Integralni deo pripreme bolesnika za operaciju srca predstavlja i određivanje funkcije pluća. Da li je moguće da se zbog neadekvatnih vrednosti ovih testova odloži ili u potpunosti ne dozvoli operacija srca, saznaćemo od dr Jelene Crnobrnje, pulmologa sa Instituta za plućne bolesti Vojvodine u Sremskoj Kamenici.

Procena hirurške operabilnosti – da li je pacijent kandidat za operaciju?

Testovi plućne funkcije su dijagnostički postupci koji omogućavaju praćenje razvoja plućnih oboljenja, izbor terapije i kontrolu njenih efekata, procenu hirurške operabilnosti kao i procenu radne sposobnosti. U testove spadaju spirometrija, telesna pletizmografija, merenje kapaciteta difuzije, gasna analiza krvi i testovi opterećenja (ergospirometrija).

U toku disanja zapremina pluća se neprestano menja. Plućni volumeni su najmanji delovi ukupne zapremine pluća, a zbir dva ili više volumena su plućni kapaciteti. Oni su funkcio - anatomska mera plućnih prostora i mere se nezavisno od vremena pa se nazivaju statičkim parametrima ventilacije.

U statičke plućne volumene i kapacitete spadaju:

• Disajni volumen (TV, Tidal volumen) zapremina vazduha koja se udahne ili izdahne u toku mirne respiracije
• Ekspiratorni i inspiratorni volumeni (ERV i IRV) maksimalna zapremina vazduha koja se može izdahnuti i udahnuti nakon nakon normalnog izdaha i udaha
• Rezidualni volumen (RV) zapremina vazduha koja ostane u plućima nakon maksimalnog izdaha i koja se ne moze izdahnuti nikakvim naprezanjem
• Vitalni kapacitet (VC) maksimalna zapremina od maksimalnog izdaha do maksimalnog udaha
• Totalni plućni kapacitet (TLC) ukupna zapremina vazduha koja ostaje u plućima nakon maksimalnog udaha
• Funkcionalni rezidualni kapacitet (FRC ili ITGV) zapremina vazduha koja ostaje u plućima nakon mirnog ekspirijuma

Promene plućnih zapremina u odnosu sa vremenom su dinamički parametri ventilacije i zavise od otpora u disajnim putevima i elastičnosti pluća i grudnog koša. FEV1 - forsirani ekspiratorni volumen u prvoj sekundi izdaha, zdrava osoba može za jednu sekundu izdahnuti 70-80% vitalnog kapaciteta. Brzine protoka vazduha za vreme forsiranog ekspirijuma, obično se procenjuju na određenim nivoima vazduha (PEF eng. Peak expiratory Flow) najveća brzina ekspiratornog protoka, MEF₇₅, MEF₅₀, MEF₂₅  odnosno brzina protoka na 75%, 50% i 25% forsiranog vitalnog kapaciteta (FVC).

Šta je spirometrija i koji se parametri određuju?

Spirometrija je fiziološki test kojim merimo kako pojedinac udiše ili izdiše zapreminu vazduha u zavisnosti od vremena. Indikacije za izvođenje ovog testa su brojne od dijagnostike i praćenja respiratornih bolesti, preko procene preoperativnog rizika, radne sposobnosti, javnog zdravlja kao i kliničkih i epidemioloških istraživanja.

Vitalni kapacitet (VC) je zapremina vazduha koja se iz pluća izdahne maksimalnim ekspirijumom posle maksimalnog inspirijuma ili obrnutim postupkom udahne maksimalnim inspirijumom posle maksimalnog ekspirijuma.  Procesi i stanja koja najčešće dovode do smanjenja VC su restriktivni poremećaji ventilacije. To mogu biti  promene u plućnom tkivu (tumori, fibroze, emfizem, resekcije pluća), promene u pleuralnim prostoru (izlivi, vazduh, tumori), grudnom košu (prelomi rebara, deformiteti), disajnoj muskulaturi te promene koje su van grudnog koša (gojaznost, ascites, trudnoća).

VC takođe može biti smanjen i kod opstruktivnih bolesti pluća i što je bolest klinički teža toliko je njen uticaj na zapreminu vazduha veći. U dijagnostici i praćenju ovih oboljenja značajnu ulogu imaju dinamički plućni volumeni. Forsirani vitalni kapacitet (FVC) je zapremina vazduha koja se iz pluća izdahne forsiranim ekspirijumom nakon maksimalnog inspirijuma. Veličina FVC je kod zdravih osoba ista kao i kod VC, dakle restriktivni poremećaji ventilacije na njega imaju isti uticaj.

Restriktivni i opstruktivni poremećaji disanja

Uzrok većeg smanjenja FVC su opstruktivne bolesti pluća u čijoj osnovi je dinamička kompresija disajnih puteva odnosno bronhospazam. Smanjenje FVC nastaje kod snažnog ekspirijuma sa posledičnim zarobljavanjem vazduha u plućima. Najznačajniji parametar kojim procenjujemo opstrukciju u disjanim putevima je forsirani ekspirijumski volumen u prvoj sekundi (FEV1) koji zapremina vazduha koja se izdahne u prvoj sekundi forsiranog izdaha započetog iz položaja maksimalnog inspirijuma. Osnovni uzroci smanjenja FEV1 su opstrukcije u većim disajnim putevima bilo kog uzroka (spazam, edem sluznice, sekret, tumor) kao i malim disajnim putevima gde su najčešći uzročnici opstruktivne bolesti pluća (hronična opstruktivna bolest pluća i bronhijalna astma). Ono što je značajno istaći je da je FEV1 smanjen uvek i kod smanjenja VC odnosno FVC tako da se procena opstruktivnih bolesti pluća vrši odnosom FEV1/FVC koji izražen procentualno predstavlja Tiffeneau indeks. Smanjen odnos FEV1/FVC ukazuje na opstruktivne poremećaje ventilacije, a ukoliko je on u referetnom opsegu, a imamo snižene vrednosti FVC i FEV1 onda govorimo o restriktivnim poremećajima ventilacije, treća grupa poremećaja su mešoviti poremećaji koji imaju karaktersitike i restriktivnih i opstruktivnih poremećaja ventilacije.

Krivulja protok volumen je grafički prikaz odnosa maksimalne brzine protoka i volumena vazduha u toku forsiranog inspirijuma i ekspirijuma.

Na ekspiratornom delu krivulje mere se PEF (vršni ekspiratorni protok) koji se javlja u početnom delu ekspirijuma , te forsirani ekspiratorni protok na nivou 50% i 25% od FVC  FEF50 i FEF25. Na inspiratornom delu krivulje meri se forsirani inspiratorni protok na 50% (FIF 50) od FVC.

Na veličinu  PEF kod zdravih osoba deluju isti uzročnici kao i kod FVC i FEV1, ali je uticaj ekspiratorne muskulature izrazito važan. U početnom vrlo strmom delu krivulje vrh pokazuje maksimalni protok ostvaren snagom ekspiratornih mišića, dok silazni deo krivulje ukazuje na postepeno smanjivanje veličine protoka vazduha uzrokovano sve većim otporom u disajnim putevima u ekspirijumu.

U svakodnevnom radu pulmologa veoma je važna procena karakterističnog oblika krivulje. Restriktivni poremećaji ne menjaju oblik krivulje uz smanjenje uz smanjenje VC. Kod opstruktivnih poremećaja postoje promene u konkavnosti  ekspiratornog dela krivulje koje su izraženije ukoliko je veći stepen opstrukcije. U slučajevima teške opstrukcije ili gubitka elastičnosti plućnog tkiva kod emfizema naglo smanjen protok posle PEF i mali protok sve do kraja ekspirijuma daje tipičan kolapsni oblik krivulje. Zaravnjena ekspiratorna krivulja ukazuje na suženje intratorkalnih puteva, dok zaravnjenje ekspiratorne i inspiratorne krivulje u oblikuplatoa ukazuje na suženje velikih disajnih puteva.

Indikacije za testove plućne funkcije

Dakle, indikacije za ove testove su brojne, međutim uvek treba naglasiti da za izvođenje spirometrije nema apsolutnih kontraindikacija, ali su brojne relativne kontraindikacije:

• Kod kardiovaskularnih pacijenata, a posebno kod planiranih kardiohirurških operacija izuzetno je važno naglasiti da su to su sve stanja koja negativno mogu uticati na povećanje miokardnog zahteva ili promene arterijskog krvnog pritisaka povezane sa spirometrijom - infarkt miokarda (u prethodne 4 nedelje), sistemska hipotenzija i teška hipertenzija, atrijalna i ventrikularna aritmija, nekompenzovana srčana insuficijencija, nekontrolisana plućna hipertenzija, akutno plućno srce, akutna plućna tromboembolija, nesvestice povezane sa forsiranim ekspirijumom.
• Stanja koja prilikom spirometrije mogu dovesti do povećanja intrakranijalnog i intraokularnog pritiska – aneurizme, skorašnja hirurgija endokranijuma (manje od 4 nedelje), skorašnja trauma te operacije oka (manje od 1 nedelje)
• Stanja koja dovode do porasta pritiska u sinusima i srednjem uhu
• Stanja koja dovode do povećanog intratorakalnog i intraabdominalnog pritiska – postojanje pneumotoraksa, skorašnje (manje od 4 nedelje) grudne i abdominalne hirurgije te odmakle trudnoće
• Aktivne i suspektne respiratorne i sistemske infektivne bolesti kao što su su sada aktuelni COVID19 ili na primer tuberkuloza ili stanja koja predisponiraju prenošenju infekcije kao što su hemoptizije, sekrecija, krvarenje i oštećenja usne duplje i

Šta je telesna pletizmografija?

Telesna pletizmografija je pregled koji omogućava merenje plućnih volumena koji su smanjeni kod restriktivnih bolesti, odnosno povećani kod hiperinflacije pluća, kao i merenje otpora u disajnom sistemu pri mirnom disanju.

Intratorakalni gasni volumen (ITGV) predstavlja količinu vazduha koja ostane u plućima nakon mirnog ekspirijuma i sačinjavaju ga ekspiratorni rezervni volumen (ERV) i rezidualni volumen (RV) koji je volumen vazduha koji ostaje u plućima i nakon maksimalnog ekspirijuma i ne može se izbaciti forsiranim izdahom. RV je mera hiperinflacije pluća.

Totalni plućni kapacitet (TLC) je zbir svih volumena merenih u plućima. Zdrave mlade osobe imaju RV od 25-35% totalnog plućnog kapaciteta. Poremećen odnos između RV i TLC u smislu smanjenja TLC je karakteristika restriktivnih bolesti pluća. Hiperinflacija (prenaduvanost) pluća je prateća pojava opstruktivnih bolesti i destrukcije elastičnih struktura tkiva pluća.

Telesnom pletizmografijom se nezavisno od saradnje pacijenta dobija vrednost otpora u disajnim putevima (Rt) koji se matematički izvodi od vrednosti specifičnog otpora u disajnim putevima (sRt) i ITGV. Rt se definiše kao gubitak pritiska u respiratornom sistemu po jedinici protoka i vezan je prvenstveno za stanje u centralnim disajnim putevima, približno od prve do 8 generacije, dok sRt izražava u kPa i ne predstavlja otpor u klasičnom smislu, a osetljiv je na promene u malim disajnim putevima, ali sa druge strane, merenje sRt podleže značajnoj varijabilnosti jer u obzir uzima ekstremne vrednosti tokom inspirijuma i ekspirijuma.

Telesna pletizmografija  je vrlo važan test u preoperativnoj proceni iz oblasti grudne hirurgije, ali je vrlo značajan dodatni test koji daje uvid u ventilatornu funkciju respiratornog sistema i vrlo je koristan za sve pacijente koji treba da se podvrgnu hirurškom tretmanu iz oblasti grudne hirurgije ukoliko imaju pridružene bolesti respiratornog sistema u bilo kom operativnom zahvatu u opštoj anesteziji.

Kapacitet difuzije ili transfer faktor (DLCO)

Razmena respiratornih gasova u plućima zavisi od ventilacije, distribucije, cirkulacije ali od difuzije molekula kiseonika i ugljen dioksida kroz alveokapilarnu membranu.

Pri mirnom disanju udahnuti vazduh dolazi do alevolarnih duktusa, kretanje vazduha je sve sporije i postepeno prelazi u proces difuzije. Na proces difuzije najviše utiču debljina membrane, njena površina kao i krv u plućnim kapilarima.

Za merenje transfer faktora ili difuzionog kapaciteta upotrebljava se ugljen monoksid. Transfer faktor je količina ugljen monoksida koja u toku jedne minute difunduje kroz alveokapilarnu membranu pri razlici parcijalnih pritisaka ovog gasa sa obe strane membrane od 1 kPa. Metoda koja se najčešće koristi je metoda jednog udaha (single breath). Smanjen DLCO se je karakteristika emfizema, intersticijalnih bolesti pluća, bolesti plućnih krvnih sudova (mitralna stenoza, kardiomiopatija, plućni edem), kod bolesti levog srca sa stazom u plućima (mitralna stenoza, kardiomiopatije, plućni edem). Normalan DLCO se sreće kod astme, hronične opstruktivne bolesti pluća, bolesti zida grudnog koša, bolesti pleure. Povećan DLCO se sreće kod krvarenja u plućima, kod intarkardijalnih levo desnih šantova (defekt atrijalne i ventrikularne pregrade), policitemije.

Gasna analiza krvi – vrlo važna, a često pogrešno interpretirana analiza

Osnovna funkcija plućne gasne razmene je regulacija acidobaznog statusa i  obezbeđenje dovoljnih količina kiseonika za potrebe organizma i eliminaciju ugljen dioksida koji je produkt metaboličkih procesa. 

Stanje u kom disanjem ne možemo da obezbedimo normalan nivo respiratornih gasova u arterijskoj krvi je respiratorna insuficijencija. Uzroci respiratorne insuficijencije mogu da budu bolesti i povrede respiratornog centra, grudnog koša, pluća i pleure kao i neuromuskularna oboljenja.

Gasnom analizom krvi merimo tri osnovna parametra:

• pH krvi - negativni logaritam koncentracije vodonikovih jona u krvi
• PaCO₂ - parcijalni pritisak ugljendioksida u arterijskoj krvi
• PaO_{2 -} parcijalni pritisak kiseonika u arterijskoj krvi

Matematičkim analizama iz ova tri parametra dobijaju se i ostali parametri gasne analize krvi (GAK):

• SaO₂ – saturacija arterijske krvi oksihemoglobinom
• HCO₃ – bikarbonati
• CO₂ – ukupni ugljen dioksid
• BE – bazni eksces

PaO₂ je mera adekvatnosti razmene kiseonika, koji se u arterijskoj krvi prenosi u dva oblika rastvoren i kao oksihemoglobin koji je spoj kiseonika sa hemoglobinom eritrocita. Po izlasku iz pluća arterijska krv nije u potpunosti oksigenisana (95-98%). SaO₂ je procentualna vrednost oksihemoglobina (HgbO₂) od ukupnog hemoglobina. Odnos PaO₂ i SaO₂ pokazuje krivulja disocijacije oksihemoglobina iz koje se vidi afinitet Hgb prema kiseoniku.

Koncentracija respiratornih gasova u arterijskoj krvi ukazuje na delovanje fizioloških mehanizama u gasnoj fazi kao i difuzionu sposobnost alveolo kapilarne membrane

Hipoksemija je sniženje kiseonika u arterijskoj krvi ispod donje granice referentnih vrednosti 9,3 kPa (70 mmHg), vrednosti opadaju sa starenjem. Saturacija hemoglobina kiseonikom smanjuje se tek kad PaO₂ padne ispod 60 mmHg, zato se smatra da je hipoksemija klinički značajna tek kad je PaO₂ u mirovanju oko 60 mmHg. Akutna respiratorna insuficijencija (ARI) nastaje kod naglog pada PaO2 ispod 6,7 kPa. Hronična respiratrona insuficijencija nastaje kod dugotrajne bolesti organa i tkiva koji učestvuju u procesu disanja i karakteriše se hipoksemijom PaO2 ispod 60 mmHg (8 kPa) ili hipoksemijom i hiperkapnijom (PaCO2 iznad 45 mmHg (6 kPa)). PaCO₂ je sa druge strane veoma senzitivan indikator funkcije plućne ventilacije. Povećanje PaCO₂ ukazuje na hipoventilaciju, a smanjenje na hiperventilaciju.

Ergospirometrija – funkcija pluća prilikom napora

Ergospirometrija predstavlja testiranje plućne ventilacije tokom fizičkog naprezanja. Za testiranje se koriste biciklergometri ili taka za hodanje. Pluća poseduju velike funkcionalne i regulacione rezerve. Povećan mišićni rad dovodi do povećanja metabolizma koji se može manifestovati poremećajima gasne razmene koji su latentni u mirovanju. Parametri koji se dobijaju ovim testovima su minutna ventilacija (MV), disajni volumen (TV), maksimalna voljna ventilacija (MVV), potrošnja kiseonika (VO₂), produkcija ugljen dioksida (VCO₂), PaO_2, PaCO₂, pH, alveolno arterijski gradijent (PO2 A-a).

Kada postoje poremećaji ventilacije ergospirometrija ukazuje na povećan disajni rad sa neadekvatnim poboljšanjem ventilacije, povećanu potrošnju kiseonika i povećano stvaranje CO2, pad alveolarnog i arterijskog O₂ i porast alveolarnog i arterijskog CO2.

Testovi opterećenja su apsolutno kontraindikovani kod pretećeg ili postojećeg infarkta miokarda, nestabilne angine pektoris, srčane insuficijencije, akutnih infektivnih oboljenja i plućnih oboljenja. Relativne kontraindikacije su atrijalna fibrilacija i flater, AV blok II i III stepena, hipertireoidizam, uzmerinost ispitanika.

Testovi plućne funkcije u preoperativnoj proceni

Testovi plućne funkcije u proceni perioperativnog rizika u hirurgiji se koriste decenijama unazad. Međutim, u realnosti mnoge studije koje su se bavile ovom temom dovode u pitanje da li su one baš uvek korisne i pokušavaju da procene koliki je odnos njihove koristi ali troškova koje zahteva njihovo sprovođenje. Brojna sprovedena ispitivanja su pokazala da u odnosu spirometrijskih vrednosti i perioperativnih plućnih komplikacija one ne mogu zameniti informacije koje se mogu dobiti anamnezom, fizikalnim pregledom i radiogramom grudnog koša. Testove plućne funkcije ne treba u preoperativnoj proceni raditi rutinski, naročito kod operacije koje ne zahvataju abdominalnu i grudnu duplju. Stavovi su, međutim, drugačiji kod hirurgije gornjeg abdomena i grudnog koša.

Prema preporukama Društva torakalnih hirurga koje su revidirane u julu ove godine pre kardiohirurgije ne postoji potreba za ispitivanjem plućne funkcije kod pacijenata kod kojih postoji odsustvo respiratornih simptoma. Testovi plućne funkcije mogu biti od pomoći u proceni rizika kod kardiohiruških operacija, ali pacijenti bez plućnih bolesti verovatno neće imati koristi od ovih testova, dok bilo kakvo prisustvo simptoma koje su respiratorne prirode, a koji se prepisuju srčanom oboljenju trebalo bi da budu procenjeni testovima plućne funkcije.

Hronična opstruktivna bolest pluća (HOBP) je vrlo često oboljenje u opštoj populaciji tako da postoji velika verovatnoća potcenjivanja prisustva ove bolesti i kod kardiohirurških bolesnika.

U proseku jedna četvrtina kardiohiruških pacijenata daje anamamnestički podatak o prisustvu HOBP. Kod planirane neresektivne torakalne hirurgije kao što je i kardiohirurgija, za visokorizične pacijente se smatraju oni sa FEV1 manjim od 1l ili manjim od 60% od predviđenog, FVC manjim od 1,5 l ili DLCO koji je manji od 60%.

Odabrani komorbiditeti pa tako i hronična opstruktivna bolest pluća uključeni su u aktuelne rizik skorove za procenu perioperativnog rizika u kardiohirurgiji kao što su skor društva toralanih hirurga (STS) kao i Evropski sistem za procenu srčanog operativnog rizika (EuroSCORE), ali za sada na osnovu anamnestičkih podataka o bolesti pluća i bez ikakave procene težine bolesti. Dakle na budućim istraživanjima ostaje da se utvrdi da li parametri spirometrije treba da budu sastavni deo ovih skoring sistema.

Pogledajte još…

• Značaj unosa adekvatne količine soli kod kardiovaskularnih bolesnika

• Rani simptomi infarkta miokarda

• Hirurgija aortnog zaliska kroz mali rez

• Razlika između respiratora i ECMO uređaja