Légzésélettan. Dr. Szentkereszty Zoltán Kenézy Kórház, ITO

Átírás

1 Légzésélettan Dr. Szentkereszty Zoltán Kenézy Kórház, ITO

2 A légzés mechanikája

3 Tüdővolumenek CC CV CC életkorral nem vált testhelyzettel!!!

4 Tüdővolumenek

5 Tüdővolumenek + PEEP

6 Alveoláris légzés, holtterek V T = V A + V D alveolaris légzés (minv A ) = f(v T -V D ) alveolaris gázcsere = légmozgás + diff fiziológiai holttér (V D ) = anatómiai holttér + alveolaris holttér = 150 ml Bohr aequatio V D /V T = (P A CO 2 ETCO 2 )/P A CO 2 ~ (P a CO 2 ETCO 2 )/P a CO 2

7 Holttér holttér tracheostoma, intub fekvő helyzet holttér anaesthesia légzőkör Y-ig IPPV hypovolaemia tüdőembolia felületes, gyors légzés kor

8 Légzésfunkciós tesztek 42-2,3?

9 Nyomás soros rendszer nyugalomban: P rs =P alv =P t +P mf aktív belégzésben: P alv =P t +P mf +P izom P ta =P alv -P pl = transalv nyomás

10 Compliance tágulékonyság V/ P ml/cmh 2 O rugalmas elemek soros rendszerben (tüdő, mellkasfal): 1/C tot =1/C t +1/C mf 1/100=1/200+1/200 párhuzamos rendszerben (légzőrendszer, circularis elemek): C tot =C 1 +C 2

11 Compliance norm: felnőtt , gyermek 25, újsz 2,5 statikus: egyensúlyi állapot, áramlás nincs, sorozatos volumenmérés kül nyomásokon

12 Compliance dinamikus: dinamikus erők (szöveti, pendelluft, súrlódás), két végpont közötti változásból kalkulált gyakorlatban: VT/(PIP-PEEP)

13 Resistance P/ flow (vízcm/l/s) kilégzési > belégzési R tot =R légút +R tubus +R szöv +R mf befolyásoló tényezők keresztmetszet áramlás áramlási típus (lineris, turbulens) ármaló anyag sűrűsége

14 Resistance

15 Időállandók alapvető paraméter, inhomogen τ=c R vagy R/E mérése (eredő) - V T /flow E,csúcs befolyásolja légzés dinamikáját belégzett gáz intrapulm eloszlását tüdő kiürülés sebességét jelentősége gép beállításnál T e = 3-5TC e DHI

16 Kilégzési időállandó (TC e ) Vol (ml) RC e = 1 sec RC e = 2 sec % FRC Time (s) 95%

17 Kilégzési időállandó (TC e ) Duration of step change in pressure (s) Resulting change in Volume (% of dv,vmax) 1 x Time Constant 63 2 x Time Constant x Time Constant 95 4 x Time Constant 98 5 x Time Constant 99 Infinite x Time Constant 100

18 Surfactant LaPlace törvénye: P=4T/r r csökkenésével csökkenti a felületi feszültséget P P P P V P

19 Légzési munka légzés = munka W=P V vagy F l (P=F/A, V=A l) mechanikusan az elmozdulással járó mérhető a teljes munka O 2 fogyasztás alapján mérhető TTP (tension time product) izom által generált nyomás 1 perc alatt

20 Légzési munka W=P V belégzés aktív (izom) P musc = P res + P el kilégzés passzív (rugalmasság) P musc = 0 -P res = P el

21 Légzési munka P res = P 1 -P 2 = V R P res ~ V, R (geometria) P res elvesző energia

22 Légzési munka P el = V/C ~ akkumulált energia

23 Légzési munka Campbell diagram P el,tüdő V V + P el,mf P res,tüdő P 0 = FRC P

24 Légzési munka Campbell diagram P el,tüdő V V + P el,mf P res,tüdő P 0 = FRC P

25 Légzési munka WOB in Joule/sec total elastic resistive Respiratory Rate in bpm

26 Légzési munka myometriás munka (pozitív) volumendep stat erő tüdőben és mfalban áramlásdep res erők a légutakban és mfalban idődep viscoelast erők és plastoelast erők mellkasban (hysteresis) fr függő inertance erők (áramlás változásával szemben) időconstans egyenetlenségek pliometriás munka (negatív) relative jelentős nyug kilégzés kezdetén a diaphr és a légzőizmok pers aktivitása miatt fokozódó légzéssel jelentősége csökken O 2 igény elenyésző, ezért nincs jenetősége ineff belégzés kilégzési fázis alatt (struct kár!) isometriás munka

27 alacsony nyomás Tüdőkeringés nagy kapacitás ( ml) 2-4x-re nőhet PAP nélkül

28 Tüdőkeringés glob és reg meghatározói gravitatio (1,25 Hgmm/cm) alveolaris nyomás CO (terhelés) 4-7x bal pitvari nyomás pulm vasoconstrictio (3-10 perc) hypoxia hypercapnia met acidosis ICP gyógyszerek (dopamin, dolargan)

29 Folyadékmozgás a tüdőben tüdőoedema interstitialis: max 100 ml alveolaris: alv epithel sérül (P IS > 1 Hgmm) acut: PCP > 28Hgmm chr: PCP > 40Hgmm (nyirokpumpa 10x )

30 Tüdőkeringés csak, ha PAP P A 3.zóna

31 Ventillatio/perfusio eloszlás

32 Ventillatio/perfusio path eloszlás

33 Shunt keringés shunt = vénás hozzákeveredés ~ AaDO 2 normálisan 2-5% (V/Q aránytalanság) típusai fiziológiai = capillaris (atelect, consolid) postpulm (vv Thebesius, bronch-, med-, pleur erek) pathoanatomiás (congenit vagy traumás) compens

34 Shunt keringés Berggren shunt aequatio Q S /Q T = (C c O 2 -C a O 2 )/(C c O 2 -C v O 2 ) (C c O 2 ~ idealis conc = P A O 2 0, hb 1,34 sato 2 /100) Q T C a O 2 = (Q T -Q S ) C c O 2 + Q S C v O 2 Q T C a O 2 = Q T C c O 2 Q S C c O 2 + Q S C v O 2 alv Q S C c O 2 Q S C v O 2 = Q T C c O 2 Q T C a O 2 Q S (C c O 2 C v O 2 ) = Q T (C c O 2 C a O 2 ) Q S /Q T = (C c O 2 C a O 2 )/(C c O 2 C v O 2 ) Q eff =Q T -Q S C c O 2 Q T C v O 2 Q S C v O 2 Q T C a O 2

35 Alveolaris gázcsere

36 Alveolaris gázcsere diffusio diff kapacitás adott gáz, adott anyagon át D ~ P A S/ MW d

37 Alveolaris gázcsere alveolaris diffusiót befolyásoló tényezők nyomásgradiens ( P) alv-cap partialis nyomáskül diffusiós felszín mérete (A) resectio, emphysema (sign: 1/3-1/4) diffusiós coeff ~ oldékonyság, 1/ molsúly membrán vastagsága (d) oedema, fibrosis (sign: 2-3x)

38 Alveolaris gázcsere

39 Alveolaris gázcsere

40 Alveolaris hypoventillatio

41 O 2 és CO 2 szállítás gáznyomás folyadékban random mozgás, kinetikus energia nyomás Henry törvénye P = oldott gáz conc/oldékonysági coeff oldékonysági coeff O 2 : 0,024 CO 2 : 0,57 CO: 0,018 N 2 : 0,012 parcialis nyomás

42 O 2 és CO 2 szállítás arteria vena PaO O 2 tartalom (mg/dl) totál hb-hoz kötött oldott 20 19,7 0, ,9 0,1 PaCO CO2 tartalom (mg/dl) totál carbamino-hb oldott HCO ,5 2, ,9 3,7 47,4

43 O 2 szállítás

44 CO 2 szállítás

45 oxygen kaszkád levegő trachea alveolus arteria capillaris (venás vége) interstitium sejt O 2 szállítás PaO 2 (Hgmm) (23) megjegyzés + páratartalom + CO 2 normál shunt extractio 1-3 is elég (tartalék)

46 oldott oxygen (~ P a O 2 ) O 2 szállítás P a O 2 x 0,0031 (no: 0,3 ml/dl) közvetítő ezt mérjük hb-hoz kötött (~ sato 2 ) max menny: 1,34 ml O 2 /1 g hb (1,39 lehetne) dinamikus változás 19,7 vs 14,9 mg/dl

47 affinitás eltérései O 2 szállítás P 50 alkalosis hypothermia 2,3 DPG abnorm hgb methgb carboxyhgb acidosis hyperthermia 2,3 DPG abnorm hgb hypercapnia

48 O 2 szállítás oxygen tartalom (CO 2 ) PO 2 0, hb 1,34 sato 2 /100 oxygen kínálat (delivery DO 2 ) CO C a O 2 kb 1000 ml/perc, no szükséglet 250 ml/perc oxygen fogyasztás (consumption VO 2 ) CO(C a O 2 C v O 2 ) O 2 kivonás (extraction V/DO 2 100)

49 idegi szabályozás A légzés szabályozása

50 A légzés szabályozása idegi szabályozás belégzési központ alapvető légzési irányítás intrinsic automácia (2 ramp imp 3 szünet) pneumotaxicus kp belégzési központot befolyásolja gátlás insp légzési fr

51 A légzés szabályozása idegi szabályozás kilégzési központ kilégző izmok ingerlése (csak erőltetett kilégzésben) egyéb apneusticus kp: pneumotax kp gátlása (norm nincs jelentősége) Hering-Breuer refl: feedback insp kp-ba (csak V T > 1,5l)

52 kémiai szabályozás centralis A légzés szabályozása CO 2 (vér-agy gáton át) H + (CSF) belégz kp stim ramp rövidül fr

53 kémiai szabályozás peripheriás A légzés szabályozása receptorok: carotis (nix) és aorta (nx) stimulus: P a O 2 (max Hgmm!), P a CO 2 és ph, RR változás

54 A légzés szabályozása

55 A légzés szabályozása

56 A légzés szabályozása

57 A légzés szabályozása lassú keringés túlzott feedback CO 2 növekedésre (20x vs 3x)

58 Légzőrendszer modellek lineáris egy-compartment modell ez az alapja a mindennapos összefüggéseknek egészséges légzőrendszerre igaz P/flow ill P/V linearis flow R V C P P

59 Légzőrendszer modellek lineáris viscoelasticus kétcompartmentes modell bonyolult, függvényekben lehet gondolkozni obstructiv betegre jó magyarázza a resp parameterek fr függőségét és a stress adaptatiót

60 Légzőrendszer modellek egyéb modellek nem lineáris egycompartment párhuzamos és soros kétcompartment (CT inhom) plastoelasticus

61 DHI

62 progressiv tüdővolumen növekedés kilégzésvégi nyomás > atm magas TC e (RxC) abs vagy relative elégtelen kilégzési idő

63 előfordulása magas légzési igény obstructio nélkül kp. idegrendszeri megbetegedés, sérülés erőltetett kilégzés dinamikus légúti collapsus tidal légzés alatt dist air trapping flow limtációval járó kórképekben (obstructio) COPD ARDS

64 obstr rövid Te forszírozott exsp

65 jelentősége fokozott légzési munka triggereléshez (trigger + PEEP i ) trigger (autocycling határáig) PEEP e asynchronia, ineffektív belégzési trigger HD hatások barotrauma PCWP téves leolvasása compl téves kalkulálása

66 P el,tüdő V V + P el,mf P res,tüdő P 0 = FRC P

67 M-E 171

68 Párásítás

69 felső légúti nyh funkciói melegítés + párásítás belégzett levegő felmelegítése + telítése vízzel hő (és folyadék)veszteség (felemelegítés + páraképzés) filtratio szennyeződések microorg szerep hőháztartás fenntartásában

70 abszolút páratartalom (AH) páratartalom adott gáztérfogatban (mg/l) relatív páratartalom (RH) pára telítettségi % adott hőmérs-en telített gáz páratartalma 20 0 C 17,5Hgmm 17,1 mg/l 30 0 C 31,3Hgmm 30,4 mg/l 37 0 C 47,1Hgmm 43,4mg/l

71 isothermiás saturatiós határ (ISB) ahol a gáz eléri a test hőmérsékletét + a telített páratartalmat ~ carina helyzete függ a belégzett gáz páratartalmától, hőmérsékletétől ISB alatt az áramlás nem turbulens ISB fölött turbulens ár hő- és párafelvétel ill leadás intubáció lefelé tolja napi 250ml folyadékvesztés tüdőn át

72 - 25g/m 3 = 0,0125g/V T =11,25g/óra =270g/die + 38g/m 3 = 0,019g/V T =17,1g/óra =410g/die - 13g/m 3 = 0,0065g/V T =5,85g/óra =140g/die

73 csökkent páratartalmú gáz- akut eset légutak kiszáradása hőveszeteség ciliaris functio - (50-)75% RH kell tr és (prox)br epithel károsodás bm károsodás, cytoplasma és mag degeneratio, sejt desquamatio, ulceratio váladék retentio, atelectasia kis légúti collapsus C, R surfactant aktivitás krónikus esetben már kisebb probléma

74 túlpárásítás T > 37 0 C vagy abs humiditás > 44mg/l (ritka) nyh passzív tényezővé válik aerosol kezeléskor (foly balance) következmények nyh sérülés hőpangás tüdőoedema insens tüdő vízvesztés elmarad (foly balance) vízmérgezés C surfactant károsodik