Medición de volúmenes pulmonares estáticos. Pletismografía corporal Introducción

En 1956, Dubois et al. pletismografía de cuerpo entero descrita basada en la ley de Boyle, según la cual el volumen (V) de un gas a temperatura constante varía en proporción inversa a la presión (P) a la que está sometido, con P×V permaneciendo constante.1,2

Aunque la espirometría3 es el método más utilizado para evaluar la función pulmonar en la práctica clínica, a veces es necesario medir el volumen de aire que los pulmones no pueden desplazar (volúmenes pulmonares estáticos). Por lo tanto, la pletismografía sigue siendo una técnica esencial en la evaluación de la función pulmonar. Mide varios volúmenes de gas, como el volumen de gas intratorácico (TGV) o la capacidad residual funcional (FRC), el volumen residual (RV) y la capacidad pulmonar total (TLC).4,5 La adición de dos o más volúmenes pulmonares constituye una capacidad pulmonar (Tabla 1). Esta técnica también mide la resistencia total de las vías respiratorias (RawTOT), la resistencia específica de las vías respiratorias (sRAW), la conductancia de las vías respiratorias (Gaw) y la conductancia específica de las vías respiratorias (sGaw).

a Diferencia de otras técnicas como el nitrógeno de lavado o de dilución de helio que subestimar el FRC porque no miden mal ventiladas o sin ventilación espacios (bullae), pletismografía mide el volumen completo de gas intratorácico.

Hay tres tipos de pletismógrafos, y el más utilizado es el pletismógrafo de volumen constante.4

Equipo

Debe incluir:

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  Cámara hermética (2 modelos: niños mayores / adultos; bebés).

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  Neumotacógrafo. Debe cumplir con los estándares para dispositivos espirométricos (ATS / ERS 20056): capaz de medir volúmenes de 0,5 a 8,00 L con una precisión de ±3% calibrados con una jeringa de 3,00 L, caudales entre 0 y 14 L/s, y registrar duraciones de al menos 30 s.

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Válvula de obturador y transductor de presión para medir los cambios de presión en la boca. El transductor de presión debe tener una sensibilidad superior a 50 cm H2O y una respuesta de frecuencia plana superior a 8 Hz. Esto depende de la frecuencia respiratoria durante la maniobra de TGV, que no debe ser superior a 1,5 Hz.

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  Transductor de presión dentro de la cámara del pletismógrafo (pletismógrafos de presión variable de volumen constante). Mide la presión dentro de la cámara. En algunos sistemas, se coloca otro neumotacógrafo en la pared del pletismógrafo para medir los cambios de volumen dentro de la cámara (pletismógrafos de volumen variable de presión constante). Debe tener una precisión de ±0,2 cm H2O.

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Computadora, impresora y estación meteorológica (dependiendo del equipo).

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  Boquillas con filtros desechables en línea 99% eficaces para filtrar virus, bacterias y micobacterias; espacio muerto de menos de 100 ml y una resistencia inferior a 1,5 cm H2O a un flujo de 6 L / s.Calibración

Los caudalímetros deben calibrarse siguiendo el protocolo establecido por el fabricante y siguiendo los estándares de espirometría ATS/ERS 2005.3 Pletismógrafos generalmente tienen sistemas de calibración automática (sello de cámara y alineación de transductores). Procedimiento de maniobra de pletismografía

Es importante registrar la edad (años), el peso (kg), el origen étnico y la altura (cm) del paciente. Si el paciente tiene dificultad para ponerse de pie (malformaciones torácicas o neuromusculares), se puede usar el tramo del brazo en lugar de la altura. El paciente recibe información detallada sobre la prueba (Tablas 2 y 3). La puerta de la cámara está cerrada, dejando que transcurra 1 minuto antes de comenzar para que la temperatura se estabilice. Se indica al paciente que respire a través de la boquilla, apoyando sus mejillas en ambas manos, en volúmenes pequeños y a una velocidad de 20-60 respiraciones por minuto (0,5–1 Hz). Se debe registrar un conjunto de aproximadamente 10 respiraciones de marea, buscando alcanzar un nivel de FRC estable (variaciones

100 ml).

En este punto, el obturador se cierra al final de una espiración (duración de la oclusión, 2–3s) y el paciente continúa respirando mientras sostiene sus mejillas para evitar fugas. Cuando se vuelve a abrir el obturador, el paciente tiene que tomar dos o tres respiraciones de marea seguidas de la maniobra de capacidad vital lenta, que comienza con una inspiración máxima para obtener la capacidad inspiratoria (CI), seguida de una espiración máxima (para medir la capacidad vital lenta) y luego una inspiración máxima (Fig. 1). Si la maniobra falla, el técnico debe explicar y demostrar al paciente el procedimiento de prueba una vez más.

Otro procedimiento estandarizado, aunque menos utilizado por su dificultad técnica, consiste en hacer que el paciente exhale a volumen residual después de la oclusión, seguido de una inspiración máxima a TLC y luego de una maniobra de espirometría lenta.

Criterios de calidad de la prueba de evaluación del rendimiento y la calidad de la pletismografía

Se debe obtener un conjunto de tres a cinco maniobras TGV-VC técnicamente satisfactorias. Las curvas deben ser casi rectas y superponibles entre sí, y deben estar dentro de los rangos de calibración de presión de los transductores (±10 cm de H2O o 1,3 kPa).

Criterios de aceptabilidad

Las maniobras de pletismografía individuales (TGV-VC) son aceptables si:

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La respiración con marea muestra un FRC estable (al menos 4 respiraciones con marea que concuerdan en 100 ml). Esto es corroborado por los gráficos (Figs. 1 y 2).



Figura 1. Determinación del volumen pulmonar mediante pletismografía. Representación gráfica de los resultados (Pletismografía Jaeger, Fusión de Cuidados).

(0.24 MB).



Figura 2.

Volúmenes y capacidades pulmonares.

(0.1 MB).

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  La diferencia en volumen (ΔV) entre los FRC nivel y el nivel de la oclusión es de menos de 200 ml.

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La frecuencia de respiración durante el cierre del obturador oscila entre 30 y 60 respiraciones por minuto.

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El trazado pletismográfico muestra 3-5 maniobras de TGV.

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Los bucles TGV tienen patrones consistentes, están libres de artefactos y muestran una histéresis mínima entre la inspiración y la expiración.

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Se pueden observar los dos extremos de la curva.

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La pendiente de la línea de medición debe ser paralela al bucle TGV.

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La medida de la CV es aceptable en relación con los valores de volumen de reserva espiratoria o CI más altos, debe alcanzar una meseta de al menos 1 segundo de duración con cambios en el volumen espiratorio inferiores a 25 ml, y debe ser mayor o igual que el mayor valor de CVF obtenido en la espirometría forzada realizada previamente.

Criterios de repetibilidad

En pletismografía, estos criterios solo deben aplicarse para decidir cuándo es necesario realizar más de tres maniobras aceptables (se deben realizar un mínimo de tres maniobras aceptables y un máximo de ocho). Los criterios no deben utilizarse para excluir resultados de informes o sujetos de un estudio.

El ATS/ERS 20056 requiere: (a) que las tres maniobras FRCpleth aceptables estén de acuerdo dentro del 5%, y (b) que la diferencia entre los dos valores más grandes de las mediciones repetidas de CV sea inferior a 150 ml.

Control de calidad

Las calibraciones de cámara y volumen deben realizarse exactamente según las instrucciones del fabricante. La prueba de un control biológico (no fumador sano) debe realizarse al menos una vez al mes y, siempre que se sospeche un error, medir el TGV, el RV y el TLC. Los valores que difieren en más de un 10% para el FRC y el TLC o en más de un 20% para el VD en comparación con mediciones anteriores en el mismo sujeto sugieren errores.

Indicaciones

La principal indicación es el diagnóstico y la caracterización de los patrones ventilatorios restrictivos (evaluación de la gravedad de la enfermedad, el curso de la enfermedad y la respuesta al tratamiento).

También se puede utilizar para evaluar la gravedad de la restricción en enfermedades con un patrón ventilatorio mixto, y para la detección temprana de compartimentos de gas atrapados sin ventilación y limitaciones del flujo de aire. Permite la medición de compartimentos de aire sin ventilación (restando el FRC medido por pletismografía del FRC medido por dilución de helio) y la evaluación de riesgos para cirugía (por ejemplo, para neumonectomía). Se puede realizar con éxito a partir de los 6 años de edad.

Resultados y valores de referencia

En primer lugar, debe evaluarse la aceptabilidad y repetibilidad del ensayo. Los resultados notificados una vez que el ensayo se considera aceptable son el TGV (la media de al menos tres maniobras de TGV que concuerdan dentro del 5%), el CV (el valor más grande en un mínimo de 3 maniobras con valores que concuerdan dentro del 5%), el TLC (suma del TGV y el valor IC más alto), el RV y la relación RV/TLC.

Posteriormente, se analizan las curvas de resistencia y TGV, comprobando que los bucles tengan una forma cerrada (o, en su defecto, evaluando posibles patologías subyacentes), su ángulo, pendiente, etc. Cada maniobra también se analiza por separado para evaluar los volúmenes pulmonares; el volumen corriente debe permanecer estable durante el ensayo, con un volumen de nivel espiratorio final (VEL) estable, una oclusión adecuada y una realización correcta de la maniobra consistente en una inspiración seguida de una espiración máxima.

Los resultados se presentan como valores absolutos (l) a temperatura corporal y presión barométrica en condiciones de saturación de vapor de agua (BTPS), redondeados a dos decimales; como valores relativos (porcentaje relativo al valor de referencia o teórico); y como puntuaciones z (distancia del valor previsto en las desviaciones estándar). Actualmente, se calculan los límites superior e inferior de la normalidad (LIN) (percentiles 2,5 y 97,5), y los valores medidos se consideran clínicamente significativos si están fuera de estos límites.

Hay pocos datos de referencia para el grupo de edad pediátrica.7 Las referencias más antiguas son las proporcionadas por Zapletal8 y las más recientes por Rosenthal.9 Varios estudios han puesto de manifiesto la necesidad de actualizar estos valores de referencia para incluir a niños menores de 6 años y de ascendencia no caucásica, ya que la etnia afecta a los volúmenes pulmonares y las ecuaciones derivadas de ambos estudios se basaron en datos de niños blancos sanos. Los africanos tienen volúmenes pulmonares más pequeños, probablemente porque sus extremidades son largas y sus troncos cortos. También se ha observado que las ecuaciones anteriores se han derivado de maniobras de jadeo, por lo que tienden a sobreestimar los valores de FRC, lo que tiene un menor impacto en la determinación de VD y TLC.

Interpretación de los resultados

Las recomendaciones del ATS / ERS para la interpretación de las pruebas de función pulmonar10 definen anormalidades restrictivas como reducciones de CV y TLC por debajo del LIN, aplicando los valores de referencia publicados en la literatura.7 Cuando se utilizan valores relativos, el TLC, el FRC y el VD se consideran normales cuando oscilan entre el 80% y el 120% del valor predicho, y se consideran patológicos cuando el TLC es inferior al 80%, y el patrón restrictivo se clasifica según este porcentaje en leve (70-80%), moderado (60-69%) o grave (10 también clasifica los patrones con una CV reducida, una relación FEV1/VC normal y un TLC normal como obstrucción, aunque este algoritmo ha sido disputado, y los patrones donde el FRC, el VD y El TLC está por encima del 120% y la relación RV/TLC está por encima del 20-35% como hiperinflación (cuando el TLC es normal, el patrón sugiere atrapamiento aéreo). En el grupo de edad pediátrica, los parámetros variables deben interpretarse con precaución, como la relación RV/TLC (porcentaje del TLC ocupado por gas que no se puede exhalar, el RV). Esta variabilidad es el resultado de los cambios en las características de las vías respiratorias que se producen durante el crecimiento, como la forma y el tamaño de la caja torácica y la función de los músculos respiratorios. Además, el rápido aumento de altura que se produce en la adolescencia no es proporcional al aumento de las dimensiones del tórax o a los cambios en la mecánica respiratoria.

Medición de resistencias específicas de las vías respiratorias Introducción

La resistencia de las vías respiratorias se define como la relación entre el flujo de aire en el tracto respiratorio y la presión requerida para generar este flujo. El valor de RawTOT comprende la resistencia producida por la pared torácica, el tejido pulmonar y las vías respiratorias. La resistencia específica de las vías respiratorias (sRAW) es el producto de la resistencia de las vías respiratorias y del CRF.6

Metodología y criterios de calidad

Expresar los resultados como la resistencia específica (sRAW=Crudo×TGV) o su recíproca (sGaw = 1 / sRAW) puede ser ventajoso si hay una transmisión deficiente de la presión alveolar, ya que el TGV se sobrestima en la misma proporción que se subestima el Crudo.11

La relación entre los cambios de presión en la cámara (proporcionales a los cambios en la presión alveolar y el flujo de aire) se puede medir cuando el obturador está abierto. Esta relación (ΔPbox / V)se puede representar gráficamente como una forma de S. Una vez que el obturador se cierra, se calcula la relación de los cambios en la presión de la cámara y la presión de la boca. Cuando se realiza la prueba, el técnico observa la pantalla en tiempo real. Dado que la medición de Raw involucra flujos inspiratorios y espiratorios, la visualización permite el cálculo de resistencias inspiratorias y espiratorias, que son las mismas en individuos sanos, pero pueden diferir en pacientes con obstrucción.12

La cámara y el neumotacógrafo del pletismógrafo deben calibrarse diariamente. Los parámetros obtenidos deben ajustarse en condiciones BTPS. La maniobra se puede realizar a volumen corriente utilizando una bolsa de aire caliente, que se considera el estándar de oro, o automáticamente mediante compensación electrónica.13

Las curvas de presión de flujo se muestran en tiempo real en la pantalla del ordenador, lo que permite al técnico eliminar las curvas que tienen artefactos. Las curvas deben tener un tamaño y forma similares, ser paralelas y estar cerca del flujo cero. Se debe utilizar la tangente seleccionada automáticamente por el sistema informático.

Para garantizar la reproducibilidad de la técnica, deberán obtenerse al menos 3 mediciones de FRC que concuerden en un 5%, y deberá comunicarse la mediana de tres series técnicamente aceptables de 10 respiraciones. Las curvas de tantas respiraciones como sea posible deben obtenerse para el sRAW, idealmente entre tres y cinco series de cinco a diez respiraciones, dependiendo del software utilizado.14,15

Interpretación de los resultados

El sRAW es un parámetro de obstrucción de la vía aérea. La forma de la curva proporciona información sobre la localización de la obstrucción.15 Si el paciente tiene una obstrucción espiratoria, la curva toma la forma de un palo de golf (Figs. 3 y 4). Una forma de «S cursiva» indica una obstrucción difusa leve; un aumento de la resistencia inspiratoria es indicativo de obstrucción extratorácica; un aumento de la resistencia espiratoria denota enfermedad pulmonar obstructiva crónica; y el aumento de ambas resistencias es indicativo de obstrucción traqueal. En la enfermedad pulmonar obstructiva generalizada, hay un aumento de los valores de sRAW, FRC y VD acompañado de una reducción del flujo corriente.6 Los cambios en la TLC pueden ser muy leves en anomalías mixtas, por lo que la medición de la capacidad de difusión de monóxido de carbono es útil en estos pacientes.12

Figura 3.

De izquierda a derecha, patrón normal, patrón restrictivo, atrapamiento de aire e hiperinflación.

(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).

Recientemente, se ha notificado que una reducción del 42% con respecto al valor basal en el sRAW es estadísticamente significativa para evaluar la respuesta a los broncodilatadores, con una sensibilidad del 55% y una especificidad del 77%.16 Además, la VGG es muy sensible a los cambios en el calibre de la vía aérea, y se ha establecido un aumento del 40-56% como punto de corte para una respuesta positiva6,17,18,aunque la VGG tiene una especificidad menor que el VEF1. Además, un aumento del doble del valor basal en el sRAW se considera una respuesta positiva a la prueba de provocación bronquial, al igual que una disminución del 35-40% en el sGaw.8

Indicaciones y aplicación clínica

El sRAW es el producto de la resistencia de la vía aérea por el FRC.19 A medida que los niños crecen, las resistencias disminuyen y los volúmenes aumentan, pero la resistencia específica se mantiene estable independientemente de la edad, el sexo y la altura. Es un parámetro sensible y reproducible para discriminar entre normalidad y enfermedad, y también facilita la interpretación longitudinal de diferentes mediciones en un solo individuo.20-23 Existen evidencias de su utilidad en el seguimiento clínico de la fibrosis quística y el asma,24 y también en el diagnóstico del asma.25 En niños con fibrosis quística, el sRAW es más sensible que las resistencias medidas con la técnica del interruptor o la oscilometría de impulso.19

Algunos autores han señalado su utilidad para el seguimiento de la respuesta al tratamiento de niños asmáticos.26,27 También ha demostrado ser útil en la evaluación de la reversibilidad broncodilatadora y la hiperrespuesta bronquial.16

El sGaw es más sensible que el sRAW para detectar obstrucción central, e incluso más sensible que el FEV1 obtenido mediante espirometría forzada. Sin embargo, es menos reproducible que el SRW, por lo que es necesario adquirir un mayor número de mediciones.13 Puede ser más sensible que el FEV1 en la detección de limitación del flujo aéreo en bronquiolitis obliterante, en la que predomina la obstrucción de las vías respiratorias periféricas11,28,y también en pacientes asmáticos con obstrucción moderada. También es más sensible en la evaluación del tracto respiratorio superior en parálisis o disfunción de las cuerdas vocales.29