Gå tilbake

 

 

Lungevolum og -kapasitet

 

Spirometri er er den vanligste måten å teste lungefunksjon, særlig volum og flow (hastighet) av luft som kan bli inhalert og ekshalert. Det er denne testen som danner grunnlaget for grafen vi ser under og de fleste av dets verdier. Instrumentet som brukes er et spirometer. Den består av et munnstykke og en innebygd tromme som vil gå opp og ned når man puster inn og ut.

 

Instrumentet er utsatt for termisk drift, dvs. temperaturendringer basert.

 

Testen innebærer at pasienten skal ta sitt dypeste innpust for deretter å puste ut maksimalt for å prøve å tømme lungene helt (vi får en flow og volum kurve). Dette brukes blant annet til å finne ut verdier som FVC (forced vital capasitance, dvs. maksimal mengde av luft som en person kan trykke ut av lungene etter å ha fylt dem maksimalt for så å puste ut med maksimal kraft) og FEV-1 (forced expired volum (1 sec.), dvs. så mye luft pustet ut etter 1 sek av maks ekspirasjon (ca. 25% av all luft i lungene er da ekspirert). Vi kan også sjekke forholdet mellom disse to FEV-1/FVC, dvs. andelen av total luft i lungene som blåses ut etter 1. sek i %. Dette forholdet brukes når vi skal snakke om en persons lungefunksjon og brukes til å diagnostiserer KOLS og astma. Normalt er denne 75-80%, men avhenger av kjønn, alder, rase, høyde og vekt.

 

Testen krever godt samarbeid fra pasienten og er derfor i liten grad egnet for barn eller pasienter med kognitive lidelser. Pasienten bør ikke se på målingene som kommer ut på skjermen ettersom dette kan påvirke pustingen. Andre feilkilder kan være at pasienten ikke puster maksimalt inn og ut.

 

Instrumentet vi brukte på kurs ble alltid nullstilt før bruk slik at spenningen blir satt til null. Spirometeret må ikke røres ved nullstilling. (BASELINE)

Macintosh HD:Users:ErikMork:Desktop:Skjermbilde 2014-04-30 kl. 21.11.04.png

PEF

 

PEF (”peak expiratory flow”) er et viktig mål under diagnostikk innenfor lungene. Den måles ikke med spirometer, men med en PEF-måler. Måler topphastigheten på luften som kommer ut ved ekspirasjon og måles i L/min. Ved for eksempel astma er slimihnnene hovne og betente, noe som hindrer luftpassasje. PEF vil da være redusert og PEF blir da et mål som reflekterer hvor trange luftveiene er.

Påvirkes av kjønn, alder og høyde.

 

Macintosh HD:Users:ErikMork:Desktop:Skjermbilde 2014-05-31 kl. 11.33.24.png

Mht FEV1/FVC - viktig å kunne si noe om hvordan de sammen ligner med det normale i obstruktive (KOLS, asthma, bronkitt) og restriktive (Eng - constrictive) lungesykdommer.

Normal FEV1/FVC = 0.8
Obstruktive - FEV1/FVC << 0.8 (problemer med å ekshalere, ekspirasjonsflow er lavere) FEV-1 fordi flow ut av lungene er nedsatt.
-->TLC, RV &FRC are higher
Restriktive - FEV1/FVC > 0.8 (problermer med å fylle lungene skikkelig). Både FEV-1 og FVC er redusert, men FVC er reduwert mer.
-->TLC & FRC reduced (RV is the same??)

 

Det er viktig å merke seg at FVC ikke kan bli overestimert, bare underestimert. Dette er fordi når PEF (peak expiratory flow) er nådd, vil resten av ekspirasjonen skje uavhengig av muskelarbeid. Pasienten må likevel gi alt han har når han skal starte utpustingen.

På fysiologikurset har du gjort spirometriundersøkelse der du målte forsert vitalkapasitet (FVC), forsert ekspirert volum i ett sekund (FEV1) og toppstrømshastigheten (peak expiratory flow - PEF). Definer FVC, FEV1 og PEF, gjerne ved hjelp av en figur. Beskriv kort hvordan undersøkelsen gjennomføres, og hvorfor den gjennomføres på denne måten.


FVC =forsert vital kapasitet. Vitalkapasitet som er målt av å puste heilt inn og heilt ut så fort ein klarer.
FEV1= forsert ekspirert volum 1 sekund. Måler volumet som er ekspirert det første sekundet av FVC.
PEF er den maksimale hastigheten ein får til under eit slikt forsøk. Den leses av grafen ved å finne stigningstallet til den bratteste tangenten på grafen i FVC (flowkurve).
Først nullstilte me spirometrien for å justere for barometrisk trykk. Deretter pusta me normalt inn gjennom den og fekk ein graf for tidevolum. Deretter, ved beskjed, pusta me maksimalt inn og deretter ut så fort som bare mulig. Me måtte merke av på maks inpust volum og maks utpust volum. Volumdifferansen er vitalkapasiten (dvs. VT + IRV + ERV). Deretter målte me kor stort det ekspirerte volumet var i løpet av første sekund (fra ekspirert peak og 1 sekund frem) og rekna FEV1/FVC. Dette gir eit mål på opne lungene er. Ein ration på under 75 tyder på astma.

 

Pulmonare volum

 

Tidevolum (VT): volum inspirert eller ekspirert ved rolig pusting. 500 ml

 

Inspiratorisk reservevolum (IRV): det maksimale volumet en kan puste inn etter slutten av rolig tide inspirasjon. (3L)

Macintosh HD:Users:ErikMork:Desktop:Skjermbilde 2014-04-28 kl. 17.04.01.png

Ekspiratorisk reservevolum (ERV): det maskimale volumet en kan puste ut etter en rolig tide ekspirasjon. (1,7 L)

 

Residual volum (RV): det volumet som er igjen etter maks ekspirasjon og kan ikke pustes ut (kan ikke måles nøyaktig via spirometri). Dette volumet er viktig for å forhindre total kollaps av alveolene. Skjer dette vil veggene av alveolene lime seg til hverandre og det blir svært vanskelig å dilatere de med luft senere. (1,3 L)

 

Pulmonare kapasiteter

 

Dette er pulmonare volum summert sammen.

 

Inspiratorisk kapasitet (IC): TV + IRV. Dette er maskimal mengde luft vi kan inspirere fra slutten av ekspirasjon.

 

Funksjonell residual kapasitans (FRC): ERV + RV (kan derfor ikke måles nøyaktig via spirometri). Mengde luft i lungene/lungene inntar etter normal, passiv ekspirasjon. Dette er volumet lungene inntar når de elastiske retraksjonskreftene i lungene balanseres av de elastiske kreftene i thoraxveggen. FRC sier noe om lungens elastisitet. Er lungen stivere, vil FRC øke.

 

Vital kapasitans (VC) eller Forced vital kapasitans (FVC): IRV + TV + ERV. Maksimal mengde av luft som en person kan trykke ut av lungene etter å ha fylt dem maksimalt for så å puste ut med maksimal kraft. VC er luft ekshalert etter dypeste innpust (ikke forced ekshalering).

 

Total lungekapasitet (TLC): FVC + RV (kan ikke måles pga. RV). Maks volum som lungene kan bli ekspandert med vha. maks inspirasjon. 7 L (inkludert dødrom)

 

For å kunne måle FRC bruker vi ”helium dilution method”. Et spirometer med et kjent luftvolum blandet med helium brukes. Personen ekspirerer normalt og ved slutten av ekspirasjon er volum i lungene lik FRC. Akkurat da begynner personen å puste i spirometeret slik at gassene fra spirometeret blandes med gassene i lungene. Helium blir da mindre konsentrert pga. lungegassene. Grad av redusert konsentrasjon kan brukes til å måle FRC. Vi får en formel:

 

= initiell kons. av helium

= slutt kons. av helium i spirometeret

= initiell volum av spirometeret

 

Vet vi FRC, kan vi regne ut RV fordi vi vet ERV (RV=FRC-ERV). Har vi RV, kan vi regne ut TLC.

Macintosh HD:Users:ErikMork:Desktop:Skjermbilde 2014-04-28 kl. 17.54.23.png

FEV

 

FEV-1 (forsert ekspirert volum i første sekund). Etter et sekund har du ca. pustet ut 25%. Arealet under grafen her vil tilsvare FEV. Dette kan måles fra spirometeret.

Macintosh HD:Users:ErikMork:Desktop:Skjermbilde 2014-04-30 kl. 16.31.46.png

Vi kan også sjekke forholdet mellom disse FEV-1 og FVC. FEV-1/FVC, dvs. andelen av total luft som blåses ut etter 1. sek i %.

 

 

FEV1/FVC skiller seg fra vanlig VC ved at den er trykkuavhengig.

FEV1/FVC avhenger av diameteren og elastisiteten på bronkiene.

 

FEV er summen av alle maksimale hastigheter du kan legge sammen i løpet av et sekund.

Vi noterte oss også høyde, vekt, alder, kjønn og rase hos forsøkspersonen. Dette er fordi vi vil sammenligne forsøkspersonens resultater med forventede normalverdier. Normalverdien er snittverdien for friske med samme høyde, vekt, alder, kjønn og rase. Lungevolum er relatert positivt til høyde, negativt til alder (dårligere compliance) og i noen normalverdier negativt til vekt (særlig overvekt). Det er også forskjeller mellom kvinner og menn, samt mellom raser. Også boplass i forhold havnivå påvirker målingen.

 

Vi må også registrere romtemperatur og dagens barometertrykk. Dette kommer av at instrumentet måler gassvolum utenfor kroppen, altså med romtemp. Kroppstemp er 37°C og gassen her er mettet med vanndamp. Ved å bruke den generelle gassloven () korrigerer vi det målte volumet til det volumet det ville hatt ved 37°C og mettet med vanndamp. Da tar vi hensyn til BTPS (Body Temperature Pressure Saturated). Målinger kan gjøres med ulike omgivelsestemperaturer og barometertrykk.

 

Macintosh HD:Users:ErikMork:Desktop:Skjermbilde 2014-05-31 kl. 15.26.13.png

 

Lufthastighet måles (L/sek@) testes når vi gjør testen med FVC (spirometri), bare at vi ikke måler PEF. Vi ser heller på en FEF25–75volume curve (til høyre). FEF kan måles på spirometerkurven på 25%, 50% og 75% ekspirert volum. Når PEF nås, vil resten av ekspirasjonen være uavhengig av muskelkraft.

 

Tar vi den deriverte av den øvre grafen, får vi grafen under. Denne grafen kan fås via spirometri. Det flotte med denne testen er at den ikke tar hensyn til hvor hardt du puster ut, og får derfor utelukkende se

 

Minuttventilasjon

 

Respirasjonen er syklisk og tidevolumet er volum per syklus, pustefrekvens antall sykluser per minutt, og minuttventilasjonen produktet av disse og angir volumet lungene ventileres med. Formel er tide volum x pustefrekvens. Normalt/hvile minuttvolum er ca. 6 L/min. Ved progressivt økende arbeidsbelastning øker minuttventilasjonen proporsjonalt med arbeidsbelastningen og oksygenopptak inntill anaerob terskel. Da kan minuttvolum være opp i 120 - 200 L/min. De fleste klarer ikke å holde ut i lenger enn 1 min i slike tilstander.

 

Ventilasjon i hvile=tidevolum x pustefrekvens

350 mL x 12 pust/minutt = 4200 mL
(evt 500 x 12 = 6000 mL inkludert dødrom)

 

 

Ved progressivt økende arbeidsbelastning øker minuttventilasjonen proporsjonalt med arbeidsbelastningen og oksygenopptak inntil anaerob terskel (øker først ved at tidevolum øker til 50 % av vitalkapasiteten. Etter dette så er det økt pustefrekvens som øker minuttvolum). Det blir da et økende bidrag av anaerob metabolisme som resulterer i laktatdannelse, og laktat bufres i blodet slik at dannelsen av CO2 øker. Dette kompenseres med at ventilasjonen økes ytterligere for å lufte ut den økte mengden CO2. Dette vises som et knekkpunkt, anaerob terskel, på kurven som beskriver forholdet mellom minuttventilasjon og oksygenopptak.

 

 

Macintosh HD:Users:ErikMork:Desktop:Skjermbilde 2014-05-31 kl. 17.15.26.png

Ventilasjon er nemlig O2-opptak og syre/base-regulering. Vi kompenserer for laktat tatt opp ved høy arbeidskraft/energiforbruk ved å hyperventilere.

 

Respirasjon og arbeid

 

-          øker O2-tilbudet

o   hemoglobin

o   blodstrøm/kapillærnettverk gjennom lungene sørger for gassutveksling særlig basalt i lungene.

-          når CO øker ved større ventilasjon (som under hard trening) får vi et jevnere perfusjons-ventilasjons ratio/forhold. CO: 5 L/min -> 20 L/min (økning x4)

-          Hematokritt øker også slik at vi får mer hemoglobin. 5ml/100ml -> 15ml/100ml (økning x3)

-          Dette gir en total 12-dobling av O2-transport i blod. 0,25 L/min -> 3 L/min.

 

Verdier i hvile

O2 uptake: 250 mL/ min
CO2 ventilation: 200 mL/min
Ventilation rate: 
12 breaths per minute
Tidal volume = 500 mL
Total ventilation = 12 x 0.5 = 6 L/min
Dead space = 150 mL
Alveolar ventilation = 12 x (0.5-0.15) = 4.2 L/min
Cardiac output (per min): 5 L/min
Blood transit time through alveolar capillaries: 0.75 sec

 

Alveolar ventilasjon og dødrom (”dead space”)

 

Det viktigste ventilasjon gjør er å fornye luft i de stedene hvor det er gassutveksling. Dette inkluderer alveolene, alveolesekkene, alveole ductene og respiratoriske bronchioler. Hastigheten som ny luft bruker for å nå disse områdene er alveolar ventilasjon.

 

Noe av luften vi puster inn kommer aldri til gassutvekslingsområdene og blir på steder der gass ikke kan utveksles (nese, pharnyx, trachea). Denne luften kalles dødrom, fordi den er ubrukelig for utveksling. Vi skiller ofte mellom anatomisk (Fowler) og fysiologisk dødrom (Bohr). Anatomisk dødrom vil være hele respirasjonssytemet minus områdene innenfor alveolar ventilasjon (se over), dvs. alle steder hvor gassutveksling normalt ikke foregår. Noen ganger fungerer alveolene ikke eller delvis for gassutveksling (ofte pga. ingen/lav blodtilførsel). Da må disse områdene funksjonelt/fysiologisk regnes som en del av det totale dødrommet. Dette er da det fysiologiske dødrommet.

 

 

Etter at pasienten har pustet romluft, er alveoleluften 75%

Macintosh HD:Users:ErikMork:Desktop:Skjermbilde 2014-05-24 kl. 19.20.53.png

 

Macintosh HD:Users:ErikMork:Desktop:Skjermbilde 2014-04-30 kl. 16.13.29.png

Hos friske er disse tilnærmet to like, men hos folk med ikke-fungerende alveoler vil fysiologisk dødrom være mye større.

 

Tideventilasjon er (alveolær ventilasjon + dødrom ventilasjon).

 

Alveolar ventilasjon per min bergens som det totalet volumet av ny luft som entrer alveolene (tidevolum) og henstående gassutveksling-områder per min. Dette gir formelen  eller . Prikken over V betyr her ventilasjon per tid. Vt er tidevolum og Vd er dødrom.

 

Fysiologisk dødrom senkes ved fysisk aktivitet. Ved fysisk aktivitet vil adrenalineffekten (sympaticus, β2-reseptor) dilaterer bronkiolene slik at det anatomiske dødrommet økes. Men samtidig så senkes det fysiologiske dødrommet fordi økt hjerteminuttvolum og trykkøkning gir bedre fordeling av lungesirkulasjonen. Ventilasjon i dødrommet vil derfor totalt sett gå ned noe som ut ifra formelen ovenfor.

 

Fysisk arbeid

 

Økt fysisk arbeid vil via adrenerg stimulering gi bronchiedilatasjon. Dette øker det anatomiske dødrommet fra 150 ml -> 200 ml. Økt CO og blodtrykk til lungene blir perfusjonen bedre og fysiologisk dødrom senkes fordi flere gassutvekslingsområder ”aktiveres”. Fraksjonen av tidevolumet som utgjøres av dødromsventilasjon vil totalt sett minke.

 

Gå tilbake