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LEZIONI DI FISIOPATOLOGIA RESPIRATORIA

UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PADOVA. LEZIONI DI FISIOPATOLOGIA RESPIRATORIA. LA SPIROMETRIA. VOLUMI POLMONARI. Mobilizzabili (modificazioni volontarie con la respirazione). Non mobilizzabili. Prove di funzionalità respiratoria. STATICI DINAMICI. VOLUMI POLMONARI. Mobilizzabili

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LEZIONI DI FISIOPATOLOGIA RESPIRATORIA

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Presentation Transcript

  1. UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PADOVA LEZIONI DI FISIOPATOLOGIA RESPIRATORIA LA SPIROMETRIA

  2. VOLUMI POLMONARI Mobilizzabili (modificazioni volontarie con la respirazione) Non mobilizzabili Prove di funzionalità respiratoria STATICI DINAMICI

  3. VOLUMI POLMONARI Mobilizzabili (modificazioni volontarie con la respirazione) Non mobilizzabili Prove di funzionalità respiratoria STATICI DINAMICI

  4. Volumi polmonari mobilizzabili statici Gli spirometri a campana misurano lo spostamento dei volumi di aria mobilizzabili attraverso il movimento di una campana il cui bordo inferiore è immerso nell’acqua

  5. Volumipolmonari mobilizzabili statici Lo spirometro a campana registra le variazioni del volume polmonare nel tempo durante la respirazione tranquilla VRI CV VC VRE

  6. Volume Corrente (VC): volume d’aria mobilizzato ad ogni respiro tranquillo Volume di Riserva Inspiratoria (VRI): volume d’aria mobilizzabile al di sopra di un VC. Volume di Riserva Espiratoria (VRE): volume d’aria mobilizzabile al di sotto di un VC. Capacità Vitale (CV): massimo volume d’aria che può essere espirato completamente e lentamente dopo un’inspirazione massimale. Volumipolmonari mobilizzabili statici Definizioni VRI CV VC VRE

  7. VOLUMI POLMONARI Mobilizzabili (modificazioni volontarie con la respirazione) Non mobilizzabili Prove di funzionalità respiratoria STATICI DINAMICI

  8. Volumi polmonari non mobilizzabili • Volume Corrente (VC): volume d’aria mobilizzato ad ogni respiro tranquillo. • Capacità Vitale (CV): massimo volume d’aria che può essere espirato completamente e lentamente dopo un’inspirazione massimale. • Capacità Funzionale Residua (CFR): massima quantità d’aria contenuta nel polmone al termine di una espirazione tranquilla. • Volume Residuo (VR): volume d’aria presente nel polmone al termine di una espirazione massimale. • Capacità Polmonare Totale (CPT): massima quantità d’aria contenuta nel polmone all’apice di una inspirazione massimale. V VRI CPT CV VC VRE CFR VR t

  9. Il paziente viene posto all’interno di una cabina pressurizzata a T 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 = (P + DP) x (V + DV) V = (P + DP) x DV DP Volumi polmonari non mobilizzabili Pletismografia corporea

  10. Volumi polmonari non mobilizzabili Diluizione dell’elio He Si collega il paziente allo spirometro al termine di una espirazione lenta (volume polmonare = CFR) . Sono noti il volume del circuito e la concentrazione iniziale di elio (m = V1 x C1). Si fa respirare il paziente fino ad ottenere una omogenea distribuzione del gas. Poiché l’He non si è per nulla disperso la quantità di He presente prima dell’equilibrio (m = V1 x C1) uguaglia la quantità all’equilibrio (m = V2 x C2). C1 x V1 = C2 x V2; essendo V2 = V1 + CFR CFR= V1 x ( C1 - C2 ) / C2VR = CFR - VRE C1 C2 V1 C1 t V2=V1+CFR

  11. VP=k V1P1=V2P2 V1C1=V2C2 VOLUMI POLMONARI “NON MOBILIZZABILI” VR: Volume residuo CFR: capacità funzionale residua CPT: capacità polmonare totale (CV+VR) V2=V1C1/C2

  12. VOLUMI POLMONARI Mobilizzabili (modificazioni volontarie con la respirazione) Non mobilizzabili Prove di funzionalità respiratoria STATICI DINAMICI

  13. Prove di Funzionalità Respiratoria • Volumi polmonari mobilizzabili statici • Volumi polmonari non mobilizzabili • Volumi polmonari mobilizzabili dinamici • Test di espirazione forzata • Test di reversibilità • Picco di flusso espiratorio • Test di iperreattività bronchiale

  14. Dopo aver fatto compiere al paziente una inspirazione massimale, lo si fa espirare con la massima forza il massimo volume di aria possibile. Misuriamo così : Il volume espiratorio massimo nel primo secondo: VEMS La capacità vitale forzata: CVF Il rapporto VEMS / CVF % (indice di Tiffenau) Test di espirazione forzata V VEMS CVF 1 sec t

  15. Litri 0 1 2 3 Deficit ostruttivo 4 CVF NORMALE CVF 5 1 2 3 4 5 6 secondi Curva Volume / Tempo

  16. Supponiamo che un soggetto inspiri sino alla capacità polmonare totale e poi espiri più forte che può fino al volume residuo. E’ possibile rappresentare questa la manovra di espirazione forzata con una curva flusso-volume: ad ogni momento si riportano il flusso istantaneo ed il volume corrispondente Possiamo osservare che il flusso sale molto rapidamente fino ad un alto valore ma poi declina durante la maggior parte dell’espirazione. Curva flusso-volume Curva flusso-volume normale . V CPT VR 2 4 6 8 V

  17. Curva flusso-volume Normale Riduzione dei flussi a tutti i volumi polmonari espiratori con riduzione del PEF e concavità verso l’alto della curva espiratoria (freccia) . V Deficit ostruttivo Deficit restrittivo Riduzione armonica di tutti i volumi polmonari, velocità di flusso ridotte 6 8 2 4 V

  18. INTERPRETAZIONE La spirometria non permette di identificare una specifica patologia ma rileva due tipi di deficit funzionali: RESTRITTIVO OSTRUTTIVO e MISTO L’interpretazione deve fornire elementi di tipo QualitativoQuantitativo Alterazione funzionale Gradazione del danno

  19. Test di espirazione forzata INTERPRETAZIONE

  20. L’interpretazioneavviene attraverso il confronto con valori “teorici”, espressione della normalità. I parametri variano in relazione a vari fattori fisici e antropologici: • età • sesso • altezza • etnia

  21. C.Schiraldi-2003 E.Lum,T.Iordo-1999 • La prova spirometrica dipende dallo sforzo e dalla collaborazione del soggetto per cui è necessario sempre verificare: • l’accettabilità del test • la riproducibilità dei risultati

  22. INTERPRETAZIONE  Guarda il tracciato – controlla le manovre scadenti • curva normale, sforzo buono • Test non accettabile per insicurezza iniziale • Sforzo non adeguato in fase iniziale(da ripetere) • Sforzo iniziale non adeguato, ma valida se riproducibile • Espirazione terminata troppo presto • La tosse influisce sul risultato (da ripetere) • Interruzione temporanea dell’espirazione • Potrebbe essere una variante normale in giovani RE Hyatt,PD Scanlon,M Nakamura-1998

  23. ALTERAZIONE FUNZIONALE DI TIPO OSTRUTTIVO Ostruzione limitazione del flusso espiratorio forzato VEMS/CVF < 70%

  24. INTERPRETAZIONE  Guarda il tracciato – controlla le manovre scadenti  Verifica VEMS/CVF a. se normale non c’è ostruzione b. se inferiore al 70% c’e ostruzione  Verifica il VEMS a. se VEMS/CVF ridotto, il VEMS quantifica l’ostruzione E.Lum,T.Iordo-1999 VEMS % teorico grado di ostruzione > 80 borderline 65-80 lieve 50-65 moderata < 50 severa b. Se VEMS/CVF normale e VEMS ridotto, controlla CVF K.Berta-2002

  25. INTERPRETAZIONE  Guarda il tracciato – controlla le manovre scadenti  Verifica VEMS/CV a. se normale non c’è ostruzione b. se inferiore al 70% c’e ostruzione  Verifica il VEMS a. VEMS/CV ridotto, il VEMS quantifica l’ostruzione E.Lum,T.Iordo-1999 VEMS %teoricogrado di ostruzione > 80borderline 65-80 lieve 50-65moderata < 50 severa K.Berta-2002

  26. ALTERAZIONE FUNZIONALE DI TIPO RESTRITTIVO Restrizione  riduzione della CPT CV < 80% del teorico CPT< 80% del teorico CV 1.59 (39%) CVF 1.54 (39%) VEMS 1.48 (46%) VEMS/CV 93.1 (120%) CPT 2.71 (42%) VR 1.13 (51%) VR/CPT 41.5 (118%) Div.Pneum.-Padova-2002

  27. INTERPRETAZIONE  Verifica VC E.Lum,T.Iordo-1999 a. se normale, non c’è deficit restrittivo b. se CVF è ridotta con VEMS/CVF normale, è abbastanza probabile un deficit restrittivo, bisogna avere la conferma dai volumi polmonari statici CV % teorico grado di restrizione > 80 borderline 65-80 lieve 50-65 moderata < 50 severa c. se CV è ridotta e VEMS/CVF è ridotta il deficit restrittivo può o non può essere presente, giudicare clinicamente i volumi statici

  28. ALTERAZIONE FUNZIONALE DI TIPO MISTO: RESTRITTIVO + OSTRUTTIVO CVF Contemporanea riduzione di VEMS/CVF CV 2.06 (60%) CVF 1.73 (51%) VEMS 1.16 (43%) VEMS/CVF 52.0 (66%) CVT 3.64 (63%) VR 1.58 (66%) VR/CPT 43.0 (103%) Div.Pneum.-Padova-2002

  29. Test di espirazione forzata Interpretazione Insufficienza ventilatoria di tipo ostruttivo Insufficienza ventilatoria di tipo restrittivo Indici Funzionali CVF Capacità Vitale Forzata Normale o diminuita Diminuita Diminuito in modo proporzionale alla CVF VEMS Volume Espiratorio Massimo nel primo Secondo Diminuito più della CVF Rapporto VEMS/CVF % Diminuito Normale

  30. Volumi polmonari statici Interpretazione Insufficienza ventilatoria di tipo ostruttivo Insufficienza ventilatoria di tipo restrittivo Indici Funzionali VR Volume Residuo Aumentato Diminuito Diminuito in modo proporzionale al VR Normale o lievemente aumentato CPT Capacità Polmonare Totale Rapporto VR/CPT % Aumentato Normale

  31.  Classificazione dei risultati a. ostruzione senza restrizione 1. VEMS/CVF ridotto, VEMS ridotto 2. CV normale b. restrizione senza ostruzione 1. CV ridotta 2. VEMS/CV normale, VEMS ridotto 3. conferma con riduzione della CPT c. ostruzione-restrizione associate 1. CV ridotta 2. VEMS/CVF e VEMS ridotti 3. Fare attenzione per l’ostruzione che assomiglia alla restrizione VC può essere ridotta con un aumento di RV e TLC normale a. fare VC lenta, se normale non c’è restrizione b. ripetere VC dopo broncodilatazione, se normale non c’è restrizione c. ottenere conferma da TLC K.Berta-2002

  32. Interpretazione Insufficienza ventilatoria di tipo RESTRITTIVO di tipo OSTRUTTIVO • Asma • BPCO • Bronchiectasie • Fibrosi polmonare • Patologie della gabbia toracica • Patologie neuromuscolari • Lesioni occupanti spazio

  33. Esempio di interpretazione di spirometria n. 1 NORMALE

  34. Esempio di interpretazione di spirometria n. 2a SINDROME OSTRUTTIVA

  35. Interpretazione Insufficienza ventilatoria di tipo RESTRITTIVO di tipo OSTRUTTIVO • Asma • BPCO • Bronchiectasie • Fibrosi polmonare • Patologie della gabbia toracica • Patologie neuromuscolari • Lesioni occupanti spazio

  36. Test di broncodilatazione o reversibilità Si effettua insoggetti con ostruzione bronchiale accertata mediante esame spirometrico, somministrando un farmaco broncodilatatore b2-agonista a breve durata di azione (es.: 400 mg di salbutamolo) e si ripete la prova di espirazione forzata dopo 15-20 minuti.

  37. Test di broncodilatazione o reversibilità Dopo 20’ dalla somministrazione di 200-400 mcg di beta 2 agonista o 80 mcg di anticolinergico si rivaluta il VEMS con una manovra di espirazione forzata. Si possono verificare 3 possibilità: 1. il VEMS aumenta di > 12% e 200 ml rispetto al basale tornando a valori normali ( > 80% del teorico): DEFICIT VENTILATORIO DI TIPO OSTRUTTIVO COMPLETAMENTE REVERSIBILE. (tipica dell’Asma bronchiale) 3. Il VEMS aumenta < 12% o di 200 ml rispetto al valore basale: DEFICIT VENTILATORIO NON REVERSIBILE . (tipico della BPCO non reversibile) Valutazione della reversibilità dell’ostruzione . V 8 2 4 6 V Lung function testing: selection of reference values and interpretative strategies. American Thoracic Society. Am J Respir Crit Care Med 1991; 144: 1202-18

  38. Test di broncodilatazione o reversibilità Nella BPCO con grave limitazione al flusso per minimi incrementi dei flussi espiratori non si ha un significativo miglioramento del VEMS ma si assiste ad una riduzione della CFR con conseguente aumento della CI. La CI in tali pazienti è l’INDICE FUNZIONALE meglio correlato con la tolleranza allo sforzo. E’ un utile complemento alla valutazione del test di broncodilatazione. Espirazione Flusso Volume Inspirazione Maestrelli. Fisiopatologia della broncopneumopatia cronica ostruttiva. Ann Ist Super Sanità 2003; 39(4):495-506

  39. Esempio di interpretazione di spirometria n. 2b OSTRUZIONE BRONCHIALE REVERSIBILE

  40. Esempio di interpretazione di spirometria n. 3 SINDROME RESTRITTIVA

  41. Test di provocazione bronchiale Si effettua nei soggetti che si sospetta (anamnesi positiva) essere affetti da iperreattività bronchiale e che presentano un quadro funzionale normale al momento dell’osservazione.

  42. Test di provocazione bronchiale Esistono delle controindicazioni assolute (VEMS <50% del teorico o <1L; ipertensione non controllata; aneurisma aortico noto) e relative(VEMS <60 % del teorico o <1.5 L; incapacità di effettuare una manovra corretta; gravidanza; allattamento, terapie con inibitori delle colinesterasi) Guidelines for Methacoline and Exercise Challenge Testing-1999. American Thoracic Society. Am J Respir Crit Care Med 2000; 161: 309-329

  43. Test di provocazione bronchiale Il test consiste nel far inalare per 2 minuti al soggetto per via aerosolica durante ventilazione a CV un agente broncocostrittore (metacolina, istamina, soluzioni iperosmolari) raddoppiando le concentrazioni (0.03 - 0.0625 - 0.125 - 0.25 - 0.5 – 1 – 2 – 4 – 8 – 16 mg/ml) ogni 5 minuti. Dopo circa 30 e 90 secondi si esegue una spirometria per il calcolo del VEMS. Si considera significativa una caduta del VEMS > 20%. Guidelines for Methacoline and Exercise Challenge Testing-1999. American Thoracic Society. Am J Respir Crit Care Med 2000; 161: 309-329

  44. Classificazione del test di provocazione bronchiale Guidelines for Methacoline and Exercise Challenge Testing-1999. American Thoracic Society. Am J Respir Crit Care Med 2000; 161: 309-329

  45. Test di provocazione bronchiale • molto sensibile (se negativa escludo asma) • poco specifica (responsività bronchiale può essere presente anche in BPCO, scompenso cardiaco, fibrosi cistica, rinite allergica)

  46. 70 70 PD15FEV1= 31 µg PD20FEV1= 49 µg PD30FEV1= 92 µg ΔFEV1% PD15FEV1= 1699 µg PD20FEV1= 2223 µg ΔFEV1% 60 60 50 50 40 40 30 30 20 20 10 10 40 120 240 400 800 1600 3200 40 120 240 400 800 1600 3200 Dose (µg di metacolina) Dose (µg di metacolina) Iperreattivita’ bronchialeCurve dose-risposta alla metacolina Nel pannello di sinistra è raffigurata la curva dose-risposta del test alla metacolina in un soggetto normale e, nel pannello di destra, quella di un soggetto con asma.

  47. Strumento maneggevole, di poco costo e semplice utilizzo che misura la massima velocità di flusso espiratoria raggiunta durante una espirazione forzata (PEF o PEFR) e il volume espiratorio massimo nel primo secondo (VEMS) più specifico perché sforzo indipendente. Mezzo utile per seguire l’andamento della malattia asmatica nel tempo con valutazione bi-giornaliera. Picco di Flusso EspiratorioMisurazione e significato del picco di flusso Fig 1 e 2 PEF depliant

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