Johdanto
ymmärtäminen ja hallinta V/Q suhteita edustaa acornerstone ja tehohoidossa (ICU) potilaan hoidossa. TheV / Q-suhde (kuva. 1) voidaan ajatella spektrin betweendeadspace (ääretön V/Q) ja shuntti (nolla V/Q).
Kun pulmonarycapillary veri on alttiina keuhkorakkuloiden osapaine ofoxygen (PAO2), happi molekyylit siirtyvät theplasma kuten liuennut O2 ja edelleen käyttää partialpressure.,
Useimmat näistä happea heti yhdistää withhemoglobin ja päästä tilaan, jossa he eivät enää suoraan exerta osittainen paine. Tämä prosessi jatkuu, kunnes keuhkorakkuloiden ja plasman välillä ei ole enää osittaista paineenrajoitusta, jossa hemoglobiini on maksimaalisesti kyllästetty vereen2.
vaikka happea liuotetaan plasmarepresents vain 1,5 %: sta 3 % koko veren happipitoisuus, thePO2 arvo on tärkeä, koska se määrittää drivingforce hapen liikkumista sisään ja ulos verta.,
Täydellinen bloodgas vaihto olisi vaadittava, että jokainen alveolin olla ventilatedperfectly ja kaikki veri ulos oikean kammion totraverse täysin toimiva keuhkojen kapillaareja. Lisäksi diffuusio alveolaarisen/kapillaarikalvon poikki olisi estettävä.
koska kaikki veri, joka kulkee oikeasta kammiosta vasempaan kammioon, saavuttaisi täydellisen tasapainon keuhkorakkuloiden, keuhkorakkuloiden PO2: n (PAO2) ja valtimoiden PO2: n (PaO2) kanssa.
KUVA. 1., Matemaattinen ja käsitteellinen kuva rinnakkais-ja deadspace.
kuten kuvassa on kuvattu. 2, hapetus normaaleissa keuhkoissa voi erilaistua ihanteellisesta tilanteesta, koska jakautuminen perfusionis epätasainen.
Suhteellisen lisää veren virtausta esiintyy thegravity riippuvaisilla alueilla, ja jotkut laskimoiden salaojitus (alkaen thebronchial, keuhkopussin ja Thebesian suonet) tyhjenee suoraan theleft puolella sydän, ohittaen (vaihtotyö), että normaloxygenation mekanismi .,
tämän vuoksi osa verestä joutuu kammioon, jonka happipitoisuus on alhaisempi kuin verenvaihtajalla, jolla on ihanteellinen alveolus. Kuva 3 edustaa PaO2: n alempaa tasoa verrattuna laskettuun ihanteelliseen happijännitykseen.
KUVA. 2. Normaalilla keuhkolla on epätäydellinen ilmanvaihdon ja perfuusion jakautuminen, joka määräytyy ensisijaisesti painovoiman perusteella. Kuvituksessa oletetaan ryhdikäs asento niin, että keuhkopohjat ovat painovoimasta riippuvaisessa asennossa., Painovoimasta riippumattomat keuhkorakkulat ovat suurempia, mutta saavat vähemmän kaasunvaihtoa (ilmanvaihtoa) kuin painovoimasta riippuvaiset keuhkorakkulat. Jakelu perfuusio on ensisijaisesti määräytyy painovoiman kanssa noin 55 % virtaa painovoiman riippuvaisilla alueilla, 30 % mid-lung-alueet ja 10 % ei-painovoima-riippuvainen keuhkojen alueilla. PaO2-ja PvO2 ilmaistaan mmHg (kPa = mmHg × 0.133); RV = oikea kammio, LV = vasen kammio. Toistetaan Elsevierin Terveystieteiden luvalla.
KUVA. 3., Normaali keuhko on epätäydellinen jakautuminen ilmanvaihdon, epätäydellinen jakautuminen perfuusio ja jonkin verran intrapulmonaalinen vaihtotyö. Tuloksena on lasku PO2 lasketusta ihanteellinen keuhkorakkuloiden arvo (PAO2) mitattava systeeminen valtimoiden arvo (PaO2). Tämä PO2-ero tunnetaan nimellä ”keuhkorakkuloiden välinen happijännitysgradientti”. PO2 = hapen jännitys ilmaistaan mmHg; PCO2 = hiilidioksidin jännitys ilmaistaan mmHg; PN2 = typen jännitys ilmaistaan mmHg; PH2O = vesihöyryn jännitys ilmaistaan mmHg. (kPa = mmHg × 0,133)., Toistetaan Elsevierin Terveystieteiden luvalla.
Rinnakkais-ja hypoksemia
Anatominen vaihtotyö on määritelty veren, joka menee oikealta sideto vasemmalla puolella sydän ilman liikkumisesta pulmonarycapillaries. Kapillaari vaihtotyö on määritelty verta, että menee tarkasteltavien oikealla puolella sydän vasemmalla puolella sydän viapulmonary kapillaareja, jotka ovat lähellä tuulettamattomaan keuhkorakkuloihin.
molemmissa tapauksissa veri pääsee vasemmanpuoleiseen verenkiertoon ilman happipitoisuuden nousua., Tästä käytetään nimitystä zero V/Q, ortrue shunting, koska verellä ei ole ollut mahdollisuutta gasexchange funktionaalisten keuhkorakkuloiden kanssa.
esimerkki vaihtotyö vuonna theclinical asetus on kaasun vaihto poikkeavuuksia nähnyt inpneumonia vapauttaa endotoksiinin, joka johtaa solujen edemaand verisuonten supistumista .
Vaihtotyö ja hypoksemia eivät ole synonyymejä ehdot, eivätkä ne lineaarisia suhteita. Se hypoxemic vaikutusta shuntti willdepend ei vain koko suntin mutta myös oxygenationstatus laskimoiden verta, että shuntit(SVO2)., Pieni shunt kanssa lowSVO2 voi olla syviä hypokseemisia vaikutuksia, kun taas suuri shunt korkea SvO2 johtaaerottamatta vähemmän merkittävää hypoksemiaa.
Se voi olla totesi yksiselitteisesti, että kun hypoksemia on olemassa, somedegree vaihtotyötä (intrapulmonary tai sydämensisäinen) on bepresent; kuitenkin vaikutus shuntti on thePaO2 riippuu suuresti cardiovascularfunction ja aineenvaihdunta kiihtyy. Valtimoiden hypoksemia on seurausta lungfunktiosta, sydän-ja verisuonitoiminnasta ja aineenvaihdunnasta.,
Arviointi thelungs kuin hapetin on välttämätöntä hoidossa monia patientsrequiring keuhkojen tukihoitoa. Laskeminen ofintrapulmonary vaihtotyö edustaa parasta käytettävissä olevin keinoin ofdelineating, missä määrin keuhkojen järjestelmä edistää tohypoxemia.
Intrapulmonary shuntti
Kuten aiemmin on todettu, että intrapulmonary shuntti on määritelty thatportion sydämen tuotos tultaessa vasemmalla puolella heartwithout käynnissä täydellinen kaasun vaihto täysin functionalalveoli. Intrapulmonaalinen shunt voidaan jakaa kolmekomponentteihin.,
- Anatominen vaihtotyö on aiemmin kuvattu verta, joka siirtyy vasemmalle puolella sydän ilman liikkumisesta keuhkojen kapillaareja. Lisäksi normaali anatominen vaihtotyö päässä keuhkojen, keuhkopussin ja Thebesian suonet, anatominen vaihtotyö voidaan lisätä verisuonten keuhkojen kasvaimia ja oikealta vasemmalle intrakardiaa-shuntit.
- Kapillaari vaihtotyö on aiheuttanut, kun veri kulkee keuhkojen kapillaareja mutta ei tasapainottua kanssa alveolaarisen kaasun johtuvat patologisia prosesseja, kuten atelektaasi, keuhkokuume ja akuutti keuhkovaurio.,
- laskimon sekoittuminen tapahtuu, kun veri tasapainottuu alveolaarisen PO2: n kanssa, joka on vähemmän kuin ihanteellinen kuin matalan V / Q: n tilanteissa . Koska laskimoiden sekoittuminen ei ole totta shunt, tämä johtaa joskus sekaannukseen. Anatomisen ja kapillaarisen shuntin summaa kutsutaan yleisimmin nollaksi V / Q tai todelliseksi shuntiksi. Laskimoiden sekoittumisesta käytetään usein nimitystä matala V/Q tai ”shunt-vaikutus”. Fysiologinen shunt normaaleissa tai ei-sairaissa keuhkoissa on normaalin intrapulmonaalisen shuntin mittaaminen. Keuhkopatologian asettamisessa fysiologinen suntti edustaa ensisijaisesti taudin tilan vakavuutta.,
shuntti yhtälö
yhtälön laskemiseen käytetty shunt osa ofthe sydämen tuotos olettaa, että ei-vaihtotyö kaasu perfectlyoxygenates vaihtamalla täydellinen alveolaarisen kaasun.
Vaikka theintrapulmonary shuntti käsite ei vastaa regionalrelationships, samoin ilmanvaihto-perfuusio käsite, se doesreflect, missä määrin keuhkojen poikkeaa ihanteellinen anoxygenator keuhkojen veren.
Se on tämä määrällinen kyky ihmisoikeudet otetaan klo keuhkoihin kuin hapetin, joka tekee tämän measurementunique ja arvokasta kliinisessä ympäristössä., Tässä tarkastelussa käytetään theterm fysiologista shuntia, kun viitataan potilaan alle 100-prosenttiseen happihengitykseen.
shuntin yhtälön derivointi tulee käsitteistä ofFick. Vuonna 1870, hän esitteli klassinen suhde, joka thequantity happea saatavilla kudos käyttö per yksikkö timeincludes valtimoiden happipitoisuus (CaO2)kerrottuna määrä valtimoveren esitetty thetissues yksikköä kohti aikaa (esim, sydämen tuotos, Qt).,
Yhtälö 1:
Happea saatavilla =(Qt)(CaO2)
Happi palasi keuhkoihin sisältää sydämen tuotos(Qt) kerrottuna seka laskimoiden happipitoisuus(CVO2).
Yhtälö 2:
Happi palasi =(Qt)(CvO2)
hapenkulutus aikayksikköä kohti (VO2), olisi tutkimuksen happea, joka on ollut uutettu verta, että timeperiod.,
Yhtälö 3:
VO2 = (Qt)(CaO2)– (Qt)(CvO2)
Yhtälö 3 voidaan kirjoittaa kuten mitä on classicallydescribed kuin Fick Yhtälö.
Yhtälö 4:
VO2 = Qt(CaO2 –CvO2)
Jäsensi algebrallisesti, Yhtälöstä 4 voidaan ilmaista afunction sydämen tuotos.,
Yhtälö 5:
Qt = VO2/(CaO2 –CvO2)(10)
ilmaista sydämen tuotos litraa per minuutti oxygendifference on oltava
kerrottuna kertoimella 10.
Kaksi muuta yhtälöt, joiden kanssa on tullut tutuksi ovat theclassic shunt yhtälö (Yhtälö 6), joka kuvaa ratiobetween palloteltu sydämen tuotos ja koko sydämen minuuttitilavuus(QS/Qt). Se mitataan 100-prosenttisella hapella.,
Yhtälö 6:
QS/Qt = (CcO2 –CaO2)/(CcO2 –CvO2)
fysiologisia shunt yhtälö (QSP/Qt) isanother tapa ilmaista Yhtälöllä 6, kun on mitattu patientbreathing vähemmän kuin 100 % happea ja joitakin laskimoiden sekoittamisesta on olemassa.Siksi fysiologisia shunt yhtälö on:
Yhtälö 7:
QSP/Qt = (CcO2 –CaO2)/ (CcO2 –CvO2)
QSP/Qt etuna on se, että beingderived suhteena, niin ei absoluuttinen mittari sydämen tuotos isrequired., Tässä muodossa yhtälö osoittaa selvästi, että asthe palloteltu sydämen tuotos lähestyy nollaa, valtimoiden oxygencontent on lähestymistapa teoreettinen end keuhkojen capillaryoxygen sisältöä.
niin kauan Kuin jokin osa sydämen tuotos ei täysin exchange täydellinen keuhkorakkuloihin, valtimoiden oxygencontent on vähemmän kuin ihanteellinen end keuhkojen hiussuonten oxygencontent.
vaikutukset fysiologisia shunt yhtälö voi beconceptualized tarkastelemalla happipitoisuus ehdot(CcO2, CaO2,CvO2) kuin yhteisöt, jotka voidaan kaataa acontainer (Fig. 4)., Tietyt tekijät, kuten hemoglobiinikontentraatio, voivat vaikuttaa kaikkiin kolmeen tasoon.
kaikkein importantclinical muuttuja vaikuttaa CcO2 isFiO2, ottaa huomioon, että sekä koko sydämen minuuttitilavuus andoxygen kulutus vaikuttaa CvO2. Muutokset fysiologisessa suntissa vaikuttavat CaO2: een.
KUVA. 4. Kaavamainen esitys veren happipitoisuuksista, jotka voitaisiin teoriassa saada kolmesta eri kohdasta sydän-ja verisuonijärjestelmässä. C-taso edustaa End keuhkojen kapillaari veren happipitoisuus (CcO2)., Taso edustaa systeeminen valtimoiden veren happipitoisuus (CaO2), ja Taso V on sekoitettu laskimoiden (keuhkojen valtimo) veren happipitoisuus (CvO2). Yleisin kliinisiä muuttujia, jotka erityisesti vaikuttavat näihin eri tasoilla näkyy: C-Taso on yleisimmin muutokset vaikuttavat FIO2 (inspired happipitoisuus osa), Taso A on erityisesti muutokset vaikuttavat fysiologiset shuntti (QSP), Taso V on nimenomaan vaikuttaa sekä koko sydämen minuuttitilavuus (QT), ja hintaan hapenkulutus (VO2). Toistetaan Elsevierin Terveystieteiden luvalla.,
sunttiyhtälön osoittajaa edustavat cco2: n ja ccao2: n differenssit. Yhtälön nimittäjää edustavat CcO2: n ja cvo2: n erot.
Muutokset epätasainen suuruus amongthese kolme tasoa muuttuu suhde, joka vastaa tochanges vuonna fysiologinen shuntti laskenta.
Jos potilas developsfulminant oikea-, keski – ja alemman koru konsolidointi, thearterial ja keuhkovaltimon veren kaasun mittaukset olisi paljastaa kliininen kuva, kuten näkyy Kuva. 5.,
valtimon oksygentensio ja pitoisuus pienenevät merkittävästi largeintrapulmonaalisen suntin vuoksi. Jos sydämen minuuttitilavuus pysyy ennallaan ja valtimoiden-seka laskimo happipitoisuuden ero ei muutu, thenthe CvO2 on myös lasku.
Koska vaihtorahaa eriarvoiseen suuruus, fysiologisia shuntti on greatlyincrease toissijainen hypoksemia.
KUVA. 5. Kaavamainen esitys veren happipitoisuuden muutoksista erilaisissa olosuhteissa., Tässä kuvassa on käsitteellistää eroa fysiologisia vaihtotyö ja hypoxemic vaikutus fysiologisia vaihtotyötä. I, II, ja III kuvaavat muutoksia normaali yksilö, joka sopimusten keuhkotulehdus, joka aiheuttaa merkittävä kasvu intrapulmonary vaihtotyö ilman mitään korvaavia fysiologinen muutos., Tilan normaalista akuutti keuhkokuume osoittaa: n muutos C-Taso, koska ilmanvaihto-ja FIO2-ovat ennallaan, tietty lasku Tasolle lisääntyneen vaihtotyö luoma keuhkokuume, ja lasku Tason V, koska AV-sisältöjen ero on ennallaan (sydämen tuotos ja hapen kulutus ennallaan). Koska Diff-N on kasvanut enemmän kuin Diff-D, lasketaan oikovirtaus lisääntyy. Tila 1 osoittaa lisääntynyt sydämen ulostulo (Q￪) vastauksena akuutti hypoksemia. Taso C pysyy muuttumattomana, koska ilmanvaihtoa tai FIO2: ta ei ole muutettu., AV-sisältöero on kaventunut, koska sydämen teho on kasvanut, kun taas hapenkulutus pysyy ennallaan. V-tason nousu johtaa uuteen dynaamiseen tasapainoon, jossa myös A-tasoa nostetaan. Huomaa, että Diff N: n ja Diff D: n suhde muuttuu vain hieman. Näin ollen taso A (ja siten PaO2) on kasvanut lasketun suntin vähäisellä muutoksella. Tällöin kompensaatio hypoksemiasta on sydän-ja verisuonisairaus; keuhkonsisäinen suntti ei ole muuttunut. Ehto II osoittaa lisääntynyt innoittamana happipitoisuus (FIO2￪)., Taso C kasvaa, kun taas AV-pitoisuusero pysyy ennallaan (sydämen teho ja hapenkulutus ennallaan). Uusi dynaaminen tasapaino johtaa tasolle A (ja siten PaO2 kasvaa). Diff N: n ja Diff D: n suhde muuttuu vain hieman. Taso A (ja siten PaO2) on kasvanut lasketun suntin vähäisellä muutoksella. Tällöin kompensaatio hypoksemiasta tapahtuu happihoidolla; keuhkonsisäinen suntti on olennaisesti muuttumaton. Tila III näyttää sekä sydämen ulostulon että inspiroidut happipitoisuuden muutokset (Q￪ ja FIO2￪)., Huomaa syvällinen nousu tasolla A (ja siksi PaO2) kanssa vähän muutoksia Diff N/Diff D. jäljentää luvalla Elsevier terveystieteet.
vaikea hypoksemia johtaa yleensä kardiakoutinmäärän lisääntymiseen. Tämä johtaa lasku valtimon, laskimon oxygencontent ero kuvastaa kasvua inCvO2.
uusi tasapaino johtaa mikä CaO2 ilman muutoksen suhde(QSP/Qt). Valtimon PO2improves suuresti, ilman merkittävää muutosta fysiologisessa sunttisekondaari, koska parantunut sydämen tuotanto.,
Jos oletuksista on, että lisähapen isadministered tämän kärsivällinen, kun sydämen minuuttitilavuus remainsunchanged, CcO2 on lisääntynyt toissijainen raakamaidon keuhkorakkuloiden PO2. Koska fysiologisia shuntremains sama ja valtimo-laskimo happipitoisuuden differenceremains sama, uuden tasapainon tulokset inCaO2 ja CvO2increasing.
Lopulta, olosuhteet ovat muuttuneet kuvata potilaan withoxygen hoito ja lisääntyminen sydämen tuotos.CaO2 kasvaa, koska sekäcco2 että CvO2 kasvavat.Hypoksemia paranee, kun suhde (QSP / QT) pysyy muuttumattomana.,
fysiologisia shuntti laskennassa voidaan luotettavasti heijastaa thedegree kaasun vaihtoon kuuluva intrapulmonary tauti orintracardiac vaihtotyö riippumatta siitä, mitä muita tekijöitä, jotka voivat alsoplay rooli.
Koska useita syitä ovat hypoksemia frequentlyencountered kriittisesti sairas, kyky määrällisesti thedegree ja intrapulmonary patofysiologia on erittäin importanttool.
Miten määrittää shuntti
intrapulmonary shuntti voidaan mitata vain whenboth valtimon ja keuhkovaltimon verinäytteet ovat availableand FIO2 on vakio., Katetrit insertedinto keski laskimoiden liikkeeseen, joka makaa yläpuolella thesuperior vena cava-oikean eteisen risteyksessä on pitkälti riittämätön forshunt määrityksiä, koska veri vetää tämä kanta ei sisällä merkittävästi desaturated verta coronarysinus tai alaonttolaskimoon.
rightatriumista otetuissa verinäytteissä on merkittävää happipitoisuuden vaihtelua verenkierron ja katetrin kärjen liikkeen vuoksi. Katetertit oikeassa kammiossa voivat aiheuttaa kammion ektopiaa ja tuottaa happipitoisuusnäytteitä., Sekalaskimonäytteet pidätetään keuhkovaltimokatetrista.
normaaliarvot ovat O2: n keskimääräinen osapaine sekalaskimoveressä 40 mmHg(SVO2 75 %).
jos suinkin mahdollista, potilasta ei pidä stimuloida ordisturbed-hoitoon moneen minuuttiin ennen näytteenottoa. Varo, ettet ime hengitysteitä ja muita toimenpiteitä tänä aikana. Valtimon ja sekalaskimonäytteen on oltava samansuuntainen. Näytteenottovirheiden välttämiseksi on huolehdittava erityisesti keuhkovaltimokatetrista.,
Kun veren samplesare peräisin keuhkojen valtimo, otoksen on oltava drawnslowly koska nopea aspiraatio voi johtaa keuhkojen capillaryblood on sekoitettu keuhkovaltimon verta, mikä aiheuttaa dramaticincreases happipitoisuus .
Nopean virtauksen laskimoon fluidsvia keskuslaskimokatetria tai enemmän proksimaalinen PA-katetri portscan saastuttaa verta distaalisesta satama PA catheterand aiheuttaa virheellisen hemoglobiinin määritykset ja happea contentcalculations.
lasketaan CaO2-ja Cvo2-arvot., Kahden näytteen hemoglobiinipitoisuuden välillä ei pitäisi olla yli 1 g / dl eroa. Laskelmissa suositellaan näiden kahden keskiarvoa, jos ero on yli 0,5 g/dL.
suositellaan, että karboksihemoglobiini mitataan tai oletetaan olevan 1, 5 % . TheCcO2 arvo lasketaan käyttämällä ensinnäkin tai valtimoiden hemoglobiini sisältöä ja olettaen partialpressure O2 kapillaari sänky on yhtä thePaO2. Jos PaO2 isgreater kuin 150 mmHg, kaikki käytettävissä hemoglobiini oletetaan tyydyttymättömiä.
True shunt on hoitoresistentti happihoidolle., Tämä johtaa whatis kutsutaan ”tulenkestävä hypoksemia”. Koska refraktorinen hypoksemia ei reagoi happihoitoon, on etsittävä muita keinoja parantaa valtimon hapetusta. Nämä voivat sisältää hoito perimmäisenä patologian, sovellus Positiivisia End ExpiratoryPressure (PEEP) hoidon tai lisätä happea sisältöä maintainacceptable hapen toimitus.
refraktorihypoksemian yleisimmät syyt jaetaan sydämeen ja keuhkoihin., Eniten commonpulmonary syyt ovat konsernin keuhkokuume, atelektaasi,kasvain tai akuutti hengitysvaikeus oireyhtymä/akuutti lunginjury.
Rinnakkais-ja PEEP
Koska totta shuntti ei ole happea, reagoiva, positiveend uloshengityksen paineen tai PEEP-hoito voidaan soveltaa thediseased keuhkot auttaa vähentämään QSP/QT. Amongthe fysiologisia vasteita nähty PEEP on parantunut hapetus,lisääntynyt toiminnallinen jäljellä oleva kapasiteetti, parantaa keuhkojen complianceand vähentää vaihtotyötä.,
lasku vaihtotyö nähty PEEPis useimmat klassisesti johtuu keuhkorakkuloiden rekrytointi tai mikä on toiminnallinen jäljellä oleva kapasiteetti toissijainen inflationof aiemmin romahti keuhkorakkuloihin .
Gattinoni on describedusing tietokonetomografia alueellisen kaasun jakelu tissuesduring titraus ja PEEP . Nämä tutkimukset ovat vahvistaneetklassinen taivutuspiste kaasu / kudos käyrä, joka on olemassalveolaarinen rekrytointi .
Peeptraation vaste vaihtelee paitsi keuhkopatologian tyypin myös tutkitun keuhkoalueen mukaan., Enemmän riippuvainen keuhkojen regionsundergo suurempi astetta keuhkorakkuloiden rekrytointi, kun lessdependent keuhkojen alueilla on taipumus kokea enemmän lisää inalveolar äänenvoimakkuutta ilman, rekrytointi, ja alueilla keuhkojen, että arenon-reagoiva KURKISTAMAAN ovat tasaisesti koko keuhko.
Muita tapoja parantaa hapetus ovat altis paikannus,joka lisää tasalaatuisuus intrapulmonary prosessi andimproves ilmanvaihto .