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Come effettuare una misurazione Spirometrica


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MESI-mTABLET-SPIRO

Strumentazione della spirometria

Di solito, gli spirometri sono dispositivi che utilizzano una serie di tecnologie fisiche (turbina, pneumotacografo, ultrasuoni) per misurare il flusso e poi calcolare il volume rispetto al tempo.

Gli spirometri digitali portatili sono emersi relativamente di recente. Un esempio è il MESI mTABLET SPIRO. Utilizza la tecnologia del pneumotacografo: calcola il flusso d’aria misurando la differenza tra la pressione all’interno del boccaglio e la pressione ambientale. Questo offre anche altri vantaggi, spiegati di seguito.

Preparazione del dispositivo

Calibrazione

Per una misurazione spirometrica corretta, bisogna verificare che il dispositivo legga correttamente. Prima di eseguire la spirometria, l’apparecchiatura deve essere calibrata o almeno la calibrazione deve essere controllata. La calibrazione è consigliata dalle raccomandazioni della task force dell’American Thoracic Society (ATS)/European Respiratory Society (ERS). [16]

È fondamentale perché i fattori ambientali (umidità, pressione dell’aria, temperatura) possono influenzare significativamente la misurazione.

A seconda del tipo di apparecchiatura, la calibrazione viene eseguita con una siringa da 3 litri che viene pompata per verificare che le letture siano corrette (entro una tolleranza del 3%) o con una siringa da 1 litro pompata un litro alla volta fino a un massimo di 7 litri.

Alcuni dispositivi portatili non richiedono la calibrazione, ad esempio quelli a ultrasuoni o i pneumotacografi. In questo caso, la calibrazione è solo una funzione di controllo.

Il MESI mTABLET SPIRO utilizza la tecnologia del pneumotacografo. Questo consente l’autocalibrazione: controlla le condizioni ambientali una volta al secondo e compensa le variazioni dei fattori ambientali (umidità, pressione dell’aria, temperatura). Utilizza inoltre boccagli precalibrati. Ogni boccaglio ha un codice di calibrazione che calibra lo spirometro; l’unità dello spirometro ha dei sensori interni per misurare le condizioni ambientali.

Selezione dei valori di riferimento (modelli predittivi)

Nei test spirometrici iniziali, i risultati ottenuti dai test di funzionalità polmonare non hanno molta rilevanza clinica se non vengono confrontati con i valori di riferimento o i valori predittivi. Nei test spirometrici successivi, il confronto con i risultati precedenti del paziente fornisce maggiori informazioni (ad esempio sul successo del trattamento). [11] [12]

I valori di riferimento o predetti rappresentano la funzione polmonare tipica o attesa per un individuo sano con caratteristiche simili a quelle del paziente. I valori provengono da indagini su popolazioni molto ampie.

Sulla base dei valori di riferimento, vengono creati modelli predittivi o equazioni di riferimento. Si tratta di algoritmi o equazioni per stimare i valori di funzionalità polmonare previsti per un paziente in base alle sue informazioni demografiche.

I principali determinanti dei valori di riferimento negli adulti:

Altezza: Più una persona è alta, più i polmoni sono grandi.


Peso: Alcune equazioni di riferimento utilizzano il peso per calcolare i valori di riferimento. L’aumento di peso aumenta la funzione polmonare; tuttavia, quando si raggiunge l’obesità, l’effetto è opposto.

Età: La funzionalità polmonare in genere aumenta fino a circa 25 anni di età e poi diminuisce.

Sesso: I maschi e le femmine in età prepuberale in genere presentano la stessa funzione polmonare. Dopo la pubertà, la crescita del torace è maggiore nei maschi, il che contribuisce a marcare differenze nei volumi polmonari.

Etnia: Influisce sulla costituzione fisica del paziente (capacità polmonare).

La scelta del modello predittivo dipende dalle linee guida locali. Nel 2012, la Global Lung Initiative (GLI) ha pubblicato i valori di riferimento multietnici per la spirometria nella fascia di età compresa tra i 3 e i 95 anni [13]. Questi valori stanno diventando uno standard nella spirometria. Prima di effettuare la misurazione spirometrica, occorre annotare l’età, il sesso, l’altezza e il peso del paziente e selezionare un modello predittivo appropriato:

Selezionare un paziente esistente o creare un nuovo profilo paziente con le informazioni corrette su data di nascita e sesso. Queste informazioni sono importanti per una corretta interpretazione della misurazione.

Inserire l’altezza e il peso corretti e selezionare un modello predittivo adeguato. Queste informazioni sono importanti per una corretta interpretazione della misurazione.

Queste informazioni sono opzionali, ma se aggiunte appariranno nel referto finale. In questo modo verranno forniti ulteriori dati al medico.

Si noti che nessun modello predittivo contiene riferimenti per ogni singolo parametro spirometrico. Ecco un esempio dei risultati della spirometria in MESI mTABLET SPIRO:

Vuoto perché non è presente alcun valore di riferimento. Questo accade perché diversi valori di riferimento/modelli predittivi studiano parametri diversi.

Preparazione del paziente

È fondamentale che il paziente venga istruito per eseguire correttamente la misurazione, sia prima che durante. Anche i bambini possono trarre beneficio da questa pratica. [14]

  • Il paziente deve allentare tutti gli indumenti aderenti. Le dentiere devono essere rimosse.
  • Il test viene eseguito con il paziente seduto in posizione eretta su una sedia, con entrambi i piedi appoggiati sul pavimento e con l’apparecchiatura all’altezza, alla distanza e all’angolo appropriati.
  • Il paziente deve riposare comodamente per 5-10 minuti prima del test. Prima e durante lo svolgimento del test, il paziente deve essere il più rilassato possibile.
  • Il boccaglio va regolato in modo che il mento sia a 90° in orizzontale rispetto al torace, garantendo così una via aerea superiore diritta. In base alle linee guida locali, al paziente potrebbe essere richiesto di indossare una molletta per il naso per evitare inutili perdite d’aria.
  • Alcuni valori predetti vengono misurati in piedi; il paziente deve quindi essere in piedi quando questi engono utilizzati.

NOTA: Oltre ai dati corretti del paziente, al modello predittivo corretto e alla preparazione adeguata del paziente, è fondamentale incentivare il paziente durante la misurazione per ottenere risultati di qualità.

Esecuzione e interpretazione delle misure

Spirometria a circuito aperto e a circuito chiuso

La spirometria a circuito aperto è il metodo di misurazione spirometrica in cui il paziente effettua un’inspirazione massima, inserisce il boccaglio nella bocca e poi espira lentamente (SVC) o velocemente (FVC) fino a quando non vengono soddisfatti i criteri di conclusione del test. [15]

Nella spirometria a circuito chiuso, il paziente può inspirare ed espirare con il boccaglio in bocca. In questo modo si ottengono dati sia sulla parte espiratoria che su quella inspiratoria della funzione polmonare (la cosiddetta spirometria a circuito completo).

I vantaggi della spirometria a circuito chiuso sono molti:

  • permette di analizzare i modelli di respirazione a riposo come elemento di confronto per valutare i risultati delle manovre forzate (test che prevedono l’inspirazione forzata o l’espirazione forzata, cioè l’inspirazione o l’espirazione più forte e completa possibile);
  • le manovre con ispirazione forzata sono utili per diagnosticare e monitorare l’ostruzione delle vie aeree superiori;
  • è più semplice per il paziente, soprattutto se è in difficoltà con il processo di inspirazione massima, che è piuttosto difficile con la tecnologia a circuito aperto (che consiste nell’inspirare, inserire correttamente il boccaglio nella bocca e poi effettuare un’espirazione massima).

Le raccomandazioni della Task Force dell’American Thoracic Society/European Respiratory Society (ERS) [16], che sono le linee guida più comunemente adottate, indicano il seguente processo per la manovra della spirometria a circuito completo:

Criteri di accettabilità

TRE MANOVRE ACCETTABILI

Esistono vari criteri per una misurazione spirometrica soddisfacente. Le raccomandazioni della task force dell’American Thoracic Society (ATS)/European Respiratory Society (ERS) [16] stabiliscono che devono essere raggiunte 3 manovre accettabili. Per manovra accettabile si intende la seguente [16] [11]:

  • Inizio esplosivo (senza esitazione) con un volume di retroestrapolazione <150 mL (cioè il volume di aria espirata prima dell’inizio effettivo dell’espirazione forzata). È richiesta l’espirazione massima (e l’ispirazione se inclusa nella misurazione).
  • Durante la manovra non si è verificata alcuna chiusura o interruzione del flusso d’aria (ad esempio a causa di un’esitazione o del blocco del boccaglio).
  • Il paziente non ha iniziato a tossire (in particolare durante il primo secondo), non ha effettuato ulteriori inspirazioni durante la misurazione e non ci sono prove di perdite.
  • La manovra deve soddisfare i criteri di fine test (espirare per ≥6 s e continuare a espirare finché il flusso o la velocità dell’aria espirata non scende sotto i 25 mL/s).[16]

Sul MESI mTABLET SPIRO, i criteri di accettabilità sono implementati attraverso degli avvisi sulla qualità delle manovre: dopo ogni espirazione, appariranno delle note per aiutare l’operatore sanitario a indirizzare il paziente a migliorare la manovra successiva.

N121: Esitazione

Il simbolo dell’esitazione viene visualizzato quando l’inizio dell’espirazione non è abbastanza veloce e forte all’inizio dello sforzo.

N122: Soffio debole

Il simbolo del soffio debole viene visualizzato quando l’inizio dell’espirazione non è abbastanza veloce e forte. Il picco espiratorio non è alto e netto sulla curva.

N123: Tosse

Il simbolo della tosse viene visualizzato quando la tosse si verifica durante il primo secondo dell’espirazione.

N124: Interruzione anticipata

Questo avviso appare se il paziente durante la manovra non ha espirato tutta l’aria dai polmoni (cioè la sua piena capacità polmonare).

CRITERI DI RIPRODUCIBILITÀ PER LE DUE MANOVRE MIGLIORI

Due delle manovre eseguite devono essere ripetibili affinché la misurazione sia considerata definitiva. Per quanto riguarda FEV1 e FVC, i due valori migliori devono essere compresi entro il 5% o 150 mL l’uno dall’altro, a seconda di quale sia il valore più alto. Se la FVC è <1,0 L, i valori devono essere compresi entro 100 mL. [11]

CRITERI DI RIPETIBILITÀ E ACCETTABILITÀ

NUMERO MASSIMO DI MANOVRE

Si dovrebbero eseguire almeno 3 manovre, ma di solito non più di 8. A volte i pazienti possono mostrare una riduzione progressiva del FEV1 o del FVC a ogni manovra successiva. Se il FEV1 di un test accettabile è inferiore all’80% del valore iniziale, il test spirometrico deve essere interrotto per la sicurezza del paziente. [12] [16]

Quando si esaminano i bambini, potrebbero essere necessari più di 8 tentativi perché potrebbero non eseguire una manovra completa ad ogni tentativo. I bambini possono trarre beneficio dall’esercitarsi nelle diverse fasi della manovra prima di tentarne una completa. L’operatore deve prestare attenzione all’entusiasmo e allo sforzo del paziente per non esaurirlo o scoraggiarlo da futuri test.

Z-score

Lo Z-score è una combinazione matematica del valore percentuale previsto e della variabilità osservata tra gli individui.

In questo modo si ottiene un unico valore che tiene conto delle variazioni di funzionalità polmonare previste in base all’età e all’altezza tra individui sani con caratteristiche demografiche simili. [17]

SD = deviazione standard (quanto un singolo valore in un set di dati si discosta dal valore medio in un set di dati)

Il limite inferiore di normalità (LLN) per uno Z-score è fissato a -1,64. A differenza della percentuale prevista, in cui si applicano diversi valori di soglia per ogni risultato specifico, il valore di soglia coerente di -1,64 per lo Z-score è applicabile a tutte le fasce d’età, ai generi, alle origini etniche e ai vari parametri spirometrici di funzionalità polmonare.

In alcune misure di funzionalità polmonare (ad esempio i volumi polmonari pletismografici), la malattia può essere indicata da un valore elevato; in questi casi, si utilizzerebbe il limite superiore di normalità (ULN) o il 95° percentile (Z-score 1,64).

Indipendentemente dal fatto che si utilizzino gli Z-score o i valori percentuali previsti, il range di normalità specifico per l’età deve essere incluso nel referto della spirometria. Nell’interpretazione dei risultati, bisogna tenere presente che ci sarà sempre un certo grado di variabilità all’interno degli individui: un risultato potrebbe essere appena al di fuori del “range di normalità” in un’occasione e rientrarvi in quella successiva. Per questa ragione, la prudenza è d’obbligo nel caso di test singoli. [17] [18]

Su MESI mTABLET SPIRO, lo Z-score e il valore previsto per il risultato migliore sono mostrati sotto forma di scala.

Quando è disponibile uno Z-score, la presentazione grafica indica il valore dello Z rispetto all’intervallo di normalità (+/- 1,645). L’area verde indica che il valore Z è all’interno o al di sopra dell’intervallo di normalità (Z ≥ -1,645). L’area gialla indica una lieve diminuzione (-2,0 ≤ Z < -1,645). L’area rossa indica una diminuzione più grave (Z < -2,0).

Quando non è disponibile uno Z-score, i valori misurati vengono mostrati su una scala come percentuale del valore previsto. In questo caso, il 100% del valore previsto è rappresentato da uno 0 al centro della scala. L’area verde indica che il valore è all’interno o al di sopra dell’intervallo di normalità.

Test di broncodilatazione

Il test di broncodilatazione è una procedura diagnostica utilizzata per misurare i cambiamenti nella capacità polmonare dopo che il paziente ha inalato un farmaco broncodilatatore, utilizzato per rilassare e allargare le vie aeree. Viene utilizzato per valutare e diagnosticare i disturbi polmonari ostruttivi (asma, BPCO). [19]

Di seguito viene illustrato come si svolge in genere un test di broncodilatazione:

La risposta alla broncodilatazione è considerata positiva quando si verifica un aumento di ≥10% del valore previsto dell’individuo in FEV1 o FVC. [66]

Misure/parametri e loro definizioni

Misura/parametroDefinizione
FEV6 (volume espiratorio forzato in 6 secondi)La quantità di capacità vitale forzata (FVC, cioè la quantità massima di aria espirata con forza da un polmone completamente gonfio) espirata entro il 6° secondo di espirazione. Si misura in litri BTPS (temperatura corporea, pressione barometrica ambiente, satura di vapore acqueo). In una persona sana, i valori di FVC e FEV6 sono più o meno gli stessi. [16]
PEF (picco di flusso espiratorio)Il punto di massima velocità di espirazione (in L/min) durante una manovra forzata.
FEV1 (volume espiratorio forzato in 1 secondo)Il volume massimo di FVC espirata nel primo secondo di espirazione forzata. Misurato in litri BTPS.
FEV1/FEV6Questo rapporto è un’alternativa semplificata all’indice Tiffeneau-Pinelli (rapporto FEV1/FVC). Di solito viene espresso in percentuale. [16]
FEVC (capacità vitale espiratoria forzata) o FVC (capacità vitale forzata)La quantità massima di aria espirata con forza da un polmone completamente gonfio. (a differenza dei 6 secondi del FEV6, è richiesta l’espirazione forzata completa). Il paziente viene incoraggiato a espirare il più a lungo possibile. Sul dispositivo MESI mTABLET SPIRO, la misurazione FVC utilizza sia l’inspirazione che l’espirazione. Ciò significa che vengono misurati sia FIVC che FEVC perché per FVC viene utilizzata la spirometria a circuito chiuso.
VC (capacità vitale)A differenza del FEVC o del FVC, il VC è la misurazione della quantità massima di aria espirata lentamente da un polmone completamente gonfio (l’ispirazione più profonda).
FEV0.5Il volume espirato forzato a 0,5 s di espirazione forzata (normalmente utilizzato per i bambini).
FEF25Flusso espiratorio forzato o flusso medio-espiratorio al 25% di FVC.
FEF50Flusso espiratorio forzato o flusso medio-espiratorio al 50% di FVC.
FEF75Flusso espiratorio forzato o flusso medio-espiratorio al 75% di FVC.
FEF(25-75)Flusso espiratorio forzato o flusso medio-espiratorio dal 25% al 75% di FVC.
FET (tempo di espirazione forzata)Il tempo totale impiegato dal paziente per espirare la FVC.
VEXT (volume di estrapolazione retrograda)Il volume estrapolato dell’aria espirata che si trova al di fuori della tangente della curva flusso-volume. Secondo le linee guida ATS/ERS, serve come criterio di esitazione (se supera il 5%, l’espirazione era troppo lenta).[16]
FEV1/FVCL’indice Tiffeneau-Pinelli, di solito viene espresso in percentuale.
PEFT (tempo per il picco di flusso espiratorio)Il tempo necessario a un individuo per raggiungere il picco di flusso espiratorio – il punto di massima velocità di espirazione (in L/min) durante una manovra forzata.
FIVC (capacità vitale inspiratoria forzata)Il volume inspirato totale dopo aver eseguito la FVC espiratoria e averla espirata completamente.
TV (volume corrente)La quantità di aria che entra o esce dai polmoni durante l’inspirazione o l’espirazione mentre il paziente riposa (respira normalmente).
SVC (capacità vitale lenta)Il volume di aria espirata attraverso una manovra non forzata (soffio lento). È simile alla VC, ma questa misurazione è più avanzata.
PIF (picco di flusso inspiratorio)Incoraggiato a espirare il più a lungo possibile.
FIV1 (volume inspiratorio forzato in 1 secondo)Il punto di massima velocità di inspirazione. Il volume d’aria inspirato nel primo secondo di esecuzione della capacità vitale inspiratoria forzata).[20]
FIV0.5 (volume inspiratorio forzato in 1 secondo)Il volume d’aria inspirato nel primo mezzo secondo di esecuzione della capacità vitale inspiratoria forzata). [20]
FIV6Il volume d’aria inspirato nei primi sei secondi di esecuzione della capacità vitale inspiratoria. [20]
FIT (tempo di inspirazione forzata)Il tempo richiesto dal paziente per l’inspirazione forzata.
IVC (capacità vitale inspiratoria)La quantità massima di aria che il paziente può inspirare dopo un’espirazione completa.
IC (capacità inspiratoria)La quantità massima di aria che può essere ispirata.
EC (capacità espiratoria)La quantità massima di aria che può essere espirata.
IRV (volume di riserva inspiratoria)La differenza tra l’ispirazione massima e la respirazione a riposo.
ERV (volume di riserva espiratoria)La differenza tra l’espirazione massima e la respirazione a riposo.
TZEROIl momento in cui il segnale dello spirometro torna a zero al termine dell’espirazione. Si utilizza nell’analisi del FEV1.
TIZEROIl momento in cui il segnale dello spirometro torna a zero al termine dell’ispirazione.
FEV1% (FVC)Il rapporto tra il volume espiratorio forzato in un secondo (FEV1) e la capacità vitale forzata (FVC).
FEV1% (FEV6)Il rapporto tra il volume espiratorio forzato in un secondo (FEV1) e il volume espiratorio forzato in sei secondi (FEV6).

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