mätning av statiska lungvolymer. Kroppspletysmografiintroduktion
1956, Dubois et al. beskriven helkroppspletysmografi baserad på Boyles lag, enligt vilken volymen (V) hos en gas vid en konstant temperatur varierar i omvänd proportion till det tryck (P) som det utsätts för, med P IC V återstående konstant.1,2
medan spirometri3 är den vanligaste metoden för att bedöma lungfunktionen i klinisk praxis, är det ibland nödvändigt att mäta volymen av luften som lungorna inte kan förskjuta (statiska lungvolymer). Således förblir pletysmografi en viktig teknik vid bedömningen av lungfunktionen. Den mäter flera gasvolymer, såsom den intratorakala gasvolymen (TGV) eller den funktionella restkapaciteten (FRC), restvolymen (RV) och den totala lungkapaciteten (TLC).4,5 tillsatsen av två eller flera lungvolymer utgör en lungkapacitet (Tabell 1). Denna teknik mäter också total luftvägsresistens (RawTOT), specifik luftvägsresistens (sraw), luftvägsledningsförmåga (Gaw) och specifik luftvägsledningsförmåga (sGaw).
lungvolymer och kapacitet.
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 andas ut efter en normal utgång |
Restvolym | RV | luftvolym som finns kvar i lungorna efter en fullständig utgång |
inspiratorisk reservvolym | IRV | maximal volym luft som kan inandas med våld efter en normal inspiration |
till skillnad från andra tekniker som kväveutspädning eller Heliumutspädning som underskattar FRC eftersom de inte mäter dåligt ventilerade eller oventilerade spaces (bullae), pletysmografi mäter hela volymen intratorakal gas.
det finns tre typer av pletysmografer, och den som oftast används är pletysmografen med konstant volym.4
utrustning
den måste innehålla:
- –
lufttät kammare (2 modeller: äldre barn / vuxna; spädbarn).
- –
Pneumotakograf. Den måste uppfylla standarderna för spirometriska enheter (ATS/ERS 20056): kan mäta volymer på 0, 5-8, 00 L med en noggrannhet på 3% i enlighet med en 3, 00 l spruta, strömmar mellan 0 och 14l/s och registrera varaktigheter på minst 30s.
- –
Slutarventil och tryckgivare för att mäta tryckförändringar vid munnen. Tryckgivaren måste ha en känslighet större än 50 cm H2O och ett platt frekvensrespons över 8 Hz. Detta beror på andningsfrekvensen under TGV-manövern, som inte bör vara större än 1,5 Hz.
- –
tryckgivare inuti pletysmografkammaren (pletysmografer med konstant volym med variabelt tryck). Det mäter trycket i kammaren. I vissa system placeras en annan pneumotakograf på pletysmografväggen för att mäta volymförändringar inuti kammaren (pletysmografer med konstant tryck med variabel volym). Det måste vara korrekt att 0,2 cm H2o.
- –
dator, skrivare och väderstation (beroende på utrustningen).
- –
munstycken med engångsfilter 99% effektiva vid filtrering av virus, bakterier och mykobakterier; dött utrymme på mindre än 100 ml och ett motstånd lägre än 1,5 cm H2O till ett flöde av 6L / s.
kalibrering
flödesmätare ska kalibreras enligt det protokoll som tillverkaren fastställt och följa spirometristandarderna för ATS / ERS 2005.3 Pletysmografer har vanligtvis automatiska kalibreringssystem (kammartätning och givarinriktning).
Pletysmografimanövreringsprocedur
det är viktigt att registrera patientens ålder (år), Vikt (kg), etnicitet och höjd (cm). Om patienten har svårt att stå upp (bröstkorg eller neuromuskulära missbildningar) kan armspänningen användas istället för höjden. Patienten ges detaljerad information om testet (Tabell 2 och 3). Kammardörren är stängd och låter 1min gå innan temperaturen börjar stabiliseras. Patienten instrueras att andas genom munstycket, stödja hans eller hennes kinder i båda händerna, i små volymer och med en hastighet av 20-60 andetag per minut (0,5–1HZ). En uppsättning av ca 10 tidvatten andetag bör registreras, försöker uppnå en stabil FRC nivå (variationer
100mL).
rekommendationer för tekniker som utför testet.
a. använd alltid ett nytt munstycke med ett engångsfilter för varje patient
b. munstycket måste hållas med tänderna och förseglas med läpparna utan att hindra det med tungan
c. förklara hur du placerar händerna över kinderna för att förhindra läckage under manövern. Förklara hur man använder näsklämman
d. instruera patienten om hur man placerar sig själv i lådan, sitter med rak bröst och nacke och med båda fötterna vilande på golvet. Kontrollera att patienten andas på ett avslappnat sätt vid tidvattenvolym
e. demonstrera IVC-manövern, som måste börja med IC-manövrer efter ocklusion
förberedelse av utrustningen före provningen.
montera alla komponenter (rör, sensorer, kontakter etc.) efter tillverkarens anvisningar
rengör flödessensorerna Enligt specifikationen, ta bort potentiellt hindrande partiklar
slå på utrustningen i förväg för att låta den värmas upp (ungefär 30 minuter före testet)
kontrollera att systemet inte har några läckor och lufttät tätning av dörren
kontrollera att slutaren svarar på aktivering med minimal motstånd
om pletysmografen inte har en inbyggd-i termometer, mäta omgivningstemperaturen före kalibrering och före varje test
inställd för den genomsnittliga relativa Luftfuktighet, höjd eller barometertryck och temperatur på den plats där testet utförs
vid denna tidpunkt stängs slutaren vid slutet av ett utgångsdatum (varaktighet av ocklusion, 2–3s) och patienten fortsätter att andas medan han eller hon håller kinderna för att undvika läckage. När slutaren öppnas igen måste patienten ta två eller tre tidvattenandningar följt av den långsamma vitala kapacitetsmanövreringen, som börjar med en maximal inspiration för att få inspirationskapaciteten (IC), följt av en maximal utgång (för att mäta den långsamma vitala kapaciteten) och sedan en maximal inspiration (Fig. 1). Om manövern misslyckas måste teknikern förklara och demonstrera testproceduren för patienten en gång till.
ett annat standardiserat förfarande, om än ett som används mindre ofta på grund av dess tekniska svårigheter, består i att patienten andas ut till restvolym efter ocklusion, följt av en maximal inspiration till TLC och sedan av en långsam spirometrimanöver.
pletysmografi prestanda och kvalitetsbedömningtestkvalitetskriterier
en uppsättning av tre till fem Tekniskt tillfredsställande TGV-VC-manövrer måste erhållas. Kurvorna måste vara nästan raka och överlagra varandra och måste ligga inom tryckkalibreringsområdena för omvandlarna (10cm H2o eller 1,3 kPa).
acceptanskriterier
individuella pletysmografimanövrar (TGV-VC) är acceptabla om:
- –
Tidvattenandning visar en stabil FRC (minst 4 tidvattenandning som överensstämmer inom 100 ml). Detta bekräftas av graferna (Fig. 1 och 2).
Figur 1.Lungvolymbestämning genom pletysmografi. Grafisk representation av resultat (Jaeger pletysmografi, Vårdfusion).
(0,24 MB).Figur 2.lungvolymer och kapacitet.
(0,1 MB).- –
skillnaden i volym (occlusion) mellan FRC-nivån och ocklusionsnivån är mindre än 200 ml.
i – –
andningsfrekvensen vid slutarstängning varierar mellan 30 och 60 andetag per minut.
- –
pletysmografspårningen visar 3-5 TGV-manövrer.
- –
TGV-slingor har konsekventa mönster, är fria från artefakter och visar minimal Hysteres mellan inspiration och utgång.
i – –
de två ändarna av kurvan kan observeras.
i – –
mätlinjens lutning ska parallellt med TGV-slingan.
i – –
VC-mätningen är acceptabel i förhållande till de högsta IC-eller expiratoriska reservvolymvärdena, måste uppnå en platå på minst 1 sekund i varaktighet med förändringar i expiratorisk volym på mindre än 25 ml och måste vara större eller lika med det största FVC-värdet som erhållits i den tidigare utförda tvingade spirometrin.
Repeterbarhetskriterier
vid pletysmografi bör dessa kriterier endast tillämpas för att avgöra när det är nödvändigt att utföra mer än tre acceptabla manövrer (minst tre acceptabla manövrer och högst åtta manövrer ska utföras). Kriterierna ska inte användas för att utesluta resultat från rapporter eller ämnen från en studie.
ATS / ERS 20056 kräver: A) att de tre acceptabla FRCpleth-manövrerna överensstämmer inom 5% och b) att skillnaden mellan de två största värdena för de upprepade VC-mätningarna är mindre än 150 ml.
kvalitetskontroll
kammaren och volymkalibreringen måste utföras exakt enligt tillverkarens anvisningar. Testning av en biologisk kontroll (hälsosam icke-rökare) bör utföras minst en gång i månaden och när ett fel misstänks, mäta TGV, RV och TLC. Värden som skiljer sig med mer än 10% för FRC och TLC eller mer än 20% för RV jämfört med tidigare mätningar på samma ämne tyder på fel.
indikationer
huvudindikationen är diagnos och karakterisering av restriktiva ventilationsmönster (bedömning av sjukdomens svårighetsgrad, sjukdomsförlopp och behandlingssvar).
det kan också användas för att bedöma svårighetsgraden av begränsning vid sjukdomar med ett blandat ventilationsmönster och för tidig upptäckt av oventilerade fångade gasfack och luftflödesbegränsningar. Det möjliggör mätning av oventilerade luftfack (subtrahera FRC mätt med pletysmografi från FRC mätt med heliumutspädning) och riskbedömning för kirurgi (till exempel för pneumonektomi). Det kan utföras framgångsrikt från och med 6 års ålder.
resultat och referensvärden
För det första bör testets acceptans och repeterbarhet bedömas. Resultaten som rapporteras när testet anses acceptabelt är TGV (medelvärdet av minst tre TGV-manövrer som överensstämmer inom 5%), CV (det största värdet i minst 3 manövrer med värden som överensstämmer inom 5%), TLC (summan av TGV och det högsta IC-värdet), RV och RV/TLC-förhållandet.
därefter analyseras motstånd och TGV-kurvor, vilket kontrollerar att slingor har en sluten form (eller, om de inte är det, bedömer för potentiella underliggande patologier), deras vinkel, lutning etc. Varje manöver analyseras också separat för att bedöma lungvolymer; tidvattenvolymen bör förbli stabil under testet, med en stabil end expiratory level volume (EELV), korrekt ocklusion och korrekt manövrering bestående av en inspiration följt av en maximal utgång.
resultaten rapporteras som absoluta värden (l) vid kroppstemperatur och barometertryck vid vattenångmättnad (BTPS), avrundade till två decimaler; som relativa värden (procent i förhållande till referens-eller teoretiskt värde); och som z-poäng (avstånd från det förutsagda värdet i standardavvikelser). För närvarande beräknas den övre och nedre gränsen för normal (LLN) (2,5: e och 97,5: e percentiler) och uppmätta värden anses vara kliniskt signifikanta om de ligger utanför dessa gränser.
det finns få referensdata för den pediatriska åldersgruppen.7 de äldsta referenserna är de som tillhandahålls av Zapletal8 och de senaste av Rosenthal.9 flera studier har visat behovet av att uppdatera dessa referensvärden för att inkludera barn yngre än 6 år och av icke-kaukasisk härkomst, eftersom etnicitet påverkar lungvolymer och ekvationerna härledda från båda studierna baserades på data för friska vita barn. Afrikaner har mindre lungvolymer, förmodligen för att deras lemmar är långa och deras stammar korta. Det har också noterats att tidigare ekvationer har härletts från flämtande manövrar, så de tenderar att överskatta FRC-värden, något som har en mindre inverkan på bestämningen av RV och TLC.
tolkning av resultat
rekommendationerna från ATS / ERS för tolkning av lungfunktionstester10 definierar restriktiva avvikelser som minskningar av VC och TLC under LLN, med tillämpning av referensvärdena publicerade i litteraturen.7 när relativa värden används anses TLC, FRC och RV vara normala när de sträcker sig mellan 80% och 120% av det förutsagda värdet och anses patologiska när TLC är under 80%, där det restriktiva mönstret kategoriseras beroende på denna procentandel i mild (70-80%), måttlig (60-69%) eller svår (10 klassificerar också mönster med en reducerad VC, ett normalt FEV1/VC-förhållande och en normal TLC som obstruktion, även om denna algoritm har ifrågasatts, och mönster där FRC, RV och TLC är över 120% och RV/TLC-förhållandet är över 20-35% som hyperinflation (när TLC är normalt mönster föreslår luftfångst). I den pediatriska åldersgruppen måste variabla parametrar tolkas med försiktighet, såsom RV/TLC-förhållandet (procentandel av TLC som upptas av gas som inte kan andas ut, RV). Denna variation beror på förändringar i andningsorganens egenskaper som uppstår under tillväxt, såsom formen och storleken på bröstkorgen och andningsmuskelfunktionen. Dessutom är den snabba höjdökningen som uppstår i tonåren inte proportionell mot ökningar i bröstkorgsdimensioner eller förändringar i andningsmekanik.
mätning av specifika luftvägsresistensintroduktion
Luftvägsmotstånd definieras som förhållandet mellan luftflödet i luftvägarna och det tryck som krävs för att generera detta flöde. RawTOT-värdet innefattar motståndet som produceras av bröstväggen, lungvävnaden och luftvägen. Det specifika luftvägsmotståndet (sraw) är produkten av luftvägsmotståndet och FRC.6
metodik och kvalitetskriterier
att uttrycka resultaten som det specifika motståndet (Sraw=rå TGV) eller dess ömsesidiga (sGaw=1/sraw) kan vara fördelaktigt om det finns dålig överföring av alveolärt tryck, eftersom TGV överskattas i samma proportion som Raw underskattas.11
förhållandet mellan tryckförändringar i kammaren (proportionellt mot förändringar i alveolärt tryck och luftflöde) kan mätas när slutaren är öppen. Detta förhållande (Usbpbox/V) kan representeras grafiskt som en S-form. När slutaren stängs beräknas förhållandet mellan förändringarna i kammartryck och muntryck. När testet utförs tittar teknikern på skärmen i realtid. Eftersom mätning av Raw involverar inspiratoriska och expiratoriska flöden tillåter displayen beräkning av inspiratoriska och expiratoriska resistanser, som är desamma hos friska individer, men kan skilja sig åt hos patienter med obstruktion.12
kammaren och pneumotakografen i pletysmografen måste kalibreras dagligen. De erhållna parametrarna måste justeras under btps-förhållanden. Manövern kan utföras vid tidvattenvolym med en uppvärmd återandningspåse, som anses vara guldstandarden, eller automatiskt genom elektronisk kompensation.13
flödestryckskurvorna visas i realtid på datorskärmen, vilket gör det möjligt för tekniker att eliminera kurvor som har artefakter. Kurvorna måste ha en liknande storlek och form, vara parallella och vara nära nollflöde. Tangenten som väljs automatiskt av datorsystemet måste användas.
för att garantera teknikens Reproducerbarhet måste minst 3 FRC-mätningar förvärvas som överensstämmer inom 5% och medianen för tre Tekniskt acceptabla uppsättningar med 10 andetag ska rapporteras. Kurvorna för så många andetag som möjligt måste erhållas för sRaw, helst mellan tre och fem uppsättningar med fem till tio andetag, beroende på vilken programvara som används.14,15
tolkning av resultat
sRaw är en parameter för luftvägsobstruktion. Formen på kurvan ger information om platsen för obstruktion.15 om patienten har en expiratorisk obstruktion, har kurvan formen av en golfklubb (Fig. 3 och 4). En” kursiv S ” – form signalerar en mild diffus obstruktion; en ökad inspiratorisk resistens är en indikation på extrathoracic obstruktion; en ökad expiratorisk resistens betecknar kronisk obstruktiv lungsjukdom; och ökningen av båda resistanserna är en indikation på trakeal obstruktion. Vid generaliserad obstruktiv lungsjukdom ökar sraw -, FRC-och RV-värden tillsammans med ett minskat tidvattenflöde.6 TLC-förändringar kan vara mycket milda vid blandade avvikelser, så mätning av kolmonoxiddiffusionskapacitet är användbar hos dessa patienter.12
Figur 3.från vänster till höger, normalt mönster, restriktivt mönster, luftfångst och hyperinflation.
(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).nyligen har det rapporterats att en 42% reduktion från baslinjen i sRaw är statistiskt signifikant för att bedöma svaret på bronkodilatatorer, med en 55% känslighet och en 77% specificitet.16 dessutom är sGaw mycket känslig för förändringar i luftvägskaliber och en ökning med 40-56% har fastställts som Brytpunkt för ett positivt svar, 6,17,18 även om sGaw har en lägre specificitet än FEV1. Dessutom anses en ökning två gånger baslinjen i sRaw vara ett positivt svar på bronkialutmaningstestet, liksom en minskning med 35-40% i sGaw.8
indikationer och klinisk tillämpning
sRaw är produkten av LUFTVÄGSMOTSTÅNDET från FRC.19 När barn växer minskar resistansen och volymerna ökar, men specifikt motstånd förblir stabilt oavsett ålder, kön och längd. Det är en känslig och reproducerbar parameter för att skilja mellan normalitet och sjukdom, och underlättar också longitudinell tolkning av olika mätningar hos en enskild individ.20-23 det finns bevis för dess användbarhet vid klinisk övervakning av cystisk fibros och astma,24 och även vid diagnos av astma.25 hos barn med cystisk fibros är sRaw känsligare än motstånd uppmätta med brytteknik eller impulsoscillometri.19
Vissa författare har noterat dess användbarhet för att övervaka svaret på behandling av astmatiska barn.26,27 det har också visat sig vara användbart vid bedömningen av bronkodilatorns reversibilitet och bronkial hyperrespons.16
sGaw är känsligare än sRaw för detektering av central obstruktion, och ännu känsligare än FEV1 erhållen med hjälp av tvingad spirometri. Det är emellertid mindre reproducerbart än sRaw, så ett större antal mätningar måste förvärvas.13 Det kan vara känsligare än FEV1 vid detektering av luftflödesbegränsning i bronchiolitis obliterans, där obstruktion av perifera luftvägar dominerar,11,28 och även hos astmatiska patienter med måttlig obstruktion. Det är också känsligare vid bedömningen av övre luftvägarna i stämbandsförlamning eller dysfunktion.29
- –