CvO2 = sekalaskimoiden O2-pitoisuus
happipitoisuus on millilitraa happea litrassa verta ja on laskettu:
jossa:
Hb = hemoglobiini (grammaa/dekaliitti)
SO2 = happisaturaatio (%)
PO2 = hapen osapaine
keuhkokapillaarien O2-pitoisuutta ei voida mitata suoraan (ja tarkkaan ottaen sillä on enemmän käsitteellinen arvo kuin todellinen), ja se arvioidaan yleensä alveolaarisen ilman yhtälöstä (vaikkakin ”ihanteellisella” keuhkokapillaariveren PO2-gradientti on noin 1 mm Hg alveolaarisesta ilmasta tämä on niin merkityksetön, että se yleensä jätetään huomiotta).
jossa:
Pb = Ilmanpaine mm Hg
FiO2 = innoitetun hapen murto-osa-pitoisuus
PaCO2 = hiilidioksidin valtimon osapaine
RER = hengitysvaihtosuhde
keuhkohiussuonien happipitoisuus määritetään arvioimalla ensin PaO2: n happisaturaatio ja tämä voidaan tehdä joko silmämääräisesti hapesta dissosiaatiokäyrä:
From Cotes et al, SG. 260.
tai Severinghausin kaavasta:
ja sitten lasketaan Cc ’ O2 vastaavasti.
huomaa: mielenkiintoista ei happi-dissosiaatiokäyrä eikä Severinghausin kaava ota karboksihemoglobiinia (tai methemoglobiinia) huomioon. Itse asiassa, tämä asia ei ole sisällytetty mihinkään oppikirjassa keskusteluja shunt murto olen lukenut. COHb vääristää PO2: n ja SO2: n välisen suhteen (alaspäin, jos työskentelet PO2: sta SO2: een, ylöspäin, jos työskentelet SO2: sta PO2: een). Normaalit COHb-tasot tupakoimattomilla ovat 1-2, eikä tällä COHb-määrällä todennäköisesti ole merkittävää eroa sunttifraktiolaskelmissa. Jos CC ’O2: n taso on korkeampi, sitovia ohjeita ei kuitenkaan ole, joten niitä olisi todennäköisesti käytettävä Cc’ O2: n mukauttamiseksi vastaavasti.
normaaliarvojen ottaminen ja työskentely taaksepäin, PAO2 on:
keuhkojen kapillaari happisaturaatio on siis:
ja keuhkojen kapillaari happipitoisuus on:
Mixed laskimoveren nimellisesti PO2 on 40 ja happisaturaatio 75%, joten:
tämän jälkeen cao2 lasketaan yksilön todellisista PaO2: sta ja SaO2: sta. Riippuen erityisiä tuloksia shunt murto on:
fysiologinen sunttifraktio voidaan laskea vasta, kun sekä valtimot että sekalaskimot PO2 ja SO2 tunnetaan. Tästä syystä se suoritetaan useimmiten sydämen katetrilaboratoriossa, leikkaussalissa tai tehohoitoyksikössä, jossa valtimoiden ja keskuslaskimoiden linjat ovat suhteellisen yleisiä. Fysiologisessa sunttilaskennassa ei kuitenkaan voida erottaa huonosti ilmastoitujen alveolaaristen yksiköiden aiheuttamaa vaihtotyötä anatomisesta suntista. Anatominen sunttifraktio voidaan kuitenkin laskea erillisellä menetelmällä, ja tällöin 100% O2-testi tulee kuvaan.
kun potilas hengittää 100% O2 kunnes typpi on pesty pois keuhkoista (nimellisesti 20 minuuttia), happipitoisuus huonostikin ilmastoiduissa yksiköissä lähestyy 100%. Tämä tarkoittaa, että veren osapaine ja kylläisyys, joka lähtee sekä huonosti että hyvin ilmastoiduista alveolaarisista yksiköistä, ovat samat. Tästä syystä valtimoiden happipitoisuuden väheneminen johtuu yksinomaan anatomisesta shuntista.
jos potilaalla on sisimmässään keskuslaskimokatetri, anatomisen suntin laskeminen voi edetä samalla tavalla kuin jo on esitetty. Jos vain valtimonäyte voidaan saada (kuten yleensä tehdään PFT-laboratoriossa), voidaan olettaa, että valtimon ja laskimon O2-pitoisuusero on 4, 4-5, 0, ja sunttifraktio lasketaan vastaavasti.
sunttifraktiolaskennan rajoitukset johtuvat osittain normaaliarvoja koskevista oletuksista ja osittain verikaasumittausten tarkkuudesta. Esimerkiksi alveolaarisessa ilmanyhtälössä oletetaan, että hengitysteiden vaihtosuhde (RER) on 0,8, mutta ainoa tapa olla varma on todella mittaamalla VO2 ja VCO2. Tarkkaan ottaen rer, joka on erilainen kuin 0,8, ei todennäköisesti tee merkittävää eroa lasketuissa PAO2: ssa, Sc ’O2: ssa ja Cc’ O2: ssa, mutta se on silti oletus. Toisaalta a-v O2: n sisältöeron 4,4-5,0 käyttäminen on paljon suurempi oletus. Sitä perustellaan jossain määrin sillä, että 100-prosenttinen O2-testi tehdään yleensä levossa ja nämä ovat kohtuullisia arvoja levossa olevalle yksilölle, mutta jälleen kyseessä on oletus.
paljon huolestuttavampia ovat rajoitukset, jotka koskevat PaO2: n ja SaO2: n tarkkaa mittaamista erityisesti korkeammilla FiO2: n pitoisuuksilla. kaksi eri tutkimusta on osoittanut, että RUISKUTYYPPI, jota käytettiin ABG: n saamiseksi (lasi vastaan muovi) ja sen säilytys (jäällä tai huoneenlämmössä) vaikuttivat merkittävästi laskettuun sunttifraktioon, vaikka ABG-näytteet analysoitiin nopeasti. Kun oli pidempi odotus ennen analyysiä virhe PaO2 voisi aiheuttaa laskettu shunt murto on kaksi kertaa niin suuri kuin se todella oli. Syy, miksi tämä tapahtuu, johtuu osittain diffuusiosta muoviruiskujen läpi ja osittain jatkuvasta aineenvaihdunnasta verinäytteessä, kun sitä säilytetään huoneenlämmössä. Vähiten muutosta nähtiin, kun lasiruiskut pysyivät jäässä.
mielenkiintoista on, että samanlainen tutkimus ABG-näytteillä, jotka otettiin normaalilla FiO2: lla (PO2 ≈ 100), osoitti päinvastaisen vaikutuksen. Mitattu PO2 nousi yleensä, jälleen enemmän muoviruiskuissa kuin lasissa, ja jälleen tämä todennäköisesti diffuusion vuoksi. Mielenkiintoista on, että PO2 putosi lasiruiskuihin, joita pidetään jäällä, ja kirjoittajat Knowles et al huomauttavat, että O2: n liukoisuus nousee lämpötilan laskiessa ja että enemmän O2: ta liuoksessa PO2 voi laskea.
lopuksi verikaasuanalysaattorit kalibroidaan yleensä käyttäen normaalin fysiologisen alueen kaasupitoisuuksia. Kaikki valtimoverinäytteet, joissa PO2 on yli 200 mm Hg, ovat hyvin tämän alueen ulkopuolella ja olen huolissani siitä, millainen virhepalkki on PO2: lle, joka on vieläkin korkeampi. Pretto et al käytti 95% O2: lla ja 5% CO2: lla mitattua verta, mutta mielenkiintoista on, että he eivät raportoineet mitattua PO2: ta vaan ainoastaan PO2: n muutosta ajan myötä. Smeenk et al sai verinäytteitä henkilöiltä, joille tehtiin sepelvaltimon ohitusleikkausta edeltävä 100% happitesti, ja heidän kultakantaisten näytteidensä (lasiruisku, iced, 5 minuutin viive) keskimääräinen PO2 oli 590 mmHg. Tämä on noin 80 mmHg: n a-gradientti, joka voi hyvinkin olla sopiva, mutta se tarkoittaa myös sitä, että keskimääräinen anatominen sunttifraktio oli 10% ja Cotes et al osoittaa, että normaali anatominen sunttifraktio samanikäisillä yksilöillä on noin 4%.
sunttifraktiotestiä ei tehdä yleisesti keuhkojen toimintalaboratorioissa. Todellinen anatominen shuntit ovat suhteellisen harvinaisia ja sopivin potilas 100% O2 sunttifraktio testi olisi yksi alennettu SaO2 levossa, joka ei merkittävästi paranna täydentävä O2.
fysiologista sunttifraktiota voidaan pitää Vd/Vt: n kääntöpuolena. Perfuusion inhomogeneettisyyksiä on yhtä paljon kuin ilmanvaihdon inhomogeneettisyyksiä, mutta tämä voidaan jättää huomiotta, koska keuhkojen toimintakokeet on suunnattu paljon enemmän hengityksen ilmanvaihtopuolelle kuin perfuusion puolelle. Ilmanvaihto ja perfuusion epähomogeenisuus ovat monien keuhkosairauksien keskeisiä piirteitä. Tästä syystä sunttifraktion ja sen fysiologisten ja anatomisten komponenttien välisten erojen on oltava osa kaikkien keuhkoteknologien koulutusta. Kuten Vd/Vt, myös sunttifraktiolaskennan tarkkuuteen liittyy rajoituksia sekä oletuksista, jotka voivat olla tai eivät ole kohtuullisia, että PO2: n ja SO2: n mittaustarkkuudesta.
Aboab J, Louis B, Jonson B, Brochard L. Relation between PaO2/FiO2 and FiO2: a mathematical description. Luku soveltavan fysiologian Tehohoitolääketieteessä, Pinsky MR, Brochard L, Mancebo JM editors. Springer-Verlag Heidelberg, 2006.
Conrad SA, Kinasewitz GT, George RB. Keuhkojen Toimintakoe. Periaatteet ja käytäntö. Churchill Livingston Publishing, 1984.
Cotes JE, Chinn DJ, Miller MR. Lung Function, 6. Painos. Blackwell Publishing, 2006.
Knowles TP, Mullin RA, Hunter JA, Douce FH. Ruiskumateriaalin, näytteen säilytysajan ja lämpötilan vaikutukset verikaasuihin ja hapen kyllästymiseen arterialisoiduissa ihmisen verinäytteissä. Respir Care 2006; 51 (7): 732-736.
Pretto JJ, Rochford PD. Näytteiden säilytysajan, lämpötilan ja ruiskutyypin vaikutukset verikaasun jännitteisiin näytteissä, joissa on suuri happipaine. Thorax 1994; 49: 610-612.
Smeenk FWJM, Janssen JDJ, Arends BJ, Harff GA, van den Bosch JA, Schonberger JPAM, Postmus PE. Neljän eri menetelmän vaikutukset valtimoveren näytteenottoon ja varastointiaika kaasujännityksiin ja sunttilaskentaan 100% happitestissä. EUR Respir J 1997; 10: 910-913.
PFT Blog by Richard Johnston is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License