Benvenuti al corso di spirometria Realizzato da Jordi

Benvenuti al corso di spirometria Realizzato da Jordi Giner, Felip Burgos e SIBELMED 1

Iniziamo 2

Storia della spirometria Iniziamo 3

Storia della spirometria Iniziamo Etimologicamente, spirometria significa misurazione del fiato o della respirazione. Il termine è attribuito a Lavolisier (1862), scopritore dell’ossigeno cui diede il nome. 4

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Primo tentativo di misurazione dei volumi polmonari Galeno (129 -200 dc) Medico e filosofo greco Nel suo esperimento, faceva respirare un bambino dentro e fuori da una vescica, inferendone che il volume che entrava con ogni respirazione non variava (non registrava misurazioni). 6

Il primo spirometro John Hutchinson (1811 -1861) Inventore dello spirometro. Con duss e più di 40 00 s piro met rie • Nasce a Newcastle • Studia medicina presso l’università di Londra, chirurgia a Southampton. • Lavorò per 2 anni presso il London Brompton Hospital, dove sviluppò le sue teorie e scrisse le principali opere sulla spirometria (1846). • La spirometria così come la conosciamo oggi nasce praticamente dalla sua mano, poiché fu egli a disegnare il primo modello di spirometro. 7

John Hutchinson (1811 -1861) vc Osservò che il volume dell’aria che è possibile esalare dai polmoni completamente gonfi (capacità vitale o VC) era una buona indicazione della longevità di un individuo. Quando questa misurazione era compromessa, si poteva prevedere una morte prematura. (VALORE PRONOSTICO). 8

Altri spirometri antichi Spirometro fabbricato nel 1850 (famiglia Pixxi, Parigi 1850) e dal dott. S. W. Mitchell (1859). Spirometri portatili (verso il 1900). Spirometro ad acqua (Godart, 1960) 9

Prima spirometria eseguita presso l’Hospital de la Santa Creu i Sant Pau. (Barcellona 1958) Autore sconosciuto / Fons Escuela Claret 10

Schema di ventilazione 8 I RV 6 VC vt E RV FRC TLC 4 2 0 RV VC: RV: TLC: IRV: Capacità Vitale Volume Residuo Capacità Polmonare Totale Volume di Riserva Inspiratorio Vt: Volume Circolante ERV: Volume di Riserva Espiratorio FRC: Capacità Residua Funzionale 11

Cos’è la spirometria • La spirometria è l’esame essenziale per lo studio della funzione polmonare, misura il volume dell’aria che è possibile spostare in un’espirazione massima e forzata. • È utile per studiare problemi respiratori (asma, COPD, ecc. ) e per valutare possibili alterazioni lavorative correlate ai polmoni. 12

Spirometria 8 VEMS = FEV 1 6 FVC En el 1 er segundo 4 2 0 VEMS: Volume Expiratoire Maximum Seconde (Volume Espiratorio Massimo in un Secondo) FEV 1: Forced Expiratory Volume in the first Second (Volume Espiratorio Forzato in un Secondo). 13

COPD Malattia respiratoria cronica caratterizzata dall’infiammazione delle vie aeree, iperrisposta ad un’ampia varietà di stimoli e ostruzione bronchiale reversibile. (GINA; GEMA) Flujo (L/s) Broncopneumopatia cronica ostruttiva caratterizzata dall’ostruzione cronica e poco reversibile al flusso aereo, causata principalmente da una reazione infiammatoria al fumo del tabacco. (GOLD; GESEPOC) ASMA Volume (l) 14

Tipi di spirometro Secondo le proprietà • Acqua / asciutti • Chiusi / aperti • Volumetrici / pneumotacometro Secondo l’utilità • Laboratori della funzionalità polmonare • Screening dei pazienti Quelli più utilizzati attualmente sono gli pneumotacometri (aperti) Tipi di pneumotacometro: • Lilly • Fleisch • Turbina • Ultrasuoni • Venturi • Altri: filo caldo, Pitot, ecc. . Caratteristiche (pneumotacometri) • Sono di tipo aperto • Sono sensori del flusso • Rapporto del flusso con il tempo • Calcolo dei volumi mediante microprocessore • Vari tipi di curve: • Volume/tempo • Flusso/volume Tacometro : dal greco τάχος, tachos, ‘velocità’ e μέτρον, metron, ‘misura’ (In alcune bibliografie lo pneumotacometro è denominato pneumotacografo) 15

Caratteristiche esigibili agli spirometri • Misurare un volume minimo di 8 litri e un flusso da 0 a 14 l/s • Misurare un volume con un’esattezza minima di ± 3% o ± 50 ml (il migliore) • Accumulare segnale per 30” • Resistenza al flusso di 14 l/s inferiore a 1, 5 cm. H 2 O • Determinazione dell’inizio della manovra in base a estrapolazione retrograda • Registrazione grafica simultanea 16

Spirometro a campana Spirometro ad acqua Quando si esegue l’espirazione, si sposta la campana Si spostano la carta e il pennarello Compare la registrazione 17

Spirometro a mantice Di tipo chiuso e asciutto Compare la registrazione Si spostano la carta e il pennarello • Registra l’espirazione forzata. • Spirometro più usato fino all’avvento dello pneumotacometro. Quando si esegue l’espirazione, il mantice si gonfia 18

Spirometro a pistone Di tipo chiuso e asciutto Si sposta la carta e compare la registrazione • Cilindro sigillato che non lascia fuoriuscire l’aria. Quando si esegue l’espirazione, si spostano il pitone e il pennarello 19

Pneumotacometro LILLY (principio di funzionamento) Misurazione basata sulla differenza tra le pressioni del flusso d’aria prima e dopo l’attraversamento di una RESISTENZA conosciuta (setaccio (A)), che è direttamente proporzionale al flusso d’aria che passa attraverso un SENSORE DI PRESSIONE. Una volta ottenuto il flusso, il microprocessore calcola i volumi mediante integrazione matematica del flusso in funzione del tempo. Schema di uno pneumotacometro LILLY A P 1 P 2 B A: resistenza B: sensore di pressione o trasduttore differenziale Pneumotacometro Lilly usa e getta Evita la contaminazione incrociata Il trasduttore differenziale rileva la pressione prima della resistenza (P 1) e dopo la resistenza (P 2) per calcolare il flusso; mediante integrazione di quest’ultimo si ottiene il volume. 20

Pneumotacometro FLEISCH (principio di funzionamento) Misurazione basata sulla differenza tra le pressioni del flusso d’aria prima e dopo l’attraversamento di una RESISTENZA conosciuta (capillari paralleli (A)), che è direttamente proporzionale al flusso d’aria che passa attraverso un SENSORE DI PRESSIONE. Una volta ottenuto il flusso, il microprocessore calcola i volumi mediante integrazione matematica del flusso in funzione del tempo. Schema di uno pneumotacometro FLEISCH A P 1 P 2 B A: resistenza B: sensore di pressione o trasduttore differenziale Il trasduttore differenziale rileva la pressione prima della resistenza (P 1) e dopo la resistenza (P 2) per calcolare il flusso; mediante integrazione di quest’ultimo si ottiene il volume. 21

TURBINA (principio di funzionamento) Lo spirometro a TURBINA è uno strumento per l’acquisizione di segnali fisici e l’elaborazione delle informazioni fornite dal segnale correlato alla funzionalità polmonare. Durante il procedimento avviene un passaggio dalla grandezza fisica a quella elettrica. Le unità incaricate di eseguire questo passaggio sono denominate trasduttori. TRASMETTITORE ROT La funzione di trasduzione viene realizzata in due fasi: 1. Il volume da misurare attraversa la turbina e imprime al rotore una rotazione proporzionale a tale volume. 2. La rotazione viene rilevata mediante l’interruzione di un fascio di luce infrarossa il cui sensore trasforma la luce ricevuta in un segnale elettrico di tipo digitale. AZIO NE RICEVITORE 22

Ultrasuoni (principio di funzionamento) Per calcolare il flusso, questi trasduttori si basano sulla proprietà degli ultrasuoni consistente nel fatto che, quando formano un determinato angolo rispetto alla direzione del flusso, gli ultrasuoni che vanno nella stessa direzione del flusso impiegano meno tempo a giungere al ricevitore rispetto a quelli che vanno in senso contrario. A C B 23

Rappresentazione della spirometria 24

Flujo (L/s) Volume (l) Spirometria Tiempo (s) Volume (l) 25

Apporto delle due rappresentazioni Verificare la corretta conclusione Verificare che l’inizio sia stato brusco e senza vacillamento Volume (l) Flujo (L/s) Verificare la qualità della manovra Verificare che l’inizio sia stato brusco e senza vacillamento Tiempo (s) 26

Alterazioni funzionali: • Ostruzione • Non ostruzione 27

Polmoni Polmone di un individuo sano Polmone dello stesso individuo con COPD Bronchi Via respiratoria normale Muscolo liscio rilassato Via respiratoria in asma Muscolo liscio ancora rilassato Parete infiammata Via respiratoria in COPD Muscolo liscio contratto Aria intrappolata nell’alveolo Parete infiammate e ingrossata 28

Spirometria Via respiratoria Volume (l) Flujo (L/s) “normale” Volume (l) Tempo (s) 29

Spirometria Via respiratoria Volume (l) Flujo (L/s) ostruita Volume (l) Tempo (s) 30

Spirometria Via respiratoria Volume (l) Flujo (L/s) NON ostruttiva Volume (l) Tempo (s) 31

Spirometria Via respiratoria Volume (l) Flujo (L/s) mista Volume (l) Tempo (s) 32

Parametri della spirometria 33

Parametri spirometrici FVC : Capacità Vitale Forzata Volume d’aria espulso durante la manovra forzata (l). Spirometria forzata FEV 1 : Volume espiratorio forzato nel primo secondo. Volume (l) FEV 1/FVC : FEV 6 FEV 1 FVC Esprime il volume d’aria espirato nel primo secondo rispetto al massimo che può essere espulso durante la manovra di respirazione forzata. FEV 6 : Volume espiratorio forzato nel sesto secondo ( ). Tempo (s) 34

Parametri spirometrici Spirometria forzata PEF (Peak Flow) • Flusso espiratorio massimo o flusso di picco. • Flusso massimo ottenuto durante una manovra di espirazione forzata. PEF Flujo (L/s) • Viene generato prima di espellere il 15% della FVC e deve essere mantenuto per 10 ms (millisecondi) come minimo. • È espresso in l/sec. • Parametro sforzo dipendente. Volume (l) 35

Parametri spirometrici Spirometria forzata FEF 50 % Flujo (L/s) Flusso massimo quando è stato espirato il 50% della FVC. FEF 25 -75 % FEF 25 Flusso massimo tra il 25 e il 75% della FVC (flussi meso-espiratori). FEF 50 FEF 75 I flussi meso-espiratori possono rilevare precocemente l’ostruzione (in poca misura) ma sono molto variabili. Volume (l) 36

Spirometria Via respiratoria ostruita Volume (l) FVC ≈ FEV 6 Parete infiammate e ingrossata 1 sec 6 sec FEV 1 FVC Tempo (s) 37

FVC ≈ FEV 6 6 sec Nei pazienti con ostruzione del flusso aereo, la manovra espiratoria può essere tediosa e prolungata e può avere poca rilevanza e un’ampia variabilità, pertanto alcuni autori e consensi sostengono che in questo tipo di malati il valore del FEV 6 (volume espiratorio forzato dopo 6 sec) diventa equiparabile a quello della FVC. Parimenti, il rapporto FEV 1/FVC viene sostituito dal rapporto FEV 1/FEV 6. 36

A quali parametri bisogna prestare attenzione? Sullo schermo osserviamo che sono attivati alcuni dei parametri “più significativi”. I restanti parametri, sebbene importanti, rivestono una minore rilevanza. 39

Spirometria “normale” Curva Flusso / volume > 80% valore di riferimento Tra il 70 e l’ 80% Curva Volume / tempo FVC Volume (l) Flujo (L/s) PEF FEV 1 3, 9 (l) FVC 5, 0 (l) FEV 1/ FVC 78% Volume (l) FVC FEV 1 Tempo (s) 40

Spirometria Ostruttiva Curva Flusso / volume FEV 1 1. 5 (l) FVC 4. 0 (l) FEV 1/ FVC 38% Inferiore al 70% Curva Volume / tempo PEF Volume (l) Flujo (L/s) FVC FEV 1 Volume (l) Tempo (s) 41

Spirometria Progressione dell’ostruzione COPD Flujo (L/s) Broncopneumopatia cronica ostruttiva caratterizzata dall’ostruzione cronica e poco reversibile al flusso aereo, causata principalmente da una reazione infiammatoria al fumo del tabacco (GOLD, GESEPOC ). D P O C Volume (l) 42

Spirometria Non ostruttiva Curva Flusso / volume FEV 1 1. 8 (l) FVC 1. 9 (l) FEV 1/ FVC 95% Superiore all’ 80% Curva Volume / tempo FVC Volume (l) Flujo (L/s) PEF FVC FEV 1 Volume (l) Tempo (s) 43

Indicazioni e limitazioni 44

Indicazioni • Valutare la capacità respiratoria in presenza di sintomi respiratori. • Valutare l’impatto respiratorio delle malattie di altri organi o sistemi (malattia cardiaca, renale, epatica, neuromuscolare, ecc. ). • Screening delle alterazioni funzionali respiratorie in presenza di malattie a rischio (tabacco, agenti lavorativi, processi allergici, ecc. ). • Valutazione dei rischi dei procedimenti chirurghici. • Valutare la presenza di alterazioni respiratorie in occasione di richieste di incapacità professionale o altri valutazoni di tipo legale. • Valutare la risposta terapeutica a diversi farmaci o esami clinici farmacologici. • Studi epidemiologici. 45

Limitazioni • Lesioni della bocca. • Emiparesi facciale. • Nausee causate dall’inserimento della bocchetta o del pneumotacometro. • In tracheotomie mal curate o con eccesso di secrezioni. Controindicazioni • Impossibilità mentale o fisica di svolgere correttamente una manovra forzata. • Dolore toracico, pneumotorace, emottisi. • Angina instabile. • Distacco della retina. • Atteggiamento litigioso del paziente. 46

Valori di riferimento (detti anche TEORICI) 47

Valori di riferimento (teorici) Obiettivo: Confrontare i valori medi con quelli teorici relativi a sesso, età, statura, peso ed etnia. A I R T E FVC: M O P O R MT 0. 028 T + 0. 0345 P + 0. 0573 E - 3. 21 N A F 0. 0305 T + 0. 0356 P + 0. 0356 E - 3. 04 Materiale (equazioni di riferimento): Metodo: I valori osservati / di riferimento espressi in %. 48

Valori di riferimento (teorici) Valori di riferimento spirometrici raccomandati nel nostro ambiente 49

Metodologia di misurazione dei parametri 50

Espressione dei risultati I risultati si esprimo in % rispetto al valore di riferimento % Vref = Voss/Vrif x 100 (La percentuale del valore di riferimento è uguale al valore osservato diviso per il valore di riferimento moltiplicato per 100) Dispersione intorno all’equazione di predizione L’intervallo di confidenza del 95% o percentile 95 sono uguali, calcolano il limite inferiore di normalità (LIN) mediante la formula: LIN = VR - SEE x 1, 645 99, 7% 95, 4% 68, 3% µ-3ơ µ-2ơ µ-ơ µ µ+ơ µ+2ơ µ+3ơ 51

Svolgimento della spirometria 52

Decalogo per lo svolgimento della spirometria 1 ADDESTRARE 2 CONTROLLO QUALITÀ adeguatamente il professionista che svolgerà le spirometrie e disporre di nozioni di patologia respiratoria. Verificare quotidianamente con un campione conosciuto il corretto funzionamento dello spirometro, poiché ciò consente di confermare che esso funziona entro i limiti stabiliti. La verifica e/o calibrazione quotidiana assicurano un controllo della qualità confrontabile e certifica la buona prassi del professionista (con siringa di almeno tre litri). 53

Controllo della qualità (calibrazione) Obiettivo: • Stabilire una corrispondenza tra l’unità campione (siringa) e le grandezze da misurare. Materiale: Siringa (di minimo tre litri). Stazione meteorologica (gli spirometri di qualità ne sono già provvisti, altrimenti si possono usare quelle convenzionali da parete o da tavolo). 54

Controllo della qualità (calibrazione) Metodo: • Calibrazione quotidiana. • Flusso alto, medio e basso *. Per verificare il corretto funzionamento di uno spirometro è possibile eseguire un’unica manovra a flusso medio: da 2 a 5 l/s. Tuttavia, la verifica/calibrazione ideale che assicura una buona pratica va eseguita a flussi alti, medi e bassi. * Livello del flusso Basso: 1, 2 l/s Medio: 5 l/s Alto: da 0, 4 a da 2 a da 6 a 55

Controllo della qualità Modalità di esecuzione della verifica/calibrazione Altro odo di rappresentare la calibrazione secondo la marca e il modello strumento. ESP. I%NSP. 0% F l u s s o m. 8 l / s 2. 1 3. 1. 56

3 INFORMARE opportunamente il paziente del procedimento da seguire, dei motivi che lo giustificano e dell’assenza di molestie, nonché dell’importanza di una collaborazione adeguata. Tempo di soppressione e farmaci Ore Agonisti ß 2 azione breve 6 Agonisti ß 2 azione prolungata 12 Anticolirgenici azione breve 6 Anticolirgenici azione prolungata 24 EVITARE Teofiline ritardate 36 - 48 prima di svolgere l’esame: • La somministrazione preliminare di broncodilatatori e registrala nel caso in cui il paziente li abbia assunti. • Il consumo di tabacco. • L’esercizio vigoroso. • L’assunzione di cibo e/o bevande abbondanti. • L’abbigliamento molto aderente. 57

OTTENERE la statura e i peso del paziente scalzo e con abbigliamento leggero, nonché l’età e il sesso, per calcolare i valori di riferimento. Nei pazienti con deformità toracica accentuata occorre misurare l’apertura invece della statura (braccia distese a croce); in questo caso bisogna annotarlo nel rapporto. Come calcolare l’apertura Apertura Statura = apertura / 1, 06 COLLOCARE il paziente su una sedia comoda con schienale verticale affinché appoggi la schiena e non si inclini in avanti. • Far sedere il paziente con la testa alta e senza incrociare le gambe. • Mantenere il naso chiuso con pinze. • Collocare la bocchetta, il filtro antibatterico o il trasduttore usa e getta sul trasduttore (usare prodotti certificati). • Se l’esame viene svolto in posizione supina, annotarlo. 58

SPIEGARE in modo chiaro e semplice come vanno eseguite le manovre di spirometria, che saranno massime e forzate. 1. Inspiri tutta l’aria che può 2. Si metta la bocchetta in bocca 3. Soffi: 1. FORTE 2. IN MODO CONTINUO 3. SENZA FERMARSI FINCHÉ NON LO DICO: può sembrarle che non ne esca più e invece ce n’è ancora, io lo controllo sullo schermo 59

Incoraggiare Durante lo svolgimento della spirometria è imprescindibile incoraggiare il paziente affinché la manovra sia valida, poiché bisogna ottenere la sua collaborazione per raggiungere uno sforzo brusco, massimo e prolungato. (6 secondi). Molto bene Di più Soffi Volume (l) Curva Volume / tempo Tempo (s) Gli spirometri attuali sono provvisti di incentivi molto utili per raggiungere questo obiettivo. 60

ESEGUIRE 1. un’inspirazione massima, lenta, pausa < 1 sec. 2. Espirazione massima, rapida e forzata con un inizio brusco. • Eseguire un minimo di 3 e un massimo di 8 manovre, cercando di fare in modo che 2 di esse siano prive di errori e che e differenze della FVC e del FEV 1 siano inferiori al 5% o 150 ml (100 se la FVC è inferiore a 1 litro). • La durata di ogni manovra non dev’essere inferiore a 6 secondi (3 secondi nei bambini). 3. Verificare i tracciati. 61

Caratteristiche del corso della manovra Il corso della manovra deve essere caratterizzato dall’assenza di artefatti e intaccature. Curva concava • Senza artefatti • Senza intaccature Deve disegnare una curva concava. 62

Criteri di ripetitività Tre (3) manovre accettabili di un massimo di otto (8) che soddisfino i seguenti criteri: La differenza nella FVC e nel FEV 1 delle due migliori dev’essere inferiore al 5% o 150 ml (100 ml se la FVC < litro). Più di otto manovre stancano il paziente e sarà difficile ottenere valori migliori. Meno di tre manovre possono dare luogo a errori dovuti alla mancanza di addestramento del paziente. 63

Estrapolazione retrograda L’estrapolazione retrograda è il metodo raccomandato per trovare il punto zero del tempo (inizio della manovra). Nella manovra di spirometria di volume-tempo si prolungano le linee base del tempo e del volume (in disegno ampliato) e il punto in cui si intersecano è il punto zero del tempo estrapolato. Volume (l) Punto 0 del tempo Nota: Il volume estrapolato deve essere pari o inferiore a 150 ml o il 5% della FVC (il migliore dei due criteri). Gli spirometri attuali lo calcolano automaticamente e, se si supera il valore, emettono un messaggio d’errore durante la manovra. Volume estrapolato Tempo (s) 64

Criteri di inizio L’inizio della manovra deve essere vacillamento. rapido, brusco e senza Volume (l) Inizio corretto Tempo (s) 65

Criteri di inizio Manovra con un cattivo inizio. Manovra con un inizio corretto. 66

Criteri di conclusione • Tempo di manovra superiore a 6 sec. • Senza cambiamenti in 1 sec; volume inferiore a 25 ml. Curva non corretta, termina bruscamente. Manovra con una buona conclusione. 67

9 SELEZIONARE i migliori valori della FVC e del FEV 1 anche se sono di manovre diverse, purché soddisfino i criteri citati in precedenza. Il resto dei parametri verrà tratto dalla manovra con la maggiore somma di FVC e FEV 1. 68

Quali parametri bisogna registrare Selezionare i migliori valori di FVC e FEV 1, anche se sono di manovre diverse. Una volta eseguite le manovre, registrare la migliore FVC e il miglior FEV 1 , anche se si trovano in manovre diverse. Il resto dei parametri verrà tratto dalla manovra con la maggiore somma di FVC e FEV 1. Nella maggior parte degli strumenti attuali questi criteri vengono applicati automaticamente. L’ideale è scegliere i parametri da manovre prive di errori (avvisi), anche se in molti casi è difficile. 69

Gradi di qualità proposti dallo NLHEP (National Lung Health Education Program) Grado Descrizione A Tre manovre accettabili (senza errori) e tra le due migliori FVC e FEV 1 una differenza inferiore a 150 ml B Tre manovre accettabili (senza errori) e tra le due migliori FVC e FEV 1 una differenza compresa tra 151 e 200 ml C Due o tre manovre accettabili (senza errori) e tra le due migliori FVC e FEV 1 una differenza compresa tra 201 e 250 ml D Due o tre manovre accettabili (senza errori) e tra le due migliori FVC e FEV 1 una differenza superiore a 250 ml E Una manovra accettabile (senza errori) F Nessuna manovra accettabile (senza errori) 70

Prova di broncodilatazione Muscolo liscio contratto Inalare broncodilatatore Aria intrappolata nell’alveolo Muscolo liscio rilassato Parete infiammate e ingrossata Via respiratoria in asma PRE POST Via respiratoria broncodilatata 4 inalazioni (con camera) PARAMETRO PRE REF (%) POST (%) FVC 3. 21 3. 89 85 3. 56 7 FEV 1 2. 32 3. 14 74 2. 65 13 FEV 1/FVC 69. 91 79. 38 88 74. 37 6 L’esame verrà considerato positivo se si verifica un aumento pari o superiore a: • FVC: 12% o FEV 1: 12% • e inoltre con un minimo di 200 ml 71

10 PULIRE il trasduttore, dato che è esposto direttamente al paziente e bisogna mantenerlo in perfette condizioni fisiche e igieniche. Pulirlo e disinfettarlo secondo le indicazioni del fabbricante. In mancanza utilizzare acqua saponata e, se possibile, sterilizzarne periodicamente le parti esposte al paziente. Nei pazienti potenzialmente contagiosi (HIV+, epatiti C, tubercolosi polmonare ecc. ) usare pneumotacometri usa e getta o svolgere l’esame al fine giornata utilizzando filtri antibatterici. Quindi procedere ad una pulizia approfondita. 72

Grazie Iniziamo 73