WORKSHOP 1: Spirometria: corretta esecuzione e parametri da monitorare C. Carraro G. Catapano
La spirometria La spirometria è l esame di funzione respiratoria più utilizzato nel sospetto di una patologia respiratoria; Valuta la capacità di generare flusso alla bocca a diversi volumi polmonari, quindi valuta le proprietà meccanica dell apparato respiratorio (rigidità e resistenze del sistema); E uno strumento utile dal momento che la maggior parte delle patologie respiratorie altera le proprietà meccaniche del sistema respiratorio; Si distinguono tre quadri funzionali: Ostruzione: ridotta capacità di generare flusso (asma, BPCO e bronchiectasie); Restrizione: perdita di volume polmonare (versamento plerico, scoliosi grave, etc) Quadri misti ostruttivi/restrittivi
Prove di funzionalità respiratoria: Principali indicazioni Diagnosi di patologie polmonari (segni, sintomi, esami di laboratorio o esami strumentali alterati) Valutazione della gravità o progressione della patologia (Asma, BPCO, fibrosi cistica, patologie polmonari interstiziali, scompenso cardiaco, patologie neuromuscolari) Valutazione del rischio preoperatorio Valutazione del grado di invalidità a fini assicurativi Valutazione della risposta al trattamento Soggetti sani (screening)
Prove di funzionalità respiratoria: Principali controindicazioni Emottisi PNX Recente intervento addominale/toracico Trauma toracico Recente intervento agli occhi IMA (entro tre mesi) o angina instabile Aneurisma toracico
Diagnosi Anamnesi ASMA - BPCO Valutazione clinica (ACT, CAT MRC) Insieme dei sintomi e dei fattori scatenanti Esame obiettivo Prove di funzionalità respiratoria Spirometria Volumi dinamici (espirogramma forzato, F/V loop, PEF, Test di broncoreversibilità, Test di broncoreattività ) Volumi statici (CPT, CFR, VR) Scambi gassosi Diffusione polmonare Emogasanalisi arteriosa Altre indagini Per identificare i fattori di rischio Per la diagnosi differenziale Per la fenotipizzazione
Broncopneumopatia cronica ostruttiva - approccio diagnostico razionale nella pratica clinica - - Escludere o confermare la malattia III LIVELLO I LIVELLO Spirometria Test di reversibilità Radiografia torace Ossimetria (facoltativa) II LIVELLO Volumi polmonari Test di responsività Test di diffusione Emogasanalisi Elettrocardiogramma Pletismografia corporea Compliance polmonare Funzione muscoli respiratori Test da sforzo HRCT torace Cateterismo destro
IL PROBLEMA DELLA QUALITA DELLA SPIROMETRIA ED I VALORI DI RIFERIMENTO Livello di attenzione!!!!!!
Fonti di variabilità delle misure spirometriche Variabilità tecnica Strumento, procedura di misura, soggetto, operatore, ed interazione tra questi fattori Variabilità Intra-individuale Posizione del corpo e della testa, sforzo espiratorio, ritmo circadiano della funzione respiratoria Variabilità Inter-individuale Ospite Sesso, età, misure antropometriche, crescita e invecchiamento, razza, stato di salute passato ed attuale Ambiente Fattori geografici, esposizioni ambientali e professionali, fumo di tabacco, stato socio-economico
Cause di variabilità dei volumi polmonari -effetti legati all età- Capacità polmonare totale: pressochè costante. Aumentata capacità di chiusura: diminuita trazione sulle piccole vie aeree, diminuita pressione di spinta del flusso d aria. Aumento del volume residuo e diminuzione dei massimi flussi e volumi espiratori: chiusura delle vie aeree a più alti volumi polmonari, ridotta forza di contrazione dei muscoli respiratori. Età (anni) Michael G. Levitzky. Pulmonary Physiology. Third Ed; 1993. Chapter 2. Diminuita capacità di diffusione polmonare e progressiva diminuzione della tensione arteriosa di ossigeno: perdita di superficie alveolare e di volume di sangue capillare polmonare.
Applicazione delle equazioni di predizione Raccomandazioni [ERS/ATS 2005] Per ogni indice di funzione respiratoria, si considerano al disotto del limite inferiore di normalità i valori al di sotto del 5 percentile della distribuzione di frequenza dei valori misurati nella popolazione di riferimento La pratica di usare l 80% del predetto come valore fisso per il limite inferiore di normalità può causare importanti errori interpretativi dei test di funzione respiratoria nell adulto può essere accettabile nei bambini. Frequenza 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 Curva di Distribuzione Normale 5% della popolazione 5% della popolazione 0.0-5 -4-3 -2-1 0 1 2 3 4 5 Valori di X I limiti della normalità basati sull intervallo di confidenza del 90% (LLN <5 percentile del predetto) ATS/ERS task force: standardisation of lung function testing. Eur Respir J 2005; 26: 948-968.
LA SPIROMETRIA: PRINCIPI DI ESECUZIONE Livello di attenzione!!!!!!
Parametri respiratori misurati con lo spirometro Marieb EN. Human Anatomy and Physiology. 3 rd ed. Redwood City, CA:Benjamin Cummings Publishing, 1995. 14
1. Paziente seduto, con stringinaso che respira tranquillo collegato a un boccaglio sterile a volume corrente per alcuni sec. Esecuzione della manovra di espirazione forzata 2. Si fa eseguire velocemente un inspirazione profonda da CFR a CPT seguita da una breve apnea (< 1 sec) 3. Seguita da un espirazione forzata da CPT a VR con partenza rapida e durata di almeno 6 secondi 4. Per poi rieseguire una massima inspirazione forzata fino a CPT E necessario ripetere il test fino ad ottenere 3 prove accettabili e riproducibili
Curva volume-tempo compressione delle vie aeree dinamica La parte di curva a sinistra è sforzo dipendente; quella a destra sforzo indipendente (dipende dalle proprietà intrinseche del polmone) Curva flusso-volume
Curva flusso-volume Curva volume-tempo
Curva flusso-volume Curva volume-tempo
Curva flusso-volume Curva volume-tempo
Curva flusso-volume Curva volume-tempo
ERRORI DI ESECUZIONE Partenza lenta Tosse Glottide chiusa Sforzo variabile
Gli errori più frequenti Scarso sforzo di espirazione forzata Il pz non ha inspirato completamente all inizio del test oppure si è verificata un interruzione durante l espirazione Il pz non ha espirato correttamente prima dell inspirazione
Criteri di accettabilità analisi delle caratteristiche morfologiche della curva FV assenza di artefatti (tosse, inizio ritardato dell atto respiratorio, etc.) durata dell espirazione attiva di almeno 3 secondi collaborazione soddisfacente 3 test in cui la CVF sia contenuta in un range di variabilità inferiore al 10%
CURVA FLUSSO-VOLUME COMPLETA (ESPIRAZIONE ED INSPIRAZIONE FORZATE) B) Numero manovre da eseguire Eseguire almeno tre curve flusso-volume complete (espiratorie ed inspiratorie) C) Riproducibilità La differenza tra i due valori più grandi di FVC deve essere inferiore a 0.150 L La differenza tra i due valori più grandi di volume espiratorio massimo nel primo secondo (FEV1) deve essere inferiore a 0.150 L Se tutti questi criteri sono soddisfatti, il test è finito. In caso contrario, continuare fino a che: i criteri sono soddisfatti con altre manovre massimo di otto manovre è stato eseguito
CURVA FLUSSO-VOLUME COMPLETA (ESPIRAZIONE ED INSPIRAZIONE FORZATE) D) Valori da riportare Il valore più elevato di FVC (a BTPS), indipendentemente dalla manovra accettabile da cui è stato ottenuto Il valore più elevato di FEV1 (a BTPS), indipendentemente dalla manovra accettabile da cui è stato ottenuto Restanti indici della curva flusso-volume: dalla manovra accettabile in cui è massima la somma FVC+FEV1 (best curve) Flusso inspiratorio forzato istantaneo al 50% (FIF50%) della FVC; volume inspiratorio forzato nel primo secondo (FIV1)
26
LA SPIROMETRIA: PRINCIPI DI INTERPRETAZIONE Livello di abbattimento!!!!!!!
Approccio alla lettura del referto spirometrico 1) Guardare il valore VEMS/CVF (a volte indicato come FEV1/FVC o IT = indice di Tiffeneau) Ci indica la presenza di ostruzione quando il rapporto post BD < 0.7 2) Guardare il parametro VEMS ( a volte indicato come FEV1) Serve per quantificare la gravità dell ostruzione in % 3) Guardare la forma della curva flusso/volume Ci fornisce indicazioni sulla presenza di ostruzione o restrizione
Enright & Kaminsky, Respir Care 2003 Problemi del VEMS/CVF 80 Maschi 75 VEMS/CVF, % 70 65 Falsi negativi GOLD Falsi positivi LLN (NHANES) 60 25 50 75 Età (anni) VEMS/CVF <0.70 Femmine VEMS/CV % pred VEMS/CVF < LLN VEMS/CVF <0.70 & VEMS< 80% pred Autovalutazione (pre test clinico-fumo) Celli et al., ERJ 2003 Falaschetti et al. ERJ 2004
1. Approccio alla lettura del referto spirometrico Nei soggetti di età >70 anni i criteri spirometrici VEMS/CVF <0.7 e VEMS>80% del valore teorico possono sovrastimare I casi di ostruzione In questo caso è preferibile usare il limite inferiore di normalità del VEMS/CVF calcolato dalle equazioni dei valori teorici. VEMS/CVF < 0.70 Global Initiative for COPD (GOLD) ERS/ATS Task Force for COPD, ERJ 2004 VEMS/CVF < LLN (<5 percentile del predetto) ATS/ERS Task Force on PFT, ERJ 2005 GOLD 2007
2. Approccio alla lettura del referto spirometrico GOLD - ATS/ERS VEMS/CVF < 70% STADIO 1: VEMS > 80% predetto STADIO 2: VEMS 50-79% predetto STADIO 3: VEMS 30-49% predetto STADIO 4: VEMS <30% predetto I valori VEMS, VEMS/CVF sono da considerarsi post-broncodilatazione L.M. Fabbri, S.S. Hurd, for the GOLD Scientific Committee Eur Respir Global Strategy for the Diagnosis, Management and Prevention of COPD: 2003 update J 2003; 22: 1-2. B.R. Celli, W. MacNee and committee members Eur Respir J 2004; 23: 932-946
Centralità del paziente: valutare insieme i sintomi con la classificazione spirometrica e/o il rischio di riacutizzazioni 4 Rischio (Classificazione GOLD di gravità dell ostruzione bronchiale) 3 2 1 C A D B >2 1 0 Rischio (Storia di riacutizzazioni) Il paziente rientra quindi in una di queste 4 categorie A B C D Sintomi lievi, basso rischio Sintomi gravi, basso rischio Sintomi lievi, alto rischio Sintomi gravi, alto rischio mmrc 0-1 CAT < 10 mmrc 2 CAT 10 Sintomi (mmrc o CAT) Nel valutare il rischio, tenere in considerazione il valore più alto fra gravità dell ostruzione bronchiale e storia di riacutizzazioni Modificata da: Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease (GOLD)
3. Approccio alla lettura del referto spirometrico Indici Funzionali CVF Capacità Vitale Forzata VEMS Volume Espiratorio Massimo nel primo Secondo Rapporto VEMS/CVF % Insufficienza ventilatoria di tipo restrittivo Diminuita Diminuito in modo proporzionale alla CVF Normale Insufficienza ventilatoria di tipo ostruttivo Normale o diminuita Diminuito più della CVF Diminuito
Curva flusso-volume Curva volume-tempo. V Normale Deficit restrittivo Deficit ostruttivo Riduzione dei flussi a tutti i volumi polmonari espiratori con riduzione del PEF e concavità verso l alto della curva espiratoria (freccia) 2 4 6 V 8 0 1 2 Litri Armonica riduzione dei volumi polmonari, aumentate pressioni di ritorno elastico, velocità di flusso ridotte e normale calibro delle vie aeree 3 Deficit ostruttivo 4 5 NORMALE FVC FVC 1 2 3 4 5 6 secondi
Meccanica polmonare ventilatoria Elastanza ridotta Elastanza aumentata FEV1 FEV1 TLC VT FRC TLC VT RV FVC FVC PATTERN OSTRUTTIVO PATTERN RESTRITTIVO VEMS/CVF < 70% BPCO ENFISEMA ASMA MECCANICA VENTILATORIA VEMS/CVF > 70% Edema cronico/fibrosi Versamento pleurico Cardiomegalia, Neuromuscolari Gabbia toracica
VEMS/CVF normale non sempre esclude l ostruzione delle vie aeree Ostruito Ristretto Flusso, L/s Flusso, L/s Flusso, L/s Inspirazione Pellegrino et al, ERJ 2005
Interpretazione Insufficienza ventilatoria di tipo OSTRUTTIVO Asma BPCO Bronchiectasie di tipo RESTRITTIVO Patologie della gabbia toracica Patologie neuromuscolari Lesioni occupanti spazio Fibrosi polmonare
Alterazioni disventilatorie Curve Flusso/Volume massimali Ostruzione variabile intratoracica delle vie aeree superiori Ostruzione extratratoracica delle vie aeree superiori Ostruzione fissa delle vie aeree superiori Aspetti morfologici
Il test di broncodilatazione in acuto Andrebbe eseguito in tutti i casi di ostruzione in un paziente non noto per malattia ostruttiva cronica; Di norma viene utilizzato il salbutamolo MDI (400 mcg, 4 puffs); La spirometria viene ripetuta dopo almeno 15 minuti; Variazioni VEMS e CVF > 12% pred. (ERS), in associazione ad un cambiamento assoluto di almeno 200ml per il VEMS e CVF (ATS, ERS, BTPS) 40
MISURE DI REVERSIBILITA DELLE VIE AEREE Risposta di broncodilatazione dopo inalazione di 400µ di salbutamolo (aumento di FEV 1 e FVC 12% e 200mL) BPCO: assente/parziale (FEV 1 /FVC 70%) ATS/ERS Task Force on PFT, ERJ 2005 Flusso (L/s) 4 3 2 1 0-1 PEF FEV 1 1 2 3 4 Volume (L) FVC Δ FEV 1 (% predetto) 24 12 FVC & FEV 1 rispondenti FVC rispondenti 0 20 30 40 50 60 Estensione dell enfisema (%) Nella risposta assente/parziale (FEV 1 /FVC 70%) l incremento del FEV 1 è inversamente proporzionale alla gravità dell enfisema Cerveri et al., JAP 2000
SPIROMETRIA SEMPLICE normale VALUTARE PER ASMA BRONCHIALE O ALTRE PATOLOGIE FEV1/FVC < 70 - FVC > 85% FEV1/FVC < 70 - FVC < 85% FEV1/FVC > 70 - FVC < 85%teor Eseguire test con broncodilatatore Eseguire misura VR e CPT FEV1/FVC > 70 FEV1/FVC < 70 CPT > 90% CPT < 90% Probabile ASMA BRONCHIALE Probabile BPCO Sindrome restrittiva
Volumi polmonari statici V CV VRI CPT Volume Residuo (VR): volume d aria presente nel polmone al termine di una espirazione massimale. Capacità Polmonare Totale (CPT): massima quantità d aria contenuta nel polmone all apice di una inspirazione massimale. VC VRE CFR VR NON SONO VALUTABILI CON LA SPIROMETRIA SEMPLICE t
Volumi polmonari statici Interpretazione Indici Funzionali Insufficienza ventilatoria di tipo restrittivo Insufficienza ventilatoria di tipo ostruttivo VR Volume Residuo CPT Capacità Polmonare Totale Rapporto VR/CPT % Diminuito Diminuito in modo proporzionale alla VR Normale Aumentato Normale o lievemente aumentato Aumentato
FLOW-CHART ATS/ERS Tsk Force on PFT, ERJ 2005 VC LLN no yes FEV 1 /VC LLN no yes VC LLN yes no TLC LLN no yes TLC LLN yes no NORMAL RESTRICTION OBSTRUCTION MIXED DLCO LLN yes no DLCO LLN DLCO LLN yes no yes no NORMAL PV disorders CW, NM disorders ILD Pneumonitis Asthma CB Emphysema