Testele de functionalitate pulmonara au început sa faca parte din examinarile medicale de rutina din pneumologie, recipe medicina ocupationala si medicina sportiva.

Rezultatele acestor teste sunt interpretate în relatie cu valorile de referinta si cu limitele considerate normale.

Ce este spirometria?

Spirometria reprezinta o investigatie paraclinica de mare acuratete si cu valoare predictiva, utilizata în scopul diagnosticarii si clasificarii afectiunii care produce alterarea functiei pulmonare. Bolile pulmonare obstructive pot fi usor diagnosticate cu ajutorul spirometriei, în timp ce diagnosticul afectiunilor restrictive se face dupa corelarea mai multor teste de functionalitate pulmonara, cum sunt pletismografia, metoda dilutiei heliulului sau tehnica respiratiei unice cu azot. Deoarece spirometrul este un instrument practic, usor de transportat, diagnosticul afectiunilor pulmonare obstructive poate fi efectuat si acasa sau în ambulator. Spirometrul electronic a fost conceput în scopul determinarii VEMS (FEV1), CVF (FVC) si VC (volumul curent), acesti parametrii putând fi transferati pe computer, printr-un port serial.

Parametrii spirometriei

Pe spirograma pot fi determinati 2 parametri importanti: CV (capacitatea vitala) si VEMS (volumul expirator maxim în prima secunda a unui expir fortat care urmeaza unui inspir fortat).

CV se masoara printr-un inspir lent maximal, ce urmeaza unui expir maximal. CVF (capacitatea vitala fortata) reprezinta volumul total de aer rezultat în urma unui expir fortat maximal. IRB (indicele de reactivitate bronsica, indicele Tiffneau) reprezinta raportul dintre VEMS si CVF, exprimat procentual (VEMS/CVF x 100). Valoarea normala a VEMS este cuprinsa între 75 si 80% (în prima secunda a unui expir fortat se expira 75-80% din volumul total de are expirat). VC (volumul curent) este cantitatea de aer ce poate fi inspirata si expirata într-o respiratie normala. Alti parametrii derivati sunt: FEV 2 (VEM la 2 secunde de la debutul expirului), FEV3 (VEM la 3 secunde de la debutul expirului), PEF (peak expiratory flow - fluxul maxim de vârf) - da informatii despre cât de rapid poate sa expire pacientul, MVV (maximum expiratory ventilation) - masoara cantitatea maxima de aer pe care o poate respira un pacient pe perioada unui minut, CVT (TLC - capacitatea pulmonara totala) - masoara cantitatea de aer prezenta în plamâna dupa un inspir fortat maximal.

Indicații ale spirometriei

• detectarea prezentei sau absentei disfunctiei respiratorii sugerate de anamneza, examenul clinic si alte teste diagnstice (radiografia toracica, dozarea gazelor sanguine)
• evaluarea unei boli pulmonare cunoscute
• evaluarea în timp a functiei pulmonare
• evaluarea tratamentului administrat în afectiuni asociate cu tulburarea functiei pulmonare
• evaluarea efectelor noxelor profesionale sau de mediu (screeningul indivizilor cu risc de a dezvolta boli pulmonare)
• evaluarea riscului unor interventii chirurgicale, ce afecteaza functia pulmonara
• evaluarea starii sanatatii generale, înaintea începerii programelor ce implica activitate fizica intensa
• monitorizarea efectelor adverse ale anumitor medicamente asociate cu toxicitate pulmonara

Contraindicații ale spirometriei

Manevrele de inspir si expir fortat, necesare pentru efectuarea spirometriei duc la cresterea presiunilor intracraniene, intratoracice si intraabdominale, asadar exista unele contraindicatii de care medicul va trebui sa tina cont:

• hemoptizia
• pneumotoraxul
• boli cardio-vasculare instabile (infract miocardic recent, hipertensiune necontrolata, tromboembolism pulmonar recent)
• anevrisme (cerebrale, aortice)
• interventii chirurgicale oftalmologice recente
• interventii chirurgicale abdominale sau toracice recente
• afectiuni acute care pot afecta corectitudinea efectuarii testului: voma, greata, lesin

Pregătirea dinaintea procedurii

Înaintea efectuarii testului, trebuie evitate:

• consumul de alcool, cu 4 ore înainte
• mesele grele, cu 2 ore înainte
• fumatul, cu o ora înainte
• exercitii fizice intense, cu 30 de minute înainte

Pacientul va purta o îmbracaminte lejera, confortabila, va fi relaxat si va merge la toaleta înaintea testului. De asemenea, din punct de vedere clinic, pacientul trebuie sa fie stabil si sa nu prezinte infectii ale tractului respirator.

În cazul testelor de reversibilitate, administrarea bronhodilatatoarelor va fi oprita înainte de test, astfel:

• beta2 agonisti inhalatori cu durata scurta de actiune, cu 2-4 ore
• anticolinergice inhalatoare cu durata scurta de actiune, cu 4-6 ore
• beta2 agonisti orali sau inhalatori cu durata lunga de actiune, cu 12-24 ore
• anticolinergice inhalatoare cu durata lunga de actiune, cu 24-36 ore
• teofilina, cu 12 ore
• teofilina SR (sustained release - cu eliberare prelungita), cu 24 ore

Calibrarea aparatului

Este necesara pentru asigurarea acuratetei înregistrarii debitelor pulmonare, si se va face înaintea practicarii fiecarei spirometrii. Spirometrul transportat dintr-o locatie în alta, expus la schimbarile de temperatura, va trebui recalibrat înainte de folosire!

Calibrarea spirometrului se va face cu o siringa de 3 L, care ajuta la validarea acuratetei aparatului. O alternativa în scopul controlarii performantelor spirometrului este testarea regulata pe un individ sanatos.

Efectuarea spirometriei

Înaintea efectuarii testului propriu-zis, medicul specialist trebuie sa-i explice pacientului procedura si sa se asigure ca acesta a înteles-o. Uneori, poate fi de ajutor mimarea procedurii sau insitarea asupra importantei inspirului amplu si expirului cât mai rapid posibil.

De asemenea, medicul se va asigura si în ceea ce priveste existenta contraindicatiilor sau respectarii instructiunilor (oprirea fumatului, bronhodilatatoarelor etc).

Se va masura înaltimea paceintului în pozitie ortostatica. Daca pacientul nu poate sta în ortostatism sau are deformari ale coloanei vertebrale, înaltimea acestuia va fi aproximata dupa masurarea anvergurii (distanta dintre extermitatea degetelor de la cele 2 mâini, atunci când bratele sunt ridicate în pozitie orzontala).

Protezele dentare vor fi scoase, deoarece exista pericolul înecarii si perturbarii testului. Pentru evitarea infectiilor prin folosirea spirometrului, se folosesc filtre de unica folosinta si piese bucale.

Se vor introduce datele pacientului în calculator, dupa care se va efectua procedura în sine. Daca pacientul este de alta rasa (nu alb-caucazian), se vor face ajustarile necesare (majoritatea spirometrelor sunt concepute pentru efectuarea acestor modificari, atunci când e cazul). Pacientul va sta asezat pe un scaun (în timpul procedurii exista riscul sincopei, iar acesta creste daca pacientul se afla în pozitie ortostatica), cu spatele drept si cu capul în extensie. Se va evita aplecarea capului înainte, deoarece aceasta pozitie îngusteaza caile aeriene superioare.

SVC (Slow expiratory vital capacity) - Capacitatea vitala lentã

Testarea acesteia se va face înaintea manevrelor fortate. Etapele procedurii sunt:

1. Respiratie normala (etapa facultativa)

2. Exectuarea unui inspir maximal lent

3. Executarea unui expir maximal lent

4. Respiratie de repaus

Se va astepta cel putin un minut înaintea urmatoarei înregistrari. Parametrii ce pot fi masurati prin aceasta procedura sunt: CVL (capacitatea vitala lenta), VER (volumul expirator de rezerva), VIR (volumul inpirator de rezerva), VC (volumul curent), frecventa respiratorie, durata unu ciclu respirator, volumul expirator pe minut.

FVC (Forced vital capacity) - Capacitatea vitala fortatã

Etapele sunt urmatoarele:

1. Respiratie normala (etapa facultativa)

2. Exectuarea unui inspir maximal fortat

3. Executarea unui expir maximal fortat

4. Executarea unui inspir maximal (facultativ)

5. Respiratie de repaus

Se va astepta cel putin un minut înaintea urmatoarei înregistrari.

În mod normal, masuratorile sunt egale pentru SVC si FVC, dar în afectiunile pulmonare obstructive, primele masuratori sunt mai mari decât cele fortate. Parametrii masurati prin aceasta procedura sunt: CVF, VEMS, IRB (VEMS/CVF %), PEF, MEF 25-75% (FEF 25-75% - forced expiratory flow). Graficele reprezentative obtinute sunt curba flux-volum si curba volum-timp.

Curba flux-volum.

Aceasta curba are o forma tipica: punctul maxim este reprezentat de PEF, iar panta descendenta coboara lent pâna la intersectarea cu axa orizontala, la FVC. Curba flux-volum este de ajutor în interpretarea rezultatelor functiei venitaltorii, indicând prezenta sau absenta obstructiei cailor aeriene, putând fi folosita pentru diagnostic în primele stadii ale obstructiei.

În cazul disfunctiilor obstructive, apare o panta concava în a doua jumatate a curbei, care este cu atât mai marcata cu cât creste gradul obstructiei. Aceasta forma este specifica BPCO si celorlalte disfunctii obstructive. În cazul emfizemului sever, în care pierderea elasticitatii cailor aeriene produce colapsul acestora în expirul fortat, va aparea o scadere brusca a fluxului dupa curba în forma de clopot formata de fluxul expirator maxim.

În difunctiile restrictive, forma curbei flux-volum este normala, dar exista o reducere a volumului pulmonar, care produce deplasarea punctului de intersectie FVC la stânga, comparativ cu normalul.

> MEF 25, 50 si 75%. MEF 25% reprezinta fluxul maxim obtinut când 75% din CVF a fost expirata (când 25% din CVF a ramas în plamâni). MEF 75 reprezinta fluxul maxim obtinut când 75% din CVF a ramas în plamâni, iar MEF 50% fluxul maxim obtinut când plîmânul s-a golit la jumatate (50% din CVF a fost expirat). Acesti parametrii sunt utili pentru diagnosticul precoce al afectiunilor obstructive (afectarea cailor aeriene mici). Unele spirometre folosesc un echivalent pentru MEF: FEF (forced expiratory flow).

> PEF (peak expiratory flow). Reprezinta fluxul maxim obtinut în urma unui expir maximal fortat. Apare precoce în decursul expirului fortat, în prima zecime de secunda. Este expresia fluxului de aer prin caile aeriene mari

Curba volum-timp.

La fel ca prima curba, si aceasta are o forma specifica: panta ascendenta este abrupta (3/4 din aer este expirat în prima secunda a expirului), platoul curbei este cuprins între 4 si 6 secunde.

Interpretarea spirometriei

Interpretarea unui test de functionalitate pulmonara trebuie sa se faca în contextul anamnezei si examenului clinic. Aceasta trebuie sa fie conservatoare în ceea ce priveste stabilirea unui diagnostic specific, bazat doar pe valorile anormale ale functie pulmonare. De asemenea, valorile normale vor fi interpretate cu precautie. Interpretarea unei spirometrii consta în observarea valorilor VEMS, CVF si IRB si compararea lor cu valorile de referinta. Se vor face trei înregistrari, iar valorile acestora nu trebuie sa fie modificate cu mai mult de 5%, una fata de cealalta. Se va înregistra procedura cu valorile cele mai mari înregistrate. La un pacient cu functie pulmonara normala, curba volum-timp trebuie sa creasca repede si neted, iar platoul trebuie sa duereze între 3 si 4 secunde. Cu cresterea gradului de obstructie, expirarea aerului va fi prelungita, ajungând pâna la 15 secunde.

Parametrii spirometrici sunt considerati în limite normale daca:

> VEMS, CVF si CV sunt cuprinsi între 80 si 120% din valorile de referinta date, pentru o persoana de acelasi sex, vârsta, înaltime si rasa

> IRB este aproximativ 75% (0,75) sau peste 80% din valoarea de referinta data

i) DISFUNCTIA OBSTRUCTIVĂ. În disfunctiile obstructive, parametrii se modifica astfel:

> IRB redus - valori mai mici decât 70%-80% din valorile de referinta

> VEMS redus - valori mai mici decât 80% din valorile de referinta

> Atunci când capacitatea vitala lenta este mai mare decât CVF, se recomanda calcularea raportului VEMS/VC

Odata stabilit diagnosticul de disfunctie respiratorie obstructiva, trebuie stabilita severitatea si reversibilitatea obstructiei. Tabelul urmator prezinta gradele de severitate ale reducerii VEMS, în functie de valoarea prezisa:

Efectuarea testului de reversibilitate este necesara pentru determinarea existentei unei obstructii fixe (ireversibile). Raspunsul la beta-agonisti trebuie sa apara în decurs de 10-15 minute de la inhalarea acestora, iar la anticolinergice în decurs de 30 de minute dupa 4 doze inhalate. De obicei, ca inhalator se foloseste albuterolul sau bromura de ipratropiu. Raspunsul bronhodilatator este un mecanism fiziologic ca implica participarea epiteliului cailor aeriene, nervilor, mediatorilor si muschilor netezi bronsici. Deoarece exista diferente interindividuale în ceea ce priveste raspunsul al administrarea de bronhodilatatoare, în sensul ca un individ poate fi sensibil la un anumit medicament bronhodilatator, iar la celelate nu, testul de reversibilitate va trebui repetat. Obstructia este considerata reversibila daca valoarea VEMS creste cu mai mult de 12% sau 200 ml dupa inhalarea bronhodilatatorului. Unii pacienti cu BPCO prezinta un grad mare de reversibilitate, pe când pacientii cunoscuti cu astm bronsic de mult timp, vor prezenta variatii mici ale VEMS, ca raspuns la bronhodiltatoare. Ca o regula generala, spirometria care devine normala dupa administrarea bronhodilatatorului nu indica prezenta BPCO!. IRB va fi masurat la 15-20 minute dupa administrarea bronhodilatatorului. Calcularea reversibilitatii dupa administrarea bronhodilatatorului se face cu formula:

% de reversibilitate al VEMS = (VEMS post-bronhodilatator - VEMS pre-bronhodilatator) x 100 / VEMS pre-bronhodilatator

Modificarile caracteristice sunt:

> VEMS, CVF si CV reduse la mai putin de 80% din valorile de referinta

> IRB normal sau crescut (Peste 80% din valoarea de referinta)

> Severitatea restrictiei se bazeaza pe gradul de scadere a CVF

O valoare scazuta a CVF poate fi indicatia unei afectiuni restrictive, dar poate aparea si la pacientii cu obstructii severe asociate cu air trapping. Daca spirometria sugereaza prezenta unei disfunctii restrictive, pentru confirmarea diagnosticului se vor face alte teste de functionalitate pulmonara aditionale.

iii) DISFUNCTIA MIXTĂ.

Modificarile caracteristice sunt reprezentate de scaderea CVFsi a IRB. Spirometria poate sugera un pattern restrictiv, semnificând ca dispneea pacientului este cauzata de o boala restrictiva, nu BPCO. În acest caz, pe lânga spirometrie se vor efectua alet teste de functionalitate pulmonara si investigatii.

Ventilatia voluntara maxima (MVV - Maximum Volutary Ventilation).

Manevra consta în efectuarea de respiratii ample si rapide, pentru o perioada de 12 secunde. În mod normal, MVV este aproximativ egala cu VEMS x 40. Daca VEMS este 3 L, MVV va fi aproximativ 120 L/minut. MVV/VEMSx40 < 0,8 indica o obstructie de cai aeriene mari, o boala neuromusculara (scleroza amiotrofica laterala, miastenia gravis, polimiozita). Daca pacientul este obez, MVV va începe sa scada înaintea VEMS.

Limitele spirometriei

> spirometria depinde de efort, necesita întelegerea si motivarea subiectului (procedura nu se poate face la copiii mici)

> defecte de tehnica (inhalarea inadecvata sau incompleta, efort submaximal în timpul expirului, expir partial pe nas, tuse, închiderea glotei)

> calibrarea proasta a aparatului

Factori ce pot afecta testele de functionalitate pulmonară

Dintre factorii care produc variatii ale rezultatelor spirometriei pot fi amintiti: tipul instrumentului, postura pacientului, procedura (inclusiv numarul de teste efectuate consecutiv), software-ul, temperatura, altitudinea, efectele ritmului circadian si de anotimp, factorii endocrini, factorii individuali (vârsta, sex, activitate fizica, masa musculara, rasa, alte caracteristici genetice, afectiuni coexistente sau în istoric), factorii de mediu (fumat, ocupatia, poluarea, mediul urban sau rural), statusul economic.