Protokoly k praktickým cvičením z fyziologie. v II. blok. 5. Kompártmenty 6. EKG 7. Fyziologie dýchání 8. Shrnutí krev a krevní oběh

Protokoly k praktickým cvičením z fyziologie.

v. 2014.050

II. blok 5. Kompártmenty 6. EKG 7. Fyziologie dýchání 8. Shrnutí krev a krevní oběh

Své připomínky a náměty nám můžete sdělit také prostřednictvím web fóra na stránce ústavu. © Physiology 2014 51 fyzi-web.lf1.cuni.cz


Jméno: Kroužek:

v. 2014.050

Příjmení: Skupina: A, B, C, D

5. Kompártmenty

Požadované znalosti: přednášky „Kompartmenty I a II“ kursu 00030 – Fyziologie1.

5.1. Úvod Definice kompartmentu (Shepard 1947): Kompartmentem rozumíme určité množství látky, které má v daném distribučním prostoru stále stejnou a rozlišitelnou kinetiku transportu nebo transformace. Tato látka musí být v daném distribučním prostoru rovnoměrně rozptýlena. Kompartment je dynamickým systémem se všemi jeho atributy. Vytváří modelovou představu o kinetice a transportu určité agregace obecných entit (např. molekul, koloidních částic, tepla ap.), které jsou rovnoměrně rozptýleny v určitém distribučním prostoru. Interakci kompartmentu s jeho okolím (např. jinými kompartmenty v témže či jiném distribučním prostoru) zajišťují jeho vstupy a výstupy. V praktickém cvičení se zaměříte na několik problémů, souvisejících s distribucí léků v organismu a s výhodou k tomu využijete právě teorii kompartmentů. Zjistíte, že po několika málo úskalích, představujících známé matematické formulace, získáte zajímavé výsledky. Ty názorným způsobem vybudují základní představu o distribuci farmak, závisející na typu sledovaného léku, a s ním souvisejících fyziologických dějích. Sledujeme tedy dynamické chování vhodně zvoleného systému a klademe si v této souvislosti několik otázek: 1. Lze nějakým kompaktním (nejlépe matematickým způsobem) popsat vztah mezi chováním sledovaného kompartmentu a jeho okolím (působením vstupů a výstupů)? Můžeme tedy nějakým způsobem popsat děje, vyjadřující distribuci sledovaného léku v organismu? 2. Existují nějaké veličiny, které charakterizují vnitřní dynamiku kompartmentu?

vstupy P2 P1

incomes Pm

k2 …

gift

k2 …

km

k1

km

k1 system of interest Q(t)

výstupy

lottery

job

k’1 …

my bank balance $$$ k’n

spendings

… Obr.5.1. Chování kompartmentu látky Q(t) resp peněz $$$ V obou případech je odpověď jednoduchá. Na přednáškách byla odvozena a ve studijních materiálech je uvedena lineární diferenciální rovnice prvního řádu, která popisuje chování kompartmentu látky Q(t), závislé na m-vstupních veličinách (látkách) Pi a n- výstupních veličinách (obr. 5.1). j i dQ(t )   K i Pi (t )   K ' j Q(t ) dt 1 1

5.1



v. 2014.050

zde znamenají: Ki – rychlostní konstantu i-tého vstupu kompartmentu K‘j – rychlostní konstantu j-tého výstupu kompartmentu Uvědomte si především, že levá část této rovnice obsahuje z gymnázia známou první derivaci veličiny Q(t) podle času. Znáte však také jinou, dnes pro nás mnohem důležitější prezentaci. Ona zmíněná derivace totiž vyjadřuje okamžitou rychlost změny velikosti kompartmentu Q(t); říká tedy, jak rychle se vlivem vstupů a výstupů (rychlostních přítoků a odtoků, vyjádřených na pravé straně rovnice (5.1)), sledovaný kompartment látky Q zvětšuje či zmenšuje. V konkrétních aplikacích (pro zcela určité hodnoty počtu vstupů m a počtu výstupů n) má tato diferenciální rovnice přirozeně jednodušší tvar, daný počtem vstupů a výstupů. Důležitou veličinou v rovnici (4.1) jsou rychlostní konstanty Ki, jejichž fyzikální rozměr je [Ki] = s-1. Vyjadřuje dobu, za kterou přiteče (odteče) do (z) kompartmentu jednotkové množství látky. Teorie kompartmentů pracuje převážně s rychlostními konstantami, o kterých se předpokládá, že jejich hodnoty jsou předem známy. Farmakokinetika s oblibou používá tzv. časovou konstantu , která souvisí s rychlostní konstantou vztahem:  = 1/ K; [] = s

5.2

Poznamenejme ještě, že řešený problém nemusí být nutně vyjádřen v sekundách, ale vzhledem k povaze příslušné fyziologické a farmakokinetické dynamiky např. v minutách, hodinách či dnech. Pak rychlostní a časové konstanty mají přirozeně odpovídající fyzikální rozměry. Lineární diferenciální rovnice prvního řádu lze řešit v zásadě dvojím možným způsobem: 1. řešení analytické; k němu potřebujete tužku + papír a vědomosti z vyšší matematiky 2. řešení numerické; k němu potřebujete počítač a vhodný, uživatelsky příjemný program. V našem praktiku budeme aplikovat druhý z uvedených postupů, kdy použijeme k řešení příslušných diferenciálních rovnic program vytvořený pro účel našeho cvičení. Uvidíte, že zadání rovnic do tohoto programu (umíte-li ovšem rovnice sami napsat) je zcela jednoduchou a formální záležitostí. Výsledky, vyjadřující časové změny velikostí příslušných kompartmentů (znovu si uvědomte, že se tu jedná o vyšetřování vlastností dynamických systémů), pak získáme na téže obrazovce v grafické podobě.

5.1.1. Úkol 1 V našem praktickém cvičení budeme aplikovat teorii kompartmentů na zjednodušený model dynamiky léku, podaného per os. Než se však zaměříme na řešení tohoto konkrétního problému, promyslete a zaznamenejte stručně odpovědi na následující otázky (odpovědi zapište): 1. Lze využít představu kompartmentu i při popisu jiných fyziologických dějů? Jestliže ano, uveďte alespoň tři příklady. 1. 2. 3.

2.

Lze uvedenou definici kompartmentu nějak modifikovat, popřípadě zpřesnit (není tu požadavek rovnoměrného rozložení látky, tvořící kompartment, příliš silnou simplifikací)?



v. 2014.050

5.2. Čtyřkompartmentový model distribuce léku v organismu GIT a(t)

Krev K1

K2

tkáň

b(t)

c(t) K4

moč

K3

d(t)

Obr. 5.2. Čtyřkompartmentový model distribuce léku Na obr. 5.2. je zakreslen čtyřkompartmentový model distribuce léku, který po podání per os vytvořil:  v žaludku kompartment látky a (t) s počáteční velikostí a (0) nmol. l-1  v krvi kompartment látky b (t) s počáteční velikostí b (0) nmol. l-1  ve tkáních kompartment látky c (t) s počáteční velikostí c (0) nmol. l-1  v renálním systému kompartment látky d (t) s počáteční velkostí d (0) nmol. l-1 V teorii diferenciálních rovnic výše uvedené počáteční velikosti kompartmentů nazýváme počátečními podmínkami řešení příslušných rovnic (tj. hodnotami řešení v čase t = 0). Nakonec ještě dodejme, že v tomto praktiku sledujeme situaci mezi dvěma vyprázdněními močového měchýře, a proto u kompartmentu látky d(t) již neuvažujeme žádný výstup.

5.2.1. Úkol 2 Napište diferenciální rovnice, popisující dynamické chování uvedeného čtyřkompartmentového systému (z obr. 5.2.). Získáte tak tzv. matematický model sledované dynamiky. Poté bude na jeho základě třeba získat tzv. počítačový model, který by umožnil vyšetřování sledované distribuce látek (tzv. simulaci odpovídajících dynamických dějů).

Vysvětlete význam součinů typu K 1  a (t ) , K 2  b (t ) ... atd. Jaký mají tyto součiny fyzikální rozměr a co nám vzhledem k distribuci příslušného léku vyjadřují? Významm rovnic: Význam součinů:

Zatímco diferenciální rovnice popisují rychlost změny kompartmentů, klinicky zajímavé údaje budou průběhy velikostí kompartmentů v čase (zde množství léku v tělesných oddílech). Operací, která z rychlostí změny vyjádří aktuální velikost, je integrování. Povšimněme si např. první z našich rovnic:



v. 2014.050

da (t )   K 1  a (t ) dt

5.3

a upravme ji integrováním levé i pravé strany do podoby, vyjadřující již hledanou velikost kompartmentu a(t).



da (t )  dt    K 1  a (t )  dt dt

5.4

Integrování derivace, ležící na levé straně diferenciální rovnice (5.4) nečiní potíže, protože předpis (příkaz, operátor) "derivuj a současně ihned integruj" znamená, žeintegrování vás zbaví zde (na levé straně rovnice) prezentované derivace. Složitější situace nastane na pravé straně této rovnice, kde musíte integrování naznačit zapsáním operátoru "integruj"



a zajistit, aby počítač tuto integraci provedl s

předem zadanou počáteční podmínkou. Ta vyjadřuje počáteční velikost kompartmentu (máme-li příslušnou dynamiku sledovat, musíme vědět, zda nějaká látka již v daném distribučním prostoru byla a v jakém množství). Pak tedy rovnice 5.4 přejde na tvar:

a t     K 1 .a (t ) dt  a (0)

5.5

Hodnota a(0) zde představuje počáteční velikost kompartmentu a(t) v zažívacím traktu. Analogicky upravíme rovnice pro kompartmenty b(t), c(t), d(t). Nyní nám pouze zbývá takto získané vztahy, které jsou již příkazy pro provedení výpočtu, přepsat do programu pro výpočet a simulaci.

Popis uživatelského prostředí pro simulaci kompartmentových modelů: Všechny údaje se zobrazují na jedné obrazovce. Levá polovina (Input Params) slouží pro zadání rovnic a parametrů (okno Math), v pravé (Results) je graf výsledků. Pozor! Program vzkresluje výsledky ihned po učinění změny v zadání – často rychleji, než si uživatel stihne všimnout. (V jedné z úloh je tím možné snadno dojít k chybným výsledkům.)



v. 2014.050

Schéma ovládání programu Z grafického návodu na další straně by mělo být zřejmé, jak program používat (postup podle čísel). Rovnice a parametry se zapisují do oblasti Math. A to:  Levá strana (velikost kompartmentu) do pole comp.  Pravá strana (výraz k integraci) do téhož řádku v poli expression. Celý výraz bude integrován a předpis integruj se již nezapisuje.  Počáteční podmínka do téhož řádku v poli Init. Condition  Rychlostní konstanty do pole Rate Constants, v libovolném pořadí, ale vždy název a hodnotu na stejný řádek. Předpokládáme stejné rozměry pro všechny rychlostní konstanty – [h-1], není-li uvedeno jinak.

1. Check Time:  set start and end time for the simulation. PC does not know how long to calculate if nod said so . (default start=0, end=24 hr).  also step (time intervals how often the calculation is repeated) must be defined (default

2. Fill in Equations:  comp – name of the compartment, usually a, b, c, …. Max of six compartments can be defined in this model  equation – expression to be integrated to calculate respective compartment (max. of 6) 3. Set Parameters  Init. condition – size of the compartment in the beginning of simulation (“time zero”)  rate constants – names and values of respective rate constants from the eqns. (usually k1, k2, k3,…) 8 constants can be

4. Graph – see results  see the legend at top right  axes can be rescaled by directly retyping the desired value in the axis  additional display functions are available after right-clicking the graph

5. Cursor –more detailed lok at the results  allows for accurate reading data from graphs  snaps to the curves by default  additional display functions are available after right-clicking the

LOAD/SAVE  instead of typing all the values, default eqns and params can be loaded. Also custom model can be saved (in select folder only) Své připomínky a náměty nám můžete sdělit také prostřednictvím web fóra na stránce ústavu. © Physiology 2014 56 fyzi-web.lf1.cuni.cz


v. 2014.050

Rovnice 5.5 by měla být do programu pro simulaci zapsána analogicky, jak je uvedeno v prvním řádku následující tabulky. Jako počáteční podmínka je zvolena hodnota 1.5 a konstanta K1 má velikost 0.5 [h-1]. Comp a

Expression to integrate - K1 * a

Init condition 1.5

Rate constants K1 0.5

Tab. 5.1. Příklad zápisu rovnic a parametrů do simulačního programu. Příklad je vlastně jednokomparmentovým počítačovým modelem, který již lze simulovat.

Práce s modelem Vaším úkolem je vyšetření a popsání distribuce hypotetického léku. Ta bude záviset na podaném množství léku a na velikostech rychlostních konstant. Jinak řečeno: pro experimentování s modelem potřebujete měnit velikosti rychlostních konstant a velikosti počátečních podmínek. Zadané změny pak umožní zkoumat různé modifikace chování sledované dynamiky.

Režim řešení Počítač provede řešení rovnic se zadanými hodnotami rychlostních konstant i počátečných podmínek a výsledky zobrazí v grafické formě. Proveďte a dobře si prostudujte barevné označení všech veličin, jejich měřítka na osách závisle i nezávisle proměnné veličiny. Fyzikální rozměry tu nejsou uvedeny a závisí na konkrétním zadání problému, které uvedeme dále.

5.2.2. Úkol 3 - Zadání sledovaného problému Schématem na obr. 5.2. je vyjádřen čtyřkompartmentový systém, modelující distribuci léku v organismu. K němu přísluší vámi odvozené diferenciální rovnice (viz úkol 2) Předpokládáme, že podané množství léku nám vytvoří v žaludku kompartment látky o počáteční velikosti a (0). Farmakologie nám současně poskytla příslušející velikosti rychlostních konstant. Nastavte tedy následující hodnoty:

rychlostní konstanty K1 = 0,5 h-1 K2 = 0,4 h-1 K3 = 0,3 h-1 K4 = 0,5 h-1

počáteční velikosti kompartmentů a (0) = 1,5 nmol. l-1 b (0) = 0 nmol. l-1 c (0) = 0 nmol. l-1 d (0) = 0 nmol. l-1

Tab. 5.2. Vvýchozí hodnoty modelu.  

Zakreslete do grafů výsledné průběhy časových změn velikostí všech sledovaných kompartmentů. V tabulce uveďte velikosti extrémních hodnot (maxim) a okamžiky, kdy k ním došlo.

Poznámka: Všechny osy musí mít označena měřítka, názvy a fyzikální rozměry zobrazovaných veličin. Totéž platí i o tabelárních údajích!

5.2.3. Úkol 4 Nalezněte změny ve sledované dynamice, jestliže simulujete situaci nedostatečného vylučování léku ledvinami. Zjistěte a graficky vyjádřete závislosti mezi velikostmi rychlostní konstanty K4 a velikostmi extrému v krvi a tkáních. Hodnoty rychlostní konstanty volte v intervalu 0; 0.9. Poznámka: na vodorovnou osu vynášejte zvolené hodnoty rychlostní konstanty K4, na svislou osu pak odečtené velikosti extrémů v krvi a tkáních bmax, cmax. Své připomínky a náměty nám můžete sdělit také prostřednictvím web fóra na stránce ústavu. © Physiology 2014 57 fyzi-web.lf1.cuni.cz


v. 2014.050

Takto získané závislosti vám v podstatě vysvětlují působení nějakého léku, ovlivňujícího velikost rychlostní konstanty K4 (a tím dynamiku trávení) v zadaném intervalu přípustných hodnot, které hypoteticky souvisí s přípustným množstvím podaného léku. Jsou vyšetřené závislosti lineární? Účinek léku je stále stejný, zvětšuje se, nebo ustává?

5.2.4. Úkol 5 Popište, jak by se modelovala různě kvalitní funkce trávicího traktu.

5.2.5. Úkol 7 - Simulace periodického podávání léku Provedení: 1. Nastavte na modelu původní hodnoty rychlostních konstant a velikostí počátečních podmínek (viz tab 5.2.). 2.

Navrhněte systém periodického podávání léku (látky a(t)) tak, aby v tkáňovém kompartmentu po každých osmi hodinách bylo dosaženo množství c = 0,26 nmol.1-1 (± 0.01) (v praxi takto musíte udržovat účinnou koncentraci léku v cílové tkáni správně časovaným opakovaným podáváním – tento požadavek jistě znáte např. v souvislosti s podáváním antibiotik).

3.

Volte vhodnou strategii změn velikosti podávané dávky a(0) a současně respektujte nenulové velikosti kompartmentů b, c, po osmihodinovém intervalu.

4.

Výsledky vyjádřete graficky a tabelárně!

5.

Jak potom zjistíte průměrnou koncentraci látky cprům ve tkáních?

Výsledky: (grafy, tabulky)



Jméno:

................................. datum

Příjmení:

v. 2014.050

Kroužek:

Skupina: A, B, C, D

............................................................ podpis vyučujícího



Jméno:

studijní kroužek:

v. 2014.050

skupina: A, B, C, D

6. Elektrokardiologie 6.1. Elektrokardiografie (EKG) 6.2. Analýza elektrického pole srdce u člověka systémem Cardiag 6.3. Stanovení pulzní saturace arteriální (kapilární) krve kyslíkem

6.1. Elektrokardiografie (EKG) Úvod Elektrokardiografie patří již několik desítek let mezi nejběžnější a také nejcennější vyšetřovací metody v kardiologii. Nelze však nikdy zapomenout, že řada změn, které se mohou na EKG signálu objevit, je nespecifických a nemohou proto sloužit k jednoznačnému stanovení diagnostického závěru. Vždy je třeba brát v úvahu také další klinicky významné příznaky a výsledky jiných vyšetření. Během každého cyklu elektrické aktivace srdce se vytváří elektrické pole, které lze zaznamenávat systémem elektrokardiografických svodů z povrchu těla. Standardní bipolární končetinové svody I, II a III zaznamenávají rozdíly elektrických potenciálů mezi dvěma místy lidského těla (obr. 6.1). Pseudounipolární končetinové svody aVR, aVL a aVF používají jednu tzv. explorativní elektrodu a zaznamenávají rozdíl elektrického potenciálu mezi touto elektrodou a elektrodou indiferentní, která je vytvořena spojením kabelů ze zbývajících dvou končetin (tzv. Goldbergerova svorka – obr. 6.2.). Unipolární hrudní svody V1 až V6 používají jako indiferentní elektrodu svorku vytvořenou spojením kabelů ze všech tří používaných končetinových elektrod přes odpor 5 kΩ (tzv. Wilsonova svorka – obr. 6.3.).

Obr. 6.1. Uspořádání bipolárních končetinových svodů.

Obr. 6.2. Uspořádání pseudounipolárních končetinových svodů.



v. 2014.050

Obr. 6.3. Uspořádání unipolárních hrudních svodů. Srdeční myokardiální buňky po elektrickém podráždění generují akční napětí, které může být u každé buňky vyjádřeno elementárním vektorem. Sečteme-li v daném okamžiku všechny elementární vektory, vzniká tzv. okamžitý vektor. Obecně platí, že ve svodech, ke kterým okamžitý srdeční vektor právě směřuje, se zapisuje pozitivní výchylka, kdežto ve svodech, od kterých se orientace okamžitého vektoru vzdaluje, registrujeme zápornou výchylku. Pokud probíhá vektor rovnoběžně s linií svodu, nedochází k žádné výchylce a na EKG registrujeme nulovou, neboli tzv. izoelektrickou linii.

6.1.1. Elektrokardiografické svody Bipolární svody I, II a III registrují rozdíly mezi elektrickými potenciály na dvou explorativních elektrodách: svod I mezi pravou a levou horní končetinou, svod II mezi pravou horní a levou dolní končetinou, svod III mezi levou horní a levou dolní končetinou. Pseudounipolární končetinové svody zaznamenávají elektrický potenciál: aVR z pravé horní končetiny, proti rozdílu potenciálů z levé horní a dolní končetiny aVL z levé horní končetiny, proti rozdílu potenciálů z pravé horní a levé dolní končetiny aVF z levé dolní končetiny, proti rozdílu potenciálů z pravé a levé horní končetiny. Takto obdržíme 6 končetinových svodů (3 bipolární a 3 pseudounipolární) zaznamenávaných končetinovými elektrodami (obr. 6.1., 6.2.), které jsou umístěny následovně: žlutá L předloktí levé horní končetiny, červená R předloktí pravé horní končetiny, zelená F bérec levé dolní končetiny, černá N (zemnící) bérec pravé dolní končetiny.

Obr. 6.4. vlevo: Eithovenův trojúhelník a zemnící elektroda vpravo: Umístění hrudních elektrod. Hrudní svody, kterých je celkem rovněž 6, mají elektrody umístěny (obr. 6.4.): červená V1 4. mezižebří parasternálně vpravo, žlutá V2 4. mezižebří parasternálně vlevo, zelená V3 mezi V2 a V4, hnědá V4 5. mezižebří medioklavikulárně vlevo, černá V5 mezi V4 a V6, fialová V6 ve stejné výši jako V4 ve střední axilární čáře vlevo. Své připomínky a náměty nám můžete sdělit také prostřednictvím web fóra na stránce ústavu. © Physiology 2014 61 fyzi-web.lf1.cuni.cz


v. 2014.050

Referenční elektroda hrudních svodů je ve středu Wilsonovy svorky (obr. 6.3.). Je třeba si uvědomit, že kvalita záznamu je z velké části závislá na kvalitě elektrod a přípravě pacienta na vyšetření. Elektrody přikládáme vždy po důkladném očištění a odmaštění kůže pod elektrodami. Před přiložením elektrod naneseme na kůži pod elektrodami tenkou vrstvu EKG gelu. V případě potřeby doporučujeme ještě před tím kůži pod elektrodami oholit, popřípadě otřít rohovou vrstvu kůže drsnější tkaninou. Odpor na elektrodě klesne až po chvíli, kdy gel pronikne do rohové vrstvy kůže, proto také kvalita záznamu s časem roste. Je tedy lepší po nanesení gelu a přiložení elektrod chvíli počkat, než začneme pořizovat záznam. Velkou roli pro celkovou kvalitu záznamu hraje také zemnící elektroda. 6.1.2. Elektrokardiografická křivka Při posuzování elektrokardiografické křivky si všímáme řady parametrů. Při rutinním popisu EKG je třeba uvádět jako nezbytnou součást klinického vyhodnocení tyto údaje:  rytmus – zdroj srdečního rytmu. Fyziologický rytmus z SA uzlu označujeme sinusový rytmus,  akce – pravidelná nebo nepravidelná,  tepová frekvence (z intervalu RR: 60/trvání RR v sekundách, normálně 60–80 min-1),  trvání vlny P (od začátku vlny P do konce vlny P, normálně 60–100 ms),  interval PQ (od začátku vlny P do začátku komplexu QRS, normálně 120–200 ms, ale POZOR, u trénovaných sportovců s bradykardií může být i delší),  šíři QRS (od začátku do konce komorového komplexu, normálně 60–100 ms),  interval QT (od začátku komplexu QRS do konce vlny T, jeho délka závisí na tepové frekvenci a proto se obvykle normalizuje na tepovou frekvenci 60 za min – tzv. QTc, normální hodnota QTc je 0,340–0,420 s, ale může se prodlužovat s věkem),  sklon elektrické osy srdeční (směr sumačního vektoru QRS ve frontální rovině, normálně –15° až +105°). Analýza EKG prováděná specializovanými lékaři – kardiology je ještě podrobnější a bude předmětem studia ve vyšších ročnících. Obr. 6.5. Konfigurace EKG křivky.

6.1.3. Předzpracování naměřeného záznamu U klasických EKG přístrojů je signál zaznamenáván analogově a vykreslován na papír (nejčastěji termicky na termocitlivý papír). Posun papíru přitom určuje podrobnost záznamu v časové složce, nastavení měřítka v amplitudové složce. Standardně se používá rychlost posunu papíru: 25 mm/s (1 mm pak představuje 40 ms), nebo podrobnější: 50 mm/s (1 mm představuje 20 ms), a amplituda: 1 cm/mV, vzácněji 2 cm/mV, nebo ½ cm/mV. U modernějších přístrojů je signál během předzpracování převáděn do digitální podoby. V předzpracování prochází EKG signál především dvěma operacemi: jednak analogově digitálním převodem a jednak filtrací. Analogově digitální převod znamená, že změny napětí na snímacích elektrodách zaznamenávané kontinuálně v čase jsou převedeny na řady čísel, odpovídající hodnotám napětí v určitých časových intervalech. Délka těchto intervalů je určována tzv. vzorkovací frekvencí. Ta určuje počet vzorků zaznamenaných z každého svodu za 1 s. Čím vyšší je vzorkovací frekvence, tím přesněji je EKG záznam zaregistrován, ale na druhou stranu je pak také náročnější na zpracování i kapacitu paměti počítače. Pořízený signál je možné v případě nadměrného zatížení šumem filtrovat různými filtry podle povahy šumu: Nízkofrekvenční šum se projevuje rytmickým kolísáním izoelektrické linie (např. v rytmu dýchání). Můžeme se jej zbavit pásmovými filtry, které odstraňují nízké frekvence. Tyto filtry však mohou zkreslit pomalejší děje, tedy zejména vlnu P a vlnu T. Při jejich hodnocení je proto třeba zvažovat i skutečnost, zda byl nebo nebyl některý z těchto filtrů použit. Vysokofrekvenční šum se projevuje rychlými pravidelnými kmity. Odstraňuje se pásmovými filtry, které Své připomínky a náměty nám můžete sdělit také prostřednictvím web fóra na stránce ústavu. © Physiology 2014 62 fyzi-web.lf1.cuni.cz


v. 2014.050

eliminují vysoké frekvence. Tyto filtry mohou zkreslit komplex QRS, především snížit jeho amplitudu! Na to je třeba pamatovat zejména tehdy, kdy je amplituda komorového komplexu použita ke stanovení diagnózy. Nepravidelný šum se projevuje nepravidelnými rychlými kmity kolísavé amplitudy. Odstraňujeme jej šumovým filtrem. Síťový šum se projevuje pravidelnými kmity s frekvencí 50 Hz. Odstraňujeme jej síťovým filtrem. Také tento flitr může snížit amplitudu komorového komplexu. I tyto přístroje dodržují výše uvedená standardní časová a amplitudová měřítka. Úkoly 1. Pořízení EKG záznamu 2. Parametry EKG záznamu

6.1.4. EKG záznam Provedení: 1. Na jednom dobrovolníkovi provedeme EKG záznam při rychlosti posunu papíru 25 mm/s alespoň po dobu 1–2 min. 2. Ve druhé polovině záznamu necháme vyšetřovaného zhluboka dýchat. 3. Pak uděláme 25–30 s záznam při rychlosti posunu 50 mm/s. 4. Do protokolu vlepíme jednu akci pořízenou při rychlosti posunu papíru 50 mm/s ve všech 12 svodech a popíšeme jednotlivé svody (vlevo nalepíme končetinové, vpravo hrudní). 5. Křivky proměříme a vyplníme následující protokol o vyšetření. 6. Vlepíme desetisekundový proužek z jednoho svodu z úseku hyperventilace. 7. Popíšeme, zda se mění interval RR během vlepeného úseku, a vysvětlíme případné změny rytmu. 8. Určíme sklon elektrické osy srdeční do předkresleného obrázku 6.7.B. Hodnocení: Jméno vyšetřovaného:

Datum vyšetření:

Sledované parametry

Sledované parametry

Tepová frekvence Trvání vlny P Interval PQ Komplex QRS Interval QT Pravidelnost rytmu

Amplituda P v II. Amplituda S ve V2 Amplituda T ve V2 Amplituda R ve V5 Amplituda T ve V5 Amplituda T ve V1

mV mV mV mV mV mV

6.1.5. Popis EKG záznamu 1. Identifikace vln, kmitů a intervalů Při prohlížení EKG záznamu nejprve zjistíme, zda akce má všechny náležitosti, tj. zda má vlnu P (depolarizace síní), komorový komplex QRS (depolarizace komor) a vlnu T (repolarizace komor). Pak změříme jednotlivé intervaly na vybrané srdeční akci. Zkontrolujeme, zda všechny srdeční akce na záznamu mají vlnu P a zda se interval PQ neliší mezi jednotlivými akcemi a zda mají všechny komplexy QRS v jednom svodu vždy stejný tvar. 2. Určení srdeční frekvence Změříme interval RR a spočítáme tepovou frekvenci: trvání srdeční revoluce = vzdálenost RR / rychlost posunu papíru, srdeční frekvence = 60 / trvání srdeční revoluce. 3. Interpretace tvaru komorového komplexu, úseku ST a polarity vlny T V komplexu QRS platí obecná zásada, že směřuje-li směr postupu vlny depolarizace směrem k registrační elektrodě (u unipolárního svodu) nebo od záporného ke kladnému pólu bipolárního svodu, zaznamenává se kladná výchylka. Směřuje-li vlna depolarizace od registrační elektrody (resp. od kladného k zápornému pólu svodu), je na záznamu výchylka negativní (např. svod V1 na obr. 6.6.B. a C.). Své připomínky a náměty nám můžete sdělit také prostřednictvím web fóra na stránce ústavu. © Physiology 2014 63 fyzi-web.lf1.cuni.cz


A.

B.

D.

E.

v. 2014.050

C.

Obr. 6.6. A. Depolarizace mezikomorového septa, B. Depolarizace volných stěn komor od endokardu, C. Depolarizace subepikardiálních vrstev levé komory, D. Depolarizace bazální části levé komory E. Repolarizace komor. A.

B.

Obr. 6.7. A. Elektrická osa srdeční a její konstrukce, B. určení sklonu elektrické osy srdeční. Úsek ST má být ve všech svodech přibližně v izoelektrické linii, u mladších jedinců se nalézá často ascendentní průběh, kdy úsek směřuje od komorového komplexu přímo vzhůru do vlny T, takže je úsek ST obtížně identifikovatelný. Takový průběh ST úseku není patologický a v popisu EKG se uvádí jako „syndrom časné repolarizace“. Vlna T. Repolarizace postupuje opačně než depolarizace (od epikardu k endokardu) a síla elektrického pole je v důsledku pomalejšího postupu myokardem nižší než při depolarizaci, takže i výsledná výchylka je nižší. S výjimkou V1 by měla být polarita T vlny v hrudních svodech kladná (vektor směřuje doleva, protože jeho směr určuje repolarizace stěny levé komory) (obr. 6.6.E.), u končetinových svodů platí obecná zásada, že polarita vlny T má být totožná s polaritou největšího kmitu komplexu QRS. 4. Určení sklonu elektrické osy srdeční Elektrická osa srdeční odpovídá směru maximálního okamžitého vektoru depolarizace ve frontální rovině. Směřuje od srdeční báze k hrotu a nejsnáze ji určíme z klasických bipolárních končetinových svodů, uspořádaných do tzv. Einthovenova trojúhelníku (obr. 6.7.A.). Nejprve stanovíme velikost vektorové složky depolarizace ve svodech I a II: změříme výšku jednotlivých kmitů QRS komplexu a od pozitivní výchylky R odečtěme negativní výchylky svodů Q a S. Výslednou hodnotu naneseme pro oba svody na příslušnou stranu trojúhelníku tak, že je-li výsledná výchylka kladná, směřuje vektor od záporného pólu svodu ke kladnému, je-li záporná, směřuje od kladného k zápornému. Směr elektrické osy srdeční je určen spojnicí počátku souřadnicového systému a průsečíku kolmic na jednotlivé strany trojúhelníku v místě konců vektorů (obr. 6.7.B.). Své připomínky a náměty nám můžete sdělit také prostřednictvím web fóra na stránce ústavu. © Physiology 2014 64 fyzi-web.lf1.cuni.cz


v. 2014.050

Kontrolní otázky: 1. Vysvětlete, proč na křivce není vidět projev repolarizace síní. 2. Jak se změní záznam EKG při pohybu pacienta a proč? 3. Jsou totožné – anatomická a elektrická osa srdeční?

6.2. Analýza elektrického pole srdce u člověka systémem Cardiag Demonstrace u panelů Panel 1: normy Panel 2: polohy srdce (semivertikální, semihorizontální) a blokády ramének Panel 3: patologie Úvod Elektrické pole srdeční je diagnostickým systémem Cardiag zobrazováno současně klasickým 12svodovým EKG, vektorkardiogramem a posléze povrchovými hrudními mapami. Diagnostický systém Cardiag je účelově orientovaný počítačový systém. Analogově-číslicový převodník přístroje umožňuje jak napěťovou, tak časovou komplexní analýzu signálů elektrického srdečního pole ze všech 96 elektrod na povrchu hrudníku (obr. 6.8.) po 2 ms (vzorkovací frekvence 500 Hz). ● … elektrody standartních hrudních svodů (C1 až C6) □ … elekktrody Frankovy sítě (I, E, C, A, M, F, H) ○ … elektrody hrudních mapovacích svodů (V101 až V516) řada (etáž): 1 … úroveň jugulární jamky 2 … II. mezižebří 3 … IV. mezižebří 4 … VI. mezižebří 5 … os tejnou rozteč níže pod řadou 4 sloupec: 01 … pravé podpaží 05 … střed přední stěny hrudníku 09 … levé podpaží 13 … střed zad Ostatní elektrody: V101 … hrudní mapovací elektroda + pravá paže V109 … hrudní mapovací mapa + levá paže F …….. levá noha N …….. pravá noha H …….. elektroda vzadu na krku

Obr. 6.8. Rozmístění elektrod systému CARDIAG.



v. 2014.050

6.2.1. Princip diagnostického systému Cardiag

A. EKG v systému Cardiag (obr. 6.9.)

Obr. 6.9. Klasické 12 svodové EKG v systému Cardiag. Zobrazené svody I, II, III, aVR, aVL, aVF., V1 – V6. Digitální záznam po 2 ms. Izoelektrická linie v úrovni před začátkem kmitu Q ®. Kurzor v 140 ms od začátku depolarizace komorového myokardu (vyznačeno vlevo nahoře). U označení jednotlivých svodů údaje elektrického napětí v poloze kurzoru v V. Údaje nahoře: hodnoty naměřených intervalů a minutové tepové frekvenc, dole vpravo: zobrazení cejchovacího napětí. B. Vektorkardiogram je vyobrazen jako vektorová smyčka QRS včetně jejího časového průběhu a směru, a to v rovině frontální, transverzální (horizontální) a levé sagitální (pohled na levé rameno), (obr. 6.10.)

Obr. 6.10. Vektorová smyčka QRS v rovině frontální, transverzální a levé sagitální u zdravého člověka regis. kurzorem (křížek) je označeno 30 ms od počátku QRS.



v. 2014.050

C. Povrchové hrudní mapy, jejich jednotlivé typy jsou vyznačeny na obr. 6.11. (na 1. panelu – normy), platí pro všechny panely. Rozmístění elektrod na hrudníku vpředu i na zádech je rovněž popsáno a znázorněno na obrázku na 1. panelu; platí pro všechny panely.

Obr. 6.11. Druhy elektrického projevu srdeční činnosti na povrchu hrudníku podle veličin v mapovací síti: a – izopotenciálové (depolarizační, repolarizační) b – izointegrálové (depolarizační, repolarizační, celková, kmitů Q a QS) c – izoareí (depolarizačních, repolarizačních) d – asynchronních, potenciálových maxim a minim (kmitů Q a QS, kmitu QS, kmitu R1, kmitu R2, kmitu S, vlny T1, vlny T2) e – izochronní (trvání kmitů Q a QS, komorového aktivačního času AT, trvání komorové elektrické aktivity QT (QTc), trvání komorové repolarizace RT (RTc)). Mapy elektrického projevu srdeční činnosti na povrchu hrudníku jsou základem pro komplexní analýzu elektrického srdečního pole. Geometrická místa bodů o stejném elektrickém potenciálu nazýváme izopotenciálami. Tyto izopotenciály mají v prostorovém vodiči tvar podobný povrchu koulí nebo vrstev slupek cibule, i když jsou poněkud deformovány elektrickou nehomogenitou prostředí, v němž se pole rozkládá, a hlavně excentrickým uložením elektrického zdroje. Na hranicích prostorového pole, vytvářených tělesným povrchem, probíhají tyto izopotenciály k tomuto povrchu vždy kolmo. Tyto kulovité plochy protínají povrch těla – a právě tyto průsečíky zobrazené v podobě čar na hrudníku jsou izopotenciály vytvářející mapy. Velikost napětí na jednotlivých místech na hrudníku a tím i na jednotlivých izopotenciálách závisí na referenční elektrodě. Většinou je jí Wilsonova svorka a pak tzv. nulová izopotenciála odpovídá potenciálu Wilsonovy svorky.

6.2.2. Normy Červená barva na mapách – elektropozitivita (v černobílé verzi šedá) Modrá barva – elektronegativita (v černobílé verzi bílá) Popis: QRS – posun pozitivity zpředu doleva na záda, T vlna – pozitivita zůstává anterolaterálně (týká se izopotenciálových map – depolarizačních – DIPM a repolarizačních RIPM) (obr.6.12 a 6.13.).



v. 2014.050

Obr. 6.12. Blok DIPM. U bloku depolarizačních izopotenciálových map se jednotlivé mapy zapisují v intervalech 10 ms od začátku aktivace komorového myokardu a nakonec se zapisuje mapa v bodu J, takže interval mezi předposlední a poslední mapou nemusí být celých 100 ms. Rovněž počet map v tomto období komorové depolarizace závisí na celkovém trvání QRS. Elektropozitivita (červená barva) se objevuje na začátku depolarizace vpravo vpředu na hrudníku (přepážka z levého Tawarova raménka), pak se její maximum stěhuje doleva k oblasti kolem srdečního hrotu a poté dále do oblasti zad, kde končí na pravé straně. Často však přechází do elektropozitivity repolarizační fáze. V průběhu celé depolarizace komorového myokardu se maximum elektropozitivity i elektronegativity (modrá barva) zvětšuje, ke konci depolarizace opět klesá, až téměř zaniká (obr. 6.12.).

Obr. 6.13. Blok RIPM. Repolarizační izopotenciálové mapy se zobrazují od bodu J (tj. konce QRS) do konce vlny T v základním programu po 120 % trvání tohoto intervalu, neboť jeho trvání je závislé na srdeční frekvenci, a proto by nebylo správné hodnocení srovnáváním repolarizačních map ve stejných okamžicích (obr. 6.13.). Za fyziologických poměrů vzniká na začátku repolarizace komorového myokardu elektropozitivita vpředu na hrudníku, její rozsah i velikost napětí se v průběhu repolarizace zvětšují a koncem repolarizace zmenšují, až nakonec zanikají. Maximum elektropozitivity svou polohu na hrudníku v zásadě nemění po celou dobu repolarizace: nestěhuje se tedy jako v depolarizační fázi. Zůstává však koncentrické utváření izopotenciál bez zřetelnějších deformací. 6.2.3. Semivertikální a semihorizontální poloha srdce Základní EKG parametry jsou potvrzeny VKG i povrchovými hrudními mapami. Schématický obrázek poloh srdce ve frontální rovině ukazuje směr vektoru smyčky QRS: zatímco ve svislé (semivertikální) poloze srdce smyčka QRS jde ve směru hodinových ručiček, ve vodorovné poloze (semihorizontální) jde Své připomínky a náměty nám můžete sdělit také prostřednictvím web fóra na stránce ústavu. © Physiology 2014 68 fyzi-web.lf1.cuni.cz


v. 2014.050

protisměru. Normálně uložené srdce má směr smyčky QRS ve frontální rovině ve směru pohybu hodinových ručiček a v ostatních 2 rovinách proti směru. 6.2.4. Blokády ramének Blokáda pravého raménka Tawarova (BPRT) je charakterizována převahou zdravého raménka v hrudních svodech EKG, kde převažuje obraz levé komory (EKG je podobné svodu I). Blokáda levého raménka se obdobně manifestuje převahou obrazu pravého srdce na celém prekordiu, tj. ve všech hrudních svodech – EKG obraz ve svodech (V1–V6) je podobný tvaru ve V1). To dokresluje i vektor a mapy. Blokáda předního svazku levého raménka Tawarova (BPSLRT) se nejlépe pozná srovnáním svodů aVL a aVF: je-li aVL pozitivní a aVF negativní, osa srdeční směřuje-li k levému rameni, jde o BPSLRT, je-li tomu naopak, jde o blokádu zadního svazku LRT (v panelu není). U neúplné blokády pravého raménaka Tawarova není obraz tak výrazný jako u blokády úplné (srv. obrázky). Rozpoznávacím znamením jsou mapy: uprostřed QRS při úplné blokádě PRT místo posunu pozitivity po prekordiu zpředu na záda je náhlý nástup negativity, což není u neúplné blokády, ani u norem. Úkol Zaznamenejte do následující tabulky hodnoty potenciálů (v mikrovoltech), které jste naměřili na hrudních svodech standartního analogového EKG záznamu (simulujete tak pro hrudní svody zjednodušenou prekordiální izopotenciálovou mapu): 40 ms od začátku komplexu QRS na vrcholu vlny T

V1

V2

V3

V4

V5

V6

40 ms QRS komplexu Vrchol vlny T Závěr: analýza elektrického pole srdečního pomocí většího počtu elektrod s použitím počítače pro vyhodnocení křivek, zpřesní diagnózu elektrické aktivace a repolarizace myokardu oproti klasickému 12svodovému EKG.

6.3. Stanovení pulzní saturace arteriální (kapilární) krve kyslíkem Ke stanovení saturace kapilární krve kyslíkem nekrvavou metodou používáme pulzní oxymetr. Přístroj registruje mimo saturace (SaO2) v % také minutovou srdeční frekvenci. Při nastavení horní a dolní hranice obou hodnot lze při jejich překročení spustit zvukový alarm. Přístroj je součástí výbavy jednotek intenzivní péče. U většiny zdravých osob se hodnota SaO2 pohybuje v rozmezí 95–99 %, což odpovídá paO2 80–90 mmHg. Princip měření: SaO2 se stanovuje fotometrickou metodou průsvitem distálního článku prstu ruky. V objímce je současně senzor pro měření minutové srdeční frekvence. Úkol: Měření pulzní saturace arteriální krve kyslíkem. Provedení: Snímač umístíme na distální článek prstu ruky a do tabulky zaznamenáme naměřené hodnoty, naměřené hodnoty navzájem porovnáme. Hodnocení: Jméno vyšetřovaného

SaO2 v %

Minutová frekvence srdeční



v. 2014.050

Závěr:

Jméno:

Příjmení:

........................................... datum

Kroužek:

Skupina: A, B, C, D

............................................................ podpis vyučujícího



Jméno:

Příjmení:

v. 2014.050

Studijní kroužek:

Skupina: A, B, C, D

7. Praktická cvičení z fyziologie dýchání Úvod Dýchací systém má v organismu mnoho funkcí. Nejdůležitější činností je zevní respirace, zajišťující přívod kyslíku (podmínka pro oxidaci živin) a odvod oxidu uhličitého (katabolit metabolických reakcí). Z tohoto hlediska je potom možno respiraci rozdělit na čtyři funkční složky, tj: 1. Plicní ventilace, která zabezpečuje výměnu vzduchu mezi atmosférou a plicními alveoly. Intenzita ventilace závisí především na hloubce jednotlivých dechů (dechových objemů) a na počtu dechů za časovou jednotku (dechové frekvenci). Hlavní metodou, kterou je možno vyšetřit plicní ventilaci, je spirometrie. Úroveň ventilace je významně ovlivňována rozdělením vdechovaného vzduchu mezi jednotlivé alveoly, tedy jeho intrapulmonální distribucí do jednotlivých částí plic. Distribuce vzduchu v plicích není ani v klidu a za fyziologických podmínek zcela rovnoměrná. Například vstoje a vsedě jsou ventilovány dolní oblasti plic 1,3x více než oblasti horní. Distribuci významně ovlivňuje řada plicních onemocnění. Rovnoměrnost distribuce je možno stanovit měřením koncentrace uvolňovaného dusíku z plic po inhalaci čistého kyslíku. Při nerovnoměrné distribuci koncentrace dusíku ve vydechovaném vzduchu klesá pomaleji. Změny intrapulmonální distribuce je možno rovněž analyzovat tzv. inhalační scintigrafií, tj. inhalací radioaktivních izotopů inertních plynů. Pro hodnocení úrovně ventilace plic a distribuce vzduchu v jednotlivých oblastech plic je rovněž velmi cenné fyzikální vyšetření plic. 2. Perfúze, tj. průtok krve plicním cévním řečištěm, především kapilárami obepínajícími alveoly. Intenzita perfúze se mění v souladu s distribucí vzduchu do jednotlivých oblastí plic, ale je rozdílná i během vdechu a výdechu. Perfúzi ovlivňuje rovněž gravitace a poloha těla, akcelerace a decelerace a řada dalších faktorů. Z funkčního hlediska je především důležité dosažení optimálního poměru mezi alveolární ventilací a perfúzí, tj. ventilačně-perfúzního kvocientu. K vyšetření perfúze se užívá tzv. perfúzní scintigrafie, při které se radioaktivní izotop vstříkne do žíly a následně se měří aktivita nad jednotlivými oblastmi plic. 3. Difúze, výměna kyslíku a oxidu uhličitého mezi plicními alveoly a krví. Rozsah a rychlost difúze v plicích je určována řadou faktorů. Difúzi ovlivňuje tlakový gradient kyslíku a oxidu uhličitého mezi alveolárním vzduchem a krví protékající plicními kapilárami a stav alveolo-kapilární membrány (délka difúzní dráhy, tloušťka a složení struktur, přes které plyny difundují). Difúze je rovněž významně ovlivňována velikostí plochy, na které se difúze uskutečňuje, a dobou kontaktu, po kterou je krev protékající plicními kapilárami ve styku s alveolo-kapilární membránou, tedy rychlostí krevního proudu. Významné je rovněž množství krve a hemoglobinu, které proteče za časovou jednotku kapilárním řečištěm. Pro hodnocení difúze je významné vyšetření krevních plynů, tedy stanovení parciálního tlaku kyslíku a oxidu uhličitého. 4. Regulace, řízení ventilace a dalších faktorů respirace. Na řízení dýchání se podílí řada mechanismů. Výsledkem tohoto procesu je přizpůsobení dýchání aktuálním potřebám organismu, především pak udržování relativně konstantního parciálního tlaku krevních plynů. Vzhledem ke komplikovanosti vztahů mezi jednotlivými mechanismy regulace respiračního aparátu je vyšetřování tohoto procesu velmi obtížné. Obecnou představu o celkové funkci dýchacího systému opět podává hlavně vyšetření krevních plynů.

Úkol: 7.1. Orientační vyšetření vitální kapacity a forsírovaného exspiračního objemu pomocí osobního spirometru 7.2. Spirometrie (vyšetření pomocí spirometru Minispir MIR) 7.3. Saturace arteriální krve kyslíkem (vyšetření pomocí pulzního oxymetru) 7.4. Spirometrické vyšetření po fyzické zátěži 7.5. Fyzikální vyšetření plic 7.6. Stanovení trvání volní apnoe na vrcholu inspiria a expiria Své připomínky a náměty nám můžete sdělit také prostřednictvím web fóra na stránce ústavu. © Physiology 2014 71 fyzi-web.lf1.cuni.cz


v. 2014.050

7.1. Orientační vyšetření pomocí osobního spirometru Pomůcky: osobní spirometr, papírové náustky, nosní klip. Provedení: 1. Vložíme papírový náustek do držáku a zapneme přístroj do polohy FEV1. 2. Ucpeme nos nosním klipem, maximálně se nadechneme a potom co nejrychleji a nejsilněji maximálně vydechneme do přístroje. Dokončíme maximální výdech, vydechujeme minimálně 1s! 3. Zaznamenáme hodnotu FEV1. 4. Přepneme přístroj do polohy FVC a zaznamenáme indikovanou hodnotu. 5. Přepneme přístroj do polohy FEV1 – přístroj je opět připraven k měření. 6. Po ukončení měření přepneme do polohy OFF! 7. Výsledky porovnáme s kontrolními hodnotami. 8. Vyšetření provedeme u deseti osob a výsledky zaznamenáme do tabulky! Hodnocení: Orientační spirometrie

Hodnota FVC

FEV1

Interpretace

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. Závěr:

Obr. 7.1. Kontrolní hodnoty FVC a FEV1 (pro ženy a muže) – údaje jsou v litrech



v. 2014.050

1. Držák náustku 2. Displej 3. Okénko udávající polohu přepnutí 4. Hmatník 5. Šipka, připravenost k měření 6. : dvojtečka-ukončení měření, hodnota FEV1 7. vlnovka – hodnota FVC

Obr. 7.2. Schéma osobního spirometru MSP1

7.2. Spirometrie (vyšetření pomocí spirometru MINISPIR MIR)

Spirometrie je funkční vyšetření plic, kdy se stanovují jak statické, tak i dynamické parametry plicní funkce.

Studenti provedou 3, resp. 4 úlohy:

a) křivka průtok-objem

Obr. 7.3. Základní parametry křivky F/V (průtok-objem). VKP (VCIN, IVC) – inspirační vitální kapacita; FVC – forsírovaná (usilovná) vitální kapacita; FEV1 – forsírovaný exspirační objem za 1 s; FEV1 % VC – FEV1 v % vit. kapacity (VCIN nebo FVC); MEF50 – max. exspirační průtok při 50% VC; MEF25 – max. exspirační průtok při 25% VC.; MEF25/75 – max. exspirační průtok mezi 25 a 75% FVC; PEF (Peak expiratory Flow) – vrcholový exspirační průtok; MIF50 – max. inspirační průtok při 50% VC max.; FIV1 – forsírovaný inspirační objem za 1 s Své připomínky a náměty nám můžete sdělit také prostřednictvím web fóra na stránce ústavu. © Physiology 2014 73 fyzi-web.lf1.cuni.cz


v. 2014.050

b) měření vitální kapacity plic – VC = VKP , ERV – exspiračního rezervního objemu, IC – inspirační kapacity

Obr. 7.4. Základní parametry spirometrie. VKP (VCIN, IVC) = vitální kapacita (inspirační), ERV = exspirační rezervní objem a IC = inspirační kapacita

c) vyšetření maximální minutové (volní) ventilace (MVV)

Obr. 7. 5. Vyšetření MVV

Vzhledem k zakoupenému příslušenství ke spirometru MIR – pulzní oxymetr, spirometrické vyšetření doplníme o: měření arteriální saturace kyslíkem SpO2.

Pomůcky: spirometr MINISPIR MIR, pulzní oxymetr, PC s programem Winspiro PRO, nosní klip, papírové náustky



v. 2014.050

Obr. 7.6. Spirometr MINISPIR MIR včetně připojeného pulzního oxymetru

Provedení: 1. Zapněte PC 2. Připojte spirometr k PC přes USB kabel 3. Otevřete program Winspiro PRO 4. Klikněte na položku Pacienti na liště s nástroji a vyberte Přidat nový nebo editovat

5. Vytvořte novou kartu (ikona Nový na liště otevřeného okna Pacienti)

6. Otevřené okno zobrazuje povinná políčka označené hvězdičkou *, která musí být vyplněna (tedy ID, příjmení, jméno, datum narození, pohlaví, etnická skupina)



v. 2014.050

7. Klikněte dále na a v otevřeném okně vyplňte parametry výšky a hmotnosti a údaje potvrďte ikonou OK (Potvrdit novou návštěvu).

8. Údaje uložte (ikona Uložit) a zavřete toto, popř. další otevřené okno (Pacienti).



v. 2014.050

9. Do spirometru vložte plastovou turbínu, do které nasaďte papírový náustek. Nyní je přístroj připraven k provedení kontrolních 3, resp. 4 úloh: FVC, VC a MVV, resp. SpO2. Veškerá vyšetření probíhají vsedě.

a) křivka průtok-objem Na liště s nástroji klikněte na položku „FVC“.

Vyšetřovaný si nasadí nosní klip a začne dýchat do spirometru. Po krátkém klidném dýchání (min. 3-4x klidné nádechy) provede několik manévrů, tj. po klidném výdechu vydechne maximálně (ERV- expirační rezervní objem) a následně se maximálně nadechne (IVC – inspirační vitální kapacita) a poté provede s použitím maximálního úsilí co nejrychlejší a úplný výdech (FVC – forsírovaná vitální kapacita, FEV1 – forsírovaný expirační objem za 1 s) (viz Obr. 7.3). Celý postup se opakuje třikrát za sebou. Protože je vyšetření poněkud náročné, je možné mezi ně vložit několik klidných dechů. Výsledkem je grafické znázornění křivky průtok-objem, kterou je nutné uložit kliknutím na povel „Přijmout“.

Nově otevřené okno nabídne výsledky jednotlivých parametrů, jež si studenti zaznamenají do svých protokolů. Své připomínky a náměty nám můžete sdělit také prostřednictvím web fóra na stránce ústavu. © Physiology 2014 77 fyzi-web.lf1.cuni.cz


v. 2014.050

Hodnocení:

Křivka objem-průtok

FVC

FEV1

Naměřené hodnoty FEV1%FVC PEF

MEF2575

1. 2. 3. 4. 5.

Závěr:

b) měření vitální kapacity plic – VC Obdobným způsobem postupujte i při řešení úlohy „VC“, kdy je nutné zpočátku klidně dýchat do doby, než se na obrazovce objeví pokyn pro manévr maximálního nádechu po maximálním výdechu (viz Obr. 4), který je třeba třikrát za sebou opakovat (popř. s proloženými klidnými dechy), měření dále přijmout a výsledky zapsat do svých protokolů.



v. 2014.050

Hodnocení: SPIROMETRIE VKP

ERV

Naměřené hodnoty IC

Interpretace

1. 2. 3. 4. 5. Závěr:

c) vyšetření maximální minutové (volní) ventilace (MVV) V úloze „MVV“ vyšetřovaný dýchá při maximální frekvenci maximálním dechovým objemem po dobu 12 s (viz Obr. 5), výsledky vyšetření se opět zaznamenají do protokolů.



v. 2014.050

Hodnocení: MINUTOVÁ VENTILACE

Hodnota MVV

Interpretace

1. 2. 3. 4. 5. Závěr:



v. 2014.050

K veškerým výsledkům je možno se vracet. Je-li zvoleno jméno pacienta z políčka roletového menu,

stačí jen kliknout na ikonu „Výsledky“ na liště nástrojů hlavního okna a zobrazí se kompletní přehled o vyšetřovaném včetně antropometrických informací, parametrů a o provedených vyšetřeních.

7.3. Měření arteriální saturace kyslíkem SpO2 K vyšetření saturace arteriální krve kyslíkem je nutné do spirometru připojit pulzní oxymetr, jenž si poté vyšetřovaný nasadí na třetí prst. Přístup do okna tohoto vyšetření je zajištěn kliknutím na ikonu „SpO2“. Pomůcky: pulzní oxymetr, spirometr MINISPIR MIR, PC s programem Winspiro PRO

Levá strana okna zobrazuje grafický trend parametrů SpO2 a BPM (tepová frekvence), pravá informuje o aktuálních hodnotách parametrů SpO2 a BPM. K ukončení měření využijte povelu „Souhlas“ v horní části okna. Registraci snížené arteriální saturace můžete simulovat volní apnoickou pauzou.



v. 2014.050

Hodnocení: SpO2

Registrované hodnoty SpO2

Klidné dýchání BPM

SpO2

Apnoe BPM

1. 2. 3. 4. 5. Závěr:



v. 2014.050

7.4. Spirometrické vyšetření po fyzické zátěži U tří studentů provedeme základní vyšetření spirometrie pomocí spirometru MIR také po zátěži (30–40 dřepů ve frekvenci 1 dřep/s). Hodnocení: SPIROMETRIE

VKP

Naměřená hodnota ERV IC

Interpretace

1. před zátěží po zátěži 2. před zátěží po zátěži 3. před zátěží po zátěži Závěr:

7.5. Fyzikální vyšetření plic Pomůcky: fonendoskop

Provedení: 1. Pohled (aspekce) Pohledem vyšetřujeme tvar hrudníku, symetričnost, deformaci, dýchací pohyby. Ideální tvar hrudníku je klenutý a oboustranně symetrický. „Soudkovitý“ hrudník bývá u pykniků, ale tento tvar hrudníku nacházíme rovněž u rozedmy plic a u obstrukčních chorob (obstrukce dýchacích cest). Soudkovitý hrudník je krátký, klenutý, široký a předozadní průměr má prodloužený. Dýchací exkurze jsou malé. Při větší obstrukci především horních cest dýchacích (zejména u dětí) můžeme v inspiriu pozorovat „zatahování“ jugulární jamky a jamek nadklíčkových, popřípadě podžebří a mezižebří. Hrudník „dlouhý“, plochý a úzký, s odstávajícími lopatkami a vpadlými jamkami adklíčkovými i podklíčkovými nacházíme především u asteniků. Deformity hrudníku mohou vznikat jako následek onemocnění plic a pohrudnice, ale i stěny hrudníku. Při aspekci si rovněž všímáme dýchacích pohybů. Fyziologicky se obě poloviny hrudníku pohybují současně a souměrně. Při některých onemocněních plic bývají pohyby na postižené straně hrudníku snížené až vymizelé (pneumotorax). Dechovou frekvenci určujeme aspekcí nebo palpací.

Hodnocení: Vyšetření provedeme u pěti osob a výsledky zaznamenáme do tabulky! Do první kolonky, tj. vždy za pořadové číslo (u všech následujících úloh) zaznamenáme věk, pohlaví, výšku a hmotnost vyšetřované osoby!



ASPEKCE

Tvar hrudníku

v. 2014.050

Dýchací pohyby

Dechová frekvence

Typ dýchání

1. 2. 3. 4. 5. Závěr:

2.

Pohmat (palpace) Pohmatem vyšetřujeme především hrudní chvění (fremitus pectoralis), popřípadě pleurální tření. Hrudní chvění vyšetřujeme palpováním hrudní stěny při fonaci nebo při zakašlání. Vyšetřovaná osoba vyslovuje hlasitě některá slova. Zvuk vzniklý rozechvěním hlasových vazů se šíří průdušnicí a průduškami až do tkáně plic a vyvolává chvění, které se přenáší na hrudní stěnu. Při vyšetřování tohoto fenoménu přikládáme dlaně na stejná místa obou polovin hrudníku a srovnáváme chvění na obou stranách. Pro vznik hrudního chvění je nutná správná funkce hlasivek, volná průdušnice a průdušky a pružný hrudník. Hrudní chvění je zesíleno nad infiltrovanou nebo stlačenou plicní tkání. Naopak zeslabené až vymizelé hrudní chvění zaznamenáváme např. při pneumotoraxu, při ucpání bronchu nebo při emfyzému. Třecí šelest (pleurální tření) není za fyziologických podmínek přítomen. Projevy tření můžeme někdy hmatat při zánětu pohrudnice.

Hodnocení: PALPACE

Hrudní chvění vlevo

vpravo

1. 2. 3. 4. 5. Závěr:

3.

Poklep (perkuse) Nejčastěji se užívá tzv. nepřímý poklep prstem na prst. Při poklepu klepeme třetím prstem jedné ruky kolmo na druhý článek třetího prstu druhé ruky, který je přiložen těsně k hrudníku vyšetřované osoby. Začínáme na zádech v čáře paravertebrální a klepeme vždy v mezižebří směrem shora dolů, střídavě na obou stranách. Porovnáváme poklepový zvuk. Tak lze určit hranice plic. U zdravého člověka je poklepový zvuk nad plicní tkání plný a jasný. Je výrazem vzdušnosti a napětí plic. Uslyšíme-li nad některými úseky plic jiný zvuk, snažíme se vystihnout jeho kvalitu a určit lokalizaci a rozsah. Hranice plic určuje poklepové ztemnění. Chorobně může být poklepový zvuk změněn. Např. při plicních infiltrátech ztrácí plicní tkáň svoji vzdušnost a poklepový zvuk se stává buď částečně temným (zkráceným), nebo úplně temným (prázdným).



v. 2014.050

Hodnocení: PERKUSE

Kvalita zvuku vlevo

vpravo

1. 2. 3. 4. 5. Závěr:

4.

Poslech (auskultace) Membránu fonendoskopu přitlačujeme na hrudník tak, aby celá její plocha dobře přiléhala. Vyšetřovaná osoba přitom sedí nebo leží a klidně dýchá pootevřenými ústy. Zachováváme stejný postup jako při poklepu. Nad plícemi zdravého člověka je slyšet za vdechu měkký šelest, který je projevem vnikání vzduchu do plicních sklípků. Nazývá se proto šelest sklípkový (alveolární). Při výdechu není u dospělého člověka zpravidla slyšet nad plícemi žádný šelest. Sklípkový šelest je dokladem, že plicní tkáň je vzdušná. Nad průdušnicí a velkými bronchy je možno slyšet i u zdravého člověka tzv. trubicový (bronchiální) šelest při vdechu i výdechu. Trubicový šelest je slyšet fyziologicky tam, kde jsou velké bronchy blízko hrudní stěny (nad hrtanem a průdušnicí, v blízkosti C7, ve výši Th4 a v podpažních jamkách). Je projevem proudění vzduchu v těchto cestách a je fyziologický.

Hodnocení: AUSKULTACE

vlevo

Typ šelestu nad tracheou

vpravo

1. 2. 3. 4. 5. Závěr:



v. 2014.050

7.6. Stanovení volní apnoe Vyšetření schopnosti úmyslně zadržet dech slouží jako jednoduchá zkouška funkční zdatnosti dýchacího systému. Pomůcky: stopky. Provedení: 1. Vyšetřovanou osobu vyzveme, aby zadržela na co nejdelší dobu dech na vrcholu inspiria (inspirační apnoe) a poté na konci exspiria (exspirační apnoe) a na stopkách měříme čas. 2. Tytéž hodnoty vyšetřujeme po maximálním inspiriu a po maximálním exspiriu. 3. Vyšetření opakujeme po zátěži (20 dřepů). Vyšetření provedeme u pěti osob a výsledky zaznamenáme do tabulky! Hodnocení: TRVÁNÍ APNOE

Inspirium klidové

Expirium klidové

max.

max.

1. klid zátěž 2.klid zátěž 3.klid zátěž 4.klid zátěž 5.klid zátěž Závěr:

Jméno:

...................................... datum

Příjmení:

Kroužek:

Skupina: A, B, C, D

........................................................ podpis vyučujícího



Jméno:

v. 2014.050

Příjmení:

Studijní kroužek: Skupina: A, B, C, D

8. Shrnutí témat krev a krevní oběh Vstupní znalosti: Srdeční frekvence, řízení Krevní tlak, baroreceptorový RFX (http://www.wikiskripta.eu/index.php/Baroreflex) Krevní obraz, rozbor Markery zánětu (FW, CRP, leukocyty) Hemoglobin, saturační křivka, měření saturace krve kyslíkem (SpO2), princip metody (pulzatilita,spektrofotometrie), normální hodnoty Krevní skupiny, předtransfuzní vyšetření, mechanismus ohrožení života při transfuzi inkompatibilní krve (aktivace komplementu , aktivita produktů štěpení komplementu C3a, C5a, generalizovaná vazodilatace, šok ,hemolýza) Vyšetření koagulace, normální hodnoty, profylaktická antikoagulační léčba Tělní tekutiny, koncentrace hlavních minerálů v ECT a ICT (K+, Na+, Cl-, Ca++)

Protokol k praktickému cvičení Jméno pacienta: Datum narození: Důvod hospitalizace, operován pro: Výkon dne:

trvání výkonu od:

do:

Jiná závažná onemocnění: Léky, které užívá: Alergie: Pooperační průběh: Příchod na oddělení: Čas od příchodu na oddělení

hod. 0min

10min

20min

30min

HR (heart rate = srdeční frekvence) BP (blood pressure = krevní tlak) SpO2 (saturace hemoglobinu O2) RR (respirátory rate = dechová frekvence) o Teplota C Bolest v ráně

Prosáknutí obvazu Své připomínky a náměty nám můžete sdělit také prostřednictvím web fóra na stránce ústavu. © Physiology 2014 87 fyzi-web.lf1.cuni.cz


v. 2014.050

Další navrhovaná vyšetření – výsledky: Čas odběru od příchodu na oddělení

0min

Terapie:

Shrnutí vývoje zdravotního stavu pacienta (=epikríza):

Závěr:

Simulované výsledky vyšetření bez terapie (volitelné téma): Datum:

Podpis vyučujícího


Protokoly k praktickým cvičením z fyziologie. v II. blok. 5. Kompártmenty 6. EKG 7. Fyziologie dýchání 8. Shrnutí krev a krevní oběh

Recommend Documents