Hypodynamisk respirationsinsufficiens

Restriktiv lungeinsufficiens forårsaget af nedsat respiratorisk muskelkraft kaldes hypodynamisk insufficiens. Patienterne har i modsætning til ved parenkymatøst restriktivt svigt volumenreduktion med nedsat vitalkapacitet og total lungekapacitet, lave in- og eksspiratoriske tryk og oftest normal diffusionskapacitet. Dette kan føre til sekretstagnation og pneumoni samt natlig hyperkapni og hypoksi. Ved total lungekapacitet og vitalkapacitet <50% af forventet måles in- og eksspiratorisk flow-volumen-kurve og respirationsmuskeltryk. Er maksimalt inspiratorisk tryk <80 cm H 2 O og maksimalt eksspiratorisk tryk <100 cm H 2 O henvises til landsdelscenter. Nasalt snøftetryk <70 cm H 2 O og peakflow eller hostepeakflow <3-4 l/s er diagnostisk. Natlig hypoventilation med hyperkapni og hypoksi påvises ved natlig respirationsmonitorering.
Nye diagnostiske metoder i form af trykballonmålinger i oesophagus og ventrikel og involuntær nervus phrenicus-stimulation vinder indpas. Inspiratorisk muskelsvigt vil kunne bekræftes ved øsofagealt snøftetryk <70 cm H 2 O og stimulationstryk <10 cm H 2 O. Eksspiratorisk muskelsvigt bekræftes ved et gastrisk hostetryk <120 cm H 2 O og stimulationstryk <7 cm H 2 O.

Aftagende lungefunktion kan være af obstruktiv, restriktiv eller hypodynamisk karakter. De restriktive lungelidelser opdeles efter ætiologi i pulmonal og ekstrapulmonal lokalisation. I henhold til Sundhedsstyrelsens vejledning af december 1990 er behandling af de ekstrapulmonale, restriktive og hypodynamiske lungesvigt centraliseret til to respirationscentre på henholdsvis Århus Kommunehospital, anæstesiologisk afdeling, og Rigshospitalets Neurocenter. I Tabel 1 gives en oversigt over de tilstande, der kan føre til hypodynamisk svigt, og en opgørelse over patienter tilknyttet Respirationscenter Øst med angivelse af den procentvise fordeling efter diagnose.

Den diagnostiske udredning ved obstruktive og restriktive lungelidelser er tidligere gennemgået i Ugeskriftet (2). Her skal lungefunktionsundersøgelser, der har relevans ved diagnosticering og kvantificering af hypodynamisk respiratorisk svigt, beskrives.

Symptomer

Det kliniske billede ved hypodynamisk respiratorisk svigt adskiller sig på afgørende punkter fra symptomkomplekset ved respiratorisk svigt af anden årsag. Dyspnø optræder sent, i visse tilfælde aldrig, pga. disse patienters ringe aktivitetsniveau. Med aftagende lungefunktion optræder hosteinsufficiens ofte som det første symptom. Hosteinsufficiens skyldes eksspiratorisk kraftnedsættelse som accentueres, hvis der samtidig er stemmebåndsparese, som fx hos patienter med amyotrofisk lateralsklerose. Hoste er en vigtig backup-mekanisme for luftvejenes normale slimtransport. Hæmmes denne mekanisme, medfører sekretstagnation risiko for atelektase og pneumoni.

Hos patienter med kroniske neuromuskulære lidelser ses natlig hypoventilation mest udtalt under REM-søvn på et tidspunkt, hvor blodgasværdier målt i vågen tilstand endnu er normale. Under søvn er diaphragma den dominerende respirationsmuskel. Patienter med kronisk neuromuskulær sygdom, som har spinal muskelatrofi, har således mindre risiko for at udvikle natlig hypoventilation end Duchenne-patienter, hvis diaphragmafunktion er kompromitteret.

Natlig hypoventilation giver en række uspecifikke symptomer, der let overses: morgenhovedpine, langsom morgenstart, koncentrationsbesvær, dagtræthed og dårlig trivsel.

Patienter med diaphragmaparalyse benytter den abdominale muskulatur til vejrtrækningen og har paradoks-respiration, hvor abdominalindholdet displaceres mod thoraxhulen under inspiration. Sværhedsgraden af ortopnø korrelerer med graden af diaphragmasvækkelsen (3). Inter-kostale og accessoriske muskler kan til en vis grad kompensere for den manglende diaphragmafunktion, selv i liggende stilling.

Hos børn forveksles og behandles hypodynamisk respirationssvigt ofte som asthma, hos voksne som kronisk obstruktiv lungelidelse. På grund af de ukarakteristiske og vage symptomer opdages det respiratoriske element undertiden først, når den ventilatoriske insufficiens har medført pulmonal hypertension og cor pulmonale (4).

Diagnostiske målemetoder
Vitalkapacitet

Vitalkapaciteten (VC) er den vigtigste enkelte parameter at måle ved hypodynamisk sygdom. VC måles ved spirometri med fx en Vitalograph (2). Metoden er simpel at udføre og har høj reproducerbarhed af gentagne målinger over tid, således at ændringer i lungefunktionen hos kroniske patienter let monitoreres. Måleværdier udtrykkes i liter samt i procent af forventet værdi i forhold til alder, højde (armspænd hos kørestolsbrugere) og køn. Som grundregel medfører VC <15 ml/kg hosteinsufficiens. Ved VC <5 ml/kg ses påvirkning af patientens blodgasværdier. En karakteristisk udvikling af VC hos en Duchenne-patient er vist i Fig. 1 sammenholdt med det naturlige forløb hos raske.

Ved måling af VC kan der ikke skelnes mellem in- eller eksspiratorisk muskelsvaghed eller mellem restriktivt og hypodynamisk svigt. Ved akut respiratorisk svigt er relationen mellem muskelstyrke og VC ikke som ved kronisk neuromuskulær lidelse lineær (3, 5).

I liggende stilling presses abdominalindholdet kranialt og yder et tryk mod diaphragma. Hos patienter med normal diaphragmafunktion er faldet i liggende VC under 30% (6). Ved komplet bilateral diaphragmaparalyse er liggende VC nedsat med 50% (4). VC skal derfor altid måles i såvel oprejst som liggende stilling.

VC reduceres i senstadier af hypodynamisk lungelidelse ikke alene af neuromuskulære årsager men også af rigiditet i brystvæggen og columna, som er en hyppig komplikation.

Flow-volumen-kurve

Den dynamiske spirometri (2) er simpel, meget reproducerbar og giver en god vurdering af patientens ventilationskapacitet. Foruden forceret volumen i et sekund (FEV1 ) og forceret vitalkapacitet (FVC) kan man herved måle peakflow og andre eksspiratoris ke flowparametre. Restriktiv lungesygdom og hypodynamisk sygdom medfører en nogenlunde ensartet nedsættelse af både FEV1 og FVC. Hvis man supplerer med en inspiratorisk måling, kan man optegne en flow-volumen-kurve. Typiske tilfælde af intrapulmonal obstruktiv, ekstrapulmonal obstruktiv, restriktiv eller hypodynamisk ventilatorisk insufficiens giver karakteristisk udseende flow-volumen-kurver. Den hypodynamiske patients kurver (Fig. 2 ) er sløvt forløbende med nedsatte maksimale flow, som oftest ikke reproduceres tilfredsstillende og er vanskelige at adskille fra kurver fra dårligt koopererende patienter. Sidstnævnte kan dog som regel præstere mange uens kurver, mens den hypodynamiske patient hurtigt udtrættes. I sjældne tilfælde kan den neuromuskulære sygdom afficere muskulaturen i de øvre luftveje og dermed give et ekstrapulmonalt obstruktivt kurveforløb.

Statisk spirometri og diffusionskapacitetsmåling

En nærmere graduering af den samlede volumenreduktion ved hypodynamisk lungesygdom kræver måling af total lungekapacitet (TLC) og residualvolumen (RV) (2). Ved hypodynamisk respirationssvigt findes typisk nedsat VC og normalt til højt RV, så TLC (summen af VC og RV) er nedsat, men ikke i samme grad som VC. Det øgede RV skyldes ikke som ved obstruktiv lungesygdom en luftvejsobstruktion, men derimod, at de svækkede eksspirationsmuskler ikke kan overkomme at presse thoraxvæggen ind og overvinde thoraxvæggens udadgående træk (recoil ). RV kan imidlertid være nedsat, hvis der foreligger mikroatelektaser eller pneumoni. Der kan således være større eller mindre overlapning i mønstret for dynamiske og statiske lungevolumina ved hypodynamisk lungesygdom og de øvrige typer funktionsnedsættelser.

En måling af kulmonoxid-diffusions-kapaciteten kan give yderligere oplysninger blandt andet om en mulig parenkymatøs involvering, hvor diffusionskapaciteten vil være reduceret og oftest mere udtalt end svarende til reduktionen i lungevolumen (2). Diffusionskonstanten (beregnet som diffusionskapaciteten per liter alveolært volumen) vil også være reduceret ved en parenkymatøs involvering i modsætning til ved hypodynamisk og ekstrapulmonal restriktiv lungesygdom, hvor man typisk finder normal eller kun let nedsat diffusionskapacitet med samtidig normal eller høj diffusionskonstant.

Arterielle blodgasværdier

De arterielle blodgasværdier fejltolkes ofte i forbindelse med hypodynamisk respiratorisk insufficiens. I ukomplicerede tilfælde er lungeparenkymet normalt, hvorfor ilttensionen kun er ganske lidt påvirket og oftest med værdier i en gråzone mellem 8 og 10 kPa, hvilket kun giver meget små ændringer i iltsaturationen.

Patienternes underventilation præsenterer sig tydeligst på kuldioxidniveauet, og selv en tilsyneladende ubetydelig stigning i forhold til referenceværdien skal opfattes som et faresignal. Hos patienter med obstruktiv lungelidelse accepteres PaCO2 på 7-8 kPa som et led i en kompensationsproces, der sikrer større kuldioxidudskillelse. Hos hypodynamiske patienter signalerer en kuldioxidstigning, at tidalvolumenet nærmer sig eller er lig med VC, og at lungereser- verne er opbrugt.

Maksimale mundtryk

Måling af maksimal inspiratorisk og eksspiratorisk mundtryk (Pimax og Pemax) er den traditionelle metode til at vurdere, om patientens mulige respiratoriske insufficiens skyldes svaghed eller svigt af de inspiratoriske eller eksspiratoriske muskler.

Pemax udføres ved maksimal udånding fra TLC, hvor længde-spændings-forholdene for de eksspiratoriske skeletmuskler er optimale. De inspiratoriske musklers optimale længde findes ved et mindre lungevolumen, hvorfor Pimax måles enten fra RV eller FRC (7). Trykkene appliceres mod en lukket luftvej med en lille lækage for at holde glottis åben og hindre høje bukkale tryk (5). Patienter med neuromuskulær lidelse kan have svært ved med munden at omslutte et rør tæt og opnår højere tryk med et mundstykke (8). Testen er nem og hurtig at udføre, er non-invasiv, men resultatet er afhængigt af kooperationsevnen og har stor spændvidde (Tabel 2 for normalværdier).

I praksis kan man ved Pimax >80 cm H2 O for mænd og >70 cm H2 O for kvinder og Pemax >100 for mænd og >90 cm H2 O for kvinder (17) udelukke hypodynamisk årsag til respirationsinsufficiens. Lave værdier kan dog ud over ved dårlig teknik eksempelvis også ses ved lungefibrose med forhøjet transpulmonalt tryk.

Thoraxrøntgen og ultralyd

Hypodynamiske patienters tendens til atelektasedannelse og pneumoni fordrer fornyet thoraxrøntgen ved enhver klinisk forværring. Diaphragmas bevægelighed kan udmåles og kvantificeres ved thoraxrøntgen i inspirations- og eksspirationsfase. Dette er dog ikke en tilstrækkelig sensitiv endsige specifik metode til vurdering af diaphragmaparalyse, hvorfor ultralyd i dag med fordel anvendes frem for røntgengennemlysning til vurdering af diaphragmas funktion.

Natlig respirationsmonitorering

Patienter med symptomer på natlig hypoventilation får på respirationscentrene foretaget en polysomnografisk undersøgelse (18). Forudgået af arteriel blodgasanalyse monitoreres patienten med pulsoximetri med fingerprobe, transkutane værdier af PO2 og PCO2 , måling af respirationsbevægelserne ved hjælp af strain-gauge placeret midt-torakalt og abdominalt samt måling af luftstrømningen med termistorer på philtrum (9). De respiratoriske undersøgelser kan suppleres med søvnregistrering. Alle data opsamles løbende og computeranalyseres. En stigning i PtcCO2 på 2 kPa fra basislinjen tages som udtryk for natlig alveolær hypoventilation.

Transdiafragmale tryk og snøftetryk

Giver måling af de maksimale mundtryk mistanke om nedsat ventilatorisk muskelkraft, kan det transdiafragmale tryk måles med en ballon i oesophagus og i mavesækken. Oprindelig blev transdiafragmale trykmålinger udført som Pimax (19), som ovenfor beskrevet. Men foretages målingen under et maksimalt, kort, skarpt snøft gennem næsen med munden lukket (transdiafragmalt snøftetryk), er værdierne mere reproducerbare, med mindre spredning end ved transdiafragmal Pimax-måling (10). Liggende patienter med ortopnø har et transdiafragmalt snøftetryk, som er lavere end 30 cm H2 O (2). Maksimalt transdiafragmalt snøftetryk >80 cm H2 O udelukker diaphragmasvaghed og dermed betydende hypodynamisk lidelse.

Diaphragmas evne til at generere transdiafragmale tryk er nedsat hos patienter med kronisk obstruktiv lungelidelse (KOL) pga. hyperinflation, og stor målevariation hos disse patienter medfører usikkerhed ved differentiering over for hypodynamisk respirationsinsufficiens (20).

Snøftetrykmålinger kan ligeledes udføres med ballonkatetre placeret i oesophagus, munden, nasopharynx og i vestibulum nasi (11-13, 21). Ved oesophagus-snøftetryk ses mindre målevariation end ved det transdiafragmale snøftetryk, hvorfor man i de fleste tilfælde undlader gastriske målinger, og anvender oesophagus-snøftetryk som referencetryk til andre målemetoder.

Nasalt snøftetryk (SNIP) korrelerer klart med oesophagustryk med samme lille spredning. Et trykkateter påklistres en klump voks, der formes til at passe i og forsegle det ene vestibulum nasi. Med lukket mund udfører patienten maksimale snøft gennem det andet næsebor. SNIP er en absolut patientvenl ig metode uden det ubehag, en indførelse af et ballonkateter i oesophagus medfører. Et SNIP >70 cm H2 O udelukker betydende inspiratorisk muskelinsufficiens. Oesophagus-snøftetryk er dog fortsat guldstandarden i såvel forskning som diagnostisk udredning.

Hostepeakflow og hostetryk

Mens snøftetryk har udvidet og forenklet de inspiratoriske målemetoder, fokuseres der i dag på hostekraften ved evaluering af den eksspiratoriske komponent af hypodynamisk respirationsinsufficiens. Hostekraften er i al væsentlighed et udtryk for styrken i abdominalmuskulaturen. Hoster patienten ved optegnelsen af den maksimale eksspiratoriske flow-volumen-kurve, inklusive hostepeakflow, afsløres om patienten kan præstere forbigående supramaksimale flow, hoste-spikes , og derved cleare deres luftveje (22-24). Ved et maksimalt eksspiratorisk mundtryk over 60 cm H2O ses patienterne at kunne generere hoste-spikes . Hostepeakflow kan ligeledes måles med et peakflowmeter uden kurveoptegnelse. Patienten er hostesufficient med et hostepeakflow over 3-4 l/s, afhængigt af køn, alder og højde (25). Anlægges gastrisk ballon kan det gastriske hostetryk måles. Tryk over henholdsvis 100 og 120 cm H20 udelukker eksspiratorisk muskelsvaghed (26), mens patienter med et tryk under 50 cm H2O ikke kan frembringe hoste-spikes (24).

Nervus phrenicus-stimulation

Stimulation af nervus phrenicus med bipolar elektrode eller magnetisk spole er stadig i vid udstrækning en eksperimentel metode, men nævnes her, da den løser problemet med patientkomplians. Nerven stimuleres på halsen og diafragmale muskelaktionspotentialer optages med overfladeelektroder lateralt i 7. interkostalrum (14, 27-31).

Ved nervestimulationen måles gastriske tryk, transdiafragmale tryk eller oesophagustryk ved ballonmetode, og disse kaldes stimulationstryk. Trykkene er væsentligt lavere end de respektive voluntære tryk, men yderst reproducerbare og med ringe spredning. Stimulationsmetoden kan anvendes på intuberede patienter (15). Metoden synes lovende i den komplicerede diagnostik hos patienter i et langvarigt respiratorafvænningsforløb.

Stimulationsmundtryk synes at være fremtidens non-invasive metode uafhængig af patientkomplians. Som ved snøftetryk er der tæt relation mellem mund- og oesophagustryk med stimulation (14, 32).

Stimuleres abdominalmuskulaturens nerver i tiende torakale intervertebralrum, kan eksspiratoriske tryk og hostetryk måles.

Diagnostisk udredningsstrategi

Stamafdeling. Ved aftagende lungefunktion af usikker genese foretages primært dynamisk spirometri. Man bør foretage blodgasanalyse til kontrol for hyperkapni eller hypoksi, og alle patienter bør have taget røntgen af thorax.

Den dynamiske spirometri adskiller obstruktiv fra restriktiv/hypodynamisk lungelidelse. Er FEV1 eller FVC lav samtidig med normal til høj FEV1 /FVC-ratio, må enten restriktiv eller hypodynamisk lungelidelse mistænkes.

Specialafdeling. På klinisk-fysiologisk eller lungemedicinsk afdeling gradueres den samlede volumenreduktion ved måling af den totale lungekapacitet. Mistænkes parenkymatøs involvering, foretages diffusionskapacitetsmåling. Der måles maksimal inspiratorisk og eksspiratorisk flow-volumen-kurve og respirationsmuskeltryk (Pimax og Pemax). VC måles liggende og oprejst. Ved TLC og VC under 50% af forventet værdi samtidig med lave mundtryk, Pimax <80 cm H2 O hos mænd og <70 cm H2 O hos kvinder og Pemax <100 cm H2 O hos mænd og <90 cm H2 O hos kvinder, må hypodynamisk lungesvigt mistænkes.

Landsdelscenter. I respirationscentrene kan inspiratorisk muskelinsufficiens påvises ved nasal snøftemåling, SNIP <70 cm H2 O. Ved tvivlstilfælde kan anlægges oesophagusballon til måling af det øsofageale snøftetryk, som ligeledes skal være over 70 cm H2 O. Eksspiratorisk muskelinsufficiens efterprøves ved peakflow og hostepeakflow. Ved hostepeakflow <3-4 l/s og Pemax <60 cmH2 O ses hosteinsufficiens. Ved tegn til natlig hypoventilation indlægges patienten til natlig respirationsmonitorering. Denne gentages ved forværring i VC, SNIP eller blodgasser.

På sigt vil de i øjeblikket ekssperimentelle metoder til måling af respiratorisk muskelkraft kunne indføres på respirationscentrene. Det inspiratoriske muskelsvigt påvist ved Pimax, SNIP og øsofagealt snøftetryk efterprøves ved transdiafragmalt snøftetryk <70 cm H2 O efter anlæggelse af gastrisk ballon. Samtidig kontrolleres det eksspiratoriske muskelsvigt ved det gastriske hostetryk, hvor et tryk <100 og 120 cm H2 O hos henholdsvis kvinder og mænd bekræfter diagnosen. Nervus phrenicus-stimulation vil udelukke problemer med patientkomplians. Stimulationsmund- og oesophagustryk <10 cm H2 O og gastrisk stimulationstryk <7 cm H2 O er diagnostisk for hypodynamisk respirationsinsufficiens.

Jørgen Wiis, Halvtolv 17, 2. mf., DK-1436 København K.

Antaget den 3. maj 2002.

H:S Rigshospitalet, Diagnostisk Center, klinik for klinisk fysiologi og nuklearmedicin, og Neurocentret, Respirationscenter Øst.

1. Gibson GJ. Measurement of respiratory muscle strength. Respir Med 1995; 89: 529-35.
2. Mortensen J, Lange P, Groth S. Lungefunktionsundersøgelse. Ugeskr Læger 1997; 159: 6499-503.
3. Mier A, Brophy C, Moxham J, Green M. Assessment of diaphragm weakness. Am Rev Respir Dis 1988; 13: 877-83.
4. Laroche CM, Moxham J, Green M. Respiratory muscle fatigue and weakness. Q J Med 1989; 71: 373-97.
5. Black LF, Hyatt RE. Maximal static respiratory pressures in generalised neuromuscular disease. Am Rev Respir Dis 1971; 103: 641-50.
6. Allen SM, Hunt B, Green M. Fall