Spirometrie – Înțelegerea buclei de flux-volum

Bucla flux-volum este un grafic care oferă informații cheie despre funcția pulmonară, arătând relația dintre volumul pulmonar și fluxul de aer. Graficul este creat în timpul unui test de spirometrie, captând informații în timpul inhalării și expirației pentru a calcula volumele inspiratorii și expiratorii. Aceste măsurători se formează în timpul manevrei Capacitate Vitală Forțată (CVF), care măsoară volumul maxim de aer care poate fi expirat din plămâni dintr-o inhalare completă. CVF, împreună cu manevrele Capacitate Vitală (CV), sunt cruciale în interpretarea spirometriei.

În mod tradițional, spirometria se concentra doar pe măsurarea expirației, testul încheindu-se atunci când subiectul a expirat complet, așa cum se arată în figura 1. Progresele în testarea funcției pulmonare, cu accent pe îmbunătățirea preciziei și acurateței rezultatelor spirometriei, au condus la o actualizare a Standardizării Spirometriei ATS/ERS 2005. Standardele actuale de Standardizare a Spirometriei ATS/ERS 2019 subliniază importanța încorporării atât a măsurătorilor inspiratorii, cât și a celor expiratorii în timpul testării spirometriei pentru a crea bucla flux-volum.

Figura 1 – Flux-volum doar expriratia

Din punct de vedere istoric, unele spirometre și programe de spirometrie măsurau doar expirația, folosind și piese bucale cu valvă unidirecțională. Drept urmare, multe departamente efectuau în mod curent manevre doar de expirație. Cu toate acestea, noile perspective discutate în acest articol sugerează că măsurarea debitului inspirator odată cu expirația poate îmbunătăți calitatea testelor.

Ghiduri de spirometrie din trecut și din prezent: 2005 v 2019

Standardizarea spirometriei ATS/ERS din 2005 a subliniat trei etape principale pentru obținerea unei CVF. În primul rând, inspirație maximă, urmată de o expirație puternică (blast) și, în final, expirație completă. O secvență de testare separată a fost discutată pe scurt pentru inspirație, denumită „Bucla de Volum Expiratoriu Maxim” MFVL. În această secvență de testare, subiectul este rugat să inspire complet rapid până la capacitatea pulmonară totală (TLC) din aerul cavitatii bucale, să introducă piesa bucală și, fără ezitare, să efectueze o expirație cu forță maximă până când nu mai poate fi expulzat gaz, urmată de o inspirație maximă rapidă. În acest moment, manevra este finalizată, bucla completându-se într-o singură manevră.

Prin contrast, ghidurile din 2019 prioritizează atât inspirația, cât și expirația în cadrul unei singure manevre FVC. Aceasta este împărțită în patru etape:

1. Inspirație maximă
2. Expirație puternică
3. Expirație completă și
4. O manevră inspiratorie de revenire la capacitatea pulmonară totală (TLC).

Această abordare revizuită acordă o importanță mai mare inspirului, deoarece ghidurile ATS/ERS din 2019 menționează parametrul capacității vitale inspiratorii forțate (FIVC), care se măsoară la sfârșitul expirației cu inhalare înapoi la TLC. Ghidurile afirmă că compararea FVC și FIVC este esențială pentru evaluarea acceptabilității tehnice a rezultatelor spirometriei. Această comparație poate fi făcută numai atunci când se efectuează atât manevre inspiratorii, cât și expiratorii, asigurând o testare precisă.

Cum arată o buclă normală flux-volum?

Figura 2. O buclă flux-volum bine formată reflectă o funcție pulmonară sănătoasă. Curba arată relația dintre fluxul de aer (axa verticală) și volumul pulmonar (axa orizontală). Pentru un rezultat normal, curba începe la TLC și prezintă un vârf în timpul expirației puternice, care diminuează treptat pe măsură ce volumul pulmonar scade. Bucla se curbează apoi în sus pe măsură ce pacientul inspiră înapoi la TLC. Cel mai mare debit apare la începutul expirației și este dependent de efort. După aproximativ o treime din expirație, fluxul de aer devine mai puțin dependent de efort și mai influențat de presiunea pulmonară și de rezistența căilor respiratorii.

Figura 2 Bucla volumică de flux la un subiect sănătos cu volume de expirare și inspirație

Cum arată o buclă flux-volum anormală?

Forma buclei flux-volum poate dezvălui, de asemenea, tipare ale bolilor pulmonare. De exemplu, în bolile pulmonare obstructive, cum ar fi astmul sau BPOC, există o reducere a fluxului expirator maxim, ceea ce provoacă forma caracteristică de „concavă” sau „excavare” a buclei. Acest lucru se întâmplă deoarece căile respiratorii se colapsează în timpul expirației puternice, reducând fluxul de aer în ciuda efortului maxim. Severitatea obstrucției poate fi evaluată prin adâncimea excavației, așa cum se arată în figurile 3 și 4.

Figura 3 Bucla flux volum cu afectare usoasra a fluxului de aer obstructiva-  Figura 4 Bucla flux volum cu afectare grava a fluxului de aer obstructiva

 

Bolile pulmonare care restricționează expansiunea pulmonară, cum ar fi anomaliile peretelui toracic sau leziunile care ocupă spațiu, cum ar fi tumorile, pot duce la boli pulmonare restrictive. În aceste cazuri, bucla flux-volum va prezenta volume pulmonare reduse și timpi de expirație mai scurți, așa cum se arată în Figura 5.

Figura 5 Bucla flux-volum cu un defect restrictiv ușor   Figura 6 Bucla flux-volum cu un defect restrictiv sever

Importanța inspirației

Unul dintre avantajele cheie ale măsurării inspirației în timpul spirometriei este capacitatea de a capta CVF (Cvince Fivrajul). Fără manevra inspiratorie, CVF nu poate fi obținută. CVF poate fi comparată cu CVF pentru a evalua dacă testul a început la TLC (Centrul de Coeficient de Concentrație în Cardiopatie). Conform ghidurilor ATS/ERS, dacă CVF depășește CVF cu mai mult de 0,100 L sau 5% din CVF, indică faptul că testul nu a început de la TLC, ceea ce face ca rezultatul să fie nesigur pentru anumite măsurători, cum ar fi VEMS (Vehiculul Electric Vehicle – Vehiculul FEV1). Cu toate acestea, CVF poate fi totuși acceptabilă. Majoritatea spirometrelor moderne au parametrul CVF în lista de parametri, iar unele programe software pot oferi feedback în timp real cu privire la această comparație, ajutând operatorii să se asigure că testul este efectuat corect. Comparația dintre CVF și CVF poate fi observată și pe bucla debit-volum dacă CVF obținută este mai mare decât CVF, așa cum se arată în Figura 7.

Figura 7 Bucla flux-volum care prezintă o inhalare inițială suboptimală înainte de expirare, confirmată de a doua inhalare înapoi la TLC

Referințe

• Spirometry: Performance and Interpretation A Guide for General Practitioners. (2005). Dsiponibil aici: https://irishthoracicsociety.com/wp-content/uploads/2017/05/SpirometryGuidelinespdf.pdf
• Spirometry: Performance and Interpretation A Guide for General Practitioners. (2005). Disponbil aici: https://irishthoracicsociety.com/wp-content/uploads/2017/05/SpirometryGuidelinespdf.pdf.
• Graham, B.L., Steenbruggen, I., Miller, M.R., Barjaktarevic, I.Z., Cooper, B.G., Hall, G.L., Hallstrand, T.S., Kaminsky, D.A., McCarthy, K., McCormack, M.C., Oropez, C.E., Rosenfeld, M., Stanojevic, S., Swanney, M.P. and Thompson, B.R. (2019b). Standardization of Spirometry 2019 Update. An Official American Thoracic Society and European Respiratory Society Technical Statement. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, [online] 200(8), pp.e70–e88. doi:https://doi.org/10.1164/rccm.201908-1590st.
• Vitalograph Spirotrac 6 software.
• Acest articol a apărut inițial în OH Today, Volume 32 Issue 1.