am citit recent un articol care a făcut o referință manuală la testul fracției de șunt de oxigen 100%. Rezultatele testului au fost incluse în analiza datelor, dar ecuațiile pe care cercetătorii le-au folosit nu au fost prezentate și nici nu au fost menționate și nici procedura nu a fost descrisă. Acest lucru se datorează probabil faptului că testul fracției de șunt și ecuațiile sale sunt foarte mult fiziologie pulmonară de școală veche, dar chiar dacă subiectul este probabil acoperit la un moment dat sau altul în clasele de fiziologie bănuiesc că unele dintre problemele implicate în calcul nu sunt la fel de bine înțelese cum ar trebui să fie.
există unele asemănări între deadspace-tidal volume ratio (Vd/Vt) și fracția de șunt, dar chiar dacă ambele sunt implicate în schimbul de gaze (și într-o oarecare măsură se corelează între ele), ele măsoară lucruri diferite. Când sângele curge prin plămân, un sânge trece prin Alveole bine ventilate și devine complet saturat; unele sânge trece prin Alveole slab ventilate și este doar parțial saturat; iar unele ocolește alveolele în întregime. Conținutul de oxigen arterial rezultat este media însumată a tuturor acestor compartimente.
există două moduri diferite prin care fracția de șunt poate fi măsurată și calculată; fiziologic și anatomic. Ecuația fiziologică a șuntului poate fi efectuată la orice FiO2 (dar de obicei în jurul FiO2 al aerului din cameră) și necesită prelevarea probelor de sânge venos arterial și mixt mai mult sau mai puțin simultan și apoi analizate pentru PO2 și SaO2. Formula de bază este:
unde:
Qs = fluxul sanguin prin șunt
Qt = fluxul sanguin total
Cc ‘ O2 = conținutul capilar pulmonar de O2
cao2 = conținutul arterial de O2
CvO2 = conținutul mixt de O2 venos
conținutul de oxigen este mililitri de oxigen pe litru de sânge și este calculat din:
unde:
Hb = hemoglobină (grame/decaliter)
SO2 = saturația oxigenului (%)
PO2 = presiunea parțială a oxigenului
conținutul de O2 capilar pulmonar nu poate fi măsurat direct (și strict vorbind este mai mult o valoare conceptuală decât una reală) și este de obicei estimat din ecuația aerului alveolar (deși sângele capilar pulmonar „ideal” are un gradient PO2 de aproximativ 1 mm Hg din aerul alveolar acest lucru este suficient de nesemnificativ încât este de obicei ignorat).
unde:
Pb = presiunea barometrică în mm Hg
FiO2 = concentrația fracționată a oxigenului inspirat
PaCO2 = presiunea parțială arterială a CO2
RER = rata de schimb respirator
conținutul de oxigen al capilarelor pulmonare este determinat prin estimarea mai întâi a saturației oxigenului din PAO2 și acest lucru se poate face fie vizual din curba de disociere:
din Cotes și colab., pag. 260.
sau din Formula lui Severinghaus:
și apoi calcularea Cc ‘ O2 în consecință.
notă: interesant nici curba de disociere a oxigenului, nici formula lui Severinghaus nu iau în considerare carboxihemoglobina (sau methemoglobina). De altfel, această problemă nu a fost inclusă în niciuna dintre discuțiile manualelor despre fracțiunea de șunt pe care le-am citit. COHb înclină relația dintre PO2 și SO2 (în jos dacă lucrați de la PO2 la SO2, în sus dacă lucrați de la SO2 la PO2). Nivelurile normale de COHb la nefumători sunt de 1-2 și este puțin probabil ca această cantitate de COHb să facă o diferență semnificativă în calculele fracției de șunt. Cu toate acestea, în absența unor orientări ferme, atunci când sunt prezente niveluri mai ridicate de COHb, acestea ar trebui probabil utilizate pentru a ajusta Cc ‘ O2 în consecință.
luând valori normale și lucrând înapoi, PAO2 este:
prin urmare, saturația oxigenului capilar pulmonar este:
și conținutul de oxigen capilar pulmonar este:
sângele venos mixt are nominal un PO2 de 40 și o saturație de oxigen de 75%, deci:
CaO2 va fi apoi calculat din PaO2 și SaO2 reale ale unui individ. În funcție de rezultatele specifice, fracția de șunt va fi:
fracția fiziologică de șunt poate fi calculată numai atunci când sunt cunoscute atât po arterial, cât și PO2 și SO2 venoase mixte. Din acest motiv, este cel mai adesea efectuată într-un laborator de cateter cardiac, sală de operație sau unitate de terapie intensivă, unde liniile arteriale și venoase centrale sunt relativ frecvente. Calculul șuntului fiziologic nu poate face diferența între Manevrarea cauzată de unitățile alveolare slab ventilate și cea dintr-un șunt anatomic. Fracția anatomică de șunt poate fi calculată printr-o procedură separată, iar aici intră în joc Testul 100% O2.
prin respirația pacientului 100% O2 până când azotul a fost spălat din plămân (nominal 20 de minute), concentrația de oxigen în unități chiar slab ventilate se va apropia de 100%. Aceasta înseamnă că presiunea parțială și saturația sângelui care lasă atât unitățile alveolare slab, cât și cele bine ventilate vor fi aceleași. Din acest motiv, orice scădere a conținutului de oxigen arterial se va datora exclusiv unui șunt anatomic.
dacă un pacient are un cateter venos central intern, calculul șuntului anatomic poate proceda la fel ca deja detaliat. Dacă se poate obține doar o probă arterială (ceea ce se întâmplă de obicei într-un laborator PFT), se poate presupune o diferență de conținut arterio-venoasă de O2 cuprinsă între 4,4 și 5,0 și fracția de șunt calculată în consecință.
limitările calculelor fracției de șunt au legătură în parte cu unele dintre ipotezele privind valorile normale și în parte cu precizia măsurătorilor gazelor din sânge. Ecuația aerului alveolar, de exemplu, presupune că rația de schimb respirator (RER) este 0,8, dar singura modalitate de a fi sigur este prin măsurarea efectivă a VO2 și VCO2. Strict vorbind, un RER care este diferit de 0.8 probabil că nu va face o diferență semnificativă în PaO2 calculat, Sc ‘O2 și Cc’ O2, dar este încă o presupunere. Utilizarea unei diferențe de conținut a-v O2 de 4,4 până la 5,0 pe de altă parte, este o presupunere mult mai mare. Este justificat într-o oarecare măsură de faptul că testul 100% O2 se face de obicei în repaus și acestea sunt valori rezonabile pentru un individ în repaus, dar din nou, este o presupunere.
mult mai îngrijorătoare sunt limitările în măsurarea exactă a PaO2 și SaO2, în special la FiO2 mai mari. două studii diferite au arătat că tipul de seringă utilizat pentru a obține un ABG (sticlă versus plastic) și modul în care a fost depozitat (pe gheață sau la temperatura camerei) a făcut o diferență semnificativă în fracția de șunt calculată chiar și atunci când probele ABG au fost analizate rapid. Când a existat o așteptare mai lungă înainte de analiză, eroarea din PaO2 ar putea determina fracția de șunt calculată să fie de două ori mai mare decât era cu adevărat. Motivul pentru care se întâmplă acest lucru se datorează parțial difuziei prin seringile din plastic și parțial metabolismului continuu într-o probă de sânge atunci când este ținut la temperatura camerei. Cea mai mică cantitate de schimbare a fost observată atunci când seringile de sticlă au fost ținute pe gheață.
interesant, un studiu similar cu probe ABG prelevate la FiO2 normal (PO2 100) a arătat efectul opus. PO2 măsurat a avut tendința de a crește, din nou mai mult în seringi de plastic decât în sticlă, și din nou acest lucru probabil datorită difuziei. Interesant este că PO2 a căzut în seringi de sticlă păstrate pe gheață, iar autorii, Knowles și colab., subliniază că solubilitatea O2 crește odată cu scăderea temperaturii și că cu mai mult O2 în soluție PO2 poate scădea.
în cele din urmă, analizoarele de gaze din sânge sunt de obicei calibrate folosind concentrații de gaz în intervalul fiziologic normal. Orice probă de sânge arterial cu PO2 peste 200 mm Hg este bine în afara acestui interval și sunt îngrijorat de ce fel de bară de eroare există pentru PO2 care sunt chiar mai mari. Pretto și colab. au folosit tonometru de sânge cu 95% O2 și 5% CO2, dar interesant nu au raportat PO2 măsurat, ci doar schimbarea PO2 în timp. Smeenk și colab au obținut probe de sânge de la persoanele supuse testului de oxigen 100% ca evaluare pre-op pentru operația de bypass coronarian, iar PO2 mediu al probelor lor standard de aur (seringă de sticlă, gheață, întârziere de 5 minute) a fost de 590 mm Hg. Acesta este un gradient A-a de aproximativ 80 mm Hg și poate fi adecvat, dar înseamnă, de asemenea, că fracția medie de șunt anatomic a fost de 10%, iar Cotes și colab indică faptul că șuntul anatomic normal pentru persoanele din aceeași gamă de vârstă este de aproximativ 4%.
testul fracției de șunt nu se efectuează în mod obișnuit în laboratoarele funcției pulmonare. Șunturile anatomice adevărate sunt relativ rare și cel mai potrivit pacient pentru testul fracției de șunt 100% O2 ar fi unul cu un SaO2 redus în repaus care nu se îmbunătățește semnificativ cu O2 suplimentar.
fracția fiziologică de șunt ar putea fi considerată partea inversă a Vd/Vt. Neomogenitățile de perfuzie există la fel de mult ca și neomogenitățile de ventilație, dar acest lucru poate fi trecut cu vederea, deoarece testarea funcției pulmonare este orientată mult mai mult în jurul părții de ventilație a respirației decât în partea de perfuzie. Neomogenitățile de ventilație și perfuzie sunt caracteristici de bază ale multor boli pulmonare. Din acest motiv, fracția de șunt și diferențele dintre componentele sale fiziologice și anatomice trebuie să facă parte din educația tuturor tehnologilor pulmonari. Cu toate acestea, la fel ca Vd/Vt, există și limitări ale acurateței calculului fracției de șunt atât din ipoteze care pot fi sau nu rezonabile, cât și din precizia de măsurare a PO2 și SO2.
Aboab J, Louis B, Jonson B, Brochard L. relația dintre PaO2/FiO2 și FiO2: o descriere matematică. Capitol în Fiziologia aplicată în medicina de terapie intensivă, Pinsky MR, Brochard L, Mancebo JM editori. Springer-Verlag Heidelberg, 2006.
Conrad SA, Kinasewitz GT, George RB. Testarea Funcției Pulmonare. Principii și practici. Editura Churchill Livingston, 1984.
Cotes JE, Chinn DJ, Miller Mr.funcția pulmonară, ediția a 6-a. Editura Blackwell, 2006.
Knowles TP, Mullin RA, Hunter JA, Douce FH. Efectele materialului seringii, timpul de stocare a probei și temperatura asupra gazelor din sânge și saturația oxigenului în probele de sânge uman arterializate. Îngrijire Respir 2006; 51 (7): 732-736.
Pretto JJ, Rochford PD. Efectele timpului de stocare a probei, temperaturii și tipului de seringă asupra tensiunilor gazelor din sânge în probele cu presiuni ridicate de oxigen. Torace 1994; 49: 610-612.
Smeenk FWJM, Janssen JDJ, Arends BJ, Harff GA, van den Bosch ja, SCHONBERGER JPAM, Postmus PE. Efectele a patru metode diferite asupra eșantionării sângelui arterial și a timpului de stocare asupra tensiunilor de gaz și a calculului șuntului în testul de oxigen 100%. EUR Respir J 1997; 10: 910-913.
PFT Blog de Richard Johnston este licențiat sub un Creative Commons Atribuire-Necomercial 4.0 International License