Dechový cyklus člověka
Dýchání je proces, při němž dochází k výměně plynů (zejména kyslíku a oxidu uhličitého) mezi organismem a jeho externím prostředím. Nádech a výdech pak tvoří dechový cyklus, který se opakuje zhruba šestnáctkrát za minutu, a to v bdělém stavu, ale i v noci, když člověk spí. Během dýchání tak dochází k ventilaci, díky které je čerstvý vzduch neustále v kontaktu s povrchem dýchacího orgánu.
Při jednom nádechu je do plic přiváděno průměrně půl litru čerstvého vzduchu, který obsahuje asi 21 % kyslíku a zhruba 0,04 % oxidu uhličitého. Při výdechu pak z plic také odchází půl litru vzduchu, ale zastoupení jednotlivých složek se zde mění na 15 % kyslíku a 4,5 % oxidu uhličitého.
Kyslík umožňuje buňkám účinnější získávání energie ze živin a na jeho nedostatek nejcitlivěji reaguje nervová soustava. Oxid uhličitý naopak představuje odpadní produkt metabolismu. Zatímco při nedostatečném dýchání dochází k překyselení organismu, což se označuje jako acidóza, příliš intenzivní vylučování oxidu uhličitého plícemi naopak vede ke vzniku respirační alkalózy.
Co je spirometrie?
Spirometrie je fyziologický test měřící objem vzduchu, který pacient vdechuje nebo vydechuje v závislosti na čase. Představuje jednu ze základních interních vyšetřovacích metod, kam se dále řadí měření krevního tlaku nebo třeba záznam EKG. Stejně jako v případě těchto testů jde o poměrně nenáročné a nebolestivé fyziologické vyšetření.
V rámci spirometrie se lékaři soustředí hned na několik faktorů, přičemž k základnímu vyšetření patří měření statických i dynamických parametrů. V rámci těch statických (klidových) se jedná o různé objemy a kapacity respiračního systému (dechový objem, vitální kapacita a podobně), u těch dynamických pak jde o průtoky či objemy při maximálně usilovném dýchání (minutová ventilace…).
Jaké parametry spirometrie zkoumá?
- exspirační vitální kapacita,
- inspirační vitální kapacita,
- usilovná vitální kapacita,
- vrcholový výdechový průtok,
- usilovně vydechnutý objem vzduchu za 1 sekundu,
- maximální průtoky vzduchu v různých úrovních usilovné vitální kapacity.
Protože i po maximálním výdechu zůstane v plicích nějaký vzduch, což se odborně označuje jako reziduální objem, lékaři nejsou schopní pomocí spirometrického vyšetření určit celkovou kapacitu plic. Pokud tuto informaci z nějakého důvodu potřebují, je nutné doplnit spirometrii o další testy, jako je například celotělová pletysmografie.
Kdy se spirometrie provádí?
Pacienty většinou nejvíce zajímá, proč se používá test spirometrie a jaká onemocnění je možné s jeho pomocí odhalit. Lékař toto vyšetření indikuje především u osob, které trápí respirační potíže, jako je dlouhotrvající kašel, dušnost nebo bolest na hrudi. Někdy je pak důvodem opakované spirometrie také astma, které pacientovi znemožňuje normální fungování.
Vyšetření měřící objem vdechovaného a vydechovaného vzduchu se dále provádí u pacientů trpících jakýmkoliv onemocněním plic. Lékařům totiž dokáže hodně napovědět o tom, s jakým stupněm postižení plicních funkcí se potýkají. Kromě toho pak spirometrie poskytuje také komplexní pohled na systémové choroby, jako je revmatoidní artritida, systémový lupus erythematodes či systémová sklerodermie.
Z hlediska ventilace existují dva druhy onemocnění, která od sebe spirometrie dokáže účinně odlišit. Jedná se o poruchy restrikční, kam patří například plicní fibróza, kdy jsou objemy plic menší, ale rychlost výdechu zůstává normální. V rámci obstrukčních poruch, jako je astma, chronická bronchitida nebo chronická obstrukční plicní nemoc, dochází k zúžení dýchacích cest, zhorší se průtok a následně i ventilace, takže je maximální výdechová rychlost nízká.
Spirometrie dále slouží k monitorování účinnosti léčby plicních nemocí, používá se pro detekci nežádoucích efektů léků a chemických látek, které toxicky působí na plicní tkáň, a pomáhají lékařům odhadnout prognózu respiračních onemocnění. Navíc se provádí také v rámci obecného předoperačního vyšetření (hlavně u specifických operací nebo u operací kuřáků a pacientů trpících respiračními obtížemi).
Indikace k provedení spirometrie
- plicní onemocnění,
- chronický kašel a dušnost,
- recidivující respirační infekce,
- astma,
- výrazná obezita,
- deformity hrudníku,
- operace hrudníku,
- operace břicha,
- plicní resekce (odstranění plicní tkáně),
- neuromuskulární onemocnění,
- dlouhotrvající anestezie,
- laboratorní anomálie,
- vyšší věk pacientů (nad 70 let),
- kouření (více než 20 cigaret denně).
Kromě výše zmíněných důvodů, proč se ke spirometrii přistupuje, může lékař doporučit toto vyšetření také pro posudkové účely (lázně, rehabilitace, pracovní schopnosti) a používá se také před nástupem do rizikových profesí. V neposlední řadě pak lékaři pomocí tohoto vyšetření zkoumají veřejné zdraví (epidemiologické studie) a často slouží i ke klinickému výzkumu.
A kdy se naopak spirometrie neprovádí? Mezi kontraindikace se v tomto případě řadí například závažné infekční onemocnění pacienta, jakýkoliv defekt v orofaciální oblasti (stavy po extrakci zubů, herpes simplex a podobně) nebo třeba cévní mozková příhoda s postižením, které znemožňuje adekvátní spolupráci pacienta s lékařem.
Spirometry
Přístroj, pomocí kterého je možné účinně změřit jednotlivé ventilační parametry, se nazývá spirometr. Pacient do něj postupně dýchá, čímž roztáčí malou turbínu, která je uložená uvnitř. Kromě toho může být ve spirometru přítomná také síťka, kterou vzduch vytváří tlak přímo úměrný jeho objemu.
Díky tomu, že přístroj měří také čas, jsou lékaři schopní odhalit rychlost proudu vzduchu či závislost průtoku vzduchu dýchacími cestami na objemu plic. Jelikož v dnešní době existují nejen stolní, ale také kapesní spirometry, je měření navíc snadno proveditelné i pro praktické lékaře nebo pro samotné pacienty, kteří přístroj mohou dle instrukcí použít sami.
Podstoupili jste někdy spirometrii?
Co dělat před vyšetřením?
Chystáte se podstoupit spirometrii? Pak mějte na paměti, že se nemusíte předem nijak speciálně připravovat, ale měli byste se řídit pokyny svého ošetřujícího lékaře. Před vyšetřením nekuřte a nejezte těžko stravitelná jídla. Ranní dávku bronchodilatancií vynechte, nebo po jejich užití v žádance tuto skutečnost vyznačte.
Spirometrie se neprovádí po invazivních vyšetřovacích metodách, jako je například fibroskopie nebo rektoskopie. Chystáte-li se na vyšetření, nezapomeňte si na sebe obléknout něco pohodlného, v čem se vám bude volně dýchat (tedy žádný utažený pásek ani stahující spodní prádlo), a pokuste se během cesty do ordinace příliš nezadýchat.
Jak probíhá spirometrie?
Vyšetření se obvykle provádí vsedě, přičemž pacientovi je na nos upevněn kolíček, jenž zamezí dýchání nosem, a do úst mu lékař vloží speciální náustek, skrze který pak vdechuje a vydechuje. Aby ovšem byl prováděný test úspěšný, pacient musí s lékařem spolupracovat a dýchat do přístroje přesně podle jeho pokynů, nebo případně podle pokynů zdravotní sestry.
Zpočátku se většinou provádí tři normální nádechy a výdechy. Poté lékař pacienta požádá o maximální nádech a maximální výdech, což znamená, že je nutné se co nejvíce zhluboka nadechnout a poté co nejprudčeji vydechnout, aby z plic odešlo co největší množství vzduchu. Dalším úkolem, který lékař pacientovi uloží, pak může být co nejusilovnější dýchání po dobu 15 sekund.
Vyšetření obvykle trvá 5–10 minut, přičemž proces nadechování a vydechování je někdy nutné opakovat z důvodu náhlého kašle či nedodechnutí, což zkresluje výsledky měření. Nádechy a výdechy se přitom zaznamenávají do počítače ve formě grafů a sloupků čísel.
Spirometrii mohou podstoupit také těhotné ženy nebo děti. Pro ty jsou k dispozici různé počítačové animace, které podporují lepší spolupráci malých pacientů s lékařem. Děti se přitom nesnaží pouze o maximální výdech, ale mohou sfoukávat také hořící svíčky, což je pro ně zábavnější.
Hodnoty spirometrie
Cílem vyšetření je odhalit příčinu respiračních obtíží a zjistit, zda jsou dýchací cesty pacienta normálně průchodné. Jaké má spirometrie výsledky, lékař zjistí hned na místě. Výstupem vyšetření jsou totiž dva grafy, z nichž jeden ukazuje objem plic v závislosti na čase a druhý sleduje závislost průtoku vzduchu dýchacími cestami na objemu plic.
V rámci spirometrie se v první řadě provádí vyšetření klidových objemů a plicních kapacit. Spirometr v takovém případě vykáže křivku objem/čas. Mezi zkoumané parametry se pak řadí:
- VT – objem vzduchu vdechnutý či vydechnutý jedním normálním vdechem nebo nádechem,
- ERV – exspirační rezervní objem,
- IRV – inspirační rezervní objem,
- VC – vitální kapacita,
- IC – inspirační kapacita,
- df – dechová frekvence neboli počet dechů za 1 minutu.
Dále lékaři provádějí vyšetření usilovaného výdechu a nádechu. Výsledky poté mohou vyčíst ze dvou křivek, které ukazují průtok/objem a objem/čas. Zkoumané parametry tentokrát zahrnují:
- FVC – maximální objem vzduchu, který lze po maximálním nádechu prudce vydechnout,
- FEV1 – objem vzduchu vydechnutý po maximálním nádechu s největším úsilím během 1 sekundy,
- FEV1/VC – Tiffeneaův index,
- PEF – nejvyšší průtok na vrcholu usilovného výdechu,
- PIF – maximální průtok, kterého bylo dosaženo na vrcholu nádechu,
- FEF – usilovné exspirační průtoky na různých úrovních již vydechnuté FVC,
- MEF – maximální výdechové průtoky na různých úrovních FVC, kterou je stále nutné vydechnout (MEF25, MEF50, MEF75).
Podle tvaru křivek a zaznamenaných hodnot dokáže lékař orientačně stanovit obstrukci dýchacích cest a míru ventilační poruchy, která pacienta trápí. Je tedy schopný říct, s jakým konkrétním plicním onemocněním se člověk potýká, zda něco brání vykonání doporučené operace nebo jak se pacientův stav postupem času vyvíjí.
Důležitým zdrojem informací je pro lékaře hlavně inspirační rezervní objem (IRV), který udává, kolik vzduchu může pacient po normálním vdechu ještě do plic přijmout. Druhým zajímavým údajem je exspirační rezervní objem (ERV), jenž určuje, kolik vzduchu může pacient po normálním výdechu ještě vydechnout. Tyto objemy pak lidský organismus využívá při jakékoliv zvýšené zátěži.
Různé dechové objemy lékaři dále sčítají v kapacity. Zkoumá se například vitální kapacita plic (VC), která představuje součet dechového objemu, inspiračního rezervního objemu a exspiračního rezervního objemu, nebo celková kapacita plic, která je součtem vitální kapacity a reziduálního objemu. Ten je ovšem spirometrem nezměřitelný.
Stejně důležitá je pak i jednosekundová vitální kapacita, která určuje, kolik procent vitální kapacity je pacient schopný vydechnout během jediné sekundy. Zatímco u zdravých lidí se tato hodnota pohybuje nad 80 %, u pacientů trpících respiračními obtížemi a plicními chorobami bývá nižší. Rovnoměrné snížení FEV1 a VC pravděpodobně signalizuje pokles vitální kapacity, hodnoty FEV1/VC pod 70–75 % pak obvykle značí obstrukční ventilační poruchu.
Jaké má spirometrie normální hodnoty?
Ačkoliv je spirometrie vyšetření, které je pro všechny pacienty prakticky stejné, jednotlivé hodnoty je nutné hodnotit na základě několika specifických parametrů. Důležitý je věk pacienta, jeho pohlaví, výška a hmotnost. Mladý muž, který často sportuje, totiž zcela jistě bude mít jiný dechový objem než obézní seniorka, která tráví většinu času na lůžku.
Spirometrie: správné hodnoty
| Ženy | Muži | |
| Klidový dechový objem | 0,5 litru | 0,6 litru |
| Inspirační dechový objem | 2,9 litru | 3,2 litru |
| Exspirační dechový objem | 1,6 litru | 1,8 litru |
| Reziduální objem | 1,2 litru | 1,4 litru |
| Vitální kapacita | 4 litry | 5,6 litru |
| Celková plicní kapacita | 5,2 litru | 7 litrů |
| Funkční reziduální kapacita | 2,8 litru | 3,2 litru |
Zdroje: pneumologie.cz, wikiskripta.eu, vysetreni.vitalion.cz