- 폐활량 및 정적 폐용적
-RV(residual volume): 잔기량
-IRV(inspiratory reserve volume): 흡기 예비기량
-ERV(expiratory reserve volume): 호기 예비기량
-VC(vital capacity): 폐활량
-IC(inspiratory capacity): 흡기용량
-FRC(functional residual capacity): 기능성 잔기용량, chest wall의 compliance와 lung elastic recoil이 같아서 평형을 이루는 lung volume
-TLC(total lung capacity): 총폐용량
-TLC=IC +FRC=VC +RV
-RV은 spirometry만으로는 측정 불가능
- 최대 노력성 호기곡선(maximal-effort expiratory spirogram)
a. 노력성 폐활량(forced vital capacity, FVC)
-제한성폐질환의 지표
b. 1초간 노력성 호기(forced expiratory volume at 1sec, FEV₁)
-폐쇄성폐질환의 지표
c. FEV₁/FVC
d. 노력성 호기 중간유량(forced mid-expiratory flow, FEF25~75%)
-노력성 호기량의 중간부분 50%의 평균속도(maximal mid-expiratory flow rate)
-환자의 노력과 가장 관계없는 부분
-small airway dz의 조기 진단에 민감
-정상인에서도 많은 변이성을 보이므로 재현성은 떨어짐
e. 최대 호기유속(peak expiratory flow rate, PEFP)
-곡선에서 가장 경사가 가파른 부분
-central large airway 폐쇄시 이상소견을 보임
- 최대 환기량(maximal voluntary ventilation, MVV)-환자가 자발적인 최대 노력으로 1분간 호흡할 수 있는 기량
-운동능력 및 수술전후의 평가에 이용
- 사강(dead space)
-PaCO₂: arterial CO₂tension
-PeCO₂: mean expired CO₂tension
-정상인의 anatomical dead space 호흡량은 TV의 약 30%(1회 호흡량의 70%만 alveolar zone에 도달)
-physiologic dead space: 혈류가 흐르지 않는 폐포 공간(TV의 약 36%)
- PFT에 의한 환기장애 분류
-제한성 환기장애: FEV₁/FVC 증가, FVC가 주로 감소
- 폐질환 분류
-restrictive(parenchymal): sarcoidosis, idiopathic pulmonary fibrosis, hypersensitivity pneumonitis, pneumoconiosis, ARDS, ILD
-restrictive(extraparenchymal): neuromuscular dz(diaphragmatic weakness, MG, Guillain-Barre syndrome, cervical spine injury), chest wall dz(kyphoscoliosis, obesity, ankylosing spondylitis)
2. 유량기량 곡선(flow-volume curve)
-obstructive: 호기 시 곡선이 오목, 최대 호기유량 감소, FEF50% 크게 감소
-restrictive: 폐활량이 주로 감소하고, 유량은 별로 감소하지 않기 때문에 키가 크고 폭이 좁은 모양
-호기시 초반부 25%: 환자의 노력에 많은 영향을 받음
-호기시 후반부 75%: 환자의 노력과 관계없이 폐의 물리역학적 특성에 의해 결정(재현성 높고, 소기도의 초기 병변에 예민)
-fixed obstruction: 압력 차이에 영향을 받지 않으므로 호기와 흡기 시 모두 plateau 발생(예:tracheal stenosis, thyroid ca., bilateral vocal cord palsy)
-variable extrathoracic obstruction: 호기 시에는 내경이 확장되어 유량에 이상이 없으나, 흡기 시에는 대기압에 비해 상기도 압력이 낮아지기 때문에 상기도 내경이 좁아져서 plateau가 발생(예: croup, laryngitis, tracheal malacia, laryngeal or tracheal trauma)
-variable intrathoracic obstruction: 흡기 시에는 흉곽 내압이 음압이 되어 기도폐쇄 부위가 확장되어 유량에 이상이 없으나, 호기 시에는 반대로 plateau가 발생(예: COPD, bronchial asthma)
3. 폐용적의 측정
-RV 측정
-불활성 가스 방법
-체적변동 기록법(body plethysmography): 정확, compliance도 구할 수 있음
-면적 측정법
4. 기도저항
-생리학적인 실제 기도저항치를 측정하는 것(대개 체적변동기록법을 이용)
-R=∆P(대기압-alveolar pressure)/flow
-말초 소기도를 주로 침범하는 COPD의 초기진단에는 예민하지 못하고, 심한 만성기관지염이나 천식의 진단 및 경과 판단에 이용 가능
-임상에서 폐쇄성 폐질환의 진단 및 severity 판단은 보통 노력성 호기유량곡선을 이용
5. 폐탄성(lung compliance)
-폐의 distensibility(확장성)을 표시하는 지표로 elastic property의 기능
-정의: transpulmonary pressure 변화에 따른 폐용적의 변화
-transpulmonary pressure = alveolar pr.-pleural pr. = 구강압-식도내압
- 정적 폐탄성(static lung compliance)
-폐용적의 차이에 의한 변동을 없애기 위해 compliance/FRC로써 나타냄
-정적 폐탄성=TV/inspiratory plateau pr.
-증가: emphysema
-감소: 폐부종, 무기폐, 폐렴, restrictive lung dz.
- 동적 폐탄성(dynamic lung compliance)
-흡기말과 호기말의 폐용적 차이를 transpulmonary pressure로 나눈 것
-frequency dependent lung compliance또는 effective respiratory system compliance라고도 부름
-정상인에서는 호흡횟수를 증가시켜도 동일하게 유지
-기도폐쇄가 있는 경우에는 호흡횟수를 증가시킬수록 감소
-폐쇄성 폐질환의 폐에서는 폐의 균질성이 변화하여, 호흡이 빨라지면 폐의 일부분에서는 공기의 출입이 늦어져 폐용적의 변화가 적어지고 따라서 동적폐탄성이 감소됨
6. 폐쇄용적(closing volume)
-single breath N₂washout curve: RV까지 숨을 내쉰 다음, 100% O₂를 총폐용량까지 1번 흡입한 후, 서서히 숨을 내쉬면서 구강에서 N₂농도를 측정하여 그래프를 그린 것
-1단계: 상기도 내의 100% O2만 나옴
-2단계: dead space +alveolar air(서서히 N2 농도가 증가)
-3단계: 상부/하부 alveolar air가 동시에 배출되어 일정한 농도 유지
-4단계: 하부의 기도가 폐쇄(하부의 흉막강압이 상부보다 높기 때문), 상부에서만 N2 배출(고농도의 N2)
-CV: 기도폐쇄가 일어나는 폐용적(4단계의 시적점), small airway obstruction 시 CV 증가
-CV이 증가하는 경우: 폐기종, 천식, 기관지염, 흡연, 노인, CHF(평상 호흡시에도 하부기도의 폐쇄가 일어나 V/Q mismatch 초래)
- 가스 교환의 장애
-폐포까지 신선한 공기를 적절히 공급하는 것(환기, ventilation)
-적절한 혈액의 순환(관류, perfusion)
-폐포와 모세혈관 사이에서 가스의 원활한 이동(확산, diffusion)
-폐포 가스와 모세혈관 혈액 사이의 적절한 접촉(ventilation-perfusion matching)
2. Oxyhemoglobin dissociation curve
-shift to right: 온도 증가, pH 감소, PaCO₂증가, 2,3-DPG 증가, 빈혈, 저혈압, 고지대
-shift to left: 온도 감소, pH 증가, PaCO2 감소, 2,3-DPG 감소, abnormal Hb, CO 중독
-2,3-DPG(diphosphoglycerate): O2보다 Hb에 대한 결합력이 커서 증가하면, Hb의 산소친화도를 감소시켜, O2는 Hb에서 해리되어 조직으로 공급
-Bohr's effect: PaCO₂가 증가하면 곡선이 오른쪽으로 이동
-Haldane effect: CO₂해리곡선은 HbO₂가 많이 형성될수록 오른쪽으로 이동
-혈액내에서의 O2 운반: Hb(97%), dissolved state(3%)
-혈액내에서의 CO2 운반: Hb(20~30%), HCO3(60~70%), dissolved state(7~10%)
3. Pulse oxymetry
-cutaneous arterial blood에서 산소 포화도(oxygen saturation, SaO₂)를 구함
-원리: oxygenated Hb과 total Hb를 측정하여 oxygenated Hb%을 계산
-60mmHg 이상의 PaO2에서는 PaO2의 변화를 정확히 반영하지 못함
-PaO2와 SaO2의 관계는 온도, pH, 2,3-DPG 등의 영향을 받음
-cutaneous perfusion 감소시 측정이 어렵거나 불가능할 수 있음(예: low CO, vasoconstriction)
-carboxyHb, metHb 등은 측정하지 못함
4. Alveolar ventilation
-PaCO₂가 가장 잘 반영
-PaCO₂=0.863*VCO₂/Va
-VCO₂: 분당 체내 CO₂생성량
-VA: 폐포 환기(alveolar ventilation)
5. Arterial hypoxemia의 evaluation
- 저산소혈증의 기전
-폐포 환기 저하(hypoventilation)
-단락(shunt)
-환기-관류 불균형(V/Q mismatching)
-확산장애: 대부분 V/Q mismatching을 동반
- 감별진단
-hypoventilation: respiratory drive 감소, NM dz
-다음 (A-a)DO₂확인
-Alveolar-arterial O₂difference=PAO₂-PaO
-PAO₂=150-1.25*PaCO₂(이상적 조건)
-(A-a)DO2=150-1.25*PaCO2-PaO2
-정상치 15mmHg 이하(30세 이하), 10년마다 3씩 증가, 노인에서는 30까지도 가능
-(A-a)DO₂증가: shunt, V/Q mismatching, diffusion 장애
-(A-a)DO₂정상: low inspired PO₂, hypoventilation(PaCO2는 증가)
- shunt
-O₂supply로 교정 안 됨!
-예: atelectasis(ARDS), intraalveolar fluid filling(ARDS, CHF, 폐렴), 선천성 심장병, pulmonary arteriovenous shunt
- V/Q mismatch
-high V/Q area(high PaO₂)에서의 혈류와 low V/Q area(low PaO₂)에서의 혈류가 합쳐져서 arterial hypoxia를 일으킴
-O₂supply로 교정됨
-예: 천식, COPD, ILD, 폐렴, pul. embolism
-apex로 갈수록 V/Q ratio 증가(ventilation에 비해 perfusion이 더 많이 하강)
-apex로부터의 혈액이 base로부터의 것보다 PO₂높고, PCO₂낮다
-저산소증이 혈관에 미치는 영향: 전신혈관은 확장, 폐혈관은 수축
6. 폐확산능(Diffusing capacity, DLCO)
-확산: 높은 농도에서 낮은 농도로 분자의 수동적 이동
-주로 0.3% CO 가스를 이용하여 측정
- 영향을 미치는 인자
-alveolar-capillary barrier thickness
-pul. capillary blood volume
-degree of V/Q, pulmonary edema
-hemoglobin level
- 감소하는 경우
-emphysema: alveolar wall의 파괴로 인한 surface area 감소에 의해
-pul. vascular bed의 volume 및 단면적 감소: primary pu. HTN, pul. embolism, pul. vascular dz
-membrane change: intraalveolar filling: 폐렴, 폐부종, ARDS 등
-폐절제술 후, 빈혈 등
- 증가하는 경우
-pul. capillary blood volume 증가하는 경우: CHF(초기), MS, ASD
-alveolar hemorrhage: alveolar lumen 내의 RBC에 CO가 결합(예: Goodpasture's syndrome)
-천식
-polycythemia
-운동, 비만, 임신, supine position
- 노인에서의 폐기능 변화
-원통형 가슴과 동반된 흉벽 강직성의 증가
-호흡근의 약화로 인한 근력 저하
-증가: FRC, RV, (A-a)DO₂
-감소: TLC, VC, 폐확산능, FEV₁
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