Diyafram kalınlığı ve hareketinin koah sınıflaması ve alevlenmesindeki yeri
The role of diaphragm thickness and excursion in the classification and exacerbation of copd
Yazar: SAİBE FULYA ELMASTAŞ AKKUŞ
Danışman: PROF. DR. SEVDA ŞENER CÖMERT
Sağlık Bilimleri Üniversitesi / İstanbul Kartal Dr. Lütfi Kırdar Eğitim ve Araştırma Hastanesi / Göğüs Hastalıkları Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2023
Konu: Göğüs Hastalıkları = Chest Diseases
Dizin: Akciğer hastalıkları-obstrüktif = Lung diseases-obstructive ; Diyafram = Diaphragm ; Ultrasonografi = Ultrasonography

Özet:
Giriş ve Amaç: Kronik obstrüktif akciğer hastalığının (KOAH) patogenezinde yer alan, hava yolu obstrüksiyonu ve parankim harabiyeti nedeniyle hava hapsi ile beraber hiperinflasyon meydana gelmektedir. Bu durum diyaframın hareketini kısıtlamaktadır. Ayrıca KOAH sistemik bir hastalık olmasından dolayı; oksidatif stres, malnütrisyon sonucunda miyozin filamanlarının azalması ve kas apoptozisi görülebilmektedir. Bu sebeplerden dolayı KOAH'ta inspiryumun esas kası olan diyaframın; yüzey alanı, hareketi ve kalınlığı büyük ölçüde değişkenlik gösterebilmektedir. Buna bağlı olarak KOAH hastalarında diyafram fonksiyonunun değerlendirilmesi önem kazanmaktadır. Diyaframın görüntülenme yöntemleri arasında ultrasonografide (US) radyasyon maruziyeti yoktur, düşük maliyetli, portabl olarak kullanılabilen daha kolay ulaşılabilir ve tekrarlanabilir bir yöntemdir. Bu sebeplerden dolayı diyaframın sonografik görüntülenmesi son zamanlarda ön plana geçmiştir.
Çalışmamızın amacı, akciğer görüntülemelerinde son yıllarda kullanımı artan ultrasonografi ile diyaframın hareketliliği, kalınlığı ve kasılma gücünün değerlendirilmesi ve bu diyafram parametreleri ile semptom anketleri, solunum fonksiyon testi, akciğer kapasiteleri ve egzersiz kapasitesi arasındaki ilişkinin gösterilmesidir. Buna ek olarak diyaframın, KOAH sınıflaması ve akut alevlenmelerin üzerine etkisini göstermek ve alevlenme açısından prediktif faktörleri belirlemektir.
Materyal ve Metod: Çalışmamız hastane tabanlı, tek merkezli olan prospektif bir çalışmadır. Uluslararası Helsinki Bildirgesi'ne uygun olarak planlanan ve lokal etik kurul onayı alınan çalışmamızda, Kartal Dr. Lütfi Kırdar Şehir Hastanesi Göğüs Hastalıkları Kliniği'ne Temmuz 2022-Mart 2023 tarihleri arasında başvuran ve GOLD 2022 rehberine göre KOAH tanımına uyan 81 hasta çalışmaya dahil edildi. Hastaların yaş, cinsiyet, sigara öyküleri, komorbidite ve vücut kitle indeksleri (VKİ) ve arter kan gazı (AKG) değerleri kaydedildi. Hastaların semptomlarını değerlendirebilmek amacı ile modifiye Tıbbi Araştırma Konseyi dispne skoru (mMRC) ve KOAH Değerlendirme Testi (CAT) uygulandı; son bir yılda alevlenme sayısı, alevlenme şiddeti, KOAH sebebi ile hastaneye yatışı, daha önce non-invaziv mekanik ventilatör (NIMV) kullanımı ve mevcut durumdaki tedavileri kayıt altına alındı. Hastalara US yapılarak diyafram salınım hareketi, diyafram kalınlığı, inspiryum ve ekspiryum süresi, kasılma hızı ve kalınlaşma fraksiyonuna bakıldı. Hastalara; solunum fonksiyon testi, tek soluk yöntemi ile difüzyon testi yapıldı ve helyum dilüsyon tekniği ile akciğer hacimleri ve kapasiteleri hesaplandı. Hastalar üç ay boyunca alevlenme sayısı, alevlenme şiddeti, hastane ve yoğun bakım yatışı açısından takip edildi. Diyafram parametreleri ile klinik, laboratuvar, solunum testi değerleri ve akciğer volümleri karşılaştırıldı. Diyafram parametrelerinin KOAH sınıfı ve alevlenme üzerine olan etkisine bakıldı.
	Bulgular: Çalışmaya yaş ortalamaları 62.4  18.1 yıl olan; %86.4'ü (n=70) erkek, %13.6'sı (n=11) kadın toplam 81 hasta dahil edildi. Derin inspiryumdaki diyafram salınım hareketi ile CAT skoru (r=-0.39 p<0.001), 6 dakika yürüme testi (r=0.48 p<0.001), son 1 yılda alevlenme ve hastane yatış sayısı (r= -0.34, -0.23 p=0.001, 0.018) arasında anlamlı korelasyon izlendi. Derin inspiryumdaki diyafram salınım hareketi ile FVC (r=0.52 p<0.001), FEV1 (r=0.51 p<0.001), FEV1/FVC (r=0.25 p=0.01), FEV1'e göre KOAH sınıflaması (r=-0.38 p<0.001) arasında korelasyon saptandı. Ayrıca derin inspiryumdaki diyafram salınım hareketi ile RV (r=-0.37 p<0.001), RV/TLC (r= -0.52 p<0.01) arasında anlamlı korelasyon izlendi. TLC ile derin inspiryumda salınım hareketi arasında korelasyon görülmedi. Derin inspiryum sonundaki diyafram kalınlığı ile FVC (r=-0.22 p=0.021); derin ekspiryumdaki diyafram kalınlığı ile FVC (r=-0.22 p=0.023) ve DLCO/VA (r=0.23 p=0.01) arasında korelasyon izlendi. Hastaların diyafram parametreleri GOLD sınıfına göre kıyaslandığında; derin inspiryumdaki diyafram salınım hareketinin GOLD sınıfı arttıkça anlamlı olarak azaldığı görüldü (p=0.007). Hastaların 3 aylık alevlenme sayısı, alevlenme şiddeti açısından takibinde derin inspiryumdaki salınım hareketi daha düşük olanlarda alevlenme sayısının fazla olduğu görülürken diğer diyafram parametreleri ve alevlenme sayısı, şiddeti arasında istatistiksel açıdan anlamlı farklılık saptanmadı (p=0.012). 
Sonuç: Çalışmamızda, diyafram disfonksiyon sebebinin diyafram kalınlığından çok hareket yeteneğinin azalmasına bağlı olarak geliştiği görüldü. Salınım hareketinin azalmasında etkili olan esas faktör hava hapsi iken hiperinflasyonun etkisi görülmedi. Diyafram salınım hareketinin; GOLD sınıfının artması ile azaldığı ve solunum fonksiyon testi parametreleri, akciğer kapasiteleri ile yakından ilişkili olduğu izlendi ve bu sonuç bize hastaların takibinde diyafram ultrasonunu eklenmesinin hastalığın seyrini belirlemede ek katkılar sağlayacağı düşündürmektedir. Ayrıca çalışmamıza dahil edilen hastaların takibinde alevlenme olan grupta diyafram salınım hareketi anlamlı olarak daha düşük bulunmuş olup klinik ve alevlenme durumu öngörülemeyen hastalarda da prognoz açısından da diyafram ultrasonunun yararlı olacağını düşündürmektedir.

Abstract:
Introduction and Objective: The pathogenesis of chronic obstructive pulmonary disease (COPD) involves hyperinflation due to air trapping resulting from airway obstruction and parenchymal destruction. This condition restricts diaphragmatic movement. Moreover, due to COPD being a systemic disease, oxidative stress, reduction in myosin filaments due to malnutrition, and muscle apoptosis can occur. Therefore, the surface area, movement, and thickness of the diaphragm, which is the primary muscle of inspiration, can vary greatly in COPD. Consequently, assessing diaphragm function becomes crucial in COPD. Among the imaging methods for the diaphragm, ultrasound (US) is a radiation-free, cost-effective, portable, and easily accessible method. Hence, sonographic assessment of the diaphragm has gained prominence recently. 
The aim of our study is to evaluate diaphragmatic mobility, thickness, and contractile strength using ultrasound, a technique increasingly used in lung imaging, and to compare these parameters with symptom questionnaires, respiratory function tests, lung capacities, and exercise capacity. Additionally, the study aims to demonstrate the impact of the diaphragm on COPD classification and acute exacerbations and identify predictive factors for exacerbations. 
	Materials and Methods: Our study is a prospective, hospital-based, single-center investigation. Following the principles of the Helsinki Declaration and obtaining local ethics committee approval, we included 81 patients who presented to Kartal Dr. Lütfi Kırdar City Hospital Pulmonology Clinic between July 2022 and March 2023, meeting the criteria for COPD according to the GOLD 2022 guidelines. Patient age, gender, smoking history, comorbidities, body mass index, and arterial blood gas values were recorded. To assess patient symptoms, the modified Medical Research Council dyspnea score (mMRC) and COPD Assessment Test (CAT) were applied. Exacerbation frequency in the past year, exacerbation severity, hospitalization due to COPD, prior non-invasive mechanical ventilation (NIMV) use, and current treatments were documented. A skilled physician performed ultrasound on the patients to assess diaphragmatic excursion, diaphragm thickness during deep inspiration and expiration, inspiratory and expiratory times, contraction speed, and thickening fraction. Patients underwent pulmonary function tests, diffusion tests using the single breath method, and calculation of lung volumes and capacities using the helium dilution technique. Patients were followed for three months regarding exacerbation frequency, severity, hospitalizations, and intensive care admissions. Diaphragm parameters were compared with clinical, laboratory, respiratory test values, and lung volumes. Furthermore, the impact of diaphragm parameters on COPD classification and exacerbations was examined. 
	Results: The study included a total of 81 patients with a mean age of 62.4 ± 18.1 years, of whom 86.4% (n=70) were male and 13.6% (n=11) were female. Significant correlations were observed between diaphragm excursion during deep inspiration and CAT score (r= -0.39, p<0.001), 6-minute walk test (r=0.48, p<0.001), exacerbation and hospitalization frequency in the past year (r= -0.34, -0.23, p=0.001, 0.018). Diaphragm excursion during deep inspiration correlated with FVC (r=0.52, p<0.001), FEV1 (r=0.51, p<0.001), FEV1/FVC (r=0.25, p=0.01), and COPD classification based on FEV1 (r= -0.38, p<0.001). Moreover, significant correlations were observed between diaphragm excursion during deep inspiration and RV (r= -0.37, p<0.001), RV/TLC (r= -0.52, p<0.01), while no correlation was found with TLC. Diaphragm thickness at the end of deep inspiration correlated with FVC (r=-0.22, p=0.021); diaphragm thickness during deep expiration correlated with FVC (r= -0.22, p=0.023) and DLCO/VA (r=0.23, p=0.01). When comparing diaphragm parameters based on GOLD classification, diaphragm excursion during deep inspiration decreased significantly with increasing GOLD class (p=0.007). During the three-month follow-up of exacerbations, patients with lower diaphragm excursion during deep inspiration had a higher exacerbation frequency, while no statistically significant differences were observed in other diaphragm parameters and exacerbation frequency or severity (p=0.012). 
	Conclusion: Our study suggests that diaphragm dysfunction in COPD is primarily due to reduced mobility rather than increased thickness. The primary factor influencing reduced diaphragm mobility is air trapping, while the effect of hyperinflation was not observed. Diaphragm excursion decreases with increasing GOLD class and is closely related to respiratory function test parameters and lung capacities. Consequently, adding diaphragm ultrasound to patient follow-up may provide additional insights into disease progression. Additionally, patients with exacerbations had significantly lower diaphragm excursion, suggesting that diaphragm ultrasound may be beneficial for prognosis in patients with unpredictable exacerbations.