Spirometria_Piotr_Gacek.docx

(2818 KB) Pobierz

Badania Spirometryczne

Przygotował

Piotr Gacek

Badanie spirometryczne jest jednym z podstawowych badań dodatkowych, jakie powinien wykonywać lekarz rodzinny i inni lekarze podstawowej opieki zdrowotnej. Podstawową funkcją układu oddechowego jest zapewnienie prawidłowego utlenowania krwi tętniczej i usuwanie dwutlenku węgla. Zadanie to jest realizowane dzięki:

1. wentylacji – zapewniającej stały skład gazów w pęcherzykach płucnych;

2. perfuzji – „obmywaniu” pęcherzyka płucnego przez utlenowaną krew;

3. dyfuzji – czyli właściwej wymianie gazowej.

Badanie spirometryczne służy do oceny sprawności wentylacyjnej układu oddechowego, czyli tylko jednej z trzech składowych, od których zależy prawidłowa funkcja płuc. Mierzy składowe objętości powietrza w płucach oraz szybkość przepływu powietrza przez drogi oddechowe podczas wdechu i wydechu. Wzajemne stosunki przepływu i objętości określają prawidłowość lub odchylenia od

normy w czynności wentylacyjnej płuc. Badanie spirometryczne jest niezbędnym warunkiem rozpoznawania, monitorowania i oceny przebiegu leczenia oraz przewidywania dalszego rokowania wielu chorób układu oddechowego, w tym bardzo często występujących chorób płuc, tj. przewlekłej obturacyjnej choroby płuc i astmy oskrzelowej. Spirometr – jest to urządzenie pomiarowe wykorzystywane do badania pojemności i objętości płuc. Rejestruje ilość, prędkość i ciśnienie powietrza wdychanego i wydychanego w zadanym czasie. Mierzona szybkość przepływu powietrza zamieniana jest na objętość. Wbudowany w spirometr program wylicza zmienne spirometryczne i odnosi je do norm.

Spirometr rysuje wykresy:

• objętość/czas

• przepływ/objętość.

Wskazania do badania spirometrycznego

Ocena czynności układu oddechowego:

• u osób z objawami chorobowymi;

• u osób z czynnikami ryzyka (palenie tytoniu, narażenie na czynniki toksyczne, np. w miejscu pracy) – badania przesiewowe i monitorowanie wpływu narażenia;

• w chorobach układu oddechowego – rozpoznanie, monitorowanie przebiegu, ocena skuteczności leczenia;

• u osób po przeszczepie płuc lub innego narządu;

• u osób otrzymujących leczenie potencjalnie uszkadzające

układ oddechowy;

• w ramach ryzyka operacyjnego;

• w orzecznictwie;

• w badaniach epidemiologicznych.

Przeciwwskazania do badania spirometrycznego

Przeciwwskazania bezwzględne (związane ze znacznym wzrostem ciśnienia w klatce piersiowej):

1. obecność tętniaka aorty i tętnic mózgowych;

2. przebyte odwarstwienie siatkówki lub niedawna operacja okulistyczna (1 miesiąc wcześniej);

3. zwiększone ciśnienie wewnątrzczaszkowe;

4. krwioplucie o nieznanej etiologii;

5. odma opłucnowa (1 miesiąc wcześniej);

6. świeży zawał serca;

7. świeży udar mózgu.

Względne przeciwwskazania do badania spirometrycznego:

1. stany podważające wiarygodność badania (np. uporczywy kaszel);

2. stan bezpośrednio po operacji w obrębie jamy brzusznej lub klatki piersiowej (uniemożliwiający prawidłowe wykonanie manewrów oddechowych w czasie badania);

3. wysiłkowe nietrzymanie moczu;

4. demencja.

Technika Techniki badania

spirometrycznego

Zasady przygotowania do badania spirometrycznego

Przed badaniem należy unikać:

• palenia tytoniu co najmniej przez 1 godzinę;

• spożywania alkoholu co najmniej przez 4 godziny;

• wysiłku fizycznego przez 30 minut;

• dużego posiłku przynajmniej przez 2 godziny przed próbą.

Przed badaniem, jeżeli jest to możliwe, należy odstawić:

• na 8 godzin – wziewne krótko działające b2-mimetyki i cholinolityki krótko działające;

• na 12 godzin – krótko działające: teofilinę, doustne b2-mimetyki krótko działające;

• na 24 godziny – długo działające b2-mimetyki wziewne i doustne, teofilinę o przedłużonym działaniu (retard), leki antyleukotrienowe;

• na 48 godzin – teofilinę o przedłużonym działaniu (long);

• na 7 dni – tiotropium.

Warunki wykonania badania

• Pomiar masy ciała w ubraniu, bez butów.

• Pomiar wzrostu, bez butów.

• Jeśli osoba badana nie może przyjąć pozycji stojącej, mierzymy odległość między końcami palców rozciągniętych ramion (d). W ten pośredni sposób oceniamy wzrost badanego (h). Dla kobiet stosujemy wzór:

h = d/1,01, dla mężczyzn h = d/1,03.

Przygotowanie spirometru do badania

Przed badaniem należy sprawdzić, czy spirometr funkcjonuje prawidłowo, oraz ocenić, czy spełnione zostały warunki umożliwiające otrzymanie pomiaru o optymalnej jakości.

W tym celu należy przeprowadzić (jeżeli aparat tego wymaga):

1. kontrolę warunków zewnętrznych (ciśnienie barometryczne, wilgotność, temperatura);

2. kontrolę prawidłowego funkcjonowania modułów – codziennie;

3. kontrolę szczelności układu połączeń;

4. test kalibracji – z użyciem trzylitrowej strzykawki kalibracyjnej z różnymi prędkościami tłoka – zgodnie z zaleceniem producenta.

Wyróżniamy spirometry, które wymagają codziennej kalibracji, i takie, które jej nie wymagają.

Spirometr, który nie wymaga codziennej kalibracji, kalibruje się samoczynnie, wysyłając kontrolnie wiązkę fal ultradźwiękowych przy każdym uruchomieniu oraz przed każdym badaniem. Nie wymaga kontroli pompą kalibracyjną, choć można taką kalibrację kontrolnie wykonać. Przed rozpoczęciem badania chory powinien zostać poinstruowany co do zasad jego wykonywania i przebiegu. Osoba wykonująca badanie powinna zademonstrować sposób jego wykonania. Takie postępowanie zwiększa dokładność wyników oraz ogranicza liczbę powtórzeń niezbędnych do uzyskania wiarygodnych danych. Badanie powinno być wykonywane w pozycji siedzącej. Badany powinien mieć swobodę ruchu, ubranie nie powinno krępować ciała. Należy zadbać o to, by ustnik został prawidłowo umieszczony w jamie ustnej, powietrze nie uciekało pomiędzy wargami i ustnikiem. Oddychaniu przez nos zapobiega się poprzez założenie specjalnego klipsa. Nie zawsze jednak istnieje konieczność jego stosowania. W czasie badania należy cały czas obserwować i nadzorować sposób jego wykonywania. Przed rozpoczęciem właściwego pomiaru wskazane jest, by osoba badana przez chwilę swobodnie oddychała przez ustnik, przyzwyczajając się do niego. Po kilku spokojnych oddechach (rejestracja objętości oddechowej – TV) należy wykonać powolny maksymalny wdech, a następnie powolny maksymalny (rejestracja pojemności życiowej – VC) lub tylko gwałtowny wydech (rejestracja natężonej pojemności życiowej – FVC i natężonej objętości wydechowej pierwszo sekundowej – FEV1).

Wynik spirometrii zależy od:

• stanu czynnościowego płuc;

• kompetencji badającego;

• umiejętności badanego i jego chęci wykonania testu;

• właściwego instruktażu i wymuszenia prawidłowego

wykonania przez prowadzącego badanie;

• jakości sprzętu.

Spirometria podstawowa – pomiar statyczny

Objętości i pojemności statyczne są mierzone podczas powoli i dokładnie wykonywanych manewrów oddechowych. Badanie to pozwala na ocenę pomiaru pojemności życiowej VC i jej składowych: TV, IRV, ERV, IC (rys. 1).

Definicje objętości i pojemności płuc TV (tidal volume) – objętość oddechowa;

objętość powietrza wdychana do płuc i wydychana w czasie cyklu oddechowego.

ERV (expiratory reserve volume) – zapasowa objętość wydechowa; objętość powietrza, którą możemy maksymalnie wydmuchać z poziomu zakończenia spokojnego wydechu.

IRV (inspiratory reserve volume) – zapasowa objętość wdechowa; maksymalna objętość powietrza, którą możemy wciągnąć do płuc z poziomu zakończenia spokojnego wdechu.

IC (inspiratory capacity) – pojemność wdechowa; jest to objętość powietrza wprowadzonego do płuc od poziomu spokojnego wydechu do poziomu maksymalnego wdechu. Odpowiada sumie objętości oddechowej i zapasowej objętości wdechowej.

VC (vital capacity) – pojemność życiowa; jest to objętość powietrza, jaką można wprowadzić do płuc od poziomu maksymalnego wydechu do poziomu maksymalnego wdechu. Jest sumą ERV, TV i IRV.

VCmax (maximal vital capacity) – maksymalna pojemność życiowa uzyskana w czasie pomiaru.

RV (residual volume) – objętość zalegająca; objętość powietrza, która pozostaje w płucach i drogach oddechowych po zakończeniu pełnego wydechu.

FRC (functional residual capacity) – czynnościowa objętość zalegająca; objętość powietrza, która pozostaje w płucach i drogach oddechowych po zakończeniu spokojnego

wydechu.

Spirometry to inaczej przepływomierze oddechowe.

Badanie spirometryczne wymaga czynnej współpracy pacjenta i polega na wykonaniu trzech porównywalnych prób (niezależnie od rodzaju spirometru). Pacjent często nie rozumie instrukcji i nie wydmuchuje powietrza tak jak powinien. Ze względu na tę trudność badania bardzo często ( ok. 75% badań) kończą się niepowodzeniem lub - mimo błędu technicznego- są interpretowane. Zastosowanie nowoczesnej technologii w budowie spirometru umożliwia wychwycenie tych błędów i ułatwia wykonanie prawidłowego badania. W zależności od sposobu pomiaru prędkości, ciśnień i ilości przepływającego powietrza rozróżniamy kilka zasadniczych grup tych urządzeń.

Przy wyznaczaniu oporu korzysta się z ogólnej definicji:

gdzie:

R– opór dróg oddechowych, ∆

P– spadek ciśnienia w drogach oddechowych,

Q– prędkość przepływu powietrza.

Rodzaje Spirometrów

Spirometry turbinowe (tzw. turbowenty)

W spirometrze turbinowym strumień powietrza porusza turbinę połączoną z prądniczką. Jeden obrót prądniczki daje ściśle określoną wartość napięcia elektrycznego, która jest przeliczana na przepływ – rys. A poniżej.

Turbowenty są najbardziej skomplikowanym i mechanicznie spirometrami. Posiadają bardzo dużo drobnych elementów mechanicznych, niejednokrotnie wykonanych ze złota, ze względów higienicznych i antykorozyjnych. Pomimo wykonania wysokiej jakości poszczególnych elementów nie można w tych urządzeniach uzyskać powtarzalnych wyników badań w zakresie małych i wysokich przepływów spirometrycznych. Jest to związane z dużą bezwładnością układu pomiarowego, która z kolei związana jest z masą turbinki (im większa masa tym trudniej poruszyć turbinką i trudniej ja zatrzymać);

oporami tarcia na łożyskach prądniczki, które musi pokonać do obrócenia się ; biciem osiowo-promieniowym turbinki;

oraz rozszerzalnością cieplną materiałów współpracujących (trących); wpływem zanieczyszczeń , skroplin pary wodnej z wydychanego powietrza i śliną.

Skropliny na turbince spirometru turbinowego zwiększają jej masę i bezwładność. Zmienia się wyważenie turbiny - zwiększa jej bicie osiowe oraz maleje drastycznie dokładność pomiaru. Sita i przegrody stanowią doskonałe miejsce do osadzania się i rozwoju bakterii. Minimalizacja ograniczeń pomiarowych turbowentów związana jest z ich częstą kalibracją objętościową pompą kalibracyjną. Niestety jest to z kolei dość duże ograniczenie ich funkcjonalności; stresujące i bardzo czasochłonne dla użytkownika. Ze względu na skomplikowaną i delikatną budowę mechaniczną i elektroniczno-elektryczną , nie jest możliwe wykonanie pełnej sterylizacji takiego urządzenia, co dyskwalifikuje je do badań spirometrycznych na wdechu, chyba, że zastosuje się specjalne filtry antybakteryjne, ale i te zwiększają znacznie przestrzeń martwą pogarszając a także jakość badania oraz nie są barierą dla pary wodnej i wirusów.

Spirometry ciśnieniowe (tzw. pneumotachy lub manometryczne)

W spirometrze ciśnieniowym powietrze wywołuje różnicę ciśnień w dwóch różnych miejscach głowicy – za i przed przeszkodą umieszczoną w głowicy. Ciśnienie wywołuje nacisk na sensor, który przekłada tę siłę na wartość przepływu. Również te spirometry wymagają częstych kalibracji tłokową pompą objętościowa, ponieważ elektroniczne sensory nacisku tych aparatów są niezwykle wrażliwe na zmiany ciśnienia atmosferycznego oraz temperaturę! Nierzadko para wodna i ślina znacząco wpływają na jakość pomiaru, a nawet możliwość jego wykonania! Stosowanie filtrów, pułapek na ślinę oraz rygorystyczne postępowanie podczas sterylizacji części pneumotachów - tj. suszenie po moczeniu w płynach sterylizujących, nie eliminuje dużego problemu zatkania kapilarnych przewodów łączących głowicę spirometru z modułem pomiarowym. Same przewody kapilarne, które się plączą , załamują i urywają, wpływają na ograniczenie funkcjonalności tych spirometrów – tj. ciśnieniowych oraz spirometrów termicznych.

Spirometry termiczne (tzw. oporowe)

Pomiar termiczny polega na monitorowaniu efektu schładzania podgrzewanego czujnika przez opływające go powietrze – wdychane bądź wydychane. W spirometrze termicznym powietrze opływa dwa czujniki. Jeden z nich wykorzystywany jest jako czujnik monitorujący aktualną temperaturę powietrza. Drugi czujnik stanowi element podgrzewany, który poprzez zmianę płynącego przez niego prądu, utrzymywany jest w temperaturze zapewniającej stałą różnicę temperatur między nim samym a mierzonym powietrzem. Im większy jest przepływ masowy, tym intensywniejszy proces chłodzenia oraz prądu wymagany do utrzymania stałej różnicy temperatur. Wartość prądu grzejącego czujnik jest więc funkcją strumienia masy powietrza – rys. C.

Rejestrują mikroprzepływy. Jednak bardzo duża wrażliwość spirometrów termicznych na temperaturę otoczenia wymusza konieczność ich częstych kalibracji objętościową pompą kalibracyjną. Spirometry termiczne mają olbrzymią wrażliwość na skropliny (rys. B) – wzrastają w nich logarytmicznie opory przepływu. Stosowanie filtrów i pułapek na ślinę nie ogranicza tego wpływu. Firmy produkujące tego typu spirometry stosują obecnie podgrzewane przegrody sitkowe, przez co znacznie ograniczono negatywny wpływ płynów - skroplin na pomiar. Jednak sitka te są nadal idealną ostoją dla mikroorganizmów, przez co już niejednokrotnie firmy te poniosły prawne i finansowe konsekwencje, po udowodnieniu, że osoby badane zarażały się grzybami ze szczepów bytujących na sitkach. Również mnogość kruchych przewodów elektrycznych łączących głowicę spirometryczną z modułem pomiarowym ogranicza funkcjonalność tych urządzeń. Spirometry te są duże i ciężkie, przez co praktycznie nieprzenośne (Rys. D).

Obecnie szczytowym osiągnięciem jest wprowadzenie do pomiarów spirometrycznych ultradźwięków, które dokonały już wcześniej rewolucji na innych polach medycznych i naukowych.

Spirometry ultradźwiękowe(nowa technologia!)

Spirometr ultradźwiękowy używa do pomiaru różnicę czasów przejścia fal ultradźwiękowych w oparciu o tzw. efekt Dopplera (ultradźwięki - od 16 kHz do 10 GHz). Fale ultradźwiękowe emitowane są naprzemiennie pomiędzy dwoma czujnikami pomiarowymi. W przypadku braku przepływu gazu czasy przejścia fal ultradźwiękowych są jednakowe w obu kierunkach. Gdy fala ultradźwiękowa rozchodzi się przeciwnie do kierunku płynącego gazu, potrzebuje więcej czasu do pokonania swej drogi niż gdy rozchodzi się w kierunku zgodnym z ruchem gazu. Mierzona różnica czasów przejścia ultradźwięków jest proporcjonalna do prędkości gazu w spirecie. Po uwzględnieniu profilu i pola przekroju poprzecznego spirety elektronika aparatu oblicza objętość strumienia przepływającego powietrza. Rewolucyjna metoda pomiaru ultradźwiękowego wykorzystywana jest w jedynym tego typu spirometrze w Polsce – EasyOne szwajcarskiej firmy (firma współ pracuje z NASA). Ponieważ do pomiaru przepływu gazu spirometr EasyOnenie używa żadnych mechanicznych czujników, czasochłonne kalibracje nie muszą być przeprowadzane! Objętościową pompą kalibracyjną można jedynie sprawdzić poprawność wskazań tego urządzenia co 2 -3 lata wg. Zaleceń producenta),ale z reguły nie ma takiej konieczności. Co więcej, EasyOne jest niewrażliwy na zmianę ciśnienia atmosferycznego, wilgotności oraz temperatury otoczenia lub powietrza wydychanego! Ustnik oraz głowica – spireta spirometru ultradźwiękowego EasyOne są wolne od jakichkolwiek przegród. Przepływające powietrze z wydechu czy wdechu nie napotyka na żadne bariery w postaci sit itp. Nie występują w niej tak duże opory przepływów jak w przypadku innych spirometrów. W związku z tym głowica może być znacznie mniejszej średnicy w porównaniu do wszystkich pozostałych spotykanych na rynku światowym spirometrów. Spireta EasyOnez ustnikiem jest objętościowo dwa razy mniejsza od głowicy jakiegokolwiek innego typu spirometru. Zatem jej przestrzeń martwa jest również ponad dwukrotnie mniejsza, co jest niebywałą zaletą przy badaniu osób z niewydolnością oddechową lub dzieci. Dodatkowo gładkie ścianki ustnika i spirety EasyOne wykazują znikomą adhezję do pary wodnej czyli drobnoustrojów również. Spiretę taką można dokładnie wydezynfekować