Klinik Kan Gazları Değerlendirme ve Girişim İkinci Baskı William J. Malley, MS, RRT, CPFT Solunum Servisleri, Yöneticisi The Western Pennsylvania Hospital Solunum Bakımı Okulu Program Direktörü Indiana University of Pennsylvania / The Western Pennsylvania Hospital Pittsburgh, Pennsylvania
Çeviri: Prof. Dr. Yalım Dikmen İstanbul Üniversitesi, Cerrahpaşa Tıp Fakültesi Anesteziyoloji Anabilim Dalı Yoğun Bakım Bilim Dalı
NOBEL TIP KİTABEVLERİ
İçindekiler Tek Örnekte Kan Gazları ve Elektrolitlerin Ölçümü, 75 Alıştırmalar, 76
Ünite I Kan Gazlarına Giriş, 1 1
2
Arter Kan Gazları, 3 Giriş, 3 Normal Kan Gazı Değerleri, 4 Arter ve Ven Kanı, 7 Teknik, 8 Arter Kanülasyonu, 25 Arter Hattı/Kan Gazı Çekişmesi, 28 Kapiller Kan Örneği, 29 AARC Klinik Uygulama Rehberleri, 30 Alıştırmalar, 31
4
Kan gazı elektrodları, 82 Toplam Kalite Yönetimi, 90 Kalite Güvencesi, 91 Kalite Kontrolü, 92 Kan Gazlarının Devamlı İzlenmesi, 103 “Point of Care” İncelemeler, 106 Düzenlemeler ve Laboratuar Akreditasyonu, 107 Alıştırmalar, 107
Kan Gazlarının Sınıflandırılması, 35 Giriş, 35 Sistematik Yaklaşım, 36 Asit Baz Durumu, 36 Temel (birincil) Asit Baz Bozuklukları, 38 Kompansasyonun Değerlendirilmesi, 42 Asit Baz Sınıflandırılması ve Tanımlanması, 46 Oksijenlenme Durumu, 46 Tam Kan Gazı Sınıflandırması, 48 Farklı Isimlendirme, 48 Alıştırmalar, 50
Ünite II 3
Kan Gazı Elektrodları ve Kalite Güvencesi, 82
5
Doğruluk Sınaması ve Metabolik Asit Baz Göstergeleri, 114 Doğruluk Sınaması, 114 Metabolik Asit Baz Göstergeleri, 120
Ünite III Temel Fizyoloji, 133 6
Oksijenlenme ve Dış Solunum, 135 Giriş, 135 Dış Solunum, 138 Alıştırmalar, 159
Kan Gazı Analizinde Teknik Konular, 59
7
Kan Gazı Örneğinin Alınmasında Yapılan Hatalar, 61
Oksijen Taşınması ve İç Solunum, 165 Giriş, 165 Kanın Oksijen Bölümleri, 165 Nicel Oksijen Taşınması, 179 Hemoglobin Anormalikleri, 181
Giriş, 61 Gazlarda Temel Fizik, 61 xiii
xiv
İçindekiler
İç Solunum, 186 Alıştırmalar, 190
8
Asit Baz Homeostazı, 196 Hidrojen iyonları ve pH, 196 Akciğerler ve Uçucu Asitlerin Düzenlenmesi, 198 Böbrekler ve Asit Baz Dengesi, 205 Tampon Sistemleri, 206 Henderson-Hasselbalch Denklemi, 210 Alıştırmalar, 218
Ünite IV
9
Klinik Oksijenlenme, 225
Hipoksemi ve Şantın Değerlendirilmesi ve Tedavisi, 227 Genel Bakış, 227 Hipokseminin Değerlendirilmesi, 228 Kalp Debisinin PaO2’ye Etkisi, 228 Fizyolojik Şantın Değerlendirilmesi, 232 Hipokseminin Ayırıcı Tanısı, 236 Hipoksemi/Hiperkapnisi Olan Hastanın Klinik Görünümü, 239 Hiperoksemi, 239 Alıştırmalar, 240
10 Hipoksemi ve Şantın Tedavisi, 246 Oksijen Tedavisi, 247 Mekanik Ventilasyon, 256 Ekspirasyonu Sonu Pozitif Basınç, 258 Hasta Pozisyonu, 264 Nitrik Oksit, 266 Uzun Dönemli Oksijen Tedavisi, 267 Alıştırmalar, 267
11 Hipoksi: Değerlendirme ve Tedavi , 272 Genel Bakış, 272 Oksijen Kaynağı ile İlgili Değişkenler, 273
Hipoksinin Ana Göstergeleri, 290 Alıştırmalar, 298
Ünite V
Klinik Asit Baz, 305
12 Asitler, Bazlar ve Elektrolitlerin Düzenlenmesi, 307 Genel Bakış, 307 Böbreklerin İşlevleri, 313 Vücut Sıvıları ve Elektrolitler, 314 Böbreklerde Sodyumun Düzenlenmesi, 317 İdrar Tamponları ve H+ Atılımı, 322 Plazma pH ve [K+], 323 Elektronötralite Yasası, 324 Stewart’ın Güçlü İyon Farkı, 326 Alıştırmalar, 327
13 Asit Baz Bozukluklarının Ayırıcı Tanısı, 332 Giriş, 333 Solunumsal Asidoz, 334 Solunumsal Alkaloz, 340 Metabolik Asidoz, 343 Metabolik Alkaloz, 350 Alıştırmalar, 356
14 Karışık Asit Baz Bozuklukları ve Tedavi, 361 Genel Bakış, 361 Klinik Asit Baz Verilerini Karmaşıklaştıran, 362 Etkenler, 362 Karışık Asit Baz Bozuklukları, 364 Asit Baz Tedavisi, 369 Alıştırmalar, 379
Ünite VI
Noninvazif Teknikler ve Olgu Çalışmaları, 385
15 Noninvazif Kan Gazı İzlemi, 387 Giriş, 388
Bölüm
1 Arter Kan Gazları
Tüm laboratuar analizleri içinde en hızlı yanıt veren ve hastanın tedavisini değiştirme ihtimali en yüksek olan kan gazı ve pH analizidir. Klinik Laboratuar Standartları Ulusal Komitesi690 Oksijenlenme düzeyi, asit baz veya solunum durumu konusunda karanlıkta kaldığınızda, hiçbir şey PO2, PCO2 ve pH'nın yerini tutamaz. Woody Kagler, M.D.105
Ana hatlar Giriş, 3 Normal Kan Gazı Değerleri, 4 Göstergeler, 4 Oksijenlenme, 4 Soluma, 4 Asit Baz Dengesi, 5 Normal Sınırlar, 5 Ölçüm Birimleri, 7 Arter ve Ven Kanı, 7 Teknik, 8 Hazırlık ve Analiz Öncesi Dikkat Edilmesi Gereken Konular, 9 Hastaların Durumu ve İnfeksiyon Kontrolü, 9 İstirahat Hali, 10 PaO2’de Spontan Oluşan Değişiklikler, 11 O Anki Durumun Belgelenmesi, 11 Malzemeler, 12
Ponksiyon Tekniği, 16 Açıklama, 16 Yer Seçimi, 16 Radyal Ponksiyon, 22 Örneğin İşlenmesi, 24 Arter Kanülasyonu, 25 Komplikasyonlar, 25 Kateter Yerleştirilmesi, 27 Arter Hattından Örnek Alınması, 27 Kan Koruyucu Arter Hattı Sistemleri, 28 Arter Hattı/Kan Gazı Çekişmesi, 28 Kapiller Kan Örneği, 29 Teori, 29 Teknik, 29 AARC Klinik Uygulama Rehberleri, 30 Alıştırmalar, 31
GİRİŞ
hastalıkların tedavisinde vazgeçilmez bir yere sahiptir. Bu yazıda, arter kan gazı sonucu referans alınarak, klinik asit baz ve oksijenlenme problemlerinin tanısı, değerlendirilmeleri ve tedavi girişimleri anlatılacaktır. Geçtiğimiz on yıl boyunca, özellikle harcamaların kısıtlanması gibi nedenlerle kan gazı analizi sayısı belirgin oranda azalmıştır. Bunun sonucunda, her gün artan sayıda klinisyen kan gazının yerine nabız oksimetresine güvenmek durumunda kalmaktadır. Nabız oksimetresi oldukça değerli ve
Arter kan gazı sonucu, klinikte oksijenlenme ve asit baz bozukluklarının tanı ve tedavisinde bir köşe taşıdır. Normal olmayan bir kan gazı sonucu asit baz veya oksijenlenme bozukluğunun ilk belirtisi olabilir: Yeni gelişen veya ağırlaşmaya başlayan bir kardiyopulmoner krizin ilk belirtisi olabilir; aynı zamanda tedavinin uygunluğunun ve etkinliğinin bir göstergesi olarak da kullanılabilir. Böylece kan gazı analizi sonucu kardiyovasküler 3
4
Ünite I
Kan Gazlarına Giriş
gerçek zamanlı bilgiler vermekle birlikte oksijenlenme hakkındaki verilerin yalnızca küçük bir parçasını gösterir. Bunun da ötesinde pek çok genç hekim ve hemşirenin bu teknolojiyi tam olarak anlamadığı ve elde edilen verilerin değerlendirilmesinde ciddi hatalar yapabildikleri gösterilmiştir.167 Çok önemli bir nokta da, nabız oksimetresinin soluma ve asit baz dengesi hakkında kesinlikle hiçbir bilgi vermemesidir. Bir çalışmada yatışlarının her hangi bir döneminde arter kan gazı alınan cerrahi hastaların %50’sinde alkalemi gözlenmiştir.106 Yalnızca nabız oksimetresi kullanılması ile bu tip asit baz dengesizlikleri kolaylıkla atlanabilir ve tedavi edilmez. Nabız oksimetresinin tersine arter kan gazı analizi için pek çok neden vardır. Amerikan Solunum Fizyoterapistleri Derneği tarafından yayınlanan Klinik Rehberde kan gazı analizi endikasyonları içinde, soluma yeterliliğinin ve asit baz dengesinin değerlendirilmesi, tanısal inceleme, tedaviye yanıtın ve hastalığın ağırlığı ve ilerlemesinin izlenmesi sayılmıştır.15 Arter kan gazı analizinden kaçınılmasının ciddi oksijenlenme ve asit baz bozukluklarının atlanması veya tedavisinin gecikmesine neden olduğu pek çok çalışmada gösterilmiştir.108-111 Arter kan gazı analizinin gerçek maliyeti aslında çok küçüktür. Oksijenlenme ve asit baz bozuklukları gibi hayatı tehdit edebilecek bozuklukların göz ardı edilmesinin maliyeti ise ölçülemez. Arter kan gazları acil ve kritik bakım durumlarında altın standart olarak kalacaktır. Değeri maliyet azalmasının yanında hasta yararı ile birlikte değerlendirilmelidir.
Tablo 1-1.
pH PaCO2 [BF] PaO2 [HCO3] SaO2
NORMAL ARTER KAN GAZI DEĞERLERİ 7,35-7,45 35-45 mmHg 0 ± 2 mEq/L 80-100 mmHg 24 ± 2 mEq/L %97-98
NORMAL KAN GAZI DEĞERLERİ Göstergeler Arter kan gazı alındığında rapor edilen değişik göstergeler Tablo 1-1’de verilmiştir. Bu göstergeler hep birlikte hasta oksijenlenmesi, soluması ve asit baz dengesi hakkında önemli bilgiler verir. Oksijenlenme
Arter kan gazları, arter oksijenlenmesinin değerlendirilmesi için tartışılmaz altın standart olarak kalacaktır. Dean Hess, Ph.D., RRT., FAARC 168 Tablo 1-1’de gösterilmiş iki gösterge olan PaO2 ve SaO2 kanda mevcut oksijen miktarını yansıtır. Oksijen kanda iki şekilde taşınır; erimiş O2 ve birleşik halde O2. PaO2 arter kanında erimiş halde olan oksijenin parsiyel basıncıdır, SaO2 ise arter kanındaki hemoglobinin oksijen ile doymuşluğunu gösterir ve birleşik halde oksijenin göstergesidir. Teknik olarak, PO2 olarak yazılan oksijen parsiyel basıncı, gaz fazı ve onunla denge halinde olan bir çözeltideki O2 basıncı olarak tanımlanabilir.6 Diğer yandan oksijen doygunluğu bir çözeltideki oksihemoglobin miktarının, oksijen bağlayabilecek toplam hemoglobin miktarına yüzde oranıdır.6 Burada şunu da eklemek gerekir ki anormal, dolayısıyla inaktif hemoglobinler (dishemoglobinler) bu hesaba dahil edilmezler.241 Doğrudan ölçüldüğü için PaO2 oksijenlenmenin en hassas ölçüsüdür. PaO2 kan gazları değerlendirilmesinin odak noktası olmalıdır. SaO2 daha az hassas bir ölçüttür ve hesaplanan bir değerdir. Yanık hastaları gibi bazı olgularda SaO2 yanıltıcı olabilir ve bazen rutin kan gazı analizine dahil edilmez. Hesaplanan SaO2 değeri şant hesaplaması gibi başka hesaplamalarda kullanılmamalıdır, çünkü bu ciddi hatalara yol açabilir.241 Bu değerin gerçekten kullanılması gereken durumlarda SaO2 co-oksimetri adı verilen bir yöntem ile ölçülebilir. co-oksimetri ile ilgili klinik ve teknik konular 11. ve 15. bölümlerde anlatılmıştır. Soluma Solumanın yeterli olup olmadığını değerlendirme-
Bölüm 1
nin en basit ve doğru yolu arter kan gazındaki PCO2’dir. Yalnızca gözlem ile birinin hipoventilasyon veya hiperventilasyon yaptığı anlaşılamaz. Soluma durumu en iyi arter kan gazları ile değerlendirilir. Asit Baz Dengesi Hem tüm vücut, hem de kanın asit baz dengesinin en iyi göstergesi arter pH’sidir. Soluma ile ilgili bilgiler vermek yanında PaCO2 asit baz dengesinin solunumsal bileşeninin değerlendirilmesine yarar. Böylece asit baz probleminin solunum sisteminden kaynaklanıp kaynaklanmadığı anlaşılabilir. Tablo 1-1’de sıralanan diğer göstergeler ([HCO3] ve [BF]) solunumsal olmayan asit baz göstergeleridir. Solunumsal olmayan göstergelere genel olarak metabolik göstergeler denir. Metabolik göstergeler, hastada metabolik, solunumsal olmayan asit baz bozukluklarında anormaldir. Aslında metabolik terimi yanıltıcı olabilir, çünkü hastada çoğunlukla metabolik bir sorun bulunmaz ama asit baz isimlendirmesinde iyi yer ettiğinden yazının geri kalan bölümünde kullanılacaktır. Yaygın bir uygulama olmasına rağmen kan gazı raporunda [HCO3] ve [BF]’nin birlikte yer almasına gerek yoktur. Bu uygulama asit baz tanısı ve tedavisi ile ilgili Boston ve Kopenhag okulları arasındaki Büyük Atlantik Çekişmesi’nden4,5 kaynaklanmaktadır. Boston Okulu en uygun metabolik gösterge olarak plazma [HCO3] düzeyinin kullanılmasını savunmaktadır. Bu gösterge çoğu kan gazı makinesinde çok iyi bilinen Henderson-Hasselbach denklemi kullanılarak hesaplanır. Plazma [HCO3] düzeyi rutin olarak bildirilen ilk gösterge olduğu için kan gazlarının gelişiminde de tarihi bir yere sahiptir. Plazma [HCO3]’ının anlaşılması, solunum bakımı sertifika sınavlarında sık sorulduğu için de önemlidir. Diğer yanda Kopenhag Okulu, tanı ve tedavideki üstünlüğünü öne sürerek [BF]’nin esas metabolik gösterge olarak kullanımını savunmaktadır. Tercih edilecek gösterge tamamen kişinin seçimine kalmıştır, çünkü her ikisi de hasta bakımında aynı şekilde kullanılabilir. Söz konusu gösterge
Arter Kan Gazları
5
hangisi olursa olsun anlaşılma düzeyi daha önemlidir, çünkü eğer bunlar ile ilgili nüanslar anlaşılmazsa her ikisi de yanıltıcı olabilir. Geçmişte, standart bikarbonat, toplam vücut tampon bazı ve CO2 birleşme gücü gibi başka göstergeler de kullanılmıştır2,3, ancak bunların hiç biri kabul görmemiştir. Dahası bunların hiç biri hasta bakımı için daha fazla bir bilgi sağlamaz. Aksine karmaşaya sebep olabileceklerinden kan gazı raporunda yer almamaları en iyisidir. Normal Sınırlar Tablo 1-1’de sayılan çeşitli rakamların tümüne arter kan gazları (AKG) denir. Tabloda sayılan değerler yetişkinler için normal sınırlardır. Normal değerler, normal popülasyonun değerlerinin %95’ inin bu sınırlar içinde olması kriterine göre tanımlanır. Herhangi bir laboratuar incelemesi için normal değer, sağlığının normal olduğu kabul edilen bireylerden elde edilen değerler kullanılarak belirlenir. Ortalama değer ve değerlerin ortalamanın etrafına yayılması yani standart sapması hesaplanır.
Şekil 1-1. Laboratuar değerlerinin normal dağılımı. Normal popülasyonun % 68'inde ölçümler ortalamanın 1 standart sapma yakınında dağılırlar. Ölçümlerin %95'i 2 standart sapma ve %99,73'ü 3 standart sapma içine dağılırlar. Bir laboratuar değerinin normal sınırları ortalamanın ± 2 standart sapması olarak kabul edilir.
6
Ünite I
Kan Gazlarına Giriş
Her hangi bir normal popülasyonda yapılan çok sayıda ölçümün sonuçları genellikle Şekil 11’deki gibi bir dağılım gösterir. En sık karşılaşılan değer aritmetik ortalamaya eşit olacaktır. Değerler ortalamadan uzaklaştıkça görülme sıklığı da azalır. Şekil 1-1’de gösterilen eğri normal ya da Gauss Dağılımı olarak adlandırılır. Normal dağılımda popülasyonun %68’inin değerleri 1 standart sapma içinde ve %95’i 2 standart sapma içinde yer alır. Son olarak popülasyonun %99,73’ü 3 standart sapma içinde yer alır. Normal laboratuar değerleri popülasyonun en geniş bölümünü gösterdiği için genellikle ortalamadan 2 standart sapma içinde tanımlanır. Normal değerlerin belirlenmesindeki dağılım şeklinin anlaşılması çok önemlidir, çünkü normal popülasyonun %5 kadarı bu değerlerin dışında kalır. Gene de bu popülasyonda bildirilen anormal bir değerin ortalamadan çok farklı olması çok mümkün değildir. Normal pH değerinin 7,40’dan çok 7,38’e yakın olduğunu gösteren veriler ilginçtir.3 Ancak tercih edilen normal sınırların değiştirilmesini gerektirecek yeterince neden yoktur ve 7,35-7,45 sınırları çok iyi kabul görmüştür. Tablo 1-1’de gösterilen normal kan gazı değerleri ile ilgili olarak bir çalışmada, genç kadınların arter karbon dioksit basınçlarının (PaCO2) genç erkeklerden daha düşük olduğu gösterilmiştir. 7 Kadın grubunda ortalama PaCO2 33 mmHg olarak bulunmuştur. Erkekler ile karşılaştırıldığında, kadınların PaCO2’lerinin daha düşük olması bazı eski çalışmalar ile de uyumludur. 8 Gerçekten de 8 yayınlanmış çalışmadan hesaplanmış olan 3046 mmHg değerleri tüm normal popülasyon için daha doğru olacaktır.9 Bu konular akılda tutulmak şartıyla standardizasyonu korumak ve karmaşaya yol açmamak amacıyla yazının geri kalan kısmında 35-45 mmHg değerleri normal sınırlar olarak kullanılacaktır. Baz fazlası ve [HCO3] düzeyleri için normal değerler de benzer şekilde kadınlarda erkeklerden biraz (1-2 mEq/L kadar) düşük olabilir. 7 Ancak [HCO3] için kabul edilmiş olan 24 ± 2 mEq/L ve [BF] için 0 ± 2 mEq/L kullanımı uygundur, çünkü fark çok küçüktür ve klinik önemi yoktur. Deniz seviyesinde normal bir genç erkeğin ar-
ter kanında erimiş halde bulunan oksijenin ortalama parsiyel basıncı (PaO2) 97 mmHg’dır. 10 Arter kanındaki hemoglobinin oksijen ile doymuşluğu (SaO2) %97,5’tir. Hem PaO2 hem de SaO2 değerleri yaşla birlikte azalma eğilimindedir. Oksijenlenme değerleri vücut pozisyonu ile de hafifçe değişir; özellikle şişman ve yaşlılarda oturur pozisyonda, sırtüstü pozisyondakinden daha yüksektir. Son olarak bulunulan yükseklik ve solunan O2 konsantrasyonu PaO2’yi etkiler. Bu değişkenlerin PaO2 üzerine etkisi 3. bölümde anlatılmıştır. Bu yazıda aksi belirtilmedikçe oda havası (%21 oksijen) ve deniz seviyesi (760 mmHg) şartları kullanılacaktır. Sırtüstü yatan 40-75 yaşları arası bir yetişkinde PaO2 şu formülle hesaplanabilir: PaO2 = 109 (0,43 X yaş). Öngörülen değerin 8 mmHg yakınında bulunan değerler normal olarak kabul edilir. Kırk yaşında sırtüstü pozisyonda bir kişi için normal PaO2’nin alt sınırı 80 mmHg olduğundan PaO2 için normal değerleri kapsayan tabloların çoğunda normal sınırlar 80-100 mmHg olarak verilmektedir. Ancak teknik olarak 20 yaşında bir kişide 80 mmHg PaO2 normal kabul edilemez. Oturur pozisyonda arter PO2’si sırtüstü yatar pozisyondakinden 5 mmHg daha yüksektir ve belirli bir yaş için ortalama normal değeri PaO2 = 109 – (0,27 X yaş) formülü ile hesaplanır. 11 Genellikle PaO2’nin pozisyona bağlı değişiklikleri gençlerde çok azdır, ama yaşlılarda belirgin değişiklikler olabilir. Klinik uygulamada, PaO2’nin bu formüller kullanılarak hesaplanmaya çalışılması hem zor hem de gereksizdir. Farklı yaşlardaki yetişkinlerde minimum normal PaO2’yi tahmin etmek için bazı kurallardan yararlanılabilir. Eğer hasta 45 yaşın altındaysa minimum PaO2 90 mmHg’nın üstünde olmalıdır. Yaş 45’in üzerine çıktığında normal değer yaşa bağlı olarak düşüş gösterir, ancak gene de normal PaO2 için minimum alt sınır 75 mmHg’yı aşmalıdır.242 Arter oksijen parsiyel basıncının 45-75 yaşları arasında yaşla birlikte düştükten sonra, 75 yaşından itibaren hafifçe yükselerek bu yaştaki değerlerin üstüne çıktığı yeni ve ilginç bir bulgudur.242 Bu eski inanışa tamamen terstir.