Pletyzmografia ciała (i): standaryzacja i kryteria jakości | Anales de Pediatría

pomiar statycznych objętości płuc. Pletyzmografia ciała

In 1956, Dubois et al. opisana pletyzmografia całego ciała oparta na prawie Boyle ’ a, zgodnie z którym objętość (V) gazu w stałej temperaturze zmienia się w odwrotnej proporcji do ciśnienia (P), któremu jest poddawany, przy czym P×V pozostaje stałą.1,2

chociaż spirometry3 jest najczęściej stosowaną metodą oceny czynności płuc w praktyce klinicznej, czasami konieczne jest zmierzenie objętości powietrza, której płuca nie mogą wyprzeć (statyczne objętości płuc). Tak więc pletyzmografia pozostaje podstawową techniką w ocenie czynności płuc. Mierzy on kilka objętości gazu, takich jak wewnątrzgałkowa objętość gazu (TGV) lub funkcjonalna pojemność resztkowa (FRC), objętość resztkowa (RV) i Całkowita pojemność płuc (TLC).4,5 dodanie dwóch lub więcej objętości płuc tworzy pojemność płuc (Tabela 1). Technika ta mierzy również całkowity opór dróg oddechowych (RawTOT), opór właściwy dróg oddechowych (sRaw), przewodność dróg oddechowych (Gaw) i przewodność właściwą dróg oddechowych (sGaw).

Tabela 1.

objętość i pojemność płuc.

Capacities
Inspiratory capacity IC Maximum volume of air inspired after the end of expiration
Expiratory vital capacity EVC Maximum volume of air expired after a full inspiration
Inspiratory vital capacity IVC Maximum volume of air inspired after a full expiration
Functional residual capacity FRC Amount of air remaining in the lungs after expiration at tidal volume/flow
Intrathoracic gas volume TGV Plethysmography measurement equivalent to the FRC
Total lung capacity TLC Total volume of air in the lungs after a full inspiration
Volumes
Tidal volume/flow VT Volume of air inspired or expired during relaxed breathing
Expiratory reserve volume ERV Maximum volume of air that can be forcibly wydychany po normalnym wydechu
objętość resztkowa RV objętość powietrza, które pozostaje w płucach po pełnym wydechu
objętość zapasu wdechowego IRV Maksymalna objętość powietrza, które można siłą wdychać po normalnym wdechu

w przeciwieństwie do innych technik, takich jak płukanie azotem lub rozcieńczanie helem, które nie doceniają FRC, ponieważ nie mierzą słabo wentylowanego lub bez wentylacji spaces (bullae), pletyzmografia mierzy pełną objętość gazu wewnątrzgałkowego.

istnieją trzy rodzaje pletyzmografów, a najczęściej używany jest pletyzmograf o stałej objętości.4

wyposażenie

musi zawierać:

  • komora hermetyczna (2 modele: starsze dzieci / dorośli; niemowlęta).

  • Pneumotachograf. Musi spełniać normy dla urządzeń spirometrycznych (ATS/ERS 20056): zdolne do pomiaru objętości 0,5–8,00 L z dokładnością ±3%, skalibrowane strzykawką o pojemności 3,00 L, przepływy od 0 do 14 L / s i rejestrowanie czasu trwania co najmniej 30 s.

  • Zawór żaluzjowy i przetwornik ciśnienia do pomiaru zmian ciśnienia w jamie ustnej. Przetwornik ciśnienia musi mieć czułość większą niż 50cm H2O i płaskie pasmo przenoszenia przekraczające 8Hz. Zależy to od częstotliwości oddychania podczas manewru TGV, która nie powinna być większa niż 1,5 Hz.

  • przetwornik ciśnienia wewnątrz komory pletyzmograficznej (pletyzmografy o stałej objętości i zmiennym ciśnieniu). Mierzy ciśnienie w komorze. W niektórych systemach na ścianie pletyzmografu umieszcza się inny pneumotachograf do pomiaru zmian objętości wewnątrz komory (pletyzmografy o stałym ciśnieniu i zmiennej objętości). Musi być dokładna do ±0,2 cm H2O.

  • Komputer, drukarka i stacja pogodowa (w zależności od sprzętu).

  • ustniki z jednorazowymi filtrami w linii 99% skuteczne w filtrowaniu wirusów, bakterii i mykobakterii; Martwa przestrzeń poniżej 100 ml i opór niższy niż 1,5 cm H2O do przepływu 6L / s.

wzorcowanie przepływomierzy

powinno być wzorcowane zgodnie z protokołem ustalonym przez producenta i zgodnie ze standardami spirometrii ATS / ERS 2005.3 Pletyzmografy mają zazwyczaj automatyczne systemy kalibracji (uszczelnienie komory i wyrównanie przetwornika).

procedura manewru Pletyzmograficznego

ważne jest, aby zapisać wiek pacjenta (lata), wagę (kg), pochodzenie etniczne i wzrost (cm). Jeśli pacjent ma trudności z wstawaniem (Klatka piersiowa lub wady nerwowo-mięśniowe), można użyć rozpiętości ramion zamiast wysokości. Pacjent otrzymuje szczegółowe informacje o badaniu (tabele 2 i 3). Drzwi komory są zamknięte, co pozwala upłynąć 1 min przed uruchomieniem, aby Temperatura się ustabilizowała. Pacjent jest poinstruowany, aby oddychać przez ustnik, podtrzymując policzki w obu dłoniach, w małych ilościach i z szybkością 20-60 oddechów na minutę (0,5–1 Hz). Należy zarejestrować zestaw około 10 oddechów pływowych, dążących do osiągnięcia stabilnego poziomu FRC (zmiany

100mL).

Tabela 2.

zalecenia dla technika wykonującego badanie.

a. Zawsze używaj nowego ustnika z jednorazowym filtrem liniowym dla każdego pacjenta

b. ustnik należy trzymać zębami i uszczelnić wargami, nie blokując go językiem

c. wyjaśnij, jak umieścić ręce na policzkach, aby zapobiec wyciekom podczas manewru. Wyjaśnij, jak używać klipsa do nosa

d. poinstruuj pacjenta, jak ustawić się w pudełku, siedząc z prostą klatką piersiową i szyją, a obie stopy spoczywają na podłodze. Sprawdzić, czy pacjent oddycha w sposób spokojny przy objętości pływowej

e. wykazać manewr IVC, który musi rozpocząć się manewrami IC po okluzji

Tabela 3.

przygotowanie sprzętu przed badaniem.

montaż wszystkich elementów (rur, czujników, złączy itp.

Wyczyść czujniki przepływu zgodnie ze specyfikacją, usuwając potencjalnie przeszkadzające cząstki

włącz urządzenie przed czasem, aby się rozgrzało (około 30 minut przed badaniem)

sprawdź, czy system nie ma przecieków i hermetycznego uszczelnienia drzwi

sprawdź, czy migawka reaguje na aktywację przy minimalnym oporze

Jeśli pletyzmograf nie ma szczelności

sprawdź, czy migawka reaguje na aktywację przy minimalnym oporze

wbudowany termometr, zmierz temperaturę otoczenia przed kalibracją i przed każdym testem

skonfiguruj średnią względną Wilgotność, wysokość lub ciśnienie barometryczne oraz temperatura miejsca wykonania badania

w tym momencie migawka jest zamykana pod koniec wydechu (czas trwania okluzji, 2–3S), a pacjent kontynuuje oddychanie trzymając policzki, aby uniknąć wycieków. Po ponownym otwarciu migawki pacjent musi wykonać dwa lub trzy oddechy pływowe, po których następuje manewr powolnego wdechu, który rozpoczyna się maksymalnym wdechem w celu uzyskania zdolności wdechowej (IC), a następnie maksymalnym wydechem (w celu pomiaru powolnego wydechu), a następnie maksymalnym wdechem (rys. 1). Jeśli manewr nie powiedzie się, technik musi jeszcze raz wyjaśnić i zademonstrować pacjentowi procedurę badania.

Inna znormalizowana procedura, choć rzadziej stosowana ze względu na trudności techniczne, polega na wykonaniu przez pacjenta wydechu do objętości resztkowej po okluzji, a następnie maksymalnym wdechu do TLC, a następnie powolnym manewrze spirometrycznym.

Ocena wydajności i jakości pletyzmografii

należy uzyskać zestaw od trzech do pięciu technicznie zadowalających manewrów TGV-VC. Krzywe muszą być prawie proste i nakładać się na siebie i muszą znajdować się w zakresach kalibracji ciśnienia przetworników (±10 cm H2O lub 1,3 kPa).

kryteria dopuszczalności

Indywidualne manewry pletyzmograficzne (TGV-VC) są dopuszczalne, jeśli:

  • oddech Pływowy wykazuje stabilny FRC (co najmniej 4 oddechy pływowe, które zgadzają się w granicach 100 ml). Potwierdzają to wykresy (Fig. 1 i 2).

    oznaczanie objętości płuc metodą pletyzmografii. Graficzna reprezentacja wyników (pletyzmografia Jaegera, fuzja opiekuńcza).
    Rysunek 1.

    oznaczanie objętości płuc za pomocą pletyzmografii. Graficzna reprezentacja wyników (pletyzmografia Jaegera, fuzja opiekuńcza).

    (0.24 MB).

    Lung volumes and capacities.
    Rysunek 2.

    objętości i pojemności płuc .

    (0.1 MB).

  • różnica objętości (ΔV) między poziomem FRC a poziomem okluzji jest mniejsza niż 200 ml.

  • częstotliwość oddechu podczas zamykania migawki wynosi od 30 do 60 oddechów na minutę.

  • śledzenie pletyzmografu pokazuje 3-5 manewrów TGV.

  • pętle TGV mają spójne wzorce, są wolne od artefaktów i wykazują minimalną histerezę między inspiracją a wydechem.

  • można obserwować dwa końce krzywej.

  • nachylenie linii pomiarowej powinno być równoległe do pętli TGV.

  • pomiar VC jest dopuszczalny w odniesieniu do najwyższych wartości IC lub objętości rezerwy wydechowej, musi osiągnąć plateau co najmniej 1 sekundy czasu trwania ze zmianami objętości wydechowej mniej niż 25 ml i musi być większy lub równy największej wartości FVC uzyskanej we wcześniej wykonanej wymuszonej spirometrii.

  • kryteria powtarzalności

    w pletyzmografii kryteria te powinny być stosowane tylko w celu podjęcia decyzji, kiedy konieczne jest wykonanie więcej niż trzech dopuszczalnych manewrów (należy wykonać minimum trzy dopuszczalne manewry i maksymalnie osiem manewrów). Kryteria nie mogą być stosowane w celu wykluczenia wyników z raportów lub przedmiotów z badania.

    ATS/ERS 20056 wymaga: a) aby trzy dopuszczalne manewry FRCpleth zgadzały się w granicach 5% oraz b) aby różnica między dwiema największymi wartościami powtarzanych pomiarów VC była mniejsza niż 150 ml.

    Kontrola jakości

    kalibracja komory i objętości musi być wykonana zgodnie z zaleceniami producenta. Badanie kontroli biologicznej (zdrowy Niepalący) powinno być wykonywane co najmniej raz w miesiącu i w przypadku podejrzenia błędu, mierząc TGV, RV i TLC. Wartości, które różnią się o więcej niż 10% dla FRC i TLC lub o więcej niż 20% dla RV w porównaniu z poprzednimi pomiarami na ten sam temat, sugerują błędy.

    wskazania

    głównym wskazaniem jest diagnoza i charakterystyka schematów wentylacji restrykcyjnej (ocena nasilenia choroby, przebiegu choroby i odpowiedzi na leczenie).

    może być również stosowany do oceny nasilenia ograniczeń w chorobach o mieszanym wzorze wentylacyjnym, a także do wczesnego wykrywania niewentylowanych uwięzionych komór gazowych i ograniczeń przepływu powietrza. Umożliwia pomiar przedziałów powietrza niewentylowanego (odejmowanie FRC mierzonego pletyzmografią od FRC mierzonego rozcieńczeniem helu) i ocenę ryzyka w przypadku operacji chirurgicznych (na przykład w przypadku pneumonektomii). Może być wykonywany z powodzeniem od 6 roku życia.

    wyniki i wartości referencyjne

    Po Pierwsze, należy ocenić akceptowalność i powtarzalność badania. Wyniki podane po uznaniu badania za dopuszczalne to TGV (średnia z co najmniej trzech manewrów TGV, które zgadzają się w granicach 5%), CV (największa wartość w co najmniej trzech manewrach o wartościach, które zgadzają się w granicach 5%), TLC (suma TGV i najwyższej wartości IC), RV i stosunek RV/TLC.

    następnie analizuje się krzywe oporu i TGV, sprawdzając, czy pętle mają zamknięty kształt (lub, jeśli nie, oceniając potencjalne patologie), ich kąt, nachylenie itp. Każdy manewr jest również analizowany oddzielnie w celu oceny objętości płuc; objętość pływów powinna pozostać stabilna podczas badania, przy stabilnej objętości końcowego poziomu wydechowego (EELV), prawidłowej okluzji i prawidłowym wykonaniu manewru polegającego na wdechu, po którym następuje maksymalne wydech.

    wyniki podaje się jako wartości bezwzględne (l) w temperaturze ciała i ciśnieniu barometrycznym w Warunkach nasycenia parą wodną (BTPS), zaokrąglone do dwóch miejsc po przecinku; jako wartości względne (procent w stosunku do wartości odniesienia lub wartości teoretycznej); oraz jako wyniki z (Odległość od przewidywanej wartości w odchyleniach standardowych). Obecnie, górna i dolna granica normy (LLN) (2,5 th i 97,5 TH percentyli) są obliczane, a zmierzone wartości są uważane za istotne klinicznie, jeśli są poza tymi granicami.

    istnieje niewiele danych referencyjnych dla dzieci i młodzieży.7 najstarsze wzmianki pochodzą od Zapletal8, A Najnowsze od Rosenthala.W kilku badaniach wykazano potrzebę uaktualnienia tych wartości referencyjnych tak, aby obejmowały one dzieci w wieku poniżej 6 lat i pochodzenia innego niż kaukaskie, ponieważ pochodzenie etniczne wpływa na objętość płuc, a równania uzyskane w obu badaniach zostały oparte na danych dotyczących zdrowych białych dzieci. Afrykanie mają mniejsze objętości płuc, prawdopodobnie dlatego, że ich kończyny są długie, a ich pnie krótkie. Zauważono również, że poprzednie równania zostały wyprowadzone z manewrów dyszących, więc mają tendencję do zawyżania wartości FRC, co ma mniejszy wpływ na wyznaczanie RV i TLC.

    interpretacja wyników

    zalecenia ATS / ERS dotyczące interpretacji testów czynnościowych płuc10 definiują restrykcyjne nieprawidłowości jako zmniejszenie VC i TLC poniżej LLN, stosując wartości referencyjne opublikowane w literaturze.7 gdy stosowane są wartości względne, TLC, FRC i RV są uważane za normalne, gdy wahają się między 80% A 120% przewidywanej wartości, i za patologiczne, gdy TLC jest poniżej 80%, przy czym restrykcyjny wzór jest klasyfikowany w zależności od tego procentu na łagodny (70-80%), umiarkowany (60-69%) lub ciężki (10 klasyfikuje również wzorce ze zmniejszonym VC, normalnym stosunkiem FEV1/VC i normalnym TLC jako przeszkodę, chociaż algorytm ten został zakwestionowany, a wzorce, w których FRC, RV i TLC są powyżej 120%, a stosunek RV/TLC jest powyżej 20-35% jako hiperinflacja (gdy TLC jest normalny wzór sugeruje pułapkę powietrza). W pediatrycznej grupie wiekowej należy ostrożnie interpretować zmienne parametry, takie jak stosunek RV/TLC (procent TLC zajmowanego przez gaz, który nie może być wydychany, RV). Zmienność ta wynika ze zmian w charakterystyce dróg oddechowych, które występują podczas wzrostu, takich jak kształt i rozmiar klatki piersiowej i funkcji mięśni oddechowych. Ponadto szybki wzrost, który występuje w okresie dojrzewania, nie jest proporcjonalny do wzrostu wymiarów klatki piersiowej lub zmian w mechanice oddechowej.

    Pomiar rezystancji dróg oddechowychwprowadzenie

    rezystancja dróg oddechowych jest definiowana jako zależność pomiędzy przepływem powietrza w drogach oddechowych a ciśnieniem wymaganym do wytworzenia tego przepływu. Wartość RawTOT obejmuje opór wytwarzany przez ścianę klatki piersiowej, tkankę płucną i drogi oddechowe. Opór właściwy dróg oddechowych (sRAW) jest iloczynem oporu dróg oddechowych i FRC.6

    metodologia i kryteria jakości

    wyrażające wyniki jako opór właściwy (sRAW=surowy×TGV) lub jego wzajemność (sGaw=1/sRaw) mogą być korzystne, jeśli występuje słaba transmisja ciśnienia pęcherzykowego, ponieważ TGV jest zawyżany w tej samej proporcji, co surowy jest niedoszacowany.11

    zależność między zmianami ciśnienia w komorze (proporcjonalna do zmian ciśnienia pęcherzykowego i przepływu powietrza) można zmierzyć, gdy żaluzja jest otwarta. Zależność tę (ΔPbox/V) można przedstawić graficznie jako kształt S. Po zamknięciu migawki obliczany jest związek zmian ciśnienia w komorze i ciśnienia w jamie ustnej. Po wykonaniu testu technik ogląda wyświetlacz w czasie rzeczywistym. Ponieważ pomiar surowca obejmuje przepływy wdechowe i wydechowe, wyświetlacz umożliwia obliczenie oporów wdechowych i wydechowych, które są takie same u zdrowych osób, ale mogą się różnić u pacjentów z niedrożnością.12

    komora i pneumotachograf w pletyzmografie muszą być kalibrowane codziennie. Uzyskane parametry muszą być dostosowane w Warunkach BTPS. Manewr może być wykonywany przy objętości pływów za pomocą podgrzewanego worka rebreathingowego, który jest uważany za złoty standard, lub automatycznie przez kompensację elektroniczną.13

    krzywe przepływu-ciśnienia są wyświetlane w czasie rzeczywistym na ekranie komputera, co pozwala technikowi wyeliminować krzywe, które mają artefakty. Krzywe muszą mieć podobny rozmiar i kształt, być równoległe i zbliżone do zera. Należy użyć stycznej wybranej automatycznie przez system komputerowy.

    aby zagwarantować odtwarzalność techniki, należy uzyskać co najmniej 3 pomiary FRC, które zgadzają się w granicach 5%, a mediana trzech technicznie dopuszczalnych zestawów 10 oddechów należy podać. Krzywe jak największej liczby oddechów muszą być uzyskane dla sRaw, najlepiej od trzech do pięciu zestawów od pięciu do dziesięciu oddechów, w zależności od użytego oprogramowania.14,15

    interpretacja wyników

    sRaw jest parametrem niedrożności dróg oddechowych. Kształt krzywej dostarcza informacji o lokalizacji przeszkody.15 jeśli pacjent ma niedrożność wydechową, krzywa przyjmuje kształt kija golfowego (Fig. 3 i 4). „Kursywny Kształt S” sygnalizuje łagodną rozproszoną niedrożność; zwiększony opór wdechowy wskazuje na niedrożność pozasłoneczną; zwiększony opór wydechowy oznacza przewlekłą obturacyjną chorobę płuc; a wzrost obu oporów wskazuje na niedrożność tchawicy. W uogólnionej obturacyjnej chorobie płuc występuje wzrost wartości sRaw, FRC i RV wraz ze zmniejszonym przepływem pływowym.Zmiany TLC mogą być bardzo łagodne w przypadku mieszanych nieprawidłowości, więc pomiar zdolności dyfuzji tlenku węgla jest przydatny u tych pacjentów.12

    od lewej do prawej, wzór normalny, wzór restrykcyjny, zalewkowanie powietrza i hiperinflacja.
    Rysunek 3.

    od lewej do prawej, normalny wzór, restrykcyjny wzór, pułapka powietrza i hiperinflacja.

    (0.07 MB).

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

Ostatnio doniesiono, że zmniejszenie sRaw o 42% w stosunku do wartości wyjściowych jest statystycznie istotne dla oceny odpowiedzi na leki rozszerzające oskrzela, z czułością 55% i swoistością 77%.16 ponadto sGaw jest bardzo wrażliwy na zmiany w kalibrze dróg oddechowych i ustalono 40-56% wzrost jako punkt odcięcia dla pozytywnej odpowiedzi, 6,17,18 chociaż sGaw ma niższą swoistość niż FEV1. Ponadto, dwukrotne zwiększenie wartości wyjściowej sRaw uważa się za pozytywną odpowiedź na test prowokacji oskrzeli, podobnie jak zmniejszenie sGaw o 35-40%.

wskazania i zastosowanie kliniczne

sRaw jest produktem oporu dróg oddechowych przez FRC.19 wraz ze wzrostem dzieci opór maleje, a objętość wzrasta, ale oporność swoista pozostaje stabilna niezależnie od wieku, płci i wzrostu. Jest czułym i powtarzalnym parametrem rozróżniania między normalnością a chorobą, a także ułatwia podłużną interpretację różnych pomiarów u jednego osobnika.20-23 istnieją dowody na jego przydatność w klinicznym monitorowaniu mukowiscydozy i astmy, 24 a także w diagnozowaniu astmy.U dzieci z mukowiscydozą sRaw jest bardziej wrażliwy niż rezystancje mierzone techniką przerywacza lub oscylometrii impulsowej.

niektórzy autorzy zauważyli jego przydatność do monitorowania odpowiedzi na leczenie dzieci z astmą.26,27 okazał się również przydatny w ocenie odwracalności rozszerzającej oskrzela i nadmiernej reakcji oskrzeli.16

sGaw jest bardziej czułe niż sRaw do wykrywania centralnej przeszkody, a nawet bardziej czułe niż FEV1 uzyskane za pomocą wymuszonej spirometrii. Jest jednak mniej powtarzalny niż sRaw, więc należy uzyskać większą liczbę pomiarów.Może być bardziej wrażliwy niż FEV1 w wykrywaniu ograniczenia przepływu powietrza w zaciemnieniu oskrzelików, w którym przeważa niedrożność obwodowych dróg oddechowych, 11,28, a także u chorych na astmę z umiarkowaną niedrożnością. Jest również bardziej wrażliwy w ocenie górnych dróg oddechowych w porażeniu lub dysfunkcji przewodu głosowego.29