51 5. Kompártmenty 6. EKG 7. Fyziologie dýchání 8. Shrnutí krev a

Transkript

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
© Physiology 2014
52
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)?
© Physiology 2014
53
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:
© Physiology 2014
54
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.)
© Physiology 2014
55
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)
© Physiology 2014
56
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.
© Physiology 2014
57
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)
© Physiology 2014
58
Jméno:
.................................
datum
Příjmení:
v. 2014.050
Kroužek:
Skupina: A, B, C, D
............................................................
podpis vyučujícího
© Physiology 2014
59
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.
© Physiology 2014
60
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.
© Physiology 2014
61
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
© Physiology 2014
62
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.).
© Physiology 2014
63
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.).
© Physiology 2014
64
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.
© Physiology 2014
65
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.
© Physiology 2014
66
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.).
© Physiology 2014
67
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
© Physiology 2014
68
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
© Physiology 2014
69
v. 2014.050
Závěr:
Jméno:
Příjmení:
...........................................
datum
Kroužek:
Skupina: A, B, C, D
............................................................
© Physiology 2014
70
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
© Physiology 2014
71
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
© Physiology 2014
72
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
© Physiology 2014
73
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
© Physiology 2014
74
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)
© Physiology 2014
75
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).
© Physiology 2014
76
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.
© Physiology 2014
77
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.
© Physiology 2014
78
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.
© Physiology 2014
79
v. 2014.050
Hodnocení:
MINUTOVÁ
VENTILACE
Hodnota
MVV
Interpretace
1.
2.
3.
4.
5.
Závěr:
© Physiology 2014
80
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.
© Physiology 2014
81
v. 2014.050
Hodnocení:
SpO2
Registrované hodnoty
SpO2
Klidné dýchání
BPM
SpO2
Apnoe
BPM
1.
2.
3.
4.
5.
Závěr:
© Physiology 2014
82
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!
© Physiology 2014
83
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).
© Physiology 2014
84
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:
© Physiology 2014
85
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
........................................................
© Physiology 2014
86
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
© Physiology 2014
87
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
© Physiology 2014
88

51 5. Kompártmenty 6. EKG 7. Fyziologie dýchání 8. Shrnutí krev a

Transkript

Podobné dokumenty

Diskuzní fórum Ústavu informatiky

ke stažení

Vánoční vystoupení LDO a TO 19.12.2012

Zápis PSK_07_2012

Ze vzpomínek Samuela Putermana

IMPRESIONISMUS Akademie svazuje umění přísnými pravidly

Počítačové sítě 2 (PSIT2)