ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΙΑΤΡΙΚΗ ΣΧΟΛΗ. ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ Ιατρική Ερευνητική Μεθοδολογία ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΙΑΤΡΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ Ιατρική Ερευνητική Μεθοδολογία ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΚΡΙΤΗΡΙΟΥ ΑΤΕΛΕΚΤΑΣΙΑΣ ΣΕ ΔΙΑΣΩΛΗΝΩΜΕ- ΝΟΥΣ ΑΣΘΕΝΕΙΣ ΜΕΣΩ ΑΝΑΛΥΣΗΣ ΤΗΣ ΚΑΤΑΓΡΑΦΗΣ ΤΩΝ ΑΝΑ- ΠΝΕΥΣΤΙΚΩΝ ΗΧΩΝ ΣΕ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΟ ΧΡΟΝΟ ΙΩΑΝΝΗΣ ΚΑΨΟΚΑΛΥΒΑΣ ΕΠΙΙΒΛΕΠΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ: ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ ΒΑΣΙΛΑΚΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΑΝΑΙΣΘΗΣΙΟΛΟΓΙΑΣ ΙΑΤΡΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗΣ Α.Π.Θ. ΜΕΛΗ ΤΡΙΜΕΛΟΥΣ ΕΠΙΤΡΟΠΗΣ ΝΙΚΟΛΑΟΣ ΜΑΓΚΛΑΒΕΡΑΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΙΑΤΡΙΚΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΙΑΤΡΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗΣ Α.Π.Θ. ΜΠΕΤΙΝΑ ΧΑΙΔΙΤΣ ΕΠΙΚΟΥΡΗ ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ ΥΓΙΕΙΝΗΣ-ΙΑΤΡΙΚΗΣ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗΣ ΙΑΤΡΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗΣ Α.Π.Θ. ΜΑΪΟΣ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2015

2 Περιεχόμενα ΓΛΩΣΣΑΡΙΟ ΣΥΝΤΟΜΟΓΡΑΦΙΩΝ... 8 Ευρετήριο εικόνων... 6 Ευρετήριο πινάκων... 7 Α.Γενικό μέρος Στοιχεία ανατομικής του αναπνευστικού συστήματος Ο φάρυγγας Ο λάρυγγας Οι κατώτερες αεροφόρες οδοί Η τραχεία Οι βρόγχοι Οι πνεύμονες Υπεζωκότας και υπεζωκοτική κοιλότητα Ο οισοφάγος Φυσιολογία των πνευμόνων Πνευμονικοί όγκοι Οι μηχανικές ιδιότητες του πνεύμονα Ηχογένεια του φυσιολογικού πνεύμονα Εισαγωγή Ταξινόμηση και ορολογία Φυσιολογικό αναπνευστικό ψιθύρισμα Κυψελιδικό αναπνευστικό ψιθύρισμα Βρογχικό αναπνευστικό ψιθύρισμα Βρογχοκυψελιδικό αναπνευστικό ψιθύρισμα Τραχειακό αναπνευστικό ψιθύρισμα Παθολογικοί ήχοι πνεύμονα και κλινική τους σημασία Αναπνευστικοί ήχοι με παθολογική μετάδοση Παθολογικές μεταβολές του βρογχικού αναπνευστικού ψιθυρίσματος - Βρογχική αναπνοή Παθολογικές μεταβολές του βρογχικού αναπνευστικού ψιθυρίσματος - Σπηλαιώδες φύσημα Παθολογικές μεταβολές του κυψελιδικού αναπνευστικού ψιθυρίσματος Επιπρόσθετοι (τυχαίοι) αναπνευστικοί ήχοι Ασυνεχείς επιπρόσθετοι ήχοι Τρίζοντες (Crackles) Συνεχείς επιπρόσθετοι ήχοι (Continuous Adventitious Sounds)... 38

3 Συριγμοί (Wheezing) Ήχος τριβής (Pleural Friction-Rub Adventitious Sounds) Παραγωγή αναπνευστικών ήχων Διάδοση των αναπνευστικών ηχων Εισαγωγή Πλευρικότητα διάδοσης των αναπνευστικών ήχων Ταχύτητα διάδοσης του ήχου στο αναπνευστικό σύστημα Επίδραση των παθολογικών καταστάσεων του πνεύμονα στην ηχογένειά του Θεωρητικό μοντέλο παραγωγής και μετάδοσής του αναπνευστικού ψιθυρίσματος Αντιστοίχιση του θεωρητικού μοντέλου στο φυσιολογικό και παθολογικό αναπνευστικό ψιθύρισμα Γενικά για την ατελεκτασία Ατελεκτασία στους ενήλικες Ατελεκτασία εξ απορρόφησης Κολλώδης ατελεκτασία Παθητική ατελεκτασία Ατελεκτασία συμπίεσης Ουλώδης ατελεκτασία Ατελεκτασία εκ βαρύτητας Ατελεκτασία στα παιδιά Επίδραση της γενικής αναισθησίας στην αναπνευστική λειτουργία Κατανομή του αερισμού κατά τη γενική αναισθησία Κατανομή της αιμάτωσης κατά τη γενική αναισθησία Ευενδοτότητα των πνευμόνων και δύναμη ελαστικής επαναφοράς των πνευμόνων Γενική αναισθησία,αναπνευστική λειτουργία & ατελεκτασία Αντίσταση των αεραγωγών Σύγκλειση των αεραγωγών Ανταλλαγή αερίων στον πνεύμονα κατά τη γενική αναισθησία Ελλειματική οξυγόνωση οφειλόμενη στη διαταραχή του λόγου αερισμού/αιμάτωσης (V/Q Mismatching) Άλλοι μηχανισμοί που επηρεάζουν την οξυγόνωση κατά τη γενική αναισθησία Ελλιπής αποβολή του CO Επίδραση της γενικής αναισθησίας στις δυνάμεις έκπτυξης του θωρακικού τοιχώματος Ατελεκτασία οφειλόμενη στη γενική αναισθησία Εισαγωγή Επιδημιολογία της ατελεκτασίας κατά τη γενική αναισθησία Παράγοντες που επηρεάζουν την εμφάνιση ατελεκτασίας κατά τη γενική αναισθησία Monitoring αναπνευστικού... 82

4 Εισαγωγή Μέθοδοι επαρακολούθησης του αερισμού Κλινική παρατήρηση Καπνομετρία και καπνογραφία Σπιρομέτρηση Ανάλυση αερίων αίματος Παλμική οξυμετρία Ακρόαση Διάγνωση της ατελεκτασίας Εισαγωγή Απεικονιστικές μέθοδοι διάγνωσης της ατελεκτασίας Ακτινογραφία θώρακος Άλλες απεικονιστικές τεχνικές διάγνωσης της ατελεκτασίας Αξονική τομογραφία Τομογραφία ηλεκτρικής εμπέδησης (electrical impedance tomography) Μαγνητική τομογραφία (MRI) Υπερηχοτομογραφία Απεικονιστικά ευρήματα ατελεκτασίας μεμονωμένων πνευμονικών λοβών Μη απεικονιστικές διαγνωστικές μέθοδοι της ατελεκτασίας Μικροσκοπία επί ζώντος (intravital microscopy) Προφίλ κυτοκίνης Επιπτώσεις της ατελεκτασίας Β.Ειδικό μέρος Εισαγωγή Υλικό & Μεθοδος Χώρος διεξαγωγής της μελέτης Ταυτότητα δείγματος Διάταξη δειγματοληψίας Πρωτόκολλο μελέτης Επεξεργασία και ταξινόμηση των δεδομένων Στατιστική επεξεργασία Αποτελέσματα

5 Συζήτηση Βιβλιογραφία ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ I ΕΝΤΥΠΟ ΣΥΓΚΑΤΑΘΕΣΗΣ ΑΣΘΕΝΟΥΣ ΓΙΑ ΣΥΜΜΕΤΟΧΗ ΣΤΗΝ ΕΡΕΥΝΑ

6 Ευρετήριο εικόνων Εικόνα 1. Μηχανισμός παραγωγής, προέλευση, χαρακτηριστικά και κλινική σημασία των τύπων του αναπνευστικού ψιθυρίσματος και των επιπρόσθετων ήχων...26 Εικόνα 2. Σχηματική απεικόνιση της ταξινόμησης των ήχων του αναπνευστικού σύμφωνα με την CORSA...27 Εικονα 3. Ενδοπνευμονική κατανομή του αναπνεόμενου όγκου σε τέσσερις διαφορετικές θέσεις. 67 Εικονα 4. Τεχνικά χαρακτηριστικά του μικροφώνου που χρησιμοποιήθηκε Εικόνα 5. Καμπύλη ανταπόκρισης συχνοτήτων του μικροφώνου Εικόνα 6. Διάγραμμα & πίνακας θεωρητικής μείωσης έντασης συχνοτήτων (roll-off) από το low pass φίλτρο...112

7 Ευρετήριο πινάκων Πίνακας 1. Αίτια ατελεκτασίας εξ απορρόφησης...58 Πίνακας 2. Αίτια κολλώδους, παθητικής, συμπιεστικής και ουλώδους ατελεκτασίας...63 Πίνακας 3. Αίτια ατελεκτασίας κατά την παιδική ηλικία...65 Πίνακας 4. Ακτινολογικές διαφορές μεταξύ ατελεκτασίας και πύκνωσης στα παιδιά...99 Πίνακας 5. Δημογραφικά χαρακτηριστικά, παράμετροι δειγματοληψίας και μέγεθος δείγματος (αριθμός αναπνοών που εξάχθηκαν από κάθε ασθενή) της ομάδας ατελεκτασικών Πίνακας 6. Δημογραφικά χαρακτηριστικά, παράμετροι δειγματοληψίας και μέγεθος δείγματος (αριθμός αναπνοών που εξάχθηκαν από κάθε ασθενή) της ομάδας των μη ατελεκτασικών Πίνακας 7.Παράμετροι δειγματοληψίας, σύνθεση και μέγεθος ζευγών ομάδων training/ testing Πίνακας 8. Επιπολασμός ατελεκτασίας σε κάθε ζεύγος ομάδων δειγμάτων training /testing Πίνακας 9. Ευαισθησία των πέντε αλγορίθμων Πίνακας 10. Ειδικότητα των 5 αλγορίθμων Πίνακας 11. Θετική προγνωστική αξία των 5 αλγορίθμων Πίνακας 12. Αρνητική προγνωστική αξία των 5 αλγορίθμων Πίνακας 13. Διαγνωστική ακρίβεια των 5 αλγορίθμων Πίνακας 14. Likelihood ratio of positive test (λόγος πιθανοφάνειας θετικής διάγνωσης) των 5 αλγορίθμων Πίνακας 15. Likelihood ratio of negative test (λόγος πιθανοφάνειας αρνητικής διάγνωσης) των 5 αλγορίθμων Πίνακας 16. Diagnostic odds (λόγος πιθανοφάνειας θετικής προς αρνητική διάγνωση) των 5 αλγορίθμων Πίνακας 17. Στατιστικά μεγέθη της τυχαιοποιημένης ταξινόμησης του συνόλου των δειγμάτων (20 δοκιμές) Πίνακας 18. Area Under the Curve (AUC) κάθε αλγορίθμου για κάθε σετ εκπαίδευσης ελέγχου (οι τιμές αναφέρονται στα σετ ελέγχου Πίνακας 19. Συντελεστής Cohen k και των 5 αλγορίθμων Πίνακας 20.Percent positive agreement και των 5 αλγορίθμων Πίνακας 21.Αριθμός χαρακτηριστικών που χρησιμοποιήθηκε για κάθε σετ και από τους 5 αλγοριθμους...134

8 ΓΛΩΣΣΑΡΙΟ ΣΥΝΤΟΜΟΓΡΑΦΙΩΝ FEV1:Percent Forced Expiration Volume in one second = Forced Expiration Volume in one second / Forced Vital Capacity (FEV1 / FVC) (A-a)PO 2 : Alveolar-arterial PO 2 difference.arff : Attribute-Relation File Format.csv: Comma Separated Values.wav: Waveform Audio File Format 133 Xe: Xenon-133 ANN: Artificial Neural Network ANOVA: Analysis of Variance AR: Autoregressive model ARDS: Adult Respiratory Distress Syndrome AUC: Area Under the Curve BayesNet: Bayesian networks Bit: Binary digit c 0 : ταχύτητα διάδοσης του ήχου στον αέρα CALSA: Computer-aided Lung Sound Analysis CC: Closing capacity cm: centimeter cm H 2 O: centimeter of water [4 C] CO 2 : Carbon Dioxide CPB: Cardiopulmonary Bypass 8

9 CV: Closing Volume db: Decibel db7: Daubechies 7 ERV: Expiratory Reserve Volume E T CO 2 : End Tidal CO 2 f arc: frequency of acoustic resonance circuit FD: Fractal Dimension analysis FEV1: Forced Expiration Volume in one second FFT: Fast Fourier transform FiO 2 : Fraction of inspired oxygen f m : frequency modulation FR: French FRC: Functional Residual Capacity FVC: Forced Vital capacity GMM: Gaussian mixture model h: πάχος της στοιβάδας του αέρα στο πνευμονικό παρέγχυμα HMM: Hidden Markov model Hz: Herz J48graft classification algorithm K: ανελαστικότητα (stiffness) k nn: k nearest neighbor L/s: liter / second 9

10 lt: liter lt/min: liter / min l w : πάχος του θωρακικού τοιχώματος m: πυκνότητα του θωρακικού τοιχώματος MFCC: Mel-frequency cepstral coefficients mg: milligram mm: millimeter mm Hg: millimeter mercury [0 C] ms: millisecond PaO 2 : partial pressure of oxygen in arterial blood PCV: Pressure control ventilation PEEP: Positive End Expiratory Pressure PEFR : Peak Expiratory Flow Rate P insp: upper pressure level pf: picofarad P peak : Peak Inspiratory Pressure Product No: Product Number Pst,L: Elastic Recoil Pressure) P ETCO2 : End Tidal Carbon Dioxide Pressure 10

11 RandomForest algorithm R aw : airway resistance RepTree: Replication tree algorithm RV: residual volume r w : πυκνότητα των ιστών του θωρακικού τοιχώματος SaO 2 : Percent saturation level of oxygen in haemoglobin sec: second S gaw : Specific airway conductance SpO 2 : Peripheral capillary oxygen saturation SVM: Support Vector Machine learning algorithm TLC: Total Lung capacity TNF : Tumor Necrosis Factor V : Volt V/Q : Ventilation-Perfusion (V/Q) ratio VC: Vital Capacity VCV: Volume control ventilation VI (): percent Ventilation Index V T ή TV: tidal volume ΔV/ΔP : compliance μm: micrometer ρ 0 : πυκνότητα του αέρα 11

12 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Ο όρος ατελεκτασία προέρχεται από τις ελληνικές λέξεις «ατελής» και «έκτασις» και υποδηλώνει την ατελή έκπτυξη. Με την τρέχουσα χρήση του ο όρος αυτός υποδηλώνει την επίκτητη ελάττωση του όγκου τμήματος ή ολόκληρου του πνεύμονα. Ανάλογα με τον μηχανισμό πρόκλησης διακρίνονται έξι τύποι ατελεκτασίας. Όποιος και αν είναι ο μηχανισμός πρόκλησής της, έχει ως αποτέλεσμα τη μερική ή ολική σύμπτωση κυψελίδων και βρόγχων. Η εγκατάσταση ατελεκτασίας συνδέεται με την ανάπτυξη μιας σειράς από παθολογίες, που περιλαμβάνουν την ελάττωση της ευενδοτότητας, την ελειμματική οξυγόνωση, την αυξημένη πνευμονική αγγειακή αντίσταση και την ανάπτυξη βλάβης του πνεύμονα (lung injury). Οι ανεπιθύμητες δράσεις της ατελεκτασίας που εγκαθίσταται διεγχειρητικά παραμένουν και μετεγχειρητικά και μπορεί να ε- πηρεάσουν την ανάνηψη του ασθενούς. Η ατελεκτασία μπορεί να επιμείνει για 2 ημέρες μετά από εκτεταμένη χειρουργική επέμβαση. Οι επιμέρους στόχοι της παρούσας προοπτικής μελέτης παρατήρησης τύπου κοόρτης είναι α) ο προσδιορισμός του διαγνωστικού κριτηρίου εγκατάστασης ατελεκτασίας μέσα από την ανάλυση των πνευμονικών ήχων β) ο έλεγχος του ανευρεθέντος κριτηρίου, τόσο ως προς την ανίχνευση της εγκατάστασης ατελεκτασίας, όσο και ως προς την επιβεβαίωση της απουσίας της γ) ο έλεγχος της δυνατότητας γενίκευσης του κριτηρίου αυτού στο σύνολο των ασθενών υπό μηχανικό αερισμό δ) η σύγκριση της προτεινόμενης μεθόδου με τις υπάρχουσες μεθόδους πιστοποίησης της ατελεκτασίας στους ασθενείς υπό μηχανικό αερισμό. Η μελέτη διεξάχθηκε στο Α.Ν.Θ. Θεαγένειο.. Ο πληθυσμός της μελέτης συμπεριελάμβανε όλους τους ασθενείς που θα υποβάλλονταν σε προγραμματισμένη χειρουργική επέμβαση. Το δείγμα της μελέτης ήταν ασθενείς που υποβλήθηκαν είτε σε θωρακοχειρουργική επέμβαση ή σε επέμβαση στον μαστό και επιλέχθηκε από το πρόγραμμα χειρουργείου της περιόδου δειγματοληψίας. Όλοι οι ασθενείς εισάχθηκαν στη γενική αναισθησία με ενδοφλέβια χορήγηση φαρμάκων Για τη συλλογή των πνευμονικών ήχων τοποθετήθηκε στους ασθενείς και των δύο ομάδων διοισοφάγειο στηθοσκόπιο. Ηχητικά δείγματα πάρθηκαν από 8 ασθενείς που επιβεβαιωμένα ανέπτυξαν διεγχειρητικά ατελεκτασία και από 3 που δεν ανέπτυξαν. Τα δείγματα αυτά κατατμήθηκαν σε 491 εισπνοές. Από αυτές περιλήφθηκαν τελικά στις δυο ομάδες της μελέτης (ατελεκτασικοί και μη ατελεκτασικοί) 475 εισπνοές. Οι εισπνοές από τις 12

13 δύο ομάδες δειγμάτων υποβλήθηκαν σε περαιτέρω επεξεργασία και χωρίστηκαν σε 10 συνολικά ζεύγη ομάδων εκπαίδευσης και ελέγχου. Τα ζεύγη αυτά τροφοδοτήθηκαν σε 5 αλγορίθμους ταξινόμησης και ελέγχθηκε η επίδοση των αλγορίθμων ως προς την έγκυρη και αξιόπιστη διάγνωση της ατελεκτασίας. Από κάθε αλγόριθμο συνάχθηκε το κριτήριο ταξινόμησης που δημιούργησε προκειμένου να ταξινομήσει τα δείγματα. Το διαγνωστικό κριτήριο που προτάθηκε από το σύνολο των δοκιμών είναι μια παράμετρος περιγραφικής στατιστικής (τιμή του δείκτη κυρτότητας). Οι συντελεστές του discrete wavelet transform στο επίπεδο 4 που έδωσαν τα μέγιστα αποτελέσματα αντιστοιχούν στις συχνότητες Hz, Hz και Hz. Το προτεινόμενο κριτήριο χαρακτηρίζει δείγματα από ασθενείς με συγκεκριμένο σωματότυπο (ύψος, άρα και ανάλογο μήκος τραχείας), αναπνεόμενο όγκο (V T ) και αναπνευστικό ρυθμό. Μια μελλοντική έρευνα πρέπει να περιλαμβάνει δειγματοληψία από ασθενείς με διαφοροποιήσεις σε αυτές τις παραμέτρους, προκειμένου να επιβεβαιώσει ή να απορρίψει οριστικά το προτεινόμενο κριτήριο. Η προτεινόμενη μέθοδος, με βάση τα αποτελέσματα είναι μεν έγκυρη, αλλά τα αποτελέσματά της δεν μπορούν να αναπαραχθούν δεν είναι δηλαδή αξιόπιστη. Απαιτείται μια πιο εκτεταμένη κλινική έρευνα με βάση το προτεινόμενο κριτήριο διάγνωσης της ατελεκτασίας, ώστε να ενισχύσει και να επιβεβαιώσει την εφαρμογή του κριτηρίου αυτού στην κλινική πράξη, καθιστώντας εφικτή την αξιόπιστη και έγκυρη διάγνωση της ατελεκτασίας. Η ταξινόμηση των δειγμάτων γίνεται σε χρόνους ανταγωνιστικούς ως προς τις υπάρχουσες μεθόδους παρακολούθησης της αναπνευστικής λειτουργίας. 13

14 Α.Γενικό μέρος 1.Στοιχεία ανατομικής του αναπνευστικού συστήματος Η αναπνοή, δηλαδή η ανταλλαγή αερίων (πρόσληψη O 2 και αποβολή CO 2 ) είναι λειτουργία απαραίτητη για τη ζωή και εξυπηρετείται στα σπονδυλωτά από το αναπνευστικό σύστημα. Η πρόσληψη του O 2 είναι απαραίτητη για την παραγωγή ενέργειας, χωρίς την οποία είναι αδύνατη η διατήρηση της ζωής. Η ενέργεια αυτή απελευθερώνεται από την οξείδωση (καύση) ουσιών που προσλαμβάνονται με τις τροφές. To αναπνευστικό σύστημα διαπλάσσεται εμβρυολογικά ως εξάρτημα του πεπτικού συστήματος. Εξάλλου η αναπνοή μπορεί να ενταχθεί στη λειτουργία ανταλλαγής της ύλης, που είναι μια από τις βασικές λειτουργίες των ζώντων όντων και η οποία κατά μεγάλο μέρος εξυπηρετείται από τα όργανα του πεπτικού συστήματος. Τη στενή σχέση των δύο συστημάτων από άποψη λειτουργίας και εμβρυϊκής διάπλασης θέλει να δηλώσει και ο όρος εντεροαναπνευστικό σύστημα. Τα όργανα που ανήκουν στο αναπνευστικό σύστημα των σπονδυλωτών κατατάσσονται στην άνω και στην κάτω αεροφόρα οδό. Η άνω αεροφόρος οδός περιλαμβάνει την έξω και την έσω ρίνα, καθώς και τον φάρυγγα (ρινική, στοματική και μεγάλο μέρος της λαρυγγικής μοίρας του). Η κάτω αεροφόρος οδός περιλαμβάνει τον λάρυγγα, την τραχεία, τους βρόγχους και τους πνεύμονες. Ο φάρυγγας Ο φάρυγγας είναι ένα ινομυώδες όργανο σε σχήμα χωνιού αποπεπλατυσμένου από τα πρόσω προς τα πίσω, που θέτει σε επικοινωνία το στόμα με τον οισοφάγο (πεπτική οδός), καθώς και το κύτος της ρίνα με τον λάρυγγα (αναπνευστική οδός). Το μήκος του κυμαίνεται από 12 έως 15 εκατοστά, το πλάτος στο άνω άκρο του ( το ευρύ στόμιο του χωνιού) είναι περίπου 3,5 εκατοστά, ενώ στο κάτω άκρο, εκεί όπου μεταπίπτει στον οισοφάγο, περίπου 1,5 εκατοστά. Ο λάρυγγας Ο λάρυγγας είναι το τμήμα της αεροφόρου οδού διαμέσου της οποίας ο φάρυγγας επικοινωνεί με την τραχεία. Είναι ένα όργανο με περίπλοκη κατασκευή, το 14

15 οποίο λειτουργεί ως συσκευή που απομονώνει την αρχή της αεροφόρου οδού από τον φάρυγγα. Το μήκος του λάρυγγα στους ενηλίκους άνδρες της λευκής φυλής είναι περίπου 44 mm εάν μετρηθεί από τη θυρεοειδική εντομή, και 70 mm εάν μετρηθεί από το άνω χείλος της επιγλωττίδας. Το μέγεθος του λάρυγγα δεν εξαρτάται από το ανάστημα του ατόμου. Οι κατώτερες αεροφόρες οδοί Αυτές αποτελούνται από την τραχεία, του δύο στελεχιαίους, τους λοβαίους και τους 19 τμηματικούς (ή τρίτης τάξης) βρόγχους και το σύνολο των προοδευτικών διακλαδώσεών τους μέχρι και των τελικών βρογχιολίων. (2) Η τραχεία Η τραχεία αρτηρία είναι ένας σωλήνας που παρεμβάλλεται ανάμεσα στον λάρυγγα και τους κύριους βρόγχους. Η αναλογία του μήκους της τραχηλικής μοίρας σε σχέση με το μήκος της θωρακικής εξαρτάται από την ηλικία, καθώς και από το σχήμα και το μέγεθος του τραχήλου και του θώρακα. Το μήκος της τραχείας, από το κάτω χείλος του κρικοειδή χόνδρου έως τη γωνία του διχασμού της, στους ενηλίκους, ανέρχεται σε εκατοστά περίπου. Κατά την παιδική ηλικία (στο τρίτο έτος της ζωής) η τραχεία είναι σχετικά βραχύτερη, βρίσκεται βαθύτερα, είναι περισσότερο ευκίνητη και η εγκάρσια διάμετρός της είναι 5 mm περίπου. Προς τα πίσω η τραχεία συνάπτεται μέσω χαλαρού συνδετικού ιστού με τον οισοφάγο, ο οποίος παρεμβάλλεται μεταξύ αυτής και της σπονδυλικής στήλης. Ο οισοφάγος προς τα άνω βρίσκεται ακριβώς πίσω από την τραχεία, ενώ προς τα κάτω, επειδή η τραχεία φέρεται με λοξή προς τα δεξιά πορεία, βρίσκεται αριστερά και πίσω από αυτήν. Ανάμεσα στον οισοφάγο και την τραχεία σχηματίζεται από την κάθε πλευρά μια αύλακα, που ονομάζεται τραχειοοισοφαγική αύλακα και μέσα στην οποία πορεύεται το κάτω λαρυγγικό (παλίνδρομο) νεύρο. 15

16 Οι βρόγχοι Είναι δύο στον αριθμό. Αρχίζουν από τον διχασμό της τραχείας και φέρονται λοξά προς τα κάτω και έξω έως τις πύλες των πνευμόνων, όπου εισέρχονται μέσα στους αντίστοιχους πνεύμονες ως στελεχιαίοι ή κύριοι βρόγχοι. Η εξωτερική εμφάνισή τους μοιάζει με αυτήν της τραχείας, δεδομένου ότι έχουν την ίδια κατασκευή. Το τοίχωμα της τραχείας και των κυρίων βρόγχων αποτελείται κυρίως από δύο χιτώνες που είναι στερεά συνδεδεμένοι ο ένας με τον άλλον, τον ινοχόνδρινο και τον βλεννογόννο, ανάμεσα στους οποίους παρεμβάλλεται υποβλεννογόνιος χιτώνας. Ο ινοχόνδρινος χιτώνας της τραχείας αποτελείται από τον ινώδη υμένα, μέσα στον οποίο βρίσκονται τα χόνδρινα ημικρίκια και λείες μυϊκές ίνες. Οι λείες μυϊκές ίνες είναι άφθονες στο οπίσθιο τμήμα του ινώδη υμένα όπου και σχηματίζουν μια συνεχή στιβάδα. Η σύσπαση του εγκάρσιου τραχειακού μυός κατά την εκπνοή ελαττώνει τον νεκρό χώρο και βελτιώνει την αποδοτικότητα της αναπνοής. Κατά την ταχύπνοια αντίθετα επέρχεται χαλάρωση του εγκάρσιου τραχειακού μυός που ελαττώνει τις αντιστάσεις στη ροή του αέρα, ώστε να αντισταθμιστεί κατά το δυνατό η αύξηση του νεκρού χώρου σε σχέση με τον ζωτικό. Ο βλεννογόνος της τραχείας και των κύριων βρόγχων είναι συνέχεια του βλεννογόνου του λάρυγγα και συνεχίζεται προς τον βλεννογόννο των ενδοπνευμονικών βρόγχων. Αποτελείται από αναπνευστικό επιθήλιο (ψευδοπολύστοιβο κροσσωτό κυλινδρικό με διάσπαρτα καλυκοειδή κύτταρα) και χόριο. Ο υποβλεννογόνιος χιτώνας είναι πλούσιος σε οροβλεννογόνιους αδένες και περιέχει τα μεγαλύτερα από τα αγγεία της τραχείας και των βρόγχων. Το ορώδες έκκριμα των αδένων εφυγραίνει και θερμαίνει τον εισπνεόμενο αέρα και επιπλέον, σε συνδυασμό με τη βλέννα των καλυκοειδών κυττάρων και την κίνηση των κροσσών του επιθηλίου, εντάσσεται στον μηχανισμό κάθαρσής του. Μετακίνηση του αυξημένου εξαιτίας φλεγμονής εκκρίματος από τον εισπνεόμενο ή τον εκπνεόμενο αέρα προκαλεί τη παραγωγή ρόγχων που ανιχνεύονται κατά την ακρόαση των πνευμόνων. 16

17 Οι πνεύμονες Οι πνεύμονες είναι τα κύρια όργανα του αναπνευστικού συστήματος, αφού σε αυτά τελείται η ανταλλαγή των αερίων μεταξύ του εισπνεόμενου αέρα και του αίματος. Οι πνεύμονες έχουν σχήμα κώνου με αποστρογγυλωμένη κορυφή, από τον οποίο έχει αποκοπεί ένα μέρος της έσω μοίρας της παράπλευρης επιφάνειάς του. Το σχήμα των πνευμόνων καθορίζεται από το σχήμα των υπεζωκοτικών κοιλοτήτων. Στον δεξιό πνεύμονα ανάμεσα στην αύλακα της αζύγου φλέβας και τις πύλες δημιουργείται η οισοφαγική αύλακα. Η αύλακα αυτή διαμορφώνεται ε- ξαιτίας της κάμψης του οισοφάγου προς τα δεξιά. Οι πνεύμονες χωρίζονται με βαθιές σχισμές, τις μεσολόβιες σε μικρότερα τμήματα που καλούνται λοβοί. Διακρίνεται σε κάθε πνεύμονα η λοξή μεσολόβια σχισμή, ενώ στον δεξιό πνεύμονα υπάρχει πλέον η οριζόντια μεσολόβια σχισμή. Η λοξή μεσολόβια σχισμή του αριστερού πνεύμονα τον διαιρεί σε άνω και κάτω λοβό. Ο δεξιός πνεύμονας χαρακτηρίζεται από το ότι εκτός από τη λοξή μεσολόβια σχισμή έχει και την οριζόντια (ελάσσονα) μεσολόβια σχισμή. Αποτέλεσμα της ύ- παρξης των δυο σχισμών είναι να διαιρείται το πνευμονικό παρέγχυμα του δεξιού πνεύμονα σε άνω, μέσο και κάτω λοβό, από τους οποίους οι δύο πρώτοι αντιστοιχούν στον άνω λοβό του αριστερού πνεύμονα. Ο μέσος λοβός έχει σφηνοειδές σχήμα με τη βάση στραμμένη προς τη μεσοπνευμόνια επιφάνεια. Είναι ο μικρότερος από του υπόλοιπους λοβούς. Μερικές φορές η έσω μοίρα της κορυφής ή και το σύνολο της κορυφής (σπανιότερα) του δεξιού πνεύμονα χωρίζεται με μια σχισμή από τον υπόλοιπο άνω λοβό, δημιουργώντας έτσι το λόβιο της άζύγου φλέβας. Από την προβολή των ορίων του πνεύμονα γίνεται αντιληπτό ότι κατά τη φυσική εξέταση ή κατά την ερμηνεία των ακτινογραφιών του θώρακα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη τα εξής: στην πρόσθια επιφάνεια του θώρακα προβάλλεται αριστερά κυρίως ο άνω λοβός και δεξιά ο άνω και μέσος λοβός, με μεταξύ τους όριο την τέταρτη πλευρά. Στη μέση μασχαλιαία γραμμή προβάλλεται ο άνω και ο κάτω λοβός, με όριο το πέμπτο μεσοπλεύριο διάστημα (ή την πέμπτη πλευρά) και στη ράχη ο άνω και ο κάτω λοβός, με όριο μια γραμμή που συνδέει τις βάσεις των ωμοπλατιαίων ακανθών. 17

18 Το βρογχικό δέντρο περιλαμβάνει το τμήμα της κάτω αεροφόρου οδού που βρίσκεται μέσα στον πνεύμονα (εξαιρείται η απόσχιση του άνω λοβαίου βρόγχου που γίνεται πριν την απόσχισή του από τον πνεύμονα). Κάθε βρόγχος κατά την πορεία του μέσα στον πνεύμονα χορηγεί πολλούς μικρότερους σε εύρος παράπλευρους κλάδους (μονοποδικός τρόπος απόσχισης) και τέλος κοντά στην περιφέρεια των πνευμόνων αποσχίζεται στους δύο τελικούς, ισοπαχείς κλάδους (διχοτομικός τρόπος απόσχισης). Αυτός ο τρόπος χορήγησης κλάδων παρατηρείται σε όλο το βρογχικό δέντρο, με αποτέλεσμα να διακρίνονται οι βρόγχοι που πορεύονται μέσα στον πνεύμονα η σε ένα τμήμα του σε στελεχιαίους βρόγχους (τα κύρια στελέχη) και σε παράπλευρους βρόγχους (οι διακλαδώσεις που έχουν μικρότερο εύρος) του αντίστοιχου μέρους. Ο στελεχιαίος βρόγχος, που είναι συνέχεια του κύριου βρόγχου, πορεύεται από την πύλη και με πορεία λοξή προς τα κάτω και πίσω φτάνει έως την οπίσθια μοίρα της βάσης του πνεύμονα. Κατά την πορεία του αυτή αφενός ο αυλός του γίνεται βαθμιαία λεπτότερος και αφετέρου χορηγεί ως παράπλευρους κλάδους τους λοβαίους (δευτερογενείς) βρόγχους (διάμετρος 8-12 mm), δύο ο αριστερός στελεχιαίος βρόγχος και τρεις ο δεξιός, για τους αντίστοιχους λοβούς των πνευμόνων. Αυτοί παίρνουν το όνομά τους από τον λοβό στον οποίο διακλαδίζονται. Οι λοβαίοι βρόγχοι με τη σειρά τους χορηγούν, ως παράπλευρους, τους τμηματικούς (τριτογενείς) βρόγχους, ο καθένας από τους οποίους διακλαδίζεται σε ένα βρογχοπνευμονικό τμήμα. Ο κάθε τμηματικός βρόγχος χορηγεί ως παράπλευρους τους υποτμηματικούς και από αυτούς συνέχεια εκφύονται οι λοβιακοί βρόγχοι. Ύστερα από συνεχείς διακλαδώσεις οι λοβιακοί βρόγχοι χορηγούν κλάδους που εισέρχονται ο καθένας και σε ένα πνευμονικό λόβιο. Οι τελευταίοι κλάδοι από το σημείο της εισόδου τους στο πνευμονικό λόβιο χαρακτηρίζονται ως μεσολόβιοι βρόγχοι (πορεύονται μέσα στα λόβια). Ο ενδολόβιος βρόγχος μέσα στο πνευμονικό λόβιο αποσχίζεται σε έξι περίπου τελικά βρογχιόλια που στο μέσο περίπου του λοβίου χορηγούν με τη σειρά τους μία έως τρεις γενιές αναπνευστικών βρογχιολίων. Ο συνολικός αριθμός των διακλαδώσεων του βρογχικού δέντρου είναι περίπου Έως και τη 16η-19η γενιά βρογχικών κλάδων οι βρόγχοι είναι μόνο αεροφόροι οδοί, χωρίς να έχουν αναπνευστική λειτουργία. Ο αριθμός των διακλαδώσεων μέχρι να φτάσουμε στα τελικά βρογχιόλια εξαρτάται από την πνευμονική περιοχή. Έτσι στα βρογχιόλια του άνω λοβού φθάνουμε με 15 διακλαδώσεις, ενώ στη γλωσσίδα απαιτούνται 25 διακλαδώσεις. (1) 18

19 Η τραχεία έχει διάμετρο 2,5 εκατοστά. Η ολική διάμετρος των τελικών βρογχιολίων είναι πολλαπλάσια, επειδή κάθε πνεύμονας έχει περίπου τελικά βρογχιόλια διαμέτρου 0,5-1 mm. Είναι επόμενο οι αντιστάσεις στη ροή του αέρα να είναι πιο μεγάλες στην τραχεία και τους μεγάλους βρόγχους. Αντίθετα στα βρογχιόλια όπου η ροή του αέρα είναι βραδεία και γραμμική οι αντιστάσεις είναι μικρές. (2) Το τοίχωμα των στελεχιαίων βρόγχων και των κλάδων τους μέχρι πριν από τα λοβιακά βρογχιόλια έχει κατασκευή που μοιάζει με την κατασκευή των κυρίων βρόγχων. Έτσι, από έξω προς τα έσω, αποτελούνται από τρεις χιτώνες, τον ινοχόνδρινο, τον μυικό και τον βλεννογόννο. Όσο ο αυλός του βρόγχου μικραίνει, παρατηρείται η τάση αφενός οι χόνδροι να αραιώνουν και τέλος να εξαφανίζονται μετά τους λοβιακούς βρόγχους και αφετέρου να πυκνώνουν οι ελαστικές ίνες του συνδετικού ιστού. Ο μυϊκός χιτώνας αποτελείται από λείες μυϊκές ίνες, που στους μεγάλους ενδοπνευμονικούς βρόγχους φέρονται εγκάρσια. Η ελικοειδής φορά των μυϊκών ινών έχει ως αποτέλεσμα η σύσπασή τους να επιφέρει ελάττωση και του εύρους και του μήκους των βρογχιολίων, χωρίς να προκαλείται τέλεια σύγκλειση του αυλού τους. Οι μυϊκές ίνες βρίσκονται συνεχώς σε κατάσταση ελαφράς διέγερσης (τόνου). Κατά την εισπνοή χαλαρώνουν και κατά την εκπνοή συσπώνται διευκολύνοντας έτσι τη ροή του αέρα. Κατά την ελάττωση του εύρους του αυλού των βρογχιολίων παρεμποδίζεται κυρίως η εκπνοή και λιγότερο η εισπνοή που είναι δυναμική φάση της αναπνοής. Τα κροσσωτά εκκριτικά κύτταρα των βρογχιολίων παράγουν πρωτεϊνούχα έκκριση που επαλείφει την επιφάνεια του αυλού τους και συμβάλλει στην ομαλή αναπνευστική λειτουργία. Η έκκριση αυτή είναι ανάλογη με την παραγωγή της βλέννας στους μεγάλους βρόγχους και του επιφανειοδραστικού παράγοντα στις κυψελίδες. Οι επιμήκεις πτυχώσεις του επιθηλίου επιτρέπουν στον βλεννογόνο να προσαρμόζεται στις αυξομειώσεις του εύρους του αυλού των βρόγχων και παρατηρούνται στις διάφορες φάσεις της αναπνοής. Το επιθήλιο που καλύπτει τις κυψελίδες είναι συνέχεια εκείνου που καλύπτει τα αναπνευστικά βρογχιόλια και αποτελείται από ένα στοίχο κυττάρων που επικάθονται στην βασική μεμβράνη. Τα κύτταρα αυτά είναι δύο ειδών: τα πνευμονοκύτταρα τύπου I και τύπου II. Τα πνευμονοκύτταρα τύπου I είναι αποπεπλατυσμένα πλακώδη, τελικά διαφοροποιημένα κύτταρα, διαμέσου των οποίων γίνεται η α- νταλλαγή των αερίων. Τα πνευμονοκύτταρα τύπου II, λιγότερα από τα προη- 19

20 γούμενα, είναι υποστρόγγυλα και παράγουν τον επιφανειοδραστικό παράγοντα των κυψελίδων, ο οποίος αποτρέπει στη φάση της εκπνοής τη σύμπτωση και τη συγκόλληση των τοιχωμάτων των κυψελίδων. Τα ίδια κύτταρα αποτελούν επίσης τα μητρικά κύτταρα των πνευμονοκυττάρων του τύπου I, όταν αναγεννιέται το κυψελιδικό επιθήλιο. Ο συνδετικό ιστός κάτω από το περισπλάχνιο πέταλο του υπεζωκότα έχει τη μορφή μιας συνεχούς στιβάδας, η οποία αφενός προσφύεται χαλαρά στον υπεζωκότα και αφετέρου επενδύει τους λοβούς του πνεύμονα. Από τη στιβάδα αυτή εκπέμπονται με κατεύθυνση προς τις πύλες διαφράγματα από συνδετικό ιστό τα ο- ποία φτάνουν σε βάθος που ποικίλλει. Με αυτά τα διαφράγματα η πνευμονική ουσία του κάθε λοβού χωρίζεται σε τμήματα σφηνοειδούς σχήματος που στρέφουν τη βάση προς την περιφέρεια και την κορυφή προς τις πύλες, τα οποία λέγονται βρογχοπνευμονικα τμήματα. Η ύπαρξη των διαφραγμάτων κάνει δυνατή την περιορισμένη κινητικότητα μεταξύ των βρογχοπνευμονικών τμημάτων. Έτσι υπάρχει η δυνατότητα να γεμίζουν σε διαφορετικό βαθμό από αέρα τα διάφορα βρογχοπνευμονικά τμήματα. Η αιμάτωση του πνευμονικού παρεγχύματος δεν είναι ομοιόμορφη. Εξαιτίας του βάρους του αίματος και επιπλέον της διαφορετικής διαμέτρου των αιμοφόρων αγγείων κατευθύνεται μεγαλύτερη ποσότητα αίματος προς τη βάση των πνευμόνων και λιγότερη προς την κορυφή, όπου και υπάρχουν και τα περισσότερα τριχοειδή ηρεμίας. Υπάρχουν περιοχές του φυσιολογικού πνεύμονα όπου η κυκλοφορία του αίματος μέσα στο δίκτυο των τριχοειδών αγγείων των κυψελίδων είναι ελαττωμένη ή λείπει τελείως, γεγονός που επιτυγχάνεται χάρη στην ύπαρξη άφθονων μυϊκών στοιχείων στα προτριχοειδικά αρτηρίδια. Έτσι διακρίνουμε τριχοειδή ηρεμίας από τα οποία διέρχεται αίμα συνεχώς και τριχοειδή εργασίας από τα οποία διέρχεται αίμα μόνο σε περιόδους κατά τι οποίες υπάρχουν μεγαλύτερες απαιτήσεις οξυγόνου, π. χ. κατά την έντονη προσπάθεια ή σε παθολογικές καταστάσεις κατά τι ο- ποίες διαταράσσεται η ανταλλαγή των αερίων. Υπεζωκότας και υπεζωκοτική κοιλότητα Ο υπεζωκότας είναι ένας διπέταλος ορογόνος υμένας, ανάμεσα στα πέταλα του οποίου σχηματίζεται μια σχισμοειδής κοιλότητα, η υπεζωκοτική κοιλότητα. Το ένα πέταλο περιβάλλει τον σύστοιχο πνεύμονα και λέγεται περισπλάχνιο. Το άλλο 20

21 πέταλο αφενός μεν καλύπτει την εσωτερική επιφάνεια των τοιχωμάτων του ημιθωρακίου και αφετέρου αφορίζει τον μεσοπνευμόνιο χώρο από τα πλάγια και λέγεται περίτονο. Ανάμεσα στα δύο πέταλα του υπεζωκότα σχηματίζεται η κοιλότητα του υπεζωκότα. Εξαιτίας της αρνητικής πίεσης που υπάρχει μεταξύ των δύο πετάλων του υπεζωκότα η υπεζωκοτική κοιλότητα έχει τη μορφή ενός σχισμοειδούς διαστήματος που παρεμβάλλεται ανάμεσα στο περίτονο και στο περισπλάχνιο πέταλο του υπεζωκότα. Όταν η αρνητική πίεση που υπάρχει στην υπεζωκοτική κοιλότητα αρθεί, είτε από τη συλλογή υγρού (πλευρίτιδα, αιμοθώρακας) είτε ύστερα από την είσοδο αέρα (πνευμοθώρακας), ως αποτέλεσμα τραύματος του πνεύμονα ή του θωρακικού τοιχώματος, τότε ο πνεύμονας συρρικνώνεται ( είναι δυνατό να αποκτήσει περίπου το ένα τρίτο περίπου του αρχικού μεγέθους). Αυτό έχει ως αποτέλεσμα αφενός η υπεζωκοτική κοιλότητα να γίνεται εμφανής κατά τον ακτινολογικό έλεγχο και αφετέρου ο πνεύμονας να μην ακολουθεί το θωρακικό τοίχωμα κατά τις αναπνευστικές κινήσεις. Το γεγονός ότι το κύτος του θώρακα δεν είναι ενιαίο αλλά δίχωρο (μια αριστερή και μια δεξιά υπεζωκοτική κοιλότητα) είναι πολύ σημαντικό, διότι έτσι δεν προκαλείται συρρίκνωση και των δύο πνευμόνων σε κακώσεις της μιας πλευράς. Η αρνητική πίεση που υπάρχει στην υπεζωκοτική κοιλότητα προκαλεί μεταφορά υγρών σε αυτή από τα τριχοειδή αγγεία των ιστών που επαλείφονται από τον υπεζωκότα και συλλογή μικρής ποσότητας ορώδους υγρού (πλευριτικό υγρό). Η δυνατότητα απορρόφησης του πλευριτικού υγρού είναι περίπου 25 φορές μεγαλύτερη από τον ρυθμό παραγωγής του, επομένως για τη δημιουργία υ- γρού στην υπεζωκοτική κοιλότητα θα πρέπει ο ρυθμός παραγωγής του υγρού αυτού να γίνει εντονότερος. Κατά τον ακτινολογικό έλεγχο γίνεται φανερή σαν σκιά στον πλευροδιαφραγματικό κόλπο η ύπαρξη αυξημένου πλευριτικού υγρού, εάν η ποσότητά του ξεπεράσει τα 250 κυβικά εκατοστά και ο ασθενής βρίσκεται σε όρθια θέση. Μεγαλύτερες ποσότητες υγρού προκαλούν εικόνα έντονης σκίασης των πνευμονικών πεδίων, εικόνα η οποία μοιάζει με κοίλο μηνίσκο εξαιτίας της εμφάνισης τριχοειδικού φαινομένου. 21

22 Ο οισοφάγος Ο οισοφάγος είναι ένας μυώδης σωλήνας που αποτελεί τη συνέχεια του φάρυγγα και χρησιμεύει στη μεταφορά του βλωμού από τον φάρυγγα προς τον στόμαχο. Εκτείνεται μπροστά από την σπονδυλική στήλη, στην αρχή στον τράχηλο (τραχηλική μοίρα) και στη συνέχεια στον θώρακα (θωρακική μοίρα), στο διάφραγμα (διαφραγματική μοίρα) και στην κοιλία (κοιλιακή μοίρα). Το μήκος του οισοφάγου στο πτώμα είναι περίπου 25 εκατοστά (περίπου το 15 του συνολικού μήκους του σώματος), ενώ στη γυναίκα είναι κατά 2-3 εκατοστά βραχύτερο από ό,τι στον άνδρα. Το άνω όριο του οισοφάγου βρίσκεται σε απόσταση 15 εκατοστά από τους τομείς οδόντες. Τα κυριότερα στηρίγματα του οισοφάγου που χρησιμεύουν στο να παραμένει στη θέση του είναι προς τα άνω ο κρικοειδής χόνδρος του λάρυγγα και προς τα κάτω το διάφραγμα και το ήπαρ. Τα δύο τελευταία στηρίζουν τον οισοφάγο διαμέσου του περίτονου πετάλου του περιτοναίου που εκτείνεται ανάμεσά τους και περιβάλλεται από την κοιλιακή μοίρα του οισοφάγου. Επιπλέον, στη στήριξη του οισοφάγου συμβάλλουν αφενός μεν συνδετικός ιστός που μεταξύ της οπίσθιας επιφάνειας του οισοφάγου και της σπονδυλικής στήλης και αφετέρου δεσμίδες από ινώδεις, ελαστικές και κυρίως λείες μυϊκές ίνες που αναπτύσσονται στον περιοισοφαγικό ιστό, ανάμεσα στα τοιχώματα του οισοφάγου και τα παρακείμενα όργανα (τραχεία, βρόγχοι, αορτή, μεσοπνευμόνιο πέταλο υπεζωκότα, περικάρδιο, διάφραγμα). Ιδιαίτερη σημασία στην κλινική πρακτική έχει το γεγονός ότι ο αυλός του οισοφάγου παρουσιάζει τέσσερα στενώματα, τα εξής: α) το κρικοειδές στένωμα β) το αορτικό στένωμα γ) το βρογχικό στένωμα που παράγεται από την πίεση της ρίζας του αριστερού βρόγχου στο πρόσθιο τοίχωμα του οισοφάγου. Βρίσκεται αντίστοιχα προς τον πέμπτο θωρακικό σπόνδυλο και απέχει περίπου 27 εκατοστά από του τομείς οδόντες δ) το υπερφρενικό ή διαφραγματικό στένωμα που παράγεται απο τον τόνο του διαφράγματος, απέχει από τους τομείς ο- δόντες περίπου 38 έως 40 εκατοστά και η διάμετρός του κυμαίνεται από 1,5 έως 1,7 εκατοστά. Το βρογχικό και το αορτικό στένωμα είναι αφανή, έτσι μπορούν να θεωρηθούν εντυπώματα και όχι στενώματα. 22

23 Η τραχηλική μοίρα του οισοφάγου έχει μήκος περίπου 5 εκατοστά προς τα άνω (αντίστοιχα προς το σώμα του Α6 έως και του Θ1 σπονδύλων) και βρίσκεται ακριβώς πίσω από την τραχεία. Ανάμεσα στην τραχεία και τον οισοφάγο υπάρχει χαλαρός συνδετικός ιστός, ο οποίος κατά τόπους πυκνώνει και σχηματίζει ινομυώδεις δεσμίδες. Η θωρακική μοίρα του οισοφάγου έχει μήκος περίπου εκατοστά. Αρχίζει στο ύψος του δεύτερου θωρακικού σπονδύλου, ανάμεσα στην τραχεία και τη σπονδυλική στήλη, ενώ στη συνέχεια φέρεται προς τα πίσω και δεξιά από το αορτικό τόξο και πίσω από τον αριστερό κύριο βρόγχο. Μετά τη διασταύρωσή του με τον αριστερό βρόγχο (στο ύψος του τέταρτου θωρακικού σπονδύλου) πορεύεται δεξιά από τη θωρακική αορτή και πίσω από το περικάρδιο (αντίστοιχα προς τον δεξιό κόλπο της καρδιάς). 2.Φυσιολογία των πνευμόνων Πνευμονικοί όγκοι Οι ελαστικές δυνάμεις του πνεύμονα, του θωρακικού τοιχώματος, αλλά και οι α- ντιστάσεις των αεροφόρων οδών καθορίζουν τις διαστάσεις των πνευμόνων. Ο ό- γκος αέρα που μπορεί να περιλάβουν οι πνεύμονες στη θέση της μεγαλύτερης δυνατής εισπνοής αναφέρεται ως ολική πνευμονική χωρητικότητα (total lung capacity, TLC). Την TLC απαρτίζουν μικρότεροι όγκοι και χωρητικότητες. Κάθε χωρητικότητα αποτελείται από δύο τουλάχιστον πνευμονικούς όγκους. Τα απόλυτα μεγέθη τους εξαρτώνται από την ηλικία και το ύψος, ενώ η σχέση τους προς την TLC είναι αμετάβλητη. Η ζωτική χωρητικότητα (vital capacity, VC) είναι η μεγαλύτερη ποσότητα αέρα που μπορεί να εκπνεύσει ένα άτομο μετά από μια βαθειά εισπνοή και ισούται με το 75 περίπου της TLC. Ο όγκος του αέρα που παραμένει στον πνεύμονα μετά το τέλος της μεγαλύτερης δυνατής εκπνευστικής προσπάθειας αποτελεί τον υ- πολειπόμενο όγκο (residual volume, RV). Ο όγκος που εισπνέεται ή εκπνέεται κατά τη διάρκεια μιας ήρεμης εισπνοής ή εκπνοής ονομάζεται αναπνεόμενος όγκος (tidal volume, TV) ενώ ο όγκος που καταλαμβάνει ο πνεύμονας στο τέλος μιας ήρεμης εκπνοής αποτελεί τη λειτουργική υπολειπόμενη χωρητικότητα (functional residual capacity, FRC). Αυτή αποτελείται από τον εκπνευστικό εφεδρικό όγκο (expiratory reserve volume, ERV) και 23

24 τον RV. Ο ERV (15 της TLC) είναι ο όγκος του αέρα, τον οποίο μπορεί να εκπνεύσει το άτομο πέρα από το επίπεδο της ήρεμης εκπνοής. Τέλος ως εισπνευστική χωρητικότητα (inspiratory capacity, IC) αναφέρεται ο όγκος του αέρα, ο οποίος μπορεί να εισπνευστεί με βαθειά εισπνοή που αρχίζει από το επίπεδο της ήρεμης εκπνοής. Η IC αποτελείται από το άθροισμα του αναπνεόμενου όγκου και του εισπνευστικού εφεδρικού όγκου (inspiratory reserve volume, IRV). Οι όγκοι του πνεύμονα μεταβάλλονται σε πολλές παθήσεις, οι διαταραχές όμως που προκαλούνται παίρνουν συνήθως έναν από τους δύο τύπους: αποφρακτικού ή περιοριστικού τύπου διαταραχή. Η αποφρακτικού τύπου διαταραχή χαρακτηρίζεται από αύξηση της TLC, του RV και του πηλίκου RV/TLC (φυσιολογικά <30). Η κατάσταση χαρακτηρίζεται ως πνευμονική υπερδιάταση και συνοδεύεται από αύξηση των αντιστάσεων των αεροφόρων οδών (ελάττωση PEFR, FEV1, FEV1 SGaw και αύξηση των Raw). Ο τύπος αυτός της διαταραχής απαντάται σε ασθενείς με χρόνια βρογχίτιδα, εμφύσημα και κατά τη διάρκεια προσβολών βρογχικού άσθματος. Η περιοριστικού τύπου διαταραχή έχει συνήθως φυσιολογικές τις αντιστάσεις των αεροφόρων οδών (FEV1, Raw SGaw), παρότι λόγω της ελάττωσης των πνευμονικών όγκων η FEV1 και η PEFR είναι συχνά ελαττωμένες. Ο τύπος αυτός είναι συνήθης σε ασθενείς με διάμεση πνευμονική ίνωση, σε χωροκατακτητικά νοσήματα του θώρακα (μεγάλοι όγκοι), σε πλευρίτιδα και παθήσεις του θωρακικού τοιχώματος. Συχνά αποφρακτικού τύπου διαταραχή συνυπάρχει με περιορισμό. Στην περίπτωση αυτή αναφερόμαστε σε μικτού τύπου διαταραχή της αναπνευστικής λειτουργίας. Οι αντιστάσεις των αεροφόρων οδών είναι αυξημένες, χωρίς να υπάρχει πνευμονική υπερδιάταση. Οι όγκοι του πνεύμονα είναι φυσιολογικοί ή και ελαττωμένοι. Οι μηχανικές ιδιότητες του πνεύμονα Με τη συστολή των εισπνευστικών μυών, την κάθοδο του διαφράγματος και την έκπτυξη του θώρακα αναπτύσσεται αρνητική ενδοθωρακική πίεση που διατείνει τους πνεύμονες και προκαλεί την διάταση του πνεύμονα (ονομάζεται διαπνευμονική πίεση και μετριέται με καθετήρα που τοποθετείται στον οισοφάγο) και του όγκου του αέρα που εισέρχεται στον πνεύμονα περιγράφεται από τη στατική καμπύλη διαπνευμονικής πίεσης, πνευμονικού όγκου. Το σχήμα της καμπύλης αυτής είναι σιγμοειδές, πράγμα που σημαίνει ότι η διαπνευμονική πίεση που απαιτείται 24

25 για να εισέλθει ένας συγκεκριμένος όγκος αέρα είναι πολύ μικρότερη (όταν η αναπνοή αρχίζει από ένα επίπεδο κοντά στην FRC) από την πίεση που απαιτεί η είσοδος του ίδιου όγκου αέρα σε ένα πνεύμονα ο οποίος έχει διαταθεί σημαντικά από προηγούμενη είσοδο αέρα. Κοντά στην TLC απαιτούνται ιδιαίτερα μεγάλες διαπνευμονικές πιέσεις ακόμη και για την είσοδο μικρής ποσότητας αέρα. Η στατική καμπύλη πιέσεως-όγκου χαρακτηρίζεται από την κλίση της, δηλαδή από το πηλίκο της μεταβολής του όγκου προς τη μεταβολή της πίεσης (ΔV/ΔP), το οποίο ονομάζουμε πνευμονική ενδοτικότητα (compliance). Η ακριβής όμως θέση της καμπύλης σε σχέση με τις συντεταγμένες του όγκου και της πίεσης δίδεται από την πίεση ελαστικής επαναφοράς (elastic recoil pressure, Pst,L) ενός συγκεκριμένου όγκου. Ο όγκος αυτός είναι συνήθως η TLC ή το 80 της TLC. Η ενδοτικότητα είναι αυξημένη στο εμφύσημα (μικρότερη πίεση απαιτείται για τη διάταση του πνεύμονα) και ελαττωμένη στις διάμεσες πνευμονικές ινώσεις και στο πνευμονικό οίδημα. Το αντίθετο συμβαίνει με την Pst,L. Από το κατώτερο τμήμα της καμπύλης πίεσης-όγκου φαίνεται ότι, παρά την ελάττωση της διαπνευμονικής πίεσης ο πνεύμονας δεν αδειάζει εντελώς από τον αέρα, ακόμη και αν η πίεση γίνει θετική. Ο όγκος του αέρα που παραμένει στον πνεύμονα, όταν οι αεροφόρες οδοί συμπίπτουν σε αυτές τις διαπνευμονικές πιέσεις είναι ο RV. Ο όγκος του πνεύμονα στον οποίο οι αεροφόρες οδοί αρχίζουν να συμπίπτουν μπορεί να υπολογιστεί από την ανάλυση των μεταβολών του εκπνεόμενου N 2 έπειτα από μια εισπνοή καθαρού O. Αυτός είναι μεγαλύτερος από τον RV και 2 ονομάζεται όγκος συγκλείσεως (closing volume, CV). Ο CV αποτελεί μια μέθοδο για να εκτιμήσουμε αν υπάρχει απόφραξη των μικρών αεροφόρων οδών. Αυξάνεται στα αρχικά στάδια των αποφρακτικών πνευμονοπαθειών, όταν ακόμη οι αντιστάσεις των αεροφόρων οδών είναι φυσιολογικές. (2) 3.Ηχογένεια του φυσιολογικού πνεύμονα Εισαγωγή Ο ήχος έχει μια σειρά από σημαντικά χαρακτηριστικά που περιλαμβάνουν τη συχνότητα, την ένταση την διάρκεια και την ποιότητα. Η συχνότητα του ήχου εκφράζει μια μέτρηση του αριθμού των δονήσεων στη μονάδα του χρό- 25

26 νου σε κύκλους ανά δευτερόλεπτο και μετριέται σε Herz (Hz). Η ένταση του ήχου είναι πιο πολύπλοκη έννοια και καθορίζεται από την αρχική πηγή παραγωγής ε- νέργειας, το πλάτος των δονήσεων, την απόσταση που διανύουν οι παραγόμενες δονήσεις και το υλικό δια μέσω του οποίου διαδίδονται οι δονήσεις αυτές. Αυτό εξηγεί το γιατί κάποιοι πνευμονικοί ήχοι γίνονται αντιληπτοί ως ισχυροί (π. χ. σε πνευμονική πύκνωση) ή ως ασθενείς (όπως σε έναν πνεύμονα με εμφυσηματικές κύστεις). Η διάρκεια των δονήσεων καθορίζει το εάν το αυτί του κλινικού εξεταστή διακρίνει τον ήχο ως μακράς ή βραχείας διάρκειας. Η ποιότητα του ήχου καλείται επίσης και χροιά και εξαρτάται από τις επιμέρους συχνότητες που συγκροτούν έναν ήχο. Το γεγονός αυτό είναι που επιτρέπει στον κλινικό εξεταστή να διακρίνει τους διαφορετικούς ήχους που παράγονται στον θώρακα. Η πλειοψηφία των αναπνευστικών ήχων παράγεται σε μια περιοχή συχνοτήτων την οποία το ανθρώπινο αυτί αδυνατεί να ερμηνεύσει. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το ανθρώπινο αυτί παρουσιάζει τη μέγιστη ευαισθησία του στην περιοχή των Hz και η πλειοψηφία των περισσότερων αναπνευστικών ήχων παράγεται κάτω από τα 500 Hz. Η ακρόαση των πνευμονικών ήχων ως μέρους της τυπικής κλινικής εξέτασης χρονολογείται από την εποχή του Ιπποκράτη (400 π. Χ.). Την εποχή εκείνη διεξαγόταν με απευθείας επαφή του αυτιού του εξεταστή στον θώρακα του ασθενούς. Με τον τρόπο αυτόν περιγράφηκαν ήχοι όπως ο ήχος τριβής και ο παφλασμός, οφειλόμενος σε παρουσία υγρού στη θωρακική κοιλότητα. Η τεχνική αυτή άλλαξε όταν το 1816 ένας Γάλλος γιατρός, ο Rene Theophile Laennec χρησιμοποίησε μια νέα μέθοδο για την ακρόαση του θώρακα.(3) Εικόνα 1. Μηχανισμός παραγωγής, προέλευση, χαρακτηριστικά και κλινική σημασία των τύπων του αναπνευστικού ψιθυρίσματος και των επιπρόσθετων ήχων (4) 26

27 Ταξινόμηση και ορολογία Η ορολογία των πνευμονικών ήχων για πολύ καιρό ήταν ανακριβής και αμφιλεγόμενη. Μέχρι τις τελευταίες δεκαετίες οι ονομασίες των πνευμονικών ήχων προέρχονταν από τις πρωτότυπες που δόθηκαν από τον Laënnec και μεταφράστηκαν στα αγγλικά από τον Forbes. Οι ονομασίες αυτές εμπεριείχαν τον παθοφυσιολογικό μηχανισμό παραγωγής αυτών π. χ. υγροί ή ξηροί ρόγχοι, ή τον χαρακτήρα του ήχου π. χ. συρίττοντες ρόγχοι. Η ανάγκη για ένα πιο αντικειμενικό σύστημα ονοματολογίας είχε αναγνωριστεί από καιρό. Το 1985, συμφωνήθηκε ένα σχήμα που περιελάμβανε τους τρίζοντες (αδρούς και λεπτούς), τους συριγμούς και τους ρόγχους. Καθένας από αυτούς τους όρους μπορεί να περιγραφεί ακουστικά χωρίς να προϋποθέτει έναν μηχανισμό ή μια θέση παραγωγής. Οι όροι αυτοί είναι πλέον ευρύτερα αποδεκτοί. Η περαιτέρω ταξινόμηση των παθολογικών πνευμονικών ήχων εξακολουθεί να είναι ασαφής. Δεν υπάρχει ένα μοναδικό χαρακτηριστικό που να διακρίνει α- πόλυτα τους λεπτούς από τους αδρούς τρίζοντες, παρόλο που ο συνδυασμός των χαρακτηριστικών των τριζόντων παρέχουν επαρκή διάκριση. Το γεγονός ότι οι λεπτοί και οι αδροί τρίζοντες τείνουν να εμφανίζονται σε διαφορετικές χρονικές στιγμές κατά την εισπνευστική φάση βοηθά στη διάκρισή τους. Οι συριγμοί περιλαμβάνουν ένα μεγάλο εύρος συχνοτήτων. Ο όρος ρόγχοι είναι πιο δόκιμο να χρησιμοποιείται για τον χαρακτηρισμό σύνθετων ήχων που μοιάζουν με ροχαλητό και σχετίζονται με την παρουσία εκκρίσεων στους αεραγωγούς ή με σύμπτωση του πνεύμονα. Εικόνα 2. Σχηματική απεικόνιση της ταξινόμησης των ήχων του αναπνευστικού σύμφωνα με το CORSA project (Computerized Respiratory Sound Analysis). 27

28 Breath sounds: αναπνευστικό ψιθύρισμα, adventitious sounds: επιπρόσθετοι ήχοι, lung sounds: πνευμονικοί ήχοι, respiratory sounds: αναπνευστικοί ήχοι( (5) Η ορολογία για τους φυσιολογικούς πνευμονικούς ήχους (αναπνευστικό ή κυψελιδικό ψιθύρισμα) δεν έχει τύχει ιδιαίτερου ενδιαφέροντος. Ο όρος φυσιολογικός πνευμονικός ήχος αναφέρεται στον βασικό αναπνευστικό ήχο (αναπνευστικό ψιθύρισμα) χωρίς κάποια αναφορά στην κανονικότητα ή μη του πνεύμονα. (4) Ο βασικός αναπνευστικός ήχος (αναπνευστικό ψιθύρισμα) χαρακτηρίζει τη φυσιολογική κατάσταση του αναπνευστικού συστήματος, ενώ οι επιπρόσθετοι αναπνευστικοί ήχοι σχετίζονται με αποκλίσεις από το φυσιολογικό. Σύμφωνα με την κλασσική ταξινόμηση ο βασικός αναπνευστικός ήχος (αναπνευστικό ψιθύρισμα) ταξινομείται περαιτέρω σε βρογχικό και κυψελιδικό. Το βρογχικό ψιθύρισμα αποτελείται από τον ήχο που γίνεται ακουστός επάνω από την τραχεία και τις προβολές των κυρίων βρόγχων. Μετρήσεις που διεξάχθηκαν από διαφορετικούς ερευνητές με σκοπό τον προσδιορισμό των χαρακτηριστικών συχνοτήτων των βρογχικών ήχων έδωσαν μάλλον αντικρουόμενα αποτελέσματα: Hz, Hz, Hz, Hz, και Hz. (6) Φυσιολογικό αναπνευστικό ψιθύρισμα Το φυσιολογικό αναπνευστικό ψιθύρισμα αντιπροσωπεύει τον πιο συχνό πνευμονικό ήχο. Εντούτοις οι ακριβείς διεργασίες που είναι υπεύθυνες για την παραγωγή του δεν είναι ακόμη ξεκάθαρες. Στο παρελθόν υπήρχε η αντίληψη ότι το αναπνευστικό ψιθύρισμα παραγόταν στις κυψελίδες. Η αντίληψη αυτή γέννησε τον όρο κυψελιδικό ψιθύρισμα, ο οποίος πιστευόταν ότι είναι συνώνυμος με τη φυσιολογική αναπνοή. Ωστόσο, περαιτέρω πειράματα έδειξαν ότι η ροή του αέρα ε- ντός των κυψελίδων δεν είναι υπεύθυνη για τους ήχους που σχετίζονται με το φυσιολογικό αναπνευστικό ψιθύρισμα. Στην πραγματικότητα, πιστεύεται ότι η στροβιλώδης ροή εντός των λοβιακών και τμηματικών βρόγχων αποτελεί μια πιο λογική εξήγηση του μηχανισμού παραγωγής του φυσιολογικού αναπνευστικού ψιθυρίσματος, αλλά κι αυτό ακόμη είναι αμφιλεγόμενο. Η στροβιλώδης ροή συμβαίνει μόνο από ένα κριτικό όριο ταχύτητας ροής και επάνω και έχει αποδειχτεί ότι τέτοιου είδους ροή συμβαίνει στην τραχεία και τις πρώτες γενεές βρόγχων. Σε περιφερικότερους βρόγχους συμβαίνει γραμμική ροή, η οποία δεν παράγει ήχο. Το φυσιολογικό αναπνευστικό ψιθύρισμα επίσης παράγεται από την 28

29 περιδίνιση του αέρα, η οποία διακόπτει την γραμμική ροή του και συμβαίνει στην περιοχή μεταξύ των τμηματικών βρόγχων και της 15ης γενεάς βρόγχων (αεραγωγών). Έχει διατυπωθεί η υπόθεση ότι από τα προαναφερθέντα φυσικά φαινόμενα παράγονται τέσσερις αναπνευστικοί ήχοι που θεωρούνται φυσιολογικοί κατά την ακρόαση. (3) Το φυσιολογικό αναπνευστικό ψιθύρισμα γίνεται ακουστό στο θωρακικό τοίχωμα ενός υγιούς ατόμου. Είναι ένας ήχος που η μέγιστη έντασή του εμφανίζεται σε συχνότητα μικρότερη από 100 Hz. Στη συχνότητα αυτή αναμιγνύεται και διακρίνεται δύσκολα από τους καρδιακούς και μυοσκελετικούς ήχους. Η ένταση του αναπνευστικού ψιθυρίσματος μειώνεται απότομα μεταξύ 100 και 200 Hz, αλλά το αναπνευστικό ψιθύρισμα μπορεί να γίνει αντιληπτό σε συχνότητες ίσες ή υψηλότερες των 1000 Hz με ευαίσθητα μικρόφωνα σε ένα ήσυχο δωμάτιο. Το φυσιολογικό αναπνευστικό ψιθύρισμα στερείται διακριτών συχνοτικών κορυφών και δεν εμφανίζει μουσική χροιά. Το εισπνευστικό του τμήμα παράγεται κυρίως εντός των λοβιακών και των τμηματικών βρόγχων, ενώ το εκπνευστικό του τμήμα παράγεται από εγγύτερες περιοχές. Η στροβιλώδης ροή θεωρείται ότι είναι αυτή που παράγει το φυσιολογικό αναπνευστικό ψιθύρισμα. Ωστόσο η στροβιλώδης ροή είναι ένα φαινόμενο ε- ξαρτώμενο από την πυκνότητα του εισπνεόμενου αερίου. Για αυτόν το λόγο οι πνευμονικοί ήχοι διαφοροποιούνται σε εισπνοή χαμηλής πυκνότητας αερίων. Επίσης, παρόλο που η ύπαρξη στροφικής (vorticeal) ροής αέρα είναι γνωστή και θεωρείται ως ένα από τα αίτια παραγωγής του φυσιολογικού αναπνευστικού ψιθυρίσματος, εντούτοις οι μηχανισμοί που παράγουν το αναπνευστικό ψιθύρισμα τουλάχιστον έως και τη συχνότητα των 300 Hz δεν έχουν γίνει κατανοητοί. Το πλάτος της έντασης του αναπνευστικού ψιθυρίσματος διαφέρει μεταξύ διαφορετικών ατόμων και θέσεων ακρόασης στην επιφάνεια του θώρακα, αλλά κατά κύριο λόγο ποικίλλει ανάλογα με το τετράγωνο της ροής του αέρα. Η επίδραση του όγκου του πνεύμονα στο πλάτος της έντασης του αναπνευστικού ψιθυρίσματος έχει μελετηθεί σχετικά λιγότερο. Έρευνες του Vanderschoot και του Schreur έχουν δείξει ότι η επίδραση του όγκου του πνεύμονα στο φυσιολογικό αναπνευστικό ψιθύρισμα μπορεί να διαχωριστεί από την πιο έκδηλη επίδραση της ροής του αέρα. Το φυσιολογικό αναπνευστικό ψιθύρισμα εμφανίζει αξιοσημείωτη ποικιλομορφία στα διάφορα σημεία επί του θωρακικού τοιχώματος. Οι διαστάσεις του σώματος επηρεάζουν τους αναπνευστικούς ήχους. Τα παιδιά διαθέτουν ιδιαίτερο αναπνευστικό ψιθύρισμα, το οποίο γενικά αποδίδεται 29

30 στη μετάδοσή του δια μέσω μικρότερου μεγέθους πνευμόνων και λεπτότερου θωρακικού τοιχώματος. Ακουστικές μετρήσεις έχουν δείξει υψηλότερες μέσες συχνότητες στα βρέφη σε σχέση με τα μεγαλύτερα παιδιά και τους ενήλικες. Η διαφορετική λειτουργία συντονισμού ενός μικρού θώρακα ή η μικρότερη συνεισφορά σε ήχους χαμηλής συχνότητας προερχόμενους από τους μύες πιθανά εξηγεί τη διαφορά του φυσιολογικού αναπνευστικού ψιθυρίσματος στα μικρά παιδιά. Οι μεταβολές επίσης που επέρχονται στο αναπνευστικό ψιθύρισμα εξαιτίας αποφρακτικής νόσου των πνευμόνων παρουσιάζουν ενδιαφέρον και κλινική χρησιμότητα. Είναι ασαφές το τί προκαλεί την παρατηρούμενη μείωση του πλάτους έντασης στο εισπνευστικό σκέλος του αναπνευστικού ψιθυρίσματος σε αποφρακτική πνευμονική νόσο. Στο εμφύσημα η καταστροφή του πνευμονικού παρεγχύματος πιθανά ελαττώνει την ικανότητα των πνευμόνων να μεταδίδουν ή- χους και η ελαττωμένη ροή αέρα παράγει μικρότερης έντασης ήχο από αυτόν που θα αναμενόταν. Η δεύτερη εξήγηση είναι λιγότερο πιθανή, μια και η ελάττωση της ροής του αέρα στο εμφύσημα αφορά στην εκπνοή. (4) Κυψελιδικό αναπνευστικό ψιθύρισμα Είναι ένας χαμηλής έντασης αναπνευστικός ήχος που έχει μεγαλύτερη εισπνευστική από ό,τι εκπνευστική φάση και ακούγεται κύρια στην περιφέρεια του πνεύμονα. Αποτελεί εκείνον τον αναπνευστικό ήχο για τον οποίο πιστευόταν εσφαλμένα ότι οφείλεται στη ροή του αέρα στις κυψελίδες. Βρογχικό αναπνευστικό ψιθύρισμα Το βρογχικό αναπνευστικό ψιθύρισμα είναι μεγάλης έντασης και υψίσυχνο. Διαθέτει εισπνευστική και εκπνευστική φάση, με την εκπνευστική φάση να είναι συνήθως ισχυρότερη. Υπάρχει διχοχνωμία σχετικά με την καλύτερη θέση ακρόασής του, με ορισμένους να προτείνουν τη λαβή του στέρνου, ενώ άλλοι την τραχεία και τον λάρυγγα. Ακρόαση του βρογχικού ψιθυρίσματος στην περιφέρεια του πνεύμονα αποτελεί παθολογικό εύρημα. 30

31 Βρογχοκυψελιδικό αναπνευστικό ψιθύρισμα Το βρογχοκυψελιδικό αναπνευστικό ψιθύρισμα διαθέτει τόσο εισπνευστική, όσο και εκπνευστική φάση, που είναι περίπου ίσης διάρκειας. Όπως φανερώνει και η ονομασία του αποτελεί το προϊόν μίξης βρογχικού και κυψελιδικού ψιθυρίσματος. Οι θέσεις ακρόασής του βρίσκονται στο πρόσθιο θωρακικό τοίχωμα στο πρώτο και δεύτερο μεσοπλεύριο διάστημα, ανάμεσα στις ωμοπλάτες και σε όλα τα πνευμονικά πεδία σε πολύ λεπτούς ανθρώπους και σε παιδιά. Ο παραγόμενος ήχος έχει περιγραφεί ότι διαθέτει μια στροβιλώδη χροιά ή ότι ομοιάζει με τον ήχο που παράγεται όταν φυσά κάποιος μέσα από ένα άχυρο. Τραχειακό αναπνευστικό ψιθύρισμα Το τραχειακό αναπνευστικό ψιθύρισμα είναι πολύ δυνατό και υψίσυχνο. Συνήθως δεν εξετάζεται κατά την ακρόαση του πνεύμονα επειδή παράγεται στην εξωθωρακική μοίρα της τραχείας. Γίνεται ακουστό ως τραχύς ήχος που ομοιάζει με την εμφύσηση αέρα μέσα από έναν σωλήνα. (3) Το τραχειακό αναπνευστικό ψιθύρισμα είναι ισχυρό και καλύπτει μεγαλύτερο εύρος συχνοτήτων από ό,τι οι πνευμονικοί ήχοι στο θωρακικό τοίχωμα, με ευδιάκριτες φάσεις και ισχυρή συσχέτιση με τη ροή του αέρα. Το τραχειακό αναπνευστικό ψιθύρισμα παρουσιάζει κλινικό ενδιαφέρον ως δείκτης απόφραξης της ανώτερης αεροφόρου οδού και ως πηγή δεδομένων για την ποιοτική και πιθανά και για την ποσοτική εκτίμηση της ροής του αέρα. Η παραγωγή των τραχειακών ήχων σχετίζεται πρωτίστως με τη στροβιλώδη ροή στις ανώτερες αεροφόρες οδούς συμπεριλαμβανομένου του φάρυγγα, της επιγλωττίδας και των υπογλωττιδικών τμημάτων της τραχείας. Η στροβιλώδης ροή και το αεροδυναμικό σχήμα της επιγλωττίδας προκαλούν διαφυγή πίεσης εντός της αεροφόρου οδού. Τα ηχητικά κύματα πίεσης εντός του αέρα της τραχείας και η κίνηση των τοιχωμάτων της τραχείας θεωρείται ότι συνεισφέρουν στις δονήσεις φτάνουν έως το τοίχωμα του τραχήλου και ηχογραφούνται ως οι τραχειακοί ήχοι. Εξαιτίας της σχετικά μικρής απόστασης των διαφόρων ηχογόνων δομών των ανώ- 31

32 τερων αεροφόρων οδών από το τοίχωμα του τραχήλου, καθώς επίσης και της μη παρεμβολής πνευμονικού ιστού οι τραχειακοί ήχοι θεωρούνται ως ευκρινέστεροι και λιγότεροι φιλτραρισμένοι αναπνευστικοί ήχοι. Στους ήχους που καταγράφονται από την τραχεία συνεισφέρουν και ηχογόνες δομές του στοματοφάρυγγα και του υποφάρυγγα. Ισχυρή συσχέτιση έχει βρεθεί μεταξύ της ροής του αέρα και της έντασης του τραχειακού αναπνευστικού ψιθυρίσματος. Έχουν καταβληθεί προσπάθειες να μετρηθεί η ροή αέρα με τη χρήση ακουστικών τεχνικών, μια και κάτι τέτοιο θα προσέφερε μια μέθοδο συνεχούς παρακολούθησης ελάχιστα παρεμβατική. Το τραχειακό ψιθύρισμα χαρακτηρίζεται ως ήχος ευρέως φάσματος καλύπτοντας εύρος συχνοτήτων χαμηλότερων από 100 Hz έως και μεγαλύτερων από 1500 Hz με μια απότομη μείωση της έντασης πάνω από τα 800 Hz. Νεώτερα δεδομένα έχουν δείξει ότι το φάσμα του τραχειακού ψιθυρίσματος εμφανίζει κορυφές και κοιλάδες που σχετίζονται με τις διαστάσεις των αεροφόρων οδών και εξαρτώνται από την πυκνότητα των αναπνεόμενων αερίων. Το γεγονός αυτό φανερώνει την προέλευση αυτών από αντηχήσεις εντός των αεροφόρων οδών. Το σχήμα του φάσματος του τραχειακού ψιθυρίσματος παρουσιάζει μεγάλη ποικιλομορφία μεταξύ διαφορετικών ανθρώπων, αλλά είναι σε μεγάλο βαθμό επαναλήψιμο στον ίδιο άνθρωπο. Το γεγονός αυτό φανερώνει τη μεγάλη επίδραση που ασκεί σε αυτό η ανατομία των αεραγωγών. Εξαιτίας αυτής της ποικιλομορφίας η παραμετρική αναπαράσταση του τραχειακού ψιθυρίσματος είναι πιο σύνθετη από αυτήν των πνευμονικών ήχων. Στο τραχειακό ψιθύρισμα έχουν εφαρμοστεί με επιτυχία μετρήσεις της ενέργειας εντός μικρού εύρους φάσματος συχνοτήτων και ανάλυση κυρίων συνιστωσών (principal component analysis). Η καταγραφή του τραχειακού ψιθυρίσματος προσφέρει σημαντικές και πολλές φορές μοναδικές πληροφορίες σχετικά με την υγεία του αναπνευστικού συστήματος. Μια προφανής του εφαρμογή, που έχει εφαρμοστεί με επιτυχία σε ενήλικες αλλά και σε παιδιά, αφορά στην παρακολούθηση της εμφάνισης άπνοιας με απλή ακουστική ανίχνευση του τραχειακού ψιθυρίσματος. Μικρόφωνα που καταγράφουν το τραχειακό ψιθύρισμα αποτελούν τμήμα εμπορικών συσκευών παρακολούθησης της άπνοιας. Οι περισσότερες βέβαια από αυτές τις συσκευές εστιάζουν στην ανίχνευση και παρακολούθηση του ρόγχου. (4) 32

33 Παθολογικοί ήχοι πνεύμονα και κλινική τους σημασία Οι παθολογικοί αναπνευστικοί ήχοι μπορούν να διαιρεθούν αδρά σε δύο μεγάλες κατηγορίες: στους αναπνευστικούς ήχους με παθολογική διάδοση, οι οποίοι παρόμοια με τους φυσιολογικούς πνευμονικούς ήχους μπορούν να υποδιαιρεθούν σε παθολογικές μεταβολές του αναπνευστικού ψιθυρίσματος και σε παθολογικές φωνητικές αντηχήσεις, και στους επιπρόσθετους (τυχαίους) ήχους. Οι επιπρόσθετοι ήχοι δεν γίνονται ακουστοί ποτέ σε φυσιολογικούς πνεύμονες και είναι οι ήχοι που επιπροβάλλουν στο φυσιολογικό αναπνευστικό ψιθύρισμα σε παρουσία νόσου. Αναπνευστικοί ήχοι με παθολογική μετάδοση Παθολογικές μεταβολές του βρογχικού αναπνευστικού ψιθυρίσματος - Βρογχική αναπνοή Η βρογχική αναπνοή ακούγεται όταν ο πνευμονικός ιστός ανάμεσα στους μεγάλους βρόγχους και το θωρακικό τοίχωμα καθίσταται ανάερος, όπως για παράδειγμα κατά την πνευμονική πύκνωση στην πνευμονία. Κλινικά είναι ι- σχυρός ήχος, παραπλήσιος στο φυσιολογικό τραχειακό ψιθύρισμα, που γίνεται α- κουστός καθ' όλη τη διάρκεια της εισπνοής και εκπνοής. Η εκπνευστική της φάση είναι συχνά παρατεταμένη με μια σύντομη διακοπή ανάμεσα στην εισπνοή και την εκπνοή. Η παρουσία της δικαιολογείται από το γεγονός ότι η πνευμονική πύκνωση επιτρέπει καλύτερη διάδοση του ήχου σε σχέση με όταν το πνευμονικό παρέγχυμα είναι πλήρες με αέρα, διότι θεωρητικά δεν υφίσταται καμιά απώλεια κατά τη διάδοση λόγω φιλτραρίσματος του ήχου. Εκτός από την πνευμονική πύκνωση η βρογχική αναπνοή απαντάται στην ατελεκτασία και την πνευμονική ίνωση. Παθολογικές μεταβολές του βρογχικού αναπνευστικού ψιθυρίσματος - Σπηλαιώδες φύσημα Το σπηλαιώδες φύσημα έχει χαρακτηριστικό ήχο που μοιάζει σαν να φυσάει κάποιος επάνω από το στόμιο μιας φιάλης. Το σωληνώδες φύσημα γίνεται πιο δύσκολα ακουστό, αλλά περιγράφεται σε συνάρτηση με την εμφάνιση μεγάλων κοιλοτήτων στους πνεύμονες και με μεγάλης έκτασης πνευμοθώρακα οφειλόμενο σε βρογχοϋπεζωκοτική επικοινωνία.(3) 33

34 Παθολογικές μεταβολές του κυψελιδικού αναπνευστικού ψιθυρίσματος 1. Ελάττωση της έντασης του κυψελιδικού αναπνευστικού ψιθυρίσματος μπορεί να συμβεί είτε όταν παράγεται εξασθενημένος αναπνευστικός ήχος είτε ό- ταν παρεμποδίζεται η μεταβίβασή του, πάντοτε εξαιτίας νόσου. Καθολική ελάττωση του αναπνευστικού ψιθυρίσματος μπορεί να σημαίνει: εμφύσημα του πνεύμονα οίδημα ανά σάρκα υποαερισμό λόγω πάρεσης ή παράλυσης ή άλλων παθήσεων των αναπνευστικών μυών λόγω παθήσεων του κεντρικού νευρικού συστήματος ή λόγω ε- πώδυνων καταστάσεων του θώρακα υποαερισμό εξαιτίας απόφραξης των αεροφόρων οδών (λάρυγγας, τραχεία, μεγάλοι βρόγχοι) Τοπική ελάττωση που αναπνευστικού ψιθυρίσματος συμβαίνει σε: ύπαρξη υγρού ή αέρα στην υπεζωκοτική κοιλότητα παχυπλευρίτιδα (πάχυνση του υπεζωκότα από προηγηθείσα φλεγμονή) ατελεκτασία τμήματος ή λοβού λόγω απόφραξης ρίκνωση τμήματος ή λοβού λόγω ίνωσης πνευμονική συμφόρηση ή τοπική διήθηση άνοδο των κάτω ορίων του πνεύμονα εξαιτίας πάρεσης του διαφράγματος ή ενδοκοιλιακών αιτίων Πλήρης εξάλειψη του αναπνευστικού ψιθυρίσματος σημαίνει ότι δεν υπάρχει καθόλου ακουστός αναπνευστικό ήχος στο σημείο που εξετάζεται και που φυσιολογικά αναμενόταν να ακούγεται. Αυτή η «αναπνευστική σιγή» υποδηλώνει: πλήρη απόφραξη βρόγχου με ατελεκτασία ή πύκνωση του σύστοιχου λοβού μεγάλη ποσότητα υγρού ή αέρα στην υπεζωκοτική κοιλότητα 2.Αύξηση της έντασης του κυψελιδικού αναπνευστικού ψιθυρίσματος παρατηρείται σε αύξηση του αερισμού των πνευμόνων (π. χ. αναπνοή Kussmaul σε οξέωση). Η τοπική αύξηση του αναπνευστικού ψιθυρίσματος σημαίνει τοπικό αντισταθμιστικό υπεραερισμό, εξαιτίας ελάττωσης ή κατάργησης άλλων περιοχών του πνεύμονα π.χ. από πλευριτικό υγρό, πνευμοθώρακα, πνευμονική πύκνωση. 34

35 3.Τροποποίηση του χαρακτήρα του κυψελιδικού αναπνευστικού ψιθυρίσματος μπορεί να παρατηρηθεί σε κάποιες καταστάσεις όπου δημιουργούνται συνθήκες μεταβολής του αναπνευστικού ήχου. Τραχύτητα του κυψελιδικού αναπνευστικού ψιθυρίσματος είναι ποιοτική μεταβολή και παρατηρείται σε φλεγμονώδη εξοίδηση του βλεννογόνου των βρόγχων όπως στην τραχειοβρογχίτιδα ή τη βρογχοπνευμονία. Παράταση της εκπνευστικής φάσης του κυψελιδικού αναπνευστικού ψιθυρίσματος παρατηρείται όταν υπάρχει στένωση του αυλού των μικρών βρόγχων, όπως στην ασθμοειδή βρογχίτιδα και το βρογχικό άσθμα. (7) Επιπρόσθετοι (τυχαίοι) αναπνευστικοί ήχοι Οι επιπρόσθετοι αναπνευστικοί ήχοι γίνονται ακουστοί είτε απευθείας από τους πνεύμονες ή από άλλα τμήματα του θώρακα, όπως ο υπεζωκότας ή το περικάρδιο. Η ορολογία που χρησιμοποιήθηκε για την περιγραφή τους είναι αρκετά μπερδεμένη, επειδή κατά καιρούς έχουν υπάρξει αρκετά συστήματα ταξινόμησης και όροι για τους ήχους αυτούς. Ο Laennec χρησιμοποίησε αρχικά το όρο ρόγχοι και τους ταξινόμησε σε τέσσερις κατηγορίες: υγρούς, βλεννώδεις, σπηλαιώδεις (sonorous) και συρίττοντες. Επιπλέον, έδωσε έναν εναλλακτικό τίτλο για καθεμιά από αυτές τις κατηγορίες. Με το πέρασμα των ετών προτάθηκαν ξεχωριστές ταξινομήσεις αρχικά από τον Latham και στη συνέχεια από τους Robertson and Cooper, οι οποίοι ταξινόμησαν τους επιπρόσθετους ήχους σε τρίζοντες (crackles) (ασυνεχείς διακεκομμένους ήχους) και συριγμούς (wheezes) (συνεχόμενους ή- χους). Ασυνεχείς επιπρόσθετοι ήχοι Τρίζοντες (Crackles) Οι τρίζοντες περιγράφονται ως σύντομοι, μη μουσικοί, εκρηκτικοί ήχοι. Ο Laennec τους περιέγραψε ως τον ήχο που ακούγεται όταν θερμαίνεται αλάτι σε ένα τηγάνι. Στο παρελθόν επικρατούσε η άποψη ότι οι τρίζοντες οφείλονταν στο σχηματισμό φυσαλίδων από τις εκκρίσεις στους αεραγωγούς. Αυτό πιθανά είναι αληθές για καταστάσεις στις οποίες συγκεντρώνονται εκκρίσεις στους μεγάλους αεραγωγούς, όπως για παράδειγμα στην κυστική ίνωση. Πάντως, σε διαταραχές 35

36 όπως η πνευμονική ίνωση, που η παραγωγή εκκρίσεων είναι ελάχιστη, αυτό δεν μπορεί προφανώς να ισχύει. Σε τέτοιου τύπου παθολογίες πιστεύεται ότι οι τρίζοντες παράγονται, όταν με εκρηκτικό τρόπο εξισώνεται η ποσότητα αέρα ανάμεσα σε δύο διαμερίσματα του πνεύμονα σε απότομη διάνοιξη ενός κλειστού παρεμβαλλόμενου τμήματος του πνεύμονα. Η κλινική συνέπεια της παρατήρησης αυτής είναι ότι κατά τη διάρκεια της αρχικής φάσης της αναπνοής που ο ινωτικός πνεύμονας αποσυμπιέζεται πολλοί περιφερικοί βρόγχοι παραμένουν κλειστοί. Όταν ο πνεύμονας διατείνεται με αποτέλεσμα την αυξημένη ελαστική τάση, οι βρόγχοι ξανανοίγουν παράγοντας έναν μονήρη τρίζοντα κάθε φορά που ένας βρόγχος διανοίγεται. Οι βρόγχοι παραμένουν ανοιχτοί έως ότου ολοκληρωθεί η εισπνοή. Οι τρίζοντες υποδιαιρούνται σε μια σειρά από διαφορετικούς υπότυπους. Οι πρώιμοι εισπνευστικοί / εκπνευστικοί τρίζοντες παρατηρούνται συνήθως σε ασθενείς με σοβαρή απόφραξη των βρόγχων. Οι πρώιμοι τρίζοντες τείνουν να παράγονται σε κεντρικότερους και μεγαλύτερους βρόγχους και γίνονται ακουστοί συνήθως στους κατώτερους λοβούς ως χαμηλής συχνότητας, μικρού πλάτους έντασης ήχοι που δεν μεταβάλλονται με τον βήχα ή την αλλαγή θέσης. Οι παθολογικές καταστάσεις στις οποίες οι τρίζοντες αυτοί προεξάρχουν περιλαμβάνουν την χρόνια αποφρακτική πνευμονοπάθεια και το άσθμα. Οι όψιμοι εισπνευστικοί τρίζοντες απαντώνται χαρακτηριστικά σε α- σθενείς με περιοριστικού τύπου πνευμονοπάθεια, όπως είναι η πνευμονική ί- νωση και το διάμεσο πνευμονικό οίδημα. Οι όψιμοι εκπνευστικοί τρίζοντες είναι πολυπληθέστεροι, τροποποιούνται ανάλογα με τη θέση του ασθενούς και γίνονται ακουστοί κυρίως στις βάσεις των πνευμόνων. Η έναρξή τους τοποθετείται στο ό- ψιμο τμήμα της εισπνοής και γίνονται πιο έντονοι προς το τέλος της εισπνοής. Οι όψιμοι τρίζοντες επίσης γίνονται ακουστοί σε καταστάσεις που παρατηρείται καθυστερημένη διάνοιξη των μικρών βρόγχων, όπως σε πνευμονία σε αποδρομή. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι οι εισπνευστικοί τρίζοντες που ακούγονται σε ανεπάρκεια της αριστερής κοιλίας έχουν διαφορετικό παθοφυσιολογικό μηχανισμό από αυτούς που παρατηρούνται στην πνευμονική ίνωση και οφείλονται στην εξίσωση της πίεσης του αέρα μετά από καθυστερημένη διάνοιξη των μικρών βρόγχων κατά την εισπνοή, οι οποίοι έχουν στενωθεί εξαιτίας της ύπαρξης περιβρογχικά οιδηματικού υγρού. Επιπλέον, η μη εξαφάνιση των τριζόντων σε αλλαγή της στάσης του σώματος τόσο στην πνευμονική ίνωση, όσο και στο πνευμονικό οίδημα υποδηλώνει επιδείνωση του βαθμού της αποσυμπίεσης του πνεύμονα και επομένως επιδείνωσης της βαρύτητας της νόσου. 36

37 Τέλος οι τρίζοντες μπορεί να υποδιαιρεθούν σε λεπτούς και αδρούς. Οι λεπτοί γίνονται ακουστοί σε πνευμονικό οίδημα, πνευμονική ίνωση και πνευμονία. Είναι κυρίως εισπνευστικοί. Οι αδροί τρίζοντες γίνονται συνήθως ακουστοί στην αρχή της εκπνοής και είναι χαρακτηριστικοί για την βρογχιεκτασία. (3) Από τους επιπρόσθετους ήχους οι τρίζοντες είναι πιθανώς οι πιο χρήσιμοι στην κλινική διαγνωστική. Ο Forgacs τους περιέγραψε ως εξής: «οι τρίζοντες α- κούγονται ως μικρές εκρήξεις, που ακούγονται πολύ συχνότερα κατά την εισπνοή παρά κατά την εκπνοή. Το μοτίβο τους είναι αξιοσημείωτα σταθερό και δεν μεταβάλλεται με τον βήχα. Με εξαίρεση την εστιακή πνευμονική νόσο σχεδόν πάντοτε το κατωφερέστερο τμήμα του πνεύμονα είναι σχεδόν πάντοτε η πλουσιότερη πηγή των ήχων αυτών. Αυτοί οι εκρηκτικοί ήχοι δεν μπορεί να παράγονται από κάποιο προσωρινό στοιχείο, αλλά πρέπει να οφείλονται σε δομές εντός των πνευμόνων, που τίθενται σε κίνηση από κάποια αλλαγή της πίεσης ή του όγκου και τροποποιούνται από την βαρύτητα». Ο Forgacs αναφερόταν σε αυτό που σήμερα είναι γνωστό ως λεπτοί τρίζοντες. Οι αδροί τρίζοντες φαίνεται ότι προέρχονται από πιο συνηθισμένα γεγονότα (εκκρίσεις στους αεραγωγούς), που αξίζουν λιγότερο διεξοδικής περιγραφής. Σήμερα είναι γενικά αποδεκτό ότι οι λεπτοί και οι αδροί τρίζοντες συσχετίζονται με διαφορετικού τύπου καταστάσεις και για αυτό έχουν ξεχωριστή διαγνωστική αξία. Πολλές μελέτες έχουν ερευνήσει την κυματομορφή αυτών των ξεχωριστών ήχων και έχουν αποπειραθεί να ανακαλύψουν χαρακτηριστικά που θα μπορούσαν να διαφοροδιαγνώσουν τους λεπτούς από τους αδρούς τρίζοντες. Η ανάλυση φάσματος χρησιμοποιώντας το μετασχηματισμό Fourrier (Fast Fourier Transformation), ο οποίος είναι ευρέως διαδεδομένος για τη μελέτη των παρόμοιων με θόρυβο πνευμονικών ήχων έχει πτωχά αποτελέσματα σε αυτούς τους σύντομους εκρηκτικούς ήχους. Για αυτόν το λόγο τα πιο κοινά χαρακτηριστικά που χρησιμοποιούνται για την ταξινόμηση είναι η χρονική διάρκεια από την αρχική παρέκκλιση και οι πρώτοι 2 κύκλοι της κυματομορφής, παράμετροι που εισηγήθηκε ο Holford. Οι παράμετροι αυτές φαίνεται να διακρίνουν ικανοποιητικά τους αδρούς από τους λεπτούς τρίζοντες, ακόμη και χωρίς γνώση του χρόνου εμφάνισής τους ή της επίδρασης του βήχα ή της βαρύτητας. Άλλες προσπάθειες για τον προσδιορισμό της διαφοράς ως προς την ενέργεια μεταξύ των τριζόντων δεν αποκάλυψε κάποιο πλεονέκτημα. Σημαντική λεπτομέρεια είναι ότι τα ηχητικά φίλτρα που χρησιμοποιούνται για να αποσβέννουν τον ήχο που παράγεται από τους 37

38 μύες μπορεί να επηρεάσουν σε σημαντικό βαθμό την εμφάνιση της κυματομορφής των τριζόντων. Μια σειρά από ερευνητές έχει ερευνήσει τη χρησιμότητα του εντοπισμού και της ταξινόμησης των τριζόντων στην αναγνώριση παθολογικών καταστάσεων. Παρόλο που οι λεπτοί τρίζοντες θεωρούνταν ότι αντικατοπτρίζουν δυσλειτουργία πνεύμονα, ωστόσο οι Thacker and Kraman και οι Workum και συνεργάτες βρήκαν ότι περίπου οι μισοί από τους υγιείς νεαρούς ενήλικες παράγουν τρίζοντες όταν εισπνέουν αργά πλέον της λειτουργικής υπολειπόμενης χωρητικότητας. Οι Ploysongsang και Schonfeld έλαβαν ανάλογα αποτελέσματα από ανθρώπους που εισέπνεαν αέρα ή οξυγόνο σε χαμηλούς πνευμονικούς όγκους. Από τα παραπάνω συνάγεται το συμπέρασμα ότι η σύγκλειση των μικρών βρόγχων αποτελούν την αιτία που οδηγεί στην παραγωγή τριζόντων. Η εκρηκτικού χαρακτήρα επαναδιάνοιξη των βρόγχων πιθανά αποτελεί φυσιολογικό φαινόμενο, εφόσον ο βρόγχος έχει συγκλειστεί.(4) Συνεχείς επιπρόσθετοι ήχοι (Continuous Adventitious Sounds) Συριγμοί (Wheezing) Οι συρίττοντες αποτελούν τον ευρύτερα χρησιμοποιούμενο ακουστικό όρο στην Πνευμονολογία. Εκατοντάδες δημοσιεύσεων κάθε χρόνο αναφέρονται στους συρίττοντες ως μια παράμετρο παρακολούθησης της βαρύτητας του άσθματος, ως ένδειξη απόφραξης των αεραγωγών στα βρέφη ή ως παράμετρο ταξινόμησης σε επιδημιολογικές έρευνες. Σε ότι αφορά την κλινική σημασία των συριττόντων υπάρχουν λίγες σχετικές αντικειμενικές μελέτες. (3) Οι συρίττοντες είναι μουσικοί επιπρόσθετοι πνευμονικοί ήχοι, οι οποίοι καλούνται και «συνεχείς», επειδή διαρκούν πολύ περισσότερο από τους «ασυνεχείς» τρίζοντες. Δεν διαρκούν απαραίτητα περισσότερο από 250 ms, αλλά διαρκούν περισσότερο από 80 έως 100 ms. Το εύρος των συχνοτήτων τους εκτείνεται από λιγότερο από 100 Hz έως πάνω από 1000 Hz. Εντός των αεραγωγών μπορεί να καταγραφούν και υψηλότερες συχνότητες. Οι παθοφυσιολογικοί μηχανισμοί που παράγουν τους συρίττοντες δεν είναι εντελώς αποσαφηνισμένοι. Η κινητοποίηση των εκκρίσεων μπορεί να παίζει κάποιο ρόλο, αλλά η ταλάντωση (flutter) των τοιχωμάτων των αεραγωγών είναι πι- 38

39 θανά σημαντικότερη. Το θεωρητικό μοντέλο της ταλάντωσης σε αγωγούς που ορίζονται από τη ροή μέσα σε αυτούς και τοιχώματα που συμπίπτουν προβλέπει παράγοντες, όπως το πάχος του τοιχώματος των αεραγωγών, τη δυνατότητα παραμόρφωσης αυτών (bending stiffness) και την κατά μήκος ασκούμενη τάση (longitudinal tension) οι οποίοι επηρεάζουν τις συχνότητες των συριττόντων. Εξαιτίας του γεγονότος ότι η μάζα του τοιχώματος των αεραγωγών είναι πολύ μεγαλύτερη από αυτήν του αερίου μίγματος εντός των αεραγωγών, η επίδραση της πυκνότητας του μίγματος αερίων στους συρίττοντες προβλέπεται από το μοντέλο ότι είναι μικρή. (4) Ο ακριβής ορισμός του όρου «συρίττοντες» και η σχέση του με τον όρο «ρόγχοι» υπήρξε αμφιλεγόμενος. Σύμφωνα με τον αυστηρό ορισμό ο όρος συρίττοντες χρησιμοποιείται για ήχους που γίνονται ακουστοί στο στόμα ή σε κάποια απόσταση από τον ασθενή, ενώ ο όρος ρόγχοι διατηρήθηκε για ήχους που γίνονται ακουστοί στην επιφάνεια του θώρακα με τη βοήθεια του στηθοσκοπίου. Στην πράξη όμως ο όρος συρίττοντες προτιμάται και για τις δύο περιπτώσεις. Οι συρίττοντες έχουν μια καλώς ορισμένη οξύτητα που τους δίνει έναν μουσικό χαρακτήρα εύκολα διακριτό από την ανθρώπινη ακοή. Ο μουσικός χαρακτήρας καθορίζεται από το φάσμα των συχνοτήτων, και η χαμηλότερη συχνότητα (η οποία καλείται και βασική) προσδιορίζει την οξύτητα του ήχου. Ο μηχανισμός παραγωγής των συριττόντων είναι επίσης διαφιλονικούμενος, αλλά πιστεύεται ότι είναι παρόμοιος με αυτόν που παρατηρείται σε στο επιστόμιο (γλωττίδα) ενός πνευστού μουσικού οργάνου. Οι συρίττοντες υποδιαιρούνται σε κατηγορίες. Οι σταθεροί μονοφωνικοί συρίττοντες είναι ένας μουσικός τόνος σταθερής οξύτητας. Παράγονται από τη διέλευση με μεγάλη ταχύτητα μέσα από ένα στενό διάστημα ως αποτέλεσμα ατελούς απόφραξης ενός μεγάλου ή ενός λοβιακού βρόγχου και προκαλείται συχνά από όγκους ή ξένα σώματα. Οι μονοφωνικοί συρίττοντες μπορεί να είναι τυχαίοι, όπως συμβαίνει στο άσθμα. Σε αυτήν την περίπτωση η γενικευμένη απόφραξη των αεραγωγών που προκαλείται από τον βρογχόσπασμο ή το οίδημα των βλεννογόνων συχνά παράγει δυνατούς εισπνευστικούς ή εκπνευστικούς συρίττοντες. Το ενδιαφέρον είναι ότι ο πραγματικός αριθμός των συριττόντων που παράγονται δεν είναι τόσο μεγάλος όπως πιστεύει αυτός που τους ακούει στην επιφάνεια του θώρακα. Ο ήχος που παράγεται συχνά δημιουργείται από μερικούς δυνατούς συρίττοντες που διαδίδονται σε διαφορετικές θέσεις στον θώρακα με διαφορετική ένταση. Οι διαδοχικοί εισπνευστικοί συρίττοντες, ένας ασυνήθιστος τύπος μο- 39

40 νοφωνικού συρίττοντα, αποτελούνται από μια σειρά από σύντομους μουσικούς ήχους, που ο καθένας από αυτούς έχει διαφορετική οξύτητα και ένταση. Ακούγονται μόνο κατά την εισπνοή και σπάνια αλληλοεπικαλύπτονται χρονικά, γεγονός που τους διαφοροποιεί από τους συρίττοντες που ακούγονται στο άσθμα. Παράγονται από βρόγχους σε αποδιατεταμένες περιοχές του πνεύμονα και για αυτόν τον λόγο ακούγονται φυσιολογικά σε πνευμονική ίνωση. Οι πολυφωνικοί συρίττοντες αποτελούνται από πολλούς τόνους και γίνονται συνήθως ακουστοί στην εκπνοή. Παράγονται από την συμπίεση των στελεχιαίων βρόγχων και απαντώνται συχνά στη χρόνια αποφρακτική πνευμονοπάθεια και το άσθμα, αλλά και σε έναν υγιή άνθρωπο κατά τη βίαιη εκπνοή. Για το λόγο αυτό το κλινικό αυτό σημείο είναι αμφιλεγόμενο. Αξίζει να σημειωθεί ότι, κατά παράδοξο τρόπο, οι συρίττοντες μπορεί να απουσιάζουν από ασθενείς με σοβαρό άσθμα και χρόνια αποφρακτική πνευμονοπάθεια. Για παράδειγμα, σε σοβαρό άσθμα η περιφερειακή αντίσταση ροής του αέρα είναι πολύ υψηλή και η δυναμική συμπίεση των βρόγχων μετατοπίζεται από τους κεντρικούς βρόγχους προς την περιφέρεια του βρογχικού δέντρου, ενώ σημειώνεται παγίδευση αέρα. Μετά από ένα ορισμένο σημείο η ροή αέρα δια μέσω ορισμένων βρόγχων είναι τόσο ελαττωμένη και οι βρόγχοι αυτοί δεν δονούνται, με αποτέλεσμα να απουσιάζουν οι συρίττοντες. (3) Οι συρίττοντες της βίαιης εκπνοής είναι αναπαράξιμοι στους περισσότερους υγιείς ανθρώπους. Για τον λόγο αυτό έχουν χρησιμοποιηθεί για τη διερεύνηση των φυσιολογικών μηχανισμών. Ο περιορισμένος αριθμός των διακριτών συχνοτήτων στους συρίττοντες αυτούς υποδεικνύει ότι η θέση παραγωγής τους είναι οι μεγάλοι βρόγχοι. Η ποσοτική περιγραφή των συριττόντων στη μονάδα του χρόνου έχει χρησιμοποιηθεί για να εκφράσει την κλινική βαρύτητα των συριττόντων αναφορικά με την απόφραξη της ροής του αέρα. Οι μεταβολές στα μοτίβα της ροής του αέρα σε ορισμένες περιοχές του πνεύμονα και η επίδραση των πιο δύσκαμπτων βρόγχων στη μετάδοση των χαμηλών συχνοτήτων έχουν προταθεί ως ερμηνείες για τις μεταβολές που παρατηρούνται στο φάσμα των συχνοτήτων. Οι μηχανισμοί αυτοί είναι αναγκαίο να κατανοηθούν, διότι η ευαισθησία των πνευμονικών ήχων στην αλλαγή διαμέτρου των βρόγχων υποδεικνύει δυνατότητα σημαντικών κλινικών εφαρμογών.(4) Ο αδρός συριγμός ή συρίττουσα αναπνοή (stridor) είναι ένα άλλο είδος συρίττοντος ήχου που χαρακτηρίζεται από έναν δυνατό μουσικό τόνο σταθερής οξύ- 40

41 τητας. Ακούγεται εντονότερα κατά την εισπνοή και διαφέρει από τον μονοφωνικό συρίττοντα κυρίως ως προς την ένταση. Προκαλείται από ταχεία ροή του αέρα ε- ξαιτίας απόφραξης της ανώτερης αναπνευστικής οδού, συνήθως της τραχείας ή του λάρυγγα και χαρακτηρίζεται από έναν μηχανισμό παρόμοιο με αυτόν που διέπει τη γλωττίδα ενός πνευστού μουσικού οργάνου. Όσο η προσβολή του αεραγωγού επιδεινώνεται, ο αδρός συριγμός μπορεί να γίνει και εκπνευστικός, για παράδειγμα σε εισρόφηση ξένου σώματος ή επέκταση ενός όγκου. Ήχος τριβής (Pleural Friction-Rub Adventitious Sounds) Συνήθως ο τοιχωματικός και ο σπλαχνικός υπεζωκότας εφάπτονται και κινούνται ο ένας ως προς τον άλλο αθόρυβα. Κάτι τέτοιο όμως δεν ισχύει σε υπεζωκοτική φλεγμονή, εξίδρωμα ή πάχυνση του υπεζωκότα εξαιτίας νεοπλασματικής εξεργασίας. Σε αυτές τις περιπτώσεις ακούγονται μια σειρά ήχων κατά την ακρόαση συμπεριλαμβανομένου ενός ήχου παρόμοιου με έγχορδο όργανο. Συνήθως ο παραγόμενος ήχος ομοίαζε προς μη μουσικούς ήχους και παρομοιάζεται με κριγμό από παλαιό δέρμα και περιγράφεται ως ήχος πλευριτικής τριβής. Το πιο χαρακτηριστικό στοιχείο του ήχου αυτού είναι ότι ο ήχος που ακούγεται κατά την εισπνοή ακούγεται με την αντίστροφη ακολουθία κατά την εκπνοή. Ο ήχος πλευρικής τριβής είναι δύσκολο να εντοπιστεί, αλλά και να διακριθεί από τους crepitations. Μόνο διαφοροδιαγνωστικό χαρακτηριστικό είναι ότι οι δεύτεροι είναι πιο πιθανό να τροποποιηθούν με τον βήχα.(3) 4. Παραγωγή αναπνευστικών ήχων Τόσο οι φυσιολογικοί, όσο και οι παθολογικοί ήχοι μπορεί να απαντώνται στους πνεύμονες. Το φυσιολογικό αναπνευστικό ψιθύρισμα είναι αποτέλεσμα της στροβιλώδους ροής του αέρα σε συνδυασμό με την κίνηση του αέρα διαμέσω στομίων κατά μήκος των βρόγχων. Η κίνηση του αέρα είναι μεγάλου πλάτους παλινδρομική, χαμηλής συχνότητας που θέτει τους περιβάλλοντες ιστούς σε δόνηση με συχνότητα εντός του φάσματος των ακουστών συχνοτήτων. Το αναπνευστικό σύστημα φυσιολογικά είναι βελτιστοποιημένο, έτσι ώστε να ελαχιστοποιείται το απαραίτητο έργο που πρέπει να καταβληθεί για την μετακίνηση του αέρα. Ως αποτέλεσμα αυτού μικρό μέρος μόνο αυτού μετατρέπεται σε ακουστική ενέργεια, και παράγονται χαμηλής έντασης ήχοι. Σε στένωση των 41

42 βρόγχων (σε καταστάσεις όπως το βρογχικό άσθμα) η ταχύτητα κίνησης του αέρα δια μέσω των αεραγωγών αυξάνεται (αρχή διατήρησης της μάζας). Ως συνέπεια της αρχής διατήρησης της ενέργειας και της αδράνειας η αύξηση της ταχύτητας ροής έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση της απώλειας πίεσης, αυξάνοντας έτσι την απαιτούμενη ενέργεια για τη λειτουργία του αναπνευστικού συστήματος. Η ενέργεια αυτήν δεν χάνεται αλλά μετατρέπεται εν μέρει σε ακουστική ενέργεια. Η αύξηση της ταχύτητας ροής έχει ως αποτέλεσμα τη μεγαλύτερη εξάπλωση της στροβιλώδους ροής ή τη μεταφορά ενέργειας από το ρεύμα αέρα προς τους περιβάλλοντες ιστούς μέσω μιας αυξανόμενης αλυσίδας αερίων στροβίλων. Μικρότερης διαμέτρου δίοδοι ελαττώνουν το μέγεθος των δινών του αέρα, αυξάνοντας έτσι και τη συχνότητα του ακουστού ήχου. Η πτώση της πίεσης που προκαλείται από έναν στενό αυλό είναι μεγαλύτερη και αυξάνει την ταχύτητα των στροβίλων του αέρα και την ακουστική ενέργεια, και ελαττώνει τη ροή του αέρα. Ως αποτέλεσμα της ελάττωσης της ροής του αέρα απαιτείται μεγαλύτερος χρόνος ροής του αέρα προκειμένου να πληρωθούν ή να αδειάσουν από αυτόν οι πνεύμονες. Το γεγονός αυτό είναι η αιτία για ισχυρότερους, μεγαλύτερης διάρκειας και υψηλότερης συχνότητας ήχους σε σχέση με το φυσιολογικό αναπνευστικό ψιθύρισμα. Σε κάποιες παθολογικές καταστάσεις η ροή του αέρα είναι τέτοια, που να παράγει στροβίλους της ίδιας συχνότητας σαν αυτές που απαντώνται σε μια στήλη καπνού. Αυτή η ροή παράγει στενού συχνοτικού εύρους τόνους (συχνοτικές κορυφές). Στους πνεύμονες μπορεί να απαντώνται επίσης σύντομοι, εκρηκτικοί ήχοι (snapping or popping sounds). Στον υγιή πνεύμονα οι κυψελίδες (τελικά αεροθυλάκια διαμέτρου 280 μm και σε πλήθος) πληρούνται από αέρα. Στην πνευμονία τμήματα των κυψελίδων πληρούνται από υγρό, γεγονός που εμποδίζει την απότομη αύξηση μεγέθους αυτών χωρίς την είσοδο αέρα. Η απότομη είσοδος αέρα στις κυψελίδες όταν ο πνεύμονας είναι διατεταμένος στη φάση της εισπνοής προκαλεί έναν χαμηλής έντασης ήχο διάνοιξης (snapping sound) σε κάθε κυψελίδα ευρέος φάσματος και σύντομης διάρκειας. Το άθροισμα των ήχων αυτών έχει ως αποτέλεσμα τη δημιουργία των ρόγχων (rales). Φυσιολογικά δεν παράγεται ήχος τριβής κατά την ολίσθιση των πνευμόνων κατά μήκος του θωρακικού τοιχώματος χάρη στην ύπαρξη, φυσιολογικά, λιπαντι- 42

43 κής ουσίας μεταξύ των πετάλων του υπεζωκότα. Όταν όμως ο υπεζωκότας φλεγμαίνει, ακούγονται αδροί ήχοι τριβής κατά την αναπνοή. (8) Οι τραχειοβρογχικοί ήχοι ακούγονται κατά την αυτόματη αναπνοή και πιστεύεται ότι προέρχονται από την ανώτερη αναπνευστική οδό, την περιοχή μεταξύ της ρινός και των κυρίων βρόγχων. Η σημασία αυτών των ήχων για τη διάγνωση της πνευμονικής πύκνωσης (βρογχικό αναπνευστικό ψιθύρισμα) προκάλεσε εκτεταμένες έρευνες από τις αρχές του 20ου αιώνα. Οι Martini και Mueller απέδειξαν το 1923 ότι η θέση παραγωγής των βρογχικών ήχων (βρογχικού αναπνευστικού ψιθυρίσματος) είναι οι βρόγχοι διαμέτρου 4 mm ή μεγαλύτερης. Απέδειξαν επίσης ότι το βρογχικό αναπνευστικό ψιθύρισμα αποτελείται από υψηλότερες συχνότητες σε σχέση με το κυψελιδικό αναπνευστικό ψιθύρισμα και επίσης ότι η παρουσία του σε μη αναμενόμενες θέσεις ακρόασης σηματοδοτεί συνεχή διήθηση του πνευμονικού παρεγχύματος από την περιφέρεια και σε βάθος 4-5 cm προς τις πύλες των πνευμόνων (όπου και βρίσκονται βρόγχοι αυτής της διαμέτρου). Η μη αναμενόμενη παρουσία του βρογχικού αναπνευστικού ψιθυρίσματος οφείλεται στο ότι το συμφορημένο πνευμονικό παρέγχυμα λειτουργεί ως καλύτερος αγωγός του ήχου σε σχέση με το υγιές πνευμονικό παρέγχυμα. Αργότερα επιβεβαιώθηκε το γεγονός ότι το βρογχικό αναπνευστικό ψιθύρισμα μπορεί να παραχθεί χωρίς καμιά ενεργό συμβολή από τον λάρυγγα. Το συχνοτικό φάσμα του βρογχικού αναπνευστικού ψιθυρίσματος συνδέεται ευκρινώς με το ρυθμό ροής του αέρα στο αναπνευστικό σύστημα, και αύξηση της ροής οδηγεί σε αξιοσημείωτη στροφή προς τα πάνω του συχνοτικού περιεχομένου. Τα χαρακτηριστικά της στροβιλώδους ροής επηρεάζονται από τις διαστάσεις του αεραγωγού. Οι διαστάσεις της τραχείας επηρεάζονται από το σωματικό ύψος. Τα παιδιά ηλικίας 9 ετών και πάνω έχουν σημαντικά δυνατότερο βρογχικό αναπνευστικό ψιθύρισμα σε σχέση με τους ενήλικες, καθώς και υψηλότερες συχνότητες με δοσμένη ροή. Η ακρόαση της τραχείας είναι πλέον ευρέως αποδεκτή ως σημαντικό διαγνωστικό βοήθημα κατά τις δοκιμασίες βρογχικής πρόκλησης, για την ανίχνευση της υπνικής άπνοιας και των νυχτερινών συριγμών. Η αυτοματοποιημένη ακρόαση και ανάλυση των ήχων της τραχείας αποτελούν στόχους για μελλοντική έρευνα. Απαραίτητη προϋπόθεση για αυτό αποτελεί η προτυποποίηση και αποδοχή από όλους τους ερευνητές του εξοπλισμού, των μεθόδων καταγραφής, καθώς επίσης και των τιμών αναφοράς για την ανάλυση του φάσματος των συχνοτήτων. (9) 43

44 Το κυψελιδικό αναπνευστικό ψιθύρισμα ακούγεται σε φυσιολογικές καταστάσεις πάνω από τα χαμηλότερα τμήματα των πνευμόνων. Το συχνοτικό του περιεχόμενο βρίσκεται χαμηλότερα από αυτό του βρογχικού αναπνευστικού ψιθυρίσματος. Ωστόσο οι πειραματικές εκτιμήσεις σχετικά με το συχνοτικό του περιεχόμενο είναι αντικρουόμενες: Hz, Hz, Hz, και Hz (στις συχνοτικές κορυφές). (6) Υπάρχει ευθεία συσχέτιση μεταξύ της έντασης του ήχου του κυψελιδικού ψιθυρίσματος και του του ρυθμού ροής του αέρα στο αναπνευστικό σύστημα, ανεξάρτητη από τη χωρητικότητα του πνεύμονα ή τη θέση του σώματος. Το εισπνευστικό κυψελιδικό ψιθύρισμα είναι μεγαλύτερης έντασης στην κορυφή σε σχέση με τις βάσεις των πνευμόνων, με δεδομένη ροή αέρα. Το φάσμα συχνοτήτων που καταγράφεται σε υγιείς ανθρώπους καταδεικνύει πτώση του πλάτους των ηχητικών σημάτων, που ξεκινά από τα Hz και εκτείνεται ως τα 350 Hz, 500 Hz ή 1,000 Hz, ανάλογα με τα δημοσιευμένα από κάθε ερευνητή αποτελέσματα. Κάθε περιοχή συχνοτήτων περιέχει έναν αριθμό συχνοτικών κορυφών ή συχνοτήτων που επικρατούν (dominant frequencies). Η κατανομή του συχνοτικού περιεχομένου του κυψελιδικού αναπνευστικού ψιθυρίσματος διαφέρει ανάμεσα στους ενήλικες και τα παιδιά. Οι μέσες τιμές του εύρους συχνοτήτων τείνουν να ελαττώνονται σημαντικά όσο μεγαλώνει η ηλικία, και η εκθετική πτώση της έντασης στις υψηλότερες συχνότητες που παρατηρείται στους ενήλικες μπορεί να διακριθεί από αυτήν που παρατηρείται στα βρέφη και στα παιδιά έως 9 ετών. Ηχογραφήσεις που έγιναν επάνω από τις βάσεις των πνευμόνων δείχνουν ότι υπάρχει γραμμική αύξηση στο πλάτος του σήματος και στη μέγιστη συχνότητα όσο αυξάνει ο ρυθμός ροής του αέρα. Το φαινόμενο αυτό είναι πιο έ- ντονο κατά την εισπνοή. Ο ρυθμός ροής του αέρα ορίζεται από τα δύο συστατικά του στοιχεία τον αναπνεόμενο όγκο και τον αναπνευστικό ρυθμό. Φαίνεται ότι κανένα από τα δύο στοιχεία δεν είναι από μόνο του υπεύθυνο για τις προαναφερθείσες παρατηρήσεις, και μόνο ο ρυθμός ροής του αέρα μπορεί να συσχετισθεί με τις παραλλαγές στην ένταση του κυψελιδικού ψιθυρίσματος που γίνονται αντιληπτές στην επιφάνεια του θωρακικού τοιχώματος. Το πλάτος του ηχητικού σήματος στο κυψελιδικό ψιθύρισμα ποικίλει από άτομο σε άτομο με παρόμοιο ρυθμό ροής αέρα. Ακόμη και εάν γίνει προσαρμογή ως προς το ύψος, την επιφάνεια σώματος και το βάρος, η ποικιλομορφία αυτή δεν μπορεί να εξαλειφθεί. (9) 44

45 Το αναπνευστικό ψιθύρισμα (basic respiratory noise) αντιπροσωπεύει διεργασίες ευρέως συχνοτικού φάσματος. Οι επιπρόσθετοι ήχοι κατατάσσονται σε δύο βασικές κατηγορίες: αυτούς που προέρχονται από παρατεταμένες, (διάρκεια μεγαλύτερη από 250 ms) στενού συχνοτικού εύρους διεργασίες, που αντιστοιχούν στους συρίττοντες, και στους σύντομους, εκρηκτικούς ήχους, που γίνονται αντιληπτοί ως τρίζοντες. Το βρογχικό αναπνευστικό ψιθύρισμα πιστεύεται ότι προέρχεται από την ροή του αέρα δια μέσω της τραχείας και και των μεγάλων βρόγχων και παράγεται από την στροβιλώδη διακύμανση της πίεσης που ασκεί ο αέρας. Σε ό,τι αφορά στο κυψελιδικό ψιθύρισμα, έχουν διατυπωθεί πολλές απόψεις ως προς την προέλευσή του. Ο ήχος που παραγόταν από έναν υγιή πνεύμονα αποκλήθηκε από τον Laenec κυψελιδική αναπνοή επειδή πίστευε ότι ο ήχος αυτός παραγόταν από την τριβή μεταξύ του αέρα και των τοιχωμάτων των κυψελίδων. Το 1834, το κυψελιδικό α- ναπνευστικό ψιθύρισμα ερμηνεύθηκε ως αποτέλεσμα της ροής του αέρα διαμέσω της επιγλωττίδας. Διατυπώθηκε η υπόθεση ότι ο παραγόμενος ήχος μετασχηματίζεται κατά την πορεία διάδοσής του μέσα από τα στόμια των βρόγχων του πνεύμονα, χάρη στην οποία μεταβιβάζεται στο θωρακικό τοίχωμα. Διαδοχικά πειράματα και κλινικές δοκιμές έδωσαν αντικρουόμενα αποτελέσματα είτε υπέρ της πρώτης ή υπέρ της δεύτερης θεωρίας. (6) Συσσωρευμένες κλινικές παρατηρήσεις και πειραματικά δεδομένα απέδειξαν το 1984 ότι το κυψελιδικό ψιθύρισμα παράγεται, εν μέρει τουλάχιστον,τοπικά και σε μεγάλο βάθος από το θωρακικό τοίχωμα. Για παράδειγμα, το κυψελιδικό ψιθύρισμα μπορεί να γίνει ακουστό πάνω από ένα τμήμα πνεύμονα που προβάλει δια μέσω του θωρακικού τοιχώματος κατά τη διάρκεια ενός χειρισμού Valsalva, ή ακόμη και σε λαρυγγεκτομηθέντες ασθενείς. Σε in vitro δοκιμές φάνηκε ότι το κυψελιδικό αναπνευστικό ψιθύρισμα παραγόταν ακόμη και όταν η τραχεία ήταν αποφραγμένη. (9) Τελικά αποδείχθηκε ότι η πηγή του κυψελιδικού αναπνευστικού ψιθυρίσματος δεν βρίσκεται στις κυψελίδες, αλλά μακρύτερα από τις παρυφές του βρογχικού δέντρου, αξιοσημείωτα πιο μακριά από την πηγή παραγωγής του βρογχικού αναπνευστικού ψιθυρίσματος. Τα αποτελέσματα αυτά επιβεβαιώθηκαν από τον καθορισμό των σχετικών αποστάσεων του αναπνευστικού ψιθυρίσματος από την επιφάνεια του θώρακα. Το χαρακτηριστικό μέγεθος αυτής της απόστασης για το κυψελιδικό ψιθύρισμα βρέθηκε ότι είναι περίπου 6 cm για συχνότητες Hz και cm για συχνότητες Hz. Τα αποτελέσματα αυτά τεκμηριώνουν ότι 45

46 το κυψελιδικό αναπνευστικό ψιθύρισμα παράγεται από θέσεις που βρίσκονται πιο βαθειά από ό,τι υπέθετε η αρχική υπόθεση. Οι πηγές παραγωγής του αναπνευστικού ψιθυρίσματος διαμορφώνουν ένα αρκετά πολύπλοκο κατανεμημένο σύστημα. Σύμφωνα με ένα μοντέλο παραγωγής ήχου στους πνεύμονες το σύστημα αυτό αποτελείται από ένα σύνολο παλλόμενων σημειακών πηγών, που η ταλάντωσή τους είναι αποτέλεσμα της κατανομής της πίεσης στα τοιχώματα του αναπνευστικού σωλήνα από την στροβιλώδη ροή του αέρα. Η κλασσική ερμηνεία των συριττόντων τους αποδίδει στη διέγερση της δόνησης των υγρών ή ημίρευστων στοιχείων εντός των αεροφόρων οδών. Ωστόσο, συρίττοντες παρατηρούνται και απουσία εκκρίσεων στους βρόγχους. Η υπόθεση που προτάθηκε από τον Forgacs ερμηνεύει αυτούς τους ήχους βάσει των αυτοταλαντώσεων που λαμβάνουν χώρα, όταν η ροή του αέρα προκαλεί δονήσεις σε συμπιεσμένα τμήματα του βλεννογόνου του αναπνευστικού σωλήνα. Η υπόθεση αυτή επιβεβαιώθηκε με οπτικές παρατηρήσεις. Μεταγενέστερα πειράματα έδειξαν ότι είναι δυνατοί δύο τύποι δονήσεων: ο πρώτος συμβαίνει με σύγκλειση του αναπνευστικού σωλήνα (αξονικές δονήσεις), και ο δεύτερος, χωρίς σύγκλειση, εξαιτίας των ταλαντώσεων του βλεννογόνου γύρω από τη θέση ισορροπίας (ελαστικές δονήσεις). (flexural vibrations). Η πηγή παραγωγής των συριττόντων συχνότητας άνω των 300 Hz είναι η ζώνη σύγκλεισης των ιστών επί του αυλού του βρόγχου (υποθετικά όχι περιφερικότερα από την 9η ή 10η γενεά βρόγχων). 5. Διάδοση των αναπνευστικών ηχων Εισαγωγή Το αναπνευστικό σύστημα αποτελείται από τον λάρυγγα (vocal tract) και τους υπογλωττιδικούς αεραγωγούς. Η συνδυασμένη λειτουργία των δύο αυτών στοιχείων γεννά τις ξεχωριστές ιδιότητες του συστήματος των αεραγωγών. Οι διακλαδιζόμενοι αεραγωγοί εντός της θωρακικής κοιλότητας έχουν μοντελοποιηθεί από σειρά ερευνητών, προκειμένου να εκτιμηθούν τα δομικά χαρακτηριστικά του συστήματος των αεραγωγών που επηρεάζουν τα αποτελέσματα των μετρήσεων της αντανάκλασης και της μετάδοσης του ήχου. Μολονότι η γνώση της ακριβούς διακλαδωτικής δομής είναι σημαντική για τις υψηλές ακουστές συχνότητες, ωστόσο στις σχετικά χαμηλές συχνότητες και τα μεγάλη μήκη κύματος, που συν- 46

47 δέονται με τους πνευμονικούς ήχους, δύο είναι οι ιδιότητες του συστήματος που συνδέονται με αυτές: οι μεγάλοι βρόγχοι δονούνται ως ανταπόκριση προς τον ήχο που παράγεται ενδοαυλικά, επιτρέποντας έτσι σε μεγάλο μέρος της ενέργειας του ήχου να μεταβιβαστεί κατευθείαν στο περιβάλλον πνευμονικό παρέγχυμα. Επίσης, ολόκληρο το σύστημα των διακλαδιζόμενων βρόγχων συμπεριφέρεται, σε μια πρώτη προσέγγιση, ως ένας ελαστικός αγωγός που το απομακρυσμένο του άκρο είναι ανοιχτό προς τα βρογχιόλια και τις κυψελίδες. Αυτή η, παρόμοια με αγωγό συμπεριφορά, σε συνδυασμό με την ταλάντωση του τοιχώματος των βρόγχων παράγει συχνότητες συντονισμού των βρόγχων (airway resonances) με βασική συχνότητα κοντά στα 650 Hz για το υπογλωττιδικό σύστημα (σύμφωνα με μετρήσεις σε τραχειοστομημένους ασθενείς) και σε χαμηλότερες συχνότητες, εάν όλος ο αναπνευστικός σωλήνας είναι βατός. Σε υψηλότερες α- κουστές συχνότητες τα τοιχώματα των βρόγχων γίνονται ανελαστικά εξαιτίας της εγγενούς τους μάζας, επιτρέποντας έτσι σε μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας του ήχου να παραμείνει εντός του αυλού των βρόγχων και δυνητικά να μεταβιβαστεί περιφερικότερα στο βρογχικό δέντρο. Το πνευμονικό παρέγχυμα αποτελείται πρωτίστως από κυψελίδες και βρογχιόλια, τριχοειδή αγγεία και συνδετικό ιστό. Για συχνότητες εντός του ακουστού φάσματος και κάτω από Hz, που το μήκος κύματός τους ξεπερνά κατά πολύ το μέγεθος των κυψελίδων, έχει δημιουργηθεί μοντέλο του πνευμονικού παρεγχύματος παρόμοιο με αφρώδες υλικό. Σύμφωνα με το μοντέλο αυτό το αφρώδες υλικό είναι ομογενές μείγμα αέρα και ιστών με πυκνότητα παρόμοια με αυτήν του ύδατος. Το μοντέλο προϋποθέτει ότι δεν λαμβάνει χώρα εντός του πνευμονικού παρεγχύματος ανταλλαγή αερίων εξαιτίας της διάδοσης των ηχητικών κυμάτων. Στο μοντέλο αυτό η πυκνότητα καθορίζεται από τους ιστούς, ενώ η ακαμψία επηρεάζεται από τον αέρα. Το αποτέλεσμα είναι ένας συνδυασμός με σχετικά χαμηλή ταχύτητα διάδοσης ήχου (της τάξης των 50m/sec) και συνεπακόλουθα μικρού μήκους κύματος για δοσμένη συχνότητα ήχου σε σύγκριση με την διάδοση του ήχου μόνο στους ιστούς ή τον αέρα (ταχύτητες αντίστοιχα 350 και 1500 m/sec). Αυτά τα σχετικά βραχύτερα μήκη κύματος του ήχου υποδηλώνουν ότι μπορούμε να α- ντλήσουμε περισσότερες πληροφορίες για τη δομή τμημάτων του πνεύμονα από ακουστικές μετρήσεις των χαμηλότερων συχνοτήτων από ό,τι είχε υποτεθεί αρχικά. Επιπρόσθετα, η αλλαγή του είδους ή της ποσότητας του αερίου στο μείγμα του μοντέλου επιδρά πολύ λιγότερο στην ταχύτητα διάδοσης του ήχου σε σύγκριση με το εάν ο ήχος διαδιδόταν αποκλειστικά μέσω του αέρα. Για να εκτι- 47

48 μηθούν οι απώλειες κατά τη διάδοση του ήχου δια μέσω του πνευμονικού παρεγχύματος, το παρεγχυματικό μείγμα έχει αναπαρασταθεί ως φυσαλίδες αέρα (κυψελίδες) σε νερό (πνευμονικό παρέγχυμα) τόσο για τις υψηλές όσο και για τις χαμηλές ακουστές συχνότητες. Τα μοντέλα αυτά προτείνουν ότι η απορρόφηση της ενέργειας του ήχου ε- ξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη συχνότητά του, με πολύ μεγάλες απώλειες στις υψηλότερες συχνότητες που το μήκος κύματος πλησιάζει τις διαστάσεις των κυψελίδων. Πιο σύνθετες θεωρητικές προσεγγίσεις που περιλαμβάνουν τη επίδραση των βρογχιολίων έχουν επίσης χρησιμοποιηθεί για να προβλέψουν την εξάρτηση από τη συχνότητα του ήχου της ταχύτητας διάδοσης του ήχου και άλλων χαρακτηριστικών σε ένα ευρύ φάσμα συχνοτήτων. Ο εγκιβωτισμός του πνευμονικού παρεγχύματος εντός του θωρακικού κλωβού είναι σημαντικός παράγοντας που επηρεάζει την διάδοση του ήχου προς την επιφάνεια του θώρακα. Το θωρακικό τοίχωμα, παρόλο που είναι λεπτό σε σχέση με το πνευμονικό παρέγχυμα, είναι πολύ πιο συμπαγές και ανελαστικό. Επιπλέον, η ετερογενής σύνθεσή του από οστά, μύες δέρμα και άλλους ιστούς το καθιστά πολύ σύνθετη επιφάνεια για να κάνει κάποιος ακουστικές μετρήσεις. Υπάρχει πιθανότητα τα επιφανειακά ηχητικά κύματα να διαδίδονται μέσω του δέρματος από αισθητήρα σε αισθητήρα, καθώς επίσης η μετάδοση του ήχου να είναι κακή σε περιοχές επάνω από οστικές δομές όπως οι ωμοπλάτες. Έχει υπολογιστεί ότι η διαφορά μηχανικής/ακουστικής σύνθετης αντίστασης (impedance) μεταξύ του πνευμονικού παρεγχύματος και του θωρακικού τοιχώματος μπορεί να επιφέρει έως και μια τάξη μεγέθους μείωση στο εύρος της μετάδοσης του ήχου και σημαντικές μεταβολές στο χρόνο και την κυματομορφή των επιπρόσθετων πνευμονικών ήχων, όπως είναι οι τρίζοντες. Ο ήχος στην επιφάνεια του θώρακα συγκρινόμενος με αυτόν επάνω από την τραχεία είναι χαμηλότερος σε πλάτος, πολύ πιο ισχυρός σε χαμηλές συχνότητες (γύρω στα 135 Hz) και ελαττώνεται σε πλάτος όσο αυξάνεται η συχνότητά του. Τα χαρακτηριστικά αυτά συμφωνούν με μια σειρά από μελέτες, στις οποίες οι μετρήσεις που έγιναν στην επιφάνεια του θώρακα δεν κατέστη δυνατό να συνδεθούν με αυτές που έγιναν επάνω από την τραχεία. Η εξαρτώμενη από τη συχνότητα ελάττωση του πλάτους του ήχου επιβεβαιώνεται από μοντέλα των πνευμόνων που λαμβάνουν υπόψη τους και τις απώλειες εξαιτίας του παρεγχύματος. Οι απώλειες αυτές περιόρισαν το εύρος των πρώιμα μεταδιδόμενων συχνοτήτων περίπου στα 600 Hz. Πρόσφατες βελτιώσεις στην παραγωγή, μέτρηση και επεξεργασία του 48

49 ήχου αύξησαν το εύρος των πρώιμα διαδιδόμενων συχνοτήτων πάνω από τα 1500 Hz και μέχρι το εύρος των ακουστών συχνοτήτων χρησιμοποιώντας τεχνικές που βελτιώνουν το signal-to-noise ratio. Πλευρικότητα διάδοσης των αναπνευστικών ήχων Έχει βρεθεί ισχυρή εξάρτηση της μετάδοσης του ήχου από τη στοματική κοιλότητα προς το θωρακικό τοίχωμα ως προς την περιοχή καταγραφής του ήχου. Το πλάτος του ήχου για τις χαμηλές συχνότητες σε περιοχές επάνω από τον δεξιό πνεύμονα ήταν πολύ μεγαλύτερο σε σύγκριση με αυτό στις αντίστοιχες περιοχές του αριστερού πνεύμονα. Τα δεδομένα αυτά φανερώνουν την επιλεκτική μεταβίβαση του ήχου προς τον δεξιό πνεύμονα εξαιτίας του μεγάλου μεγέθους του μεσοθωρακίου που εφάπτεται από αριστερά στους στελεχιαίους βρόγχους. Για συχνότητες χαμηλότερες της τάξης μερικών εκατοντάδων Hz δεν παρατηρείται ασυμμετρία στους μεταδιδόμενους ήχους, ενώ οι εισπνευστικοί πνευμονικοί ήχοι σε υψηλότερες συχνότητες παρουσιάζουν μια πλευρικότητα προς τα αριστερά στις περιοχές επάνω την οπίσθια επιφάνεια του θώρακα. Το γεγονός αυτό φανερώνει ότι η κύρια οδός μετάδοσης του ήχου μεταβάλλεται μαζί με τη μεταβολή της συχνότητας. Έτσι, από απευθείας μετάδοση του ήχου μέσω των μεγάλων βρόγχων στο πνευμονικό παρέγχυμα εξαιτίας της κίνησης του τοιχώματος των βρόγχων με την αύξηση της συχνότητας ο ήχος μεταδίδεται κύρια μέσα από τον αυλό των βρόγχων, παρακάμπτοντας έτσι την επίδραση του μεσοθωρακίου. Η ασυμμετρία των πνευμονικών ήχων μπορεί να υποδηλώνει διαφορές στη στροβιλώδη ροή στις διάφορες περιοχές των πνευμόνων και την παραγωγή ήχου. Η πυκνότητα του μίγματος αερίων στις αεροφόρες οδούς δεν επηρεάζει το πλάτος των χαμηλών μεταδιδόμενων συχνοτήτων. Το δεδομένο αυτό μεταφράζεται στο ότι το μεγαλύτερο μέρος της μετάδοσης των χαμηλής συχνότητας ήχων λαμβάνει χώρα στο πνευμονικό παρέγχυμα, το οποίο συμπεριφέρεται ως μίγμα που οι ακουστικές του ιδιότητες καθορίζονται ελάχιστα από το αέριο συστατικό του. Ταχύτητα διάδοσης του ήχου στο αναπνευστικό σύστημα Η μέτρηση του χρόνου μετάδοσης των πνευμονικών ήχων μέσω των πνευμόνων έχει μετρηθεί χρησιμοποιώντας τόσο διασταυρούμενη συσχέτιση (crosscorrelation), όσο και τεχνικές φάσματος (spectral techniques) για την εκτίμηση τό- 49

50 σο της φάσης στην οποία βρίσκεται ο ήχος, όσο και της καθυστέρησης φάσης κατά τη μετάδοση του ήχου από τη θέση αναφοράς στην τραχεία προς την επιφάνεια του θώρακα. Η ερμηνεία της καθυστέρησης φάσης ως δείκτη του χρόνου μετάδοσης περιπλέκεται από μια σειρά από παράγοντες, που περιλαμβάνουν την ύπαρξη θωρακικών αντηχήσεων οι οποίες υποδηλώνουν εσωτερικές ανακλάσεις των χαμηλών συχνοτήτων και την πιθανότητα πολλαπλών οδών διάδοσης του ήχου για μια θέση μέτρησης. Η καθυστέρηση φάσης προς την οπίσθια επιφάνεια του θώρακα εξαρτάται από τη συχνότητα. Η καθυστέρηση είναι της τάξης του 1 msec για συχνότητες γύρω στα 1500 Hz και περίπου 2,5msec ή περισσότερο για συχνότητες μικρότερες των μερικών εκατοντάδων Hz. Το εύρημα αυτό υποστηριζει την υπόθεση ότι η μετάδοση του ήχου στις χαμηλές συχνότητες γίνεται με χαμηλότερες ταχύτητες, κατά κύριο λόγο μέσω του πνευμονικού παρεγχύματος, ενώ οι υψηλότερες συχνότητες διατρέχουν μια ταχύτερη πιθανότατα πιο σχετική με τον αέρα οδό. Για τις συχνότητες κάτω περίπου από τα 300 Hz η καθυστέρηση φάσης αυξάνεται, καθώς η θέση μέτρησης στην επιφάνεια του θώρακα μετακινείται ουραία υποδηλώνοντας ότι η διάδοση του ήχου ακολουθεί σχετικά ευθεία οδό. Στις υψηλότερες συχνότητες ωστόσο αυτή η συσχέτιση μεταξύ απόστασης του αισθητήρα και της καθυστέρησης φάσης δεν παρατηρείται, υποδηλώνοντας αλλαγή στις ο- δούς μετάδοσης του ήχου με τη συχνότητα. Επιπλέον, η καθυστέρηση φάσης εμφανίζει μια αμφοτερόπλευρη ασυμμετρία, με σχετικά λιγότερες καθυστερήσεις φάσεις στην αριστερή οπίσθια επιφάνεια του θώρακα σε σύγκριση με την δεξια. Η ασυμμετρία αυτή συμπίπτει περίπου με αυτήν που παρατηρείται στο πλάτος του ήχου. Συμπερασματικά, η ετερογενής ανατομία του θώρακα επηρεάζει τόσο το πλάτος, όσο και την καθυστέρηση φάσης του διαδιδόμενου ήχου με τρόπο ε- ξαρτώμενο από την συχνότητά του. Όπως και στην περίπτωση του πλάτους του διαδιδόμενου ήχου προς το θωρακικό τοίχωμα για συχνότητες χαμηλότερες από περίπου 300 Hz ο χρόνος διέλευσης και η καθυστέρηση φάσης επηρεάζονται ασθενώς από την εισπνοή μίγματος 80 ηλίου- 20 οξυγόνου. Το γεγονός αυτό υποδηλώνει ότι η διάδοση του ήχου γίνεται κατά κύριο λόγο μέσω του παρεγχύματος. Στις υψηλότερες συχνότητες η καθυστέρηση φάσης επηρεάζεται σημαντικά τόσο από τα χαμηλής, όσο και από τα υψηλής πυκνότητας μίγματα αερίων. Αυτό επιβεβαιώνει το ότι η πυκνότητα των αερίων επηρεάζει τη διάδοση του ήχου εντός του φάσματος των 50

51 πνευμονικών ήχων και τονίζει την ισχυρή εξάρτηση από την συχνότητα του ήχου των ακουστικών ιδιοτήτων του θώρακα. Επίδραση των παθολογικών καταστάσεων του πνεύμονα στην ηχογένειά του Οι μεταβολές στη δομή του πνεύμονα που λαμβάνουν χώρα σε παθολογικές καταστάσεις επηρεάζουν τόσο το πλάτος, όσο και τον χρόνο διάδοσης του ήχου από τους βρόγχους προς το θωρακικό τοίχωμα. Στους εμφυσηματικούς ασθενείς έχει παρατηρηθεί ελάττωση και μεγαλύτερη ποικιλομορφία του πλάτους των χαμηλότερων συχνοτήτων του ήχου, κάτι που είναι συμβατό με το ακροαστικό εύρημα της ελαττωμένης έντασης του αναπνευστικού ψιθυρίσματος. Αντίθετα, το καρδιογενές πνευμονικό οίδημα έχει βρεθεί ότι αυξάνει το πλάτος του μεταδιδόμενου ήχου προς το θωρακικό τοίχωμα στους σκύλους με γραμμικό τρόπο σε ένα μεγάλο εύρος συχνοτήτων σύμφωνα με νεκροτομικά ευρήματα. Το εύρημα αυτό έρχεται σε συμφωνία με το βρογχικό αναπνευστικό ψιθύρισμα που γίνεται ακουστό επάνω από τον συμφορημένο πνεύμονα. Έχουν διερευνηθεί και άλλοι μηχανισμοί παραγωγής ήχου εντός του θώρακα, όπως η επίκρουση στο στέρνο και η μέτρηση της διάδοσης του ήχου στην οπίσθια επιφάνεια του θώρακα. Μέσω της ανάλυσης του μεταδιδόμενου πλάτους του ήχου κατέστη δυνατό να ανιχνευθούν μεγάλης έκτασης υπεζωκοτικές συλλογές. Ωστόσο βαθύτερα ευρισκόμενες ενδοπνευμονικές μάζες δεν μπόρεσαν να ανιχνευθούν, πιθανά επειδή το μεγαλύτερο μέρος της μετάδοσης του ήχου γινόταν μέσω των οστέϊνων δομών του θώρακα παρά μέσω του πνευμονικού ιστού. Θεωρητικό μοντέλο παραγωγής και μετάδοσής του αναπνευστικού ψιθυρίσματος Για πολλά χρόνια πιστευόταν ότι η μετάδοση των αναπνευστικών και φωνητικών ήχων προς το θωρακικό τοίχωμα μέσω των οπών του βρογχικού δέντρου πιστευόταν ότι είναι αποκλειστικά αερογενής. Το 1989 προτάθηκε ένα ακουστικό μοντέλο μετάδοσης των φωνητικών δονήσεων προς το θωρακικό τοίχωμα βασισμένο στη δομή του πνεύμονα. Το μοντέλο αυτό βασιζόταν στις δονήσεις μιας στήλης αέρα μήκους ενός τετάρτου του μήκους κύματος σε έναν μεμονωμένο αυλό που αντιπροσώπευε το βρογχικό δέντρο. Οι δονήσεις του συστήματος αυτού υποτέθηκε ότι μετασχηματίζονται εν μέρει μόνο, εξαιτίας της περιορισμένης ακαμψίας των τοιχωμάτων, σε παλινδρομικές δονήσεις της πλάγιας επιφάνειας του κυλινδρι- 51

52 κού σωλήνα. Ως αποτέλεσμα εγκάρσια κύματα διαδίδονται μέσω του πνευμονικού ιστού (δομής) προς το θωρακικό τοίχωμα. Το μοντέλο αυτό, με μια σειρά βελτιώσεων θεωρείται ως το βασικό. Οι ποσοτικές εκτιμήσεις που προκύπτουν από την εφαρμογή του συμφωνούν σε μεγάλο βαθμό με τις μετρημένες απαντήσεις πλάτους- συχνότητας του αναπνευστικού σωλήνα για συχνότητες πάνω από περίπου 200 Hz. Για χαμηλότερες συχνότητες τα αποτελέσματα του μοντέλου διαφέρουν σημαντικά. Οι δυσκολίες στη λήψη αντικειμενικών μετρήσεων των ακουστικών σημάτων που διαδίδονται στους πνεύμονες πιστευόταν ότι σχετίζονται με την απόκρυψη κάποιων ακουστικών φαινομένων από άλλα ακουστικά φαινόμενα. Πάντως έχει τεκμηριωθεί ότι οι ακουστικές δονήσεις που προκαλούνται εφαρμόζοντας συχνότητα Hz στον αυλό του βρογχικού δέντρου από την στοματική κοιλότητα διαδίδονται κυρίως μέσω των πόρων του βρογχικού δέντρου. Μόνο ένα μικρό μέρος των δονήσεων (που δεν ξεπερνά το 5) μετασχηματίζεται και διαδίδεται μέσω του πνευμονικού παρεγχύματος. Το αναπνευστικό σύστημα αντιπροσωπεύεται από ένα διακλαδιζόμενο στενό αγωγό που περιέχει αέρα και περιβάλλεται από πνευμονικό παρέγχυμα του οποίου η ακουστική αντίσταση είναι πολύ μεγαλύτερη από αυτήν του αέρα. Επιπλέον, ο όγκος του αέρα στις αναπνευστικές μονάδες, που αντιπροσωπεύονται από μια ο- μάδα διακλαδώσεων των τελικών βρογχιολίων (η 16η γενεά των κλάδων του βρογχικού δέντρου), μαζί με το θωρακικό τοίχωμα συγκροτούν ένα ακουστικό κύκλωμα συντονισμού (acoustic resonant circuit). Το σύστημα αυτό χαρακτηρίζεται από δύο θεμελιώδεις συχνότητες συντονισμού. Η πρώτη συχνότητα, με άλλα λόγια η συχνότητα του ακουστικού κυκλώματος συντονισμού προσεγγίζεται με τον τύπο f arc ( K/m ) /2π, όπου K = ρ 0 c 0 /h είναι η ανελαστικότητα (stiffness), ρ 0 η πυκνότητα του αέρα, c 0 η ταχύτητα διάδοσης του ήχου στον αέρα, h το πάχος της στοιβάδας του αέρα στο πνευμονικό παρέγχυμα (η μέση τιμή του είναι περίπου 5 mm), m = r w l w η πυκνότητα του θωρακικού τοιχώματος, r w η πυκνότητα των ιστών του θωρακικού τοιχώματος που πλησιάζει αυτήν του νερου, και l w το πάχος του θωρακικού τοιχώματος (περίπου

53 cm). Με βάση αυτές τις τιμές η ιδιοσυχνότητα του συστήματος είναι της τάξης των Hz, η οποία είναι κοντά στη συχνότητα διάδοσης του ήχου στον θώρακα μέσω του αναπνευστικού σωλήνα. Κάθε ήχος που περιέχει συχνότητες αυτού του φάσματος προκαλεί δονήσεις σε κάποιες περιοχές του θώρακα. Αυτή η διέγερση παραγωγής δονήσεων αποτελεί το αερογενές στοιχείο των πνευμονικών ήχων στον συνολικό μηχανισμό διάδοσης του ήχου στον θώρακα. Ο συντονισμός του συστήματος παραγωγής των δονήσεων δεν εξαρτάται από το σημείο εφαρμογής της ενέργειας. Ολόκληρο το βρογχικό δέντρο, ως ένα σύστημα στενών αυλών με το άνοιγμά τους προς τη στοματική κοιλότητα χαρακτηρίζεται από μια σειρά συχνοτήτων συντονισμού. Για συχνότητες μεγαλύτερες από την θεμελιώδη συχνότητα συντονισμού ( f > f arc ) η αντίσταση του ακουστικού κυκλώματος συντονισμού είναι μαζικού χαρακτήρα και ικανοποιείται η συνθήκη 2πf m /ρ 0 c 0 1. Με αυτούς τους όρους μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως προσέγγιση μια σειρά συχνοτήτων με μήκος κύματος τετραπλάσιο από το μήκος των βρόγχων. Η ταχύτητα διάδοσης του ήχου στους πόρους του βρογχικού δέντρου είναι πρακτικά η ίδια με αυτήν στον αέρα. Το μήκος των κλάδων του βρογχικού δέντρου από τον λάρυγγα έως και το θωρακικό τοίχωμα ποικίλλει από cm. Η θεμελιώδης συχνότητα της σειράς αυτής συχνοτήτων υπολογίζεται μεταξύ Hz. Συχνότητες εντός αυτού του φάσματος παράγουν ένα στάσιμο κύμα, που η μέγιστη ακουστική του πίεση λογικά εξασκείται στο κλειστό ά- κρο των βρόγχων. Επειδή η συνολική αλληλεπικάλυψη (cross section) των βρόγχων αυξάνεται όσο πλησιάζουμε προς το θωρακικό τοίχωμα, το μέγιστο πλάτος ακουστικής πίεσης παρατηρείται στην περιοχή των μεγάλων βρόγχων και της ενδοθωρακικής μοίρας της τραχείας. Στις περιοχές αυτές συμβαίνει η πιο αποτελεσματική παραγωγή του οφειλόμενου στη δομή (structure-born) στοιχείου των πνευμονικών ήχων. Αυτό οφείλεται στο ότι εκεί τμήμα της ενέργειας του στάσιμου κύματος μετασχηματίζεται σε εγκάρσιες ταλαντώσεις των τοιχωμάτων του αναπνευστικού σωλήνα. Το συμπέρασμα αυτό έρχεται σε συμφωνία και με ιατρικές παρατηρήσεις. Τα εγκάρσια κύματα που παράγονται από την ταλάντωση των τοιχωμάτων της αναπνευστικής οδού διαδίδονται μέσω των ιστών, συμπεριλαμβανομένων του πνευμονικού παρεγχύματος και του θωρακικού τοιχώματος, και ανιχνεύονται από τους αισθητήρες ως το οφειλόμενο στη δομή στοιχείο της μετάδοσης του ήχου. Ταυτόχρονα ο συντονισμός της στήλης του αέρα εντός της αναπνευστικής οδού 53

54 προκαλεί δονήσεις στο κλειστό άκρο των βρόγχων. Οι δονήσεις αυτές αποτελούν το αερογενές στοιχείο της μετάδοσης του ήχου, που παρατηρείται ευκρινώς στα κατώτερα τμήματα του πνεύμονα (φωνητικές δονήσεις). Στα ανώτερα τμήματα των πνευμόνων σε φυσιολογικές καταστάσεις και για την ίδια συχνότητα παρατηρείται ανταγωνισμός μεταξύ του αερογενούς και του οφειλόμενου στη δομή στοιχείου του ήχου όσο πλησιάζουμε προς την πηγή παραγωγής του δεύτερου. Πάντως, στις συχνότητες συντονισμού του ακουστικού κυκλώματος ο ήχος που μεταδίδεται στα ανώτερα τμήματα των πνευμόνων είναι καθαρά αερογενής. Συντονισμός του ακουστικού κυκλώματος προκαλείται από κάθε ήχο του οποίου η συχνότητα πλησιάζει την τιμή της συχνότητας συντονισμού του, όταν αυτός διαδίδεται προς το θωρακικό τοίχωμα μέσω των πόρων του βρογχικού δέντρου. Αντίθετα, η επιτυχής διέγερση του βρόγχου απαιτεί την παρουσία ακουστικών αναταράξεων (pertubations) κοντά στο ανοιχτό άκρο του αεραγωγού, με άλλα λόγια δηλαδή στην περιοχή της τραχείας και των μεγάλων βρόγχων. Σε ισχνά άτομα ο συντονισμός του ακουστικού κυκλώματος μπορεί να μετατεθεί προς υψηλότερες συχνότητες. Ως αποτέλεσμα αυτού αποδεικνύεται ότι ο αεραγωγός δεν έχει άκαμπτο αλλά παλλόμενο κάλυμμα και ότι ο συντονισμός που προκαλείται από το στατικό κύμα ελαττώνεται αισθητά. Με άλλα λόγια το μοντέλο με τις δύο συχνότητες συντονισμού για του πνεύμονες υφίσταται περιορισμούς. Σε καταστάσεις εύπνοιας (V = 2 3 L/s) υπό κανονικές συνθήκες δεν παράγεται πρακτικά κανένας ήχος από το πνευμονικό παρέγχυμα (από τον 16η έως τον 23η γενεά του βρογχικού δέντρου). Ο ήχος που διαδίδεται από τους κύριους βρόγχους προς το θωρακικό τοίχωμα απομειώνεται περισσότερο εξαιτίας της αυξανόμενης διασταύρωσης του βρογχικού δέντρου στην περιφέρειά του. Συμπερασματικά, το αναπνευστικό σύστημα ενός ενήλικα εάν θεωρηθεί ως ένας ακουστικός αγωγός για το αναπνευστικό ψιθύρισμα παρουσιάζει δύο σημεία συντονισμού: πρώτον, τον συντονισμό του παλμικού συστήματος που οφείλεται στην ελαστικότητα του αέρα εντός των αναπνευστικών πόρων του πνεύμονα και την επιφανειακή πυκνότητα του θωρακικού τοιχώματος (μεταξύ Hz), και δεύτερον το συντονισμό ολόκληρου του βρογχικού δέντρου ως συνόλου στενών σωλήνων από στατικά κύματα που συμβαίνει μεταξύ Hz. 54

55 Αντιστοίχιση του θεωρητικού μοντέλου στο φυσιολογικό και παθολογικό αναπνευστικό ψιθύρισμα Σε υγιείς ενήλικες οι συχνότητες που ευθύνονται για την μετάδοση του αερογενούς στοιχείου του αναπνευστικού ψιθυρίσματος επικρατούν στο φάσμα συχνοτήτων Hz στα κατώτερα τμήματα του πνεύμονα, ενώ οι συχνότητες που ευθύνονται για την υποστηριζόμενη από την δομή του πνεύμονα μετάδοση του ήχου επικρατούν σε περιοχή υψηλότερων συχνοτήτων. Το κυψελιδικό ψιθύρισμα που παρατηρείται σε υγιείς ενήλικες κατά την βίαιη αναπνοή παράγεται από την στροβιλώδη ροή του αέρα στην 11η-13η γενεά βρόγχων. Η μετάδοσή του προς το θωρακικό τοίχωμα κανονικά συντελείται κύρια αερογενώς και καθορίζεται από τον συντονισμό του παλμικού συστήματος που σχηματίζεται από την ελαστικότητα του αέρα εντός των αναπνευστικών πόρων του πνεύμονα και την επιφανειακή πυκνότητα του θωρακικού τοιχώματος. Κατά την εκπνοή το φάσμα του παραγόμενου ήχου διευρύνεται σε αξιοπρόσεκτο βαθμό, εξαιτίας της εμφάνισης συστατικών του πνευμονικού ήχου εντός των Hz. Τα συστατικά αυτά στοιχεία του ήχου οφείλονται στον ήχο που παράγεται στην 1η και 2η γενεά, καθώς και στην 9η και 10η γενεά βρόγχων. Βάσει του γεγονότος ότι ο ήχος εξασθενίζει περιφερειακά εξαιτίας της διασταύρωσης του βρογχικού δέντρου θα περίμενε κάποιος ότι ο παρατηρούμενος ήχος κατά την εκπνοή προέρχεται από την 9η και 10η γενεά. Επειδή όμως οι συχνότητες Hz ανήκουν σε αυτές που παράγουν στατικά κύματα εντός των βρόγχων, δεν μπορεί να αποκλειστεί το γεγονός ο ήχος να παράγεται εξαιτίας εξαναγκασμένης ταλάντωσης του τοιχώματος των βρόγχων, η οποία είναι πιο αποτελεσματική στους μεγάλους βρόγχους που βρίσκονται πιο κοντά στο σημείο άσκησης της μέγιστης πίεσης από το στατικό κύμα. Για τον λόγο αυτό ο ήχος συχνότητας Hz θα πρέπει να αποδοθεί στην 1η και 2η γενεά βρόγχων. Θα πρέπει δηλαδή να ερμηνευθεί ως το βρογχικό αναπνευστικό ψιθύρισμα με ιατρικούς όρους. Σύμφωνα επίσης με ανατομικά δεδομένα οι βρόγχοι της 1ης και 2ης γενεάς μπορούν να θεωρηθούν ως η πηγή του οφειλόμενου στη δομή του πνεύμονα στοιχείου του πνευμονικού ήχου, ικανοποιώντας και τις εξισώσεις του μοντέλου που περιγράφεται από τις εξισώσεις που προαναφέρθηκαν. (6.) 55

56 6.Γενικά για την ατελεκτασία Ο όρος ατελεκτασία προέρχεται από τις ελληνικές λέξεις «ατελής» και «έκτασις» και υποδηλώνει την ατελή έκπτυξη. Με την τρέχουσα χρήση του ο όρος αυτός υποδηλώνει την επίκτητη ελάττωση του όγκου τμήματος ή ολόκληρου του πνεύμονα. Συνώνυμοι όροι είναι οι «απώλεια όγκου» (loss of volume) και «σύμπτωση» (collapse). Ο όρος «σύμπτωση» χρησιμοποιείται συχνότερα για να περιγράψει την εγκατάσταση πλήρους ατελεκτασίας στο επηρεαζόμενο τμήμα του πνεύμονα. Ανάλογα με τον μηχανισμό πρόκλησης διακρίνονται έξι τύποι ατελεκτασίας: ατελεκτασία εξ απορρόφησης (resorption atelectasis), κολλώδης ατελεκτασία (adhesive atelectasis), παθητική ατελεκτασία, ατελεκτασία συμπίεσης, ουλώδης ατελεκτασία (cicatrization atelectasis) και ατελεκτασία εκ βαρύτητας (gravitydependent atelectasis). (10) 7.Ατελεκτασία στους ενήλικες Ατελεκτασία εξ απορρόφησης Η ατελεκτασία εξ απορρόφησης είναι ο πιο συνήθης τύπος ατελεκτασίας. Είναι αποτέλεσμα της απορρόφησης των αερίων από τις κυψελίδες. Η απορρόφηση αυτή συμβαίνει όταν η επικοινωνία μεταξύ της τραχείας και των βρόγχων αποφράσσεται. Για αυτόν το λόγο η ατελεκτασία αυτή καλείται αλλιώς και αποφρακτική ατελεκτασία. Ο τύπος αυτό της ατελεκτασίας υποδιαιρείται σε δύο υ- ποτύπους, ανάλογα με το αν η απόφραξη αφορά μεγάλους βρόγχους (τμηματικούς, λοβιακούς ή κύριους) ή τους μικρότερους περιφερικούς βρόγχους και τα βρογχιόλια. Σε οξεία απόφραξη των μεγάλων βρόγχων το αίμα που κυκλοφορεί στα κυψελιδικά τριχοειδή της αποφραχθείσας περιοχής του πνεύμονα απορροφά αέρα από τις κυψελίδες, με αποτέλεσμα τη σταδιακή ελάττωση του μεγέθους της. Σε έναν κατά τα άλλα υγιή πνεύμονα θα συμβεί πλήρης απορρόφηση του αέρα των κυψελίδων εντός 24 ωρών μετά την πλήρη απόφραξη του βρόγχου. (10)Εξαιτίας της συνεχιζόμενης πρόσληψης οξυγόνου από το αίμα και της παρεμπόδισης εισόδου αέρα στους αποφραγμένους αεραγωγούς οι κυψελίδες συμπί- 56

57 πτουν. Ο ρυθμός απορρόφησης των αερίων σε μια υποαεριζόμενη περιοχή του πνεύμονα αυξάνεται με την αύξηση του εισπνεόμενου κλάσματος O 2 (F I O 2 )(11). Σε ασθενείς που λαμβάνουν οξυγόνο 100 η πλήρης ατελεκτασία ενός λοβού μπορεί να εγκατασταθεί εντός μιας ώρας (10). Αξίζει να σημειωθεί ότι ο ελαττωμένος κυψελιδικός όγκος δεν είναι το μόνο συνοδό στοιχείο της απόφραξης των βρόγχων. Στο βαθμό που η διαθωρακική πίεση εκφράζει την ισορροπία ανάμεσα στην ελαστική επαναφορά των πνευμόνων και την έλξη προς τα έξω του θωρακικού τοιχώματος, αυτή γίνεται αρνητικότερη όταν απορροφάται ο αέρας και εγκαθίσταται ατελεκτασία. Αυτή η αυξημένη αρνητική πίεση μεταδίδεται στον διάμεσο χώρο του ατελεκτατικού πνεύμονα και α- ντλεί οιδηματικό υγρό από τα τριχοειδή του ατελεκτατικού πνεύμονα στις συμπεπτωκόσες κυψελίδες. Επιπλέον, επιπρόσθετος όγκος αίματος θα αντληθεί και θα εγκλωβιστεί στα τριχοειδή και τον διάμεσο χώρο του ατελεκτατικού πνεύμονα. Οι δύο αυτοί παράγοντες (ελαττωμένος κυψελιδικός όγκος & αρνητική διαθωρακική πίεση) συνδυαζόμενοι έχουν ως αποτέλεσμα τη δημιουργία ατελεκτατικού πνευμονικού παρεγχύματος με επίπτωση μεγαλύτερη από αυτήν ισοδύναμου όγκου φυσιολογικού πνευμονικού παρεγχύματος. Ακόμη και εάν η ποσότητα του παγιδευμένου αίματος και του αέρα στον αποφραγμένο πνεύμονα είναι μικρή, σε αρκετές περιπτώσεις ο αποφραγμένος πνεύμονας είναι πιθανότερο να πληρωθεί από υγρό, παρά να ελαττωθεί σημαντικά σε όγκο. Η κατάσταση αυτή χαρακτηρίστηκε ως «πνιγμένος πνεύμων» (drowned lung). Ένας πλημμυρισμένος πνευμονικός λοβός μπορεί να αυξηθεί, να ελαττωθεί ή να παραμείνει ίδιος σε όγκο, ωστόσο η διάγνωσή του συχνά είναι παθολογική. (10) Στις περιπτώσεις εκείνες που η απόφραξη των βρόγχων είναι όψιμης έναρξης και η ατελεκτασία αναπτύσσεται εντός μεγάλου χρονικού διαστήματος (π. χ. σε βρογχογενές καρκίνωμα), η αποφρακτική πνευμονίτις ανευρίσκεται συχνά περιφερικότερα της αποφρακτικής εξεργασίας του βρόγχου. Σε απώτερα στάδια ε- γκαθίσταται εκσεσημασμένη ατελεκτασία μετά από αυξημένη διάμεση ίνωση και λεμφοκυτταρική διήθηση του πάσχοντος πνεύμονα. Η ατελεκτασία συνοδεύεται από σημαντική μείωση του αριθμού των αφρωδών μακροφάγων κυττάρων εντός των κυψελίδων και από γκριζωπή εμφάνιση του πάσχοντος πνεύμονα. Απόφραξη των μεγάλων βρόγχων δεν ισοδυναμεί πάντοτε με ανάπτυξη ατελεκτασίας. Παράπλευρη ροή αέρα μπορεί να συμβεί εύκολα μεταξύ τμημάτων του ιδίου πνευμονικού λοβού ή ακόμη και μεταξύ εφαπτόμενων λοβών που διαχω- 57

58 ρίζονται από ατελείς σχισμές. Σε αυτήν την περίπτωση το τμήμα του πνεύμονα περιφερικότερα της ενδοβρογχικής εξεργασίας μπορεί να εξακολουθήσει να αερίζεται κανονικά ή και να υπεραερίζεται. Αν μάλιστα η αποφρακτική ενδοβρογχική ε- ξεργασία λειτουργεί ως βαλβίδα επιτρέποντας στον αέρα να εισέρχεται κατά την εισπνοή, αλλά να μην εξέρχεται κατά την εκπνοή, το αποτέλεσμα θα είναι η υπερδιάταση του τμήματος του πνεύμονα περιφερικότερα της απόφραξης. Μια σειρά από παθολογικές καταστάσεις (που περιλαμβάνονται στον πίνακα 1) οδηγούν σε ατελεκτασία εξ απορρόφησης οφειλόμενης σε απόφραξη μεγάλου βρόγχου. Σημαντικότερο αίτιο εσωτερικής απόφραξης των βρόγχων είναι το βρογχογενές καρκίνωμα. Πίνακας 1. Αίτια ατελεκτασίας εξ απορρόφησης λιθία- I. Απόφραξη των μεγάλων βρόγχων Α. Εσωτερική απόφραξη Όγκος Βρογχογενές καρκίνωμα Καρκινοειδές των βρόγχων Αδενοειδές καρκίνωμα Μεταστάσεις Λέμφωμα Καλοήθεις ενδοβρογχικοί όγκοι Φλεγμονή Φυματίωση ή μυκητιασική λοίμωξη (ενδοβρογχικό κοκκίωμα, ση ή στένωση των βρόγχων) Σαρκοείδωση Άλλα αίτια Εισρόφηση ξένου σώματος, τροφής ή γαστρικών υγρών Παρεκτόπιση ενδοτραχειακού σωλήνα Βύσματα βλέννης Συστροφή ή κάμψη του βρόγχου Διατομή του βρόγχου Αμυλοείδωση Κοκκιωμάτωση Wegener Tracheobronchopathia osteochondroplastica 58

59 Β. Εξωτερική απόφραξη Διήθηση/συμπίεση του βρόγχου από εφαπτόμενο βρογχογενες καρκίνωμα Μεταστατική λεμφαδενοπάθεια των πυλών Κοκκιωματώδης λεμφαδενίτιδα Μάζες μεσοθωρακίου Ίνωση μεσοθωρακίου Αορτικά ανευρύσματα Καρδιομεγαλία II. Απόφραξη των μικρών βρόγχων Α. Διαταραχή κάθαρσης κροσσωτού επιθηλίου Θωρακικό ή κοιλιακό άλγος, τραύμα ή επέμβαση Καταστολή του ΚΝΣ Φάρμακα που προκαλούν αναπνευστική καταστολή (μορφίνη, κωδεϊνη) Αντιχολινεργικά φάρμακα Γενική αναισθησία Ενδοτραχειακή διασωλήνωση Αερισμός με αέρια χωρίς υγρασία Εισπνοή μίγματος με υψηλή περιεκτικότητα O 2 Εισπνοή καπνού Β. Χρόνια αποφρακτική νόσος των αεραγωγών Άσθμα Χρόνια βρογχίτιδα Εμφύσημα Bronchiolitis obliterans Βρογχιεκτασία Κυστική ίνωση Γ. Οξεία λοίμωξη Οξεία βρογχίτιδα και βρογχιολίτιδα Πνευμονία Η απόφραξη των μικρών περιφερικών βρόγχων είναι η πιο συχνή αιτία ατελεκτασίας εξ απορρόφησης. Η διαταραχή της κάθαρσης του κροσσωτού επιθηλίου προκαλεί λίμναση των κατακρατούμενων εκκρίσεων στους μικρότερους αεραγωγούς. Σε απόφραξη των μικρότερων αεραγωγών οι μεγαλύτεροι βρόγ- 59

60 χοι συχνά παραμένουν βατοί και πληρώνονται από αέρα. Η κατάσταση αυτή έ- χει ως αποτέλεσμα το σχηματισμό αεροβρογχογράμματος εντός του ατελεκτασικού πνεύμονα. Η ατελεκτασία εξ απορρόφησης μπορεί να εμφανιστεί κατά την πορεία μιας χρόνιας αποφρακτικής νόσου των βρόγχων (ΧΑΠ). Οι ατελεκτασικές περιοχές μπορεί να είναι μεγάλης έκτασης, ιδίως σε οξεία επιδείνωση, χωρίς να συνοδεύονται απαραίτητα από σημαντικά ακτινολογικά ευρήματα. Παρόλο που η πνευμονία μπορεί να είναι η αιτία τμηματικής ή λοβιακής ατελεκτασίας, τις περισσότερες φορές η ατελεκτασία οφείλεται σε απόφραξη των βρόγχων από εκκρίσεις εξαιτίας της διαταραχής της απομάκρυνσής τους. Σε αυτές τις περιπτώσεις η ατελεκτασία είναι ένα μη ειδικό ακτινολογικό εύρημα, το οποίο δεν παραπέμπει σε πνευμονία. (10) Ένας διαφορετικός μηχανισμός περιγράφει την ανάπτυξη ατελεκτασίας εξ απορρόφησης σε απουσία απόφραξης των αεραγωγών. Οι ζώνες του πνεύμονα που έχουν ελαττωμένο αερισμό σε σχέση με την αιμάτωσή τους (χαμηλό λόγο αερισμού/αιμάτωσης V A /Q), εμφανίζουν χαμηλή μερική πίεση οξυγόνου (P A O 2 ) κατά την εισπνοή. Όταν το κλάσμα του εισπνεόμενου οξυγόνου (F I O 2 ) αυξάνεται, η P A O 2 αυξάνει, προκαλώντας έτσι μεγάλη αύξηση του ρυθμού μεταφοράς από το αέριο μείγμα των κυψελίδων στο τριχοειδικό αίμα. Η ροή του οξυγόνου αυξάνει τόσο, ώστε η συνολική ποσότητα του μετακινούμενου οξυγόνου από τις κυψελίδες προς το αίμα να υπερβαίνει την εισπνεόμενη ποσότητά του, με αποτέλεσμα ο πνεύμονας να ελαττώνεται σε μέγεθος. Η πνευμονική σύμπτωση (collapse) είναι πιο πιθανό να συμβεί, εάν το F I O 2 (και η διάρκεια της έκθεσης σε αυτό) είναι υψηλή ή όπου ο λόγος αερισμού/αιμάτωσης (V A /Q) (και η περιεκτικότητα του μικτού φλεβικού αίματος) είναι χαμηλή.(11) Κολλώδης ατελεκτασία Η κολλώδης ατελεκτασία προέρχεται από το έλλειμμα του επιφανειοδραστικού παράγοντα. Η ανεπάρκεια αυτή μπορεί να είναι αποτέλεσμα είτε καταστροφής των πνευμονικών κυττάρων τύπου II ή εξαιτίας καταστροφής ή αδρανοποίησης του επιφανειοδραστικού παράγοντα. Σε έλλειμμα του επιφανειοδραστικού παράγοντα αυξάνεται η πιθανότητα να συμπέσουν τα τοιχώματα των κυψελίδων. Μετά τη σύμπτωση τα τοιχώματα των κυψελίδων τείνουν να πα- 60

61 ραμείνουν κολλημένα μεταξύ τους, καθιστώντας την επανέκπτυξη δύσκολη. Αρχικά το έλλειμμα του επιφανειοδραστικού παράγοντα προκαλεί διάχυτη απώλεια πνευμονικού όγκου χωρίς εικόνα σημαντικής πνευμονικής πύκνωσης. Αργότερα κατά την πορεία της κολλώδους ατελεκτασίας μπορεί να εμφανιστεί διάχυτη πνευμονική πύκνωση, κυρίως όταν συνυπάρχει πνευμονικό οίδημα. Στην πνευμονική εμβολή η εστιακή ισχαιμία που παρατηρείται περιφερικά του εμβόλου μπορεί να οδηγήσει σε σημαντική ελάττωση του επιφανειοδραστικού παράγοντα στον πάσχοντα πνεύμονα. Κατά παρόμοιο τρόπο σε οξεία πνευμονία εξ ακτινοβολίας (acute radiation pneumonia) το έλλειμμα του επιφανειοδραστικού παράγοντα και η κολλώδης ατελεκτασία περιορίζονται στο ακτινοβολημένο τμήμα του πνεύμονα. Σε σπάνιες περιπτώσεις η οξεία πνευμονία μπορεί να οδηγήσει σε εξάντληση της ποσότητας του επιφανειοδραστικού παράγοντα, οδηγώντας σε ατελεκτασία εμμένουσα για μήνες ή και χρόνια παρόλη την επιτυχή θεραπεία της λοίμωξης. Παθητική ατελεκτασία Φυσιολογικά η δύναμη ελαστικής επαναφοράς των πνευμόνων αντισταθμίζεται από τη δύναμη έλξης προς τα έξω του θωρακικού τοιχώματος και την δύναμη έλξης προς τα κάτω του διαφράγματος. Ο συνδυασμός των δυο αυτών δυνάμεων δίνει ως αποτέλεσμα τη διαθωρακική πίεση. Σε παρουσία απλού πνευμοθώρακα η διαθωρακική πίεση εξισώνεται με την ατμοσφαιρική και η διακυψελιδική πίεση εξισώνεται με τη διαθωρακική. Η κατάσταση αυτή οδηγεί τον πνεύμονα σε σύμπτωση και τον θώρακα σε έκπτυξη. Η απώλεια πνευμονικού όγκου ονομάζεται παθητική ατελεκτασία ή ατελεκτασία χάλασης. Με παρόμοιο τρόπο η παράλυση του διαφράγματος ή η συγγενής απλασία του διαφράγματος συνδέονται με απώλεια της δύναμης έλξης του διαφράγματος προς τα κάτω, η οποία οδηγεί στην εγκατάσταση ατελεκτασίας στον υποκείμενο πνεύμονα. Διάχυτη παθητική ατελεκτασία μπορεί επίσης να αναπτυχθεί σε περιόδου υποαερισμού, όταν ο ασθενής δεν μπορεί να παράξει πλήρους εύρους κίνηση του διαφράγματος για να εκπτυχθούν πλήρως οι πνεύμονες. Η κατάσταση αυτή λύεται πλήρως μετά από μια πλήρη εισπνοή.(10) 61

62 Ατελεκτασία συμπίεσης Η ατελεκτασία συμπίεσης συμβαίνει όταν η διατοιχωματική πίεση, υ- πεύθυνη για τη διάνοιξη των κυψελίδων, ελαττώνεται σε ένα επίπεδο τέτοιο, που οι κυψελίδες συμπίπτουν. Φυσιολογικά το διάφραγμα διαχωρίζει την θωρακική από την περιτοναϊκή κοιλότητα και, εφόσον διεγερθεί, επιτρέπει την ύπαρξη διαφορετικών πιέσεων στις δύο κοιλότητες. Μετά την εισαγωγή στη γενική α- ναισθησία το διάφραγμα χαλαρώνει και παρεκτοπίζεται κεφαλικά. Για αυτόν το λόγο το διάφραγμα γίνεται λιγότερο αποτελεσματικό ως προς τη διατηρηση διακριτών πιέσεων στις δύο κοιλότητες. Ειδικότερα, η πλευρική πίεση αυξάνεται στο μέγιστο στις εξαρτώμενες περιοχές του πνεύμονα και δυνητικά συμπιέζει το παρακείμενο πνευμονικό παρέγχυμα. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται ατελεκτασία συμπίεσης.(11) Οποιαδήποτε χωροκατακτητική εξεργασία του θώρακα μπορεί να συμπιέσει τον πνεύμονα, εκτοπίζοντας τον αέρα και να προκαλέσει ατελεκτασία συμπίεσης. Σε πολλές περιπτώσεις η έκταση του συμπιεσμένου πνεύμονα είναι μικρή και δε διακρίνεται στις κοινές ακτινογραφίες θώρακος. Τα διαθωρακικής εντόπισης αίτια της ατελεκτασίας συμπίεσης περιλαμβάνονται στον πίνακα 2. Σε πνευμοθώρακα υπό τάση η θετική διαπλευρική (intrapleural) πίεση εκτοπίζει όλον τον αέρα εκτός των κυψελίδων, καταλείποντας τον ατελεκτασικό πνεύμονα τελείως κενό από αέρα. (10) Ουλώδης ατελεκτασία Η ουλώδης ατελεκτασία υποδηλώνει απώλεια πνευμονικού όγκου οφειλόμενη σε ελαττωμένη πνευμονική ευενδοτότητα εξαιτίας εντοπισμένης ή διάχυτης πνευμονικής ίνωσης. Πιστεύεται ότι είναι αποτέλεσμα τάσης των αεραγωγών εξαιτίας της πνευμονικής ίνωσης γύρω από αυτούς και μπορεί να μην υποσημαίνει πρωτοπαθή βρογχική παθολογία. Διάχυτη απώλεια πνευμονικού όγκου μπορεί να ανευρεθεί σε μια σειρά από παθολογικές καταστάσεις που προκαλούν διάχυτη πνευμονική ίνωση (πίνακας 2). Σε εντοπισμένη ουλώδη ατελεκτασία ο βαθμός απώλειας πνευμονικού όγκου είναι μεγαλύτερος σε σχέση με άλλες μορφές ατελεκτασίας. 62

63 Ατελεκτασία εκ βαρύτητας Μετρήσεις της απορρόφησης φωτονίων σε αξονικές τομογραφίες φυσιολογικών πνευμόνων δείχνουν σταθερά μια βαθμίδωση της απορρόφησης μεταξύ ε- ξαρτημένων και μη εξαρτημένων τμημάτων των πνευμόνων, με τα κατωφερέστερα τμήματα των πνευμόνων να απορροφούν τα φωτόνια σε μεγαλύτερο βαθμό. Το φαινόμενο αυτό υποδηλώνει την πλουσιότερη αιμάτωση και ταυτόχρονα την πτωχότερη έκπτυξη των κυψελίδων στα κατωφερέστερα τμήματα του πνεύμονα και είναι εντονότερο σε χαμηλούς πνευμονικούς όγκους. Σε όρθια θέση η βαθμίδωση όγκου μεταξύ κορυφών και βάσεων των πνευμόνων είναι περίπου 4:1 στο τέλος της εκπνοής. Σε ύπτια θέση η βαθμίδωση των πρόσθιων και των οπίσθιων τμημάτων του πνεύμονα είναι περίπου 2,5:1 στο τέλος της εκπνοής. Οι βαθμιδώσεις αυτές του κυψελιδικού όγκου επιτείνονται σε παθολογικές καταστάσεις που αυξάνουν το βάρος του πνεύμονα. Μολονότι οι οφειλόμενες στη βαρύτητα διαφοροποιήσεις του κυψελιδικού όγκου είναι φυσιολογικές, επιδεινώνουν την ατελεκτασία στα εξαρτημένα τμήματα του πνεύμονα, ιδίως σε κλινήρεις νοσοκομειακούς ασθενείς με παρατεταμένη ρηχή αναπνοή, με ελαττωμένη απομάκρυνση των εκκρίσεων και σε ασθενείς που υποφέρουν από καταστάσεις που αυξάνουν το βάρος των πνευμόνων, όπως είναι η πνευμονία, η ολιγοογκαιμία και το πνευμονικό οίδημα. (10) Πίνακας 2. Αίτια κολλώδους, παθητικής, συμπιεστικής και ουλώδους ατελεκτασίας. Κολλώδης ατελεκτασία Α. Διάχυτη έλλειψη επιφανειοδραστικού παράγοντα Σύνδρομο ανεπάρκειας υαλίνης μεμβράνης Σύνδρομο αναπνευστικής δυσχέρειας ενηλίκων (ARDS) Εισπνοή καπνού Ουραιμία Παρατεταμένη ρηχή αναπνοή Β. Εντοπισμένη έλλειψη επιφανειοδραστικού παράγοντα Πνευμονική εμβολή Οξεία μετακτινική πνευμονίτις 63

64 Πνευμονία Παθητική ατελεκτασία Α. Απλός πνευμοθώρακας Β. Ανωμαλίες του διαφράγματος Διαφραγματική παράλυση Συγγενής διαφραγματοκήλη Γ. Υποαερισμός Ατελεκτασία συμπίεσης Α. Ενδοθωρακικές χωροκατακτητικές βλάβες Πνευμοθώρακας υπό τάση Πλευριτική διήθηση Εμπύημα Πλευριτικοί όγκοι Μεγάλες πνευμονικές μάζες Εμφυσηματικές κοιλότητες Διαφραγματοκήλες Β. Κοιλιακή διάταση Νοσογόνος παχυσαρκία Μεγάλοι ενδοκοιλιακοί όγκοι Ηπατοσπληνομεγαλία Μαζικός ασκίτης Απόφραξη εντέρου Εγκυμοσύνη Ουλώδης ατελεκτασία Α. Γενικευμένη πνευμονική ίνωση Ιδιοπαθής πνευμονική ίνωση Σαρκοείδωση Σιλίκωση Πνευμονοκονίαση των ανθρακωρύχων Ασβέστωση 64

65 Σκληρόδερμα και άλλες νόσοι του κολλαγόνου Β. Εντοπισμένη πνευμονική ίνωση Βρογχιεκτασία Χρόνια φυματίωση και μυκητιασικές λοιμώξεις Ακτινική ίνωση (10) 8.Ατελεκτασία στα παιδιά Πίνακας 3. Αίτια ατελεκτασίας κατά την παιδική ηλικία 1. Απόφραξη αεραγωγού Α. Εξωγενής Ξένο σώμα Επαναλαμβανόμενη εισρόφηση Ιστοπλάσμωση Β. Ενδογενής Πολύποδες Θήλωμα Αδενώματα Κοκκιώματα Βύσματα βλέννης σε κυστική ίνωση Άσθμα Βρογχοπνευμονική δυσπλασία Βρογχιεκτασία Πνευμονία Σύνδρομο ακίνητων κροσσών 2. Συμπίεση του πνευμονικού παρεγχύματος Α. Εξωτερική συμπίεση του βρόγχου Όγκοι Μεταστάσεις Λεμφαδένες Καρδιομεγαλία Β. Ενδοθωρακική συμπίεση Χυλοθώρακας 65

66 Αιμοθώρακας Πνευμοθώρακας Γ. Βλάβες θωρακικού τοιχώματος και νευρομυϊκές νόσοι Διαταραχές διαφράγματος Μυϊκή ατροφία (Spinal muscular atrophy) Νόσος Werdnig Hoffmann Μυϊκές δυστροφίες Σύνδρομο Guillain Barre 3. Ανεπάρκεια ή έλλειψη επιφανειοδραστικού παράγοντα Σύνδρομο υαλίνης μεμβράνης Πνευμονία Πνευμονικό οίδημα Near-drowning syndrome Σύνδρομο Αναπνευστικής Δυσχέρειας ενηλίκων (ARDS) (12) 9.Επίδραση της γενικής αναισθησίας στην αναπνευστική λειτουργία Κατανομή του αερισμού κατά τη γενική αναισθησία Σε ανθρώπους που είναι σε εγρήγορση και εισπνέουν αέρα επιπλέον της λειτουργικής υπολειπόμενης χωρητικότητας, έχει παρατηρηθεί ότι ο εισπνεόμενος αέρας, που έχει σημανθεί με ξένο-133 ( 133 Xe), κατανέμεται φυσιολογικά ανισομερώς και οι εξαρτώμενες περιοχές των πνευμόνων δέχονται περισσότερο αέρα ανά μονάδα πνευμονικού όγκου σε σχέση με τις μη εξαρτώμενες περιοχές. Κατά τη διάρκεια της γενικής αναισθησίας και της μυοχάλασης υπό μηχανικό αερισμό η κατανομή αυτή του αέρα γίνεται πιο ομοιόμορφη, όταν οι ασθενείς είναι σε πλάγια ή ύπτια θέση. Αντίθετα, ο μηχανικός αερισμός σε ανθρώπους υπό γενική αναισθησία και μυοχάλαση έχει μικρή επίδραση στην κατανομή του εισπνεόμενου αέρα σε πρηνή θέση και οδηγεί σε λιγότερο ομοιόμορφη κατανομή του εισπνεόμενου αέρα σε καθιστική σε σύγκριση με την κατανομή στην ίδια θέση σε ανθρώπους με αυθόρμητη αναπνοή. Σε διασωλήνωμένους ασθενείς σε πλάγια (decubitus) θέση υπό γενική αναισθησία παρατηρήθηκε επιλεκτικός αερισμός του μη εξαρτημένου πνεύμονα σε σύγκριση με τους ανθρώπους με αυτόματη αναπνοή που δεν ήταν διασωληνωμένοι. 66

67 Εικονα 3. Ενδοπνευμονική κατανομή του αναπνεόμενου όγκου σε τέσσερις διαφορετικές θέσεις. Ο δείκτης αερισμού (ventilation index, (VI) ) στον κατακόρυφο άξονα εκφράζει το βαθμό ομοιομορφίας της κατανομής του αέρα. Όταν ο δείκτης αερισμού = 100, τότε ο εισπνεόμενος αέρας κατανέμεται ομοιόμορφα. Δείκτης αερισμού > 100 δείχνει σχετικό υπεραερισμό ανά μονάδα πνευμονικού ό- γκου,ενώ < 100 σχετικό υποαερισμό ανά υπομονάδα πνευμονικού όγκου. Μετά από την εισαγωγή στην αναισθησία και τη μυοχάλαση, ο αερισμός ανά μονάδα πνευμονικού όγκου γίνεται πιο ομοιόμορφος στην δεξιά πλάγια και στην ύπτια θέση και λιγότερο ομοιόμορφος στην καθιστική θέση. Στην πρηνή θέση η γενική αναισθησία και η μυοχάλαση δεν έχουν καμιά επίδραση στον αερισμό ανά μονάδα πνευμονικού όγκου. (From Rehder et al By permission of the American Physiological Society)(13) Κατανομή της αιμάτωσης κατά τη γενική αναισθησία Πολλά πτητικά αναισθητικά εμφανίζουν ποικίλη δράση από είδος σε είδος. Τα ενδοφλέβια αναισθητικά δεν έχει βρεθεί ότι μειώνουν την αγγειοσύσπαση. Αυτή η ανομοιομορφία μεταξύ των διαφορετικών παραγόντων αναισθησίας ως προς τη μείωση της υποξυγοναιμικής πνευμονικής αγγειοσύσπασης θα μπορούσε να 67

68 σημαίνει ότι η αγγειοσύσπαση των πνευμονικών τριχοειδών δεν αποτελεί σημαντική γενική αιτία της ευρείας κυψελιδοτριχοειδικής διαφοράς της μερικής πίεσης του οξυγόνου (A-a)PO 2 κατά τη γενική αναισθησία. Αυτό προκύπτει από το γεγονός ότι η διαφορά αυτή παρατηρείται ανεξάρτητα από τον τύπο του αναισθητικού παράγοντα. Ευενδοτότητα των πνευμόνων και δύναμη ελαστικής επαναφοράς των πνευμόνων Η αναισθησία με ή χωρίς μυοχάλαση ελαττώνει την ευενδοτότητα των πνευμόνων και αυξάνει τη δύναμη ελαστικής επαναφοράς τους. Οι μηχανισμοί πίσω από αυτές τις μεταβολές παραμένουν απροσδιόριστοι. Η ανάπτυξη ατελεκτασίας κατά τη γενική αναισθησία έχει προταθεί ως ένας από τους μηχανισμούς. Η σύγκλειση των αεραγωγών που ελαττώνει τον αριθμό των διατάσιμων κυψελίδων δεν αποτελεί την κύρια αιτία ελάττωσης της ευενδοτότητας των πνευμόνων κατά τη γενική αναισθησία. Δεν υπάρχουν στοιχεία ότι η γενική αναισθησία αυξάνει το διάμεσο υγρό των πνευμόνων. Η μη σημαντική διαφορά της ευενδοτότητας εφαρμόζοντας διαφορετικούς παράγοντες και βάθος αναισθησίας συνηγορεί εναντίον της ελάττωσης της ευενδοτότητας εξαιτίας άμεσης φαρμακολογικής δράσης των αναισθητικών. Η γενική αναισθησία δεν ελαττώνει την ευενδοτότητα των πνευμόνων στην καθιστική θέση. Η αναισθησία πιθανά ελαττώνει την ευενδοτότητα μέσω ελάττωσης της ευενδοτότητας της κυψελιδικής μεμβράνης. Επιπρόσθετα, οι περισσότεροι παράγοντες αναισθησίας είναι λιποδιαλυτοί και αναμένεται να επιδρούν άμεσα στη λειτουργία του επιφανειοδραστικού παράγοντα. Γενική αναισθησία,αναπνευστική λειτουργία & ατελεκτασία Αντίσταση των αεραγωγών Τα περισσότερα πτητικά αναισθητικά με την σημερινή κλινική εφαρμογή τους αναστρέφουν το φαρμακευτικό βρογχόσπασμο και προκαλούν βρογχοδιαστολή in vitro σε παρασκευάσματα τραχειοβρογχικών μυών. Ωστόσο σε ασθενείς η αντίσταση των αεραγωγών περίπου διπλασιάζεται κατά την εισαγωγή στην αναισθησία. Αυτή η ασυμφωνία μπορεί να σχετίζεται εν μέρει με την πτώση της λειτουργικής υπολειπόμενης χωρητικότητας (FRC) εξαιτίας της αναισθησίας, η οποία 68

69 οδηγεί στην ελάττωση της εσωτερικής διαμέτρου των αεραγωγών στα πλαίσια της αλληλεξάρτησής τους με το πνευμονικό παρέγχυμα. Σύγκλειση των αεραγωγών Ο ρόλος της σύγκλεισης των αεραγωγών ως προς την παρεμπόδιση της α- νταλλαγής αερίων κατά τη γενική αναισθησία παραμένει ασαφής. Η σχέση μεταξύ χωρητικότητας σύγκλεισης (closing capacity- CC) και της λειτουργικής υπολειπόμενης χωρητικότητας (FRC) κατά τη γενική αναισθησία πιστεύεται ότι καθορίζει εάν επισυμβαίνει σύγκλειση των αεραγωγών κατά την αναισθησία ή όχι. Η αύξηση της δύναμης επαναφοράς των πνευμόνων με τη γενική αναισθησία πιθανά εξηγεί την ελάττωση της χωρητικότητας σύγκλεισης. Εάν εγκατασταθεί ατελεκτασία κατά την αναισθησία, αυτό αυξάνει περαιτέρω τη δύναμη ελαστικής επαναφοράς των πνευμόνων. (13) Ανταλλαγή αερίων στον πνεύμονα κατά τη γενική αναισθησία Ελλειματική οξυγόνωση οφειλόμενη στη διαταραχή του λόγου αερισμού/αιμάτωσης (V/Q Mismatching) Η ανάμειξη φλεβικού αίματος μας βοηθά να εξηγήσουμε την αυξημένη κυψελιδοαρτηριακή διαφορά οξυγόνου κατά τη γενική αναισθησία. Η ανάμειξη αυτή είναι αποτέλεσμα α) ανατομικής επικοινωνίας (shunts) και β) φαινομένων που προσομοιάζουν της ανατομικής επικοινωνίας ("shunt-like" effects), τα οποία οφείλονται στην αιμάτωση υποαεριζόμενων ή μη αεριζόμενων κυψελίδων ή στην αιμάτωση κυψελίδων στις οποίες η διάχυση των αερίων δια μέσω της αναπνευστικής μεμβράνης είναι ελαττωμένη. Η ανατομική επικοινωνία δεν αυξάνεται εξαιτίας της μυοχάλασης που επιφέρει η γενική αναισθησία σε υγιείς εθελοντές. Σε αυτούς η αυξημένη διαταραχή του λόγου αερισμού-αιμάτωσης είναι αυτή που συνεισφέρει περισσότερο σε σχέση με τις αρτηριοφλεβικές επικοινωνίες στην ανάμειξη φλεβικού αίματος που παρατηρείται κατά την γενική αναισθησία και τη μυοχάλαση. Η αρτηριοφλεβική επικοινωνία αυξάνει, όσο αυξάνει η συγκέντρωση του εισπνεόμενου οξυγόνου. Αντίστροφα, σε ασθενείς με γνωστή προϋπάρχουσα αναπνευστική δυσλειτουργία η αύξηση της αρτηριοφλεβικής επικοινωνίας διαδραματίζει πολύ μεγαλύτερο ρόλο 69

70 από τη διαταραχή του λόγου αερισμού-αιμάτωσης στην αυξημένη ανάμειξη φλεβικού αίματος κατά τη γενική αναισθησία. (13) Το 1964 ο Nunn έδειξε ότι κατά τη διάρκεια της συνηθισμένης αναισθησίας και της αυτόματης αναπνοής η ανταλλαγή των αερίων τροποποιείται από το φαινόμενο του shunt και του άνισου λόγου αερισμού/αιμάτωσης. Το συμπέρασμά του ήταν ότι, για να διασφαλιστεί η διατήρηση φυσιολογικής μερικής πίεσης αρτηριακού οξυγόνου (PaO 2 ), η μερικη πίεση του κυψελιδικού οξυγόνου θα πρέπει να είναι τουλάχιστον 200 mm Hg και για να επιτευχθεί αυτό απαιτείται συγκέντρωση εισπνεόμενου οξυγόνου (FIO 2 ) ίσο με 35. Από τότε έγινε κοινά αποδεκτό ότι για τη γενική αναισθησία θα πρέπει να χρησιμοποιείται οξυγόνο συγκέντρωσης τουλάχιστον Η ατελεκτασία ενοχοποιήθηκε νωρίς ως πιθανή αιτία ελλειμματικής ο- ξυγόνωσης κατά τη γενική αναισθησία. Οι Bendixen et al έδειξαν ότι η γενική αναισθησία χωρίς συμπληρωματική χορήγηση οξυγόνου ελάττωνε τη μερική πίεση οξυγόνου(pao 2 ) κατά 22 και την ευενδοτότητα κατά 15 και 3 κύκλοι υπεροξυγόνωσης των πνευμόνων αποκαθιστούν τις τιμές PaO2 και ευενδοτότητας στο φυσιολογικό. (14) Άλλοι μηχανισμοί που επηρεάζουν την οξυγόνωση κατά τη γενική αναισθησία 1. Καρδιακή παροχή: προτάθηκε ότι, με σταθερή ενδοπνευμονική αρτηριοφλεβική επικοινωνία, η αυξημένη κυψελιδοαρτηριακή διαφορά μπορεί να προκύπτει ως συνέπεια της πτώσης του περιεχόμενου οξυγόνου στο μικτό φλεβικό αίμα εξαιτίας της μείωσης της καρδιακής παροχής, η οποία οφείλεται στα αναισθητικά φάρμακα. Ωστόσο το περιεχόμενο οξυγόνου του μικτού φλεβικού αίματος έχει βρεθεί ότι αυξάνεται με τη γενική αναισθησία. Επιπλέον αποδείχτηκε ότι η ενδοπνευμονική αρτηριοφλεβική επικοινωνία μεταβάλλεται ανάλογα με την καρδιακή παροχή σε υ- γιείς και πάσχοντες πνεύμονες, αλλά μεταβάλλεται αντιστρόφως ανάλογα προς αυτή σε πνεύμονες με περιοχική ατελεκτασία. Κατά συνέπεια, η μερική πίεση του οξυγόνου (PaO 2 ) μπορεί να παραμείνει αμετάβλητη σε μεταβολές της καρδιακής παροχής εάν οι πνεύμονες είναι υγιείς ή παρουσιάζουν διαταραχές διάχυσης αερίων, αλλά μεταβάλλεται σε πνεύμονες με περιοχική ατελεκτασία. 2.Μεταβολες της μεταφορικής ικανότητας της αιμοσφαιρίνης ως προς το οξυγόνο: Η πιο βασική λειτουργία του αναπνευστικού συστήματος είναι η μεταφορά οξυγόνου στο αρτηριακό αίμα προκειμένου αυτό να μεταφερθει με τη σειρά του στους 70

71 ιστούς. H μετατόπιση της καμπύλης αποδέσμευσης οξυγόνου της οξυαιμοσφαιρίνης προς τα αριστερά έχει ως αποτέλεσμα χαμηλότερη μερική πίεση οξυγόνου για δοσμένη ποσότητα οξυγόνου. Με άλλα λόγια η μετατόπιση αυτή οδηγεί σε αύξηση της κυψελιδοαρτηριακής διαφοράς της μερικής πίεσης οξυγόνου (A-a)PO 2, εάν η αρτηριοφλεβική επικοινωνία παραμένει αμετάβλητη. Δεν έχει βρεθεί για τους παράγοντες της αναισθησίας να προκαλούν μετατόπιση της καμπύλης αυτής προς τα αριστερά. Ελλιπής αποβολή του CO 2 Όπως συμβαίνει και με το οξυγόνο η μικρότερη μερίδα του διοξειδίου του άνθρακα του αίματος είναι αυτή που βρίσκεται σε ελεύθερη κατάσταση διαλυμένη στο αίμα. Η μερική πίεση του οξυγόνου στο αρτηριακό αίμα χρησιμοποιείται για την εκτίμηση της οξυγόνωσης, ενώ η μερική πίεση του διοξειδίου αποτελεί την καθευαυτή μέτρηση της επάρκειας του αερισμού. Ο αερισμός μπορεί να είναι ε- παρκής αλλά ο ασθενής να εμφανίζεται υποξαιμικός εάν το εισπνεόμενο μίγμα είναι ελλιπές σε οξυγόνο ή η αιμάτωση των πνευμόνων επηρεασμένη. Αντίστροφα, ένας ασθενής ο οποίος υποαερίζεται μπορεί να εμφανίζεται επαρκώς οξυγονωμένος εάν εισπνέει ένα μίγμα αερίων εμπλουτισμένο σε οξυγόνο. Η μερική πίεση του διοξειδίου όμως θα αυξηθεί σε κάθε περίπτωση εάν ο αερισμός είναι ανεπαρκής, επειδή το διοξείδιο δεν απομακρύνεται. Συμπερασματικά, μια χαμηλή PaO 2 φανερώνει πτωχή οξυγόνωση (υποξαιμία) ενώ μια αυξημένη PaCO 2 (υπερκαπνία) φανερώνει υποαερισμό. (15) Οι Severinghaus και συνεργάτες το 1957, απέδειξαν ότι η αποβολή του διοξειδίου του άνθρακα επηρεάζεται σε ανθρώπους υπό γενική αναισθησία και μυοχάλαση, όταν αυτοί υποβάλλονταν σε μηχανικό αερισμό. Οι Campbell και συνεργάτες έδειξαν ότι η αδυναμία αυτή της αποβολής του διοξειδίου του άνθρακα σχετιζόταν με την αύξηση του φυσιολογικού νεκρού χώρου (φυσιολογικός νεκρός χώρος= κυψελιδικός + ανατομικός νεκρός χώρος) και μεταγενέστεροι ερευνητές απέδειξαν ότι η αύξηση του φυσιολογικού νεκρού χώρου οφείλεται βασικά στη δημιουργία κυψελιδικού νεκρού χώρου. Από τη γενική αναισθησία μπορεί να επηρεαστεί και ο ανατομικός νεκρός χώρος. Για παράδειγμα η ενδοτραχειακή διασωλήνωση ή η τραχειοστομία θα ελαττώσει τον ανατομικό νεκρό χώρο περίπου κατά το 1/2, ενώ η έκταση του αυχένα και η ανόρθωση του πώγωνα σε έναν μη διασωληνωμένο μπορεί και να διπλασιάσει τον νεκρό χώρο. Η 71

72 προνάρκωση επίσης με ατροπίνη μπορεί να αυξήσει τον ανατομικό νεκρό χώρο. Έχει αναφερθεί ότι ένας μείζων παράγοντας υπεύθυνος για την αύξηση αρτηριοκυψελιδικής διαφοράς της μερικής πίεσης του διοξειδίου του άνθρακα (PCO 2 ) κατά τη γενική αναισθησία είναι η υπολειπόμενη αιμάτωση των μη εξαρτώμενων περιοχών του πνεύμονα ως συνέπεια της ήπιας πνευμονικής υπότασης. Η υπόθεση αυτή υποστηρίζεται από τον πολύ υψηλό λόγο αερισμού/αιμάτωσης σε υγιείς εθελοντές υπό γενική αναισθησία και μυοχάλαση, ο οποίος δεν μπορεί να εξηγηθεί τελείως από τις μεταβολές της κατανομής του αερισμού. (13) Επίδραση της γενικής αναισθησίας στις δυνάμεις έκπτυξης του θωρακικού τοιχώματος Oι μεταβολές στο σχήμα του αναπνευστικού συστήματος που συνοδεύουν την αναπνοή δεν επαρκούν για να μεταβάλλουν την περιοχική κατανομή των εισπνευστικών όγκων κατά τον κατακόρυφο άξονα σε ανθρώπους σε εγρήγορση. Αντίθετα, σε ασθενείς υπό γενική αναισθησία μεγάλες μεταβολές της διαμόρφωσης του θωρακικού τοιχώματος προκαλούν και αλλαγές κατανομής του εισπνεόμενου όγκου. Μελέτες με 133 Xe σε εθελοντές σε πλάγια κατακεκλιμένη θέση δείχνουν ότι η αναισθησία σε συνδυασμό με τη μυοχάλαση αυξάνει την βαθμίδωση στον κατακόρυφο άξονα των πνευμονικών όγκων κατά τέτοιο τρόπο, ώστε οι μη υποκείμενες κυψελίδες να είναι μεγαλύτερες σε μέγεθος και οι υ- ποκείμενες μικρότερες σε σχέση με την κατάσταση εγρήγορσης. Αυτό καταδεικνύει ότι η γενική αναισθησία σε συνδυασμό με τη μυοχάλαση μεταβάλλει τις μηχανικές ιδιότητες του θώρακα και της κοιλίας και, μέσω αυτών, τον τρόπο έκπτυξης του αναπνευστικού συστήματος. Η συμμετοχή του θωρακικού κλωβού στην αυτόματη αναπνοή ελαττώνεται σημαντικά μετά την εισαγωγή στη γενικη αναισθησία. Αντίστροφα, υπό γενική α- ναισθησία και μηχανικό αερισμό, με ή χωρίς μυοχάλαση, η μετατόπιση του θωρακικού κλωβού αυξάνεται σημαντικά. Η γενική αναισθησία επηρεάζει την φασική δραστηριότητα των μεσοπλευρίων μυών και οι κινητικοί νευρώνες των μεσοπλεύριων μυών καταστέλλονται περισσότερο από την αναισθησία σε σχέση με τους κινητικούς νευρώνες του φρενικού νεύρου. Η τονική σταθεροποιητική δράση των μεσοπλεύριων μυών ελαττώνεται ή καταργείται από την αναισθησία. Η τονική ηλεκτρομυογραφική δραστηριότητα του διαφράγματος επίσης ελαττώνεται η καταργείται με την αναισθησία με 72

73 αλοθάνιο, γεγονός που εν μέρει εξηγεί την κεφαλική παρεκτόπιση του διαφράγματος κατά την αναισθησία σε ασθενείς σε ύπτια θέση. (13) 10.Ατελεκτασία οφειλόμενη στη γενική αναισθησία Εισαγωγή Η ατελεκτασία που σχετίζεται με τη γενική αναισθησία συμβαίνει σε έως και 90 των ασθενών που υποβάλλονται σε αυτή και είναι συχνά κλινικά σημαντική. Η λοβιακή ατελεκτασία μπορεί να οδηγήσει σε παρεγχυματική αρτηριοφλεβική αναστόμωση και να εκδηλωθεί ως εκσεσημασμένη υποξαιμία. Υπάρχουν τεκμήρια θετικής συσχέτισης μεταξύ της έκτασης του ατελεκτατικού πνεύμονα και του βαθμού της υποξυγοναιμίας. Η ατελεκτασία που συσχετίζεται με τη γενική αναισθησία προκαλείται από πολλούς διαφορετικούς μηχανισμούς. Ο πρώτος μηχανισμός που συνεισφέρει στην ατελεκτασία είναι μια μορφή παθητικής ατελεκτασίας εξαιτίας της παρατεταμένης κατακεκλιμένης θέσης του ασθενούς που μεγενθύνει την επίδραση της βαρύτητας. Υπάρχουν επίσης τεκμήρια ότι το διάφραγμα αλλάζει θέση και σχήμα κατά την ύπτια θέση για την εισαγωγή στην αναισθησία, συμβάλλοντας έτσι στην παθητική ατελεκτασία. Οι επιδράσεις αυτές γίνονται ακόμη πιο έντονες όταν χορηγείται σε συνδυασμό με την αναισθησία και μυοχάλαση και ιδιαίτερα σε ασθενείς με κακοήθη παχυσαρκία. Η χορήγηση συμπληρωματικής δόσης οξυγόνου στα πλαίσια του μηχανικού αερισμού συμβάλλει στην εγκατάσταση ατελεκτασίας απορρόφησης. Υπάρχουν αντικρουόμενα αποτελέσματα αναφορικά με το αν υψηλότερα κλάσματα εισπνεόμενου οξυγόνου (80 100) κατά την εισαγωγή και διατήρηση της γενικής αναισθησίας αυξάνουν την πιθανότητα εγκατάστασης ατελεκτασίας σε σύγκριση με χαμηλότερης συγκέντρωσης μίγματα οξυγόνου/πρωτοξειδίου του αζώτου. Υπάρχουν επίσης αποδείξεις ότι κατά τη γενική αναισθησία έχουμε πρώιμη σύγκλειση των αεραγωγών, γεγονός που συμβάλλει στην ατελεκτασία μέσω του μηχανισμού της απορρόφησης. Ακόμη έχει προταθεί ότι επαναλαμβανόμενα επεισόδια ατελεκτασίας μπορούν να οδηγήσουν σε ελαττωμένη λειτουργία του επιφανειοδραστικού παράγοντα, προκαλώντας έτσι κολλώδη ατελεκτασία. Η ατελεκτασία συχνά επιμένει και κατά την μετεγχειρητική περίοδο με συνέπεια εμμένουσα υποξυγοναιμία. Η ατελεκτασία εξ απορρόφησης που συνδέεται 73

74 με υψηλότερο κλάσμα εισπνεόμενου οξυγόνου εμμένει και μετά την αποδιασωλήνωση, ακόμη και μετά από χειρισμούς επανεπιστράτευσης (recruitment) στο τέλος της επέμβασης. Η ατελεκτασία θέσης (dependent atelectasis), η οποία λύεται στον υγιή με αλλαγή θέσης και βαθιές αναπνοές, εμμένει συχνά κατά τη μετεγχειρητική περίοδο εξαιτίας ελαττωμένης κινητικότητας, πόνου και καταστολής. Οι συνθήκες αυτές οδηγούν επίσης συχνά σε ελαττωμένη κάθαρση των εκκρίσεων, προδιαθέτοντας για απόφραξη των αεραγωγών και ανάπτυξη ατελεκτασίας εξ απορρόφησης.(16) Επιδημιολογία της ατελεκτασίας κατά τη γενική αναισθησία Η ατελεκτασία εμφανίζεται στο 90 περίπου των ασθενών που υποβάλλονται σε γενική αναισθησία. Παρατηρείται τόσο κατά την αυτόματη αναπνοή, όσο και μετά τη μυοχάλαση, ανεξάρτητα από το είδος των αναισθητικών παραγόντων που χρησιμοποιούνται (ενδοφλέβια ή πτητικά αναισθητικά). Η ατελεκτασική περιοχή σε μια τομή αξονικής τομογραφίας κοντά στο διάφραγμα αποτελεί το 5-6 αλλά μπορεί εύκολα να ξεπεράσει το Η έκταση του πνευμονικού παρεγχύματος που βρίσκεται σε σύμπτωση είναι ακόμη μεγαλύτερη. Η ατελεκτατική περιοχή αποτελείται κυρίως από πνευμονικό ιστό, ενώ η αεριζόμενη περιοχή του πνεύμονα αποτελείται κατά από πνευμονικό ιστό με το υπόλοιπο να είναι αέρας. Ποσοστό του πνεύμονα στις βάσεις είναι σε σταθερή βάση σε σύμπτωση κατά τη διάρκεια της χωρίς συμβάματα γενικής αναισθησίας πριν την έναρξη οποιασδήποτε χειρουργικής επέμβασης. Οι επεμβάσεις κοιλίας δεν επηρεάζουν πολύ την ατελεκτασία, αλλά μετά από αυτές η ατελεκτασία μπορεί να επιμένει για πολλές μέρες κατά την μετεγχειρητική περίοδο. Οι ατελεκτασικές περιοχές μπορεί να αποτελέσουν εστίες λοίμωξης και να συμβάλλουν στην εμφάνιση αναπνευστικών επιπλοκών. Αξίζει επίσης να αναφερθεί ότι μετά από θωρακοχειρουργικές επεμβάσεις και καρδιοπνευμονικό bypass περισσότερο από το 50 του πνεύμονα μπορεί να συμπτυχθεί ακόμη και αρκετές ώρες μετά την επέμβαση. Το ποσοστό της ατελεκτασίας μειώνεται προχωρώντας προς τις κορυφές των πνευμόνων, οι οποίες συνήθως αερίζονται πλήρως.(17) Οι αναισθητικοί παράγοντες σχετίζονται με αξιοσημείωτες μεταβολές της αναπνευστικής προσπάθειας. Οι παράγοντες αυτοί έχουν ως αποτέλεσμα ελαττωμένη ανταπόκριση του αναπνευστικού τόσο στην υπερκαπνία, όσο και στην υποξυγοναιμία. Σε συνδυασμό με τους νευρομυϊκούς αποκλειστές επιφέρουν χάλαση 74

75 του διαφράγματος και του θωρακικού τοιχώματος, με αποτέλεσμα τη μείωση της λειτουργικής υπολειπόμενης χωρητικότητας (Functional Reserve Capacity) και, μέσω αυτής του θωρακικού όγκου. Η ελάττωση του θωρακικού όγκου επιτείνει την ατελεκτασία στις υποκείμενες περιοχές του πνεύμονα και παραμένει για περισσότερο από 24 ώρες στο 50 των ασθενών. Κατά συνέπεια παρατηρείται αρτηριακή υποξυγοναιμία εξαιτίας των διαταραχών του λόγου αερισμού/αιμάτωσης και του αυξημένου ποσοστού αρτηριοφλεβικής επικοινωνίας (shunt). (18) Μηχανισμοί δημιουργίας της ατελεκτασίας κατά τη γενική αναισθησία Η προκαλούμενη από την αναισθησία ατελεκτασία θεωρείται παραδοσιακά ως αποτέλεσμα σύμπτωσης των κυψελίδων.(11) Υπάρχουν τουλάχιστον τρια πιθανά αίτια ατελεκτασίας σε έναν ασθενή υπό αναισθησία: 1. Ατελεκτασία εξ απορρόφησης περιφερικότερα των κλειστών αεραγωγών 2. Συμπίεση του πνευμονικού παρεγχύματος και 3. Απώλεια του επιφανειοδραστικού παράγοντα ή της λειτουργικότητας αυτού. 1.Ατελεκτασία εξ απορρόφησης: σε έναν ενήλικα η λειτουργική υπολειπόμενη χωρητικότητα που ελαττώνεται κατά 0,7-0,8 lt από την όρθια στην ύ- πτια θέση του σώματος, ελαττώνεται περαιτέρω κατά 0,4-0,5 lt (17) ή κατ' άλλους 0,5-0,7 lt (11)με την εισαγωγή στη γενική αναισθησία. Ως αποτέλεσμα αυτού ο τελοεκπνευστικός όγκος ελαττώνεται από 3,5 σε 2 lt και πλησιάζει ή εξισώνεται με την υπολειπόμενη χωρητικότητα. Η ελάττωση του τελοεκπνευστικού όγκου φαίνεται να έχει σχέση με την απώλεια του τόνου των αναπνευστικών μυών, η οποία μετατοπίζει την ισορροπία μεταξύ της δύναμης ελαστικής επαναφοράς και των δυνάμεων έκπτυξης του θωρακικού τοιχώματος σε χαμηλότερο θωρακικό και πνευμονικό όγκο. Η γενική αναισθησία από μόνη της προκαλεί ελάττωση της λειτουργικής υπολειπόμενης χωρητικότητας ακόμη και εάν το υποκείμενο αναπνέει αυτόματα και η ελάττωση είναι ανεξάρτητη από το εάν ο αναισθητικός παράγοντας είναι πτητικό ή ενδοφλέβιο αναισθητικό. Η παράλυση των μυών και ο μηχανικός αερισμός δεν προκαλούν περαιτέρω ελάττωση της λειτουργικής υπολειπόμενης χωρητικότητας (FRC). Η διατήρηση του μυϊκού τόνου, όπως συμβαίνει κατά την αναισθησία με κεταμίνη, δεν οδηγεί σε ελάττωση της λειτουργικής υπολειπόμενης χωρητικότητας (FRC). Η κυριότερη συνέπεια της απώλειας του μυϊκού τόνου και της συνεπαγόμενης ελάττωσης της FRC είναι η μετατόπιση κεφα- 75

76 λικά του διαφράγματος με μικρή συνεισφορά σε αυτήν τη μετατόπιση της ε- λάττωσης της έκτασης του θώρακα κατά τον κεφαλουραίο άξονα. Η ελάττωση της λειτουργικής υπολειπόμενης χωρητικότητας προάγει τη σύγκλειση των αεραγωγών των υποκείμενων περιοχών του πνεύμονα κατά την εκπνοή και την επαναδιάνοιξή τους κατά την επιτυχή εισπνοή, ή, εφόσον η ελάττωση αυτή είναι αρκετά μεγάλη, προάγει τη σύγκλειση καθόλη τη διάρκεια ολόκληρου του αναπνευστικού κύκλου. Ο αέρας στις κυψελίδες απορροφάται περιφερικότερα των πλήρως ή διαλειπόντως συγκλειόμενων αεραγωγών οδηγώντας ακόμη και σε πλήρη σύμπτωση των κυψελίδων. Ο χρόνος που απαιτείται για την απορρόφηση του αέρα περιφερικότερα των κλειστών αεραγωγών εξαρτάται και από τη σύνθεση των ενδοκυψελιδικών αερίων. Υπάρχει επίσης και διαμάχη ως προς τη συμπεριφορά της χωρητικότητας σύγκλεισης κατά τη γενική αναισθησία. Οι Hedenstierna et al διεπίστωσαν διατήρηση της χωρητικότητας σύγκλεισης, ενώ οι Juno et al. διεπίστωσαν ελάττωση της χωρητικότητας σύγκλεισης παράλληλα με τη μείωση της λειτουργικής υπολειπόμενης χωρητικότητας. (17) Η ατελεκτασία εξ απορρόφησης μπορεί να προκληθεί από δύο μηχανισμούς. Ο πρώτος μηχανισμός είναι η πλήρης απόφραξη του αεραγωγού, η οποία δημιουργεί έναν θύλακο παγιδευμένου αέρα στον πνευμονικό λοβό περιφερικότερα της απόφραξης. Η πίεση στον θύλακο αρχικά είναι σχεδόν ίση με την ατμοσφαιρική πίεση. Μικτό φλεβικό αίμα συνεχίζει να αρδεύει τον θύλακο και, καθώς το άθροισμα των μερικών πιέσεων των αερίων στο μικτό φλεβικό αίμα είναι χαμηλότερο της ατμοσφαιρικής πίεσης, η πρόσληψη αερίων από τον θύλακο συνεχίζεται και ο θύλακος συμπίπτει. Ο ρυθμός απορρόφησης αερίων από μια υποαεριζόμενη περιοχή του πνεύμονα αυξάνεται όσο αυξάνει το F I O 2. Ο δεύτερος μηχανισμός ενεργοποιείται όταν ο λόγος του εισπνεόμενου αέρα/αιμάτωσης ελαττωθεί κάτω από ένα κρίσιμο όριο. Αν ο λόγος αυτός σε έναν πνευμονικό λοβό είναι ήδη ελαττωμένος, ο εισπνεόμενος αέρας εξισώνεται κάποια στιγμή με το ποσό του αέρα που απορροφάται από τις κυψελίδες προς τα τριχοειδή. Το σημείο αυτό είναι γνωστό ως το κριτικό όριο του λόγου κυψελιδικού αέρα/αερισμού. Αν ο αντίστοιχος λόγος του εισπνεόμενου αέρα είναι μικρότερος από αυτό το όριο, τότε ο πνευμονικός λοβός συμπτύσσεται. Το ενδεχόμενο αυτό είναι πιθανό, όταν το F I O 2 είναι υψηλό και η πρόσληψη αερίων αυξημένη. Αντίστροφα ελάττωση της έκτασης της ατελεκτασίας παρατηρείται, όταν χρησιμοποιούνται χαμηλότερες συγκεντρώσεις οξυγόνου κατά την εισαγωγή στη γενική α- 76

77 ναισθησία, κατά τη διατήρηση αυτή ή αμέσως πριν από την αποδιασωλήνωση. 2.Ατελεκτασία συμπίεσης: Η ταχεία εγκατάσταση ατελεκτασίας κατά την εισαγωγή στην αναισθησία και ταχεία επανεμφάνισή της με τη διακοπή της PEEP απέδειξαν ότι η ατελεκτασία προκαλούνταν μάλλον από τη συμπίεση του πνευμονικού παρεγχύματος παρά εξαιτίας απορρόφησης του αέρα περιφερικότερα των αποφραγμένων αεραγωγών. Η υψηλότερη ενδοκοιλιακή πίεση μεταδίδεται στη θωρακική κοιλότητα, όταν το διάφραγμα έχει ελαττωμένο μυϊκό τόνο ή είναι τελείως παράλυτο, όπως κατά τη γενική αναισθησία. Η ατελεκτασία συμπίεσης συμβαίνει κατά τη γενική αναισθησία και έχει ως αίτια το σχήμα του θώρακα και τη θέση και την κινητικότητα του διαφράγματος. (14) Η συμπίεση του πνευμονικού παρεγχύματος μεχρι του βαθμού εκείνου, που ο αέρας εκκενώνεται οδηγώντας έτσι σε πνευμονική σύμπτωση ή ατελεκτασία, είναι ο βασικός μηχανισμός πρόκλησης οξείας αναπνευστικής ανεπάρκειας (ALI) ή συνδρόμου αναπνευστικής δυσχέρειας ενηλίκων (ARDS). 3.Έλλειμμα επιφανειοδραστικού παράγοντα: ο επιφανειοδραστικός παράγων μπορεί να επηρεάζεται από τη γενική αναισθησία. Επιπλέον, η μείωση των παρεμβαλλόμενων βαθιών αναπνοών κατά τον μηχανικό αερισμό οδηγεί σε ελάττωση των ενεργών μορφών του επιφανειοδραστικού παράγοντα στις κυψελίδες.(17) Είναι πιθανό ότι η ατελεκτασία, αφού εγκατασταθεί, παρεμποδίζει τη δράση του επιφανειοδραστικού παράγοντα. Έτσι, μια περιοχή του πνεύμονα που έχει προηγουμένως διανοιχτεί, είναι επιρρεπής στο να επανασυμπέσει. Ο μηχανικός αερισμός πιθανά προάγει την παραγωγή ή την έκλυση του επιφανειοδραστικού παράγοντα και η κατανομή του στην κυψελιδική επιφάνεια ενδεχομένως παρέχει πιο μακρόχρονη προστασία έναντι νέας σύμπτωσης του πνευμονικού παρεγχύματος. (14) Η ελαττωμένη λειτουργικότητα του επιφανειοδραστικού παράγοντα έχει ως αποτέλεσμα μικρότερη σταθερότητα των κυψελίδων, συμβάλλει στο σχηματισμό υγρής γέφυρας μεταξύ των τοιχωμάτων του αεραγωγού και προκαλεί έτσι σύγκλεισή του. Μετά από διάνοιξη των κυψελίδων με εφαρμογή αυξημένης πίεσης στους αεραγωγούς (π. χ. PEEP 10cm H 2 O), αυτές επανασυμπίπτουν μετά τη διακοπή εφαρμογής της σε λιγότερο από ένα λεπτό. Μια βίαιη εμφύσηση στον πνεύμονα εκλύει νέο επιφανειοδραστικό παράγοντα και τον καθιστά ξανά σταθερό και προλαμβάνει την εκ νέου εγκατάσταση ατελεκτασίας, εκτός και αν χρησιμοποιείται υψηλής συγκέντρωσης οξυγόνο.(17) 77

78 Στην εγκατάσταση της ατελεκτασίας κατά τη γενική αναισθησία συμβάλλουν και οι τρεις προαναφερθέντες μηχανισμοί (συμπίεση, απορρόφηση αερίων και έλλειψη επιφανειοδραστικού παράγοντα). Ωστόσο, με δεδομένη την εφεδρεία σε επιφανειοδραστικό παράγοντα και την ανάκαμψη στα φυσιολογικά της ποσότητάς του εντός 14 ωρών, οι μεταβολές της επιφανειακής τάσης των κυψελίδων κρίνονται ως λιγότερο σημαντικές για την εγκατάσταση της ατελεκτασίας. Η απορρόφηση και η συμπίεση θεωρούνται ως οι πλέον εμπλεκόμενοι μηχανισμοί στην εγκατάσταση της περιεγχειρητικής ατελεκτασίας.(11) Παράγοντες που επηρεάζουν την εμφάνιση ατελεκτασίας κατά τη γενική αναισθησία Η ατελεκτασία αναπτύσσεται τόσο με την ενδοφλέβια, όσο και με την αναισθησία με πτητικά αναισθητικά, ανεξάρτητα από το εάν ο ασθενής αναπνέει αυτόματα ή βρίσκεται υπό μυοχάλαση και μηχανικό αερισμό. Η κεταμίνη είναι ο μόνος αναισθητικός παράγοντας που δεν προκαλεί ατελεκτασία εάν χρησιμοποιηθεί μόνος του. Σε συνδυασμό με νευρομυϊκό αποκλεισμό προκαλεί και αυτός ατελεκτασία. Οι συνέπειες της περιοχικής αναισθησίας στον αερισμό εξαρτώνται από τον τύπο και την έκταση του νευρομυϊκού αποκλεισμού. Ο νευραξονικός αποκλεισμός που επεκτείνεται σε σημαντικό βαθμό κεφαλικά ελαττώνει την εισπνευστική χωρητικότητα έως και 20, ενώ ο εκπνευστικός εφεδρικός όγκος γίνεται σχεδόν μηδενικός. Ένας λιγότερο εκτεταμένος νευραξονικός αποκλεισμός ε- πηρεάζει ελάχιστα την ανταλλαγή αερίων στον πνεύμονα και η αρτηριακή οξυγόνωση και η αποβολή του διοξειδίου του άνθρακα διατηρούνται στις περισσότερες υπαραχνοειδείς και επισκληρίδιες αναισθησίες. Η χωρητικότητα σύγκλεισης (closing capacity) και η λειτουργική υπολειπόμενη χωρητικότητα (FRC) παραμένουν αμετάβλητες. Η θέση Trendelenburg επιτρέπει στα κοιλιακά σπλάχνα να μετατοπίσουν το διάφραγμα περαιτέρω κεφαλικά, συνεισφέροντας σε περαιτέρω μείωση της λειτουργικής υπολειπόμενης χωρητικότητας. Στην πλάγια (decubitus) θέση ο εξαρτημένος πνεύμονας εμφανίζει προδιάθεση σε ατελεκτασία, ενώ ο μη εξαρτημένος πνεύμονας μπορεί να εμφανίζει αυξημένη λειτουργική υπολειπόμενη χωρητικότητα. Το συνολικό αποτέλεσμα είναι μια ελαφριά αύξηση στη συνολική λειτουργική υπολειπόμενη χωρητικότητα του πνεύμονα, η οποία, ανεξάρτητα 78

79 από τις διαφορές στο μέγεθος μεταξύ των πνευμόνων, είναι ανεξάρτητη από το εάν ο δεξιός ή αριστερός πνεύμονας είναι ο εξαρτημένος πνεύμονας. Η ατελεκτασία είναι εντονότερη μετά από καρδιοχειρουργικές επεμβάσεις που περιλαμβάνουν καρδιοπνευμονική παράκαμψη (cardiopulmonary bypass - CPB) σε σχέση με οποιαδήποτε άλλη χειρουργική επέμβαση. Η χορήγηση υψηλής συγκέντρωσης οξυγόνου έχει συσχετιστεί με την ε- γκατάσταση της ατελεκτασίας. Το γεγονός αυτό είναι σημαντικό, επειδή η πρακτική αυτή αποτελεί καθιερωμένη πρακτική πολλών αναισθησιολόγων. Σε απουσία προοξυγόνωσης δεν παρατηρείται ατελεκτασία αμέσως μετά την εισαγωγή στη γενική αναισθησία. Εάν το κλάσμα του εισπνεόμενου οξυγόνου (FIO 2 ) αυξηθεί έως την τιμή 1.0 πριν τη διασωλήνωση, η εγκατάσταση της ατελεκτασίας αποτελεί σταθερό εύρημα. Η αύξηση του F I O 2 στο τέλος της επέμβασης και πριν τη διασωλήνωση προκαλεί επίσης επιπλέον ατελεκτασία, η οποία επιμένει και κατά την μετεγχειρητική περίοδο. Από την άλλη, χρήση χαμηλότερου κλάσματος εισπνεόμενου οξυγόνου μπορεί να αυξήσει τον κίνδυνο υποξαιμίας εάν η διαχείριση του αεραγωγού αποδειχθεί δύσκολη και ο αερισμός είναι επισφαλής. Κατά την εισαγωγή στη γενική αναισθησία οι αναισθησιολόγοι θα πρέπει να σταθμίζουν τον εξαιρετικά σπάνιο ενδεχόμενο της οξείας υποξαιμίας στην περίπτωση της δύσκολης διαχείρισης του αεραγωγού έναντι της κοινής και προβλέψιμης επίπτωσης της οφειλόμενης σε υπεροξυγόνωση ατελεκτασίας στην όψιμη διεγχειρητική ανταλλαγή αερίων στον πνεύμονα. Γεγονός πάντως είναι ότι η χρήση χαμηλότερου FIO 2 προς αντικατάσταση της προοξυγόνωσης δεν έχει προταθεί ως δεδομένο στην κλινική πράξη. Για τους ενηλίκους η προχωρημένη ηλικία δε συνδέεται με αυξημένη τάση ανάπτυξης ατελεκτασίας. Τα νήπια ηλικίας 1-3 ετών αναπτύσσουν ευκολότερα ατελεκτασία, πιθανότατα εξαιτίας της πολύ μεγαλύτερης ευενδοτότητας του θωρακικού τους τοιχώματος, που έχει ως αποτέλεσμα μικρότερες δυνάμεις διάτασης του θωρακικού τοιχώματος προς τα έξω. Στα βρέφη η σύσπαση του διαφράγματος μπορεί να προκαλέσει παράδοξη κινητικότητα προς τα έσω (εισολκή) του θωρακικού τοιχώματος με αποτέλεσμα την απώλεια της ελαστικής τάσης του πνεύμονα. Η ατελεκτασία που εγκαθίσταται ελαττώνει την αποτελεσματικότητα του αερισμού, αυξάνει τον διαφραγματικό κάματο και αυξάνει έτσι περαιτέρω την τάση για ανάπτυξη ατελεκτασίας. Επιπρόσθετα οι μυϊκές ίνες τύπου I & II δεν έχουν αναπτυχθεί πλήρως στα νήπια κάτω των 2 ετών. Το γε- 79

80 γονός αυτό τα καθιστά ευάλωτα σε αναπνευστική ανεπάρκεια και αναπνευστικό κάματο. Η χωρητικότητα σύγκλεισης (closing capacity) είναι επίσης μεγαλύτερη στα νήπια εξαιτίας της ατελούς ανάπτυξης των ελαστικών υποστηρικτικών δομών του πνεύμονα. Το γεγονός αυτό θέτει τα νεογνά σε μεγαλύτερο κίνδυνο ανάπτυξης ατελεκτασίας, διότι η σύγκλειση των αεραγωγών μπορεί να συμβεί ακόμη και σε ήρεμη αναπνοή. Ο όγκος σύγκλεισης μαζί με την υπολειπόμενη χωρητικότητα απαρτίζουν την χωρητικότητα σύγκλεισης (closing capacity). Εάν η λειτουργική υπολειπόμενη χωρητικότητα (FRC) ελαττωθεί σε σχέση με την χωρητικότητα σύγκλεισης, τότε φυσιολογικά τμήματα του πνεύμονα μεταπίπτουν σε περιοχές με χαμηλό λόγο αερισμού/αιμάτωσης V/Q και τείνουν να αναπτύξουν α- τελεκτασία. Η παχυσαρκία επιδεινώνει την αρτηριακή οξυγόνωση μέσα από πολλούς μηχανισμούς, ένας εκ των οποίων, η ατελεκτασία, συμβάλλει σημαντικά στην επιδείνωση αυτή. Αυτό συμβαίνει εξαιτίας της ελαττωμένης λειτουργικής υπολειπόμενης χωρητικότητας στους παχύσαρκους, η οποία προάγει τη σύγκλειση των αεραγωγών σε μεγαλύτερο βαθμό σε σχέση με τους ανθρώπους με φυσιολογικό βάρος. Η λειτουργική υπολειπόμενη χωρητικότητα ελαττώνεται εξαιτίας του βάρους του κορμού και της κοιλίας στους παχύσαρκους, που καθιστά τις κινήσεις του διαφράγματος δυσκολότερες, ιδίως σε ύπτια ή πλαγια θεση του σώματος. Το φαινόμενο αυτο γίνεται εντονότερο στα πλαίσια της διαφραγματικής παράλυσης εξαιτίας του νευρομυϊκού αποκλεισμού. Οι Don et al. έδειξαν ότι οι άνθρωποι με υψηλό λόγο βάρους/ύψους μειονεκτούν σε ύπτια θέση, διότι ο όγκος σύγκλεισής τους είναι αυξημένος σε σχέση με τη λειτουργική τους υπολειπόμενη χωρητικότητα. Με ανάλογο μηχανισμό με αυτόν της παχυσαρκίας η ελαττωμένη λειτουργική υπολειπόμενη χωρητικότητα που παρατηρείται κατά την εγκυμοσύνη ε- πιτείνει την ατελεκτασία. Για όλους αυτούς τους λόγους η γενικευμένη χρήση χαμηλού αναπνεόμενου όγκου κατά τη γενική αναισθησία χωρίς προϋπάρχουσα πνευμονική βλάβη μπορεί να ευνοήσει την ανάπτυξη ατελεκτασίας. Κατά τη γενική αναισθησία δύο στοιχεία έχουν σημασία σε ό,τι αφορά τον αερισμό. Σε αντίθεση με τον volume - control ventilation (VCV), ο αερισμός pressure -control έχει ως αποτέλεσμα μικρότερους όγκους εισπνεόμενου αέρα, ό- ταν η ευενδοτότητα του αναπνευστικού συστήματος είναι ελαττωμένη (πχ κατά τη διάρκεια χειρουργικής έλξης ή σε παρουσία κοιλιακών μαζών). Μικρότερος ανα- 80

81 πνεόμενος όγκος μπορεί να αποτελέσει αίτιο ατελεκτασίας και το γεγονός να περάσει απαρατήρητο, καθώς δεν σημειώνεται μεταβολή στη μέγιστη πίεση των αεραγωγών εξαιτίας της χρήσης PCV. Επιπλέον, η ροή φρέσκων αερίων μπορεί να έχει κάποια επίπτωση, διότι σε παλαιότερους αναπνευστήρες ελεγχόμενου όγκου η ροή φρέσκων αερίων οδηγεί σε αυξημένο αναπνεόμενο όγκο. Κατά τη γενική αναισθησία λαμβάνει χώρα ατελεκτασία συμπίεσης, που οφείλεται στη γεωμετρία της θωρακικής κοιλότητας, τη συνολική μετατόπιση του διαφράγματος κεφαλικά, τη διαφορετική μεταβολή του σχήματος του διαφράγματος σε κάθε τμήμα του, τη μετατόπιση της αιμάτωσης από τα μεγάλα αγγεία των πνευμόνων στην κοιλία και τη μεταβολή της δυναμικής του διαφράγματος. Υπάρχουν πολλές αποδείξεις για το ρόλο του διαφράγματος στην εγκατάσταση ατελεκτασίας κατά τη γενική αναισθησία. Σε έναν ασθενή υπό γενική αναισθησία αλλά με αυτόματη αναπνοή η ε- νεργός τάση του διαφράγματος μπορεί να υπερνικήσει το βάρος των κοιλιακών σπλάχνων και το διάφραγμα μετατοπίζεται περισσότερο στο κατώτερο, εξαρτημένο τμήμα του. Εξαιτίας της υψηλότερης θέσης μετατόπισής του, το κατώτερο, οπίσθιο τμήμα του διαφράγματος έχει τη μικρότερη ακτίνα καμπυλότητας και για αυτόν το λόγο συσπάται αποτελεσματικότερα. Επιπλέον, το διάφραγμα είναι παχύτερο στο οπίσθιο σε σχέση με το πρόσθιο τμήμα του, γεγονός που παίζει ρόλο στη ανισότιμη μετατόπισή του. Κατά τη διάρκεια της παράλυσης και του αερισμού με θετικές πιέσεις το διάφραγμα μετατοπίζεται περισσότερο στο ανώτερο, μη εξαρτημένο τμήμα του εξαιτίας των θετικών πιέσεων, εκεί δηλαδή που υπάρχει μικρότερη αντίσταση στην κινητικότητα. Σε κάθε περίπτωση το τελικό συμπέρασμα είναι ότι η λειτουργική υπολειπόμενη χωρητικότητα σε ανθρώπους υπό γενική αναισθησία ελαττώνεται είτε εξαιτίας ελάττωσης της τάσης του θωρακικού τοιχώματος είτε εξαιτίας συμπίεσης των πνευμόνων. Η έκπτωση της λειτουργίας των μεσοπλεύριων μυών κατά τη γενική αναισθησία συνεισφέρει στην ελάττωση της λειτουργικής υπολειπόμενης χωρητικότητας. Στην έκπτωση αυτή συμβάλλουν τα πτητικά αναισθητικά, ιδίως στα παιδιά. Οι Hedenstierna et al. επεσήμαναν μια επιπλέον πηγή συμπίεσης των πνευμόνων, τη μετακίνηση της συνολικής αιματικής ροής από τους πνεύμονες προς την κοιλία, με αποτέλεσμα την αύξηση της πίεσης που εξασκείται από αυτήν και την επίδρασή της στο διάφραγμα. (11) 81

82 11.Monitoring αναπνευστικού Εισαγωγή Οι βασικοί στόχοι του αναισθησιολόγου είναι (1) η διαχείριση των ανεπιθύμητων συνεπειών της χειρουργικής επέμβασης, όπως ο πόνος, η εγρήγορση και η κινητικότητα (2) η διατήρηση του ομοιοστατικού ελέγχου της οξυγόνωσης, του αερισμού και της αιμάτωσης ζωτικών οργάνων, όπως ο εγκέφαλος και η καρδιά (3) η διαχείριση συνυπαρχουσών νόσων. Η αναισθησία επιτυγχάνεται με ένα μείγμα φαρμάκων που προάγουν την απώλεια της συνείδησης, την αμνησία, την προσωρινή παράλυση των μυών καθώς και τις απαντήσεις του σώματος στον πόνο. Ο αναισθησιολόγος χορηγεί αυτά τα φάρμακα και παρακολουθεί τα αποτελέσματά τους μέσω της άμεσης παρατήρησης του ασθενούς και μέσω συσκευών παρακολούθησης με οπτικούς και ηχητικούς συναγερμούς, επιφέροντας προσαρμογές, ό- ταν αυτό απαιτείται. (19) Κατευθυντήριες οδηγίες για την παρακολούθηση κατά τη διάρκεια της α- ναισθησίας εισάχθηκαν για πρώτη φορά από τους Eichhorn και συνεργάτες το 1986, όταν αυτοί δημοσίευσαν τις κατευθυντήριες οδηγίες που είχαν υιοθετηθεί από την Ιατρική σχολή του Harvard. Όλες οι κατευθυντήριες οδηγίες για την παρακολούθηση του αναπνευστικού συστήματος έχουν κοινά τα εξής πρωτόκολλα: 1) η οξυγόνωση πρέπει να παρακολουθείται συνεχώς μέσω παλμικής οξυμετρίας όταν χορηγείται μέτρια καταστολή, βαθειά καταστολή ή αναισθησία. 2) ο αερισμός πρέπει να παρακολουθείται τακτικά (περιοδικά) κατά τη διάρκεια της ήπιας καταστολής και συνεχώς (χωρίς διακοπές) κατά τη διάρκεια της βαθιάς καταστολής και της αναισθησίας. Η συμβατική προσέγγιση των περισσότερων μαθημάτων της φυσιολογίας του αναπνευστικού είναι η διατύπωση 4 γεγονότων που ορίζουν την αναπνοή: αερισμός, ανταλλαγή αερίων, μεταφορά αερίων και έλεγχος του αερισμού. Ο αερισμός (αναπνοή) και η οξυγόνωση συσχετίζονται αλλά αποτελούν ξεχωριστές φυσιολογικές διαδικασίες. Ο αερισμός αναφέρεται στην διακίνηση των αερίων μεταξύ των πνευμονικών κυψελίδων και το περιβάλλον. Η οξυγόνωση α- ναφέρεται στο πραγματικό περιεχόμενο σε οξυγόνο του αρτηριακού αίματος και καθορίζεται από τον επαρκή αερισμό και αιμάτωση των πνευμονικών τριχοειδών. Στα πλαίσια της καταστολής ή της αναισθησίας η υποξία από υποαερισμό εί- 82

83 ναι η πιο συχνή αιτία της υποξαιμίας. Ωστόσο, όταν ο αερισμός είναι επαρκής, η υποξαιμία μπορεί να συμβεί ως αποτέλεσμα ανεπαρκούς αιμάτωσης των κυψελίδων. Ο υποαερισμός είναι η πιο σοβαρή επιπλοκή που μπορεί να αποδοθεί στην καταστολή και τη γενική αναισθησία. Έχει μεγάλη σημασία να αντιληφθεί κάποιος ότι ο υποαερισμός δεν προκύπτει μόνο εξαιτίας της αναπνευστικής καταστολής αλλά και εξαιτίας απόφραξης του αναπνευστικού. Μέθοδοι επαρακολούθησης του αερισμού Κλινική παρατήρηση Η εκτόνωση και διαδοχική πλήρωση του ασκού αερισμού του μηχανήματος αναισθησίας αποτελεί χρήσιμο εργαλείο εκτίμησης του αερισμού. Η παρακολούθηση της κίνησης του θώρακα και τα ακροαστικά ευρήματα συμβάλλουν στην ε- κτίμηση του αερισμού. Ο πολλαπλασιασμός των ισχυρών αναπνευστικών ήχων μπορεί να αποτελεί σημείο επιδεινούμενης απόφραξης του αεραγωγού. Η αναπέταση των πτερυγίων της ρινός, η μη συγχρονισμένη κινητικότητα του θωρακικού τοιχώματος και η εισολκή στην περιοχή της σφαγής του στέρνου κατά την αναπνευστική προσπάθεια είναι κλινικά σημεία της απόφραξης του αεραγωγού. Κατά την εισπνοή το θωρακικό τοίχωμα εκπτύσσεται προς τα πάνω και έξω. Σε απόφραξη του αεραγωγού ο θώρακας κινείται προς τα μέσα και η κοιλία προς τα έξω (παράδοξη κινητικότητα του θώρακα). Καπνομετρία και καπνογραφία Η πιο αξιόπιστη μέτρηση του επαρκούς αερισμού είναι η εκτίμηση της μερικής πίεσης του διοξειδίου του άνθρακα. Η συνεχής δειγματοληψία του αρτηριακού αίματος δεν είναι πρακτικά εφαρμόσιμη. Η μερική πίεση του διοξειδίου στο εκπνεόμενο αέριο αποτελεί κοντινή προσέγγιση αυτής στο αρτηριακό αίμα. Η φυσιολογική τιμή της μερικής πίεσης του διοξειδίου στο αρτηριακό αίμα PaCO 2 είναι ~40 mm Hg, ενώ αυτή του αποκαλούμενου τελοεκπνευστικού CO 2 (E T CO 2 ) είναι ~35 38 mm Hg. Η μέτρηση αυτή αποτελεί την βάσης μιας εξέτασης που ο- νομάζεται καπνομετρία. Η καπνομετρία είναι η μέτρηση της συγκέντρωσης του CO 2 κατά τον αναπνευστικό κύκλο. Η καπνομετρία χρησιμοποιεί τεχνολογία υπερύθρων για την α- 83

84 νάλυση του CO 2 στον εκπνεόμενο αέρα. Υπάρχουν πολλοί τρόποι προκειμένου να επιτευχθεί η δειγματοληψία του CO 2. Οι πιο ακριβείς τιμές είναι αυτές που λαμβάνονται από τον τραχειοσωλήνα σε διασωληνωμένους ασθενείς. Ωστόσο κατά τη διάρκεια της μέτριας ή βαθιάς καταστολής που ο ασθενής δεν είναι διασωληνωμένος, η δειγματοληψία του CO 2 γίνεται με άλλα μέσα. Ειδικές ρινικές κάνουλες για τη χορήγηση οξυγόνου περιλαμβάνουν και μια γραμμή δειγματοληψίας των εκπνεόμενων αερίων. Ο όρος καπνογραφία χρησιμοποιείται για εκείνα τα συστήματα παρακολούθησης που εμφανίζουν μια συνεχή κυματομορφή που αντιστοιχεί στην εισπνοή και την εκπνοή. Η καπνογραφία προτιμάται έναντι της καπνομετρίας, διότι επιτρέπει τη συνεχή εκτίμηση του βάθους και της συχνότητας κάθε αναπνευστικού κύκλου.( 15) Σπιρομέτρηση Ο τρόπος με τον οποίο ένα άτομο εισπνέει και εκπνέει όγκους αέρα στη μονάδα του χρόνου αξιολογείται μέσω της σπιρομέτρησης. Τα τυπικά μεγέθη που μετρώνται μέσω της σπιρομέτρησης είναι η εξαναγκασμένη ζωτική χωρητικότητα (FVC), η ζωτική χωρητικότητα (VC), ο εξαναγκασμένος εκπνευστικός όγκος στο πρώτο λεπτό (FEV1) και ο λόγος μεταξύ FEV1 και FVC. Η μέγιστη εκπνευστική ροή πάνω από το 50 της ζωτικής χωρητικότητας, η εισπνευστική χωρητικότητα και η εξαναγκασμένη μέγιστη ροή κατά την εισπνοή ή την εκπνοή (peak expiratory or inspiratory flow) ή ως συνάρτηση του όγκου (διαγράμματα ροής όγκου) μπορούν να μετρηθούν προκειμένου να συγκριθούν οι δυναμικοί πνευμονικοί όγκοι και οι μέγιστες ροές ενός ατόμου με τις προβλεπόμενες τιμές βάσει ανθρωπομετρικών ή εθνικών χαρακτηριστικών. Η σπιρομέτρηση είναι μια οικονομική, απλή, αξιόπιστη, έγκυρη και εύκολη στην ερμηνεία μέθοδος κλινικής εκτίμησης παρά την κλίνη του ασθενούς, όταν χρησιμοποιείται για την άντληση στοιχείων για συγκεκριμένες λειτουργίες του πνεύμονα, και ένας ευαίσθητος δείκτης της επίδοσης των αναπνευστικών μυών. Είναι όμως ανεπαρκής στην εκτίμηση της αποτελεσματικότητας των θεραπευτικών παρεμβάσεων. Η λειτουργία των πνευμόνων δεν συσχετίζεται στενά με τη δύσπνοια και με άλλα συμπτώματα και δεν μπορεί να δώσει στοιχεία για την επίπτωση μιας νόσου. Επιπλέον, η ευαισθησία και η ειδικότητα της σπιρομέτρησης εξαρτάται από μια σειρά παραγόντων, που είναι δύσκολο να καθορι- 84

85 στούν: τα χαρακτηριστικά όγκου ή ροής του αισθητήρα, η παρεμβολή μεταξύ του σπιρομέτρου και των πνευμόνων ενός φίλτρου, καταγραφέα, οθόνης ή ε- πεξεργαστή ή ακόμη και η δυνατότητα συνεργασίας του ασθενή. Ο τελευταίος παράγοντας καθιστά τη σπιρομέτρηση ακατάλληλη για άτομα που δεν θέλουν ή δεν μπορούν (όπως στους διασωληνωμένους ασθενείς) να συνεργαστούν, που πονούν ή βρίσκονται σε δυσχέρεια. Ανάλυση αερίων αίματος Η ανάλυση αερίων αίματος αποτελεί την εξέταση αναφοράς (gold standard) για την εκτίμηση των αερίων του αρτηριακού αίματος, δηλαδή του οξυγόνου και του διοξειδίου του άνθρακα. Είναι μια ευαίσθητη, ειδική, αξιόπιστη και εύκολη στην ερμηνεία εξέταση. Το μειονέκτημα της μεθόδου είναι ότι είναι επεμβατική και όχι πάντοτε εύκολη στην διεξαγωγή της. Τα αποτελέσματά της αποκαλύπτουν πληροφορίες για την μερική πίεση του οξυγόνου (PaO 2 ), του διοξειδίου του άνθρακα (PaCO 2 ) και τη δραστικότητα των ιόντων υδρογόνου (ph) στο αρτηριακό αίμα, καθώς επίσης δίνουν τη δυνατότητα υπολογισμού της συγκέντρωσης των διττανθρακικών, της περίσσειας βάσης και του κορεσμού της αιμοσφαιρίνης σε οξυγόνο. Άλλο μειονέκτημάτης είναι ότι προσφέρει πληροφορίες για μια μόνο χρονική στιγμή. Παλμική οξυμετρία Η παρακολούθηση του κορεσμού σε οξυγόνο μπορεί να εκτιμηθεί έμμεσα και με μη επεμβατικό τρόπο με τη χρήση του παλμικού οξύμετρου. (20)Η εισαγωγή στην κλινική πράξη της παλμικής οξυμετρίας επέτρεψε την συνεχή, μη επεμβατική, κατά προσέγγιση έμμεση εκτίμηση της μερικής πίεσης του οξυγόνου (PaO 2 ) μέσω της μέτρησης του ποσοστού του κορεσμού σε οξυγόνο της αιμοσφαιρίνης. Η μέτρηση γίνεται με την χρήση ενός αισθητήρα στο δάκτυλο. Ο αισθητήρας του παλμικού οξύμετρου φυσιολογικά τοποθετείται σε κάποιο δάκτυλο του άνω ή του κάτω άκρου. Υπάρχουν ωστόσο κατάλληλοι αισθητήρες για τη μύτη, το πτερύγιο του ωτός ή το ζυγωματικό. Ανεξάρτητα από τη θέση του αισθητήρα οι τιμές του μπορούν να τροποποιηθούν από φυσιολογικούς ή τεχνικούς παράγοντες. 85

86 Το παλμικό οξύμετρο επηρεάζεται από τον όγκο του σφυγμικού κύματος. Ό,τιδήποτε μπορεί να επιφέρει χαμηλή αιματική ροή στα περιφερικά αγγεία (υπόταση, υποθερμία, αγγειοσύσπαση) επηρεάζει την ακρίβεια της μέτρησης. Το φως του περιβάλλοντος μπορεί να επηρεάσει το μήκος κύματος που ανιχνεύεται από το παλμικό οξύμετρο και ασθενείς σε εγρήγορση, σε διέγερση ή με ρίγος προκαλούν σφάλμα στη μέτρηση λόγω της κίνησης και μετατόπιση του αισθητήρα. Τα σκούρου χρώματος ή τα μεταλλικά βερνίκια νυχιών και τα πλαστικά νύχια από ακρυλικό μπορούν επίσης να έχουν ως αποτέλεσμα ανακριβείς τιμές. (15) Η παλμική οξυμετρία είναι απλή στη διεξαγωγή της και η τιμή της μπορεί να καταγραφεί στην πορεία του χρόνου. Ωστόσο η ειδικότητα, η αξιοπιστία και η ευαισθησία της είναι μεταβαλλόμενη. Τα παλμικά οξύμετρα δεν μπορούν να ανιχνεύσουν κορεσμό χαμηλότερο του 83 με αποδεκτό βαθμό ακρίβειας και οι μετρήσεις που αυτά λαμβάνουν επηρεάζονται από μια σειρά παράγοντες, όπως τη συγκέντρωση της αιμοσφαιρίνης, τη ροή του αίματος στα αγγεία, την ύπαρξη φωτός από λάμπα φθορισμού ή άμεσου ηλιακού φωτός, την συνύπαρξη ικτέρου, τον αποχρωματισμό της κοίτης του νυχιού, την παρουσία οιδήματος κάτω από το νύχι, τις ενδοφλέβιες χρωστικές και τον χρωματισμό του δέρματος. Τα παλμικά οξύμετρα επίσης δεν είναι σε θέση να διακρίνουν μεταξύ του οξυγόνου και του μονοξειδίου του άνθρακα. Η τιμή κορεσμού σε οξυγόνο που υπολογίζεται από ένα παλμικό οξύμετρο έχει όρια εμπιστοσύνης ± 4 με διάστημα εμπιστοσύνης 95. (21) Θα πρέπει να τονιστεί ότι η παλμική οξυμετρία μετρά το ποσοστό του κορεσμού της αιμοσφαιρίνης (SpO 2 ) και όχι την PaO 2. Η τιμή της μερικής πίεσης του οξυγόνου στο αίμα εξάγεται από την τιμή στην οθόνη του παλμικού οξύμετρου. Θα πρέπει επίσης να τονιστεί ότι για τα περισσότερα παλμικά οξύμετρα η ανίχνευση και ο υπολογισμός του κορεσμού διαρκούν περίπου δευτερόλεπτα μέχρι να εμφανιστούν στην οθόνη. Η καθυστέρηση αυτή αποτελεί επιβεβαίωση του γεγονότος ότι η παλμική οξυμετρία δεν αποτελεί μέτρηση του αερισμού. (15) Ακρόαση Παρόλο που η εισαγωγή της χρήσης του στηθοσκοπίου στην καθημερινή κλινική πράξη έχει πιστωθεί στον Laennec το 1818, χρειάστηκε να περάσει περί- 86

87 που ένας αιώνας μέχρι ο Harvey Cushing να προτείνει το 1908 τη συνεχή χρήση του στηθοσκοπίου ως συσκευής παρακολούθησης της καρδιάς και των πνευμόνων κατά τη χειρουργική επέμβαση. Στις μέρες μας η διεγχειρητική παρακολούθηση είτε με ένα προκάρδιο ή με ένα διοισοφάγειο στηθοσκόπιο έχει γίνει η βασική προέκταση της φυσικής εξέτασης σε ασθενείς υπό γενική αναισθησία. Το στηθοσκόπιο αποτελεί ένα απλό και αξιόπιστο μέσο ακρόασης των καρδιακών και αναπνευστικών ήχων συνεχόμενα κατά τη χειρουργική επέμβαση. Τα βασικά τμήματα ενός προκάρδιου στηθοσκοπίου είναι ένας μεταλλικός κώδωνας ή συλλέκτης συνδεδεμένος σε έναν πλαστικό ή λαστιχένιο σωλήνα και ένα σετ α- κουστικών μονού αυλού. (21). Για την περαιτέρω σταθεροποίηση του στηθοσκοπίου μπορούν να χρησιμοποιηθούν αυτοκόλλητα διπλής όψης, που σχηματίζουν μόνωση μεταξύ του στηθοσκοπίου και του δέρματος του ασθενούς. (15) Έχουν σχεδιαστεί και στηθοσκόπια που διαθέτουν ηλεκτρονική ενίσχυση του ήχου και συστήματα μετάδοσης του ήχου επιτρέποντας έτσι τη συνεχή παρακολούθηση, χωρίς ο αναισθησιολόγος να περιορίζεται από τον σωλήνα του στηθοσκοπίου. Γεγονός πάντως είναι ότι αυτά τα στηθοσκόπια δεν κατόρθωσαν να α- ντικαταστήσουν το χαμηλού κόστους στηθοσκόπιο στην καθημερινή πράξη. (21) Το διοισοφάγειο στηθοσκόπιο, μολονότι είναι πιο επεμβατικό και απευθύνεται ουσιαστικά μόνο στον διασωληνωμένο ασθενή υπό γενική αναισθησια, εντούτοις παρέχει δυνατότητες παρακολούθησης που δεν τις διαθέτει το προκαρδιο στηθοσκόπιο. Οι αναπνευστικοί ήχοι και οι καρδιακοί τόνοι γίνονται καλά ακουστοί στους περισσότερους ασθενείς τοποθετώντας το διοισοφάγειο στηθοσκόπιο 28 έως 30 εκατοστά βαθειά από τους κοπτήρες οδόντες. Με το διοισοφάγειο στηθοσκόπιο μπορεί να μετρηθεί η κεντρική θερμοκρασία σώματος με ένα θερμόμετρο ενσωματωμένο στην κορυφή του στηθοσκοπίου. Ειδικά τροποποιημένα διοισοφάγεια στηθοσκόπια επιτρέπουν την καταγραφή διοισοφάγειου ΗΚΓ το οποίο μπορεί να είναι χρήσιμο για τη διάγνωση κολπικών αρρυθμιών, ισχαιμίας δεξιού κόλπου ή ισχαιμίας πρόσθιου τοιχώματος αριστερής κοιλίας. Το οισοφάγειο στηθοσκόπιο μπορεί να είναι ένα αξιόλογο θεραπευτικό εργαλείο για τη θεραπεία της φλεβοκομβικής βραδυκαρδίας ή του κομβικού ρυθμού. Για αυτήν τη χρήση η διοισοφάγεια βηματοδότηση μπορει να επιτευχθεί με ένα στηθοσκόπιο που διαθέτει διπολικά ηλεκτρόδια στην εξωτερική του επιφάνεια.(22) Η βιβλιογραφία δίνει αντιφατικές αναφορές σχετικά με την αξία της χρήσης του στηθοσκοπίου στην καθημερινή κλινική πράξη. Πολλοί υποστηρίζουν ότι η χρήση του στηθοσκοπίου είναι μη ενδεικνυόμενη εξαιτίας των διαφορών στην 87

88 ακοή μεταξύ των επαγγελματιών υγείας, όπως επίσης και μεταξύ των διαφόρων στηθοσκοπίων. Μπορεί επίσης η περιγραφή των ακροαστικών ευρημάτων να είναι διαφορετική, να παρατηρούνται δυσκολίες ως προς την κατάταξη των ευρημάτων σε κάποια διαγνωστική κατηγορία, η ακόμη να υπάρχει διακύμανση ως προς τα ευρήματα από παρατηρητή σε παρατηρητή ή και στον ίδιο παρατηρητή σε διαφορετικές χρονικές στιγμές. Αντίθετα άλλοι επιχειρηματολογούν υπέρ της ακρόασης ως μιας ταχείας, εύχρηστης, μη επεμβατικής και οικονομικής μεθόδου εκτίμησης των αεραγωγών και της αναπνοής. Ο ήχος που γίνεται ακουστός μέσω ενός στηθοσκοπίου επηρεάζεται από 3 παράγοντες: α) τους ήχους που φτάνουν έως το θωρακικό τοίχωμα β) την αντίληψη του ήχου από το ανθρώπινο αυτί γ) τις ακουστικές ιδιότητες του ίδιου του στηθοσκοπίου. (20) Ο στόχος της ακρόασης είναι να συγκρίνει την ένταση και την ποιότητα των φωνητικών και αναπνευστικών ήχων και στους δύο πνεύμονες και να ανιχνεύσει τους επιπρόσθετους ήχους εάν υπάρχουν. Υπάρχει διαφωνία ως προς το εάν θα πρέπει να χρησιμοποιείται ο κώδωνας ή η μεμβράνη του στηθοσκοπίου για την ακρόαση του θώρακα. Ο κώδωνας ενισχύει τους ήχους χαμηλής συχνότητας στην περιοχή από 40 έως 115Hz έως και κατά 10 decibels και η χρήση του προτείνεται για ακρόαση στην περιοχή επάνω από τις κλείδες. Το διάφραγμα αποσβένει τους ήχους χαμηλής συχνότητας. Εξαιτίας της αναμενόμενης ενίσχυσης του χαμηλής συχνότητας ήχου που παράγεται από την κίνηση των μεσοπλευρίων μυών και του θωρακικού τοιχώματος οι περισσότεροι κλινικοί εξεταστές επιλέγουν τη χρήση του διαφράγματος για την ακρόαση του θώρακα. (3) Η χρήση του διοισοφάγειο στηθοσκοπίου είναι ασφαλής για τους περισσότερους ασθενείς, αν και έχει συνδεθεί με μεμονωμένες επιπλοκές. Οι επιπλοκές περιλαμβάνουν την υποξία από ακούσια είσοδο του διοισοφάγειου στηθοσκοπίου στην τραχεία ή τους βρόγχους ή από την συμπίεση της μεμβρανώδους ο- πίσθιας μοίρας της τραχείας στα νεογνά, την απώλεια του διοισοφάγειου στηθοσκοπίου μέσα στον οισοφάγο, την αποκόλληση της ηχογενούς μεμβράνης του διοισοφάγειου στηθοσκοπίου και την μετατόπιση των ανατομικών δομών του τραχήλου. Η τοποθέτηση του διοισοφάγειο στηθοσκοπίου μπορεί επίσης να προκαλέσει τραυματισμό του φάρυγγα ή του οισοφάγου και να επηρεάσει τη θέση του ρινογαστρικού καθετήρα ή το διοισοφάγειου υπερήχου. Η παρούσα διεγχειρητική χρήση του στηθοσκοπίου μπορεί να συνοψιστεί στα παρακάτω: 88

89 Η χρήση του στηθοσκοπίου ως συσκευής συνεχούς παρακολούθησης έχει περιοριστεί σε ορισμένους μόνο αναισθησιολόγους (κύρια παιδοαναισθησιολόγους) και σε νοσηλευτικά ιδρύματα με περιορισμένους πόρους για αγορά ηλεκτρονικών συσκευών παρακολούθησης. Ακόμη και σήμερα ένα στηθοσκόπιο θα πρέπει να είναι άμεσα διαθέσιμο όπου χορηγείται αναισθησία. Ο ρόλος του στην διάγνωση σοβαρών αναπνευστικών προβλημάτων (π.χ. του βρογχόσπασμου) είναι σημαντικότερος από αυτόν ως μέσου συνεχούς παρακολούθησης. Συσκευές συνεχούς παρακολούθησης, όπως το παλμικό οξύμετρο, ο καπνογράφος και ο ηλεκτροεγκεφαλογράφος εντοπίζουν τα έκτακτα συμβάματα πιο συχνά από ό,τι το στηθοσκόπιο, εν μέρει επειδή είναι δύσκολο να παρακολουθεί κάποιος ταυτόχρονα στους αναπνευστικούς και τους καρδιακούς ήχους. Παρόλους του περιορισμούς το στηθοσκόπιο παραμένει ένα πολύτιμο επιπρόσθετο μέσο παρακολούθησης, αλλά μόνο ως συμπλήρωμα στους υπάρχοντες συναγερμούς αποσύνδεσης, την παλμική οξυμετρία, την καπνογραφία και την άμεση παρατήρηση του ασθενούς. (21) Η ανάλυση των πνευμονικών ήχων μέσω υπολογιστή (Computer-aided lung sound analysis, CALSA) σχεδιάστηκε για να υπερβεί τα προβλήματα της κλασσικής ακρόασης με στηθοσκόπιο και να επιτρέψει την ποσοτική αποτύπωση των πνευμονικών ήχων. Οι ψηφιακά ηχογραφημένοι πνευμονικοί ήχοι μπορούν να συλλεχθούν εύκολα και έχει αποδειχθεί ότι παρουσιάζουν μεγάλη επαναληψιμότητα τόσο από άτομο σε άτομο, όσο και στο ίδιο άτομο από αναπνοή σε αναπνοή. Η όποια ποικιλότητα μεταξύ των ατόμων μπορεί να αιτιολογηθεί από τις διαφορές ύψους, φύλου και ανατομικών χαρακτηριστικών. Οι ηχογραφημένοι τρίζοντες έχει βρεθεί ότι διαφέρουν σε μια σειρά από α- σθένειες, επιτρέποντας έτσι τη διαφοροδιάγνωση μεταξύ της χρόνιας αποφρακτικής πνευμονοπάθειας, της κυψελιδικής ίνωσης, της βρογχιεκτασίας, της καρδιακής ανεπάρκειας, της ασβέστωσης και του πνευμονικού οιδήματος. Η ανάλυση των πνευμονικών ήχων μέσω υπολογιστή έχει ήδη χρησιμοποιηθεί για την εκτίμηση της απόκρισης των βρόγχων σε αγγειοδιασταλτικά και αγγειοσυσπαστικά σε ενήλικες και παιδιά. Σε συνδυασμό με σπιρομέτρηση η ανάλυση μέσω υπολογιστή αύξησε την ευαισθησία της διάγνωσης πνευμονικής νόσου και κατέστησε δυνατό τον εντοπισμό πρώιμων σημείων αναπνευστικής νόσου που δεν θα αναγνωριζόντουσαν μόνο από την σπιρομέτρηση. Η ανάλυση των πνευμονικών ήχων μέσω 89

90 υπολογιστή μπορεί επίσης να προσφέρει μια πιο ευαίσθητη ένδειξη των μικρών αλλαγών στη γεωμετρία των αεροφόρων οδών. Τα δεδομένα που απαιτούνται για την ανάλυση των πνευμονικών ήχων μέσω υπολογιστή είναι εύκολο να συλλεχθούν. Ο απαραίτητος εξοπλισμός περιλαμβάνει ένα μικρόφωνο και μια συσκευή ηχογράφησης που να μπορεί να αποθηκεύσει τα δεδομένα σε ψηφιακή μορφή. Στο μέλλον ο στόχος θα πρέπει να είναι η ανάπτυξη εξοπλισμού και λογισμικού φορητού που να επιτρέπει στον κλινικό γιατρό τη μέτρηση παρά την κλίνη του ασθενούς και την ερμηνεία των δεδομένων γρήγορα και με ακρίβεια. (20) 12.Διάγνωση της ατελεκτασίας Εισαγωγή Οι παθολογίες του αναπνευστικού συστήματος έχουν αξιολογηθεί με μια ποικιλία απεικονιστικών τεχνικών, όπως ακτινογραφίες θώρακος, αξονικές και μαγνητικές τομογραφίες. (20)Υποψία εγκατάστασης ατελεκτασίας τίθεται όταν σημειώνεται μεταβολή της φυσιολογίας των πνευμόνων που να σχετίζεται με ατελεκτασία (π. χ. ελαττωμενη ευενδοτότητα, ελλιπής οξυγόνωση). Η επιβεβαίωση της διάγνωσης της ατελεκτασίας είναι εφικτή με μία σειρά μεθόδων. (11) Η οπτική απεικόνιση της ατελεκτασίας απαιτεί αξονική τομογραφία των πνευμόνων. Στις περισσότερες συμβατικές ακτινογραφίες θώρακα δεν απεικονίζονται οι πυκνώσεις του πνεύμονα. (17). Απεικονιστικές μέθοδοι διάγνωσης της ατελεκτασίας Ακτινογραφία θώρακος Η ατελεκτασία ενός τμήματος ή ενός λοβού του πνεύμονα απεικονίζεται στην απλή ακτινογραφία θώρακος ως πύκνωση του υπό διερεύνηση τμήματος ή λοβού. Τα γενικά ακτινολογικά σημεία της ατελεκτασίας σχετίζονται με την απώλεια πνευμονικού όγκου. Το πιο αξιόπιστο και άμεσο σημείο ατελεκτασίας είναι η παρεκτόπιση της μεσολοβίου σχισμής. Τα άλλα σημεία απώλειας πνευμονικού όγκου (ανύψωση του ημιδιαφράγματος, μετατόπιση μεσοθωρακίου) παρατηρούνται εντονότερα πλησίον του σημείου απώλειας του πνευμονικού όγκου. Παρατηρείται επίσης αντιροπιστική υπερδιάταση των υπολοίπων πνευμονικών 90

91 λοβίων στον πάσχοντα λοβό και η ατελεκτασική περιοχή εμφανίζεται με αυξημένη αδιαφάνεια και συχνά με τριγωνικό σχήμα σε τουλάχιστον μια ακτινογραφική προβολή. Για παράδειγμα, όταν η ατελεκτασία είναι αποτέλεσμα εγγύς απόφραξης βρόγχου, στο εγγύς βρογχικό διακρίνεται το κώλυμα, πέραν του οποίου το βρογχικό δέντρο δεν αερίζεται. Εάν η ατελεκτασία είναι αποτέλεσμα απορρόφησης, τα ακτινολογικά σημεία αυτής είναι παρόμοια με αυτά της πνευμονικής πύκνωσης. Το πνευμονικό παρέγχυμα γίνεται ακτινοσκιερό και παρουσιάζει ακτινολογικά αντίθεση με το βατό βρογχικό δέντρο που το διατρέχει. (αεροβρογχόγραμμα) Πλέον των των προαναφερθέντων εικόνων που αφορούν στο βρογχικό δέντρο υπάρχουν και άλλα χαρακτηριστικά που υποσημαίνουν ατελεκτασία. Το σημείο «σιλουέτας» επιτρέπει την ταυτοποίηση του λοβού ή του τμήματος του πνεύμονα που πάσχει. Το σημείο αυτό βασίζεται στην αρχή ότι η εγγύτητα μιας πλήρως ατελεκτασικής περιοχής με μια παρακείμενη δομή όπως είναι το διάφραγμα ή η καρδιά έχει ως αποτέλεσμα την εξάλειψη του ορίου μεταξύ της περιοχής του πνεύμονα και της δομής αυτής. Κύριο χαρακτηριστικό της ατελεκτασίας είναι η απώλεια όγκου από το πάσχον τμήμα του πνεύμονα. Το γεγονός αυτό σχετίζεται με δευτερογενείς αλλαγές στις παρακείμενες δομές στην προσπάθειά τους να γεμίσουν το κενό που προκύπτει από την απώλεια όγκου και έχει ως αποτέλεσμα μεταβολές που περιλαμβάνουν την μετατόπιση του μεσοθωρακίου ή των πνευμονικών πυλών προς την κατεύθυνση της πάσχουσας περιοχής, την ανύψωση του σύστοιχου με τη βλάβη ημιδιαφράγματος και δευτερογενές (ή αντισταθμιστικό) εμφύσημα του παρακείμενου μη ατελεκτασικού πνευμονικού παρεγχύματος. (11) Η ακτινογραφία θώρακος παρέχει μια εικόνα της έκτασης και της βαρύτητας μιας παθολογικής κατάστασης σε μια δεδομένη χρονική στιγμή. Πολλές φορές όμως η ακτινογραφία θώρακος μπορεί να χρειαστεί μια ή και δύο ημέρες μέχρι να ανιχνεύσει παθολογικές οντότητες που άλλες κλινικές μέθοδοι έχουν ήδη ανιχνεύσει. (20) Η δυνατότητα της συμβατικής ακτινογραφίας θώρακος να ανιχνεύσει την ατελεκτασία που εγκαθίσταται κατά τη διάρκεια της γενικής αναισθησίας ή κατά τη διάρκεια του μηχανικού αερισμού σε κατακεκλιμένους βαρέως πάσχοντες είναι λιγότερο ευχερής.(11) Παρόλο που η ακτινογραφία θώρακος είναι μια ευρέως διαδεδομένη, απλή και αξιόπιστη ως προς την εικόνα που παρέχει μέθοδος, η λεπτομερής ερμηνεία της μπορεί να αποδειχτεί περίπλοκη. Επιπρόσθετα η εκτίμηση της ακτινογραφίας 91

92 εμπεριέχει υποκειμενικότητα, αστάθεια και αβεβαιότητα, ακόμη και όταν αυτή γίνεται από έναν έμπειρο ακτινολόγο. Έχει βρεθεί ότι η ακτινογραφία θώρακος είναι η πιο συχνά εσφαλμένα εκτιμώμενη εξέταση. Σε κάποιες περιπτώσεις οι ακτινογραφίες θώρακος μπορεί να υποδεικνύουν πιο εκτεταμένη νόσο από όσο είναι στην πραγματικότητα, ενώ σε άλλες περιπτώσεις μπορεί να υποεκτιμούν τη νόσο. Σε κάθε περίπτωση η σύγκριση με προηγούμενες ακτινογραφίες θώρακος παρέχει ένα μέτρο του βαθμού βελτίωσης ή επιδείνωσης σε βάθος χρόνου, καθώς και του βαθμού ανταπόκρισης στη θεραπεία. Για την εκτίμηση των ακτινογραφιών θώρακος έχουν αναπτυχθεί διάφορα συστήματα βαθμολόγησης για κάθε παθολογική κατάσταση και έχουν καταβληθεί προσπάθειες ηλεκτρονικής ανάλυσης των ακτινογραφιών. Κανένα σύστημα δεν έχει γίνει καθολικά αποδεκτό.(21) Άλλες απεικονιστικές τεχνικές διάγνωσης της ατελεκτασίας Αξονική τομογραφία Η αξονική τομογραφία καθιερώνεται ως η πρωτιμώμενη μέθοδος απεικόνισης των πνευμόνων εξαιτίας της διαρκώς αυξανόμενης διαθεσιμότητάς της, της ανάλυσης, του υψηλού λόγου σήματος / θορύβου (signal/noise ratio) για το πνευμονικό παρέγχυμα και της ταχύτητάς της. Από τη συμβατική αξονική τομογραφία μπορεί να μετρηθεί ο όγκος κάθε πνευμονικού τμήματος, η κατανομή του αερισμού και η ανταπόκριση στους χειρισμούς επανεπιστράτευσης των κυψελίδων σε ασθενείς με διαφορετική παθολογία. Η ατελεκτασία στην αξονική τομογραφία ορίζεται ως η μεταβολή της πυκνότητας των εικονοστοιχείων (pixels) από -100 έως μονάδες Hounsfield. Οι μονάδες Hounsfield ποσοτικοποιούν την ελάττωση της πυκνότητας της εικόνας στην αξονική τομογραφία. Η έκταση της ατελεκτασίας στις υποκείμενες περιοχές του πνεύμονα μπορεί να ελαττωθεί με τη χρήση τελοεκπνευστικής πίεσης (PEEP). Η τιμή κατωφλίου των 900 μονάδων Hounsfield επιτρέπει τον αξιόπιστο εντοπισμό των υπερδιατεταμένων περιοχών που οφείλονται στην χρήση PEEP. Σειρά κλινικών μελετών σε ανθρώπους έχει δείξει την ταυτόχρονη έναρξη της επανεπιστράτευσης των κυψελίδων και της υπερδιάτασης με τη χρήση PEEP 10 και 20 εκατοστών στήλης νερού. Αυτές οι προσεγγίσεις βρίσκουν εφαρμογή τόσο στη διάγνωση, όσο και στη θεραπεία της ατελεκτασίας, διότι φανερώνουν την τάση της τραυματικής 92

93 (injurious) περιοχικής υπερδιάτασης που είναι αποτέλεσμα των προσπαθειών αναστροφής της ατελεκτασίας (αυξημένη τιμή PEEP, χειρισμοί επανεπιστράτευσης) στα πλαίσια του ARDS.(11) Περιορισμός της μεθόδου είναι ότι μια τομή του πνεύμονα μπορεί να μην απεικονίζει την κατάσταση ολόκληρου του πνεύμονα. Το επίπεδο στο οποίο συνήθως γίνεται απεικόνιση με αξονική τομογραφία είναι 1 cm πάνω από το διάφραγμα, στο ύψος του μεσοκοιλιακού διαφράγματος. Η απεικόνιση σε αυτό το ε- πίπεδο συσχετίζεται ισχυρά με τις παρατηρούμενες διαταραχές στην ανταλλαγή των αερίων. Η εικόνα που λαμβάνεται σε αυτό το επίπεδο μπορεί να επηρεαστεί από το φαινόμενο του τμηματικού όγκου και να εκληφθεί ως ατελεκτασία. Με άλλα λόγια η ύπαρξη παρακείμενου στον πνεύμονα ιστού αυξημένης πυχνότητας μπορεί να επηρεάσει τη μέση πυκνότητα της λαμβανόμενης εικόνας εξαιτίας της μειωμένης ανάλυσης της τομογραφίας. Το φαινόμενο αυτό λαμβάνει μεγαλύτερες διαστάσεις όταν ο πνεύμονας είναι μικρός. Οι υποκείμενες περιοχές του πνεύμονα με αυξημένη πυκνότητα έχει αποδειχθεί ότι είναι ατελεκτασία. Ωστόσο το αίμα έχει πυκνότητα παρόμοια με αυτήν του πνευμονικού παρεγχύματος και οι διακυμάνσεις της ποσότητας του αίματος στο παρέγχυμα μπορεί να τροποποιεί ή να αιτιολογεί την ύπαρξη πυκνώσεων στην αξονική του θώρακα. Οι διακυμάνσεις της ποσότητας του αίματος είναι αποτέλεσμα της διακύμανσης της διαθωρακικής πίεσης. (14) Τομογραφία ηλεκτρικής εμπέδησης (electrical impedance tomography) Παρόλες τις λεπτομερείς πληροφορίες που παρέχει η αξονική τομογραφία για τα διάφορα τμήματα των πνευμόνων, ωστόσο, για προφανείς λόγους δεν είναι κατάλληλη για συνεχή παρακολούθηση του ασθενούς στο κρεβάτι του. Για τον ίδιο λόγο η αξονική τομογραφία δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τις όποιες μεταβολές γίνουν στον αναπνευστήρα του ασθενούς. Η τομογραφία ηλεκτρικής εμπέδησης προτείνεται ως μια νέα μη επεμβατική και ελεύθερη ακτινοβολίας μέθοδος για τη συνεχή παρακολούθηση της λειτουργίας των πνευμόνων. Ό- ντας συμπληρωματική στις καθιερωμένες ακτινολογικές τεχνικές και το συμβατικό monitoring των πνευμόνων η τομογραφία ηλεκτρικής εμπέδησης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη συνεχή οπτικοποίηση της λειτουργίας των πνευμόνων παρά την κλίνη του ασθενούς και την αξιολόγηση των διορθωτικών παρεμβάσεων στον α- ναπνευστήρα αναφορικά με τον περιοχικό αερισμό των πνευμόνων. 93

94 Η ηλεκτρική εμπέδηση ή απλώς η εμπέδηση αποτελεί ένα μέτρο της αντίστασης ενός υλικού σε ένα ημιτονοειδές εναλλασσόμενο ρεύμα. Η βιοεμπέδηση είναι ένας όρος που χρησιμοποιείται για να περιγράψει την απόκριση ενός ζώντος οργανισμού στη ροή ενός εναλλασσόμενου ρεύματος. Στους ανθρώπους ένας εισπνευστικός χειρισμός από την υπολειπόμενη χωρητικότητα έως τη ζωτική χωρητικότητα ενισχύει την βιοεμπέδηση κατά 300. Η καρδιακή λειτουργία και άρδευση προκαλούν μεταβολή της τάξης του 3 στην βιοεμπέδηση του θώρακα από τη διαστολή στη σύστολή. Επίδραση στη βιοεμπέδηση μπορεί να ασκηθεί και από το εξωκυττάριο υγρό των πνευμόνων, τις κινήσεις του σώματος και την αντίσταση του συνδυασμού δέρματος ηλεκτροδίων. Η τομογραφία ηλεκτρικής εμπέδησης μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε ασθενείς υπό μηχανικό αερισμό, αυτόματη αναπνοή και αερισμό με μάσκα οξυγόνου. Στους περιορισμούς της μεθόδου ανήκει το γεγονός ότι μπορεί να έχει χαμηλής ποιότητας σήμα σε μαζικό οίδημα πνευμόνων ή / και ιστών. Οι αισθητήρες επίσης είναι εξαιρετικά ευαίσθητοι στις κινήσεις του ασθενούς και για αυτόν τον λόγο η μέθοδος δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε ασθενοφόρα ή σε ασθενείς με μη ε- λεγχόμενες κινήσεις. Περιορισμός στη χρήση της μεθόδου επίσης αποτελεί η ύπαρξη εμφυτευμένου βηματοδότη ή απινιδωτή. Τα ηλεκτρόδια της συσκευή δεν μπορούν να μείνουν στην ίδια θέση για πάνω από 24 ώρες εξαιτίας των τραυμάτων εκ κατακλίσεως που είναι πιθανό να δημιουργήσουν. (22) Μαγνητική τομογραφία (MRI) Η μαγνητική τομογραφία επιτρέπει την τρισδιάστατη απεικόνιση χωρίς τη χρήση ιονίζουσας ακτινοβολίας. Με την MRI μπορούν να ταυτοποιηθούν μάζες και πυκνωτικές περιοχές του πνεύμονα. Η δυνατότητα διαφοροδιάγνωσης μαζών και πυκνωτικών περιοχών με την MRI δεν έχει τεκμηριωθεί ακόμη πλήρως. Η MRI έχει χρησιμοποιηθεί στα πρόωρα νεογνά για την μελέτη της αναπνευστικής δυσχέρειας (pulmonary dysfunction). Η μαγνητική τομογραφία δεν παρουσιάζει κάποιο ξεκάθαρο πλεονέκτημα έναντι της αξονικής ως προς την εκτίμηση της ατελεκτασίας.(11) 94

95 Υπερηχοτομογραφία Η υπερηχοτομογραφία χρησιμοποιείται συνήθως για την εκτίμηση υπεζωκοτικών συλλογών ή στα πλαίσια του υπερηχογραφικού ελέγχου της καρδιάς. Η υπερηχοτομογραφία έχει χρησιμοποιηθεί και για την εξέταση του πνευμονικού παρεγχύματος. Έχει προταθεί ως ένα γρήγορο βοηθητικό μέσο για τη διάγνωση της ατελεκτασίας και, στα πλαίσια του ARDS είναι χρήσιμο για την εξέταση των περιοχικών πυκνώσεων. Πρόσφατα η χρήση μιας συγκεκριμένης υπερηχογραφικής εντόπισης της καρδιακής ώσης, γνωστής ως καρδιακός παλμός, έχει προταθεί ως εξαιρετικά ευαίσθητος πρώιμος δείκτης ανίχνευσης της παρουσίας ατελεκτασίας. (11) Ο καρδιακός παλμός είναι ένα δυναμικό υπερηχογραφικό σημείο, που ορίζεται ως η απουσία ολίσθησης των πνευμόνων (lung sliding) σε συνδυασμό με την καταγραφή δονήσεων, οι οποίες είναι συγχρονισμένες με την καρδιακή δραστηριότητα που καταγράφεται στο μεσοπλεύριο διάστημα. Το μεσοπλεύριο διάστημα ορίζεται ως το τμήμα της επιφάνειας του πνεύμονα που βρίσκεται ανάμεσα σε δύο πλευρές και 0,5 cm χαμηλότερα από την υπερκείμενη πλευρά. Η ολίσθηση των πνευμόνων είναι ένα σφύζον (twinkling) δυναμικό υπερηχογραφικό σημείο, συγχρονισμένο με την αναπνοή και του οποίου η ύπαρξη φανερώνει απουσία πνευμοθώρακα. Η αντικατάσταση του σημείου ολίσθισης των πνευμόνων από ένα είδος παλμού συγχρονισμένου με τη ρυθμική δραστηριότητα της καρδιάς ορίζεται ως το σημείο του καρδιακού παλμού. Το σημείο αυτό αντιστοιχεί σε πλήρη ατελεκτασία του ενός πνεύμονα. (72) Η χρήση των υπερήχων μπορεί να προσφέρει σημαντικά πλεονεκτήματα στην εξέταση ασθενών εντός του χειρουργείου ή της ΜΕΘ (ταχύτητα, ευκολία ε- ξέτασης) χωρίς να χρειάζεται οι ασθενείς να μεταφερθούν ή να εκτεθούν σε ιονίζουσα ακτινοβολία. Ο ρόλος των υπερήχων στη διάγνωση της ατελεκτασίας μένει να διερευνηθεί περαιτέρω.(11) Απεικονιστικά ευρήματα ατελεκτασίας μεμονωμένων πνευμονικών λοβών Σε ατελεκτασία του δεξιού άνω λοβού ο ελάσσων κλάδος της δεξιάς πνευμονικής αρτηρίας και η δεξιά άνω πνευμονική φλέβα μετατοπίζονται προς τη μέση γραμμή και επάνω, και ο μείζων κατιών κλάδος της δεξιάς πνευμονικής αρτηρίας προς τα επάνω και πλάγια. Αντίστροφα, σε ατελεκτασία του δεξιού κάτω λοβού ο 95

96 μείζων κατιών κλάδος της δεξιάς πνευμονικής μετατοπίζεται προς τη μέση γραμμή και άνω και ο ελάσσων κλάδος της δεξιάς πνευμονικής αρτηρίας και η δεξιά άνω πνευμονική φλέβα μετατοπίζονται προς τα επάνω και πλάγια. Σε ατελεκτασία του αριστερού άνω λοβού ο ανιών κλάδος της πνευμονικής αρτηρίας και η αριστερή άνω πνευμονική φλέβα μετατοπίζονται προς τα επάνω και πίσω και ο κατιών κλάδος της πνευμονικής αρτηρίας προς τα επάνω. Σε ικανού βαθμού ακτινοσκιερότητα του ατελεκτασικού αριστερού άνω λοβού ο ανιών κλάδος της αριστερής πνευμονικής αρτηρίας και η αριστερή άνω πνευμονική φλέβα εξαφανίζονται και μόνο ο παρεκτοπισμένος κατιών κλάδος της αριστερής πνευμονικής αρτηρίας είναι ορατός. Αντίστροφα, στην ατελεκτασία του αριστερού κάτω λοβού ο κατιών κλάδος της αριστερής πνευμονικής αρτηρίας μετατοπίζεται προς τα κάτω και προς τη μέση γραμμή, ενώ ο ανιών κλάδος της πνευμονικής αρτηρίας και η αριστερή άνω πνευμονική φλέβα προς τα κάτω και περιφερικά. Σε πρώιμη ατελεκτασία του δεξιού άνω λοβού, εάν αυτός αερίζεται σε κάποιο βαθμό, οι παρεκτοπισμένες σχισμές δίδουν εμφάνιση λεπτών καμπυλών. Σε αυτήν τη φάση παρατηρούνται συρρέοντα αγγεία στον ατελεκτασικό λοβό και το δεξιό άνω μεσοθωρακικό όριο του λοβού είναι ορατό. Πιθανά επίσης να παρατηρηθεί μικρή μετατόπιση προς τα επάνω της δεξιάς πνευμονικής πύλης. Με την εμφάνιση ακτινοσκιερότητας στον ατελεκτασικό δεξιό άνω λοβό οι σχισμές που τον αφορίζουν φαίνονται σαν κυρτές επιφάνειες που παρεμβάλλονται μεταξύ αυτού και των υπερδιατεταμένων δεξιού μέσου και κάτω λοβού. Τα συρρέοντα αγγεία (συμπεριλαμβανομένων της δεξιάς πνευμονικής αρτηρίας και δεξιάς άνω πνευμονικής φλέβας) δεν είναι πλέον ορατά και το μεσωθωρακικό χείλος του λοβού ασαφοποιείται (σημείο σιλουέτας). Εάν ο λοβιακός βρόγχος παραμένει βατός, δίδεται εικόνα αεροβρογχογράμματος στον ατελεκτασικό πνεύμονα, το οποίο απουσιάζει σε περίπτωση που ο λοβιακός βρόγχος είναι πλήρως αποφραγμένος. Στην πλάγια ακτινογραφία ο ατελεκτασικός δεξιός άνω λοβός συχνά σχηματίζει μια τριγωνική σκιά, με την κορυφή της να αντιστοιχεί στην πύλη του πνεύμονα και τη βάση στην κορυφή του πνεύμονα. Αυτή η ακτινοσκιερή εικόνα που φαίνεται στην πλάγια ακτινογραφία ονομάστηκε και «σφήνα του μεσοθωρακίου» και, σύμφωνα με τον Nelson, συχνά μοιάζει με εικόνα ανοιχτής ομπρέλας. Σε εκσεσημασμένη ατελεκτασία του δεξιού άνω λοβού ο λοβός συρρικνώνεται έναντι της κορυφής του πνεύμονα ή του ανώτερου μεσοθωρακίου και η εικόνα του μπορεί εσφαλμένα να διαγνωσθεί ως πλευριτική πάχυνση της κορυφής του πνεύμονα ή ως μάζα του μεσοθωρακίου. 96

97 Η μετατόπιση του μεσοθωρακίου είναι λιγότερο έντονη σε ατελεκτασία του δεξιού άνω από ό,τι σε ατελεκτασία του δεξιού κάτω λοβού. Σε ατελεκτασία του δεξιού άνω λοβού μπορεί να παρατηρηθεί εμφανής μετάθεση της τραχείας προς τα δεξιά. Επιπρόσθετα, μπορεί να παρατηρηθεί ανύψωση του δεξιού ημιδιαφράγματος. Τα μεσοπλεύρια διαστήματα σε ατελεκτασία του δεξιού άνω λοβού μεταβάλλονται ελάχιστα έως καθόλου σε σχέση με τη φυσιολογική τους εμφάνιση. Σε μέτριου προς μεγάλου βαθμού ατελεκτασία η αντισταθμιστική υπερέκπτυξη του δεξιού μέσου και του δεξιού κάτω πνευμονικού λοβού γίνονται αντιληπτές τόσο από την ελάττωση του μεγέθους και του αριθμού των ορατών αγγείων, όσο και από την υπερδιαφάνεια του δεξιού μέσου και κάτω πνευμονικού λοβού. Μερικές φορές το ανώτερο τμήμα του υπερδιατεινόμενου δεξιού μέσου και κάτω λοβού παρεμβάλλεται μεταξύ του μεσοθωρακίου και του συμπτυσσόμενου δεξιού άνω λοβού. Η εικόνα αυτή είναι γνωστή ως «σημείο δρεπανιού» (Luftsichel sign) και είναι πιο συνηθισμένη στην ατελεκτασία του αριστερού άνω λοβού σε σχέση με την ατελεκτασία του δεξιού άνω λοβού. Ο Golden περιέγραψε πρώτος το 1925 μια χαρακτηριστική διόγκωση με φορά προς τα κάτω στο μέσο τμήμα της ελάσσονος μεσολόβιας σχισμής σε ατελεκτασία του δεξιού άνω λοβού, η οποία οφειλόταν σε μεγάλη μάζα της δεξιάς πνευμονικής πύλης. Το σημείο αυτό είναι πλέον γνωστό ως σημείο S του Golden (Golden's S sign) εξαιτίας του σχήματος αντεστραμμένου S της ελάσσονος μεσολόβιας σχισμής στην προσθιοπίσθια προβολή. Το σημείο αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για ατελεκτασία οποιουδήποτε λοβού, εφόσον παρατηρείται εντοπισμένη κυρτή διόγκωση πλησίον των πνευμονικών πυλών των παρεκτοπισμένων μεσολόβιων σχισμών. Η αξονική τομογραφία μπορεί να επιβεβαιώσει την απώλεια όγκου των λοβών που φαίνεται στις ακτινογραφίες και συχνά απεικονίζει καλύτερα την παρεκτόπιση των μεσολόβιων σχισμών και την αντισταθμιστική υπερέκπτυξη των γειτονικών λοβών. Επιπλέον η αξονική τομογραφία βοηθά στη διαφοροδιάγνωση μεταξύ λοβώδους ατελεκτασίας, παχυπλευρίτιδας, πλευριτικής συλλογής ή μάζας του μεσοθωρακίου. Η αξονική τομογραφία επίσης είναι πιο ευαίσθητη στη διάγνωση κεντρικής απόφραξης βρόγχου εξαιτίας όγκου ως αίτιο ατελεκτασίας. Τα απεικονιστικά στοιχεία της αξονικής τομογραφίας που υποσημαίνουν λοβιακή απόφραξη κεντρικής εντόπισης περιλαμβάνουν το σημείο S, την παρουσία ενδοαυλικής μάζας, τη βράχυνση ή την πλήρη διακοπή της συνέχειας 97

98 του βρόγχου, την πλήρη απουσία του σημείου του αεροβρογχογράμματος ε- ντός του λοβού και την παρουσία βρογχογράμματος εντός του ατελεκτατικού λοβού περιφερικότερα της απόφραξης εξαιτίας της παρουσίας των εκκρίσεων. Σε πρώιμη ατελεκτασία του δεξιού μέσου λοβού η προσθιοπίσθια προβολή μπορεί να προβάλλει ελαφρή κύρτωση προς τα κάτω της ελάσσονος μεσολόβιας σχισμής. Το κατώτερο όριο του ατελεκτατικού δεξιού μέσου λοβού είναι συνήθως δυσδιάκριτο. Η ακτινοσκιερότητα του τοιχώματος του ατελεκτατικού μέσου λοβού συχνά προκαλεί εξάλειψη τμήματος ή ολόκληρου του δεξιού καρδιακού χείλους (σημείο σιλουέτας). Ο ατελεκτασικός δεξιός μέσος λοβός δίνει εικόνα στενού τριγώνου με την κορυφή του να κατευθύνεται πλάγια και τη βάση του να εκτείνεται κατά μήκος του δεξιού καρδιακού χείλους. Το ίδιο χαρακτηριστικό εύρημα μπορεί να εντοπιστεί και με αξονική τομογραφία. Η γραμμοειδής ατελεκτασία του δεξιού μέσου λοβού είναι συχνότερη της ατελεκτασίας ολόκληρου του λοβού. Η ατελεκτασία του μεσαίου τμήματος του δεξιού μέσου λοβού είναι η κοινότερη και μοιάζει πολύ με αυτήν ολόκληρου του μέσου λοβού, εκτός από το ότι η ελάσσων μεσολόβιος σχισμή παραμένει ορατή σαν μια λεπτή γραμμή, καθώς αφορίζεται από τον αεριζόμενο δεξιό άνω λοβό από επάνω και από το αεριζόμενο πλάγιο τμήμα του δεξιού μέσου λοβού. Σε πρώιμη ατελεκτασία του αριστερού άνω λοβού, εφόσον ο λοβός αερίζεται εν μέρει, η παρεκτοπισμένη μείζων μεσολόβια σχισμή μπορεί να φαίνεται σαν λεπτή καμπύλη. Ελαφρά μετατόπιση επίσης προς τα επάνω της αριστερής πνευμονικής πύλης είναι ορατή. Με την εμφάνιση της ακτινοσκιερότητας του αριστερού άνω λοβού η μείζων μεσολόβια σχισμή εμφανίζεται στην πλάγια προβολή ως μια κυρτή επιφάνεια μεταξύ του ατελεκτατικού αριστερού άνω λοβού και του υπερδιατεινόμενου αριστερού κάτω λοβού. Στην προσθιοπίσθια προβολή ο ατελεκτατικός αριστερός άνω λοβός εμφανίζεται ως μια ομοιογενής ακτινοσκιερότητα. Εάν οι βρόγχοι παραμένουν βατοί, μπορεί να είναι ορατό εντός του ατελεκτατικού λοβού αεροβρογχόγραμμα. Ωστόσο εάν ο λοβιακός βρόγχος του αριστερού άνω λοβού είναι αποφραγμένος, το αεροβρογχόγραμμα απουσιάζει. Με μια ήπια απώλεια όγκου του αριστερού άνω λοβού το μέγεθος της ακτινοσκιερότητας στην προσθιοπίσθια προβολή ελαττώνεται,όπως επίσης και το μήκος του αριστερού μεσοθωρακικού και του αριστερού καρδιακού χείλους που α- σαφοποιείται. Ο αριστερός λοβιακός βρόγχος συχνά ανευρίσκεται ανυψωμένος και σε πιο οριζόντια θέση από ό,τι φυσιολογικά και ο αριστερός λοβιακός βρόγχος 98

99 και ο κατιών κλάδος της αριστερής πνευμονικής αρτηρίας συχνά παρεκτοπίζονται προς τα επάνω. Συχνά επίσης το υπερδιατεινόμενο τμήμα του αριστερού κάτω λοβού υποσημαίνεται μεταξύ του ανώτερου μεσοθωρακίου και και του ανώτερου τμήματος της ακτινοσκιερής περιοχής του ατελεκτατικού αριστερού άνω λοβού, δίνοντας έτσι τo σημείο δρεπανιού (Luftsichel sign). Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τη σαφή διάκριση του αορτικού τόξου στην προσθιοπίσθια προβολή. Το σημείο δρεπανιού είναι τόσο συχνό, που θα μπορούσε να θεωρηθεί ως τυπικό της ατελεκτασίας του αριστερού άνω λοβού. Η αξονική τομογραφία συνήθως απεικονίζει τον ατελεκτασικό αριστερό άνω λοβό ως μια σφηνοειδή ακτινοσκιερή περιοχή με τη βάση της να κατευθύνεται προς το αριστερό πρόσθιο θωρακικό τοίχωμα και την κορυφή προς τα πίσω. Σε εκσεσημασμένη ατελεκτασία ο αριστερός άνω λοβός συμπιέζεται επί του αριστερού πρόσθιου τοιχώματος. Η ακτινοσκιερή περιοχή που αντιστοιχεί σε αυτόν μπορεί να μη δίνει αξιόλογη κλινική εικόνα στην προσθιοπίσθια προβολή, και στην πλάγια προβολή μόνο μια ζωνοειδής ακτινοσκιερή περιοχή παράλληλη με το πρόσθιο θωρακικό τοίχωμα είναι ορατή. Εξαιτίας του σχετικά μεγάλου όγκου του αριστερού άνω λοβού η αντισταθμιστική υπερδιάταση του αριστερού κάτω λοβού είναι πάντοτε ορατή. (23) Ατελεκτασία Πύκνωση Απώλεια πνευμονικού όγκου Εκσεσημασμένη Όχι σημαντική Αντιρροπιστικό εμφύσημα ++ - Μετατόπιση μεσοθωρακίου Προς την πάσχουσα πλευρά - Θέση διαφράγματος Μονόπλευρη ανύψωση Όχι σημαντική Πίνακας 4. Ακτινολογικές διαφορές μεταξύ ατελεκτασίας και πύκνωσης στα παιδιά(12) 99

100 Μη απεικονιστικές διαγνωστικές μέθοδοι της ατελεκτασίας Μικροσκοπία επί ζώντος (intravital microscopy) Η μικροσκοπία επί ζώντος του υπεζωκότα επιτρέπει την πειραματική απεικόνιση της ατελεκτασίας και της συμβολής της στην φλεγμονή των πνευμόνων (lung injury). Πέρα από τα ζητήματα προσβασιμότητας του υπεζωκότα τίθενται περιορισμοί και ως προς την ερμηνεία των ευρημάτων. Η απεικόνιση περιορίζεται στο πνευμονικό παρέγχυμα που βρίσκεται αμέσως κάτω από τον υπεζωκότα, με τις βαθύτερες στιβάδες να μένουν εκτός εύρους της συσκευής. Προφίλ κυτοκίνης Μια από τις μεθόδους ανίχνευσης της ατελεκτασίας πριν ακόμη αυτή δώσει κλινικά σημεία είναι ο προσδιορισμός των επιπέδων κυτοκινών στο βρογχοκυψελιδικό έκπλυμα. Πρέπει να σημειωθεί ότι η πειραματικά προκαλούμενη ατελεκτασία, ακόμη και όταν είναι τόσο σοβαρή που να αποβαίνει θανάσιμη, δεν σχετίζεται με αυξημένα επίπεδα κυτοκινών όταν δεν εφαρμόζεται μεγάλος αναπνεόμενος ό- γκος. Η μέτρηση του επιπέδου των κυτοκινών στο βρογχοκυψελιδικό έκπλυμα είναι ανέφικτη στην καθημερινή κλινική πράξη. (11) 13.Επιπτώσεις της ατελεκτασίας Η εγκατάσταση ατελεκτασίας συνδέεται με την ανάπτυξη μιας σειράς από παθολογίες, που περιλαμβάνουν την ελάττωση της ευενδοτότητας, την ελειμματική οξυγόνωση, την αυξημένη πνευμονική αγγειακή αντίσταση και την ανάπτυξη βλάβης του πνεύμονα (lung injury). Ελαττωμένη ευενδοτότητα των πνευμόνων. Η ελαττωμένη ευενδοτότητα αποδίδεται συμβατικά στην ελάττωση του όγκου των πνευμόνων, τέτοια που, οι κύκλοι εισπνοής-εκπνοής που εκκινούν από μια μικρότερη λειτουργική υπολειπόμενη χωρητικότητα των πνευμόνων (FRC) να ολοκληρώνονται σε ένα λιγότερο αποδοτικό σημείο της θεωρητικής καμπύλης πίεσης-όγκου. Αποτέλεσμα αυτού του γεγονότος είναι ότι καταναλώνεται περισσότερη ενέργεια, διότι με δεδομένη μεταβολή της διαπνευμονικής πίεσης έχουμε ως αποτέλεσμα μικρό- 100

101 τερο αναπνεόμενο όγκο εξαιτίας της σιγμοειδούς καμπύλης πίεσης-όγκου. Έχει προταθεί ανατομική εξήγηση για τη σχετιζόμενη με την ατελεκτασία ελάττωση της λειτουργικής υπολειπόμενης χωρητικότητας κατά τη γενική αναισθησία (ατελεκτασία εκ συμπίεσης). Ο συσχετισμος όγκου-πίεσης των πνευμόνων καθορίζουν το έργο της αναπνοής. Το έργο της αναπνοής μπορεί να αναλυθεί απεικονίζοντας την πίεση ως προς τον όγκο. Αύξηση της αντίστασης των αεραγωγών ή μείωση της ευενδοτότητας των πνευμόνων καθιστά αναγκαία την εφαρμογή μεγαλύτερης διαπνευμονικής πίεσης για την επίτευξη συγκεκριμένου αναπνεόμενου όγκου, με συνέπεια την αύξηση του έργου της αναπνοής. Η επίδραση των μεταβολών της ευενδοτότητας έχει τεκμηριωθεί καλά για την «μακροατελεκτασία» (την λοβιακή ατελεκτασία ή αυτήν του υποκείμενου τμήματος του πνεύμονα που δίνει και ακτινολογικά ευρήματα). Δεν υπάρχουν ευρήματα που να τεκμηριώνουν το αν η «μικροατελεκτασία» ( π.χ. η ατελεκτασία που προκύπτει μετά από σύντομη έκθεση σε αυξημένο εισπνεόμενο κλάσμα οξυγόνου κατά την προοξυγόνωση) έχει ανάλογες επιπτώσεις στη μηχανική του πνεύμονα. Ελαττωμένη οξυγόνωση. Σε πολλές περιπτώσεις το πιο έκδηλο αποτέλεσμα της ατελεκτασίας είναι η παρακώλυση της συστηματικής οξυγόνωσης. Το γεγονός αυτό αναγνωρίστηκε για πρώτη φορά κατά τη γενική αναισθησία, όπου η παθητική υπερδιάταση των πνευμόνων ανέστρεφε την υποξαιμία. Άλλες αναφορές σημείωναν ελάττωση της οξυγόνωσης κατά τη διάρκεια παρατεταμένου αερισμού με σταθερούς, μικρούς όγκους και απουσία ενδιάμεσων χειρισμών υπερδιάτασης. Η ατελεκτασία μπορεί να συμβεί ως αποτέλεσμα της υπεροξυγόνωσης. Εάν συνεχιστεί ο αερισμός με υψηλό κλάσμα εισπνεόμενου οξυγόνου, οι επιπτώσεις μπορεί να μη γίνουν αντιληπτές από την παλμική οξυμετρία αλλά μόνο από τη μέτρηση της μερικής πίεσης οξυγόνου του αρτηριακού αίματος. Το αίτιο της ελειμματικής οξυγόνωσης είναι αποτέλεσμα της ασυμφωνίας αερισμού-αιμάτωσης (ventilation-perfusion mismatch). Δύο είναι οι προσεγγίσεις που αμβλύνουν την ανάπτυξη της υποξίας. Η πρώτη περιλαμβάνει την διαλείπουσα υπερδιάταση, η οποία αναστρέφει το φαινόμενο της ανταλλαγής των αερίων. Η διατήρηση με εξωτερικές παρεμβάσεις του πνευμονικού όγκου προλαμβάνει την εγκατάσταση διεγχειρητικής ατελεκτασίας. Η δεύτερη περιλαμβάνει τροποποίηση της σύνθεσης του εισπνεόμενου δείγματος κατά την εισαγωγή στη γενική αναισθησία. Η παρέμβαση αυτή έχει αποδειχθεί 101

102 ότι επηρεάζει άμεσα την ανάπτυξη μικροατελεκτασίας σε υγιείς ανθρώπους που υποβάλλονται σε γενική αναισθησία, καθώς επίσης και σε ανθρώπους με οξεία βλάβη του πνεύμονα. Οι Rothen et al ανακάλυψαν ότι εγκαθίστατο πολύ μικρού βαθμού ατελεκτασία αμέσως μετά την εισαγωγή στη γενική αναισθησία σε ανθρώπους που αερίζονταν με μίγμα 30 οξυγόνου σε άζωτο σε σύγκριση με αυτούς που αερίζονταν με 100 οξυγόνο. Αυτό έρχεται σε συμφωνία με το εύρημα ότι ένα χαμηλής απορρόφησης από τις κυψελίδες συστατικό προλαμβάνει την πρώιμη εγκατάσταση ατελεκτασίας. Πνευμονική αγγειακή αντίσταση. Πρώιμες έρευνες έδειξαν ότι η πνευμονική αγγειακή αντίσταση ήταν ελάχιστη σε αερισμό με όγκο ίσο με τη λειτουργική υπολειπόμενη χωρητικότητα. Χορηγούμενος όγκος πολύ μεγαλύτερος από αυτήν την τιμή είχε ως αποτέλεσμα την συμπίεση των κυψελίδων εξαιτίας αυξημένων πιέσεων στον πνεύμονα (lung stretch), ενώ όγκος πολύ χαμηλότερος από την λειτουργική υπολειπόμενη χωρητικότητα είχε ως αποτέλεσμα τη συμπίεση των εξωκυψελιδικών αγγείων. Η παραδοχή αυτή εξηγούσε τις μεταβολές της πνευμονικής αγγειακής αντίστασης με βάση τις μεταβολές των πνευμονικών αγγείων (εφελκυσμός ή βράχυνση εξαιτίας αυξημένου χορηγούμενου όγκου ή συμπίεση εξαιτίας ελαττωμένου χορηγούμενου όγκου). Γεγονός είναι πάντως ότι περιοχική υποξία αναπτύσσεται σε ατελεκτασικούς πνεύμονες και έχει αποδειχτεί ότι ο μηχανισμός ανάπτυξης πνευμονικής αγγειακής αντίστασης από τα μεγάλα αγγεία οφείλεται στην αγγειοσύσπαση εξαιτίας της υποξίας, η οποια με τη σειρά της οφείλεται στη χαμηλή μερική πίεση του οξυγόνου στις κυψελίδες και το μικτό φλεβικό αίμα. Πρόσφατες μελέτες έδειξαν ότι μπορεί να σημειωθεί σημαντική αύξηση της αγγειακής αντίστασης και σε φυσιολογικούς πνεύμονες σε πειραματικό επίπεδο, οδηγώντας έτσι σε δυσλειτουργία της δεξιάς κοιλίας και αυξημένη διαρροή από τα τριχοειδή. Βλάβη του πνεύμονα (lung injury). Αυξημένος όγκος τεκμηρίων έχει συγκεντρωθεί σχετικά με τη μεγάλη σημασία της διατήρησης του πνευμονικού όγκου για την πρόληψη της βλάβης του πνεύμονα (lung injury). Η δημοσίευση των Webb και Tierney έδειξε ότι η εφαρμογή PEEP προλάμβανε την ανάπτυξη βλάβης του πνεύμονα εξαιτίας του υψηλού αναπνεόμενου όγκου. Σε απομονωμένους, μη αιματούμενους πνεύμονες που αερίζονται με ελάχιστη ή καθόλου PEEP παρατηρήθηκαν ελάττωση της ευενδοτότητάς τους και σημεία ανάπτυξης πνευμονικής βλάβης. 102

103 Η συνύπαρξη ατελεκτασίας με υψηλό αναπνεόμενο όγκο σχετίζεται με την παραγωγή υαλίνης μεμβράνης ταυτόχρονα με την περιοχική ανισοκατανομή της ατελεκτασίας και την υπερδιάταση των πνευμόνων. Άλλες μελέτες έδειξαν ότι η επαναλαμβανόμενη σύμπτωση των πνευμόνων ή η ατελεκτασία οδηγούν σε αυξημένη ενεργοποίηση των ουδετεροφίλων σε πνεύμονες που ήδη έχουν υποστεί βλάβη. Επιπλέον της βλάβης του πνεύμονα που προκαλείται από τους υψηλούς όγκους ο αερισμός του πνεύμονα με χαμηλούς όγκους επιδεινώνει τη βλάβη του πνεύμονα μέσω της επαναλαμβανόμενης σύγκλεισης των μικρών αεραγωγών. Η έννοια της ανεκτής υπερκαπνίας (permissive hypercapnia) εισάχθηκε προκειμένου να αποφευχθεί η βλάβη του πνεύμονα από τους υψηλούς ό- γκους ή τις υψηλές πιέσης εμφύσησης. Υψηλότερες τιμές διοξειδίου του άνθρακα γίνονται αποδεκτές για να αποφευχθεί το τραύμα εξαιτίας του όγκου ή της πίεσης που χορηγείται στους πνεύμονες, ιδίως σε παιδιατρικούς ασθενείς. Η ενίσχυση της βλάβης του πνεύμονα από την ατελεκτασία έχει επιπρόσθετες προεκτάσεις ως προς τη φλεγμονώδη απαντηση του πνεύμονα. Οι Tremblay et al εξέτασαν την επίδραση των στρατηγικών αερισμού στους μεσολαβητές της φλεγμονής του πνεύμονα παρουσία ή απουσία βλάβης του πνεύμονα και απέδειξαν ότι, απουσία PEEP η ελάττωση της ευενδοτότητας του πνεύμονα συνοδευόταν από αυξανόμενες συγκεντρώσεις κυτοκινών (TNF, ιντερλευκίνη-1). Τα ευρήματα αυτά επεκτάθηκαν και in vivo, όπου αναφέρθηκε ότι οι οι υψηλότερες τιμές κυτοκινών οφειλόμενες σε αυξημένο αναπνεόμενο όγκο παρατηρήθηκαν στα πλαίσια μηδενικής PEEP. Επιπλέον, η ατελεκτασία επιδείνωνε την ελάττωση της ευενδοτότητας που οφειλόταν στον υψηλό αναπνεόμενο όγκο. Τα δεδομένα αυτά δείχνουν ότι, ιδωμένος από τη σκοπιά της επιθυμητής έκβασης (επιβίωση), ο συνδυασμός χαμηλού αναπνεόμενου όγκου και ατελεκτασίας αποτελεί την πιο αρνητική στρατηγική αερισμού και ότι η αυξημένη συγκέντρωση κυτοκινών που παρατηρείται στους ασθενείς υπό υψηλό αναπνεόμενο όγκο πιθανά να είναι ήσσονος σημασίας. Κλινικές επιπτώσεις της ατελεκτασίας έξω από την χειρουργική αίθουσα. Οι ανεπιθύμητες δράσεις της ατελεκτασίας που εγκαθίσταται διεγχειρητικά παραμένουν και μετεγχειρητικά και μπορεί να επηρεάσουν την ανάνηψη του ασθενούς. Η ατελεκτασία μπορεί να επιμείνει για 2 ημέρες μετά από εκτεταμένη χειρουργική επέμβαση. Συχνά η πνευμονική δυσλειτουργία είναι πρόσκαιρη και η φυσιολογική λειτουργία επανέρχεται σύντομα μετά την επέμβαση και την αναισθησία. Σε κάθε περίπτωση όμως οι ασθενείς βιώνουν περιεγχειρητικές 103

104 αναπνευστικές επιπλοκές που μπορεί να σχετίζονται με την ελάττωση της λειτουργικής υπολειπόμενης χωρητικότητας. Κάποιες από τις επιπλοκές του αναπνευστικού, κυρίως η υποξία, συμβαίνουν κατά τη διάρκεια ή αμέσως μετά τη λήξη της αναισθησίας. Δεν υπάρχει ξεκάθαρη τεκμηρίωση ότι η ατελεκτασία αποτελεί την αιτία όλων αυτών των επεισοδίων μετεγχειρητικής υποξίας. Πιο πιθανή αιτία φαίνεται ότι είναι η αναπνευστική καταστολή η οφειλόμενη σε υπόλειμμα αναισθητικών φαρμάκων. Είναι όμως πιθανό ότι η πρόληψη εγκατάστασης ατελεκτασίας κατά τη διάρκεια της περιεγχειρητικής περιόδου θα αυξήσει τις πνευμονικές εφεδρείες σε οξυγόνο, ελαττώνοντας έτσι την πιθανότητα εμφάνισης όψιμων μετεγχειρητικών επιπλοκών. Δύο αμυντικοί μηχανισμοί του αναπνευστικού, ο βήχας και η απομάκρυνση των στερεών σωματιδίων επηρεάζονται αντίστροφα από την μεταβολή της μηχανικής της αναπνοής και του προτύπου της αναπνοής. Το γεγονός αυτό μπορεί να προδιαθέτει σε λοίμωξη του αναπνευστικού. Η ατελεκτασία και η πνευμονία συχνά αντιμετωπίζονται ενιαία, διότι οι μεταβολές που σχετίζονται με την ατελεκτασία προδιαθέτουν για πνευμονία. Παρόλη την έλλειψη τεκμηρίων συσχέτισης μεταξύ πνευμονίας και ατελεκτασίας, η ελάττωση ή η αποφυγή της ατελεκτασίας μπορει να περιορίσει τις μετεγχειρητικές αναπνευστικές επιπλοκές και έτσι να βελτιώσει την έκβαση. Αυτό μένει να αποδειχθεί.(11) Β.Ειδικό μέρος Εισαγωγή Στις αρχές του προηγούμενου αιώνα ο Pasteur περιέγραψε τη μετεγχειρητική ατελεκτασία και περιέγραψε τις μετεγχειρητικές επιπλοκές που οφείλονταν στους πνεύμονες. Η ατελεκτασία συμβαίνει τακτικά κατά την είσοδο στη γενική αναισθησία, παραμένει μετεγχειρητικά και μπορεί να προκαλεί αυξημένη θνητότητα και αυξημένες δαπάνες στο σύστημα υγείας. Η πρόληψη της ατελεκτασίας είναι σημαντική εξαιτίας των περιεγχειρητικών επιπλοκών που αναπτύσσονται εξαιτίας της. Οι επιπλοκές αυτές είναι α) περιεγχειρητική υποξαιμία β) υποξαιμία κατά την είσοδο στη γενική αναισθησία γ) υ- ποξαιμία κατά την αφύπνιση και στην αίθουσα ανάνηψης δ) μετεγχειρητικές επιπλοκές που ευθύνονται για μεγάλο ποσοστό θανάτων μετεγχειρητικά (14) 104

105 Τα μέσα που έχει ο αναισθησιολόγος στη διάθεσή του για την παρακολούθηση του αερισμού είναι: κλινική εξέταση, ακρόαση με το στηθοσκόπιο, κοινό ή οισοφαγικό, παλμικό οξύμετρο, παρατήρηση της κίνησης του θωρακικού τοιχώματος, διαρκής καταγραφή του τελοεκπνευστικού όγκου του διοξειδίου του άνθρακα με τη βοήθεια του καπνογράφου και σύνδεση σπιρομέτρου στο αναπνευστικό κύκλωμα για καταγραφή της ποσότητας της ροής των αναπνευστικών αερίων. (24(25) Οι μέθοδοι αυτές όμως παρουσιάζουν σειρά μειονεκτημάτων. Η ένδειξη που δίνει ο καπνογράφος μπορεί να επηρεαστεί από μια σειρά παραγόντων, όπως ο μεγάλος ή ο μικρός εισπνεόμενος όγκος, παρουσία νερού στον τραχειοσωλήνα και βλάβη της βαλβίδας εκπνοής. Η σπιρομέτρηση επηρεάζεται από σειρά παθήσεων, και η χρησιμότητά της έγκειται απλά στο ειδοποιήσει τον αναισθησιολόγο ότι κάτι συμβαίνει. (25) Το παλμικό οξύμετρο χρειάζεται sec, προκειμένου να δώσει ένδειξη, και από τη στιγμή που θα αποκατασταθεί ο αερισμός απαιτούνται 30 sec προκειμένου να δώσει νέα ένδειξη. (15) Η κύρια αδυναμία του στηθοσκοπίου είναι η επιλεκτική ενίσχυση και καταστολή συχνοτήτων, γεγονός που δε βοηθά τη διαρκή παρακολούθηση του αερισμού.(4) Η χρήση των αναπνευστικών ήχων προτείνεται τα τελευταία χρόνια ως λύση για την παρακολούθηση του αερισμού χάρη στην πρόοδο που έχει σημειωθεί τα τελευταία χρόνια στην υπολογιστική ισχύ και στον τομέα της επεξεργασίας σημάτων σε πραγματικό χρόνο. Σκοπός της παρούσας προοπτικής μελέτης παρατήρησης τύπου κοόρτης είναι η ανάπτυξη ενός συστήματος έγκυρης και έγκαιρης διάγνωσης της εγκατάστασης ατελεκτασίας σε ασθενείς υπό μηχανικό αερισμό με τη χρήση των πνευμονικών ήχων, και ειδικότερα των ήχων που μπορούν να καταγραφούν από το διοισοφάγειο στηθοσκόπιο. Το σύστημα αυτό θα πρέπει να μπορεί να διαχωρίσει με α- κρίβεια τους ατελεκτασικούς από τους μη ατελεκτασικούς κατατάσσοντάς τους σε μια από τις δύο κατηγορίες. Οι επιμέρους στόχοι είναι α) ο προσδιορισμός του διαγνωστικού κριτηρίου εγκατάστασης ατελεκτασίας μέσα από την ανάλυση των πνευμονικών ήχων β) ο έλεγχος του ανευρεθέντος κριτηρίου, τόσο ως προς την ανίχνευση της εγκατάστασης ατελεκτασίας, όσο και ως προς την επιβεβαίωση της απουσίας της. Με άλλα λόγια, η εφαρμογή του κριτηρίου που θα προκύψει τόσο στην ομάδα των ατελεκτασικών, όσο και στην ομάδα των μη ατελεκτασικών και ο έλεγχος της διαγνωστικής του ακρίβειας και στις δύο ομάδες γ) ο έλεγχος της δυνατότητας γενίκευσης του κριτηρίου αυτού στο σύνολο των ασθενών υπό μηχανικό αερισμό δ) η σύγκρι- 105

106 ση της προτεινόμενης μεθόδου με τις υπάρχουσες μεθόδους πιστοποίησης της ατελεκτασίας στους ασθενείς υπό μηχανικό αερισμό. Τα ερευνητικά ερωτήματα που διατυπώθηκαν με βάση τους παραπάνω στόχους της μελέτης είναι: α) Είναι εφικτή η ακριβής και αξιόπιστη διάγνωση της παρουσίας ή απουσίας ατελεκτασίας σε διασωληνωμένους ασθενείς υπό μηχανικό αερισμό με τη χρήση πνευμονικών ήχων; β) Μπορεί η προτεινόμενη μέθοδος να αποτελέσει ένα καινούριο εργαλείο διαρκούς παρακολούθησης (monitoring) και ελέγχου (screeening) του πληθυσμού των υπό μηχανικό αερισμό διασωληνωμένων ασθενών ως προς την εμφάνιση της ατελεκτασίας; γ) Πλεονεκτεί η προτεινόμενη μέθοδος ως προς τις υπάρχουσες μεθόδους διάγνωσης της ατελεκτασίας; Υλικό & Μεθοδος Χώρος διεξαγωγής της μελέτης Η μελέτη διεξάχθηκε στο Α.Ν.Θ. Θεαγένειο. Οι χώροι στους οποίους έγινε η συλλογή δεδομένων ήταν η Θωρακοχειρουργική Κλινική και η Β' Χειρουργική Κλινική, καθώς επίσης και τα χειρουργεία του νοσοκομείου. Τα δεδομένα στα οποία στηρίχθηκε η μελέτη προήλθαν από τον ιατρικό φάκελο των ασθενών, την προεγχειρητική αναισθησιολογική επίσκεψη και τη δειγματοληψία εντός του χειρουργείου. Για τη συλλογή δεδομένων και τη χρήση των χώρων του νοσοκομείου υποβλήθηκε σχετική αίτηση στο επιστημονικό συμβούλιο του νοσοκομείου (αριθμός πρωτοκόλλου: 992 / ) και χορηγήθηκε σχετική άδεια ( αριθμός πρωτοκόλλου: 849 / ) Ταυτότητα δείγματος Ο πληθυσμός της μελέτης συμπεριελάμβανε όλους τους ασθενείς που θα υποβάλλονταν σε προγραμματισμένη χειρουργική επέμβαση. Το δείγμα της μελέτης επιλέχθηκε από το πρόγραμμα χειρουργείου της περιόδου δειγματοληψίας βάσει των κριτηρίων εισόδου και αποκλεισμού που τέθηκαν για τη μελέτη. Το κριτήριo εισόδου στη μελέτη ήταν: 106

107 1) Οι ασθενείς να υποβάλλονται σε χειρουργική επέμβαση υπό γενική αναισθησία και με ενδοτραχειακή διασωλήνωση. Τα κριτήρια αποκλεισμού από τη μελέτη ήταν: 1) Αδυναμία τοποθέτησης διοισοφάγειου στηθοσκοπίου εξαιτίας παθολογικών καταστάσεων του οισοφάγου (κιρσοί, συρίγγια) ή επεμβάσεων στη στοματική κοιλότητα (ΩΡΛ & γναθοχειρουργικές επεμβάσεις). 2) Χειρουργικές επεμβάσεις εκτός θωρακικής κοιλότητας, που προκαλούν συμπίεση σε αυτήν (π. χ. μείζονες επεμβάσεις κοιλίας ή γυναικολογικές). Το κριτήριο αυτό τέθηκε εξαιτίας της αδυναμίας επιβεβαίωσης ή αποκλεισμού της εγκατάστασης ατελεκτασίας διεγχειρητικά σε πραγματικό χρόνο (μέσω απεικονιστικών μεθόδων). Οι πνεύμονες συμπιέζονται κατά τη διάρκεια της επέμβασης εξαιτίας των χειρουργικών χειρισμών (αντίρροπη θέση, πνευμοπεριτόναιο, χρήση αγγίστρων), χωρίς ωστόσο να μπορεί να προσδιοριστεί με ακρίβεια εάν και πότε α- ναπτύσσουν ατελεκτασία. Οι ασθενείς, μετά την αρχική επιλογή τους για τη μελέτη, χωρίζονταν σε δύο ομάδες (κοόρτες) ανάλογα με το εάν θα ανέπτυσσαν ή όχι διεγχειρητικά διαγνώσιμη ατελεκτασία. Για καθεμία από τις δύο αυτές ομάδες ορίστηκαν τα εξής επιπλέον ειδικά κριτήρια εισόδου: Για την ομάδα των ατελεκτασικών: 1) Οι ασθενείς να υποβάλλονται σε θωρακοχειρουργικές επεμβάσεις με τοποθέτηση ενδοτραχειακού σωλήνα διπλού αυλού. Σε αυτές τις επεμβάσεις περιλαμβάνονται οι λοβεκτομές του πνεύμονα και οι θωρακοσκοπικές επεμβάσεις (VATS). Η τοποθέτηση σωλήνα διπλού αυλού επιτρέπει την πρόκληση πλήρους ατελεκτασίας στον πνεύμονα που υποβάλλεται σε χειρουργικη επέμβαση καθώς και τον έλεγχο της εγκατάστασής της με άμεση όραση από το χειρουργικό πεδίο. Για την ομάδα των μη ατελεκτασικών: 1) Απουσία παθολογίας εκ του αναπνευστικού συστήματος Η απουσία παθολογίας του πνεύμονα τεκμηριώθηκε μέσα από χρήση των δεδομένων του προεγχειρητικού ελέγχου των ασθενών (ιστορικό υγείας, απουσία καπνισματικής συνήθειας, πόρισμα κλινικής εξέτασης και ακτινογραφία θώρακος). Ως ειδικό κριτήριο αποκλεισμού από την ομάδα των ατελεκτασικών ορίστηκε ο ατελής αποκλεισμός του μη υποκείμενου πνεύμονα. Για την ομάδα των μη ατελεκτασικών ως κριτήριο αποκλεισμού ορίστηκε 1) η εμφάνιση διεγχειρητικά σημείων ανεπαρκούς αερισμού, και πιο συγκεκριμένα i) αποκορεσμού (SaO 2 < 95) από το παλμικό οξύμετρο ή ii) ελάττωσης του αναπνεόμενου όγκου (V T ) ή 107

108 iii) αύξησης της αντιστάσεως των αεραγωγών (P peak > 40 cm H 2 O) 2) η κακοήθης παχυσαρκία 3) η τοποθέτηση του χειρουργικού τραπεζιού σε ανάρροπη θέση (θέση Trendelenburg) κατά τη διάρκεια της δειγματοληψίας. Η κατανομή των ασθενών σε μια από τις δύο κοόρτες έγινε πριν τη συλλογή των δεδομένων με βάση τα γενικά (είσοδος στη μελέτη), αλλά και τα ειδικά για κάθε ομάδα κριτήρια. Όσοι όμως από τους ασθενείς της κοόρτης των μη ατελεκτασικών παρουσίαζαν κατά τη διάρκεια της δειγματοληψίας σημεία ανεπαρκούς αερισμού κατατάχθηκαν μετά τη συλλογή των δεδομένων στην κοόρτη των ατελεκτασικών, ανεξάρτητα από το είδος της επέμβασης στην οποία υποβλήθηκαν. Α- ντίθετα, όσοι ασθενείς από την κοόρτη των ατελεκτασικών δεν παρουσίαζαν πλήρη σύμπτωση του αποκλειόμενου (μη υποκείμενου) πνεύμονα, αποκλείονταν αυτόματα από τη μελέτη. Παρόλο που η αλλαγή κοόρτης ή η απόρριψη έγινε μετά ή κατά τη δειγματοληψία, πρέπει να σημειωθεί ότι τα ειδικά αυτά κριτήρια αποκλεισμού για κάθε κοόρτη είχαν οριστεί πριν τη δειγματοληψία. Η μελέτη λοιπόν είναι μια προοπτική μελέτη παρατήρησης. Όλοι οι ασθενείς πριν συμπεριληφθούν στη μελέτη ενημερώθηκαν για τη διαδικασία και τα πιθανά συμβάματα και υπέγραψαν έντυπο συγκατάθεσης συμμετοχής στη μελέτη (παράρτημα I). Αντίγραφο του εντύπου συγκατάθεσης με μια σύντομη περιγραφή του ερευνητικού πρωτοκόλλου και τα στοιχεία επικοινωνίας του ερευνητή διδόταν στον κάθε ασθενή που προσεγγιζόταν για να ενταχθεί στη μελέτη, είτε αυτός τελικά δεχόταν να συμμετάσχει είτε όχι. Η ενημέρωση γινόταν την προηγούμενη από το χειρουργείο ημέρα κατά τη διάρκεια του προεγχειρητικού ελέγχου. Όλοι οι ασθενείς διατηρούσαν το δικαίωμα απόσυρσης από τη μελέτη. Διάταξη δειγματοληψίας Η διάταξη που χρησιμοποιήθηκε για την καταγραφή των πνευμονικών ήχων περιελάμβανε:(26) (27) (28) (29) (30) i. Το διοισοφάγειο στηθοσκόπιο ii. Ένα μικρόφωνο iii. Μια κάψα iv. Ένα low pass φίλτρο v. Έναν προενισχυτή vi. Έναν μετατροπέα αναλογικού σήματος σε ψηφιακό (analog-to-digital converter) 108

109 vii. Έναν ηλεκτρονικό υπολογιστή με λογισμικό καταγραφής και επεξεργασίας ήχου. Η χρήση του διοισοφάγειου στηθοσκοπίου προτιμήθηκε έναντι του προκάρδιου στηθοσκοπίου εξαιτίας του καθαρότερου και ισχυρότερου σήματος που αποδίδει. (31). Το διοισοφάγειο στηθοσκόπιο πλεονεκτεί επίσης έναντι της χρήσης αισθητήρων επί του θωρακικού τοιχώματος εξαιτίας της σταθερής του θέσης τοποθέτησης. Η διαφοροποίηση της θέσης του αισθητήρα επί του θωρακικού τοιχώματος επηρεάζει το προσλαμβανόμενο σήμα. Έχει αποδειχθεί διαφορά ως προς το πλάτος της έντασης των πνευμονικών ήχων μεταξύ δεξιού και αριστερού ημιθωρακίου σε διαφορετικές θέσεις στο θώρακα ακόμη και σε υγιείς ενήλικες. (32). Για τη διεξαγωγή της δειγματοληψίας χρησιμοποιήθηκε ένα στηθοσκόπιο της σειράς Surgimate της εταιρείας DeRoyal (Product No , 24 FR). Το μικρόφωνο συνδέθηκε στο διοισοφάγειο στηθοσκόπιο μέσω μιας πλαστικής κάψας καλυμμένης με χάλκινη ταινία πάχους 1 cm προκειμένου να ελαχιστοποιηθούν οι θόρυβοι του περιβάλλοντος και οι ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές στο μικρόφωνο. Το μικρόφωνο συνδέθηκε στη συνέχεια στο ενεργητικό low pass φίλτρο της διάταξης μέσω εισόδου line-in (1/8 jack). Η έξοδος του φίλτρου συνδέθηκε στον προενισχυτή για ενίσχυση της έντασης του σήματος και από εκεί στον μετατροπέα του σήματος προκειμένου να τροφοδοτηθεί στον υπολογιστή. Για την κατασκευή της διάταξης επιλέχθηκε ένα καρδιοειδές πολυκατευθυντικό μικρόφωνο πέτου επίπεδης ανταποκρισης (flat-response lapel microphone) της εταιρείας Sound Professionals (SP-LAV-22-DM-1M - Sound Professionals - USB High Sensitivity Cardioid (uni-directional) Lapel Microphone - Item #13152) μαζί με μετατροπέα της ίδιας εταιρείας. 109

110 Εικονα 4. Τεχνικά χαρακτηριστικά του μικροφώνου που χρησιμοποιήθηκε (33 more. [Online]. [cited 2014 Dec 6];[2]. Available from: URL: Εικόνα 5. Καμπύλη ανταπόκρισης συχνοτήτων του μικροφώνου (33 more. [Online]. [cited 2014 Dec 6];[2]. Available from: URL: Το low pass φίλτρο σχεδιάστηκε με το λογισμικό FilterCad (34). Πρόκειται για ένα ενεργητικό φίλτρο Butterworth 5ης τάξης το οποίο κατασκευάστηκε με chip της εταιρείας Linear Technology. Η συχνότητα που τέθηκε ως όριο για low 110

111 pass filtering ήταν τα 4000 Hz, με σκοπό να καλυφθούν όλες οι συχνότητες ενδιαφέροντος των πνευμονικών ήχων, και ιδιαίτερα αυτές που αντιστοιχούν σε βλάβες των βρογχιολίων. (30.) (35). Στη διάταξη χρησιμοποιήθηκε ο ένας τροφοδοτούμενος από μια μπαταρία του 1,5 V ενισχυτής από το μικρόφωνο πέτου EM-1 της εταιρείας Yoga. Η κάρτα ήχου που χρησιμοποιήθηκε ήταν η TAS3004 της Texas Instruments με δυνατότητα ψηφιοποίησης του ήχου στα 16 bit. Το λογισμικό που χρησιμοποιήθηκε για τη δειγματοληψία και την αρχική επεξεργασία των δειγμάτων ήταν το Audacity for Mac, Version Η συχνότητα δειγματοληψίας (sampling frequency) ορίστηκε στα Hz, προκειμένου να αποφευχθεί το φαινόμενο της αναδίπλωσης των υψηλότερων συχνοτήτων εντός της περιοχής των συχνοτήτων ενδιαφέροντος (aliasing). (35). Η συχνότητα δειγματοληψίας συμφωνεί με τις επιλογές των περισσότερων σύγχρονων ερευνητών για την ηχογράφηση των πνευμονικών ήχων και επιτρέπει, σε συνδυασμό με το φίλτρο, τη βέλτιστη απομόνωση του περιβαλλοντικού θορύβου, χωρίς να στερεί από το σήμα το συχνοτικό περιεχόμενο των επιπρόσθετων ήχων που πιθανά συνυπάρχουν.(36mmunications Technology; Jan; PyeongChang, South Korea. p. 148). Το λογισμικό που χρησιμοποιήθηκε για τη δειγματοληψία και την αρχική επεξεργασία των δειγμάτων ήταν το Audacity for Mac, Version