nemrég olvastam egy cikket, amely off-hand hivatkozást tett a 100% oxigén sönt frakció tesztre. A teszt eredményeit belefoglalták az adatelemzésbe, de a kutatók által használt egyenleteket nem mutatták be, sem hivatkoztak rájuk, sem az eljárást nem írták le. Ez valószínűleg azért van, mert a sönt frakció teszt és egyenletei nagyon régimódi tüdőfiziológia, de még akkor is, ha a témát valószínűleg egyszerre vagy más módon fedik le a fiziológiaórákon, gyanítom, hogy a számítás néhány kérdése nem olyan jól érthető, mint kellene.
van némi hasonlóság a holttér-árapály térfogat arány (Vd/Vt) és a sönt frakció között, de annak ellenére, hogy mindkettő részt vesz a gázcserében (és bizonyos mértékig korrelálnak is egymással), különböző dolgokat mérnek. Amikor a vér a tüdőn keresztül áramlik, néhány vér áthalad a jól szellőző alveolusokon, és teljesen telítetté válik; néhány vér áthalad a rosszul szellőző alveolusokon, és csak részben telített; és néhány teljesen megkerüli az alveolusokat. A kapott artériás oxigéntartalom az összes ilyen rekesz összesített átlaga.
kétféle módon lehet mérni és kiszámítani a sönt frakciót: fiziológiai és anatómiai. A fiziológiai sönt egyenlet bármely FiO2-nél (de általában a szobai levegő FiO2-je körül) elvégezhető, és megköveteli, hogy az artériás és vegyes vénás vérmintákat többé-kevésbé egyidejűleg vegyék, majd PO2 és SaO2 szempontjából elemezzék. Az alapvető képlet:
ahol:
Qs = véráramlás a söntön keresztül
Qt = teljes véráramlás
Cc ‘ O2 = pulmonalis kapilláris O2 tartalom
CaO2 = artériás O2 tartalom
CvO2 = vegyes vénás O2 tartalom
az oxigéntartalom a milliliter oxigén / liter vér és oxigéntartalom kiszámítása::
ahol:
Hb = hemoglobin (gramm/dekaliter)
SO2 = oxigéntelítettség (%)
PO2 = oxigén parciális nyomás
a pulmonalis kapilláris O2-tartalmát nem lehet közvetlenül mérni (és szigorúan véve inkább fogalmi érték, mint valódi), és általában az alveoláris levegő egyenletéből becsülik (bár az “ideális” pulmonalis kapilláris vér PO2 gradiense körülbelül 1 mm Hg alveoláris levegőből ez elég jelentéktelen ahhoz, hogy általában figyelmen kívül hagyják).
ahol:
Pb = légköri nyomás Hgmm-ben
FiO2 = az inspirált oxigén frakcionált koncentrációja
PaCO2 = a CO2 artériás parciális nyomása
RER = légzéscsere Arány
a pulmonalis kapillárisok oxigéntartalmát a PaO2 oxigéntelítettségének első becslésével határozzuk meg, és ez vizuálisan is elvégezhető az oxigéntelítettség alapján disszociációs görbe:
Cotes et al, pg. 260.
vagy Severinghaus képletéből:
majd ennek megfelelően kiszámítja a Cc ‘ O2-T.
Megjegyzés: érdekes módon sem az oxigén disszociációs görbe, sem Severinghaus képlete nem veszi figyelembe a karboxihemoglobint (vagy methemoglobint). Ami azt illeti, ezt a kérdést nem vették fel a sönt frakció egyik tankönyvbeszélgetésébe sem, amelyet olvastam. A COHb torzítja a PO2 és az SO2 közötti kapcsolatot (lefelé, ha PO2-ről SO2-re dolgozik, felfelé, ha SO2-ről PO2-re dolgozik). A nem dohányzók normál COHb-szintje 1-2, és ez a COHb-mennyiség valószínűleg nem eredményez szignifikáns különbséget a sönt-frakció számításaiban. Határozott iránymutatások hiányában azonban, ha magasabb a COHb szintje, valószínűleg ezeket kell használni a Cc ‘ O2 ennek megfelelő kiigazítására.
normál értékeket véve és visszafelé haladva a PAO2 értéke:
ezért a pulmonalis kapilláris oxigéntelítettsége:
a pulmonalis kapilláris oxigéntartalma pedig:
a vegyes vénás vér névleges PO2 értéke 40, oxigéntelítettsége 75%, tehát:
a CaO2-t ezután az egyén tényleges PaO2-jéből és SaO2-jéből számítják ki. A konkrét eredményektől függően a sönt frakció lesz:
a fiziológiai sönt frakció csak akkor számítható ki, ha mind az artériás, mind a vegyes vénás PO2 és SO2 ismert. Ezért leggyakrabban szívkatéteres laborban, műtőben vagy intenzív osztályon végzik, ahol az artériás és a központi vénás vonalak viszonylag gyakoriak. A fiziológiás sönt számítás azonban nem tud különbséget tenni a rosszul szellőző alveoláris egységek által okozott sönt és az anatómiai sönt között. Az anatómiai sönt frakció azonban külön eljárással kiszámítható, és itt jön létre a 100% O2 teszt.
azáltal, hogy a beteg 100% O2-t lélegzik, amíg a nitrogént ki nem mossák a tüdejükből (névlegesen 20 perc), az oxigénkoncentráció még a rosszul szellőző egységekben is megközelíti a 100% – ot. Ez azt jelenti, hogy a vér parciális nyomása és telítettsége mind a rosszul szellőző, mind a jól szellőző alveoláris egységeket elhagyja. Ezért az artériás oxigéntartalom bármilyen csökkenése kizárólag anatómiai sönt következménye.
ha a betegnek központi vénás katétere van, az anatómiai sönt kiszámítása ugyanúgy folytatható, mint a már részletezett. Ha csak artériás mintát lehet venni (ami általában a PFT laborban történik), akkor az artériás-vénás O2-tartalom különbsége 4,4 és 5,0 között feltételezhető, és a sönt frakció ennek megfelelően számítható ki.
a sönt frakció számításainak korlátai részben a normál értékekkel kapcsolatos néhány feltételezéssel, részben a vérgáz-mérések pontosságával kapcsolatosak. Az alveoláris levegőegyenlet például azt feltételezi, hogy a légzéscsere-Arány (rer) 0,8, de az egyetlen módja annak, hogy biztosak legyünk, a VO2 és a VCO2 tényleges mérése. Szigorúan véve a 0,8-tól eltérő RER valószínűleg nem fog jelentős különbséget tenni a számított PAO2, Sc ‘O2 és Cc’ O2 között, de ez még mindig feltételezés. Egy a-v O2 tartalom különbség 4,4-5,0 másrészt egy sokkal nagyobb feltételezés. Ezt bizonyos mértékben igazolja az a tény, hogy a 100% O2-tesztet általában nyugalmi állapotban végzik, és ezek ésszerű értékek a nyugalmi állapotban lévő egyén számára, de ismét csak feltételezés.
sokkal inkább vonatkoznak a PaO2 és SaO2 pontos mérésének korlátai, különösen a magasabb FiO2-knél. két különböző tanulmány kimutatta, hogy az ABG (üveg vagy műanyag) előállításához használt fecskendő típusa és tárolásának módja (jégen vagy szobahőmérsékleten) jelentős különbséget tett a számított sönt frakcióban, még akkor is, ha az ABG mintákat gyorsan elemezték. Ha hosszabb várakozás volt az elemzés előtt, a PaO2 hibája miatt a számított sönt frakció kétszer akkora lehet, mint valójában. Ennek oka részben a műanyag fecskendőkön keresztül történő diffúzió, részben pedig a vérmintán belüli, szobahőmérsékleten tartott metabolizmus folytatása. A legkevesebb változás akkor történt, amikor az üvegfecskendőket jégen tartották.
érdekes módon egy hasonló vizsgálat ABG mintákkal normál FiO2-n (PO2 600) az ellenkező hatást mutatta. A mért PO2 hajlamos volt emelkedni, ismét inkább műanyag fecskendőkben, mint üvegben, és ez ismét valószínűleg a diffúzió miatt következett be. Érdekes módon a PO2 a jégen tartott üvegfecskendőkbe esett, és a szerzők, Knowles et al, rámutatnak, hogy az O2 oldhatósága a hőmérséklet csökkenésével emelkedik, és hogy ha több O2 van az oldatban, a PO2 csökkenhet.
végül a vérgáz-analizátorokat általában a normál fiziológiai tartományban lévő gázkoncentrációk alkalmazásával kalibrálják. Bármely artériás vérminta PO2 felett 200 Hgmm jóval kívül esik ezen a tartományon, és aggódom, hogy milyen hiba sáv van a PO2, hogy még magasabb. Pretto és mtsai 95% O2-vel és 5% CO2-vel mért vért használtak, de érdekes módon nem jelentették a mért PO2-t, hanem csak a PO2 időbeli változását. Smeenk és munkatársai vérmintákat kaptak a 100%-os oxigénteszten átesett személyektől a koszorúér bypass műtét előtti értékeléseként, és arany standard mintáik (üvegfecskendő, jeges, 5 perces késleltetés) átlagos PO2-je 590 Hgmm volt. Ez egy a-A gradiens körülbelül 80 Hgmm, és lehet, hogy megfelelő, de ez azt is jelenti, hogy az átlagos anatómiai sönt frakció 10% volt, és Cotes et al azt jelzi, hogy a normál anatómiai sönt az azonos korú egyének esetében körülbelül 4%.
a sönt frakciótesztet általában nem végzik el tüdőfunkciós laboratóriumokban. A valódi anatómiai söntök viszonylag ritkák, és a 100% – os O2 sönt frakcióteszthez a legmegfelelőbb beteg az lenne, ha nyugalmi állapotban csökkent SaO2 lenne, amely nem javul jelentősen a kiegészítő O2-vel.
a fiziológiás sönt frakció a VD/Vt hátoldalának tekinthető. A perfúziós inhomogenitások ugyanúgy léteznek, mint a szellőzés inhomogenitásai, de ezt figyelmen kívül lehet hagyni, mert a tüdőfunkció tesztelése sokkal inkább a légzés szellőző oldala körül orientálódik, mint a perfúziós oldal. A szellőzés és a perfúziós inhomogenitások számos tüdőbetegség alapvető jellemzői. Ezért a sönt frakciónak és a fiziológiai és anatómiai komponensei közötti különbségeknek az összes pulmonalis technológus oktatásának részét kell képezniük. A Vd/Vt-hez hasonlóan azonban a sönt-frakció kiszámításának pontossága is korlátozott mind az ésszerű vagy nem ésszerű feltételezésekből, mind a PO2 és SO2 mérési pontosságából.
Aboab J, Louis B, Jonson B, Brochard L. PaO2/FiO2 és FiO2 közötti kapcsolat: matematikai leírás. Fejezet az alkalmazott fiziológiában az intenzív gyógyászatban, Pinsky MR, Brochard L, Mancebo JM szerkesztők. Springer-Verlag Heidelberg, 2006.
Conrad SA, Kinasewitz GT, George RB. Tüdőfunkció Vizsgálat. Elvek és gyakorlat. Churchill Livingston Kiadó, 1984.
Cotes JE, Chinn DJ, Miller Mr.tüdőfunkció, 6. Kiadás. Blackwell Kiadó, 2006.
Knowles TP, Mullin RA, Hunter JA, Douce FH. A fecskendő anyagának, a minta tárolási idejének és hőmérsékletének hatása a vérgázokra és az oxigéntelítettségre az arterializált emberi vérmintákban. Respir Ellátás 2006; 51(7): 732-736.
Pretto JJ, Rochfordi rendőrség. A minta tárolási idejének, hőmérsékletének és fecskendőtípusának hatása a magas oxigénnyomású minták vérgázfeszültségére. Mellkas 1994; 49: 610-612.
Smeenk FWJM, Janssen JDJ, Arends BJ, Harff GA, Van Den Bosch JA, Schonberger JPAM, Postmus PE. Négy különböző módszer hatása az artériás vér mintavételére és a tárolási időre a gázfeszültségekre és a sönt kiszámítására a 100% – os oxigén tesztben. Eur Respir J 1997; 10: 910-913.
Richard Johnston PFT blogja a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 Nemzetközi licenc alatt engedélyezett