Keuhkojen kliinisten toimintakokeiden perusteet

Transkriptio

1 Keuhkojen kliinisten toimintakokeiden perusteet Professori Anssi Sovijärvi Luento

2 Kaasujenvaihdunta keuhkoissa

3 Ventilaatio-perfuusiosuhde, obstruktio Sovijärvi, Salorinne kirjassa Keuhkosairaudet 2000

4 Keuhkojen kaasujenvaihduntaan vaikuttavat tekijät (1/3) 1. Ventilaatiokapasiteetti a. Hengitysteiden obstruktiot - sentraaliset :larynx-, trakeastenoosi - bronkiaaliset: astma, keuhkoahtaumatauti,bonkioliitit b. Hengityslihasten voima -neuromuskulaariset sairaudet

5 Keuhkojen kaasujenvaihduntaan ( 2/3) c. Keuhkoja ja rintakehää jäykistävät muutokset (komplianssi pienenee) - keuhkofibroosit, - lihavuus, thorax-deformiteetit d. Hengityksen säätelyhäiriöt -hypoventilaatiosyndroomat (hyperventilaatiosyndrooma ei alenna kapasiteettia) e. Keuhkotilavuuksien pienentyminen, restriktio -keuhkoparenkyymisairaudet, tilaa ottavat prosessit, lihavuus, rintakehän jäykistyminen

6 Keuhkojen kaasujenvaihduntaan ( 3/3) 2 Pienentynyt keuhkojen diffuusiokapasiteetti -interstitiellit prosessit, emfyseema, -keuhkoembolia, anemia 3. Ventilaatio-perfuusiosuhteen häiriöt -obstruktiiviset keuhkosairaudet -keuhkoembolia, keuhko-ca

7 Structure of bronchioli and alveoli Normal Emphysema Lamb in Respiratory Medicine1995

8 Astman patofysiologiaa

9 Keuhkojen tuuletuskyvyn mittaus

10 PEF-mittaus

11 PEF-mittaus

12 PEF-puhallus

13

14

15

16 PEF-vuorokausivaihtelun mittaus + bronkodilataatiovasteet

17 Poikkeava PEF:n vuorokausivaihtelu ja PEF-seuranta 2 viikkoa bronkodilataatiovaste PEF-vrk-vaihtelun laskeminen: (PEFmax-PEFmin) / PEF mean Poikkeava vaihtelu > 20% Poikkeava bronkodilataatiovaste -> 15% lähtöarvosta Astmakriteerit: 1) PEF-vrk-vaihtelu >20% vähintäin kolme kertaa 2) PEF-bronkodilataatiovaste >15% vähintäin kolme kertaa A.Sovijärvi

18 Virtaus-tilavuusspiromertia

19

20

21 Virtaus-tilavuusspirometria

22 FEV 1 -mittaus

23

24

25

26 Spirometrian aiheet A. Diagnostiikka - hengenahdistuksen syy? - keuhkosairaus? - astma, COPD, keuhkokudoksen sairaus -muu hengitykseen vaikuttava sairaus B. Lääkityksen tehon arviointi: - astma, COPD, keuhkoparenkyymin sairaudet C. Työkyvyn arviointi -keuhkosairaudet D. Toimenpide- ja leikkauskelpoisuuden arviointi A.Sovijärvi,

27 Spirometrian harkinnanvaraiset vasta-aiheet Hengitysinfektio Tuore sydäninfarkti Epästabiili angina pectoris Vaikeat rytmihäiriöt Tuberkuloosi (yskösvärjäys positiivinen) Ilmarinta Bronkoskopian tai bronkografian välitön jälkitila Ennenaikaisen synnytyksen riski raskauden loppuvaiheessa

28 Ohjeita spirometriatutkimukseen tuleville (1/2) HUOM! Tutkimusta ei suositella tehtäväksi ennen kuin 2 viikkoa on kulunut hengityselintulehduksen (esim.flunssa) kliinisestä paranemisesta. A. Lääkitys Diagnostinen tutkimus ilman keuhkoputkia laajentavaa lääkitystä. Muissa tapauksissa potilaan normaalisti käyttämä lääkitys ennen tukimusta

29 Ohjeita spirometritutkimukseen tuleville (2/2) B.Nautintoaineet ja ruokailu 4 tuntia tupakoimatta 2 tuntia ilman kahvia, teetä, kolajuomia ja muita piristäviä aineita sekä välttäen raskasta ateriaa (ei kuitenkaan ravinnotta) 1 vrk ilman alkoholijuomia -2 tunnin ajan vältettävä voimakasta fyysistä rasitusta A.Sovijärvi

30 Keuhkofunktiotutkimuksiin vaikuttavat lääkkeet; varoajat Ennen keuhkoputkien altistuskokeita: 5 vrk ilman antihistamiineja

31 Hyväksymiskriteerejä: Kahden suurimman FEV1:n ja FVC:n ero korkeintaan 150 ml

32 Bronkodilataatiokoe

33 Bronkodilataatiokokeen aiheet A. Obstruktiolöydös spirometriassa - FEV1/FVC tai FEV1/VC <88% viitearvosta B. Epäily astmasta ja FEV1 < 90% ja/tai -FVC < 80 % -PEF < 74 % -MEF50 < 62 % C. Astmalääkityksen riittävyyden arviointi A.Sovijärvi

34 Bronkodilataatiokoe: 0,4 mg salbutamolia

35 Bronkodilataatiokokeen suoritus Koe salbutamolilla - perusspirometrian jälkeen 2x2 annosta salbutamolia à 0,1 mg (yht. 0,4 mg) Uusi spirometria 10 minuutin kuluttua

36 Spirometrian tulkintaperiaatteet

37 Spirometriatuloksen tulkinta A. Normaali tai poikkeava B. Muutoksen vaikeusaste - Vertailu viitearvoihin C. Muutoksen laatu - Obstruktio (hengitystieahtauma) - Restriktio (keuhkotilavuus pienentynyt) A.Sovijärvi

38 Spirometriatuloksen vertailu viitearvoihin ja luokittelukriteerit Sovijärvi A,Kliininen fysiologia ja isotooppilääketiede,duodecim, 2003

39 Spirometrian tyyppikäyriä, tilavuus-aika-mittaus A.Sovijärvi

40

41

42 Virtaus-tilavuusspirometria, tyyppikäyriä A.Sovijärvi

43 Obstruktio virtaustilavuusspirometriassa Sovijärvi,Duodecim, 1984

44 Spirometriatuloksen tulkintaa 2. Obstruktion palautuvuus - Merkitsevä bronkodilataatiovaste: astma - Ei bronkodilataatiovastetta: COPD

45 Bronkodilataatiokoe Astmalle tyypillinen spirometrialöydös

46

47 Spirometriatuloksen tulkintaa D. Restriktio (keuhkotilavuus pienentynyt) - FVC ja VC < 80% viitearvosta - Dynaaminen vai tilavuusrestriktio? E. Hengityslihasten voima alentunut - PEF

48

49 Spirometriatutkimuksen virhelähteitä A.. Tutkimuksen suorittajan virheet Virheellinen kalibrointi Virheelliset esitiedot (sukupuoli, ikä, pituus) Huono potilaan ohjaus Nenänsulkija puuttuu Ilmavuoto suupielissä Väärä puhallusasento Mittaustulosten väärä valinta Mittaus- ja laskentavirheet Väärät viitearvot

50 Spirometrian virhelähteitä B. Potilaasta johtuvat virheet Huono yhteistyöhalukkuus Virheellinen puhallustekniikka Löysä hammasproteesi Puhallusta häiritsevät oireet (esim. yskä, rintakipu) Lääkitys ei ohjeiden mukainen C. Tulosten tulkitsijan virheet D. Laitteistosta johtuvat virheet

51 Keuhkotilavuudet ja ansailma Sovijärvi, Salorinne kirjassa Keuhkosairaudet 2000

52 Keuhkojen tilavuusmittaukset Kysymysasettelut: 1. Onko FVC:n pienentyminen todellista vai dynaamista? (dynaaminen restriktio) 2. Onko jäännöstilavuus (RV)suurentunut? (hyperinflaatio) 3.. Onko ventiloitumaton kaasutilavuus l. ansailma suurentunut?( pysyvä ilmasalpaus)

53 Sovijärvi, Sovijärvi, Salorinne Salorinne kirjassa Keuhkosairaudet

54 Keuhkotilavuuksien mittausmenetelmät 1. Kaasulaimennosmenetelmät -Helium-spirometria 2. Kehopletysmografia (bodybox)

55 Tilavuusspirometria (He- laimennusmenetelmä)

56 Kehopletysmografia

57 Rintaontelon kaasutilavuus TGV= 1/tan a

58 Keuhkoputkien supistumisherkkyyden mittaus

59 Keuhkoputkien supistumisherkkyys astmassa suurentunut

60 Keuhkoputkien epäspesifiset altistuskokeet Keuhkoputkien supistusherkkyyden määrittäminen Indikaatiot 1. Astman diagnostiikka, jos ei selviä spirometrian tai PEF- vuorokausivaihtelun perusteella 2. Astman hoitovasteen seuranta Menetelmät 1. Histamiini tai metakoliini-aerosolien inhalaatio 2. Dosimetrinen annostelu nousevien annoksin 3. Tulostetaan PD 15 FEV 1 -arvo = se annos, joka saa aikaan FEV 1 -arvon alenemisen 15%:lla - supistumisherkkyyden mittari

61 Keuhkoputkien histamiinialtistuskoe

62 Dosimetrinen histamiinialtistuskoe

63

64 Vain astmassa lievää vaikeampi keuhkoputkien supistumisherkkyys (PD15 FEV1 alle 0,4 mg)(sovijärvi et al, Chest,1993)

65 Keuhkoputkien supistumisherkkyyden kasvun syitä 1. Astma (eosinofiilinen tulehdus) 2. Muut keuhkoputkiston sairaudet (COPD ym.) - vain lievä hyperreaktiviteetti

66 Keuhkojen diffuusiokapasiteetin mittaus

67 Keuhkojen CO-diffuusio

68

69

70 A.Sovijärvi

71 Diffuusiokapasiteettimittauksen viitearvot ja luokittelu

72 Keuhkojen diffuusiokapasiteetti (DL) 1 DL = 1 Dm + 1 Vc DL Dm Vc = keuhkojen diffuusiokapasiteetti =membraanikomponentti = kapillaariston veritilavuus = kaasun affiniteetti punasoluun

73 Keuhkojen diffuusiokapasiteetin (DL co ) alentumisen syitä 1. Keuhkoemfyseema (Dm, Vc) 2. Interstitiaaliset keuhkosairaudet (Dm) (esim. keuhkofibroosit, alveoliitit) 3. Keuhkoembolia (Dm, Vc) 4. Keuhkotilavuuksien pienentyminen (Dm,Vc; diffuusiopinta-ala) 5. Anemia (kaasun affiniteetti vereen) A.Sovijärvi

74 Alveolitason kaasujenvaihdunta: normaali ja alentunut diffuusiokapasiteetti

75 Diffuusiokapasiteettimittauksen indikaatiot 1. Keuhkokudoksen sairauksien diagnostikka ja seuranta -fibroosit, alveoliitit, pneumokonioosit, asbestoosi 2 Keuhkoemfyseeman diagnostiikka ja vaikeusasteen arviointi 3 Hypoksemian syyn selvittely - esim. keuhkokudoksen sairaudet, keuhkoembolia 4 Keuhkoverenkiertohäiriöiden selvittely (keuhkoembolia) 5 Preoperatiivinen tutkimus: - keuhkosyöpä, keuhkoreduktioleikkaus, keuhkonsiirto

76 Keuhkojen toiminnan jakautumisen tutkimukset

77

78 Ventilaation ja perfuusion jakautumishäiriöt keuhkoissa Suht.o-vshuntti PAO2 alent. PAO2 PaO2 alent. PaO2 alent. A.Sovijärvi

79 Keuhkojen isotooppikuvaus gammakameralla;tc99m makroaggregaatin annostelu perfuusiokuvausta varten

80 Tc99m-hiilipartikkeleiden inhalointi

81 Keuhkoembolia, ventilaatio ja perfuusiokuvaus Keuhkoembolia

82 Ventilaation ja perfuusion epätasainen jakautuma, COPD

83 Astma, bronkodilataatio VENTILAATIO, Kr-81m PERFUUSIO, Tc-99m-MAA ap pa ap pa PEF 315 l/min PEF 315 l/min PEF 475 l/min PEF 475 l/min Sovijärvi, Salorinne kirjassa Keuhkosairaudet 2000

84 SaO 2 -mittaus pulssioksimetrilla

85

86 Pulssioksimetria rasituskokeessa

87 Valtimoveren happisaturaation (SaO 2 ) alentumisen syitä 1. Epätasainen ventilaatio-perfuusiosuhde - obstruktiiviset keuhkosairaudet - keuhkoembolia - obesiteetti (makuulla) 2. Alentunut keuhkojen diffuusiokapasiteetti - emfyseema - interstitiaaliset keuhkosairaudet - keuhkoembolia A.Sovijärvi

88 Valtimoveren happisaturaation (SaO 2 ) alentumisen syitä 3. Alveolaarinen hypoventilaatio - vaikeat keuhkosairaudet - neuromuskulaariset sairaudet - thorax-vammat 4. Sisäänhengitysilma huono - matala happiosapaine (lentokone, vuoristo) - hiilimonoksidimyrkytys 5. Oikea-vasen shuntti (esim. synnynnäiset sydänviat A.Sovijärvi

89 Valtimoveren verikaasuanalyysi

90 Valtimoverinäyte rasituskokeesa

91 Verikaasuanalyysin ja happoemästasapainon viitearvot Valtimoverinäyte potilaan ollessa levossa makuulla ab-po 2 (kpa) > 11,3 ab-pco 2 (kpa) 4,7-6,0 ab-ph 7,35-7,45 ab-be (mmol/l) 2,3

92 Hypeksemian ja hyperkapnian vaikeusaste PaO 2 :n, SaO 2 :n ja PaCO 2 :n perusteella Hypoksemia Hyperkapnia PaO 2 (kpa) SaO 2 (%) PaCO 2 (kpa) Lievä ,1-6,6 Keskivaikea 7, ,7-8 Vaikea < 6 < 80 > 8

93 Happo-emästasapainon säätelyperiaatteet

94

95 Happo-emäs-tasapainon häiriötilat 1. A. Metabolinen asidoosi Kompensoimaton Sairaus Täysin kompensoitu ph - nälkätila ph norm. PaO 2 norm. - sokeritauti PaO 2 norm. PaCO 2 norm. - maksan, ruuansulatuskanavan tai PaCO 2 abe munuaisten toimintahäiriö abe - myrkytystila (asetyylisalisylaatti)

96 Happo-emäs-tasapainon häiriötilat B. Metabolinen alkaloosi Kompensoimaton Sairaus Täysin kompensoitu ph oksentelu ph norm. PaO 2 norm. PaO 2 norm. PaCO 2 norm. PaCO 2 abe abe

97 Happo-emäs-tasapainon häiriötilat C. Respiratorinen asidoosi Kompensoimaton Sairaus Täysin kompensoitu ph - heng.infisuffienssi ph norm. PaO 2 - vaikea COPD PaO 2 PaCO 2 - kr. hypoventilaatio PaCO 2 abe norm. - vaikea heng.lihasten abe toimintahäriö

98 Happo-emäs-tasapainon häiriötilat D. Respiratorinen alkaloosi Kompensoimaton Sairaus Täysin kompensoitu ph hyperventilaatio ph norm. PaO 2, norm. PaO 2 norm. PaCO 2 PaCO 2 abe norm. abe

99 Hengitysteiden astmatyyppisen inflammaation mittaus Uloshengitysilman typpioksidi

100 Uloshengitysilman typpioksidimittaus

101 Uloshengitysilman typpioksidi (NO) NOexp(ppb) Uloshengitys NO plateau Aika (s) A. Sovijärvi,

102

103 NOpeak Healthy subject Asthma patient Time (s)

104

105 NO exp (mean) in young male patients with asthmatic symptoms, or asthma and in healthy subjects Ekroos H et al, Respiratory Medicine,2002, P<0,001 NO exp (ppb) ,6 Healthy (N=13) P<0,01 14,6 Asthmatic symptoms (N=21) 34,2 Asthma (N=10)

106 Atopic sensitization does no increase FENO in subjects without symptoms or signs of airway disorders Rouhos,Kainu,Karjalainen, Lindqvist,Piirilä,Sarna,Haahtela, Sovijärvi,CRJ,2008;2: Upper normal limit of FENO 30 ppb (Airflow 50 ml/s)

107 p < p = 0.01 Modified from Rouhos et al, Allergy, 2005,60: Healthy Nonatopic asthma Atopic asthma n =42 n = 15 n = 57

108 Hierarchic order of tests for asthma diagnosis FENO Eosinophilic inflammation BHR FV-spirometry + bronchodilation test Asthma PEF-follow-up (2 weeks) - within-day variation - responses to bronchodilator A. Sovijärvi

109