Emanuele Isnardi S.C. Pneumologia Lab. Fisiopatologia Respiratoria AO Ordine Mauriziano Torino
Pletismografia La misura della Capacità
Polmonare Totale
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Master di primo livello in Fisioterapia e riabilitazione
respiratoria A.A. 2015 - 2016 15 APRILE 2016
Aspetti tecnici delle prove di funzionalità respiratoria
PERCHE’ MISURARE LA CAPACITA’ POLMONARE
TOTALE?
ERV
IRV
TV TLC
RV
FRC
VC
Un deficit ventilatorio restrittivo non può essere rivelato dalla spirometria semplice, la presenza di malattia polmonare restrittiva non può che essere dimostrata o esclusa dalla misura della capacità polmonare totale.
Limiti della spirometria semplice
2 normali?
VC
LEGENDA
• 5 soggetti con VC teorica di 4,0 litri
• = 1 litro
Con la spirometria completa
1 normale!
VC
RV
LEGENDA
• 5 soggetti con VC teorica di 4,0 litri
• = 1 litro
RV: volume gassoso contenuto nell’apparato respiratorio al termine di una espirazione massimale lenta. FRC: volume gassoso contenuto nell’apparato respiratorio al termine di una espirazione normale lenta. Volume assunto dall’apparato respiratorio in assenza di ogni azione della muscolatura volontaria. TLC: volume globale dell’apparato respiratorio al termine di una inspirazione massimale lenta.
ERV
IRV
TV TLC
RV
FRC
VC
Capacità Funzionale Residua
E’ determinata dall’equilibrio statico toraco-polmonare
Rappresenta l’unica riserva di O2 dell’organismo
Evita un andamento pulsatile di O2 e CO2 ematici
Rende minima la resistenza vascolare polmonare
Rende minimo il lavoro muscolare respiratorio a riposo
Vincenza Glave Fisiopatologia e Riabilitazione Respiratoria Siena
QUALE APPARECCHIO USIAMO PER MISURARE
LA CAPACITA’ POLMONARE TOTALE?
METODI DI MISURA DEL VOLUME RESIDUO
• METODO CHIMICO
Diluizione di un gas non residente (wash-in): elio
Diluizione di un gas residente (wash-out): azoto
• METODO FISICO
Pletismografia corporea
Norme generali per la misura della FRC
Apparecchi accesi da tempo e calibrati come da manuale e linee guida
Occorre spiegare bene il test prima di cominciare
Il paziente deve sedere comodamente, rilassato
Non deve rimuovere protesi dentarie e tenere le labbra aderenti al
boccaglio per tutta la durata del test e il naso chiuso con la pinza nasale
Il paziente deve respirare tranquillamente 30-60 sec per abituarsi
all’apparecchio ed assicurare che il livello di riposo espiratorio sia stabile
Vincenza Glave Fisiopatologia e Riabilitazione Respiratoria Siena
Fattori che influenzano la misura
Pressione barometrica Umidità relativa Temperatura ambiente
Volume dei gas
Vincenza Glave Fisiopatologia e Riabilitazione Respiratoria Siena
Misura della FRC
I metodi di diluizione si esplicano attraverso le vie aeree comunicanti e quindi possono sottostimare significativamente il reale volume polmonare. La tecnica del respiro singolo può ulteriormente sottovalutare la misura a causa dei ridotti tempi di diluizione.
TARATURA ANALIZZATORI GAS
Verifica degli assorbitori di CO2
TARATURA ANALIZZATORI GAS
Al cambio di ogni bombola va aggiornata la concentrazione dei gas all’interno del software dell’apparecchio
Attenta verifica delle pressioni di esercizio
GESTIONE BOMBOLE
Prima che ogni paziente venga testato, devono essere controllati i seguenti elementi : il livello dell'acqua negli spirometri a campana
lo stato di tutti gli assorbitori di CO2 e di umidità
il funzionamento del circuito del ventilatore (valutato attraverso l'ascolto)
la stabilità di base dell’elio e dei segnali di volume.
Diluizione dell’elio (Wash-in)
Spirometro di volume noto e He a concentrazione nota connesso al paziente
Il soggetto respira in circuito chiuso
Legge di conservazione di massa Inizio test Fine test
Vspiro x He%iniziale = (Vspiro + FRC) x He%finale
FRC = (Vspiro x He%iniziale /He%finale ) - Vspiro
Si collega il paziente, allo spirometro al termine di una espirazione normale.
Sono noti il volume del circuito e la concentrazione iniziale di elio (Vspiro e Cini).
Si fa respirare il paziente fino ad ottenere una omogenea distribuzione del gas e quindi si misura la concentrazione finale di elio (Cfin).
FRC = (Vspiro x Cini/Cfin) - Vspiro
RV= FRC - ERV Vfin = FRC
Cfin
Cini
He
t Vspiro Cini
Diluizione dell’elio (Wash-in)
Spesso i pazienti ostruiti ritornano ad un “falso livello di base FRC”. Da non confondere con l’esempio di destra in cui è successo che durante la seconda inspirazione il paziente ha aperto la bocca.
COME MISURIAMO?
Limiti dei sistemi di rilevamento della stabilità della diluizione dell’He.
FRC: 2450 ml 2940 ml
VANTAGGI
Semplicità Relativamente poco
costoso Apparecchiatura non
ingombrante Collaborazione minima
richiesta Possibilità di
prolungare il tempo di equilibrio senza rischi legati all’iperossia
SVANTAGGI
Necessità di prolungato rebreathing per la misura degli spazi accessibili con costanti di tempo lunghe
Rischio di reclutamento incompleto del volume di gas polmonare
Limiti dei sistemi automatici di rilevamento stabilità concentrazione He
METODO DELLA DILUIZIONE DELL’ELIO
Diluizione dell’azoto (Wash-out)
Spirometro di volume noto connesso al paziente
Il soggetto respira in circuito aperto Ossigeno al 100% fino a quando l’Azoto viene lavato pressoché completamente dal polmone
Si collega il paziente allo spirometro mentre respira O2 al 100%
Si misurano la concentrazione iniziale di N2 e quella di 3 atti respiratori con N2 < 2%.
100
log [N2]
t
10
1
O2 100% N2
.
Diluizione dell’azoto (Wash-out)
FRC = (N2tot – N2tiss)/(Cini – Cfin) – Vapp
RV = FRC - ERV
Prima che ogni paziente venga testato, l'analizzatore di N2 deve essere portato a zero, utilizzando il 100% di O2 e poi esposto all'aria ambiente per confermare la calibrazione. La percentuale di N2 per l'aria ambiente deve essere compresa 0,5% della lettura prevista per l’aria della stanza (ad esempio 78,08%). Esistono numerose varianti sulle apparecchiature validate attualmente in commercio e in assenza di studi comparativi sulla accuratezza, riproducibilità ed efficienza, nessuno specifico metodo che utilizza il wash-out dell’azoto è attualmente raccomandato.
Il lavaggio dell’Azoto, respiro per respiro, viene registrato su di una scala semilogaritmica : in ascissa il volume espirato e in ordinata N2%.
Diluizione dell’azoto (Wash-out)
Vincenza Glave Fisiopatologia e Riabilitazione Respiratoria Siena
L’eliminazione dell’azoto dai polmoni avviene in modo esponenziale: in un polmone ideale, composto da un solo compartimento, i picchi dell’N2 alveolare produrrebbero una linea dritta; un soggetto normale produce invece una linea leggermente concava perché le numerose unità alveolari si lavano in tempi leggermente diversi.
Diluizione dell’azoto (Wash-out)
Vincenza Glave Fisiopatologia e Riabilitazione Respiratoria Siena
METODO DEL WASHOUT DELL’AZOTO
VANTAGGI
Costo minimo Calcoli semplici Collaborazione necessaria
minima Informazione addizionale
sulla distribuzione della ventilazione
SVANTAGGI Il test risente del grado di
ostruzione delle vie aeree L’azoto escreto dal sangue
nel gas alveolare durante il test è funzione della massa corporea
Pletismografia corporea
La legge di Boyle e Mariotte afferma che in condizioni di temperatura costante la pressione di un gas perfetto è inversamente proporzionale al suo volume, ovvero che il volume di un gas varia in proporzione inversa alla pressione alla quale è stato sottoposto, se la temperatura rimane costante
Il paziente viene posto all’interno di una cabina pressurizzata a temperatura costante. Si misurano le variazioni di P della cabina durante gli atti respiratori . Applicando la legge di Boyle si può ricavare il volume polmonare. (P x V = K )
La precisione del segnale di flusso e volume alla bocca deve essere conforme alle raccomandazioni fatte nel documento relativo alla spirometria. Il trasduttore di pressione alla bocca deve essere fisicamente calibrato tutti i giorni. Il segnale pletismografico deve essere calibrato ogni giorno, utilizzando un segnale di volume di grandezza simile e una frequenza analoga a quella delle manovre respiratorie effettuate durante il test.
Tecnica di misura della FRCpleth
Attendere che il soggetto respiri in modo normale e stabile
Alla fine dell’espirazione, lo shutter viene chiuso
Si chiede al soggetto di eseguire delle manovre di “panting” contro
lo shutter chiuso per un paio di secondi
Tecnica: La manovra di “panting”
Volume: 50 - 100 cc Frequenza: 1 ciclo/sec TVG 2-3 cicli/sec Raw
Perchè? a) Massimizzare e stabilizzare l’apertura della glottide b) Minimizzare: gli effetti di piccole perdite gli effetti delle variazioni termiche
E’ consigliabile che il paziente comprima leggermente le guance con le mani durante la misura per evitare l’aumento di volume.
Pletismografia
Body plethysmography - Its principles and clinical use Working Group for Body Plethysmography of the German Society for Pneumology and Respiratory Care Respiratory Medicine (2011) 105, 959-971
Sovrastima di FRC pleth causata da iperinflazione dinamica da panting non eseguito correttamente.
Sovrastima di FRC pleth causata da iperinflazione dinamica da panting non eseguito correttamente.
FATTORI CONFONDENTI LA MISURA DELLA FRCpleth
Riproducibilità FRCpleth
FRCpleth: Criteri di accettabilità
Un minimo of 3-4 manovre riproducibili (<5%) La frequenza di panting deve essere ~ 1.0 atto/sec Stabile livello di end-tidal Grafici lineari e di misura appropriata Non evidenza di perdite o derive
Differenze statiche: bolle enfisematose
Prof. Claudio Tantucci Università di Brescia Spedali Civili di Brescia
Prof. Claudio Tantucci Università di Brescia Spedali Civili di Brescia
RV = 5.59 L TLC = 8.20 L
RV = 2.86 L TLC = 5.45 L
Pletismografia He - Rebreathing
Prof. Claudio Tantucci Università di Brescia Spedali Civili di Brescia
Volume aereo occupato da bolle = 2.75 L circa
Prof. Claudio Tantucci Università di Brescia Spedali Civili di Brescia
METODO PLETISMOGRAFICO
VANTAGGI
Procedura rapida Non richiede l’utilizzo di
miscele gassose Misura il volume di tutto
il gas toracico
SVANTAGGI Procedura disagevole per
alcuni pazienti Apparecchiatura costosa Misura anche l’eventuale
gas compressibile addominale
FINE TERZA PARTE
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