Regional content

Content

Informacje ogólne

• Spirometrię i pomiar szczytowego przepływu wydechowego (Peak Expiratory Flow – PEF) stosuje się w ramach diagnostyki chorób układu oddechowego.
  • Procedury te są wykorzystywane do obiektywnego określenia objętości płuc i szybkości przepływu powietrza przez drogi oddechowe.
  • Badania te są często stosowane w kontekście obturacyjnych chorób płuc, takich jak astma oskrzelowa lub przewlekła obturacyjna choroba płuc (POChP).¹
  • Spirometria jest również stosowana w medycynie pracy w następującym zakresie:
    • opieka zdrowotna w miejscu pracy (np. narażenie na szkodliwe substancje)
    • diagnostyka astmy oskrzelowej związanej z wykonywanym zawodem
    • przygotowywanie raportów dotyczących zdrowia w miejscu pracy. 
• Spirometria jest obecnie prostym, niedrogim, powszechnym i nieinwazyjnym badaniem służącym do obiektywizacji czynności płuc.² Pozwala na:
  • Określenie statycznych i dynamicznych parametrów czynności płuc.
  • Dokonywanie pomiaru przepływu oddechowego za pomocą czujników przepływu (np. pneumotachografia).
    • Obliczanie objętości oddechowej poprzez analizę przepływów oddechowych w czasie.
  • Pomiar objętości płuc przy użyciu czujników objętości (spirometr turbinowy).
  • Diagnostykę i dalsze postępowanie w przypadku zaburzeń obturacyjnych dróg oddechowych.
    • Stanowi podstawowy element diagnostyki astmy i POChP.
  • Wynik zależy od współpracy pacjentów.
• Pomiar szczytowego przepływu wydechowego (PEF) jest częścią spirometrii.
  • Przepływ szczytowy to maksymalna prędkość przepływu powietrza przez drogi oddechowe osiągana podczas natężonego wydechu.
  • PEF można również zmierzyć za pomocą mniejszego, przenośnego urządzenia (pikflometr).
  • Wynik zależy w dużej mierze od współpracy pacjentów.
  • Pomiar w warunkach domowych wykonuje się w celu określenia zmienności PEF jako markera monitorowania przebiegu i leczenia w astmie oskrzelowej.
  • Uwzględniane są aktualnie zalecane wartości referencyjne GLI–2012 (Global Lung Function Initiative) opublikowane w 2012 roku.³
• Dalsze metody diagnostyki czynności płuc:
  • pletyzmografia całego ciała
  • pomiar dyfuzji CO (zdolność dyfuzji).

Wskazania

• Diagnostyka zaburzeń dróg oddechowych (np. POChP, astma oskrzelowa).
• Duszność, kaszel i/lub plwocina.
• Wczesne wykrywanie uszkodzeń układu oddechowego u osób z czynnikami ryzyka (palenie tytoniu, narażenie na inne czynniki toksyczne, w tym leki, wziewne czynniki szkodliwe).
• Podejrzenie chorób układu oddechowego, płuc lub serca, a także zaburzeń układu mięśniowo–szkieletowego mających wpływ na oddychanie.
• Podejrzenie chorób ośrodka oddechowego, powiązanych nerwów i mięśni.
• Monitorowanie przebiegu chorób oskrzelowo–płucnych.
• Ocena skuteczności leczenia chorób układu oddechowego.
• Ocena zdolności do pracy oraz monitorowanie czynności płuc w ramach medycyny pracy i opieka profilaktyczna (np. narażenie na alergeny, pyły nieorganiczne, dym, itp.).
• Diagnostyka przedoperacyjna.
• Ocena stanu zdrowia przed podjęciem aktywności fizycznej stwarzającej ryzyko dla układu oddechowego (np. nurkowanie).⁴
• Orzecznictwo.⁴

Przeciwwskazania

• Patrz tabela spirometria i PEF – przeciwwskazania do manewrów natężonego wydechu.

Parametry pomiarowe

Objętość płuc w warunkach statycznych

• Objętość oddechowa (tidal volume – TV)
  • Objętość powietrza wdychana lub wydychana podczas spokojnego oddychania.
• Objętość zapasowa wydechowa (expiratory reserve volume – ERV)
  • Największa objętość powietrza, którą można jeszcze usunąć z płuc po zakończeniu spokojnego wydechu.
• Zapasowa objętość wdechowa (inspiratory reserve volume – IRV)
  • Największa objętość powietrza, którą można pogłębić spokojny wdech.
• Pojemność życiowa (vital capacity – VC)
  • Maksymalna objętość powietrza, które może być wydmuchane z płuc po głębokim wdechu.
  • Nazywana również wdechową pojemnością życiową (inspiratory vital capacity – IVC).
  • Suma: TV+ERV+IRV.
• Natężona pojemność życiowa (forced vital capacity – FVC)
  • Objętość powietrza, jaką badany wydycha podczas natężonego wydechu po maksymalnym wdechu.

Parametry mierzone wyłącznie za pomocą pletyzmografii

• Objętość zalegająca (residual volume – RV)
  • Objętość gazu pozostająca w płucach po maksymalnym wydechu.
• Całkowita pojemność płuc (total capacity – TC/total lung capacity – TLC)
  • Całkowita objętość powietrza znajdującego się w płucach w chwili ukończenia najgłębszego wdechu.
  • Składają się na nią wartości VT, ERV, IRV i RV.
• Czynnościowa pojemność zalegająca (functional residual capacity – FRC)
  • Objętość powietrza pozostającego w płucach w chwili zakończenia spokojnego wydechu (RV + ERV).

Dynamiczne parametry czynności płuc

• Natężona objętość wydechowa pierwszosekundowa (forced expiratory volume during the first second of expiration – FEV₁)
  • Objętość powietrza wydychana w ciągu pierwszej sekundy natężonego wydechu. 
  • Określona jako bezwzględna jednosekundowa pojemność w litrach.
• Wskaźnik Tiffeneau (forced expiratory volume in one second % of vital capacity – FEV₁/FVC)
  • Określa jaki procent natężonej pojemności życiowej pacjent jest w stanie wydmuchnąć w czasie 1 sekundy natężonego wydechu.
• Wskaźnik szczytowego przepływu wydechowego (peak expiratory flow – PEF)
  • Oznacza maksymalną szybkość powietrza osiągniętą podczas natężonego wydechu.
• Maksymalne przepływy wydechowe (forced expiratory flow – FEF_25–75)
  • Odczytywane z krzywej przepływ–objętość w punktach odpowiadających:
    • 25% FVC (FEF₂₅)
    • 50% FVC (FEF₅₀)
    • 75% FVC (FEF₇₅).
  • FEF_25–75 wskazuje wyrażoną odsetkowo część FVC usuniętą z płuc w momencie pomiaru.

Procedura

 Przygotowanie

• Badanie powinno być poprzedzone kilkunastominutowym wypoczynkiem, tak, aby uniknąć powysiłkowego skurczu oskrzeli.⁵ 
• Uprzedź pacjenta o konieczności powstrzymania się od palenia przez około 2 godziny przed badaniem.⁵
• Poproś pacjenta o zdjęcie lub rozpięcie odzieży ograniczającej ruchy.
• Dokonaj pomiaru wzrostu pacjenta.
• Pomiar spirometryczny wykonywany jest w pozycji siedzącej.
  • Wartości referencyjne zostały ustalone na podstawie wyników pacjentów badanych w tej pozycji.
• Przepływ powietrza przez nozdrza powinien być szczelnie zamknięty za pomocą klipsa.
• Badana osoba umieszcza ustnik lub filtr między zębami.
  • Język jest ułożony pod ustnikiem.
• Pacjent jest proszony o szczelne zamknięcie ust wokół ustnika, szczególnie w kącikach ust.

Manewr oddechowy

• Kilka spokojnych i miarowych oddechów na normalnym poziomie.
• Pacjent jest proszony o powolny wydech do maksimum, aż do osiągnięcia plateau na krzywej wydechu.
• Po nim musi nastąpić możliwie najszybszy maksymalny wdech.
  • Określenie wdechowej pojemności życiowej (inspiratory vital capacity – IVC).
• Następnie bezpośrednio gwałtowny, możliwie najszybszy i trwający możliwie jak najdłużej wydech (natężony i maksymalny wydech), aż krzywa wydechu osiągnie plateau.
  • Określenie FEV₁ i krzywej przepływ–objętość.
  • Całkowity wydech jest trudny, szczególnie w przypadku dzieci i pacjentów z obturacyjnymi zaburzeniami wentylacji.
• W razie potrzeby powtarzanie manewru oddechowego.

Kryteria akceptacji pomiaru⁶

• Kryteria akceptacji:
  • Czas trwania natężonego manewru wydechowego u dorosłych >6 sekund (dłuższy niż 3 sekundy u dzieci w wieku >10 lat).
  • Brak artefaktów (np. kaszlu).
  • Zakończenie wydechu dopiero po osiągnięciu fazy plateau.
  • Wstecznie ekstrapolowana objętość (back extrapolated volume – BEV) – nadrzędny parametr służący do kontroli wydechu. Jest to objętość powietrza wydmuchiwana przez pacjenta od chwili rzeczywistego początku wydechu do momentu, w którym spirometr zaczyna rejestrować czas natężonego wydechu. BEV nie może przekraczać 150 ml lub 5% zmierzonej FVC.
• Kryteria powtarzalności
  • Aby badanie uznać za powtarzalne w 2 z 3 uznanych za spełniające kryteria krzywych, maksymalne wartości FVC i FEV₁ nie mogą się różnić między sobą o więcej niż 150 ml (100 ml przy FVC <1000 ml).
• Oskrzelowa próba prowokacyjna przez natężony wydech może uniemożliwić powtarzalność.
  • Zwłaszcza przy wielu próbach.
• Badanie powtarzać do momentu uzyskania 3 akceptowalnych manewrów oddechowych, ale nie więcej niż 8 manewrów natężonego wydechu podczas tej samej wizyty.⁵
• Dokumentacja kryteriów akceptacji, współpracy i jakości technicznej.

Spirometria

• Podstawą diagnostyki czynnościowej powinna być spirometria z prezentacją pełnej krzywej przepływ–objętość (flow–volume – FV). Ponieważ badanie oparte jest na współpracy z pacjentem, w razie trudności z jej przeprowadzeniem należy zastosować również metody mniej zależne od współpracy (np. pletyzmografia).
• Pacjent jest w pozycji siedzącej, jeśli to możliwe, bez krępującej ruchy odzieży.
• Spirometria rozpoczyna się od kilku normalnych oddechów. Następnie badana osoba jest proszona o powolny i maksymalny wydech. Po tym następuje maksymalny wdech i natężony maksymalny wydech.
• Wydech jest kontynuowany tak długo, jak to możliwe (aż do całkowitego opróżnienia płuc) lub do osiągnięcia plateau na krzywej wydechowej.
• Osoby zdrowe mogą opróżnić płuca w ciągu kilku sekund, podczas gdy pacjentom z obturacyjną chorobą płuc może to zająć 10–15 sekund.
• Objętość i prędkość powietrza są mierzone i wyświetlane na krzywej graficznej (wykres przepływ–objętość). W spirometrii powinny być wykorzystane najlepsze wartości z co najmniej 3 powtarzalnych krzywych przepływ–objętość.
• Dopiero wykonanie 3 pomiarów pozwala ocenić jakość współpracy pacjenta, a tym samym powtarzalność wyników badania.
• Akceptowalna jest różnica do 5% lub 150 ml pomiędzy najlepszymi wynikami pomiaru FEV₁ i FVC.

Pomiar PEF

• Do izolowanego pomiaru szczytowego przepływu wydechowego służy pikflometr.
  • Urządzenie może być stosowane samodzielnie przez pacjenta do pomiarów w warunkach domowych.
  • Zwykle odczyt podawany jest na skali w litrach na minutę, a nie w litrach na sekundę.
• Celem jest zmierzenie największej prędkości powietrza wydmuchiwanego przez usta.
• Pomiar PEF jako część spirometrii mierzy rzeczywisty przepływ szczytowy. Parametr PEF mierzony za pomocą pikflometru określa jedynie siłę wydechu. Różnice są nieistotne, ponieważ za pomocą urządzenia określa się indywidualną zmienność.
• Sam pomiar PEF nie jest wystarczający do rozpoznania astmy i POChP.
• Wyjątek stanowi diagnostyka astmy zawodowej (częste monitorowe PEF w domu i w pracy i wychwycenie jego zmniejszenia pod wpływem czynników występujących w miejscu pracy oraz poprawa w czasie wolnym).⁴
• Badanie przydatne do określenia zmienności PEF w codziennym monitorowaniu czynności płuc w przypadku astmy (przede wszystkim ciężkiej/trudnej do leczenia).⁴
  • Formuła: (najwyższa – najniższa wartość w ciągu 1 tygodnia) / najwyższa wartość x 100%.
  • Przykład: najwyższy PEF = 400 l/min., najniższy PEF = 300 l/min., zmienność PEF = (400–300)/400 x 100 = 25%
  • Zmienność PEF ≥10% (u dzieci >13%) jest dowodem na obecność zmiennego ograniczenia przepływu powietrza przez drogi oddechowe i może przemawiać za rozpoznaniem astmy.⁴
• Diagnoza astmy nie powinna być stawiana wyłącznie na podstawie pomiaru szczytowego przepływu wydechowego (PEF).

Źródła błędów

• Spirometria wymaga zmotywowanych i współpracujących pacjentów.
• Zależność od wysiłku
  • Przy maksymalnym wysiłku zwykle nieco niższe natężenie przepływu powietrza w drogach oddechowych niż przy wysiłku submaksymalnym. 
    • Szczególnie w przypadku obturacyjnych zaburzeń wentylacji.
    • Wysiłek submaksymalny nie jest jednak powtarzalny.
• Zależność od czasu
  • Przy natężonym wydechu po powolnym wdechu i pauzie, wartość FEV₁ jest niższa niż po szybkim wdechu bez przerwy.
  • W związku z tym zaleca się szybki wdech bez pauzy przed natężonym wydechem.
• Istotność
  • W celu interpretacji badający powinien ocenić, w jakim stopniu wyniki zapewniają powtarzalny obraz czynności płuc pacjenta.
  • Aby zapewnić najlepszą możliwą istotność, należy wykonać co najmniej 3 pomiary spirometryczne.
  • Różnica między 2 najlepszymi wynikami FVC lub FEV₁ nie powinna przekraczać 150 ml⁷ lub 5%.
• Normalne wartości spirometrii różnią się w zależności od wzrostu, wagi, wieku, płci i pochodzenia etnicznego pacjenta.²

Interpretacja

Ogólne informacje na temat oceny

• Wykrywanie i kwantyfikacja możliwych zaburzeń wentylacji na podstawie parametrów pomiaru spirometrycznego
• Ocena wyników pomiarów spirometrycznych opiera się na wartościach referencyjnych Global Lung Initiative (GLI) opublikowanych w 2012 r. dla zdrowych osób w wieku 3–95 lat.³
  • Wartości normalne zależą między innymi od wieku, płci, budowy ciała i pochodzenia etnicznego.
  • Przynależność do grupy etnicznej ma wpływ na czynność płuc.
  • Ocena na podstawie percentyli uwzględnia rozkład normalny, a nie procentową wartość średnią.
• Obliczenie równania referencyjnego jest złożone.
  • Kalkulator internetowy GLI: zobacz Spirometry Calculator.
  • Wartości normalne GLI są zwykle zintegrowane z oprogramowaniem urządzeń spirometrycznych.
• Patologiczne wartości graniczne
  • Parametry pomiaru spirometrycznego wskazują na nieprawidłowość, jeśli są poniżej 5. percentyla (poniżej normy).
    • Dolna granica normy jest określana jako LLN (lower limit of normal).
  • Wskaźnik Z oznacza odchylenia standardowe od wartości należnej.
    • Wskaźnik Z poniżej –1,645 jest uznawany za nieprawidłowy (poniżej normy).
    • Tylko ujemne wskaźniki Z, ponieważ tylko odchylenia w dół są patologiczne.
  • Percentyle i wskaźniki Z są równoważne i można je stosować zamiennie.
• Wcześniej stosowano opublikowane w 1993 roku przez Europejskie Towarzystwo Chorób Płuc (European Respiratory Society – ERS) wartości normalne ECSC (European Coal and Steel Community – Europejska Wspólnota Węgla i Stali).
  • Epidemiologicznie niezgodne z dzisiejszymi wymaganiami (nie uwzględnia zmiany wskaźnika z wiekiem - obturacja zbyt często rozpoznawana u osób w podeszłym wieku i niedoszacowana u osób młodych).
  • Wartości ECSC mogą być nadal używane, jeśli parametry GLI nie są zintegrowane z urządzeniami.
• Monitorowanie parametrów czynności płuc pacjenta i dalsze postępowanie mają większe znaczenie niż pojedynczy pomiar i ocena na podstawie wartości normalnych.

Postępowanie

• Zapewnienie wyników pomiarów spełniających kryteria akceptacji.
• Przyjęcie najwyższych wartości dla IVC, FEV₁ i FVC ze wszystkich akceptowalnych pomiarów.
• Przejęcie maksymalnych przepływów wydechowych (np. PEF) na podstawie najlepszej krzywej przepływ–objętość.
• Ocena parametrów pomiaru wydechu przy użyciu wartości normalnych GLI:
  • normalny wynik: powyżej 5. percentyla lub wskaźnik Z >–1,645
  • wynik patologiczny: poniżej 5. percentyla lub wskaźnik Z <–1,645.
• Ocena, czy występuje obturacyjne lub restrykcyjne zaburzenie wentylacji.
• Na podstawie spirometrii można rozpoznać tylko typ obturacyjny zaburzeń wentylacji (choć nie można wykluczyć współistnienia restrykcji). Pozostałe typy (restrykcyjny, niespecyficzny oraz mieszany) wymagają do rozpoznania oceny wskaźników objętościowych i badania pletyzmograficznego.
  • Obturacyjne zaburzenie wentylacji:
    • zmniejszenie przepływu oddechowego z powodu niedrożności
    • obniżone FEV₁, FEV₁/FVC i PEF.
  • Restrykcyjne zaburzenie wentylacji:
    • trudności z normalnym rozprężeniem się płuc lub brak tkanki płucnej
    • zmniejszenie pojemności życiowej (VC) i całkowitej pojemności płuc (TLC) (TLC nie mierzy się podczas badania spirometrycznego)
    • normalna lub podwyższona wartość FEV₁.

Obturacyjne zaburzenia wentylacji

• Kryteria diagnostyczne
  • FEV₁/FVC < LLN 
    • wskaźnik Tiffeneau poniżej 5. percentyla (wskaźnik Z <–1,645)
    • kryterium definiujące obturacyjne zaburzenie wentylacji.
  • Zwykle również FEV₁ poniżej normy.
  • Zmniejszenie maksymalnych przepływów oddechowych. 
  • Typowa wklęsła krzywizna lub tworzenie się załamania na krzywej wydechu.
• Stopień ciężkości obturacji
  • Klasyfikacja na podstawie FEV₁:
    • niski (I): FEV₁ >60% wartości należnej
    • średni (II): FEV₁ 40–60% wartości należnej
    • ciężki (III): FEV₁ <40% wartości należnej. 
  • Stopień ciężkości zaburzenia wentylacji nie musi być taki sam jak ciężkość choroby.
  • klasyfikacja ciężkości POChP na podstawie wartości FEV po zastosowaniu leków bronchodilatacyjnych¹
  • zmniejszona FEV₁ jako kryterium niewystarczającej kontroli astmy.

Specyfika u dzieci

• Zapewnienie warunków do wystarczającej współpracy.
• Wartości normalne GLI pozwalają na interpretację od 3. roku życia. Dzieci przed osiągnięciem wieku szkolnego szybciej opróżniają płuca.
• Określenie dodatkowo FEV_0,5 i FEV_0,75.
• FEV₁/FVC jako jedyny parametr przed osiągnięciem wieku szkolnego jest niewystarczający.
• Wspólna ocena krzywej przepływ–objętość
  • Jeśli krzywa wydechu jest wklęsła, należy rozważyć próbę odwracalności.

Diagnostyka różnicowa w obturacyjnych zaburzeniach wentylacji

• POChP.
• Astma.
• Rozstrzenie oskrzeli.
• Mukowiscydoza (zwłóknienie torbielowate).
• Pylica płuc (np. krzemica).
• Obturacyjne choroby płuc (np. sarkoidoza).
• Zwężenie dróg oddechowych (np. guz).⁷

Restrykcyjne zaburzenia wentylacji

• Kryteria diagnostyczne
  • TLC < LLN
    • zmniejszona pojemność całkowita płuc (TLC)
    • kryterium definiujące restrykcyjne zaburzenie wentylacji
    • nie da się zmierzyć podczas badania spirometrycznego.
  • Zmniejszona pojemność życiowa (VC)
    • określenie wdechowej pojemności życiowej (IVC) lub natężonego wydechu (FVC)
      • to nie jest rozstrzygające, ponieważ wartość VC może być również obniżona z powodu hiperinflacji (zwiększona RV)
    • jeśli wartości FEV₁/FVC są w normie, hiperinflacja jest mało prawdopodobna.
• Stopień ciężkości
  • Klasyfikacja na podstawie FVC lub IVC
    • niski (I): FVC (IVC) >60% wartości należnej
    • umiarkowany (II): FVC (IVC) 40–60% wartości należnej
    • ciężki (III): FVC (IVC) <40% wartości należnej.
  • Stopień ciężkości zaburzenia wentylacji nie musi być taki sam jak ciężkość choroby.

Diagnostyka różnicowa w restrykcyjnych zaburzeniach wentylacji

• Płucne:
  • rozległe choroby śródmiąższowe płuc
  • pylica płuc (np. krzemica)
  • zapalenie płuc
  • stan zapalny płuc
  • rozstrzenie oskrzeli
  • mukowiscydoza (zwłóknienie torbielowate)
  • niewydolność lewokomorowa.
• Pozapłucne:
  • odma opłucnowa
  • osłabienie mięśni oddechowych
  • kifoskolioza
  • wiotka klatka piersiowa
  • niedowład przepony
  • wysięk opłucnowy
  • otyłość.
• Stan po pneumonektomii.

Badania dodatkowe

• W przypadku obturacyjnych zaburzeń wentylacji należy przeprowadzić spirometryczną próbę rozkurczową, a w razie potrzeby – test prowokacyjny.
  • Wynik testu jest pozytywny, jeśli po zainhalowaniu leku rozszerzającego oskrzela, FEV₁ wzrośnie o co najmniej 12% i o co najmniej 200 ml wartości wyjściowej.
• Jeśli pojemność życiowa jest zmniejszona, należy wykonać pletyzmografię z określeniem całkowitej pojemności płuc (TLC), czynnościowej pojemności zalegającej (FRC) i objętości zalegającej (RV).
  • Przy zmniejszonej pojemności życiowej (VC) zamiast restrykcyjnego zaburzenia wentylacji może występować hiperinflacja płuc.
    • W takim przypadku za pomocą pletyzmografii można wykryć prawidłową lub zwiększoną całkowitą pojemność płuc (TLC).
    • Natomiast zmniejszona TLC wskazuje na restrykcyjne zaburzenie wentylacji.
    • Pojęcie kombinacji zaburzeń wentylacji jest niedokładnym rozróżnieniem między restrykcją a hiperinflacją płucną i nie powinno być już stosowane.