Malattie dell Apparato Respiratorio Claudia Crimi, M.D. U.O. di Terapia Intensiva Respiratoria (UTIR) Azienda Ospedaliera per l Emergenza Cannizzaro - Catania
I Spirometria: Introduzione Oggi sempre più frequentemente si fa ricorso ad una spirometria che è e deve essere considerata un indagine di routine e di I livello non solo per la diagnosi della maggior parte delle patologie polmonari ma anche a supporto di altre indagini e di altri percorsi diagnostici nell ambito di patologie di altri apparati. E noto che l uso della spirometria è effettuato solo nel 30% delle patologie ostruttive croniche dove il suo impiego è considerato essenziale per la diagnosi. Ancora più sottoutilizzata lo è sicuramente in altre forme morbose e in altre situazioni cliniche che magari non interessano direttamente o primariamente il polmone. Ci si riferisce per es. alle valutazioni anestesiologiche preoperatorie, a tutte le patologie cardiache, a molte patologie neuromuscolari, a numerose patologie autoimmuni sistemiche.
II Definizione La Spirometria è il test di funzionalità polmonare più comunemente utilizzato ed è considerato come componente essenziale nella valutazione medica di pazienti con sintomi e segni respiratori. Permette di rilevare e quantificare anomalie nella funzione dei polmoni in maniera non invasiva. La spirometria misura la quantità di aria che viene inalata e la velocità alla quale viene espulsa attraverso una particolare apparecchiatura chiamata spirometro.
III Indicazioni e obiettivi v scopi diagnostici e screening v monitoraggio v valutazione del deficit funzionale respiratorio v scopi epidemiologici e di ricerca
III Indicazioni e obiettivi Scopi diagnostici e screening Ø valutazione dei sintomi ( tosse, dispnea) Ø valutazione dei segni obiettivi ( rantoli, rumori broncospastici Ø valutazione delle alterazioni di laboratorio ( policitemia, ipossiemia) Ø valutazione e classificazione della severità delle malattie ( asma, BPCO, fibrosi) Ø valutazione preoperatoria Ø valutazione malattie professionali ( esposizione occupazionale)
III Indicazioni e obiettivi Monitoraggio Ø valutazione dell efficacia della terapia (asma, BPCO, fibrosi) Ø valutazione del decorso e progressione della patologia ( BPCO, fibrosi cistica) Ø valutazione della prognosi
III Indicazioni e obiettivi Valutazione dell entità del deficit funzionale respiratorio Ø ai fini prognostici Ø ai fini del programma riabilitativo Ø ai fini della classificazione della severità delle patologie Ø ai fini del rischio preoperatorio Ø ai fini del rischio professionale Ø ai fini medico-legali
IV Spirometria: cosa misura v Volumi polmonari: quantità d aria v Capacità polmonari: somma di più volumi v Flussi polmonari: volume d aria ( quantità d aria) mobilizzata ( in o espirata) nell unità di tempo Lo strumento per rilevare i parametri sopradetti è lo spirometro
V Spirometro Il grafico deve visualizzarsi direttamente sul cilindro rotante Convenzionalmente, lo spirometro è un dispositivo utilizzato per determinare la quantità di aria ( volume) inspirata ed espirata nel tempo e calcolare quindi come effettivamente e rapidamente i polmoni possono essere svuotati e riempiti. Lo spirogrammma è pertanto una curva volume-tempo.
VI Spirometro: come e cosa misura Il grafico deve visualizzarsi direttamente sul cilindro rotante La maggior parte dei volumi e delle capacità polmonari possono essere direttamente misurati attraverso lo spirometro. I gas inalati ed espirati possono essere intrappolati in un circuito chiuso da un tamburo vuoto parzialmente sommerso in acqua. Quando il soggetto respira, il gas entra ed esce dallo spirometro facendo muovere la campana in alto durante l espirazione e in basso durante l inspirazione. La parte superiore della campana è collegata, tramite una puleggia, ad un pennino che scrive su un tamburo rotante disegnando così una curva ( spirogramma).
VI Negli ultimi anni i vantaggi ottenuti nel campo dell elettronica e dei microprocessori hanno portato allo sviluppo di un ampio range di spirometri portatili. Gli spirometri rilevanti il flusso utilizzano generalmente un sensore che misura il flusso pneumotacografo come segnale primario e calcola il volume attraverso un integrazione elettronica o numerica del segnale di flusso. Deriva i volumi pneumotacografo Spirogramma Curva flusso volume
VII Procedura: Preparazione del paziente 1. E necessario che il paziente non abbia utilizzato un broncodilatatore da almeno 6 ore 2. Non abbia avuto un infezione virale recente da almeno 2 settimane 3. Non abbia in atto una malattia acuta 4. Non abbia assunto un pasto abbondante da 1 ora E importante rilevare l età, il sesso e determinare il peso e l altezza del paziente per ottenere i valori di riferimento.
VII Procedura- Paziente Ø Per ottenere un risultato accettabile, è necessario eseguire uno sforzo massimale seguito da un inspirazione massima. Ø L inizio deve essere rapido e lo spirogramma deve presentare una curva continua. Ø Per ottenere dei buoni risultati, è necessario spiegare chiaramente la procedura al paziente e assicurarsi che sia seduto correttamente con i piedi saldi sul pavimento e con le gambe non incrociate. Ø E necessario applicare un clip al naso ed esortare il paziente a respirare completamente. Ø Chiudere le labbra attorno al boccaglio. Ø Soffiare fino a quando i polmoni si sono completamente svuotati. Ø E necessario effettuare almeno 3 test riproducibili.
IX Controindicazioni alla spirometria Ø mancanza di collaborazione del pz Ø nausea e vomito in corso Ø emottisi recente Ø pneumotorace Ø embolia polmonare Ø interventi chirurgici recenti Ø infarto miocardio recente o angina instabile
X Parametri spirometrici Volumi e Capacità polmonari volume Il polmone è suddiviso in 4 volumi non sovrapposti che sono combinati in una varietà di modi tali da definire le 4 capacità polmonari. Tutti i volumi e le capacità polmonari sono del 20-25% più bassi nelle donne rispetto agli uomini e variano con la statura del soggetto. tempo
X Volumi Polmonari a) Volumi Polmonari Statici Volumi misurabili indipendentemente dal tempo impiegato. b) Volumi Polmonari dinamici Volumi misurati in rapporto al tempo.
a) Volumi Polmonari Statici Volumi misurabili indipendentemente dal tempo impiegato. polmone Vie aeree Contenitore graduato 7 = spirometro La misurazione dei volumi statici permette di valutare la quantità di aria contenuta nel polmone. La valutazione avviene indipendentemente dal tempo, e il volume misurato non dipenderà dal calibro delle vie aeree (diametro del rubinetto), Ma dipenderà esclusivamente dalla quantità di aria contenuta nei polmoni (volume dell acqua nell esempio). 6 litri 5 4 3 2 1 0 VRI VC VRE VR CV CRF CPT
Volumi polmonari statici Indicano la quantità di aria contenuta nel polmone durante le varie fasi della respirazione ( inspirazione ed espirazione). Definizione dei volumi polmonari Possono essere suddivisi in sottogruppi fisiologici in rapporto alle varie fasi della respirazione. VC volume corrente = volume di aria inspirata o espirata ad ogni atto respiratorio durante respirazione tranquilla. VRE volume di riserva espiratoria = volume massimo di aria che il soggetto è in grado di espellere dopo un espirazione normale con un atto espiratorio forzato. VRI volume di riserva inspiratoria = volume massimo di aria che dopo un inspirazione normale può essere ancora introdotto nei polmoni con un inspirazione forzata VR volume residuo = volume di aria che rimane nei polmoni dopo un espirazione forzata massimale
Volume Corrente Espirazione Inspirazione Volume corrente: * Volume di aria inspirata ed espirata durante respirazione tranquilla. Il VC è di circa 500 ml.
Volume Di Riserva Espiratoria Volume di riserva espiratoria: Volume di aria che può essere espulso con un espirazione forzata alla fine di un espirazione normale. Il VRE è di circa 1100ml.
Volume di Riserva Inspiratoria Volume di riserva inspiratoria: Volume di aria che può essere inspirato dopo un inspirazione normale. Il VRI è di circa 3000 ml.
Volume Residuo Volume residuo: Volume di aria che rimane nei polmoni dopo un espirazione forzata massimale. Il VR è di circa 1200 ml. Non può essere direttamente misurata tramite lo spirometro ma necessita di altri metodi e apparecchiature.
Volume Residuo Il volume residuo non può essere direttamente misurato tramite lo spirometro perché rappresenta la quantità di aria che rimane nei polmoni dopo un espirazione forzata massimale, di conseguenza nessuna capacità (CPT e CFR) che contiene il VR può essere misurata soltanto tramite lo spirometro. Una metodica comunemente utilizzata per misurare il VR è la tecnica della diluizione dell elio. Dando una quantità conosciuta di elio, il VR può essere calcolato determinando la riduzione della sua concentrazione dovuta alla diluizione nel polmone.
Volume Residuo misura Il volume residuo (meglio CFR) può essere misurato tramite: 1. Tecnica della diluizione dell elio 2. Metodo del washout dell azoto [C1V1= C2V2] 3. Pletismografia corporea (body box) [P1V1= P2V2] Nei soggetti normali i 3 metodi mostrano una buona concordanza. Nelle patologie polmonari ostruttive, la diluizione dell elio e il washout dell azoto sottostimano la CFR perchè misurano soltanto aree di polmone che sono in comunicazione con il sistema e non valutano il gas intrappolato. Tali metodiche sono comunque semplici da eseguire e meno costose della pletismografia corporea.
Volume Residuo Pletismografia corporea Ø Nella pletismografia il soggetto viene fatto sedere all interno di un box chiuso. Ø Viene invitato a respirare attraverso un boccaglio collegato ad un tubo Ø Quando i polmoni raggiungono un determinato volume ( la capacità funzionale residua) viene azionato dall operatore l otturatore che occlude il tubo Ø Il soggetto tenta quindi di inspirare attraverso il tubo chiuso: questo fa sì che il torace si espanda e la pressione misurata dal trasduttore del pletismografo aumenti perché il volume del box diminuisce in misura uguale all aumento del volume toracico. Utilizzando la legge di Boyle (P1V1 = P2V2), è possibile calcolare i volumi presenti nel polmone. P1 e V1 sono la pressione ed il volume iniziale mentre P2 e V2 la pressione ed il volume finale misurati a temperatura costante.
Pletismografia corporea Il pletismografo sfrutta la legge di Boyle, per cui in un contenitore chiuso a temperatura costante, il prodotto del volume per la pressione è costante. P1 x TGV = (P1 + Δ Pm) (TGV + Δ Vp) TGV = 970/slope (Δ Pm/Δ Vp)
approfondimento Volume Residuo Pletismografia corporea Secondo la legge di Boyle il prodotto della pressione iniziale nella cabina per il suo volume iniziale equivale alla pressione finale nel box per il volume finale ( il volume iniziale nel box meno la variazione di volume). Naturalmente, la misurazione diretta del volume del box ( che è uguale al volume del pletismografo meno il volume che riguarda il paziente) è impossibile, per cui il pletismografo viene tarato con il paziente all interno introducendo volumi noti di aria e determinando gli aumenti della pressione corrispondenti. Anche il prodotto della pressione misurata alla bocca (PM) per il volume polmonare del paziente (VP) deve essere costante durante l inspirazione attraverso il tubo occluso. Quando il paziente inspira, il volume dei polmoni aumenta in misura corrispondente alla diminuzione del volume del box. Quando il volume polmonare aumenta, la pressione misurata alla bocca diminuisce. L otturatore viene normalmente azionato alla fine di una normale espirazione a volume corrente cioè a CFR.
Capacità polmonari I volumi polmonari possono essere raggruppati in differenti compartimenti: 7 6 Capacità polmonare totale (CPT) che è il volume di aria presente nei polmoni dopo un inspirazione massimale. Capacità vitale (CV) che è il volume di aria espulso dai polmoni durante un espirazione forzata a partire da un inspirazione massimale forzata. E uguale alla capacità polmonare totale meno il volume residuo. Capacità funzionale residua (CFR) che è il volume di gas presente nei polmoni dopo un espirazione normale. Capacità inspiratoria (CI) che è il volume di gas introdotto nei polmoni durante un inspirazione forzata massimale al termine di un espirazione normale. litri 5 4 3 2 1 0 VRI VC VRE VR CV CRF CPT
CAPACITA POLMONARE TOTALE La Capacità polmonare totale (CPT) è la somma di 4 volumi polmonari non sovrapposti. Rappresenta il volume di aria presente nei polmoni dopo un inspirazione massimale. CPT= VR+VRE+VC+VRI= 5800 ml
CAPACITA VITALE La capacità vitale rappresenta il volume massimo di aria che può essere espirato dopo un inspirazione forzata massimale. CV= VRE+VC+VRI=4600 ml La capacità vitale risulta ridotta nelle patologie restrittive ed ostruttive.
CAPACITA INSPIRATORIA La capacità inspiratoria rappresenta il volume massimo di aria che può essere inspirato dopo un espirazione normale. CI= VC+VRI= 3500 ml
CAPACITA FUNZIONALE RESIDUA La capacità funzionale residua rappresenta il volume di gas presente nei polmoni dopo un espirazione normale. CFR= VRE+VR= 2300 ml
Volumi polmonari dinamici Vasca normale rubinetto noramle La valutazione del calibro d uscita può essere effettuata indirettamente misurando la quantità d acqua che fuoriesce al primo secondo. Praticamente misurando un volume nel tempo non facciamo altro che misurare un flusso Vasca normale 5 litri Apertura Rubinetto normale Volume (l) Volume al primo secondo Volume Totale Al primo sec 4 litri Rapporto 80% Tempo (sec) In un secondo con un calibro normale fuoriesce circa l 80% del volume totale
Volumi polmonari dinamici Vasca normale rubinetto piccolo Vasca normale Rubinetto piccolo 5 litri Apertura Volume (l) Volume al primo secondo Volume Totale Al primo sec 1 litri Rapporto 40% Tempo (sec) In un secondo con un calibro piccolo fuoriesce solo il 20% del volume totale
Volumi polmonari dinamici Vasca piccola rubinetto normale Vasca piccola Rubinetto normale 2 litri Apertura Volume (l) Volume al primo secondo Volume Totale Al primo sec 1,6 litri Rapporto 80% Tempo (sec) In un secondo con un calibro normale fuoriesce poca acqua per il basso volume della vasca ma la quantità è l 80% del volume totale
Volumi polmonari dinamici In analogia a quanto detto è possibile valutare la pervietà delle vie aeree mediante la misura della quantità di aria espirata con forza in un secondo dopo una inspirazione massimale VEMS CVF
Volumi polmonari dinamici durante espirazione forzata v VEMS (volume espiratorio forzato in 1 secondo) rappresenta il volume di aria espirato nel primo secondo durante una manovra di espirazione forzata. v CVF (capacità vitale forzata) rappresenta il volume di aria espirato una manovra di espirazione forzata. v Il rapporto VEMS/CVF viene generalmente espresso in percentuale e viene indicato come Indice di Tiffeneau.
Volumi polmonari dinamici durante espirazione forzata: VEMS VEMS: (volume espiratorio forzato in 1 secondo) rappresenta il volume espirato nel primo secondo di un espirazione forzata massimale dopo un inspirazione forzata e rappresenta un indice valido di come i polmoni pieni di aria possono essere rapidamente svuotati. I risultati ottenuti vengono espressi in rapporto a risultati predetti dipendenti dalle dimensioni antropometriche, età, sesso, e razza del soggetto in esame. Il VEMS risulta ridotto sia in patologie ostruttive che in patologie restrittive. Riduzioni sono anche dovute a sforzi non eccessivi o a scarsa collaborazione del paziente.
Volumi polmonari dinamici durante espirazione forzata: CVF La CVF: ( capacità vitale forzata) rappresenta il volume di aria espirato durante la manovra di espirazione forzata ed è inversamente correlato alla quantità di aria intrappolata dall ostruzione. Più grave è l ostruzione delle vie aeree e più basso è il valore della CVF. La CVF risulta ridotta sia in patologie ostruttive che restrittive mentre l aumento è considerato generalmente normale.
Capacità Vitale lenta e Forzata La capacità vitale lenta (CV) viene misurata facendo compiere al soggetto in esame un inspirazione completa seguita da un espirazione completa e lenta. Nei soggetti normali CVF = CV In presenza di patologie ostruttive CVF < CVL a causa del fenomeno dell air trapping.
Indice di Tiffeneau (Indice di ostruzione) VEMS / CV x 100 1 sec VEMS/CV indica il VEMS espresso come una percentuale della CV o CVF e rappresenta un indice utile di limitazione al flusso d aria. VEMS CV VEMS x 100 = 80 % VC
Qual è il significato dell indice di Tiffeneau? In movimento Normalmente durante una manovra di espirazione forzata dopo un inspirazione massimale il soggetto espelle tutta la quantità d aria contenuta nei suoi polmoni ( capacità vitale). Nel soggetto normale la stessa quantità d aria inspirata viene espulsa in circa 3 sec. e di questa circa l 80% è espulsa nel I secondo ( quando i flussi sono maggiori). Se il soggetto presenta un ostruzione delle vie aeree succede che per eliminare la stessa quantità d aria deve prolungare il tempo dell espirazione. Contemporaneamente al I secondo la quantità d aria espirata non sarà l 80% della capacità vitale bensì molto meno in relazione alla gravità dell ostruzione.
Indice di Tiffeneau VEMS/CVF Il rapporto VEMS/CVF viene generalmente espresso in percentuale. In un adulto normale tale rapporto si aggira intorno al 75% - 85%. In presenza di patologie ostruttive si riduce a valori inferiori al 65% mentre in presenza di patologie restrittive può essere normale o addirittura aumentato.
Curva flusso-volume Flusso (L/sec) Flusso (L/sec) Volume (L) Volume (L) Durante un espirazione forzata plottando solo il flusso si osserverebbe il seguente andamento: I flussi aumentano velocemente raggiungendo un valore massimo, quindi diminuiscono lentamente fino a zero Durante un espirazione forzata plottando solo il volume si osserverebbe il seguente andamento: Il punto si sposta verso destra prima velocemente e poi lentamente Durante un espirazione forzata plottando sia il volume e il flusso questa è la curva che si osserva come risultato della combinazione dei due movimenti
Curva flusso-volume In movimento Una normale curva flusso-volume mostra un rapido raggiungimento del picco di flusso e un declino graduale fino al flusso zero. Curva volume-tempo Una normale curva volume-tempo presenta una rapida pendenza con un plateau subito dopo l espirazione. Il volume massimo ottenuto rappresenta la capacità vitale forzata (CVF), mentre il volume ottenuto dopo un secondo rappresenta il volume espiratorio forzato (VEMS). Volume (l) Tempo (sec)
Curva volume-tempo & flusso-volume Spirometria Curva flusso volume Flusso (L/sec) Volume (L)
Flusso (L/sec) PF Curva flusso-volume parametri rilevabili. V max 25%. V max 50%. V max 75% E possibile dividere la capacità vitale (sull asse X lo spazio tra CPT e VR) in quattro parti eguali individuando 5 punti corrispondenti: a 0 % di CV espirata (CPT) b 25 % di CV espirata c 50 % di CV espirata d 75 % di CV espirata e 100 % di CV espirata (VR) CPT 0 25 50 75 100 % a b c d e VR In corrispondenza di alcuni punti sull asse del volume è possibile rilevare il relativo valore di flusso istantaneo. Il nome deriva proprio dal % di CV in cui è stato rilevato il flusso istantaneo V max 25%, 50% e 75% di CV Capacità vitale E Possibile rilevare il valore più elevato di flusso (PF) e mediare i valori di flusso tra il 25% e il 75% della capacità vitale (FEF 25-75% )
Picco di Flusso PF PEF il picco di flusso espiratorio rappresenta il flusso espiratorio massimo raggiunto durante una manovra di espirazione forzata. PF Flusso (L/sec) 0 25 50 75 100 % Volume (L)
Calcolo del Picco di flusso espiratorio utilizzando un misuratore del picco di flusso Il misuratore del picco di flusso rappresenta il metodo più semplice per valutare un ostruzione delle vie aeree ed è vantaggioso perchè portatile e poco costoso. E necessario soffiare rapidamente e forzatamente dopo un inspirazione completa a capacità polmonare totale e registrare il valore più alto ottenuto da 3 manovre. Il misuratore del picco di flusso è un dispositivo semplice che misura la quantità di aria che il soggetto è in grado di espirare rapidamente. Il monitoraggio regolare del picco di flusso può, alcune volte, evidenziare un deficit delle funzioni polmonari ancor prima dell insorgenza dei sintomi.
Picco di flusso espiratorio Vantaggi: Ø Monitoraggio dell asma Ø Individuazione precoce delle esacerbazioni Ø Valutazione obiettiva dello stato di salute e guida all uso dei farmaci Ø Valutazione della risposta alla terapia Svantaggi: Ø Sforzo-dipendente Ø Misurazione della funzione delle sole vie aeree principali Ø Non sostituisce il VEMS
Monitoraggio del picco di flusso Quando il picco di flusso viene misurato routinariamente per un periodo di tempo e tracciato contro il tempo, la forma del grafico può essere veramente importante nell identificare aspetti particolari della patologia del paziente. I grafici possono presentare: Ø una caduta del PEF durante la settimana con miglioramento nei weekends e durante le vacanze; fenomeno che avviene nell asma occupazionale Ø cadute mattutine del PEF, presenti in alcuni pz asmatici, dovute ad una caduta del PEF nelle prime ore del mattino Cadute isolate del PEF in relazione a specifici allergeni o a fattori stimolanti possono aiutare il medico ed il paziente ad identificarli e quantificarli. Una tendenza al ribasso del PEF e un aumento nella sua variabilità può evidenziare un peggioramento dell asma e può essere utile al medico o al pz per modificare la terapia in atto. Il monitoraggio del PEF è particolarmente utile in un numero sostanziale di soggetti asmatici con scarsa percezione del grado di ostruzione delle loro vie aeree. Una buona risposta al trattamento dell asma è accompagnato da un incremento del PEF e da una riduzione nella sua variabilità.
Monitoraggio del picco di flusso - Cadute mattutine riscontrate in alcuni pazienti asmatici. Nota il miglioramento nelle cadute in suguito ad un incremento della terapia. Informazioni pratiche sul picco di flusso sono fornite dalla National Asthma Campaign's Asthma Management Handbook 1993. Molti pazienti hanno una scarsa percezione del grado di ostruzione delle loro vie aeree per cui il PEF rappresenta l indice migliore dello stato delle vie aeree. Il monitoraggio del PEF è veramente utile nel trattamento dell asma. cambiare
Flussi Espiratori Istantanei. V max 25%. V max 50% Flusso (L/sec). V max 75% 0 25 50 75 100 % Volume (L)
Flusso Espiratorio Forzato tra il 25 e il 75 % della capacità vitale Volume (L) FEF 25-75 FEF25-75 flusso espiratorio forzato Il FEF 25-75 rappresenta il volume espirato tra il 25% e il 75% della CVF ed è espresso in L/ sec Flusso (L/sec) 0 25 50 75 100 %
Flusso Espiratorio Forzato tra il 75 e il 85 % della capacità vitale FEF 75-85 FEF75-85 flusso espiratorio forzato rappresenta il flusso espirato oltre la parte intermedia della capacità vitale forzata ed è considerata come la misura più sensibile delle piccole vie aeree. Tuttavia il FEF75-85% presenta un ampio range di variabilità, è meno riproducibile del VEMS, è difficile da interpretare se la CV (o CVF) è ridotto o aumentata.
Capacità Vitale Inspiratoria Forzata FIVC Consiste di: 1) Espirazione completa a volume residuo e quindi 2) Inspirazione forzata massima Flusso (L/sec) FICV Volume (L)
Esame delle curve flusso-volume L attendibilità del test è meglio determinata da una valutazione del loop flusso-volume e della curva volume-tempo. L entità dello sforzo, la tosse e la chiusura precoce della glottide possono essere evidenziate sul grafico ma non possono essere dedotte guardando semplicemente i valori del VEMS e CVF. God effort volume flusso tempo volume
Errori nell esecuzione della manovra espiratoria forzata
Esame delle curve flusso-volume Inizio non adeguato volume flusso tempo volume
Esame delle curve flusso-volume Poor start
Esame delle curve flusso-volume Tosse 4Cough.gif La tosse viene evidenziata sulla spirometria con improvvisi e repentini picchi della curva flusso-volume. volume flusso tempo volume
Errori nell esecuzione della manovra espiratoria forzata 4Cough.gif
Esame delle curve flusso-volume Entità dello sforzo 2VariableE ffort.gif L entità dello sforzo può essere determinato da un loop flusso-volume che non mette in evidenza un picco normale in quanto il paziente non è capace di effettuare un espirazione massima. volume flusso tempo volume
Esame delle curve flusso-volume Fine precoce o chiusura della glottide 3EarlyGlotticClosure.gif La precoce chiusura della glottide è evidenziata come una brusca cessazione del flusso durante l espirazione, visibile come una improvvisa discesa della curva flusso-volume. volume flusso tempo volume
Esame delle curve flusso-volume Early termination
Accuratezza e validità I fattori che rendono i test di funzionalità polmonare meno accurati sono rappresentati dalle apparecchiature non attendibili, mancanza di collaborazione degli individui esaminati e metodi di valutazione scarsi. L American Thoracic Society contiene criteri per la corretta esecuzione della spirometria. Le curve di uno stesso soggetto dovrebbero evidenziare le stesse caratteristiche e mostrare una differenza tra i flussi di picco non superiore al 10% e una differenza di CVF e di VEMS non superiore al 5% per essere considerate valide. Poiché la spirometria è un test dipendente dallo sforzo effettuato dal paziente, il medico dovrebbe esaminare ogni spirogramma utilizzando i criteri di esecuzione stabiliti dall ATS che includono i criteri di accettabilità e riproducibilità.
Qualità del test a. No tosse b. Buon inizio del test (nessuna esitazione) c. No interruzione precoce del test ( espirazione >6 sec) d. No flussi variabili e. Constanza (Differenza di CFV e di VEMS non superiore al 5%) Note: i. Ripetere il massimo sforzo può indurre broncospasmo con conseguente riduzione dei valori ottenuti. ii. Non eseguire più di 8 prove. iii. Tutti i volumi polmonari devono far riferimento al BTPS ( temperatura corporea, pressione e saturazione)
Standardizzazione Accettabilità La ATS fornisce i seguenti criteri per la standardizzazione della spirometria: I Criteri di Accettabilità includono: Ø Assenza di artefatti indotti da tosse, chiusura della glottide o da apparecchiature non adeguate. Ø Soddisfacente inizio del test, con nessuna esitazione. Ø Espirazione continua oltre 6 sec. con presenza di plateau.
Standardizzazione Riproducibilità I Criteria di riproducibilità, dopo aver ottenuto 3 spirogrammi accettabili, includono: Ø Differenza di CVF non superiore al 5% o a 0.2L Ø Differenza di VEMS non superiore al 5% o a 0.2L Ø Se nessuno di questi criteri viene soddisfatto è necessario eseguire più spirogrammi. La qualità di uno spirogramma può essere valutata esaminando il loop flusso-volume. Dovrebbero essere eseguiti almeno 3 sforzi per soddisfare i criteri di riproducibilità.
Standardizzazione Uno spirogramma accettabile non dovrebbe essere scartato anche nel caso in cui non può essere riprodotto. E necessario eseguire almeno 8 sforzi per soddisfare i criteri di accettabilità e riproducibilità. Per ottenere uno sforzo adeguato il tecnico, che esegue la spirometria, deve istruire correttamente il paziente sulla modalità di esecuzione del test in modo da ricavare risultati riproducibili. Nell interpretare le prove di funzionalità respiratoria è necessario far riferimento alle linee guida dell ATS. Se i valori spirometrici rientrano nella norma, il test può essere interpretato come normale anche se non tutti i criteri sono soddisfatti.
Problemi correlati al paziente I più comuni problemi correlati al paziente, quando si esegue un esame spirometrico, sono rappresentati da: Ø Sforzo submassimale Ø Perdita di aria tra le labbra e il boccaglio Ø Inspirazione o espirazione incompleta ( prima o durante la manovra forzata) Ø Esitazione all inizio dell espirazione Ø Tosse (particolarmente se entro il primo secondo dell espirazione) Ø Chiusura della glottide Ø Ostruzione del boccaglio con la lingua Ø Vocalizzazione durante la manovra forzata Ø Postura non corretta
Test di Reversibilità La spirometria viene spesso effettuata prima e dopo somministrazione di un broncodilatatore per via inalatoria. Un miglioramento del volume espiratorio e degli indici di flusso indica il grado con cui la funzionalità polmonare del paziente risponde al broncodilatatore. Generalmente, un aumento del 12 % del volume espiratorio forzato in 1 sec.(vems) o della capacità vitale forzata (CVF) è considerato significativo ed indica un certo grado di reversibilità della malattia. Anche in caso di risposta negativa una terapia a lungo termine può, tuttavia, determinare un miglioramento clinico e sintomatologico. cambiare
Definizione di reversibilità dell ostruzione bronchiale L ostruzione bronchiale è definita reversibile quando la spirometria effettuata 15 min dopo inalazione di 200 mcg di salbutamolo mostra la contemporanea presenza delle seguenti condizioni: - Incremento percentuale del VEMS basale > 12 % rispetto al valore - Incremento assoluto del VEMS > 200 ml
Interpretazione della spirometria Ø valutare la qualità del test Ø valutare la riproducibilità del test Ø assicurarsi che lo sforzo compiuto dal paziente sia adeguato Ø confrontare i valori ottenuti con i valori di riferimento
Cosa è normale? I valori normali più attendibili sono stati ottenuti da soggetti normali, non fumatori. Le variabili più importanti sono rappresentate: ü dall età, ü dall altezza ü dal sesso. I valori sono espressi sia in numeri assoluti che in percentuale dei valori normali predetti.
Interpretazione Valori Normali VEMS e CVF > 80% del predetto (> 5th percentile) [ range accettabile 75 125% del predetto] Rapporto VEMS /CVF 80% [ range accettabile >75%] FEF25 75%, FEF25%, FEF50%, FEF75% > 50%
Interpretazione v Deficit ventilatori ostruttivi v Deficit ventilatori restrittivi v Deficit ventilatori misti
FEV 1 /FVC < 75% FEV 1 /FVC > 75% FVC > 80% PRED FVC < 80% PRED Obstruction Normal Possible restriction Static Lung Volumes (RV, TLC) to confirm FEV 1 (% pred) : > 80% normal variant 60-80 % = mild 40-59% = moderate <40% = severe FVC (% pred) : 60-80 % = mild 40-59% = moderate <40% = severe
Classificazione dei deficit ventilatori tramite la spirometria
La spirometria flusso-volume consente di distinguere tra: Patologie ostruttive che comportano una riduzione del calibro delle vie aeree (Asma, BPCO,..) Patologie restrittive caratterizzate da una riduzione del volume polmonare (interstiziopatie, m. neuromuscolari). Quadri misti Restrittivo Normale Ostruttivo
Deficit ventilatori ostruttivi 1. Le patologie ostruttive sono caratterizzate da una riduzione del VEMS e del rapporto VEMS/CVF %. In un adulto normale il rapporto si aggira intorno al 70-75% ma si riduce con l età. Nelle patologie ostruttive la capacità vitale forzata (CVF) può essere inferiore alla capacità vitale lenta (CVL) a causa della precoce chiusura delle vie aeree durante le manovra forzata.
Lieve ostruzione sulla curva flusso-volume Le patologie ostruttive determinano un cambiamento nella forma della curva flusso-volume. Come le curve normali mostra un rapido raggiungimento del picco di flusso espiratorio ma successivamente discende molto più rapidamente assumendo una forma concava che riflette la marcata riduzione del FEF25-75. 6bMildOBSTime.gif
Ostruzione severa sulla curva flusso-volume In presenza di ostruzioni severe il picco avviene più bruscamente e il flusso espiratorio cade precipitosamente a causa del collasso dinamico delle vie aeree.
Deficit ventilatorio ostruttivo spirogramma Un deficit ventilatorio ostruttivo puro determina una riduzione degli indici di flusso con riduzione del rapporto VEMS/CVF, FEF25-75, VEMS e CVF
Deficit ventilatorio ostruttivo: Asma spirogramma
Spirogramma nella BPCO (enfisema)
Deficit ventilatori restrittivi 2. In corso di patologie restrittive ( interstiziopatie polmonari, debolezza dei muscoli respiratori e deformazioni della gabbia toracica) il rapporto VEMS/CVF% risulta nei limiti della norma o addirittura aumentato (tipicamente > 80%) in quanto il VEMS e la CVF sono ridotti in maniera proporzionale..
Deficit ventilatorio restrittivo: spirogramma Le patologie restrittive sono caratterizzate da una riduzione dei volumi polmonari. Sebbene la spirometria sia più utile nel valutare la presenza di patologie ostruttive anche le patologie restrittive possono essere evidenziate tramite la spirometria che mostra una riduzione del VEMS e della CVF con rapporto VEMS/ CVF normale o elevato. Poiché una riduzione del VEMS e della CVF può riscontrarsi anche in caso di ostruzione severa, è necessario eseguire tutti i test di funzionalità polmonare per distinguere le due anomalie. Quadri restrittivi possono essere causati da patologie polmonari come la fibrosi interstiziale polmonare o da patologie non polmonari come la rigidità della gabbia toracica e la paralisi o la debolezza dei muscoli respiratori.
Deficit ventilatorio restrittivo: Fibrosi
Spirometria Un deficit ventilatorio restrittivo può essere sostenuto da: Ø patologie interstiziali ( fibrosi, pneumoconiosi) Ø patologie della gabbia toracica ( cifoscoliosi, traumi) Ø patologie neuromuscolari ( poliomielite, distrofie muscolari, paralisi del diaframma) Ø patologie pleuriche ( versamento, dilatazione cardiaca, tumori) Ø patologie extratoraciche ( distensione addominale, obesità)
Restrizione sulla curva flusso-volume La forma della curva flusso-volume è relativamente inalterata nelle patologie restrittive ma la dimensione complessiva della curva sembra essere inferiore a quella dei soggetti normali. Similarmente sembra esserci una rapida salita sulla curva volume-tempo ma alcuni pazienti raggiungono una capacità vitale inferiore. Volume (l) Tempo (sec)
Ostruzione delle vie aeree superiori Le lesioni ostruttive che coinvolgono le vie aeree superiori sono meno comuni rispetto a quelle che colpiscono le vie aeree inferiori. Esse comprendono: l ostruzione extratoracica variabile, l ostruzione intratoracica variabile, le ostruzioni fisse intra- o extratoraciche. Quando presenti, possono essere rilevate mediante una valutazione delle modificazioni della curva flusso-volume che mette in evidenza sia l espirazione che l inspirazione.
Ostruzione delle vie aeree superiori Nelle ostruzioni variabili delle vie aeree superiori, il flusso aereo è compromesso dalle modificazioni dinamiche del calibro delle vie aeree. Durante un inspirazione normale, le vie aeree all interno del torace tendono a dilatarsi nel momento in cui il polmone si gonfia mentre le vie aeree all esterno del torace tendono a collassare a causa della caduta della pressione intraluminale. Durante l espirazione avviene il contrario, le vie aeree all interno del torace collassano ma le vie aeree all esterno del torace sono mantenute aperte dal flusso espiratorio. Le ostruzioni extratoraciche variabili possono essere causate da paralisi delle corde vocali, tiromegalia, tracheomalacia o neoplasie mentre le ostruzioni intratoraciche variabili delle vie aeree maggiori possono essere causata anche da tracheomalacia o neoplasie.
Ostruzione delle vie aeree superiori Un ostruzione extratoracica variabile coinvolge la porzione inspiratoria della curva flusso-volume che mostra un appiattimento della curva inspiratoria solitamente profonda. La porzione espiratoria della curva appare invece relativamente normale. In caso di un ostruzione intratoracica variabile risulta invece modificato il margine espiratorio che risulta appiattito.
Ostruzione delle vie aeree superiori Un ostruzione intratoracica o extratoracica fissa coinvolge sia la porzione inspiratoria che espiratoria per cui la curva flusso-volume appare appiattita sia sul margine inspiratorio che espiratorio ed assume la forma complessiva di un libro. Danno ostruzioni fisse le stenosi tracheali, i corpi estranei e le neoplasie.