Explorarea funcțională pulmonară


Respiraţia poate fi împărţită din punct de vedere funcţional în patru etape:

  • ventilaţia pulmonară;
  • difuziunea gazelor (O2 şi CO2) între alveolele pulmonare şi sânge;
  • perfuzia pulmonară - debitul de sânge din plămâni şi distribuţia lui către unităţile funcţionale pulmonare, evacuarea sângelui din plămâni prin venele pulmonare;
  • reglarea ventilaţiei.

Inspiraţia este un proces activ realizat prin coborârea diafragmului, care se contractă, şi prin ridicarea coastelor în urma contracţiei muşchilor intercostali.

Expirul urmează în mod pasiv, datorită relaxării treptate a muşchilor intercostali şi a diafragmului, ceea ce permite plămânilor să colabeze (să se micşoreze în volum) sub influenţa forţelor elastice.

Efortul inspirator al musculaturii respiratorii generează o forţă (presiune negativă intraalveolară) capabilă să învingă rezistenţa elastică a plămânilor şi a cutiei toracice şi rezistenţa neelastică (în special, rezistenţa la flux în căile aeriene). La persoanele sănătoase, rezistenţa principală este realizată în cavitatea nazală, laringe şi în bronhiile mari (deşi, diametrele individuale ale bronhiolelor sunt mai mici, suprafaţa sumară a tuturor secţiunilor transversale la acest nivel este mult mai mare, astfel, rezistenţa la flux este mai mică).

Explorarea funcţiei pulmonare începe cu determinarea volumelor pulmonare. Volumul pulmonar total este împărţit convenţional în "volume" şi "capacităţi". Volumele pulmonare se pot măsura prin diverse metode – spirometrie, metoda diluţiei gazelor, pletismografie, radiografie toracică. Volumele (şi capacităţile) pulmonare determinate în cursul expirului sau inspirului forţat (sau respiraţiei forţate) sunt denumite volume dinamice. În acest caz, efortul muscular este maxim pe parcursul întregului ciclu respirator, spre deosebire de volumele statice (determinate în cursul respiraţiei obişnuite), când efortul este maxim doar la începutul şi la sfârşitul manevrei respiratorii.

Debitul se defineşte ca volumul de aer mobilizat raportat la unitatea de timp. Debitele pot fi statice (înregistrate în timpul mişcărilor ventilatorii de repaus) şi forţate (înregistrate în timpul mişcărilor ventilatorii forţate). Debitele ventilatorii (forţate sau statice) pot fi înregistrate în cursul mişcărilor inspiratorii şi expiratorii.

Explorările funcționale pulmonare sunt teste de respirație neinvazive folosite pentru a obține informații cu privire la cât de bine funcționează plămânii. Testele măsoară volumul pulmonar, capacitatea, fluxul de aer și schimbul de gaze. Aceste informații pot ajuta medicul să diagnosticheze și să decidă tratamentul anumitor boli pulmonare. Cele mai comune teste sunt spirometria, studiul de difuzie și pletismografia corporală. Uneori este suficientă efectuarea unui singur test, alteori este nevoie de mai multe tipuri de teste.

Aceste teste pot fi utilizate pentru:

  • Compararea valorilor testelor obținute cu standardele cunoscute care arată cât de bine ar trebui să funcționeze plămânii pacientului.
  • Măsurarea efectul bolilor cronice cum ar fi astmul - boala pulmonară obstructivă cronică (BPOC) sau altele asupra funcției plămânilor.
  • Identificarea modificărilor timpurii ale funcției plămânilor care ar putea arăta nevoia de schimbare a tratamentului.
  • Detectarea îngustării căilor respiratorii.
  • A decide dacă un medicament (cum ar fi un bronhodilatator) ar putea fi util de utilizat.
  • A arăta dacă expunerea la substanţe din locuință sau locul de muncă pot afecta plămânii.
  • A determina dacă există vreun risc înainte de o operație majoră sau o procedură mai invazivă.

Pentru a obține cele mai precise rezultate la testele de respirație:

  • Fumatul trebuie sistat cu cel puțin 1 oră înainte de testare.
  • Consumul de alcool trebuie evitat cel puţin 4 ore înainte de test.
  • Exercițiile fizice intense se vor evita cu cel puțin 30 de minute înainte.
  • Nu se recomandă purtarea îmbrăcăminții strâmte care îngreunează respirația adâncă.
  • Mesele copioase vor fi evitate cu 2 ore înainte de test.
  • Întrebați medicul dacă există medicamente pe care nu trebuie să le luați în ziua testului.

Testele de explorare a funcției pulmonare nu se vor efectua în cazul în care pacientul este cunoscut cu hemoptizie (scuipat sânge), pneumotorax (acumularea de aer în cavitatea pleurală, boli cardiovasculare instabile, anevrism (cerebral, aortic) sau a suferit chirurgie oculară, intervenții chirurgicale abdominale, sfera ORL sau toracice recente, demență.

Care sunt rezultatele normale pentru testele funcției pulmonare?


Deoarece corpul și plămânii fiecăruia au dimensiuni diferite, și rezultatele normale diferă de la persoană la persoană. De exemplu, oamenii mai înalți și bărbații tind să aibă mai mari plămânii. De asemenea funcția pulmonară scade ușor odată cu vârsta. Astfel, înălțimea, vârsta și sexul la naștere se documentează anterior efectuării acestor teste. Un alt aspect important este istoricul de fumat care poate influența rezultatele obținute. Există valori normale standard (prestabilite) ținând cont de datele antropologice, cu care ulterior vor fi comparate valorile măsurate de aparat.

Spirometria


Spirometria este unul dintre cele mai frecvent solicitate teste a funcției plămânilor. Spirometrul măsoară cât de mult aer poate subiectul să inspire în plămâni și cât aer poate sufla rapid. În timpul testului pacientul va sta așezat pe un scaun cu spatele drept, capul ușor ridicat, si cu nasul pensat cu o clemă nazală, și va respira printr-o piesă bucală (cu buzele strâns lipite pe tubul de carton) conectată la sistemul de măsurare.

Pașii parcurși în timpul manevrei sunt un inspir adânc, urmat de un expir forțat și rapid, suflând tot aerul. Pentru a obține „cel mai bun” rezultat al testului, se va repeta de trei ori, însă se va acorda o pauză între teste. Acest test se poate repeta după administrarea unor substanțe (medicamente care deschid căile respiratorii (test de bronhodilatație), sau substanțe care în doză foarte mică îngustează căile respiratorii (test de bronhoconstricție), pentru a evalua răspunsul la acestea. De multe ori, poate fi nevoie de practică pentru a putea face un test de spirometrie corect, însă personalul va lucra cu pacientul și va da indicații pentru a învăța pașii.


Procedura durează în medie 30 de minute
Parametrii care pot fi evaluati prin spirometrie

Pletismografia corporală


Pletismografia corporală este un test pentru a afla cât de mult aer se acumulează în plămâni după un inspir adânc și cât aer rămâne în plămâni după un expir complet.

Este, de asemenea, metoda de elecţie pentru măsurarea volumelor pulmonare statice şi a rezistenţei globale la flux în căile aeriene (Raw). Pletismografia este standardul de aur pentru determinarea CPT ( capacității pulmonare totale) la pacienţii cu obstrucţia bronşică semnificativă. Metoda pletismografică se bazează pe legea Boyle-Mariotte - la temperatura constantă, produsul dintre presiunea (P) şi volumul (V) unui gaz este constant (P x V = constant). În caz de variaţie a presiunii (ΔP), volumul gazului se va modifica cu ΔV:

P x V = (P + ΔP) x (V + ΔV)

Măsurând aceste valori, se pot obține informații suplimentare spirometriei cu privire la funcția pulmonară, de mare ajutor în ghidarea tratamentului. În cazul acestei investigații, pacientul stă într-o cabină închisă, etanșă, de dimensiunea unei cabine telefonice, cu pereți de sticlă. Respiră printr-o piesă bucală conectată la un dispozitiv de măsurare situat în afara cabinei. Mișcările de respirație modifică presiunea din plămâni. Astfel, se poate calcula presiunea din sacii alveolari (presiunea alveolară). Ulterior, cu ajutorul unui computer se vor calcula valori suplimentare din parametrii măsurați. Testul durează aproximativ 15 minute. Persoanele cunoscute cu claustrofobie (frica de spații închise), trebuie să menționeze acest aspect anterior începerii testului.

Testul permite măsurarea volumelor pulmonare absolute (statice), și anume:

  • Capacitatea funcțională reziduală = volumul de aer din plămâni după un expir normal
  • Capacitatea pulmonară totală = volumul de aer din plămâni după un inspir maximal
  • Volumul rezidual = volum de aer care nu poate fi expulzat din plămâni nici după un efort expirator maxim

Interpretare
Disfuncţiile ventilatorii restrictive
Indicațiile pletismografiei corporale

Difuziunea/transferul monoxidului de carbon prin membrana alveolo-capilară


Testele de difuzie evaluează cât de bine este oxigenul din aerul inspirat condus din plămâni în fluxul sanguin.

Capacitatea de difuzie se măsoară prin respirația monoxidului de carbon pentru o perioadă foarte scurtă, uneori doar printr-o singură respirație. La momentul expirului, se măsoară concentrația de monoxid de carbon. Diferența dintre cantitatea inhalată și cantitatea expirată permite estimarea a cât de repede poate trece gazul (oxigenul) din plămâni în sânge.

La fel ca spirometria, acest test se face prin a respira printr-o piesă bucală conectată la un dispozitiv. Pacientul va fi rugat să-și golească plămânii expirând lent cât de mult aer este posibil, urmat de un inspir rapid (adânc), se va menține respirația timp de 10 secunde, apoi urmează un alt expir. Testul va fi repetat de mai multe ori. De obicei, durează aproximativ 30 de minute pentru a finaliza acest test.

Transferul gazos la nivelul membranei alveolo-capilare este dependent de:

  • Factorii de membrană: suprafață, grosime, eficiență funcțională;
  • Factorii circulatori: volum de sânge în capilare, valoarea hemoglobinei (valoarea DLCO se corectează la concentrația hemoglobinei actuale a pacientului).

Parametri măsurați:

  • DLCO = produsul dintre rata de transfer prin membrana alveolo-capilară şi volumul de aer alveolar
  • Kco (constanta de transfer) = DLCO împărțit la valoarea obținută pentru volumul de aer alveolar

Valori normale DLCO: 80-120% din valorile prezise (pe baza vârstei, înălţimii şi sexului).

Scăderea DLCO:

  • uşoară >60%
  • moderată: între 40-60%
  • severă < 40%.

Scăderea DLCO poate fi întâlnită în trei tipuri mari de afecţiuni:

  • Boli interstiţiale pulmonare: micşorarea suprafeței membranei de difuziune, respectiv a volumului de sânge din circulaţia pulmonară, date de fibroza unităţilor funcţionale.
  • Emfizem: diminuarea suprafeței membranei alveolare prin distrucția pereților alveolari.
  • Boli vasculare pulmonare (hipertensiunea pulmonară, embolia pulmonară, etc.) prin reducerea volumului patului vascular.

PEF-metria


Este o metodă care nu poate înlocui spirometria, însă este simplă și utilă în automonitorizarea pacienților astmatici la domiciliu atât din punct de vedere al controlului bolii, cât și a răspunsului la tratament. Aparatul, denumit peakflowmetru, măsoară debitul expirator maxim instantaneu de vârf (PEF).

Valoarea PEF este una din criteriile de definire funcţională a zonelor de control la pacienții astmatici, şi anume:

  • Controlat (zona verde): valori normale, PEF > 80% din prezis sau personal „best” cu o variaţie circadiană < 20%;
  • Parţial controlat (zona galbenă): valori de atenționare, PEF de 50 – 80 % din prezis sau personal „best” şi variaţii circadiene de 20-30%;
  • Necontrolat (zona roşie): zonă de urgență, valori ale PEF < 50% din prezis sau personal „best” şi o variaţie circadiană > 30%.

Oscilometria forțată


Permite măsurarea pasivă a mecanicii pulmonare, prin utilizarea undelor de sunet (generate cu ajutorul unui microfon).

Există trei abordări:

  • Tehnica oscilometriei forțate (FOT), termen general pentru toate tehnicile de oscilometrie, dar mai des se referă la o tehnică cu o singură frecvență;
  • Oscilometria de impuls (IOS);
  • Zgomotul pseudo-aleatoriu;

Majoritatea sistemelor de oscilometrie comerciale folosesc fie PRN, fie IOS, deoarece acestea utilizează frecvențe de oscilație, mai mult sau mai puțin simultan, ceea ce permite testarea mai rapidă.

Tehnica monofrecvenței este utilizată mai ales în cercetare deoarece, deși este lentă scanarea tuturor frecvențelor, este capabilă să detecteze schimbările rapide care apar la o singură frecvență.

Avantaje:

  • Necesită cooperare minimă din partea pacientului, poate fi efectuată cu ușurință pacienților care nu pot efectua spirometrie (copii, vârstnici);
  • Poate diferenția obstrucția căilor mici, de obstrucția căilor aeriene mari;
  • Este mai sensibilă decât siprometria, în cazul afectării căilor aeriene periferice;
  • Parametrii măsurați pot detecta modificări precoce în funcția pulmonară, mai ales la fumători, respectiv pierderea controlului bolii la pacienții astmatici;

Principiu: Undele de sunet (unde de presiune) sunt suprapuse cu respirația normală iar tulburările de flux și presiune cauzate de undele externe sunt utilizate pentru calcularea parametrilor care descriu rezistența la fluxul de aer și reactanța la diferite frecvențe în plămân. Se obțin astfel informații importante despre inomogenitatea regională și periferia pulmonară.

Undele de frecvență mai joasă ajung în profunzime până la nivelul alveolelor iar cele cu frecvențe înalte, până în căile aeriene de mari dimensiuni.

Explorarea forței mușchilor respiratori


Forța mușchilor respiratori este esențială mentru menținerea ventilației adecvate și protecția căilor respiratorii. Funcția musculară este evaluată prin măsurarea presiunii inspiratorii maximale (PImax = cea mai joasă presiune în timpul unui inspir forțat susținut cu obstacol pe căile aeriene) și a presiunii expiratorii maximale (PEmax = cea mai înaltă presiune dezvoltată in timpul unui expir forțat susținut cu obstacol pe căile aeriene).


Simptome şi semne clinice care impun evaluarea forţei muşchilor respiratori
Situaţii clinice care impun măsurători repetate ale forţei muşchilor respiratori
Valori normale Pimax: 50 cm H2O femei, 75 cm H2O bărbați

Scăderea Pimax determină disfuncţiile restrictive de natură extraparenchimatoasă, cu limitare doar a inspirului: boli neuromusculare, boli ale diafragmului, mușchilor intercostali, accesorii, emfizem (aplatizarea diafragmului), cifoscolioze, obezitate. În această situație, CPT scăzut, VR modificat nesemnificativ.

Valori normale Pemax: 80 cm H2O femei, 100 cm H2O bărbați

Scăderea Pemax: boli neuromusculare, în special cele cu slăbiciune musculară generalizată, fracturi de coloană cervicală înaltă, disfuncții ale inervației musculaturii abdominale. În această situație VR este crescut. Totodată, este asociat și cu incapacitatea de tuse eficientă.

Investigații pacienți