Spirometria - Spirometry

Spirometria
Przepływ-objętość-pętla.svg
Pętla przepływ-objętość pokazująca udany manewr FVC. Wartości dodatnie reprezentują wygaśnięcie, wartości ujemne reprezentują wdech. Na początku badania zarówno przepływ, jak i objętość są równe zeru (odpowiadając raczej objętości spirometru niż płuc). Ślad przesuwa się zgodnie z ruchem wskazówek zegara dla wydechu, po którym następuje wdech. Po punkcie początkowym krzywa szybko osiąga szczyt (szczyt przepływu wydechowego). (Zauważ, że wartość FEV1 jest dowolna na tym wykresie i została pokazana tylko w celach ilustracyjnych; wartości te muszą być obliczone jako część procedury).
Siatka D013147
Kod OPS-301 1-712
Zaktualizowano objętość płuc.png
TLC Całkowita pojemność płuc: objętość w płucach przy maksymalnym napełnieniu, suma VC i RV.
telewizja Objętość oddechowa:, że objętość powietrza przemieszczane z lub do płuc podczas spokojnego oddychania (TV oznacza podział płuc, kiedy objętość oddechowa jest dokładnie mierzona jak w obliczeniach wymiany gazowej, symbol TV lub V , T jest stosowany).
RV Objętość resztkowa: objętość powietrza pozostająca w płucach po maksymalnym wydechu
ERV Wydechowa objętość rezerwowa: maksymalna objętość powietrza, która może być wydychana z pozycji końcowo-wydechowej
IRV Wdechowa objętość rezerwowa: maksymalna objętość, którą można wdychać z poziomu końcowo-wdechowego
IC Pojemność wdechowa: suma IRV i TV
IVC Wdechowa pojemność życiowa: maksymalna objętość wdychanego powietrza od punktu maksymalnego wydechu
VC Pojemność życiowa: objętość wydychanego powietrza po najgłębszym wdechu.
V T Objętość oddechowa:, że objętość powietrza przemieszczane z lub do płuc podczas spokojnego oddychania (VT oznacza podział płuc, kiedy objętość oddechowa jest dokładnie mierzona jak w obliczeniach wymiany gazowej, symbol TV lub V , T jest stosowany).
FRC Funkcjonalna pojemność resztkowa: objętość w płucach w pozycji końcowo-wydechowej
RV/TLC% Pozostała objętość wyrażona jako procent TLC
V A Objętość gazu pęcherzykowego
V L Rzeczywista objętość płuc, w tym objętość przewodzących dróg oddechowych.
FVC Wymuszona pojemność życiowa: określenie pojemności życiowej z maksymalnie wymuszonego wysiłku wydechowego
FEV t Wymuszona objętość wydechowa (czas): ogólny termin określający objętość powietrza wydychanego w wymuszonych warunkach w ciągu pierwszych t sekund
FEV 1 Objętość, która została wydychana pod koniec pierwszej sekundy wymuszonego wydechu
FEF x Wymuszony przepływ wydechowy związany z pewną częścią krzywej FVC; modyfikatory odnoszą się do ilości już wydychanego FVC
FEF maks Maksymalny przepływ chwilowy osiągnięty podczas manewru FVC
FIF Wymuszony przepływ wdechowy: (konkretny pomiar krzywej wymuszonego wdechu jest określany przez nomenklaturę analogiczną do krzywej wymuszonego wydechu. Na przykład maksymalny przepływ wdechowy jest oznaczany jako FIF max . O ile nie określono inaczej, kwalifikatory objętości wskazują objętość wdechową z RV przy punkt pomiaru.)
PEF Szczytowy przepływ wydechowy: najwyższy wymuszony przepływ wydechowy zmierzony za pomocą przepływomierza szczytowego
MVV Maksymalna dowolna wentylacja: ilość powietrza wydychanego w określonym czasie podczas powtarzalnego maksymalnego wysiłku
Robię spirometrię

Spirometria (czyli pomiar oddechu ) jest najczęstszym testem czynności płuc (PFT). Mierzy czynność płuc , w szczególności ilość (objętość) i/lub prędkość (przepływ) powietrza, które może być wdychane i wydychane. Spirometria jest pomocna w ocenie wzorców oddychania, które identyfikują stany takie jak astma , zwłóknienie płuc , mukowiscydoza i POChP . Jest również pomocny jako część systemu nadzoru zdrowotnego , w którym wzorce oddechowe są mierzone w czasie.

Spirometria generuje pneumotachografy, które są wykresami przedstawiającymi objętość i przepływ powietrza wchodzącego i wychodzącego z płuc podczas jednego wdechu i jednego wydechu.

Wskazania

Spirometria jest wskazana z następujących powodów:

Przeciwwskazania

Wymuszone manewry wydechowe mogą pogorszyć niektóre schorzenia. Spirometrii nie należy wykonywać, gdy dana osoba przedstawia:

  • Krwioplucie nieznanego pochodzenia
  • Odma płucna
  • Niestabilny stan sercowo-naczyniowy (dławica piersiowa, świeży zawał mięśnia sercowego itp.)
  • Tętniaki piersiowe, brzuszne lub mózgowe
  • Zaćma lub niedawna operacja oka
  • Niedawna operacja klatki piersiowej lub jamy brzusznej
  • Nudności, wymioty lub ostra choroba
  • Niedawna lub obecna infekcja wirusowa
  • Niezdiagnozowane nadciśnienie

Badania spirometryczne

Nowoczesny spirometr oparty na USB PC.
Urządzenie do spirometrii. Pacjent obejmuje ustami niebieski ustnik. Zęby wchodzą między wypustki a tarczę, a usta przechodzą nad tarczą. Klamra na nos gwarantuje, że oddech będzie płynął tylko przez usta.
Ekran odczytów spirometrii po prawej stronie. Komorę można również wykorzystać do pletyzmografii ciała .

Spirometr

Badanie spirometryczne wykonuje się za pomocą urządzenia zwanego spirometrem , które występuje w kilku różnych odmianach. Większość spirometrów wyświetla następujące wykresy, zwane spirogramami:

  • krzywa objętości czasu , pokazując objętości (litry) wzdłuż osi Y, a w czasie (w sekundach), wzdłuż osi X,
  • pętla przepływu objętości , co graficznie ilustruje się szybkość przepływu powietrza w kierunku Y, a całkowita objętość inspirowany lub upłynął od osi X

Procedura

Podstawowy test wymuszonej objętości życiowej (FVC) różni się nieznacznie w zależności od używanego sprzętu, w obwodzie zamkniętym lub otwartym, ale powinien być zgodny ze standaryzacją spirometrii ATS/ERS .

Ogólnie rzecz biorąc, pacjent jest proszony o wzięcie jak najgłębszego oddechu, a następnie jak najmocniejszy wydech do czujnika, tak długo, jak to możliwe, najlepiej co najmniej 6 sekund. Czasami bezpośrednio po nim następuje szybki wdech (wdech), zwłaszcza przy ocenie możliwej niedrożności górnych dróg oddechowych . Czasami test będzie poprzedzony okresem cichego wdechu i wydechu z czujnika (objętość oddechowa) lub szybki wdech (część wymuszonego wdechu) nastąpi przed wymuszonym wydechem.

Podczas badania można używać miękkich klipsów na nos, aby zapobiec ucieczce powietrza przez nos. W celu zapobiegania rozprzestrzenianiu się drobnoustrojów można stosować ustniki z filtrem.

Ograniczenia testu

Manewr w dużym stopniu zależy od współpracy i wysiłku pacjenta i zwykle jest powtarzany co najmniej trzy razy, aby zapewnić powtarzalność . Ponieważ wyniki zależą od współpracy pacjentów, FVC można tylko niedoceniać, nigdy nie przeceniać.

Ze względu na wymaganą współpracę pacjentów spirometria może być stosowana tylko u dzieci w wieku, które są w stanie zrozumieć i postępować zgodnie z podanymi instrukcjami (w wieku 6 lat lub więcej) i tylko u pacjentów, którzy są w stanie zrozumieć i postępować zgodnie z instrukcjami — w związku z tym badanie to nie jest odpowiedni dla pacjentów, którzy są nieprzytomni, pod wpływem silnej sedacji lub mają ograniczenia, które mogą zakłócać energiczne wysiłki oddechowe. Inne rodzaje testów czynnościowych płuc są dostępne dla niemowląt i osób nieprzytomnych.

Innym ważnym ograniczeniem jest fakt, że wielu astmatyków o nasileniu przerywanym lub łagodnym ma prawidłową spirometrię między ostrymi zaostrzeniami, co ogranicza przydatność spirometrii w celach diagnostycznych. Jest bardziej przydatny jako narzędzie do monitorowania: nagły spadek FEV1 lub inny pomiar spirometryczny u tego samego pacjenta może sygnalizować pogorszenie kontroli, nawet jeśli surowa wartość jest nadal normalna. Zachęca się pacjentów do rejestrowania swoich najlepszych wyników.

Przykład wydruku z nowoczesnego spirometru na PC.

Powiązane testy

Spirometryczny może być również częścią oskrzeli testu prowokacji , stosowane do oskrzelowa nadreaktywność na obu rygorystyczne wykonywania wdychania zimno / suchego powietrza lub środka farmaceutycznego, takiego jak metacholiny lub histaminy .

Czasami, aby ocenić odwracalność konkretnego stanu, podaje się lek rozszerzający oskrzela przed wykonaniem kolejnej rundy testów w celu porównania. Jest to powszechnie określane jako test odwracalności lub test po podaniu leku rozszerzającego oskrzela (po ChAD) i jest ważnym elementem w diagnozowaniu astmy w porównaniu z POChP.

Inne uzupełniające testy funkcji płuc obejmują pletyzmografię i wypłukiwanie azotem .

Parametry

Najczęstszymi parametrami mierzonymi w spirometrii są: pojemność życiowa (VC), natężona pojemność życiowa (FVC), natężona objętość wydechowa (FEV) w odstępach czasowych 0,5, 1,0 (FEV1), 2,0 i 3,0 sekundy, wymuszony przepływ wydechowy 25–75 % (FEF 25–75) i maksymalna dowolna wentylacja (MVV), znana również jako maksymalna pojemność oddechowa. W pewnych sytuacjach można wykonać inne testy.

Wyniki są zwykle podawane zarówno w danych surowych (litry, litry na sekundę), jak i w procentach przewidywanych — wynik testu jako procent „przewidywanych wartości” dla pacjentów o podobnych cechach (wzrost, wiek, płeć, a czasem rasa i waga). . Interpretacja wyników może się różnić w zależności od lekarza i źródła przewidywanych wartości. Ogólnie rzecz biorąc, wyniki najbliższe przewidywanej wartości 100% są najbardziej normalne, a wyniki powyżej 80% są często uważane za normalne. Opublikowano wiele publikacji wartości przewidywanych, które można obliczyć na podstawie wieku, płci, wagi i pochodzenia etnicznego. Jednak w celu dokładnego rozpoznania każdej indywidualnej sytuacji konieczna jest weryfikacja lekarska.

W pewnych okolicznościach podaje się również lek rozszerzający oskrzela i wykonuje się porównanie przed/po wykresie w celu oceny skuteczności leku rozszerzającego oskrzela. Zobacz przykładowy wydruk.

Funkcjonalnej pojemności resztkowej (FRC) nie można zmierzyć za pomocą spirometrii, ale można ją zmierzyć za pomocą pletyzmografu lub testów rozcieńczeń (na przykład test rozcieńczenia helem).

Średnie wartości dla natężonej pojemności życiowej (FVC), natężonej objętości wydechowej w ciągu 1 sekundy (FEV1) i natężonego przepływu wydechowego 25–75% (FEF25–75%), według badania przeprowadzonego w 2007 r. w Stanach Zjednoczonych z udziałem 3600 osób w wieku 4–80 lat lat. Oś Y jest wyrażona w litrach dla FVC i FEV1 oraz w litrach/sekundę dla FEF25–75%.

Wyjście „spirometru”

Wymuszona pojemność życiowa (FVC)

Wymuszona pojemność życiowa (FVC) to objętość powietrza, którą można wydmuchać siłą po pełnym wdechu, mierzona w litrach. FVC to najbardziej podstawowy manewr w badaniach spirometrycznych.

Wymuszona objętość wydechowa w ciągu 1 sekundy (FEV1)

FEV1 to objętość powietrza, którą można wydmuchać siłą w ciągu pierwszej sekundy po pełnym wdechu. Zgodnie z wykresem średnie wartości FEV1 u osób zdrowych zależą głównie od płci i wieku. Wartości od 80% do 120% średniej wartości są uważane za normalne. Przewidywane normalne wartości FEV1 można obliczyć i zależą one od wieku, płci, wzrostu, masy ciała i pochodzenia etnicznego, a także badania naukowego, na którym są oparte.

Stosunek FEV1/FVC

FEV1/FVC to stosunek FEV1 do FVC. U zdrowych osób dorosłych powinno to wynosić około 70–80% (zmniejsza się z wiekiem). W chorobach obturacyjnych (astma, POChP, przewlekłe zapalenie oskrzeli, rozedma płuc) FEV1 jest zmniejszone z powodu zwiększonego oporu dróg oddechowych na przepływ wydechowy; FVC może również ulec zmniejszeniu z powodu przedwczesnego zamknięcia dróg oddechowych podczas wydechu, ale nie w takim samym stosunku jak FEV1 (na przykład zarówno FEV1, jak i FVC są zmniejszone, ale ten pierwszy jest bardziej dotknięty ze względu na zwiększony opór dróg oddechowych) . Generuje to obniżoną wartość (<70%, często ~45%). W chorobach restrykcyjnych (takich jak zwłóknienie płuc ) zarówno FEV1 jak i FVC są proporcjonalnie zmniejszone i wartość może być prawidłowa lub nawet zwiększona w wyniku zmniejszonej podatności płuc.

Wartość pochodna FEV1 to przewidywane FEV1% (FEV1%), które definiuje się jako FEV1 pacjenta podzielone przez średnią FEV1 w populacji dla dowolnej osoby w tym samym wieku, wzrostu, płci i rasy.

Wymuszony przepływ wydechowy (FEF)

Wymuszony przepływ wydechowy (FEF) to przepływ (lub prędkość) powietrza wychodzącego z płuc podczas środkowej części wymuszonego wydechu. Można go podawać w dyskretnych momentach , ogólnie określanych przez ułamek wymuszonej pojemności życiowej (FVC) wydychany. Zwykle dyskretne odstępy to 25%, 50% i 75% (FEF25, FEF50 i FEF75) lub 25% i 50% FVC, który został wydychany. Można go również podać jako średnią przepływu w danym przedziale, również ogólnie ograniczony przez, kiedy określone frakcje pozostają FVC, zwykle 25-75% (FEF25-75%). Średnie zakresy w zdrowej populacji zależą głównie od płci i wieku, z FEF25-75% pokazanym na diagramie po lewej stronie. Wartości od 50-60% do 130% średniej są uważane za normalne. Przewidywane normalne wartości FEF można obliczyć i zależą one od wieku, płci, wzrostu, masy ciała i pochodzenia etnicznego, a także badania naukowego, na którym są oparte.

MMEF lub MEF oznacza maksymalny (średni) przepływ wydechowy i jest szczytem przepływu wydechowego wziętym z krzywej przepływ-objętość i mierzonym w litrach na sekundę. Teoretycznie powinien być identyczny ze szczytowym przepływem wydechowym (PEF), który jest jednak ogólnie mierzony za pomocą przepływomierza szczytowego i podawany w litrach na minutę.

Ostatnie badania sugerują, że FEF25-75% lub FEF25-50% może być bardziej czułym parametrem niż FEV1 w wykrywaniu obturacyjnej choroby małych dróg oddechowych. Jednak przy braku współistniejących zmian w standardowych markerach rozbieżności w średnim zakresie przepływu wydechowego mogą nie być wystarczająco specyficzne, aby były użyteczne, a obecne wytyczne praktyki zalecają dalsze stosowanie FEV1, VC i FEV1/VC jako wskaźników choroby obturacyjnej .

Rzadziej wymuszony przepływ wydechowy może być podawany w odstępach określonych przez ilość pozostałości całkowitej pojemności płuc. W takich przypadkach jest zwykle oznaczany jako np. FEF70%TLC, FEF60%TLC i FEF50%TLC.

Wymuszony przepływ wdechowy 25–75% lub 25–50%

Wymuszony przepływ wdechowy 25–75% lub 25–50% (FIF 25–75% lub 25–50%) jest podobny do FEF 25–75% lub 25–50%, z wyjątkiem tego, że pomiar jest wykonywany podczas wdechu.

Szczytowy przepływ wydechowy (PEF)

Normalne wartości szczytowego przepływu wydechowego (PEF), pokazane w skali UE.

Szczytowy przepływ wydechowy (PEF) to maksymalny przepływ (lub prędkość) osiągnięty podczas maksymalnie wymuszonego wydechu zainicjowanego przy pełnym wdechu, mierzony w litrach na minutę lub w litrach na sekundę.

Objętość oddechowa (TV)

Objętość oddechowa to ilość powietrza wdychanego lub wydychanego normalnie w spoczynku.

Całkowita pojemność płuc (TLC)

Całkowita pojemność płuc (TLC) to maksymalna objętość powietrza obecnego w płucach.

Zdolność rozpraszania (DLCO)

Wydajność dyfuzyjna (lub DLCO ) to pobór tlenku węgla z pojedynczego wdechu w standardowym czasie (zwykle 10 sekund). Podczas testu osoba wdycha mieszaninę gazów testowych, która składa się ze zwykłego powietrza, która zawiera obojętny gaz wskaźnikowy i CO, mniej niż jeden procent. Ponieważ hemoglobina ma większe powinowactwo do CO niż tlen, czas wstrzymania oddechu może wynosić tylko 10 sekund, co jest wystarczającą ilością czasu, aby nastąpiło przeniesienie CO. Ponieważ wdychana ilość CO jest znana, wydychany CO jest odejmowany w celu określenia ilości przeniesionej w czasie wstrzymania oddechu. Gaz znakujący jest analizowany jednocześnie z CO w celu określenia dystrybucji mieszaniny gazów testowych. Ten test wykryje zaburzenia dyfuzji, na przykład w zwłóknieniu płuc. Należy to skorygować w przypadku anemii (niskie stężenie hemoglobiny zmniejszy DLCO) i krwotoku płucnego (nadmiar krwinek czerwonych w śródmiąższu lub pęcherzykach płucnych może pochłaniać CO i sztucznie zwiększać pojemność DLCO). Ciśnienie atmosferyczne i/lub wysokość również będą miały wpływ na zmierzone DLCO, dlatego do dostosowania do standardowego ciśnienia potrzebny jest współczynnik korekcji.

Maksymalna dowolna wentylacja (MVV)

Maksymalna dowolna wentylacja (MVV) jest miarą maksymalnej ilości powietrza, którą można wdychać i wydychać w ciągu jednej minuty. Dla wygody pacjenta przeprowadza się to przez 15 sekund przed ekstrapolacją do wartości jednej minuty wyrażonej w litrach/minutę. Średnie wartości dla mężczyzn i kobiet wynoszą odpowiednio 140-180 i 80-120 litrów na minutę.

Statyczna podatność płuc (C st )

Przy szacowaniu podatności statycznej płuc pomiary objętości spirometrem należy uzupełnić przetwornikami ciśnienia w celu jednoczesnego pomiaru ciśnienia przezpłucnego . Po narysowaniu krzywej z zależnościami między zmianami objętości a zmianami ciśnienia przezpłucnego, C st jest nachyleniem krzywej w danej objętości lub matematycznie ΔV/ΔP. Statyczna podatność płuc jest prawdopodobnie najczulszym parametrem wykrywania nieprawidłowej mechaniki płuc. Uznaje się za normalne, jeśli wynosi od 60% do 140% średniej wartości w populacji dla dowolnej osoby w podobnym wieku, płci i budowie ciała.

U osób z ostrą niewydolnością oddechową podczas wentylacji mechanicznej „statyczną podatność całego układu oddechowego uzyskuje się konwencjonalnie, dzieląc objętość oddechową przez różnicę między ciśnieniem plateau mierzonym przy otworze dróg oddechowych (PaO) podczas okluzji na końcu. wdech i dodatnie ciśnienie końcowo-wydechowe (PEEP) ustawione przez respirator".

Pomiar Przybliżona wartość
Mężczyzna Płeć żeńska
Wymuszona pojemność życiowa (FVC) 4,8 litra 3,7 litra
Objętość oddechowa (Vt) 500 ml 390 ml
Całkowita pojemność płuc (TLC) 6,0 litra 4,7 litra

Inni

Wymuszony czas
wydechu (FET) Wymuszony czas wydechu (FET) mierzy długość wydechu w sekundach.

Powolna pojemność życiowa (SVC)
Powolna pojemność życiowa (SVC) to maksymalna objętość powietrza, która może być powoli wydychana po powolnym maksymalnym wdechu.

Maksymalne ciśnienie (P max i P i )

Spirometr - ERV w cm3 (cm 3 ) średnia Wiek 20
Mężczyzna Płeć żeńska
4320 3387


P max to asymptotycznie maksymalne ciśnienie, które może być wytwarzane przez mięśnie oddechowe przy dowolnej objętości płuc, a P i to maksymalne ciśnienie wdechowe, które może być wytwarzane przy określonej objętości płuc. Ten pomiar wymaga dodatkowo przetworników ciśnienia. Uznaje się za normalne, jeśli wynosi od 60% do 140% średniej wartości w populacji dla dowolnej osoby w podobnym wieku, płci i budowie ciała. Parametrem pochodnym jest współczynnik retrakcji (CR), który wynosi Pmax /TLC .

Średni czas przejścia (MTT)
Średni czas przejścia to pole pod krzywą przepływ-objętość podzielone przez natężoną pojemność życiową.

Maksymalne ciśnienie wdechowe (MIP) MIP, znane również jako ujemna siła wdechowa (NIF) , to maksymalne ciśnienie, które można wytworzyć na niedrożnych drogach oddechowych, zaczynając od funkcjonalnej pojemności resztkowej (FRC). Jest wskaźnikiem funkcji i siły mięśni oddechowych. Reprezentowane przez centymetry ciśnienia wody (cmH2O) i mierzone manometrem . Maksymalne ciśnienie wdechowe jest ważnym i nieinwazyjnym wskaźnikiem wytrzymałości przepony oraz niezależnym narzędziem do diagnozowania wielu chorób. Typowe maksymalne ciśnienie wdechowe u dorosłych mężczyzn można oszacować z równania, M IP = 142 - (1,03 x wiek) cmH 2 O, gdzie wiek podano w latach.

Technologie stosowane w spirometrach

  • Spirometry wolumetryczne
  • Spirometry do pomiaru przepływu
    • Fleisch-pneumotach
    • Lilly (ekran) pneumotach
    • Wirnik turbiny / stojana (normalnie błędnie określany jako turbina. Właściwie obracająca się łopatka, która obraca się z powodu przepływu powietrza generowanego przez obiekt. Obroty łopatki są liczone, gdy przerywają wiązkę światła)
    • Rurka Pitota
    • Anemometr z gorącym drutem
    • Ultradźwięk

Zobacz też

Bibliografia

Dalsza lektura

Linki zewnętrzne