Ten rozdział jest najbardziej istotny dla Sekcji F6(vi) z 2017 CICM Primary Syllabus, która oczekuje, że kandydaci na egzamin będą w stanie „wyjaśnić pojęcie shuntu”, oraz dla Sekcji V(ii), która prosi ich o „wyjaśnienie domieszki żylnej, jej związku z shuntem i niedopasowaniem wentylacja-perfuzja
(V/Q)”. Ta konkretna kwestia pojawiła się w pytaniu 6 z drugiej pracy z 2009 roku. Fakt, że pojawiło się tylko raz, nie powinien zniechęcać kandydatów do egzaminu do zapoznania się z tym tematem, gdyż jest on dość fundamentalny. Jeśli komuś zaszkliły się oczy od dyskusji na temat różnicy między domieszką żylną a shuntem, to przynajmniej równanie Berggrena powinien dobrze zrozumieć i zapamiętać, ponieważ jest to gra fair play w przyszłych pytaniach i stacjach viva.
Podsumowując:
- Shunt to krew, która dostaje się do systemowego krążenia tętniczego bez udziału w wymianie gazowej
- Domieszka żylna to taka ilość mieszanej krwi żylnej, która musiałaby zostać dodana do idealnej płucnej krwi end-kapilarnej, aby wyjaśnić obserwowaną różnicę między końcowoskurczowym PO2 a tętniczym PO2
- Frakcja shuntu to obliczony stosunek domieszki żylnej do całkowitego rzutu serca
- Równanie shuntu, inaczej nazywane równaniem Berggrena, służy do obliczania frakcji shunt:
Qs/Qt = (CcO2 – CaO2) / (CcO2 – CvO2)
gdzie
Qs/Qt = frakcja shuntu (przepływ shuntu podzielony przez całkowity rzut serca)
CcO2 = zawartość O2 w kapilarach płucnych, taka sama jak zawartość O2 w pęcherzykach płucnych
CaO2 = zawartość O2 w tętnicach
CvO2 = zawartość mieszanego O2 w żyłach- Źródła domieszki żylnej obejmują:
- „Prawdziwy” shunt wewnątrzpłucny, krew, która przechodzi przez regiony płuc, gdzie V/Q = 0
- Rozrzut V/Q, krew, która przechodzi przez regiony płuc, gdzie V/Q < 1.0
- Żyły Tebańskie, które dostarczają krew żylną mięśnia sercowego z niską zawartością tlenu
- Żyły Oskrzelowe, które drenują ściany oskrzeli
- Wewnątrzsercowe przesunięcia prawo-lewe
- Normalna frakcja przesunięcia u zdrowych dorosłych osób oddychających powietrzem w pomieszczeniu jest podobno bliska 0% (prawdopodobnie 0.4-1%)
- Normalna domieszka żylna wynosi zwykle około 3% rzutu serca.
Najbardziej szczegółowe wyjaśnienie tych pojęć można znaleźć w „Understanding the meaning of the shunt fraction calculation” autorstwa Cruz & Metting (1987), ale ten artykuł nie jest swobodnie dostępny, a z racji bycia kompleksowym może być nierozsądny dla rewizji w ostatniej chwili. Lepszym odniesieniem jest prawdopodobnie Bigeleisen (2001), który jest nie tylko wolnym artykułem, ale również takim, który został napisany z wyraźnym zamiarem wyjaśnienia tych pojęć ludziom, od których oczekuje się następnie nauczania innych.
Związek domieszki żylnej z shuntem
Co to jest „shunt”? Autorytatywnie brzmiący dokument z lat 70-tych („Glossary on respiration and gas exchange”, Hughes et al, 1973) definiuje to jako :
„Połączenie naczyniowe między drogami krążenia, tak że krew żylna jest kierowana do naczyń zawierających krew tętniczą”
Więc, to wyraźnie nie jest rodzaj shuntu, o którym tutaj mówimy. Dla fizjologii układu oddechowego, Wests (str.68 10. wydania) definiuje shunt jako:
„krew, która dostaje się do układu tętniczego bez przechodzenia przez wentylowane obszary płuc”
West nie próbuje dokonać rozróżnienia między domieszką żylną a shuntem, ale w innych podręcznikach (Nunna i Levitzky’ego włącznie) te dwa terminy są rozróżniane. W 8. wydaniu Nunn’a (str. 123), domieszka żylna jest zdefiniowana jako:
„stopień domieszki mieszanej krwi żylnej z płucną krwią endkapilarną, która byłaby wymagana do wytworzenia obserwowanej różnicy między tętniczym a płucnym PO2 endkapilarnym (zwykle przyjmowanym jako równe idealnemu PO2 pęcherzykowemu)”
Tak więc, „domieszka żylna” to obliczona szacunkowa ilość hipoksycznej krwi, która byłaby wymagana do wytworzenia mierzonych wyników tlenu tętniczego, dla danego rzutu serca. Jest to objętość odtlenowanej krwi z krążenia żylnego, która, jak się wydaje, ominęła płuca, nie uczestnicząc w żadnej wymianie gazowej.
Więc… Czym to się różni od shuntu? Otóż. Te dwa terminy są często używane zamiennie. Dla redaktorów Nunn’s, zamieszanie wśród studentów musiało być postrzegane jako tak duże, że uzasadniało powstanie krótkiego podrozdziału na temat nomenklatury, na końcu którego autorzy przyznali, że mimo iż te dwa pojęcia są różne, „domieszka żylna jest …często luźno określana jako shunt”.
Jednakże domieszka żylna nie jest shuntem. Jest to obliczona objętość, która wydaje się omijać płucną powierzchnię wymiany gazowej. Jest to iloczyn równania shuntu, które zakłada, że istnieją tylko dwa rodzaje pęcherzyków płucnych (doskonale wentylowane i doskonale zapadnięte). „Prawdziwy” shunt wewnątrzpłucny, w przeciwieństwie do tego, jest objętością krwi żylnej, która rzeczywiście ominęła napowietrzone pęcherzyki płucne i zwróciła odtlenowaną krew do lewego serca poprzez krążenie płucne. „Prawdziwy” shunt nie integruje wkładu żył Tebańskich i regionów pęcherzyków płucnych z V/Q stosunkami między 0 i 1.0, albo jakiekolwiek inne dodane źródła dodatkowej żylnej krwi przyczyniającej się do krążenia systemowego (jak wewnątrzsercowe prawo do lewego shunts) i dlatego obliczona żylna objętość domieszki będzie zwykle większa.
Tak więc, domieszka żylna nie szacuje dokładnie objętości prawdziwego shuntu wewnątrzpłucnego, ani nie pomaga określić dokładnie skąd pochodzi ta dodatkowa krew żylna. Sam termin „domieszka żylna” sugeruje, że istnieje jakaś znana ilość hipoksycznej krwi żylnej, która miesza się z krążeniem tętniczym, ale w rzeczywistości nie ma czegoś takiego; nigdy do końca nie wiadomo, jaka jest objętość krwi z shuntu ani jak bardzo jest ona hipoksyczna. Zamiast tego oblicza się pewien ułamek rzutu serca, który składa się z tej krwi. Jest to całkowicie uzasadniony skrót, ponieważ w rzeczywistości nie da się zmierzyć „prawdziwego” shuntu, gdyż praktycznie nigdy nie da się oddzielić frakcji krwi pochodzącej z prawdziwie niewentylowanych jednostek płucnych (V/Q =0) od krwi pochodzącej z jednostek jedynie niekompletnie wentylowanych (V/Q < 1.0). Z tego powodu uciekamy się do używania domieszki żylnej jako surogatu dla shuntu i podajemy ją jako „frakcję shuntu”, czyli Fshunt.
Typy shuntu i domieszki żylnej
Wygląda na to, że istnieje system klasyfikacji shuntu, który ma tendencję do różnicowania się w różnych podręcznikach (podczas gdy niektóre, np. Westa, porzucają cały pomysł klasyfikowania rzeczy). Nie tylko kategorie są różne, ale ta sama kategoria nominalna może mieć różne znaczenia dla różnych autorów. Dla przykładu, oto porównanie kategorii Nunn’a i Levitzky’ego:
Z Nunn’s, 8th edition | Z Levitzky’ego, 7th edition |
. |
Physiological shunts
|
Z Basic Physiology for Anaesthetists by Chambers et al (2015)
. |
To tylko kilka z możliwych taksonomii. Sądząc po braku odniesień do literatury, nie zostały one skomponowane w wyniku pracy jakiegoś ciała naukowego, ale raczej wymyślone przez każdego autora podręcznika niezależnie. W związku z tym nie można powiedzieć, która z nich jest „lepsza”. Kandydaci na egzamin są zachęcani do wybrania systemu i trzymania się go.
Bez próby uzasadnienia któregokolwiek z istniejących systemów klasyfikacji lub wymyślenia nowego, poniższa lista shuntów i domieszek shuntowych jest oferowana w stanie nieuporządkowanym.
Różne źródła domieszek żylnych
- „Prawdziwy” shunt przez bezużyteczne płuco: krew przechodząca przez chore płuco pneumoniczne (lub takie, które się zapadło), ze stosunkiem V/Q równym 0 (tj. żadne V, całe Q). Krew ta nie będzie wymieniać żadnych gazów.
- „Rozrzut V/Q”: Rejony płuc, które mają stosunek V/Q mniejszy niż 1, będą miały nieefektywną wymianę gazową i zwrócą płucną krew żylną, która jest niekompletnie natlenowana. Jak sama nazwa wskazuje, zawartość tlenu w takiej krwi będzie dostępna w szerokim zakresie, od krwi, która ściśle przypomina mieszaną krew żylną, do krwi, która jest tylko nieznacznie odtlenowana. Kategoria shunt anatomiczny z jakiegoś powodu wyklucza tę formę domieszki żylnej.
- Żyły Tebańskiego, inaczej znane jako venae cordis minimae, są maleńkimi bezzastawkowymi żyłami w ścianach czterech komór serca. Ich udział w przepływie krwi jest niewielki – badanie osób znieczulonych sugeruje, że przepływ w żyłach Tebesa stanowi od 0,12% do 0,43% całkowitego przepływu w aorcie. Jednak zawartość tlenu w tych żyłach jest prawdopodobnie bardzo niska, a wpływ na różnicę A-a nie jest trywialny.
- Żyły oskrzelowe przyczyniają się prawdopodobnie do nie więcej niż 1% całkowitego rzutu serca. To jest krew , która opuszcza aortę, odżywia ścianę oskrzeli , a następnie ponownie łączy się z centralnym krążeniem przez drenowanie do żył płucnych. Według Nunn’a, u pacjentów z bronchiektazą lub POChP udział ten może być znaczny – aż 10% rzutu serca.
- Wrodzona choroba serca z przesunięciem prawo-lewo jest możliwością, o której należy wspomnieć, ponieważ umożliwia prawemu sercu wyrzut do lewego obiegu, omijając płuca.
- Wewnątrzpłucne połączenia tętniczo-żylne, takie jak AVM lub przetoka, zrobiłyby dokładnie to samo, co shunt wewnątrzsercowy
- Wewnątrzpłucne źródła słabo natlenionej krwi, takie jak krew drenowana z niedotlenionej głębi guza płuca, lub portopulmonary shunts w chorobie wątroby, mogą dostarczyć bardzo ubogą w tlen krew do płucnego krążenia żylnego
- Wirtualny shunt jest wirtualny w tym sensie, że może faktycznie nie istnieć. Kiedy pomiar shuntu jest wykonywany bez próbki mieszanej krwi żylnej, wynik określany jest jako wirtualny. O ile można powiedzieć, ta terminologia jest unikalna dla prac opublikowanych przez, lub o, Nunn (zobacz Lawler & Nunn, 1984). Według oryginalnych autorów jest to „shunt, który wyjaśniałby związek między tętniczym PO2 a natchnionym stężeniem tlenu, gdyby różnica stężenia tlenu w tętnicy do mieszanego żylnego wynosiła 5 V %”.
Wielkość normalnej frakcji shunt
W pytaniu 6 z drugiego papieru z 2009 roku, egzaminatorzy CICM najwyraźniej oczekiwali jakiegoś stwierdzenia „normalnej” frakcji shunt lub wartości domieszki żylnej. W podsumowaniu, to jest daleko od jasności.
Dla shunt właściwy, różne źródła cytują bardzo różne frakcje. Na przykład, Smeenck et al (1997) zbadał to w grupie pacjentów przechodzących 100% tekstu tlenu przed kardiochirurgią i obliczył frakcję shunt 10%. Grupa ta, oczywiście, nie może być uznana za normalną lub zdrową, ponieważ wszyscy oni oczekiwali na operację kardiochirurgiczną. Ming i wsp. (2014) w swoim badaniu oceniającym test z użyciem 100% tlenu zastosowali frakcję shunt wynoszącą 5% jako wartość graniczną zakresu normalnego. Sarkar i wsp. (2017) w swoim przeglądzie podają 2-3%, ale nie podają źródła. Prawdopodobnie najbardziej autorytatywnym odniesieniem na ten temat jest Wagner i wsp. (1974), którzy wykorzystali MIGET do oceny zdrowych ochotników. Badani nie mieli w zasadzie żadnych zatorów przy normalnym powietrzu w pomieszczeniu, a średni zator wynosił około 3,2% przy oddychaniu 100% FiO2 (lub do 10,7% w przypadku jednego badanego), co badacze przypisali niedodmie denitrogenacyjnej.
Domieszanie żylne, mierzone u normalnych osób oddychających powietrzem w pomieszczeniu, wynosi zwykle około 3%. Wartość ta pochodzi od Saida & Banerjee (1963).