"EKG" FUNKCIJE DISANJA

 

Autor: Vanja Vujinović - Hitna medicinska pomoć Subotica

Neka razmatranja savremenog pristupa monitoringu funkcije disanja

Disanje predstavlja visoko integrisani proces koji uključuje kompleksne signalne mehanizme u mozgu, moždanom stablu, kičmenoj moždini, kranijalnim i spinalnim nervima, uz koordinisano funkcionisanje dijafragme, interkostalnih mišića, larinksa, farinksa, pluća i kardiovaskularnog sistema. Može se  opisati i kao spontani, ritmički mehanički proces , mi najčešće o ovom procesu uopšte i ne razmišljamo.

Grčenjem i opuštanjem  mišića u toku disanja nastaje kretanje gasova iz spoljne sredine u pluća i obratno. Normalan broj disajnih ciklusa je 12 udisaja u minuti, a zapremina udahnutog vazduha pri jednom udahu je oko 500 ml, što bi bilo prosečno je oko 6 litara u minuti.

Vazduh koji sadrži kiseonik, iz spoljne sredine mehaničkim procesom disanja ulazi u alveole pluća. Iz udahnutog vazduha u alveolama, kiseonik difuzijom prelazi u krvotok. U isto vreme, ugljen dioksid difuzijom iz venske krvi prelazi u alveole odakle sa izdahnutim vazduhom napušta pluća. Krajnji cilj regulacije disanja je održavanje povoljnih koncentracija kiseonika, ugljen-dioksida i vodonikovih (H⁺) jona u telesnim tečnostima. Povećanje C02  ili H+  jona utiče na respiraciju, tako što nadražuje centar za disanje i dovodi do uklanjanja viška gasova ubrzanjem disanja. Regulacija ugljen-dioksida se vrši mehanizmom povratne sprege, tako da u toku hipoksije ( stanja  kada u tkivima imamo manjak 02) izazvane pneumonijom  emfizemom i drugih plućnim bolestima, ovaj sistem može da poveća alveolarnu ventilaciju-disanje 5-7 puta.

Primarna funkcija disanja je unos kiseonika. Kiseonik ulazi u telo putem disajnog sistema, a zatim se u telu kroz cirkulatorni sistem dostavlja do svih njegovih delova. Sve ćelije u telu za potrebe metabolizma hrane imaju potrebu za kiseonikom.

Ugljen dioksid je jedan od nusproizvoda u metaboličkim procesima. Ugljen dioksid se rastvara u plazmi krvi, koja ga zatim prenosi iz tkiva do pluća odakle se on izbacuje iz tela.Kada ugljen dioksid uđe u kapilare, on reaguje sa vodom, te nastaje ugljena kiselina. Već u sledećem trenutku ova kiselina disocira na bikarbonatne jone i u ovom bezopasnom stanju se prenosi do pluća.

Pa CO2 u izdahnutom vazduhu je u korelaciji sa PaCO2 u arterijskoj krvi  je i zavise od:

  metabolizma  tkiva, sistemske cirkulacije  i ventilacije.

Tokom respiratornog ciklusa koncentracija CO2 u izdahnutom vazduhu  može biti zabeležena i biti samo registrovano prisustvo C02 ili   grafički ili numericki  prikazana.

Koncentracija CO2 u izdahnutom vazduhu korelira sa koncentracijom u arteriskim krvnim sudovima i ako višestruki faktori mogu uticati na ovaj odnos.Promene u koncentraciji CO2 u toku respiratornog ciklusa možemo  detektovati uz pomoć jednostavnih uređaja  koji se mogu  podeliti na one kvantitativne i kvalitativne detektore.

Kvantitativni detektori prikazuju jednostavno prisustvo CO2 u izdahnutom  vazduhu. Predstavnik ove vrste detektora je KOLORIMETRIJSKI DETEKTOR kod koga dolazi do promene boje od ljubičaste  ( koncentracijaCO2 <4 mmHg ) , žuto-braon (4-15 mmHg) do žute(>20 mmHg)   u prisustvu gasa CO2 dok vazduh u disajnom putu cirkuliše kroz lakmus papir. Umeću se između ETT i ventilatora.

Kvalitativni detektori su u širokoj upotrebi i to u kako u  prehospitalnim tako i u hospitalnim uslovima. Oni mere nivo izdahnutog CO2 i daju detaljnije informacije.

Koriste se za proveru pravilno plasiranog tubusa nakon endotrahealne intubacije, detektuju pojavu spontane cirkulacije u toku mera resuscitacije,pomoć su pri proceni prognoze tokom sprovođenja mera CRP i odluke o prekidu iste, koriste se za održavanje odgovarajuće koncentracije CO2 kod pacijenta sa povišenim intrakranijalnim pritiskom,procenjuju normalnu funkciju pluća kao i odstupanja od nje, prikazuju različite opstruktivne i restriktivne poremećaje plućnog tkiva,kao i praćenje odgovora na terapiju kod istih, koriste se kod izvođenaja proceduralne sedacije i analgezije, dragocena je metoda za procenu ventilacije i registrovanje iznenadnih neželjenih događaja u krugu disajnog puta.

Kvalitativna detekcija može se dalje podeliti na  KAPNOMETRIJU I KAPNOGRAFIJU.

   Kapnometrijom prikazujemo koncentraciju ( maksimalna koncentracija CO2 Fi CO2) i pritisak u ekspirijumu na digitalnom ili analognom indikatoru izraženu numeričkom vrednošću.

Kapnograf koristi  infracrvenu  svetlost  da neprekidno meri količinu CO2 tokom svakog disajnog ciklusa, količinu CO2 prisutnu tokom udisaja (FiCO2) , količinu CO2 prisutnu  tokom i na kraju izdisaja (ETCO2), i brzinu disanja. Mere se oni molekuli koji upijaju infracrvenu svetlost. Pošto je apsorpcija  jednaka koncentraciji molekula koji je upija , koncentracija može da se odredi upoređivanjem njegove apsorpcije sa standardnom.Kod bočno postavljenih uređaja  uz pomoć kanile za uzorkovanje uzorkuje delić  vazduha sa okoline usno-nosnog otvora i prenosi do  jedinice kapnografa. Brzina protoka uzorkovanja od 50 ml/min smanjuje nagomilavanje tečnosti i sekreta i smanjuje rizik od stvaranja prepreka na putanji uzorka u vlažnim okruženjima odeljenja za intenzivnu negu. Kada jednom  vazduh uđe u CO2 senzor  infracrveni izvor  generiše samo određene talasne dužine karakteristične za spektar apsorpcije CO2. Stoga nisu potrebne kompenzacije kada su različite koncentracije N2O, O2, anestetika i vodene pare prisutne u udahnutom i izdahnutom vazduhu. Infracrvena  svetlost se meri detektorima za infracrvenu svetlost. Mikroprocesor u monitoru izračunava koncentraciju CO2 upoređivanjem signala iz oba detektora. Uređaje koji su u upotrebi delimo u odnosu na  osnovu njihove pozicije u krugu uređaja za ventilaciju na GLAVNE I BOČNE.

 Mainstream ( glavni) se nalaze direktno unutar putanje protoka vazduha i najčešće koriste infracrveni senzor stvarajući  u realnom vremenu  grafičku krivulju krivulju  kojom se prezentuje koncentracija CO2 u disajnom krugu.Najčešće se koriste kod za praćenje stanja intubiranih pacijenata. Nedostatak u upotrebi glavnih detektora leži upravo u činjenici da se nalaze umetnuti u disajni kružni put i samim tim povećavaju udeo mrtvog prostora

Sidesteam (bočni uređaji) često koriste cevi malog prečnika koje vode jedan deo izdahnutog vazduha do detektora .Koriste se kod intubiranih i neintubiranih pacijenata, lagani su, mogu se integrisati u nazalne kanile koje istovremeno kontinuirano uzorkuju CO2 i isporučuju male protoke O2 što je naročito pogodno pri sprovođenju proceduralne sedacije i analgezije.Glavni nedostatak bočnih detektora je to što  imaju kašnjenje u prenosu signala zbog udaljene pozicije  senzora

. Kada je reč o ograničenjima u upotrebi ovih aparata pominjemo činjenice da tečnost (povraćanje), penast sadržaj (edem pluća),ispljuvak (pneumonije), vlaga mogu smanjiti senzitivnost detektora.

Grafički prikaz kapnografske krivulje daje kontinuirane informacije i  naziva se kapnografija. Kapnografijom osim što možemo pratiti osnovni ventilacioni status pacijenta možemo uočiti  promene i pratiti njihov razvoj tokom vremena što nam omogućava dijagnostičku komponentu sa obzirom da su određena patološka stanja povezana sa karakterističnim talasnim oblicima kapnografskih krivulja. I ako se kontinuirano prati  nivo CO2 na ekranu se obično prikazuje samo maksimalna koncentracija CO2 na kraju ekspirijuma ET CO2.Analizom kapnografske krivulje tokom vremena imamo bolji uvid . Svaka izmena u morfologiji kapnografske krivulje sugeriše  na određeno kliničko stanje pacijenta . Koristeći dopunsku dijagnostiku, analizu gasova iz arteriske krvi i samim poređenjem razlike u koncentraciji gasova u izdahnutom vazduhu i arterijskoj krvi dobićemo jasniju  sliku o zdravstvenom stanju našeg pacijenta. 

Kod pacijenata sa fiziološkom kardiopulmonalnom funkcijom  postoji korelacija između alveolarnog CO2 i arterijskog CO2. Normalno je ET CO2 za 2-5 mm Hg manji u alveolama od PaCO2  u krvi zbog dilucije gasova u fiziološki mrtvom prostoru.Stanja koja remete odnos ventilacije i perfuzije kao što su embolija pluća , srčani zastoj, hipovolemija, HOBP, bočni dekubitalni položaj mogu da povećaju ovaj gradijent .

Tumačenje kapnografske krivulje:

                                        

Na kapnografskoj krivulji  uočavamo segmente, faze i uglove.

Segment : INSPIRATORNI I EKSPIRATORNI .

Inspiratorni segment je na kapnografskoj krivulji označen fazom 0.

Ekspiratorni segment se sastoji od 3 faze.

Faza 1 -2 Najčešće prezentuje   kraj inspirijuma, apneu  ili diskonekciju  ETT . Ova faza takođe predstavlja početak ekspirijuma. To je trenutak kada do senzora na detektoru stiže vazduh iz anatomski mrtvog prostora u kome nema C02 i zbog toga je na kapnografskoj krivulji ova faza predstavljena ravnom linijom sa nultom koncentracijom C02.Elevacija u ovoj fazi na vrednost iznad 0 daje nam podatak o „rebreathing“ fenomenu  i povećanom mrtvom prostoru u disajnom krugu.

Faza 2-3 predstavljena je strmom ushodnom putanjom ili brzi porast u koncentraciji CO2 i reprezentuje mešavinu vazduha poreklom iz anatomski mrtvog prostora i alveolarnog vazduha. Plato i kosina uspona faze II zavisi od odnosa V/Q , predominantno  od načina pražnjenja alveola . Produženje u ovoj fazi ukazuje nam na opstrukciju protoku vazduha ( HOBP,bronhospazam )ili curenje vazduha van disajnog kruga.

 Na prelasku između II i III faze nalazi se  alfa ugao. Normalno iznosi oko 100 do 110 stepeni. Sto je veci nagib prema fazi III alfa ugao se povecava.Primer je , kod opstrukcije protoku vazduha u disajnim putevima raste nagib prema fazi III pa samim tim se i alfa ugao povećava na vrednost koja je direktno proporcionalna stepenu opstrukcije. Indirektno pokazuje odnos  ventilacije/perfuzije.

Faza 3-4 predstavljena je platoom. Senzor registruje uglavnom vazduh poreklom iz alveola. Predstavljena je blagim nagibom na gore zbog nejednakog pražnjenja alveola.Uranjanje u platou ukazuje na pojavu spontanog respiratornog pokušaja tokom mehaničke ventilacije kod hipoksije , hiperkarbije , neadekvatne anestezije i sedacije. Plato i kosina faze III zavisi predominantno od  CARDIAC OUTPUT -a. 

Dijametar disajnih puteva koji vode do alveola utiču na ventilaciju , dok je perfuzija direktno uslovljena Cardiac outputom(volumenom krvi koju srce ispumpa u minuti).

CARDIAC OUTPUT  = UV  x    HR  ( Fiziološki je 4-8 l u min u zavisnosti  od metaboličkih potreba organizma).

Tačka 4  Predstavlja nivo maksimalne koncentracije CO2 u izdahnutom vazduhu ( ET CO2) koji se registruje svakim izdahom.Vrednost može biti povećana (HOBP, bronhospazam ili fiziološki kod trudnoće). Normalna vrednost ET CO2 iznosi 30-40 mmHg , u fiziološkim uslovima za 2-5 mmHg manje od vrednosti  PaCO2 u arterijskoj krvi plućnih kapilara.

Na prelasku između  tačke IV i početka inspirijuma nalazi se beta ugao. Fizioloski iznosi 90 stepeni. Povećanje ovog ugla ukazuje na rebreathing fenomen.

POČETAK INSPIRIJUMA skoro vertikalni pad na kapnografskoj krivulji.Ova  faza predstavlja brz pad koncentracije CO2 koji počinje sledećim inspirijumom i talasni oblik kapnografske krivulje se vraća u osnovnu nultu poziciju.

Svaka promena u izgledu kapnografske krivulje upućuje na promenu kliničkog stanja pacijenta.Na odeljenjima za zbrinjavanje urgentnih stanja  kapnografija je dragocena kod intubiranih i neintubiranih pacijenata.

U stanjima u kojima nije bilo srčanog zastoja  kapnografija ima 100 % senzitivnost.

Stanja u kojima nam je kapnografija dragocena stavka neinvazivnog monitoringa :

1.       proceduralne sedacije i analgezije se ogleda u ranom detektovanju respiratorne depresije kao najteže neželjene posledice dejstva sedativa i analgetika  tokom hirurških intervencija.

Najblaži oblici sedacije uključuju anksiolizu, kada je pacijent  svestan i sposoban da izvršava zadate.

 U opštoj anesteziji , dubokoj sedaciji u kojoj je pacijentu potrebna respiratorna podrška a ne retko i hemodinamska potpora  gde ordiniranje sedativa i analgetika deluju na očuvanje KVS sistema  može doći do ispoljenja neželjenih dejstava: hipotenzije, gubitka zaštitnih refleksa disajnih puteva , hipoventilacije, respiratorne depresije.Monitoringom CO2  omogućeno je uočavanje hipoventilacije i povećana je bezbednost pacijenata u toku  lekova koji se primenjuju u proceduralnoj sedaciji i analgeziji.

2.       Koristi  se za potvrdu položaja ET tubusa nakon intubacije i praćenja pravilne  pozicije tubusa i dobre ventilacije  tokom vremana  .Pravilno plasiran ETT u dušniku proizvešće odgovarajući grafički prikaz porasta koncentracije CO2 u izdahnutom vazduhu.Pri intubaciji jednjaka senzor neće registrovati CO2 i to nam sugeriše da je tubus nepravilno postavljen.Hipofaringealna intubacija  odnosno pozicioniranje ETT iznad glasnice refklektovaće se krivuljom nedoslednog oblika na kapnogramu. Ukoliko tokom transporta pacijenta dođe do dispozicije ETT kapnografska krivulja će nam to signalizirati.Svaki put kada dođe do gubitka signala treba proveriti opremu , priključke .

3.       Kardiopulmonalna resuscitacija, pratićemo kontinuirano tokom vremena efikasnost kompresija.  U slučaju cardiac arresta kada nema cirkulacije neće  biti ni očitavanja C02 na detektoru kapnografa.Rano otpočinjanje mera CPR  dovešće do pokretanja cirkulacije i sledstveno tome do očitavanja koncentracije CO2 na senzoru detektora.Nivo CO2 koji se detektuje upravo je srazmeran efikasnosti kompresija i može pouzdano dati podatak o zamoru spasioca. Važni činioci koji dovode do kompresija visokog kvalieta su brzina , dubina i konstanta  odnosno nedostatak prekida u kompresijama.

4.       Prognoza preživljavanja unesrećene osobe tokom  pružanja mera životne podrške. Registrovan nivo ET CO2 manji od 10 mm Hg  je jasna indicija za popravku načina izvođenja  visokokvalitetnih kompresija.

5.       Registrovanje povratka spontane cirkulacije  bez prekida u kompresijama. Ukoliko dođe do uspostavljanja spontane cirkulacije senzor će detektovati skok CO2  što je prvi znak pojave ROSC-a. Na ovaj način redukuje se vreme prekida u vršenju kvalitetnih kompresija radi provere znakova života.

6.       Završenak mera CPR .Nakon  CPR u trajanju od 20 minuta  registrovani ET CO2  od 19 mmHg ili manji je prediktor smrti zbog srčanog zastoja.

7.       Postoje podaci koji svedoče o tome da se kapnografijom jasno mogu uočiti neispravnosti u funkcionisanju ventila u sistemu za disanje u toku anestezije.Analizom kapnografske krivulje tokom ekspirijuma I na osnovu posmatranja I praćenja njenog oblika u inspirijumu dobijamo podatke o “ rebreathing” efektu koji se dešava prilikom curenja ventila a na koji kapnograf možda neće ukazati signalizacijom.