Måling av statiske lungevolumer. Kroppen plethysmographyintroduksjon

I 1956, Dubois et al. beskrevet helkroppspletysmografi basert På Boyles lov, ifølge Hvilken volumet (V) av en gass ved en konstant temperatur varierer i invers forhold til trykket (P) som det blir utsatt for, Med P×V gjenværende konstant.1,2

mens spirometry3 er den mest brukte metoden for å vurdere lungefunksjonen i klinisk praksis, er det til tider nødvendig å måle volumet av luften som lungene ikke kan forskyve (statiske lungevolumer). Dermed forblir plethysmografi en viktig teknikk i vurderingen av lungefunksjonen. Den måler flere gassvolumer, for eksempel intratorakal gassvolum (TGV) eller FUNKSJONELL restkapasitet (FRC), restvolum (RV) og total lungekapasitet (TLC).4,5 tilsetningen av to eller flere lungevolumer utgjør en lungekapasitet (Tabell 1). Denne teknikken måler også Total luftveismotstand (RawTOT), spesifikk luftveismotstand (sRaw), luftveiskonduktans (Gaw) og spesifikk luftveiskonduktans (sgaw).

spaces (bullae), plethysmography måler hele volumet av intratorakal gass.

det finnes tre typer plethysmographs, og den som brukes mest er konstant-volum plethysmograph.4

Utstyr

det må inneholde:

• –

  Lufttett kammer (2 modeller: eldre barn / voksne; spedbarn).

• –

  Pneumotakograf. Det må oppfylle standardene for spirometriske enheter (ATS / ERS 20056): i stand til å måle volumer på 0,5–8,00 L med en nøyaktighet på ±3% som kalibrert med en 3,00 l sprøyte, strømmer mellom 0 OG 14l / s, og opptak varighet på minst 30s.

• –

  Lukkerventil og trykkgiver for å måle trykkendringer ved munnen. Trykktransduseren må ha en følsomhet større enn 50cm H2O og en flat frekvensrespons over 8Hz. Dette avhenger av pustefrekvensen under tgv-manøveren, som ikke skal være større enn 1,5 Hz.

• –

  Trykkgiver inne i plethysmograph kammeret (konstant-volum variabel-trykk plethysmographs). Det måler trykket i kammeret. I noen systemer en annen pneumotakograf er plassert på plethysmograph veggen for å måle volumendringer inne i kammeret (konstant-trykk variabel-volum plethysmographs). Den må være nøyaktig til ±0.2 cm H2O.

• –

  Datamaskin, skriver og værstasjon (avhengig av utstyr).Munnstykker med engangs in-line filtre 99% effektiv i å filtrere ut virus, bakterier og mykobakterier; død plass på mindre enn 100ml og en motstand lavere enn 1,5 cm H2O til en strøm AV 6L / s.

Kalibrering

Strømningsmålere skal kalibreres i henhold til protokollen fastsatt av produsenten og i samsvar MED ats / ERS 2005 spirometri standarder.3 Plethysmografer har vanligvis automatiske kalibreringssystemer(kammertetning og transduserjustering).Det er viktig å registrere pasientens alder (år), vekt (kg), etnisitet og høyde (cm). Hvis pasienten har problemer med å stå opp (bryst-eller nevromuskulære misdannelser), kan armspenningen brukes i stedet for høyden. Pasienten får detaljert informasjon om testen (Tabell 2 og 3). Kammerdøren er lukket, la 1min gå før start for at temperaturen skal stabilisere seg. Pasienten blir bedt om å puste gjennom munnstykket, som støtter kinnene i begge hender, i små mengder og med en hastighet på 20-60 puste per minutt (0,5–1hz). Et sett med ca 10 tidevannspust bør registreres, og søker å oppnå et stabilt FRC-nivå (variasjoner

100 ml).

på dette punktet lukkes lukkeren på slutten av en utløp (varighet av okklusjon, 2–3s) og pasienten fortsetter å puste mens han eller hun holder kinnene for å unngå lekkasjer. Når lukkeren åpnes igjen, må pasienten ta to eller tre tidevannspust etterfulgt av den langsomme vitalkapasitetsmanøvren, som starter med en maksimal inspirasjon for å oppnå inspirasjonskapasiteten (Ic), etterfulgt av en maksimal utløp (for å måle den langsomme vitalkapasiteten) og deretter en maksimal inspirasjon (Fig. 1). Hvis manøveren mislykkes, må teknikeren forklare og demonstrere testprosedyren til pasienten en gang til.en annen standardisert prosedyre, om enn en som brukes sjeldnere på grunn av tekniske vanskeligheter, består i å få pasienten til å puste ut til restvolum etter okklusjon, etterfulgt av en maksimal inspirasjon TIL TLC og deretter ved en langsom spirometrisk manøver.

Plethysmography performance and quality assessmentTest quality criteria

et sett med tre til fem teknisk tilfredsstillende tgv-VC manøvrer må innhentes. Kurvene må være nesten rette og overlegne på hverandre, og må være innenfor trykkalibreringsområdene til transduserne (±10CM H2O eller 1.3 kPa).Individuelle plethysmografimanøvrer (Tgv-VC) er akseptable hvis:

• –

  Tidevannspust viser en stabil FRC (minst 4 tidevannspust som er enige innen 100 ml). Dette bekreftes av grafene (Figs. 1 og 2).

  

  Figur 1.

  bestemmelse Av Lungevolum ved plethysmografi. Grafisk representasjon av resultater(Jaeger plethysmography, Care Fusion).

  (0,24 MB).

  

  Figur 2.

  lungevolum og kapasitet.

  (0,1 MB).

• –

  forskjellen i volum (Δ) MELLOM FRC-og okklusjonsnivået er mindre enn 200 ml.

• –

  pustefrekvensen under lukkerlukking varierer mellom 30 og 60 puste per minutt.

• –

  den plethysmograph tracing viser 3-5 tgv manøvrer.

• –

  TGV looper har konsistente mønstre, er fri for gjenstander, og viser minimal hysterese mellom inspirasjon og utløp.

i –-

de to ender av kurven kan observeres.

• –

  skråningen av målelinjen skal parallell TGV-sløyfen.VC-målingen er akseptabel i forhold til de høyeste ic-eller ekspiratoriske reservevolumverdiene, må oppnå et platå på minst 1 sekund i varighet med endringer i ekspiratorisk volum på mindre enn 25 ml, og må være større eller lik den største FVC-verdien oppnådd i den tidligere utførte forsert spirometri.

Repeterbarhetskriterier

i plethysmografi bør disse kriteriene bare brukes til å bestemme når det er nødvendig å utføre mer enn tre akseptable manøvrer (minimum tre akseptable manøvrer og maksimalt åtte manøvrer skal utføres). Kriteriene skal ikke brukes til å utelukke resultater fra rapporter eller forsøkspersoner fra en studie.

ATS / ERS 20056 krever: (a) at de tre akseptable frcpleth-manøvrene er enige innen 5%, og (b) at forskjellen mellom de to største verdiene av de gjentatte VC-målingene er mindre enn 150 ml.

Kvalitetskontroll

kammer – og volumkalibreringene må utføres nøyaktig som instruert av produsenten. Testing av en biologisk kontroll (sunn nonsmoker) bør utføres minst en gang i måneden, og når en feil er mistenkt, måle TGV, RV og TLC. Verdier som avviker med mer enn 10% FOR FRC og TLC eller mer enn 20% for RV sammenlignet med tidligere målinger på samme emne foreslå feil.

Indikasjoner

hovedindikasjonen er diagnose og karakterisering av restriktive ventilasjonsmønstre (vurdering av sykdomsgrad, sykdomsforløp og respons på behandling).Det kan også brukes til å vurdere alvorlighetsgraden av restriksjon ved sykdommer med et blandet ventilasjonsmønster, og for tidlig påvisning av uventilerte fanget gassrom og luftstrømbegrensninger. Det tillater måling av uventilerte luftrom (trekke FRC målt ved pletysmografi fra FRC målt ved heliumfortynning) og risikovurdering for kirurgi (for eksempel for pneumonektomi). Det kan utføres med hell fra 6 år.

Resultater og referanseverdier

først bør godkjenningen og repeterbarheten av testen vurderes. Resultatene som rapporteres når testen anses som akseptable, er TGV (gjennomsnittet av minst tre tgv-manøvrer som er enige innen 5%), CV (den største verdien i minst 3 manøvrer med verdier som er enige innen 5%), TLC (summen AV TGV og høyeste ic-verdi), RV og RV/TLC-forholdet.

deretter analyseres motstands-og tgv-kurver, og kontrollerer at løkkene har en lukket form (eller, hvis de ikke er, vurderer for potensielle underliggende patologier), deres vinkel, helling, etc. Hver manøver analyseres også separat for å vurdere lungevolumene; tidevannsvolumet bør forbli stabilt under testen, med et stabilt endeutløpsvolum( EELV), riktig okklusjon og korrekt utførelse av manøvren som består i en inspirasjon etterfulgt av en maksimal utløp.

resultatene rapporteres som absolutte verdier (l) ved kroppstemperatur og barometertrykk ved vanndampmetning (BTPS) forhold, avrundet til to desimaler; som relative verdier (prosentandel i forhold til referanse eller teoretisk verdi); og som z-score (avstand fra den forventede verdien i standardavvik). For tiden beregnes øvre og nedre grense for normal (LLN) (2.5 th og 97.5 th persentiler), og målte verdier anses klinisk signifikante hvis de ligger utenfor disse grensene.

det er få referansedata for den pediatriske aldersgruppen.7 de eldste referansene er de Som Gis Av Zapletal8 og De nyeste de Av Rosenthal.9 Flere studier har vist behovet for å oppdatere disse referanseverdiene til å inkludere barn yngre enn 6 år og av ikke-Kaukasisk avstamning, da etnisitet påvirker lungevolum og ligningene fra begge studiene var basert på data for friske hvite barn. Afrikanere har mindre lungevolum, sannsynligvis fordi deres lemmer er lange og deres trunker korte. Det har også blitt bemerket at tidligere ligninger har blitt avledet fra pesende manøvrer, slik at de har en tendens til å overvurdere FRC-verdier, noe som har en mindre innvirkning på bestemmelsen AV RV og TLC.

Tolkning av resultater

anbefalingene fra ATS / ERS for tolkning av lungefunksjonstester10 definerer restriktive abnormiteter som reduksjoner AV VC og TLC under LLN, ved å anvende referanseverdiene publisert i litteraturen.7 når relative verdier brukes, ANSES TLC, FRC og RV som normale når de varierer mellom 80% OG 120% av den forventede verdien, og betraktes som patologiske når TLC er under 80%, med det restriktive mønsteret kategorisert avhengig av denne prosentandelen i mild (70-80%), moderat (60-69%) eller alvorlig (10 klassifiserer også mønstre med redusert VC, et normalt FEV1/VC-forhold og en normal TLC som hindring, selv om denne algoritmen har blitt omstridt, og mønstre der FRC, RV og TLC er begrenset. OVER 120% OG RV/TLC-FORHOLDET ER OVER 20-35% som hyperinflasjon (når tlc er normalt mønster antyder luftfangst). I den pediatriske aldersgruppen må variable parametere tolkes med forsiktighet, slik som RV/TLC-forholdet (prosentandel AV TLC okkupert av gass som ikke kan utåndes, RV). Denne variasjonen skyldes endringer i luftveiene som oppstår under vekst, som form og størrelse på thoracic bur og respiratorisk muskelfunksjon. Videre er den raske økningen i høyde som oppstår i ungdomsårene ikke proporsjonal med økning i thorax dimensjoner eller endringer i respirasjonsmekanikk.

Måling av spesifikk luftveismotstandintroduksjon

Luftveismotstand er definert som forholdet mellom luftstrømmen i luftveiene og trykket som kreves for å generere denne strømmen. RawTOT-verdien omfatter motstanden som produseres av brystveggen, lungevevvet og luftveiene. Den spesifikke luftveismotstanden (sraw) er produktet av luftveismotstanden og FRC.6

Metodikk og kvalitetskriterier

Å Uttrykke resultatene som den spesifikke motstanden (Sraw=Raw×TGV) eller dens gjensidige (sGaw=1/sRaw) kan være fordelaktig hvis det er dårlig overføring av alveolært trykk, da TGV overskrides i samme forhold som Raw er undervurdert.11

forholdet mellom trykkendringer i kammeret (proporsjonalt med endringer i alveolært trykk og luftstrøm) kan måles når lukkeren er åpen. Dette forholdet (Δ/V) kan representeres grafisk som En S-form. Når lukkeren lukkes, beregnes forholdet mellom endringene i kammertrykk og munntrykk. Når testen utføres, ser teknikeren på skjermen i sanntid. Siden måling Av Raw innebærer inspiratoriske og ekspiratoriske strømmer, tillater displayet beregning av inspiratoriske og ekspiratoriske motstander, som er de samme hos friske personer, men kan variere hos pasienter med obstruksjon.12

kammeret og pneumotakografen i plethysmografen må kalibreres daglig. De oppnådde parametrene må justeres under BTPS-forhold. Manøveren kan utføres med tidevannsvolum ved hjelp av en oppvarmet rebreathing bag, som regnes som gullstandarden, eller automatisk ved elektronisk kompensasjon.13

strømningstrykkkurvene vises i sanntid på dataskjermen, slik at teknikeren kan eliminere kurver som har gjenstander. Kurvene må ha en lignende størrelse og form, være parallelle og være nær nullstrøm. Tangenten valgt automatisk av datasystemet må brukes.

for å garantere reproduserbarheten av teknikken, minst 3 frc målinger må skaffes som er enige innen 5%, og median av tre teknisk akseptable sett med 10 åndedrag skal rapporteres. Kurvene til så mange puste som mulig må oppnås for sRaw, ideelt mellom tre og fem sett med fem til ti puste, avhengig av hvilken programvare som brukes.14,15

Tolkning av resultater

sRaw er en parameter for luftveisobstruksjon. Formen på kurven gir informasjon om plasseringen av obstruksjon.15 hvis pasienten har en ekspiratorisk hindring, tar kurven form av en golfkølle (Fig. 3 og 4). En» kursiv S » – form signalerer en mild diffus obstruksjon; en økt inspiratorisk motstand er indikativ for ekstratorakal obstruksjon; en økt ekspiratorisk motstand betegner kronisk obstruktiv lungesykdom; og økningen av begge motstandene er indikativ for trakealobstruksjon. Ved generalisert obstruktiv lungesykdom er det en økning i sRaw -, FRC-og RV-verdier ledsaget av redusert tidevannsstrøm.6 TLC-endringer kan være svært milde ved blandede abnormiteter, så måling av karbonmonoksiddiffusjonskapasitet er nyttig hos disse pasientene.12

Figur 3. fra venstre til høyre, normalt mønster, restriktivt mønster, luftfangst og hyperinflasjon.

(0,07 MB).

Figure 4.

Determination of lung resistances and volumes by means of plethysmography. Positive post-bronchodilator test: decreased specific resistance (−51%) and increased specific conductance (+105%).

(0.19MB).

nylig har det blitt rapportert at en 42% reduksjon fra baseline i sRaw er statistisk signifikant for å vurdere responsen på bronkodilatatorer, med en 55% følsomhet og en 77% spesifisitet.16 videre sGaw er svært følsom for endringer i luftveiene kaliber,og en 40-56% økning er etablert som cut-off punkt for en positiv respons, 6, 17, 18 selv om sGaw har en lavere spesifisitet ENN FEV1. Videre betraktes en økning to ganger baseline i sRaw som en positiv respons på bronkialutfordringstesten, som en 35-40% reduksjon i sraw.8

Indikasjoner og klinisk anvendelse

sRaw er produktet AV luftveismotstanden AV FRC.19 Etter hvert som barn vokser, reduseres motstanden og volumene øker, men spesifikk motstand forblir stabil uavhengig av alder, kjønn og høyde. Det er en sensitiv og reproduserbar parameter for diskriminering mellom normalitet og sykdom, og letter også den langsgående tolkningen av forskjellige målinger i et enkelt individ.20-23 det er bevis for sin nytte i klinisk overvåking av cystisk fibrose og astma,24 og også i diagnostisering av astma.25 hos barn med cystisk fibrose er sRaw mer følsom enn motstandene målt med avbruddsteknikken eller impulsoscillometri.19

Noen forfattere har notert sin nytte for å overvåke responsen på behandling av astmatiske barn.26,27 Det har også vist seg nyttig i vurderingen av bronkodilator reversibilitet og bronkial hyperresponsivitet.16

sGaw er mer følsom enn sRaw for å oppdage sentral obstruksjon, og enda mer følsom ENN FEV1 oppnådd ved hjelp av tvungen spirometri. Det er imidlertid mindre reproduserbart enn sRaw, så et større antall målinger må kjøpes.13 det kan være mer følsomt ENN FEV1 ved påvisning av luftstrømbegrensning i bronkiolitis obliterans, hvor obstruksjon av perifere luftveier dominerer, 11, 28 og også hos astmatiske pasienter med moderat obstruksjon. Det er også mer følsomt i vurderingen av øvre luftveier i stemmebåndslammelse eller dysfunksjon.29