Statikus, dinamikus és specifikus megfelelés

Ez a fejezet a 2017. évi CICM elsődleges tananyag F3 (ii) szakaszához kapcsolódik, amely elvárja, hogy a vizsgázók képesek legyenek msgstr “a megfelelés meghatározása (statikus, dinamikus és specifikus)”. Ez népszerű téma volt a SAQ-k számára:

• 17. kérdés a 2019-es második cikkből
• 14. kérdés a 2016-os első cikkből
• kérdés 15 a 2014. évi első cikkből
• 7. kérdés a 2011. évi második cikkből
• 1. kérdés (2. o.) A 2008. évi második cikkből

A legtöbb SAQ kéri a megfelelés meghatározását, valamint a megfelelés mérésének módszereit. A 2016. évi 14. kérdés és a 2008. évi második cikk 1. kérdése (2. o.) Szintén olyan tényezőket kért, amelyek befolyásolják a megfelelést. Noha nem kifejezetten kérték, a statikus és a dinamikus megfelelés megkülönböztetése a vizsgázó észrevételei szerint a magas pontszámú definíció várható jellemzője. A konkrét megfelelésről soha nem tettek említést egyik kérdésben sem, és úgy tűnik, hogy hiányzik a vivákból, vagy alig tudunk róluk.

Összefoglalva:

A publikált szakértői vélemények szerint egyik sem jobb, mint a Scott Harris “2005-ös cikke. Ingyenesen elérhető a légzőszervi szolgáltatásból. könnyű betartani ezt az ingyenes cikket, mint fő információforrást. A Nunn-féle (8. kiadás 29-31. O.) Megfelelőségi részt szintén érdemes elolvasni, de nem tartalmaz utalást a konkrét megfelelésre (nem mintha az írásbeli cikkekben valaha is szóba kerülne).

A tüdő megfelelőségének meghatározása

A Nunn 8. kiadása a következő definíciót adja a tüdő megfelelőségére (17. o.):

“A tüdő megfelelése a transzmurális nyomásgradiens (azaz az alveolus és a pleuralis tér közötti) egységnyi változás változásának tüdőtérfogatában bekövetkező változása.”

Ez szorosan hasonlít a tüdő megfelelőségének bármely más definíciójához. Például Guyton & Hall (13. kiadás) úgy definiálja, hogy “a tüdők milyen mértékben fognak kitágulni mindegyiknél. a transzpulmonáris nyomás egységnyi növekedése (ha elegendő idő áll rendelkezésre az egyensúly eléréséhez) “, ami úgy hangzik, mintha a statikus megfelelést definiálták volna. A legalapvetőbb formában Levitzky tüdőfiziológiáját (8. kiadás) tekinthetjük meg, amely egyszerűen kijelenti, hogy “a megfelelés a térfogat változásának és a nyomás változásának a hányadosa”. Ennek a fogalomnak a rövidítése céljából még értékes másodperceket kell levágni a válaszírás idejéből:

Compliance = ΔV / ΔP

Statikus megfelelés

A statikus megfelelést sok szerző változatosan definiálta, de a definíciók többségének egyetlen közös hangsúlya van az áramlás hiányára és a megengedett időre hogy a légzőrendszer mozgó elemei ellazuljanak és megpihenjenek. “A statikus P-V görbe kiküszöböli a nyomásra kifejtett rezisztív és impedancia hatásokat” – magyarázza Harris (2005); állítólag csak a tüdő megfelelősége, a hamisítatlan nyomás-térfogat viszony. A definíció kölcsönzése és enyhe módosítása Miller anesztéziájából:

A statikus megfelelés a térfogat változása osztva a nyomás változásával, amelyet gázáramlás nélkül mérnek.

Egy ilyen definíció azt javasolja, hogy mérni statikus megfelelés, csak annyit kell tennie, hogy leállítja a gázáramot. A valóságban ez általában nem igaz. Tegyük fel, hogy mérjük a megfelelést. Abban a pillanatban, amikor a belégzés után bezárja a légzőkört, észrevesz egy nyomásesést, amely annak köszönhető, hogy a gáz újraeloszlik a különböző időállandójú tüdőegységek között. Bizonyára azt mondod, hogy ez nem “statikus” folyamat, és úgy dönt, hogy vár néhány másodpercet a mérés rögzítése előtt. A másodpercek múlásával azonban megjegyezheti, hogy a tüdő mért térfogata csökken. Ennek oka: az a tény, hogy a benne lévő gáz felszívódik a tüdő keringésébe, ezért az élő emberi szervezetben soha nem lesz olyan helyzet, ahol valóban statikus nyomás-térfogat viszony rögzíthető, és Harris (2005) javasolja “kvázi-statikus” kifejezés ezek leírására.

A vizsga relevanciáját tekintve, a fent említett meghatározástól eltekintve, nyugodtan számíthat arra, hogy felkérést kapnak arra, hogy rajzoljon egy diagramot, amely az ember nyomásának és térfogatának viszonyát ábrázolja. Ha igen, lehetne rosszabbat is, mint reprodukálni a Rahn és munkatársai által 1946-ban leírt híres kapcsolatot, amely valamilyen oknál fogva az első ilyen erőfeszítés. “Figyelemre méltó, hogy a fiziológusok a múltban ilyen kevés figyelmet fordítottak a mechanikára. a légzés, hogy nincs megfelelő Az adatok nyilvántartásban vannak a mellkas és a tüdő nyomás-térfogat jellemzőivel kapcsolatban normális férfiaknál “- panaszkodtak a szerzők. Normális férfiakat szereztek, parafadugókkal elzárták az orrlyukukat, és a létfontosságú kapacitásuk különböző részein mérték a légutak nyomását (az alanyok teljesen kilégzett, majd a spirométerből ismert gázmennyiséget inspiráltak, mielőtt lélegzetvisszatartást hajtottak volna végre). Ezekkel a manőverekkel a következő összefüggést igazolták:

A fenti ábra megegyezik az eredeti papír 6. ábrájával, de enyhén megspékelték, hogy korszerűsítsék a fogyasztók számára a modern olvasók számára (ezt a mennyiséget már senki sem nevezi “maradék levegőnek”). Bemutatja a klasszikus tüdő-megfelelési görbét, ahol a megfelelés alacsony és nagy mennyiségnél gyenge, de optimális közvetlenül az FRC felett, vagyis a normális árapálytérfogat tartományában.

A statikus megfelelés összetevői

Nyilvánvaló, hogy amikor gázt pumpál az ember mellkasába, a nyomás-térfogat viszony több tényező komplex kombinációja lesz. Ezek közül: a domináns szereplők a mellkasfal és a tüdő szövetei lesznek. Ha ezt a koncepciót ismertetik, a CICM gyakornokától elvárható, hogy újratermelje ezt az egyenletet:

Ahol a CRS kiszámíthatóan a légzőrendszer egészének, a CL a tüdőnek, a CCW pedig a mellkasfalnak felel meg. A tankönyvek általában normális értékeket adnak meg ezeknek a megfelelőségeknek; a tüdő és a mellkas falánál ezek 200 ml / cm H2O-t jelentenek.

A tüdő és a mellkas falának megfelelősége összefüggésben áll e struktúrák rugalmassági jellemzőivel, amelyeket egy fejezet tárgyal. saját.

hiszterézis a statikus tüdőkomplikációban

Normál körülmények között (azaz ahol nincs sóoldattal), a tüdő nem b ehave, mint ideális rendszer, vagyis a distenziójába fektetett energia a defláció során nem tér vissza. Ennek az a következménye, hogy az inflációnak és a deflációnak különböző a nyomás-térfogat viszonya, és a köztük lévő különbséget “hiszterézisnek” nevezik, ezt a kifejezést etimológiailag a “lemaradáshoz” vagy a hiányossághoz kapcsolják, amely leírja a rendszer állapotának függését a rendszer állapotától. történelem. Ha valaki teljesen felkészületlen lenne a “definiálja a hiszterézist” kérdésekre, akkor könnyen lebomolhatna és kiborulhatna valami olyasmi, hogy “az inpropratív dolog nem úgy néz ki, mint a kilégzési dolog”, ezért valószínűleg érdemes egy kis időt fektetnie egy szilárdabb meghatározás memorizálásába. . Íme egy Escolar & Escolar (2004) kiváló cikkéből:

“Az alkalmazott energia a tüdőbe az ihletett állapotban nem áll helyre a lejárat. Az energia eloszlatásának tulajdonsága a hiszterézis nevét kapja. “

Pittier, emlékezetesebb meghatározás elérhető egy sokkal kevésbé jó hírű forrásból:

“A tüdő térfogata bármely adott nyomáson belégzéskor kisebb, mint a tüdő térfogata bármely adott nyomáson a kilégzés során”

Logikus ésszerű az ilyesmi elvárása egy dinamikus PV-ciklusban az ellenállás hatása miatt (erről később), de ez még statikus megfelelőségi méréseknél is látható. Itt egy diagram Harris-től ( 2004) a hiszterézist statikus PV-ciklusban mutatja be a szuperfecskendő módszerrel. A hozzáadott címkék azt mutatják, hogy ugyanazon nyomásváltozás esetén a kilégzési megfelelés alacsonyabb:

Miért történik ez? Négy fő oka van.

• Toborzás és kivezetés: Az összeomlott alveolusok falai össze vannak ragadva, és ehhez hozzá kell járulni. d mechanikus energia a nyitáshoz. Ezzel szemben a jól felfújt alveolusok viszonylag rugalmasak és viszonylag kevés energiát igényelnek a további felfújásához. Emiatt az alveolusok nyomás-térfogat viszonya megváltozik, miután teljesen felfújták őket.
• Az alveoláris felületi feszültség hatása: a leeresztett tüdőben a felületi feszültség alacsonyabb, mint a teljesen felfújt tüdőben, mivel az alveoláris felületaktív anyag molekulái közelebb vannak egymáshoz csomagolva, növelve koncentrációjukat a gáz-folyadék interfészen, és ezáltal csökkenő felületi feszültség. Ezek a jól feszített alveolusok felületén található foszfolipid molekulák egymástól távolabb helyezkednek el, ami növeli a felületi feszültséget és kevésbé teszi a tüdőt engedelmessé. Így a tüdő teljes felfújása után a deflációs görbe alacsonyabb megfeleléssel jár, azaz a nyomás lényeges változásánál alig változik a térfogat
• A stressz relaxációja a tüdő parenchyma energiaveszteségére utal. nyújtással. Ez hasonlít a hiszterézis klasszikus meghatározásához, mivel a visszanyert energia mennyisége, amely abból adódik, hogy valami tökéletlenül rugalmas. A tökéletlen tüdő nyújtózkodik, energiát fogyaszt, majd pazarolja kollagén- és elasztinszálainak alakjának megváltoztatására, ahelyett, hogy későbbi felszabadulás céljából tárolná.
• A mérés közbeni gázabszorpció valójában nem maga a tüdő parenchima tulajdonsága, hanem inkább a mérés műterméke. Amint fentebb említettük, a statikus tüdőmegfelelőség mérésének minden lépésben van egy bizonyos beépített szünete, amely lehetővé teszi a gáz egy részének felszívódását az élő rendszerekben, ami nyilvánvaló térfogat- és nyomásváltozáshoz vezet.

Dinamikus megfelelés

A statikus megfelelőséggel ellentétben a „dinamikus megfelelés” kifejezés úgy hangzik, mintha valami erőteljes és mobil dologra utalna. A statikus megfelelés definíciója könnyen átdolgozható, hogy megfeleljen:

A dinamikus megfelelés a térfogat változása osztva a nyomás változásával, gázáram jelenlétében mérve.

Lényegében ugyanaz a megfelelőség, de normális belégzés és lejárat során mérhető. A dinamikus megfelelés mindig alacsonyabb, mint a statikus. Ennek az az oka, hogy a dinamikus megfelelés a szokásos mellkasi falnyomáson és a tüdőnyomáson kívül magában foglalja a légáramlási ellenállást is.

Ez a fő különbség a statikus és a dinamikus megfelelés között. Van légúti ellenállás, amely minden térfogaton növeli a nyomást, és ez a gáz áramlási sebességétől függ. Az ellenállás növekszik a növekvő légáramlással, különösen akkor, ha az áramlás turbulenssé válik. Mint ilyen, a légutak ellenállásának hozzájárulása a dinamikus megfeleléshez növekszik, ahogy a légáramlás növekszik, ami viszont csökkenti a megfelelést.

A statikus és a dinamikus megfelelés másik jelentős különbsége az egyensúlyi szünet hiánya a mérés pillanatában. A statikus megfelelőségi mérési módszerekkel az ember a tüdőt akkor méri, amikor teljesen mozdulatlan, néhány másodperc elteltével a hosszabb időállandóval rendelkező egységek teljesen megtelnek. A dinamikus megfelelés mérése menet közben történik, és nincs idő a levegő eloszlására a lassabb tüdőegységekben. Ennek következménye az egységnyi térfogatnál mért magasabb nyomás, vagyis alacsonyabb a tüdő-megfelelés. Sőt, minél rövidebb a belégzési és a kilégzési idő, annál inkább ez a hatás befolyásolja a dinamikus megfelelőséget.

Tehát. A dinamikus megfelelés csökken a növekvő légáramlás és a gyorsabb légzési ciklus miatt. Mindkettő jelen van tachypnoeus betegeknél. Ennek jellemzésére tipikusan használt kifejezés a “frekvenciafüggés”. Katsoulis és munkatársai (2016) ezt gyönyörűen bemutatták asztmás betegek csoportjában. Grafikonjuk (szégyentelenül ellopták az eredeti papírból) megmutatja a növekvő szakadékot a statikus és a dinamikus megfelelés között, ami a légzési arány növekedésével jár, különösen, ha kicsi a légúti betegség.

A fent említett légzési rezisztencia hozzájárulása mellett a teljes légúti nyomáshoz, a dinamikus megfelelésre hatással van a légzés heterogenitása is. időállandók a tüdőegységek között. A gyors inspirációnak csak ideje lesz kitölteni a “gyors” alveolusokat, ezáltal nyomást generálva a viszonylag lassú térfogat megfelelősége alapján (a térfogat többi része “lassú” alveolusok). Ez a dinamikus megfelelés gyakoriságfüggését is növeli.

Most ebben a szakaszban fontos (bár valószínűleg vizsga szempontjából nem releváns) rámutatni arra, hogy valójában a dinamikus megfelelés itt használt meghatározása (és sok más forrásban) nem teljesen pontos. Annak ellenére, hogy a vizsgáztatók ezt akarják gondolni, az ellenállás szerepeltetése a definícióban a dinamikus megfeleltetést valami félrevezetéssé teszi. Illetve pontosabb lenne azt mondani, hogy az egyenlet,

Cdyn = VT / (PIP – PEEP)

ahol

• VT az árapály térfogata
• A PIP a maximális belégzési nyomás
• PEEP a pozitív kilégzési nyomás

nem méri a megfelelőséget, mert az ellenállás benne van a mérésben.

Ezenkívül minden esetben a dinamikus megfelelőség mérése amelyet általában a mechanikus lélegeztetőgép végez a rutin funkció során, a szellőzés során egy nyomás-térfogat hurok megépítéséből határozzuk meg. Ez a hurok lehetővé teszi a ventilátor számára, hogy meghatározza, hol a gáz áramlása nulla, azaz ahol a légúti nyomás és az alveoláris nyomás egyenlő. Az ezeket a pontokat összekötő egyenes gradiense a dinamikus megfelelés. A nulla gázáramlás pontja azonban általában nem a legmagasabb belégzési nyomás, hanem valami P1-hez közelebb eső, a belégzés végén bekövetkező nyomásesés:

Így egy mechanikusan lélegeztetett páciensnél a Cdyn kiszámítása a következő:

Cdyn = VT / (P1 – PEEP)

ahol

• VT az árapály térfogata
• P1 az áramlás leállítása után nem sokkal megjelenő nyomás, amely valamivel magasabb, mint a fennsík nyomás, amely dinamikus megfelelést eredményezne
• A PEEP a pozitív kilégzési nyomás

Specifikus megfelelés

A specifikus megfelelés koncepciójának szükségességét egyszerű gondolkodási kísérlet bizonyíthatja. Vegye figyelembe egy 20 kg-os gyermek nyomás-térfogat viszonyát. Lehet, hogy elérheti az 1L életfontosságú kapacitást 20 cm H2O nyomáson. Hasonlítsa össze egy olyan felnőttel, akinek 20 cm H2O tüdőtérfogata 4 liter lehet. Ez azt jelenti, hogy a felnőttnek magasabb a tüdőkompatibilitása?

Természetesen nem. Ez azonban azt mutatja, hogy a tüdőkomplicitási számok összehasonlításának szokásos módszere elromlik, ha megpróbálják összehasonlítani a megfelelés mértékét komikusan nem egyező betegek között. Itt jön be a konkrét megfelelés.Harris (2005) szerint

“A specifikus megfelelés a megfelelőség, amelyet a tüdő térfogata normalizál”

Ez a tüdőtérfogat normalizálása általában az FRC. Így a specifikus megfelelés a következőképpen fejezhető ki:

ahol a CTot a teljes statikus tüdőmegfelelés, az FRC pedig helyettesíthető bármilyen tüdőmennyiség. Mivel a választott tüdőmennyiség a testmérettel is skálázódik, ennek a paraméternek konzisztensnek kell maradnia, függetlenül attól, hogy nagy vagy kicsi. Fontolja meg: annak a gyermeknek, akinek a tüdeje megfelel 50 ml / cmH2O-nak és az FRC értéke 500 ml, specifikus megfelelősége 50/500 = 0,1 ml / cmH2O lenne. A nagy felnőtteknek, ha megfelelnek 200 ml / cmH2O-nak és nagyobb 2000 ml-es FRC-nek, specifikus megfelelőségük is 0,1 ml / cmH2O. Ennek normális értékét általában 0,05 ml / cmH2O-ban adják meg.

A tüdő megfelelőségét befolyásoló tényezők

A 2016. évi 14. kérdés és az 1. kérdés (2. o.). 2008 a megfelelést befolyásoló tényezőkről kérdezett. Különösen a 2008-as kérdés volt a legjobb modellválasz, amely egyértelműen megfogalmazta a vizsgáztatók elvárásait. Összefoglalva, ezek a tényezők a következők:

• Tüdőmennyiség (befolyásolja a PEEP, a dinamikus hiperinfláció) , stb.)
• A tüdő rugalmas visszarúgása (az életkor és a betegség állapota befolyásolja, pl. az emfizéma csökkenti)
• A mellkasfal megfelelősége (mellkasi sérülések, égési sérülések, műtétek hatására, pl. nyitva) mellkas)
• A tüdő vérmennyisége (a zsúfolt fül kevésbé kompatibilis)
• A tüdő dinamikus kompatibilitását a légzési gyakoriság is befolyásolja
• A tüdő felületaktív anyag növeli a tüdő megfelelőségét
• Testtartás (lásd a pozicionálásnak a légzés mechanikájára gyakorolt hatásairól szóló fejezetet)

A légzési sebesség dinamikus megfelelőségre gyakorolt hatásáról már tárgyaltunk; a felületaktív anyag hatásáról érdemes külön megvitatni.

Az alveoláris felületaktív anyag hatása a tüdő megfelelésére

A legtöbb tankönyv megtalálja a módját, hogy a tüdő felületaktív anyagát illessze be a statikus megfelelőséget befolyásoló dolgok kategóriája. Általában egy grafikont vonnak ki, amely bemutatja a felületaktív anyag hiányának a tüdő megfelelőségére gyakorolt hatását. Erre a hivatkozás általában egy híres 1971-es T. T. írása. Morgan, de valójában az eredeti kísérleti adatokat 1929-ben publikálta Kurt von Neergaard. Sajnos a Zeitschrift fur die gesamte experimentelle Medizin eredeti cikkét már semmilyen ésszerű (olcsó) eszközzel nem lehet beszerezni, de a grafikon elég híres, hogy mindenhol megtalálható annak egy változata. Bizonyos esetekben, például az alábbi ábra, Radford (1964) alapján, még az eredeti kísérleti macska sorozatszáma is megtalálható. Valamilyen oknál fogva mindenki mindig a 27. katonából választja ki a grafikont.

A 27-es macska tüdejét először felfújták és légtelenítették. Ezután sóoldatba merítették és sóoldattal felfújták. A hatás jelentős volt. A sóoldattal töltött tüdőben a felületaktív anyag hatása az alveolusok felületi feszültségére felszámolódott, és csak a tüdő rugalmasságát mértük. A megfulladt tüdő sokkal jobban megfelelt, mint a levegővel töltött tüdő.

Ez azonban ebben a pillanatban irreleváns diagramnak tűnik. Csak annyit ír le, hogy a felületi feszültség jelenléte csökkenti a tüdő megfelelőségét, és enélkül maga a tüdőszövet megfelelősége is kiváló. Köztudott, hogy a felületaktív anyag növeli a tüdőkompatibilitását, mivel a víz önmagában olyan magas felületi feszültséggel rendelkezik, hogy az alveolusok tömegesen összeomlanak, és a tüdő megfelelősége rendkívül gyenge. Biztos jobb lenne ezt a koncepciót szemléltetni? Erre a célra megfelelő diagram Lachmann és mtsai (1980) cikkéből származik. A szerzők az összes felületaktív anyagot kimosták a nyulak tüdejéből, és ezzel olyan körülményeket hoztak létre, amelyek hasonlítanak az ARDS-re (lásd az ellopott grafikonjaikat alább).