DİFFÜZYON TESTİ ve YORUMU Dr.Elif Şen Ankara Üniversitesi Tıp Fakültesi Göğüs Hastalıkları AD
Diffüzyon
Diffüzyona Etki Eden Faktörler Alveolo-kapiller membran alanı Alveolo-kapiller membran kalınlığı Gazların çözünürlüğü Gazların molekül ağırlığı
Diffüzyon Kapasitesi Herhangi bir gazın, bir birim zaman içinde (1dk), belirli bir basınç farkıyla (mmhg) alveolo-kapiller membrandan geçen miktarıdır(ml). Birimi ml/dk/mmhg.
300 milyon alveol, Gaz değişimi yüzey alanı 100m 2. Alveolo-kapiller membranda diffüzyon gerçekleşme esasları: Fick Yasası: Bir gazın diffüzyonu; Gazın çözünürlüğü ve membran yüzey ölçümüyle doğru orantılı, Membran kalınlığı ile ters orantılı, Gazın molekül ağırlığının kare kökü ile ters orantılıdır.
Bir membrandan belirli bir zaman biriminde geçen gaz volümü(ml/dk) diffüzyona katılan yüzey alanı ile doğru ve gazın çözünürlüğüyle doğru orantılıdır. Diffüzyon için membranın iki tarafındaki basıncın farklı olması gerekir.
Diffüzyon Kapasitesi Ölçümü Karbon monoksit diffüzyon kapasitesi (DLCO), inspire edilen havada bulunan karbon monoksit gazının akciğer kapiller kanına geçişinin ölçümüdür. Bir dk da 1mmHg basınç farkıyla alveolo-kapiller membrandan geçen ml cinsi CO miktarıdır (25ml/dk/mmHg). Neden CO?: Çözünürlüğü O 2 den 20 kat fazla, Hemoglobine affinitesi O 2 den 210 kat yüksek.
Diffüzyon Kapasitesi Membran diffüzyon iletkenliği (Dm) CO in Hb e bağlanması (θvc) 1/DLCO= 1/DM +1/θVc Membranı etkileyen hastalıklar Kapiller kan hacmi
Diffüzyon Kapasitesi Ölçümünde Kullanılan Yöntemler Single breath* (DLCOsb)- Tek Soluk Yöntemi Steady-state Rebreathing Intra-breath * Krogh ve ark yönteminden modifiye edilmiştir.
Tek Soluk CO Yöntemi Test Öncesi: Oksijen tedavisi alıyorsa 10 dk önce kesilmeli En az 5 dk oturur pozisyonda dinlenmeli 24 saat öncesinde sigara içmemeli
Test Aşamaları Burun mandalı takılır. Normal nefes alıp verir, 2-3 Tidal Volüm sonrasında, Rezidüel Volüme kadar ekspiryum yaptırılır. Test gaz karışımı verilirken, Total Akciğer Kapasitesine kadar inspiryum yaptırılır. Bu düzeyde 10 sn nefesini tutar ve inhale edilen gaz karışımının diffüzyonu beklenir. İnspiryum sırasında inspire edilen gaz hacminin Vital Kapasitenin %85 ine ulaşması gerekir. Sonra maksimum ekspiryum yaptırılır, RV seviyesine dek akciğerlerdeki tüm hava ekspire edilir ve toplanır.
Test gazı: %0.3 CO, %10 Helyum veya metan, %21 O 2 ve gerisi Nitrojen CO içeren karışımın inspiryumdan sonra alveoldeki konsantrasyonu kapiller kana geçmesi nedeniyle hızla düşer. CO gazının diffüzyona uğrayan miktarı, inspire edilen gaz hacminin başlangıç ve bitiş CO konsantrasyonlarından hesaplanır. Gaz karışımında inert gaz olarak bulunan Helyum/ metan alveol hacminin (VA) hesaplanmasında kullanılır.
VA = V1 X F1He / FAHe V1: inspire edilen gazın hacmi F1He: İnspire edilen He konsantrasyonu FAHe: Alveoler HE konsantrasyonu
VAX60 DLCO= x log FACO1/FACO2 (PB 47) X T VA: alveoler volüm 60: dk düzeltme PB: barometrik basınç 47: su buharı basıncı T: soluk tutma süresi FACO1: Soluk tutma başlangıcındaki CO fraksiyonu FACO2: Soluk tutuma sonundaki CO fraksiyonu
Bu yöntem sık kullanılan, İyi standardize edilmiş ve referans değerleri tanımlanmış bir yöntemdir. Hava yolu obstrüksiyonu olanlarda 10 sn nefes tutulması zor olabilir. Egzersiz sırasında uygulanamaz. VC nin en az 1,5 L olması gerekir
Tek nefes DLCO ölçüm manevrası Shutter VC nin %85 10 sn soluk tutma Test gazı: %0.3 CO, %10 He/CH4, %21 O2 ve gerisi N2
Kabul Edilebilirlik Kriterleri En az 2 test, en fazla 5 test yapılabilir. İki test arasında en fazla %10 veya 3 ml/dk/mmhg farklılık olmalıdır. İnspiryum 4 sn den kısa sürmeli, İnspire edilen volüm, daha önce kaydedilen VC nin en az %85 i olmalı. Ölü boşluk hacmi 750-1000 ml, VC si 2 L nin altında olanlarda ise 500 ml olmalı. İki test arasında en az 4 dk süre olmalı.
Diffüzyon Testi Endikasyonları Dispne ya da hipoksemi etyolojisi Amfizem değerlendirmesi Diffüz Parankimal Akciğer Hastalıklarının (DPAH) değerlendirmesi Bilinen DPAH ın monitörizasyonu Pulmoner Vasküler Hastalık tanı/değerlendirmesi Akciğer Rezeksiyon Cerrahisi öncesi değerlendirme Solunumsal iş görmezlik/ yetmezliğin belirlenmesi
Diffüzyon Testi Sonucunu Etkileyen Faktörler Egzersiz pulmoner kan akımının artışı ile DLCO artar. Sigara COHb arttığı için DLCO azalır. Hb düzeyi- düzeltme gerekir. Menstrüel siklus 3. gününde DLCO da azalma (%13) Diürnal varyasyon sabah en yüksek değer, giderek azalıyor. Bronkodilatörler- DLCO da artış.
Değerlendirme Diffüzyon bozukluğu düzeyi DLCO % beklenen Normal %81-140 Hafif % 61 80 Orta % 41-60 Ağır <40 %
DLCO da azalma Normal Amfizem Anemi Pulmoner embolizm Fibrozis/ pnömonitis Lobektomi, Atelektazi Ruppel Chapter 3
CO Diffüzyon Testini Etkileyen Fizyolojik ve Patolojik Değişiklikler DLCO YU AZALTAN DURUMLAR Alveolar Volümü (VA) azaltarak Dm veya θvc de değişikliğe neden olarak DLCO da azalmaya yol açan ekstrapulmoner hastalıklar Solunum kas güçsüzlüğü Toraks deformiteleri θvc yi azaltarak DLCO da Azalmaya yol açan hastalıklar Anemi Pulmoner Emboli
Dm veya θvc de değişikliğe neden olarak DLCO da azalmaya yol açan hastalıklar Akciğer rezeksiyonu Amfizem İnterstisyel Akciğer Hastalıkları Akciğer Ödemi Pulmoner Hipertansiyon Pulmoner Vaskülitler
Pulmoner Vasküler Hastalıklarda DLCO A. θvc yi azaltarak DLCO da Azalmaya Neden Olan Pulmoner Emboli B. DM veya θvc de değişikliğe neden olarak DLCO da azalmaya yol açan hastalıklar İnterstisyel Akciğer Hastalıkları Pulmoner Hipertansiyon Pulmoner Vaskülitler
DLCO da artma Polisitemi Sol-sağ intrakardiak şant Alveoler hemoraji Astım (intratorasik basınç ) Egzersiz Gebelik Yatar pozisyon
DLCO ve DLCO/VA nın klinik önemi Spirometrik akım hızları ve volümler normalken, İzole DLCO azaldığında; Pulmoner vasküler hastalıklar, erken dönemde interstisyel akciğer hastalığı (İAH) DLCO/VA düşükse: parankimal akciğer hastalığı Amfizem, İAH, pulmoner vasküler hastalık DLCO/VA artmışsa: ekstrapulmoner restriksiyon Nöromüsküler hastalıklar, plevral sıvı, pnömonektomi
DLCO ve PAH Diffüzyon kapasitesi aslında alveoler ve mikrovasküler bütünlüğün bir göstergesidir. Düşük DLCO, özellikle sklerodermalı hastalarda PAH geliştiğinin bir göstergesi olarak kabul edilmektedir. Pulmoner veno-okluziv hastalık Amfizem, interstisyel akciğer hastalığı, kombine pulmoner fibrozis ve amfizem ile ilişkili PAH da tipik olarak DLCO azalır.
İPAH da DLCO normal olabilir veya hafif düzeyde azalma gösterebilir. İPAH da DCLO<%45 olan hastaların bazı özelliklerini tanımlayan bir çalışmada; Erkek, daha ileri yaş, sigara kullanımı, koroner arter hastalığı olan bir grup hastanın sağkalımının daha kötü olduğu saptanmış. 1. Souza R et al. DLCO and the complexity of diagnosis in PAH. Eur Respir J 2014; 43: 963-965. 2. Trip P et al. Severely reduced diffusion capacity in IPAH. Eur Respir J 2013; 42:1575-1585.
BMPR2 mutasyonu için taşıyıcı olan hastalarda DLCO daha iyi korunduğu gösterilmiş. Pür vasküler patoloji? Trip P et al. A distinct vascular process is suggested in BMPR2 mutation carriers. Eur Respir J. 2013; 42: 1195-1198.
ESC/ERS Rehberinde DLCO Diffüzyon kapasitesi PAH da normal olabilir. Çoğunlukla DLCO da azalma saptanır. DLCO< %45, kötü prognoz PAH hastalarında düşük DLCO saptandığında; PVOD Skleroderma ilişkili PAH Parankimal akciğer hastalığı ile ilişkili PAH düşünülmeli.
DLCO hastaların %78 inde azalmış. Sun XG et al. Pulmonary function in primary pulmonary hypertension. J Am Coll Cardiol 2003; 41: 1028-1035.
DLCO daki azalma tepe oksijen alımı, NYHA sınıfı ile belirgin korelasyon gösteriyor.
Jing ZC et al. Pulmonary function testing in patients with pulmonary arterial hypertension. Respir Med 2009; 103: 1136-1142.
* DLCO daki en belirgin azalma Konnektif doku hastalığı ilişkili PAH grubunda
İPF ilişkili PAH Hamada K et al. Significance of PAP and DLCO as prognosticator in patients with IPF. Chest 2007; 131: 650-656.
DLCO %40 DLCO<%40
Grup 1- normal mpap ve korunmuş DLCO Grup 2- yüksek mpap ve/veya düşük DLCO
İPAH : 5 hasta KTEPH: 5 hasta İv ilaç kullanımı: 14 hasta Gruplar arasında farklılık saptanmamış Oppenheimer BW et al. Membrane diffusion in diseases of the pulmonary vasculature. Respir Med 2006; 100: 1247-1253.
Gruplar arasında hem Vc hem de Dm ölçümleri arasında farklılık saptanmamış
Dm/Vc bireyler arasında oldukça değişken, ancak gruplar arasında farklılık saptanmamış
DLCO, Dm ve Vc farklı pulmoner vasküler hastalıkların ayrımında kullanılamaz.
Dm de azalma Vc ye göre daha fazla, gruplar arasında fark yok. Steenhuis LH et al. Diffusion capacity and hemodynamics in primary and chronic thromboembolic pulmonary hypertension. Eur Respir J. 2000; 16: 276-281.
Farha S et al. Loss of alveoler membrane diffusing capacity and pulmonary capillary blood volume in PAH. Respir Res 2013; 14:6
Zaman içinde DLCO stabil kalırken, DLNO PAH da azalma gösteriyor. Takipte Dm de azalma, Vc de ise artma, Dm/Vc kötüleşme
Konnektif Doku ilişkili PAH ve DLCO Skleroderma, MKDH, skleroderma özelliği taşıyan diğer KDH FVC/DCLO >1,6 ve/ veya DLCO<%60 ise sağ kalp kateterizasyonu öneriliyor. Khanna D et al. Recommendations for screening and detection of CTD associated PAH. Arthritis Rheum 2013; 65(12).