C. Carraro – G. Catapano

WORKSHOP 1: Spirometria: corretta esecuzione e parametri da monitorare

La spirometria

• La spirometria è l’esame di funzione respiratoria più utilizzato nel sospettodi una patologia respiratoria;

• Valuta la capacità di generare flusso alla bocca a diversi volumi polmonari,quindi valuta le proprietà meccanica dell’apparato respiratorio (rigidità eresistenze del sistema);

• E’ uno strumento utile dal momento che la maggior parte delle patologierespiratorie altera le proprietà meccaniche del sistema respiratorio;

• Si distinguono tre quadri funzionali:• Ostruzione: ridotta capacità di generare flusso (asma, BPCO e bronchiectasie);• Restrizione: perdita di volume polmonare (versamento plerico, scoliosi grave,

etc)• Quadri misti ostruttivi/restrittivi

Prove di funzionalità respiratoria:Principali indicazioni

• Diagnosi di patologie polmonari (segni, sintomi, esami dilaboratorio o esami strumentali alterati)

• Valutazione della gravità o progressione della patologia (Asma,BPCO, fibrosi cistica, patologie polmonari interstiziali, scompensocardiaco, patologie neuromuscolari)

• Valutazione del rischio preoperatorio

• Valutazione del grado di invalidità a fini assicurativi

• Valutazione della risposta al trattamento

• Soggetti sani (screening)

• Emottisi• PNX• Recente intervento addominale/toracico• Trauma toracico• Recente intervento agli occhi• IMA (entro tre mesi) o angina instabile• Aneurisma toracico

Prove di funzionalità respiratoria:Principali controindicazioni

Diagnosi ASMA - BPCO Anamnesi

Valutazione clinica (ACT, CAT – MRC) Insieme dei sintomi e dei fattori scatenanti

Esame obiettivo Prove di funzionalità respiratoria

Spirometria Volumi dinamici (espirogramma forzato, F/V loop, PEF,

Test di broncoreversibilità, Test di broncoreattività ) Volumi statici (CPT, CFR, VR)Scambi gassosi Diffusione polmonare Emogasanalisi arteriosa

Altre indagini Per identificare i fattori di rischio Per la diagnosi differenziale Per la fenotipizzazione

Broncopneumopatia cronica ostruttiva - approccio diagnostico razionale nella pratica clinica --

I LIVELLO

Spirometria

Test di reversibilità

Radiografia torace

Ossimetria (facoltativa)

II LIVELLO

Volumi polmonari

Test di responsività

Test di diffusione

Emogasanalisi

Elettrocardiogramma

III LIVELLO

Pletismografia corporea

Compliance polmonare

Funzione muscoli respiratori

Test da sforzo

HRCT torace

Cateterismo destro

Escludere o confermare la malattia

Spirometria

Test di reversibilità

Test di responsività

Volumi polmonari

Pletismografia corporea

Test di diffusione

IL PROBLEMA DELLA QUALITA’ DELLASPIROMETRIA ED I VALORI DI RIFERIMENTO

Livello di attenzione!!!!!!

Fonti di variabilità delle misure spirometriche

• Variabilità tecnica• Strumento, procedura di misura, soggetto, operatore, ed

interazione tra questi fattori• Variabilità Intra-individuale

• Posizione del corpo e della testa, sforzo espiratorio, ritmo circadiano della funzione respiratoria

• Variabilità Inter-individuale• Ospite

• Sesso, età, misure antropometriche, crescita e invecchiamento, razza, stato di salute passato ed attuale

• Ambiente• Fattori geografici, esposizioni ambientali e professionali, fumo di

tabacco, stato socio-economico

Cause di variabilità dei volumi polmonari-effetti legati all’età-

Capacità polmonare totale:pressochè costante.

Aumentata capacità di chiusura:diminuita trazione sulle piccole vie aeree, diminuita pressione di spinta del flusso d’aria.

Aumento del volume residuo e diminuzionedei massimi flussi e volumi espiratori:chiusura delle vie aeree a più alti volumipolmonari,ridotta forza di contrazione dei muscolirespiratori.

Diminuita capacità di diffusione polmonare eprogressiva diminuzione della tensionearteriosa di ossigeno:perdita di superficie alveolare e di volume disangue capillare polmonare.

Età (anni)

Michael G. Levitzky. Pulmonary Physiology. Third Ed; 1993. Chapter 2.

• Raccomandazioni [ERS/ATS2005]

• Per ogni indice di funzione respiratoria,si considerano al disotto del limiteinferiore di normalità i valori al di sottodel 5° percentile della distribuzione difrequenza dei valori misurati nellapopolazione di riferimento

• La pratica di usare l’80% del predettocome valore fisso per il limite inferiore dinormalità può causare importanti erroriinterpretativi dei test di funzionerespiratoria nell’adulto

• può essere accettabile nei bambini.

ATS/ERS task force: standardisation of lung function testing. Eur Respir J 2005; 26: 948-968.

Applicazione delle equazioni di predizione

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 50.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

5% dellapopolazione

5% dellapopolazioneFr

eque

nza

Valori di X

I limiti della normalità basati sull’intervallo di confidenza del 90% (LLN <5 percentile del predetto)

Curva di Distribuzione Normale

LA SPIROMETRIA: PRINCIPI DI ESECUZIONE

Livello di attenzione!!!!!!

Parametri respiratori misurati con lo spirometro

14

Marieb EN. Human Anatomy and Physiology. 3rd ed. Redwood City, CA:Benjamin Cummings Publishing, 1995.

Esecuzione della manovra di espirazione forzata

1. Pazienteseduto, con stringinaso cherespiratranquillocollegato a un boccaglio sterile a volume corrente per alcuni sec.

2. Si fa eseguirevelocementeun’inspirazioneprofonda da CFR a CPT seguita da unabreve apnea (< 1 sec)

3. Seguita da un’espirazione forzatada CPT a VR con partenza rapida e durata di almeno 6 secondi

E’ necessario ripetere il test finoad ottenere 3 prove accettabili e riproducibili

4. Per poi rieseguire una massimainspirazione forzata fino a CPT

compressione dinamicadelle vie aereeLa parte di curva a sinistra èsforzo dipendente; quella adestra sforzo indipendente(dipende dalle proprietàintrinseche del polmone)

Curva flusso-volume

Curva volume-tempo

Curva flusso-volume

Curva volume-tempo

Curva flusso-volume

Curva volume-tempo

Curva flusso-volume

Curva volume-tempo

Curva flusso-volume

Curva volume-tempo

Partenza lentaTosseGlottide chiusaSforzo variabile

ERRORI DI ESECUZIONE

Gli errori più frequenti

Scarso sforzo diespirazione forzata

Il pz non ha inspiratocompletamente all’iniziodel test oppure si èverificata un’interruzionedurante l’espirazione

Il pz non ha espirato

correttamente prima

dell’inspirazione

Criteri di accettabilità• analisi delle caratteristiche morfologiche dellacurva FV

• assenza di artefatti (tosse, inizio ritardato dell’attorespiratorio, etc.)

• durata dell’espirazione attiva di almeno 3 secondi

•collaborazione soddisfacente

• 3 test in cui la CVF sia contenuta in un range di variabilità inferiore al 10%

CURVA FLUSSO-VOLUME COMPLETA(ESPIRAZIONE ED INSPIRAZIONE FORZATE)

B) Numero manovre da eseguire

• Eseguire almeno tre curve flusso-volume complete (espiratorie ed inspiratorie)

C) Riproducibilità• La differenza tra i due valori più grandi di FVC deve essere inferiore a 0.150 L

• La differenza tra i due valori più grandi di volume espiratorio massimo nel primo secondo (FEV1) deve essere inferiore a 0.150 L

• Se tutti questi criteri sono soddisfatti, il test è finito. In caso contrario, continuare fino a che:

• i criteri sono soddisfatti con altre manovre• massimo di otto manovre è stato eseguito

CURVA FLUSSO-VOLUME COMPLETA(ESPIRAZIONE ED INSPIRAZIONE FORZATE)

D) Valori da riportare

• Il valore più elevato di FVC (a BTPS), indipendentemente dalla manovra accettabile da cui è stato ottenuto

• Il valore più elevato di FEV1 (a BTPS), indipendentemente dalla manovra accettabile da cui è stato ottenuto

• Restanti indici della curva flusso-volume: dalla manovra accettabile in cui è massima la somma FVC+FEV1 (best curve)

• Flusso inspiratorio forzato istantaneo al 50% (FIF50%) della FVC; volume inspiratorio forzato nel primo secondo (FIV1)

26

LA SPIROMETRIA: PRINCIPI DI INTERPRETAZIONE

Livello di abbattimento!!!!!!!

1) Guardare il valore VEMS/CVF (a volte indicato come FEV1/FVC o IT = indice di Tiffeneau) Ci indica la presenza di ostruzione quando il rapporto post BD < 0.7

2) Guardare il parametro VEMS ( a volte indicato come FEV1) Serve per quantificare la gravità dell’ostruzione in %

3) Guardare la forma della curva flusso/volumeCi fornisce indicazioni sulla presenza di ostruzione o restrizione

Approccio alla lettura del referto spirometrico

Problemi del VEMS/CVFEnright & Kaminsky, Respir Care 2003

25 50 75

Età (anni)

VEM

S/C

VF, % GOLD

LLN (NHANES)

Falsi positiviFalsi negativi

60

65

70

75

80

VEMS/CVF <0.70

VEMS/CV % pred

VEMS/CVF < LLN

VEMS/CVF <0.70 &VEMS< 80% pred

Autovalutazione (pre test clinico-fumo)

Celli et al., ERJ 2003

Maschi

Femmine

Falaschetti et al. ERJ 2004

• Nei soggetti di età >70 anni i criteri spirometriciVEMS/CVF <0.7 e VEMS>80% del valore teorico possonosovrastimare I casi di ostruzione

• In questo caso è preferibile usare il limite inferiore dinormalità del VEMS/CVF calcolato dalle equazioni dei valoriteorici.

1. Approccio alla lettura del referto spirometrico

VEMS/CVF < 0.70Global Initiative for COPD (GOLD)

ERS/ATS Task Force for COPD, ERJ 2004

VEMS/CVF < LLN (<5 percentile del predetto)

ATS/ERS Task Force on PFT, ERJ 2005GOLD 2007

L.M. Fabbri, S.S. Hurd, for the GOLD Scientific Committee Eur Respir Global Strategy for the Diagnosis, Management and Prevention of COPD: 2003 update J 2003; 22: 1-2.B.R. Celli, W. MacNee and committee members Eur Respir J 2004; 23: 932-946

I valori VEMS, VEMS/CVF sono da considerarsi post-broncodilatazione

STADIO 4: VEMS <30% predetto

STADIO 3: VEMS 30-49% predetto

STADIO 2: VEMS 50-79% predetto

STADIO 1: VEMS > 80% predetto

GOLD - ATS/ERSVEMS/CVF < 70%

2. Approccio alla lettura del referto spirometrico

1

0

mMRC 0-1CAT < 10

4

3

2

1

mMRC ≥ 2CAT ≥ 10

Sintomi (mMRC o CAT)

Ris

chio

(Cla

ssifi

cazi

one

GO

LD d

i gra

vità

de

ll’ost

ruzi

one

bron

chia

le)

Modificata da: Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease (GOLD)

Centralità del paziente: valutare insieme i sintomi con la classificazione spirometrica e/o il rischio di riacutizzazioni

Nel valutare il rischio, tenere in considerazione il valore più alto fra gravitàdell’ostruzione bronchiale e storia di riacutizzazioni

Il paziente rientra quindiin una di queste 4 categorieA Sintomi lievi, basso rischio

B Sintomi gravi, basso rischio

C Sintomi lievi, alto rischio

D Sintomi gravi, alto rischio

Ris

chio

(Sto

ria d

i ria

cutiz

zazi

oni)>2

A B

DC

RapportoVEMS/CVF %

VEMSVolume Espiratorio Massimo nel primo

Secondo

CVFCapacità Vitale Forzata

Indici FunzionaliInsufficienza ventilatoria

di tipo restrittivo

Diminuita

Diminuito in modoproporzionale

alla CVF

Normale Diminuito

Normale o diminuita

Insufficienza ventilatoria

di tipo ostruttivo

Diminuito più della CVF

3. Approccio alla lettura del referto spirometrico

Curva flusso-volume

V2 4 6

Deficit ostruttivo

Normale

Armonica riduzione dei volumi polmonari, aumentate pressioni di ritorno elastico, velocità di flusso ridotte e normale calibro delle vie aeree

.V

8

Deficit restrittivo

Riduzione dei flussi a tutti i volumi polmonari espiratori con riduzione del PEF e concavità verso l’alto della curva espiratoria (freccia)

Curva volume-tempo

5

0

1

2

3

4

1 2 3 4 5 6

FVC

FVC

Deficit ostruttivo

NORMALE

secondi

Litri

BPCO ENFISEMAASMA

Edema cronico/Fibrosi Versamento pleuricoCardiomegalia, NeuromuscolariGabbia toracica

PATTERN RESTRITTIVO

MECCANICA VENTILATORIA

PATTERN OSTRUTTIVO

Meccanica polmonare ventilatoriaElastanza ridotta Elastanza aumentata

FVC

FEV1

FRCVTTLC

VEMS/CVF < 70%

TLCRV

VT

FEV1

FVC

VEMS/CVF > 70%

VEMS/CVF normale non sempre esclude l’ostruzione delle vie aeree

Pellegrino et al, ERJ 2005

Ostruito Ristretto

Flus

so,

L/s

Flus

so,

L/s

Flus

so,

L/s

Inspirazione

Insufficienza ventilatoria

di tipo OSTRUTTIVO di tipo RESTRITTIVO

Asma

BPCO

Bronchiectasie

Patologie della gabbia toracica Patologie neuromuscolari Lesioni occupanti spazio Fibrosi polmonare

Interpretazione

Alterazioni disventilatorie“Curve Flusso/Volume massimali ”

Aspetti morfologici

Ostruzione variabileintratoracica dellevie aeree superiori

Ostruzione extratratoracicadelle vie aeree superiori

Ostruzione fissa dellevie aeree superiori

• Andrebbe eseguito in tutti i casi di ostruzione in un paziente non noto permalattia ostruttiva cronica;

• Di norma viene utilizzato il salbutamolo MDI (400 mcg, 4 puffs);

• La spirometria viene ripetuta dopo almeno 15 minuti;

Il test di broncodilatazione in acuto

40

Variazioni VEMS e CVF > 12% pred. (ERS), in associazione ad uncambiamento assoluto di almeno 200ml per il VEMS e CVF (ATS, ERS, BTPS)

1 2 3 4

-1

0

1

2

3

4

Volume (L)

Flus

so (L

/s) FEV1

FVC

PEF

FVC rispondenti

FVC & FEV1 rispondenti

Estensione dell’enfisema (%)

ΔFE

V 1 (%

pre

detto

)

0

12

24

20 30 40 50 60

Nella risposta assente/parziale (FEV1/FVC≤70%)l’incremento del FEV1 è inversamente proporzionalealla gravità dell’enfisema

Cerveri et al., JAP 2000

MISURE DI REVERSIBILITA’ DELLE VIE AEREERisposta di broncodilatazione dopo inalazione di 400µ di salbutamolo(aumento di FEV1 e FVC ≥ 12% e 200mL)

BPCO: assente/parziale (FEV1/FVC≤70%)ATS/ERS Task Force on PFT, ERJ 2005

SPIROMETRIA SEMPLICE

normale

FEV1/FVC < 70 - FVC > 85% FEV1/FVC > 70 - FVC < 85%teor

Eseguire test con broncodilatatore

FEV1/FVC < 70

Probabile BPCO

FEV1/FVC > 70

Probabile ASMA BRONCHIALE

VALUTARE PER ASMA BRONCHIALE O ALTRE

PATOLOGIE

Eseguire misura VR e CPT

CPT > 90% CPT < 90%

Sindrome restrittiva

FEV1/FVC < 70 - FVC < 85%

CPT

V

CV

VRI

VRE

VR

CFR

VC

t

Volumi polmonari statici Volume Residuo (VR): volume d’aria

presente nel polmone al termine di unaespirazione massimale.

Capacità Polmonare Totale (CPT):massima quantità d’aria contenuta nelpolmone all’apice di una inspirazionemassimale.

NON SONO VALUTABILI CON LA SPIROMETRIA SEMPLICE

Volumi polmonari staticiInterpretazione

RapportoVR/CPT %

CPTCapacità Polmonare

Totale

VRVolume Residuo

Indici FunzionaliInsufficienza ventilatoria

di tipo restrittivo

Diminuito

Diminuito in modoproporzionale

alla VR

Normale Aumentato

Aumentato

Insufficienza ventilatoria

di tipo ostruttivo

Normale o lievemente aumentato

NORMAL

FEV1/VC ≥ LLN

VC ≥ LLN VC ≥ LLN

CW, NM disorders

TLC ≥ LLN

OBSTRUCTIONNORMAL

yes

yes

no

yes

DLCO ≥ LLN

PVdisorders

yes no

no

RESTRICTION

no

yes TLC ≥ LLN

no

yes

MIXED

no

DLCO ≥ LLN DLCO ≥ LLN

ILDPneumonitis

AsthmaCB

Emphysema

yes yes nono

ATS/ERS Tsk Force on PFT, ERJ 2005

FLOW-CHART