gli scambi: emogasanalisi, diffusione alveolo capillare del co a.o. ordine mauriziano torino s.c....
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GLI SCAMBI: EMOGASANALISI, DIFFUSIONE ALVEOLO CAPILLARE
DEL CO
A.O. ORDINE MAURIZIANO TORINOS.C. PNEUMOLOGIA
Lab. Fisiopatologia Respiratoria [email protected]
Emanuele Isnardi
L’EGA è il test standard di riferimento per la misura dei gas ematici
L’importanza di risultati accurati
National Committee for Clinical Laboratory Standards
“L’analisi dei gas ematici e del pH ha maggiore immediatezza ed impatto potenziale sulla cura del
paziente di ogni altra misura di laboratorio”.
“Nell’emogasanalisi un risultato non corretto può essere più deleterio per il paziente della mancanza di risultati.”
NCCLS Documento C27-A. Norme approvate, Aprile 1993
Errori della fase preanalitica
Errori commessi nell’intervallo antecedente l’analisi del campione ...
possono influenzare la qualità dei risultati…
e compromettere la diagnosi ed il trattamento del paziente
Quantità del campione
Eliminazione inadeguata della soluzione di lavaggio dal catetere prima del
prelievoPer evitare la diluizione del campione si deve eliminare completamente dal catetere qualsiasi traccia delle soluzioni di lavaggio
Si raccomanda di aspirare un volume di sangue da tre a sei volte lo “spazio morto” del catetere.
Bolle d’ariaDopo aver aspirato il campione ogni eventuale bolla d’aria deve essere espulsa prima di miscelare campione ed eparina
Volume relativo della bolla d’aria
Effetto su PO2
• Dimensioni della bolla rispetto al volume del campione
• Stato di ossigenazione iniziale del campione• Condizioni di conservazione
L’effetto della bolla d’aria dipenderà da:
• Tempo tra prelievo e analisi
• Temperatura• Tempo di miscelazione
EFFETTO AMPLIFICATO SE SI UTILIZZA LA
POSTA PNEUMATICA !
• temperatura / PCO2 / 2,3-difosfoglicerato
• pH
RIDUZIONE DELL’AFFINITA’
(Spostamento della curva a destra)
• temperatura / PCO2 / 2,3-difosfoglicerato
• pH
AUMENTO DELL’AFFINITA’
(Spostamento della curva a sinistra)
Dx: RIDUZIONE AFFINITA’
Sx: AUMENTO AFFINITA’
PO2 si utilizza ancora ossigeno
PCO2 si produce ancora anidride carbonica
pH soprattutto a causa delle variazioni della
pCO2 e glicolisi
Ca2+ le variazioni del pH influenzano il legame tra Ca2+ e proteine
Glu si metabolizza il glucosio
Lat a causa della glicolisi
Il metabolismo continua…
Condizioni di conservazione “STORICAMENTE” raccomandate
20’ - 30’ max a 0 - 4 °C in una sospensione di ghiaccio fondente
10’ - 20’ max a temperatura ambiente
Problemi di conservazione di un campione ematico in una siringa in plastica
effetti determinati dalla porosità della parete
(la direzione sarà dipendente dal gradiente pressorio)
il metabolismo
PLASTICA VETRO
pore size: 200 - 450 nm
pore density: 2x108/cm2
pore size: 3 - 50 nm
pore density: 4x106/cm2
O2
0.346 nm
Viwanitkit V, Int. J. Nanomedicine 2006
con l’abbassamento della temperatura si annullano gli effetti del metabolismo…
… ma si sposta a sinistra la curva di dissociazione dell’Hb aumentando l’affinità per l’O2
• temperatura / PCO2 / 2,3-difosfoglicerato
• pH
RIDUZIONE DELL’AFFINITA’
(Spostamento della curva a destra)
• temperatura / PCO2 / 2,3-difosfoglicerato
• pH
AUMENTO DELL’AFFINITA’
(Spostamento della curva a sinistra)
Stability of blood gases in ice and at room temperature
“…Changes also occur in the solubility in plasma as the temperature falls. As the blood is cooled, the oxygen-hemoglobin dissociation curve is shifted to the left, resulting in an increased affinity of hemoglobin for oxygen. At the same time, the blood acts as a
dilute aqueous solution and the solubility of oxygen increases from 21.4 ml O2/L plasma at 37°C to 39.5 ml O2/L plasma at 4°C...”
Liss HP and Payne CP. Chest 1993
"... I cambiamenti si verificano anche nella solubilità nel plasma se la temperatura scende. Non appena il sangue viene raffreddato, la curva di dissociazione ossiemoglobinica si sposta sinistra, con un conseguente aumento dell’affinità dell'emoglobina per l'ossigeno. Allo stesso tempo, il sangue, agisce come una soluzione acquosa diluita e la solubilità di ossigeno passa da 21,4 ml O2 / L plasma a 37 ° C a 39,5 ml O2 / L plasma a 4 ° C. .. "
IFCC: Sampling, transport and storage for pH, blood gases and electrolytesEur J Clin Chem Clin Biochem 1995; 33:247-253
...apparentemente il metabolismo compensa gli effetti della porosità
della plastica...
Stability of blood gases in ice and at room temperature
“…We do believe that clinically important changes will not occur if less than 30 min will elapse between drawing and analyzing the blood sample. If plastic syringes are
used, they should not be placed in ice, since the may result in potentially more oxygen diffusing into the sample….”
Liss HP and Payne CP. Chest 1993
"...non si verificheranno cambiamenti clinicamente importanti se il tempo che intercorre tra il prelievo e l'analisi del campione di sangue sarà inferiore a 30 minuti. Se sono utilizzate siringhe di plastica, esse non dovrebbero essere messe in ghiaccio perché questo permetterà che molto più ossigeno si diffonda nel campione ... ".
BASALE 15’ 30’ 60’
pO263 65
(+3.1%)68
(+7.9%)79
(+25.3%)
BASALE 15’ 30’ 60’
pO262 63
(+1.6%)63
(+1.6%)
64(+3.2%)
SIRINGA DI PLASTICA IN GHIACCIO FONDENTE
SIRINGA DI PLASTICA A TEMPERATURA AMBIENTE
pO2
0
20
40
60
80
100
120
140
160
t0 ice+15 ice+30 ice+60
Temperatura ambiente o ghiaccio fondente?
plastica non in ghiaccio fondente campioni vanno analizzati entro 20 minuti vetro + ghiaccio alti valori PO2
CONCLUSIONI
Nel vetro non ci sono perdite, nella plastica si.
“la pratica di eseguire esami di laboratorio
al letto del paziente o vicino al luogo di
degenza il cui esito porti alla possibilità di
incidere sulle
decisione cliniche”
(Norma ISO 22870:2006)
POINT OF CARE TESTING (POCT)
La perdita di sangue dovuta a prelievi ematici è poco conosciuta, ma al tempo stesso significativa causa di anemia in ICU. I pazienti ricoverati in ICU subiscono in media 4,6 prelievi al giorno, per un volume totale medio di 41,1 ml. I pazienti con catetere arterioso subiscono 4 prelievi al giorno, per un totale di 944 ml durante tutto il periodo di permanenza in ICU.
TEXTBOOK OF CRITICAL CARE
Mitchell P.Fink et All. Elsevier Masson Ed. 2007
La metà circa dei pazienti viene trasfusa come diretta conseguenza dell’eccessiva quantità di prelievi.
Mi avanza un po’ di sangue, vuoi che faccia un’emogas?
Maggiore sicurezza per Operatore e Paziente
Riduzione drastica del numero di prelievi arteriosi
Riduzione drastica del numero di emogasanalisi
Contenimento dei costi
APPROPRIATEZZA:
«EGA solo quando realmente necessaria e al contempo mantengo il paziente monitorato»
Capacità di diffusione
Fattore di trasferimento
Due processi fisici sono responsabili del
passaggio dell’O2 dall’aria al sangue e
della CO2 in direzione opposta:
la convezione
- attivo - necessita di energia- copre lunghe distanze
la diffusione- passivo- non necessita di energia
- si attua solo su distanze estremamente brevi
Così i polmoni possiedono due componenti funzionali:
• vie aeree (convezione)
• alveoli (diffusione)
La fase diffusiva della respirazione
quindi avviene qui
Metodi Tecnica Applicazioni
Respiro singolo(single breath o SB)
Analisi di CO ed He relativamente semplice; 10 sec di respiro trattenuto
Metodo più usato in clinica, utile anche per screening. Buona standardizzazione. E' il test più usato.
Steady State 1 (o SS) tecnica di Filey
Analisi di CO, C02, 02; Campione di sangue arterioso
Applicazioni cliniche, studi da sforzo
Steady State 2CO alla fine del Volume corrente
Campione alla fine del volume corrente Applicazioni cliniche, non usato per test da sforzo
Steady State 3 tecnica del Volume dello spazio morto
Analisi CO, si misura V t come media di respiri multipli e si sottrae V d
Applicazioni cliniche e test da sforzo
Steady State 4tecnica di PCO2 venosa mista
Analisi di CO e C02, è richiesta rirespirazione che va controllata attentamente
Non usata abitualmente in clinica
Rirespirazione (RB) Analisi rapida di He e CO (richiede analizzatori rapidi)
Applicabile in clinica, accurata, ma complessa
Lavaggio di equilibrio Analisi He e CO Applicazioni di ricerca
Intrarespiro (IB) Analisi CO e CH4 (metano) Screening
Captazione frazionaria di CO (FuCO)
Analisi di CO Correlazione con SS2 o screening
Resistenza membrana/globulo rosso (1/Dm + 1/ΘVc)
SB ripetuto prima e dopo respirazione di 02
Usato in ricerca
Il test di Diffusione alveolo-capillare con monossido di carbonio in respiro singolo
(DLCO sb)
Diffusione dei gas
O2
CO
Δ P
MEMBRANA
ALVEOLO
CAPILLARE
PLASMAMEMBRANA
ERIROCITARIA
INTERNO DEGLI
ERITROCITI
REAZIONI
CHIMICHE
O2 + Hb
CO + Hb
PcCOPACO
VDLCO
CO
-=
·
PcCO = 0
Affinità con l’emoglobina 210 volte superiore rispetto all’ossigeno
Requisiti del sistema di
misura
Esecuzione della
manovra
Algoritmi di calcolo
Calibrazioni e i controlli di
qualità
August and Marie Krogh (1874–1949) (1874–1943)
Requisiti del sistema di misura
Riguardo l’esecuzione di misure che richiedono l’utilizzo di gas, viene raccomandata l’attenta gestione delle bombole contenenti le miscele e la verifica delle pressioni di esercizio.
Al cambio di ogni bombola va aggiornata la concentrazione dei gas all’interno del software dell’apparecchio.
Usare miscele simili a quelle utilizzate per determinare i valori di riferimento
Centraline meteo
h. 8.00 T = 20° C h. 16.00 T = 30° C
7 % di errore
CALIBRAZIONE MISURA
Fattori ambientali
Strumenti
Due tipi di sistema:
• con raccolta di un campione di gas alveolare e successiva analisi
• con analizzatori rapidi e campionamento continuo del gas espirato
Sistemi con raccolta di campione alveolare
Sistema con campionamento continuo
CO2 e H2O
CO2 e umidità possono essere rimossi con vari sistemi (assorbitori, tubi permeabili) che possono richiedere manutenzione e una periodica sostituzione.
In alcuni casi è prevista una correzione via software successiva all’analisi.
L’umidità e la CO2 possono interferire nelle misure.
La casa costruttrice deve fornire dettagliate informazioni sulle
modalità di manutenzione e sulla tempistica di sostituzione di tali
sistemi di filtro.
Calibrazioni e i controlli di qualità
Simulatori:
• Costosi
• Ingombranti
• Poco diffusi
DLCO = 0
Vi = 3.3 litri (3 litri + correzione BTPS)
Taratura Analizzatori
Il soggetto non deve avere: consumato un pasto nelle ultime 2 ore
sostenuto un intenso sforzo fisico
un alto livello ematico di alcool
fumato da almeno 24h.
assunto O2 da almeno 10 min. (se clinicamente accettabile)
Esecuzione della manovra
Manovra inspiratoria
La corretta esecuzione della manovra per
acquisire il Volume Inspirato (Vi) è fondamentale
per la riuscita del test.
Una discrepanza del 15% tra Vi e VC induce un
errore del 5% sulla misura della DLCO
Manovra inspiratoria
Il Vi deve essere almeno l’ 85% della VC.
Questo spiega perché è necessario
ottenere una misura della VC prima
di eseguire il test.
Manovra inspiratoria
Raggiungimento del 85 % della VC
in < 4 secondi.
Apnea
E’ molto importante che il soggetto resti in apnea con
la sola chiusura della glottide e non si sforzi di
continuare a tirare dentro aria (manovra di Müller) e
neppure aumenti la pressione con il sostegno dei
muscoli addominali (manovra di Valsalva).
Apnea
La manovra di
Müller genera
un afflusso di
sangue ai
polmoni
determinando
una
sovrastima
della misura.
Apnea
La manovra di
Valsalva genera
una riduzione
della quantità
del sangue
presente nei
polmoni
determinando
una sottostima
della misura.
DLCO = 7.492 (-15.8%)
Manovra
corretta
Manovra di
Müller
Manovra di
Valsalva
DLCO = 8.906
DLCO = 9.493 (+6.5%)
Espirazione < 4’’
L’espirazione dovrebbe essere limitata a 6 secondi nei pz. ostruiti
Volume di wash-out: 750 ml – 1 litro
Se VC < 2 litri:Volume di wash-out: 500 ml
Emoglobina
La captazione di CO varia circa del 7% per 1 grammo di Hb.
Le formule per il calcolo del Tlco assumono un valore di emoglobina normale:
13.5 per le donne14.6 per gli uomini
Emoglobina
Uomini (Hb normale 14.6): DLCOc = DLCO oss. (10.22 + Hb)/(1.7 * Hb)
Donne e Bambini sotto i 15 a. (Hb normale 13.5):DLCOc = DLCO oss. (9.38 + Hb)/(1.7 * Hb)
Controllo di qualità
• valutazione immediata del test
• verifica della ripetibilità delle misure
Inspirazione pari ad almeno l’85% della Capacità vitale misurata
Inspirazione veloce e profonda (non superiore a 4 sec.)
Apnea di 8-12 secondi
Trattenere il respiro senza tensione (no Müller, no Valsalva)
Espirazione veloce e profonda (non superiore a 4 sec.)
Controllare il volume di scarto (se lo strumento lo permette)
Valutazione immediata (accettabilità)
Tipo di errore Effetto su DLCO
Incompleta espirazione ↓
Incompleta inspirazione ↓
Inspirazione lenta ↓
Valsalva durante apnea ↓
Muller durante apnea ↑
Espirazione lenta ↓
Precoce raccolta campione espirato ↓
Raccolta campione espirato ritardata ↑
• Eseguire un minimo di due, ma non più di 5 prove
• Attendere almeno 4 - 5 minuti tra una prova e la successiva
• Il test è terminato quando 2 misure rientrano nei criteri di accettabilità e non si discostano dal valore medio più del 10%.
Ripetibilità
Il valore riportato nel referto è la media di queste due misure.
Broncodilatazione
Non importa quanti errori tu faccia o quanto lenti siano i tuoi progressi, sarai
sempre ben più avanti di chi neppure ci prova.