Klinisk bakgrunn
A–a-gradienten fyller en bestemt funksjon i utredningen av hypoksemi: å skille hypoksemi forårsaket av ren hypoventilasjon fra hypoksemi forårsaket av nedsatt alveolær gassutveksling. Ved hypoventilasjon stiger PaCO₂ og PAO₂ synker proporsjonalt, men gradienten mellom alveolært og arterielt oksygen forblir normal. Ved V/Q-mismatch, shunt eller diffusjonsskade stiger derimot gradienten, fordi PaO₂ synker mer enn det hypoventilasjonen alene forklarer. Dette er den sentrale kliniske distinksjonen: en normal A–a-gradient ved hypoksemi peker mot ekstrapulmonal årsak (hypoventilasjon, lav FiO₂), mens en forhøyet gradient peker mot intrapulmonal patologi.
Beslutningen instrumentet støtter, er altså ikke en bestemt diagnose, men en forgrening i det diagnostiske treet: går utredningen videre mot hypoventilasjon eller mot parenkymsykdom?
Beregning av A–a-gradient
Beregningen bygger på den alveolære gasslikningen, en fysikalsk utledning fra innåndet gass og alveolær ventilasjon [1]:
ved havnivå:
FiO₂ angis i kalkulatoren som prosent (21–100), men brukes som desimaltall i formelen. Patm er barometrisk atmosfæretrykk (760 mmHg ved havnivå), PH₂O er vanndamptrykket i alveolene (47 mmHg ved 37 °C), og R er den respiratoriske kvotienten, satt til 0,8 som standardantakelse for et blandet kosthold.
Den forventede normalverdien øker med alderen, tilnærmet slik:
Denne alderskorreksjonen hviler på observasjonen om at ventilasjons-perfusjonsmatchingen gradvis svekkes med stigende alder også hos friske individer, sannsynligvis gjennom tap av lungeelastisitet og økt basal shunt [4]. En 20-åring har således en forventet normalverdi omkring 9 mmHg, en 80-åring omkring 24 mmHg.
Tolkning i praksis
Kalkulatoren returnerer A–a-gradienten i mmHg og den alderskorrigerte forventede normalverdien. Tolkningen styres av om gradienten er under eller over den forventede verdien.
| Gradient | Tolkningsbånd | Handling |
|---|---|---|
| ≤ forventet for alderen | Normal gradient | Hypoksemien forklares av hypoventilasjon eller lav FiO₂. Identifiser årsaken til hypoventilasjonen (opioider, nevromuskulær sykdom, KOLS med hyperkapni). Ved mistanke om lungeemboli kan videre utredning som regel unnlates hos pasienter uten tidligere venøs tromboembolisme, se nedenfor. |
| > forventet for alderen | Forhøyet gradient | Hypoksemien skyldes V/Q-mismatch, shunt eller diffusjonsskade. Dette er den dominerende mekanismen ved parenkymsykdom (pneumoni, ARDS, lungeødem, lungeemboli, interstitiell lungesykdom). Utredningen rettes mot intrapulmonal årsak. |
Den praktiske nytten av å beregne gradienten ligger i to bestemte situasjoner. For det første ved ukomplisert hypoksemi der spørsmålet er om pasienten har en ekstrapulmonal årsak som kan håndteres med ventilasjonsstøtte eller respirasjonsstimulering snarere enn med oksygenbehandling. For det andre som et holdepunkt ved mistanke om lungeemboli, der en normal gradient hos en pasient uten tidligere tromboembolisme senker sannsynligheten for diagnosen betydelig.
Validering og ytelse
Den alveolære gasslikningen er en fysikalsk relasjon og valideres ikke som en risikoskår i tradisjonell forstand. Den kliniske nytten av A–a-gradienten, særlig for å utelukke lungeemboli, er derimot evaluert i prospektive studier.
McFarlane og Imperiale [2] studerte 540 pasienter som gjennomgikk ventilasjons-perfusjonsscintigrafi ved mistanke om lungeemboli, og som samtidig hadde arteriell blodgass på romluft. En normal A–a-gradient, definert som ≤ alder/4 + 4, ble funnet hos 57 pasienter uten tidligere lungeemboli eller dyp venetrombose, og bare 1 av disse (1,8 %, 95 % KI 0,9–10,7 %) hadde lungeemboli. Resultatet ble reprodusert i en valideringskohort på 489 pasienter, der 1 av 54 (1,9 %, 95 % KI 0,1–11,2 %) med normal gradient og ingen tidligere tromboembolisme hadde lungeemboli. En normal gradient har således høy negativ prediktiv verdi for lungeemboli hos pasienter uten tidligere venøs tromboembolisme.
Spesifisiteten er derimot lav. Jones m.fl. [3] studerte 123 pasienter eldre enn 64 år som gjennomgikk lungeangiografi ved mistanke om lungeemboli. Av 54 pasienter med angiografisk bekreftet lungeemboli hadde tre en A–a-gradient som var normal for alderen. Gjennomsnittsverdien for A–a-gradienten skilte seg ikke signifikant mellom dem med lungeemboli (46,6 mmHg) og dem uten (46,0 mmHg). En forhøyet gradient er altså uspesifikk i en eldre populasjon med mistenkt lungeemboli og kan ikke skille lungeemboli fra annen pulmonal patologi. Dette er som ventet: gradienten måler nedsatt gassutveksling, ikke embolisme spesifikt.
Begrensninger
Krever FiO₂ på romluft. Formelen for alderskorrigert normalverdi gjelder pasienter som puster romluft (FiO₂ 21 %). Ved høy FiO₂ øker den normale A–a-gradienten i seg selv, og terskelverdiene for normalt blir ugyldige. Kalkulatoren aksepterer riktignok FiO₂ opp til 100 %, men tolkningen mot alder/4 + 4 gjelder strengt tatt bare ved romluft.
Havnivå og RQ. Beregningen forutsetter atmosfæretrykk 760 mmHg og respiratorisk kvotient 0,8. Ved stor høyde synker Patm og dermed PAO₂, noe kalkulatoren ikke tar hensyn til. RQ varierer med kosthold og metabolsk status (0,7 ved ren fettoksidasjon, 1,0 ved ren glukoseoksidasjon), men avviket er i praksis lite.
Uspesifikk ved forhøyelse. En forhøyet gradient indikerer nedsatt gassutveksling, men peker ikke mot noen bestemt diagnose. Pneumoni, lungeødem, ARDS, interstitiell lungesykdom og lungeemboli gir alle forhøyet gradient. Gradienten kan derfor ikke brukes som diagnostisk test for en enkeltsykdom.
Aldersformelens opphav. Formelen alder/4 + 4 er en klinisk tommelfingerregel og ikke en formell utledning fra en definert populasjon. Den tilnærmer den aldersrelaterte økningen i basal V/Q-mismatch som er dokumentert hos friske individer [4], men gir et grovt anslag snarere enn et statistisk konfidensintervall.
Kilder
- Story DA. Alveolar oxygen partial pressure, alveolar carbon dioxide partial pressure, and the alveolar gas equation. Anesthesiology. 1996;84(4):1011. PMID: 8638826
- McFarlane MJ, Imperiale TF. Use of the alveolar-arterial oxygen gradient in the diagnosis of pulmonary embolism. Am J Med. 1994;96(1):57–62. PMID: 8304364
- Jones JS, VanDeelen N, White L, m.fl. Alveolar-arterial oxygen gradients in elderly patients with suspected pulmonary embolism. Ann Emerg Med. 1993;22(7):1177–1181. PMID: 8517570
- Cardús J, Burgos F, Diaz O, m.fl. Increase in pulmonary ventilation-perfusion inequality with age in healthy individuals. Am J Respir Crit Care Med. 1997;156(4 Pt 1):1124–1129. PMID: 9279253
