Spirometria

Spirometria este o metodă neinvazivă şi precisă de apreciere a funcţiei pulmonare, fiind folosită pentru diagnosticul şi monitorizarea afecțiunilor pulmonare, precum astmul bronșic, boala pulmonară obstructivă cronică, bronşita cronică, emfizemul, fibroza pulmonară.

De asemenea, spirometria este utilizată pentru evaluarea eficacității terapeutice a medicamentelor administrate în cazul patologiei respiratorii.

Spirometrul este un dispozitiv folosit pentru măsurarea volumelor expiratorii și inspiratorii. Pornind de la aceste date se calculează eficiența și viteza de umplere, respectiv golire a plămânilor.

Spirograma este o curbă volum-timp, măsurarea fluxului putând fi absolută (PEF-debitul expirator maxim de vârf sau fluxul maxim de vârf) sau se poate genera o curbă flux-volum a cărei formă este reproductibilă pentru orice persoană, dar variază considerabil între diferite boli respiratorii. O realizare deficitară a acestei manevre se caracterizează printr-o reproductibilitate scăzută.

Măsurătorile uzuale în spirometrie:

• 1. Capacitatea Vitală (CV) reprezintă volumul maxim de aer ce se elimină printr-o expiraţie maximă ce urmează unei inspirații maxime; are o valoare normală între 3,5 şi 5 litri, se calculează prin însumarea VC+VIR+VER, se exprimă în litri sau mililitri. Scăderea capacității vitale cu peste 20% din valoarea teoretică de referinţă este patologică. Capacitatea vitală depinde de factorii determinanţi ai capacității pulmonare totale şi ai volumului rezidual (complianța pulmonară, elasticitatea/rigiditatea peretelui toracic, forţa muşchilor inspiratori şi expiratori, proprietăţile căilor aeriene). Scăderea capacității vitale apare în restricţiile pulmonare (distrucţii ale parenchimului pulmonar, patologii neuromusculare, atelectazii, pleurezii, astm bronşic cronic).
• 2. Capacitatea Vitală Forţată (CVF) se exprimă în mililitri și este cantitatea de aer expirată după o inspiraţie profundă. În mod normal cele două volume (capacitatea vitală şi capacitatea vitală forțată) sunt egale la pacienţii cu stare fiziologică bună și fără obstrucții ale căilor aeriene. În obstrucția tractului respirator, CV este de obicei mai mare decât CVF. Capacitatea vitală forţată scade în obstrucţia căilor aeriene prin compresie dinamică (emfizem pulmonar, BPOC).
• 3. Debitul Expirator Maxim în prima secundă (VEMS=FEV1) reprezintă volumul de aer eliminat din plămâni în prima secundă a unui expir maxim ce urmează unui inspir maxim, fiind util pentru evaluarea rapidității de golire a plămânilor.
• 4. Indicele de permeabilitate bronşică (IPB) sau Indicele Tiffeneau (IT) este egal cu raportul VEMS/CVF, fiind un indicator al limitării fluxului de aer util clinic.
• 5. Debitul Expirator Maxim de Vârf (PEF) reprezintă rata expiratorie maximă a fluxului care este atinsă în cursul manevrei de expir forțat (măsoară cât de repede poate respira un individ). Frecvent este evaluat alături de capacitatea vitală forţată.
• 6. FEF 25-75% reprezintă volumul de aer eliminat între primul sfert din CV și până la eliminarea celui de al treilea sfert din CV, fiind mai sensibil în aprecierea îngustării căilor aeriene mici decât FEV1, dar este mai puțin reproductibil decât FEV1 și dificil de interpretat atunci când CV (sau CVF) este scăzută sau crescută.
• 7. FEF 50-75% constituie volumul de aer eliminat între al doilea sfert din CV și până la eliminarea celui de al treilea sfert. De asemenea, cei doi parametri pot fi măsurați și separat, reprezentând astfel fluxul expirator maxim măsurat în momentul eliminării a jumătate din CVF, respectiv a 75% din aceasta. Acest parametru mai este cunoscut ca Debitul Expirator Forţat (DEF) și reprezintă capacitatea vitală forţată fie la 25%, fie la 75%, din volumul de aer din timpul unei expiraţii forţate care urmează unei inspiraţii forţate.
• 8. FVC 6 constituie volumul maxim de aer eliminat în primele 6 secunde a unui expir forțat, fiind un surogat pentru CVF. Acest parametru devine din ce în ce mai popular deoarece oprirea expirului după 6 secunde este facil de realizat, inclusiv la vârstnici și la cei cu obstrucție a căilor aeriene.
• 9. Volumul Expirator forţat (VEF) este volumul de aer expirat cu putere într-o singură respiraţie, unde cantitatea de aer expirată poate fi masurată la 1 secundă, la 2 secunde sau 3 secunde.

Alți parametri ce pot fi măsurați prin spirometrie sunt:

• 1. Volumul Curent (VC) se exprimă în mililitri şi este volumul de aer care pătrunde în plămâni la fiecare inspiraţie normală sau care este eliminat în expiraţia normală. Valoarea sa medie este de 300-600ml în funcţie de individ şi de frecvenţa respiratorie în acel moment.
• 2. Volumul Tidal este cantitatea de aer inhalată şi expirată în mod normal şi reprezintă aproximativ 15% din CV.
• 3. Volumul Expirator de Rezervă (VER) reprezintă 25% din CV, se exprimă în mililitri şi evaluează diferenţa dintre cantitatea de aer din plămâni după o expiraţie normală şi volumul aerului după ce are loc o expiraţie forţată.
• 4. Volumul Inspirator de Rezervă (VIR) reprezintă 60% din CV, se exprimă în mililitri şi reprezintă cantitatea de aer ce pătrunde în plămâni în cursul unei inspiraţii maxime ce urmează unei inspiraţii normale.

Indicaţii ale spirometriei sunt:

• diagnosticul unor sindroame pulmonare obstructive;
• diagnosticul unor sindroame pulmonare restrictive;
• diagnosticul unor sindroame pulmonare mixte;
• evaluarea riscului pre-operator;
• depistarea şi prevenţia efectelor unui tabagism cumulat din antecedente;
• aprecierea evoluţiei naturale, a prognosticului şi a evoluţiei sub tratament a unor boli pulmonare cronice;
• pentru a identifica persoanele ce suferă de disfuncţii ale corzilor vocale;
• de depistare a persoanelor ce prezintă risc de barotraumă ca urmare a scufundării la mare adâncime;
• pentru a exclude o boală pulmonară când se suspicionează o afectare extrapulmonară;
• în expertiza capacitaţii de muncă şi pentru identificarea tulburărilor de la nivelul aparatului respirator la persoanele expuse noxelor profesionale;
• pentru a determina reactivitatea bronşică la pacienţii suspectaţi de astm bronşic;
• evaluarea în vederea diagnosticelor diferenţiale pe baza unor simptome ca: tuse persistentă, dispnee, wheezing;
• ajută la identificarea afecţiunilor neuromusculare cronice;
• monitorizarea reacțiilor adverse ale medicamentelor cu toxicitate pulmonară cunoscută;
• evaluarea statusului clinic înainte de începerea programelor de activitate fizică întense și în cadrul programelor de reabilitare medicală, respectiv evaluarea persoanelor aflate în situații cu implicare medico-legală;
• test screening pentru a evalua starea de sănătate a respirației; supraveghere epidemiologică /studii de cercetare.
• detectarea prezenței sau absenței disfuncției respiratorii sugerate prin examen clinic (tuse cronică, producție crescută de spută sau senzația de lipsă bruscă de aer) sau radiografie pulmonară;
• evaluarea funcției pulmonare la persoane peste 40 de ani.

Tehnica și condițiile de realizare ale spirometriei:

Spirometria se face cu ajutorul unui dispozitiv special, numit spirometru, care măsoară cantitatea de aer pe care o persoană o poate inspira sau expira în mod voluntar.

Testarea este simplă, cu o durată de doar câteva minute. Spirometria se poate realiza de la vârsta de 5 ani, când majoritatea copiilor pot coopera corect în vederea efectuării unor manevre respiratorii forțate. Sunt necesare minim 3 masurători corecte pentru o evaluare corespunzătoare.

Înainte de efectuarea spirometriei:

• se înregistrează datele pacientului (înalțime, greutate, vârstă) cu ajutorul cărora se calculează valorile spirometrice de referință (prezise, normale) la care se raportează cele măsurate în cazul pacientului;
• se notează medicația administrată inhalator (Ventolin, Berotec, Symbicort, Seretide, Spiriva) sau oral (TheoSR, Teotard, Miofilin, Metoprolol);
• persoana trebuie să fie stabilă din punct de vedere clinic, fără infecții ale tractului respirator;
• pentru testarea reversibilității se va opri medicația inhalatorie înainte de examinare astfel: Ventolin cu 2-4 ore, Spiriva cu 24-36 ore, Symbicort cu 12-24 ore, Teofilina cu 12 ore. -activități ce trebuiesc evitate înainte de realizarea spirometriei: consumul de alcool, cu 4 ore înainte; mesele copioase, cu 2 ore înainte; fumatul, cu 1 oră înainte; exerciții fizice intense, cu 30 de minute înainte;
• trebuiesc evitate articolele vestimentare care împiedică expansiunea toracelui sau a abdomenului.

Pentru înregistrarea unei spirograme, subiectul trebuie să:

• primească explicații despre realizarea manevrei (până înțelege);
• stea așezat pe un scaun cu spatele drept, cu picioarele ferm sprijinite pe podea, capul în extensie (deoarece aplecarea capului înainte îngustează căile aeriene superioare) și cu nasul pensat cu o clemă nazală (recomandat, dar nu esențial);
• respire printr-o piesă bucală (cu buzele strâns lipite de aceasta) conectată la sistemul de măsurare;
• inspire și expire în mod normal prin aparat (inițial);
• apoi inspiră profund și expiră puternic și cât mai rapid (pentru golirea completă a plămânilor).

Pentru a obține rezultate acceptabile, manevra trebuie realizată cu un efort expirator maxim, imediat după un inspir maxim. Startul trebuie să fie rapid și curba flux-volum trebuie să fie continuă. Următoarele elemente sunt esențiale: inspirul trebuie să fie maxim; obținerea unei etanșeități între buzele pacientului și piesa bucală; continuarea manevrei până când tot aerul din plămâni este eliminat; pacientul nu trebuie să se aplece în față, în timpul testului; obținerea a cel puțin 3 teste acceptabile, care să respecte criteriile de reproductibilitate (repetabilitate), fiind ideal ca variabilitatea FEV1 să fie mai mică de 0,15 litri (diferența între cel mai mare rezultat și următorul ca mărime).

Este important de știut că la pacienții cu boală obstructivă, expirul complet poate dura mai multe secunde. De asemenea, efortul respirator poate fi diminuat de durere toracică, de patologia abdominală, de frica de incontinență.

Forma curbei expiratorii flux-volum poate varia. În disfuncția ventilatorie obstructivă, rata maximală a fluxului este diminuată, curba expiratorie fiind concavă, iar în boala restrictivă, unde fluxul poate fi crescut în raport cu volumul pulmonar, curba este convexă. O prelungire (ca o coadă) a curbei expiratorii sugerează obstrucția căilor aeriene mici. Doar fluxul expirator este redus în obstrucția intra-toracică.

Interpretarea rezultatelor unui test de funcționalitate pulmonară trebuie să se facă în contextul anamnezei și examenului clinic.

Parametrii spirometrici sunt considerați în limite normale dacă:

• VEMS și CVF sunt la 80-120% din valorile de referință;
• VEMS/CV este peste 70% din prezis.

Anomaliile constatate sunt clasificate în sindrom obstructiv (debite anormal de mici, în astm bronșic și BPOC), sindrom restrictiv (volume anormal de mici, în fibroze pulmonare) și sindrom mixt (o asociere a acestora).

Raportarea rezultatelor:

• se raportează valoarea cea mai mare pentru FEV1;
• se raportează valoarea cea mai mare pentru CVF;
• se raportează valoarea cea mai mare pentru PEF;
• pentru FEF 25-75% se raportează valoarea obținută la testare care are cea mai mare sumă FEV1+CVF.

Prezicerea valorilor normale:

Valorile obținute variază în funcție de sex, vârstă, înălțime și etnie. Bărbații au valori mai mari ale FEV1, CVF, FEF 25-75% și PEF decât femeile, dar FEV1/CVF are valori mai mici. FEV1, CVF, FEF 25-75% și PEF cresc până la 20 de ani (la femei), respectiv 25 de ani (la bărbați), pe când FEV1/CVF scade. După această vârstă, toți indicii scad treptat. Scăderea FEV1/CVF se datorează mai ales declinului FEV1, decât al CVF. Toți indicii, cu excepția FEV1/CVF, cresc odată cu înălțimea. Caucazienii au cele mai mari valori pentru FEV1 și CVF, iar polinezienii cele mai mici. Populația neagră africană prezintă valori cu 10-15% mai mici decât caucazienii de aceeași vârstă, sex și înălțime, deoarece toracele lor este mai scurt în ortostatism (în picioare). Populația indigenă australiană are valori mai mici decât populația neagră. Chinezii au CVF cu 20% mai mică, iar indienii cu 10% mai mică decât caucazienii. În ceea ce privește PEF, nu există diferențe importante între diferitele grupuri etnice. De asemenea, fumătorii pot avea un declin mai accelerat al funcției pulmonare decât nefumătorii.

Criterii de acceptabilitate:

• pacientul a urmat instrucțiunile (indicațiile) primite de la medic;
• realizarea unui efort expirator maximal (fără opriri și apoi reluări ale expirului), inițiat după un inspir maxim;
• pacientul nu a avut ezitări în timpul testului;
• testul a fost realizat cu un start rapid;
• PEF-ul (Peak expiratory flow) are o creștere ascuțită la nivelul curbei flux-volum;
• fără terminare prematură a testului (pacientul trebuie să sufle peste 3 secunde dacă are sub 10 ani, și cel puțin 6 secunde dacă are mai mult de 10 ani);
• nu există pierderi de aer (între piesa bucală și buzele pacientului);
• fără tuse (FEV1 poate fi valid dacă tusea apare după prima secundă);
• fără închiderea glotei (manevra Valsalva);
• fără obstrucția piesei bucale (cu limba, dinții);
• fără inspiruri suplimentare în timpul manevrei expiratorii.

Criterii de reproductibilitate:

• obținerea a 3 teste care să respecte criteriile de acceptabilitate;
• diferența între primele 2 cele mai mari valori ale CVF să fie de aproximativ 0,15 L;
• diferența între primele 2 cele mai mari valori ale FEV1 să fie de aproximativ 0,15 L.

Dacă aceste criterii nu sunt îndeplinite, sunt necesare testări adiționale.

Condiții care indică efectuarea unei spirometrii la o persoană:

• Este sau a fost fumător (deoarece poate dezvolta BPOC);
• Pacient astmatic;
• Respiră mai dificil în ultima perioadă;
• Nu poate urca scările fără a acuza dificultăți de respirație;
• Nu mai poate face activități sportive așa cum obișnuia;
• Este îngrijorat de rezultatele din timpul exercițiilor fizice;
• Tușește de câteva luni sau ani (exemplu: tusea fumătorului);
• Are respirație șuierătoare;
• Are tuse cu expectorație chiar dacă nu este răcit;
• A fost tratat pentru o boală pulmonară;
• Este îngrijorat de sănătatea plămânilor săi;
• Simte că nu se oxigenează cum trebuie;
• Simte un disconfort când inspiră sau expiră.

Probleme (erori) datorate pacientului:

• efort submaximal;
• pierderi de aer printre buze și piesa bucală;
• inspir sau expir incomplet;
• ezitări la startul expirului;
• tuse (mai ales în prima secundă a expirului);
• închiderea glotei;
• obstrucția piesei bucale cu limba;
• vorbire în timpul testării;
• postură neadecvată.

Contraindicaţii ale spirometriei:

• Relative: angină pectorală instabilă; anevrism de aortă, anevrism cerebral; hemoptizia recentă; pneumotorax în antecedente sau trombembolism pulmonar recent; intervenţii chirgicale recente (oculare, toracice sau abdominale); indiferent de cauză, o durere acută toracică sau abdominală; durere bucală sau facială exacerbată de piesa bucală; demență sau confuzie mentală; vărsături, vertij, greață; infecție virală recentă sau actuală (acută); hipertensiune arterială nediagnosticată.
• Absolute: prima lună post infarct miocardic acut.

Complicațiile spirometriei sunt rare și se datorează frecvent manevrelor ventilatorii forțate:

• lipotimie prin hiperventilare;
• sincopă cauzată de un expir forțat prelungit;
• criza de bronhospasm declanșată de expirul profund, la pacienții cu astm bronșic.

Clasificarea funcției ventilatorii anormale:

• 1. O reducere a FEV1 în relație cu CVF va rezulta într-un raport FEV1/CVF scăzut, fiind tipic pentru disfuncția ventilatorie obstructivă (în astm bronșic, emfizem pulmonar). Limita inferioară a normalului pentru FEV1/CVF este de 70-75%. În boala pulmonară obstructivă, CVF poate avea o valoare mai mică decât CV datorită închiderii precoce a căii aeriene în timpul manevrei, ducând la o supraestimare a funcției pulmonare. Raportul FEV1/CV poate constitui un indicator mai sensibil pentru obstrucția căii aeriene. Prin urmare, obstrucția este caracterizată de FEV1 scăzut, CV normală sau scăzută, CVF normală sau scăzută, raport FEV1/CVF redus și curbă flux-volum concavă.
• 2. Raportul FEV1/CVF are valori normale sau crescute (>80%), cu scăderea atât a FEV1, cât și a CVF, în disfuncția ventilatorie restrictivă (afectarea interstițiului pulmonar-fibroză pulmonară, slăbiciunea musculaturii respiratorii-boli neuromusculare, deformări ale cutiei toracice-cifoscolioză). PEF-ul poate fi crescut.
• 3. CVF redusă, asociată cu un raport FEV1/CVF scăzut, este specific pentru disfuncția ventilatorie mixtă (ce combină componenta obstructivă cu cea restrictivă).

Informații suplimentare pentru o înregistrare corectă a spirometriei:

Este de preferat ca spirometrul să fie conectat direct la sursa de energie electrică, iar pentru o siguranță suplimentară să fie în prealabil conectat şi la o baterie de rezervă, ca în cazul unei întreruperi neaşteptate de curent, aparatul să poată funcţiona în continuare pentru o scurtă perioadă de timp pe durata examinării, astfel datele fiind protejate.

La un spirometru, în recomandările minime, este necesar ca rezistenţa totală la curgerea aerului la 14 litri per secundă să fie mai mică de 1,5 cm coloană apă, respectiv să poată acumula volume de peste 8 litri pentru un timp de minim 15 secunde, dar marja de eroare a măsurătorilor să fie de cel mult +/-3% şi afişajul curbei volum-timp să fie unul în timp real. Cu ajutorul staţiei meteo mobile se notează zilnic presiunea atmosferică, umiditatea şi temperatura, pentru a se calibra spirometrul. Cu ajutorul cântarului şi taliometrului se notează greutatea şi înalţimea pacientului.

Notăm și rasa și sexul acestuia ce necesită a fi introduse în softul aparatului. Temperatura este o variabilă semnificativă în spirometrie și poate fi măsurată direct printr-un termometru simplu sau un termostat intern (adică direct de echipament).

În privința calibrării și controlului calității echipamentului, pentru a se asigura că acestea rămân precise în timpul utilizării, toate spirometrele trebuie calibrate în volum cel puțin o dată zilnic, utilizând o seringă calibrată cu un volum de cel puțin 3l.

Etalonarea trebuie repetată dacă temperatura se schimbă semnificativ pe parcursul unei zile. Trebuie păstrat cel puțin un jurnal de calibrare și întreținere, respectiv copii electronice sau tipărite ale spirometriilor efectuate, astfel încât să se poată verifica acuratețea și precizia testelor anterioare. Măsurile suplimentare pentru controlul calității echipamentului reprezintă instalarea actualizărilor software și calibrarea trimestrială a ceasului.

În ceea ce priveste igiena și prevenția infecțiilor, scopul principal este de a evita contaminarea personalului sau paciențiilor în cursul explorării: transmitere prin contact direct cu materialul utilizat (prin piesa bucală, valve, site, conducte și care pot determina infecții de căi respiratorii superioare, infecții digestive, infecții transmise prin sânge sau dacă există o plagă la nivelul mucoasei bucale, respectiv prin sângerare gingivală) sau transmitere prin contact indirect, cu aerosolii produși de un pacient bolnav de tuberculoză, infecții virale, infecții oportiniste sau pneumonii nosocomiale. Soluția este igiena riguroasă a tuturor dispozitivelor reutilizabile prin dezinfecție și sterilizare înaltă, spălarea pe mâini a personalului după fiecare manevră dar și purtarea de mănuși. Frecvența optimă a dezinfecției și sterilizării nu este statuată, dar orice aparat a cărui suprafață vine în contact cu condensatul expirului unui bolnav de tuberculoză, trebuie sterilizat înainte de o nouă utilizare. In cazul explorării unui pacient purtător de o boală infecțioasă transmisibilă, se cer precauții suplimentare și anume dedicarea unor materiale exclusive pentru pacientul infectat, testarea acelui pacient la sfârșitul programului cu demontarea și sterilizarea aparaturii, cu testarea acelor pacienți în camera de izolare și obligatoriu port de protecție pentru technician.

În laboratorul de explorări funcționale, ordinea executării testelor este:

• spirometrie simplă;
• determinarea volumelor pulmonare statice;
• determinarea TLCO (factor de transfer gazos);
• spirometrie cu test de bronhodilatație.