Calcolatore del gradiente A-a (alveolo-arterioso di ossigeno)
Calcola il gradiente alveolo-arterioso di ossigeno da un'emogasanalisi: inserisci FiO2, PaO2, PaCO2 ed età per ottenere la PO2 alveolare dall'equazione dei gas alveolari, il gradiente A–a in mmHg e kPa e se supera la stima per età di (età ÷ 4) + 4 mmHg.
Guide
- Gradiente A–a normale per età e cosa significa un gradiente aumentatoGradiente A-a normale per età dai 20 agli 80 anni, da dove viene la regola (età/4) + 4 e come un gradiente normale o aumentato orienta le cause di ipossiemia.
Come funziona questo calcolatore del gradiente A–a
Questo calcolatore del gradiente A–a misura quanta pressione di ossigeno si perde tra gli alveoli e il sangue arterioso. La PO2 arteriosa (PaO2) deriva direttamente dall'emogasanalisi, ma la PO2 alveolare (PAO2) non si può misurare al letto del paziente, quindi il calcolatore la stima con l'equazione dei gas alveolari, la relazione che Fenn, Rahn e Otis elaborarono nel loro studio del 1946 sull'aria alveolare in quota. La PAO2 è uguale alla frazione inspirata di ossigeno (FiO2) moltiplicata per la pressione barometrica meno la pressione del vapore acqueo, meno la PCO2 arteriosa divisa per il quoziente respiratorio. I valori predefiniti sono quelli della revisione di Sarkar e colleghi del 2017 sull'ipossiemia pubblicata su Lung India: pressione barometrica di 760 mmHg a livello del mare, pressione del vapore acqueo di 47 mmHg a 37 °C e quoziente respiratorio di 0.8. In aria ambiente e con una PaCO2 di 40 mmHg si ottiene una PAO2 di circa 100 mmHg. Il gradiente A–a è questa PAO2 meno la PaO2 misurata.
PO2 alveolare: PAO2 = FiO2 × (Patm − PH2O) − PaCO2 ÷ QR
Gradiente A–a = PAO2 − PaO2
Stima per età (aria ambiente) = (età ÷ 4) + 4 mmHg. Una FiO2 superiore a 1 viene letta come percentuale, quindi 21 e 0.21 danno lo stesso risultato. I kPa vengono convertiti con 1 kPa = 7.50062 mmHg.
Esempio di calcolo, con i valori caricati qui sopra: una persona di 60 anni che respira aria ambiente ha una PaO2 di 70 mmHg e una PaCO2 di 40 mmHg. PAO2 = 0.21 × (760 − 47) − 40 ÷ 0.8 = 149.7 − 50 = 99.7 mmHg, e il gradiente A–a è 99.7 − 70 = 29.7 mmHg (3.96 kPa). La stima per età è 60 ÷ 4 + 4 = 19 mmHg, quindi questo gradiente è aumentato per l'età di 10.7 mmHg. In kPa gli stessi valori del paziente sono circa 9.3 kPa per la PaO2, 5.3 kPa per la PaCO2, 101.3 kPa per la pressione barometrica e 6.3 kPa per il vapore acqueo; cambiando unità i campi vengono convertiti automaticamente. In aria ambiente a livello del mare l'equazione si semplifica in PAO2 ≈ 149.7 − 1.25 × PaCO2 in mmHg.
Risultati del gradiente A–a e loro significato
Un risultato del gradiente A–a si interpreta rispetto a quanto atteso per l'età del paziente, perché il gradiente aumenta con l'invecchiamento. La revisione di Sarkar indica una differenza A–a inferiore a 10 mmHg in una persona giovane e attribuisce l'aumento con l'età a una crescente alterazione del rapporto ventilazione–perfusione (V/Q). Questo calcolatore confronta il risultato con la regola pratica (età ÷ 4) + 4 mmHg, che Stein, Goldhaber e Henry usarono come una delle definizioni di gradiente normale nella loro analisi del 1995 dello studio PIOPED, e mostra accanto la retta di regressione di Mellemgaard del 1966, 2.5 + 0.21 × età. La regola è una stima e non un intervallo di riferimento: non siamo riusciti a ricondurla a una derivazione originale. In un paziente ipossiemico, un gradiente entro la stima indica ipoventilazione, che riduce la PAO2 aumentando la PaCO2. Un gradiente aumentato indica un problema del polmone stesso: alterazione del rapporto V/Q, shunt o limitazione della diffusione, i tre meccanismi che la revisione di Sarkar elenca come cause di ampliamento del gradiente.
| Risultato | Interpretazione | Cosa suggerisce |
|---|---|---|
| Pari o inferiore a (età ÷ 4) + 4, aria ambiente | Entro la stima per età | Scambi gassosi come atteso per l'età. Se la PaO2 è bassa, cerca un'ipoventilazione: PaCO2 elevata con membrana alveolo-capillare integra. |
| Superiore a (età ÷ 4) + 4, aria ambiente | Aumentato per l'età | Alterazione del rapporto V/Q (ad esempio asma, BPCO, interstiziopatia polmonare), shunt (polmonite, edema polmonare, ARDS) o limitazione della diffusione (enfisema, interstiziopatia polmonare). |
| Qualsiasi valore con FiO2 superiore a 0.21 | Regola dell'età non valida | Il gradiente normale aumenta all'aumentare della FiO2, quindi confrontalo con gradienti precedenti alla stessa FiO2 anziché con la regola dell'età. |
| Inferiore a 0 | Non fisiologico | Controlla la FiO2, le unità di PaO2 e PaCO2 e che il campione fosse arterioso. |
Le cause di esempio nella tabella sono quelle elencate nella revisione di Sarkar per ciascun meccanismo. Per una tabella completa dei valori attesi per età dai 20 agli 80 anni e un metodo passo per passo per inquadrare l'ipossiemia, consulta la guida al gradiente A–a normale per età.
Quando il gradiente A–a è meno affidabile
Il gradiente A–a è valido solo quanto le ipotesi dell'equazione dei gas alveolari, e diverse di esse vengono meno nei pazienti critici. L'equazione presuppone uno stato stazionario, un quoziente respiratorio vicino a 0.8 con una dieta standard e una PCO2 alveolare uguale alla PCO2 arteriosa, come espone la revisione di Sarkar. Aumentare la FiO2 amplia il gradiente normale, perché l'ossigeno alveolare aumenta più di quello arterioso, quindi un gradiente misurato in ossigenoterapia non può essere valutato con una regola costruita per l'aria ambiente. La pressione barometrica diminuisce con l'altitudine, quindi sopra il livello del mare inserisci la pressione locale al posto di 760 mmHg. La stessa regola dell'età è un'approssimazione: Mellemgaard studiò 80 soggetti sani in posizione seduta di età compresa tra 15 e 75 anni, come riassunto nel manuale di Murray e Nadel, e la sua retta di regressione si colloca circa 2–4.5 mmHg al di sotto di (età ÷ 4) + 4 in tutto quell'intervallo. Inoltre un gradiente normale non esclude la malattia, come ha mostrato l'analisi PIOPED sull'embolia polmonare.
In quell'analisi Stein e colleghi studiarono 280 pazienti con embolia polmonare confermata all'angiografia e 499 in cui era stata esclusa. Definendo normale un gradiente pari o inferiore a età/4 + 4, l'8–10% dei pazienti con embolia aveva un gradiente A–a normale, e percentuali analoghe si osservavano nei pazienti senza embolia, per cui gli autori conclusero che un gradiente normale non escludeva l'embolia polmonare acuta. Con un cut-off di 20 mmHg la percentuale era dell'11–14%. La revisione di Sarkar aggiunge che un'ipoventilazione prolungata può causare atelettasie e ampliare il gradiente, quindi un gradiente aumentato e una PaCO2 elevata possono coesistere.
Domande
Qual è un gradiente A–a normale?
Inferiore a 10 mmHg in un giovane adulto che respira aria ambiente, e aumenta con l'età. La stima pratica è (età ÷ 4) + 4 mmHg, ad esempio 14 mmHg a 40 anni e 24 mmHg a 80. La guida al gradiente A–a normale per età riporta la tabella completa.
Qual è la formula del gradiente A–a?
Gradiente A–a = PAO2 − PaO2, con PAO2 = FiO2 × (Patm − PH2O) − PaCO2 ÷ QR. In aria ambiente a livello del mare con QR 0.8 diventa PAO2 ≈ 149.7 − 1.25 × PaCO2 mmHg.
Posso inserire i valori in kPa?
Sì. Scegli kPa e i campi di pressione vengono convertiti (1 kPa = 7.50062 mmHg); i valori predefiniti a livello del mare diventano circa 101.3 kPa e 6.3 kPa. Il gradiente viene mostrato sia in mmHg sia in kPa.
Un gradiente A–a normale esclude l'embolia polmonare?
No. Nell'analisi PIOPED di Stein e colleghi, l'8–10% dei pazienti con embolia confermata all'angiografia aveva un gradiente pari o inferiore a età/4 + 4.
I miei dati vengono inviati da qualche parte?
No. Il calcolo avviene nel tuo browser e i valori che inserisci non vengono inviati né memorizzati.
Fonti
- Fenn WO, Rahn H, Otis AB. A theoretical study of the composition of the alveolar air at altitude. Am J Physiol. 1946;146(5):637–653. doi:10.1152/ajplegacy.1946.146.5.637
- Curran-Everett D. A classic learning opportunity from Fenn, Rahn, and Otis (1946): the alveolar gas equation. Adv Physiol Educ. 2006;30(2):58–62. doi:10.1152/advan.00076.2005
- Sarkar M, Niranjan N, Banyal PK. Mechanisms of hypoxemia. Lung India. 2017;34(1):47–60. doi:10.4103/0970-2113.197116
- Mellemgaard K. The alveolar-arterial oxygen difference: its size and components in normal man. Acta Physiol Scand. 1966;67(1):10–20. doi:10.1111/j.1748-1716.1966.tb03281.x
- Gold WM, Koth LL. Pulmonary function testing. In: Murray and Nadel's Textbook of Respiratory Medicine. 6th ed. Elsevier; 2016:407–435.e18. doi:10.1016/B978-1-4557-3383-5.00025-7
- Stein PD, Goldhaber SZ, Henry JW. Alveolar-arterial oxygen gradient in the assessment of acute pulmonary embolism. Chest. 1995;107(1):139–143. doi:10.1378/chest.107.1.139