aspetti tecnici delle prove di funzionalità respiratoria · la perfusione sanguigna capillare...
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Emanuele Isnardi S.C. Pneumologia Lab. Fisiopatologia Respiratoria AO Ordine Mauriziano Torino www.aitfr.com
Il test di diffusione a/c
Master di primo livello in Fisioterapia e riabilitazione
respiratoria A.A. 2015 - 2016 15 APRILE 2016
Aspetti tecnici delle prove di funzionalità respiratoria
La Diffusione è il processo fisico per cui le molecole di
un gas o di un soluto si trasferiscono da un volume ad
alta attività ad un volume a
bassa attività, separati da una
membrana semipermeabile,
fino all’equilibrio del gas in
questione.
Fluido interstiziale
Membrana alveolare
PlasmaParete del capillare
Nucleo di cellula alveolare
Globulo rosso
Nucleo di cellula del capillare
CapillareFluido interstiziale
Membrana alveolare
PlasmaParete del capillare
Nucleo di cellula alveolare
Globulo rosso
Nucleo di cellula del capillare
Capillare
300.000.000 alveoli
80 m2 di superficie di scambio
L’aria alveolare si trova a contatto con la membrana alveolare
Il sangue capillare si trova a contatto con la membrana delle cellule endoteliali dei capillari polmonari
Tra le membrane è interposto lo spazio interstiziale
la ventilazione alveolare, che comporta il mescolarsi, distribuirsi e rinnovarsi dell'aria a livello degli alveoli polmonari (mixing alveolare dell'aria)
la diffusione dei gas attraverso l’interfaccia aria-sangue (membrana alveolo-capillare)
la perfusione sanguigna capillare polmonare
La fase alveolo-capillare della respirazione comprende:
RISULTATO:
Il test di Diffusione alveolo-capillare con monossido di carbonio in respiro
singolo (DLCO sb)
co
Diffusione dei gas
O2
CO
Δ P
MEMBRANA
ALVEOLO
CAPILLARE
PLASMA MEMBRANA
ERIROCITARIA
INTERNO DEGLI
ERITROCITI
REAZIONI
CHIMICHE
O2 + Hb
CO + Hb
(la quantità/qualità delle emazie)
(la differenza di pressione parziale fra alveoli e capillari polmonari)
(L’efficienza della ventilazione/distribuzione a portare il CO agli alveoli e alla superficie di scambio)
(lo spessore della membrana)
(la presenza o meno di shunt fra letto ematico e capillari polmonari)
La quantità di sfere che raggiungerà il contenitore in un tempo determinato sarà dipendente:
dagli ostacoli che le sfere incontreranno sul piano inclinato
dalla lunghezza del piano inclinato
dalla misura della strozzatura
dalla pendenza del piano inclinato
dalla capacità del contenitore
VCO = Quantità di CO trasferito al minuto
PACO = Pressione parziale alveolare di CO
PcCO = Pressione parziale di CO nel sangue
L’equazione fondamentale per il calcolo della DLCO è:
Il calcolo della Capacità di Diffusione
VCO = Quantità di CO trasferito al minuto
PACO = Pressione parziale alveolare di CO
Ad eccezione dei fumatori la PcCO si può considerare
uguale a zero, perciò:
Tecniche e terminologie differenti
Fattore di trasferimento (Tlco,sb) Capacità di Diffusione (Dlco,sb)
ERS ATS
mmol/min/kPa (Tlco) ml/min/mmHg (Dlco)
Unità SI raccomandate da ERS Unità tradizionale (utilizzata in USA)
FIO2 17% 21%
VAeff VA + RV VAeff / VA
misurato direttamente misurati separatamente Fornisce informazioni sul mixing polmonare e sulla qualità della misura
E’ utile broncodilatare prima del test o no?
I risultati dopo broncodilatazione sono più…riproducibili
Metodi
Tecnica
Applicazioni Respiro singolo
(single breath o SB)
Analisi di CO ed He relativamente semplice; 10 sec di respiro trattenuto
Metodo più usato in clinica, utile anche per screening. Buona standardizzazione. E' il test più usato.
Steady State 1 (o SS) tecnica di Filey
Analisi di CO, C02, 02; Campione di sangue arterioso
Applicazioni cliniche, studi da sforzo
Steady State 2 CO alla fine del Volume corrente
Campione alla fine del volume corrente
Applicazioni cliniche, non usato per test da sforzo
Steady State 3 tecnica del Volume dello spazio morto
Analisi CO, si misura V t come media di respiri multipli e si sottrae V d
Applicazioni cliniche e test da sforzo
Steady State 4 tecnica di PCO2 venosa mista
Analisi di CO e C02, è richiesta rirespirazione che va controllata attentamente
Non usata abitualmente in clinica
Rirespirazione (RB)
Analisi rapida di He e CO (richiede analizzatori rapidi)
Applicabile in clinica, accurata, ma complessa
Lavaggio di equilibrio Analisi He e CO Applicazioni di ricerca
Intrarespiro (IB)
Analisi CO e CH4 (metano)
Screening
Captazione frazionaria di CO (FuCO)
Analisi di CO
Correlazione con SS2 o screening
Resistenza membrana/globulo rosso (1/Dm + 1/ΘVc)
SB ripetuto prima e dopo respirazione di 02
Usato in ricerca
European Respiratory Society e
American Thoracic Society hanno emanato procedure di standardizzazione del test e
raccomandazioni riguardanti le apparecchiature per la misura della diffusione A-C con la metodica del
respiro singolo
L’osservanza dei criteri di standardizzazione delle
procedure e degli strumenti garantisce che il
test venga eseguito in modo regolare e conforme
Tempo effettivo di sospensione del
respiro
10 secondi
Washout dello spazio morto
Campione gas
respiro tranquillo espirazione inspirazione apnea espirazione
La misura della Capacità di Diffusione
Misurando la DLCO avvengono tre diverse interazioni:
• tra soggetto e strumento
• tra tecnico e soggetto
• tra tecnico e strumento
Una chiara spiegazione delle procedure relative all’esecuzione del test è essenziale per ottenere buoni risultati
Il soggetto non deve avere:
consumato un pasto nelle ultime 2 ore
sostenuto un intenso sforzo fisico
un alto livello ematico di alcool
fumato da almeno 24h.
assunto O2 da almeno 10 min. (se clinicamente accettabile)
E’ molto importante che il soggetto resti in
apnea con la sola chiusura della glottide, ma
non si sforzi di continuare a tirare dentro
aria (manovra di Müller) e neppure aumenti
la pressione con il sostegno dei muscoli
addominali (manovra di Valsalva).
La manovra di Müller genera un afflusso di sangue ai polmoni determinando una sovrastima della misura.
La manovra di Valsalva genera una riduzione della quantità del sangue presente nei polmoni determinando una
sottostima della misura.
DLCO = 7.492 (-15.8%)
Manovra
corretta
Manovra di
Müller
Manovra di
Valsalva
DLCO = 9.493 (+6.5%)
DLCO = 8.906
1. Il valore dell’Emoglobina
2. il volume inspirato
3. la calibrazione
4. un volume di scarto sufficiente
5. la rappresentatività del campione di gas
Fattori che possono influenzare il risultato:
• Un valore di Hb diminuito riduce la DLCO, mentre un valore aumentato la innalza.
• La captazione di CO varia circa del 7% per 1 grammo di Hb.
• La DLCO può essere corretta se si conosce il valore di Hb del soggetto.
• Quando si applica la correzione, la DLCO sarà ridotta per valori di Hb più grandi di 14.6 per i maschi e di 13.5 per le femmine e aumentata per valori inferiori.
1. Il valore dell’Emoglobina
Uomini (Hb normale 14.6): DLCOc = DLCO oss. (10.22 + Hb)/(1.7 * Hb)
Donne (Hb normale 13.5):
DLCOc = DLCO oss. (9.38 + Hb)/(1.7 * Hb)
• Nel referto dovrebbero esse riportati entrambi i valori corretti e non corretti.
• Di seguito vengono illustrate le formule per la correzione della DLCO
• La corretta esecuzione della manovra per acquisire il Volume Inspirato (VI) è fondamentale per la riuscita del test.
• Il VI deve essere almeno l’ 85% della VC e questo spiega perché è necessario ottenere una misura della VC prima di eseguire il test.
• Una discrepanza del 15% tra VI e VC induce un errore del 5% sulla misura della DLCO
2. Il Volume Inspirato
• La calibrazione è un altro elemento essenziale per ottenere buoni controlli di qualità e accurate misure.
• I protocolli di standardizzazione prevedono per il Test di Diffusione che gli strumenti vengano calibrati ogni giorno.
• La Pressione barometrica e la Temperatura ambiente vanno rilevate più volte al giorno.
• 1° C di differenza tra la temperatura alla quale si esegue il test e quella alla quale lo strumento è stato calibrato, induce un errore dello 0,7% nella misura della DLCO.
3. La calibrazione
h. 8.00 T = 20° C h. 16.00 T = 30° C
7 % di errore
CALIBRAZIONE MISURA
Il Volume di scarto (o washout) è il volume di gas inalato che non va misurato perché è quello che ha occupato il tratto che va dal boccaglio alle alte vie aeree, dove non avviene scambio gassoso.
Le linee guida ERS ATS raccomandano 750-1000 ml.
Se la VC del soggetto è < 2000 ml il volume può essere ridotto a 500 ml.
4. Il volume di scarto
Ottenere un campione rappresentativo del gas alveolare è la chiave per avere una buona misura della DLCO, un campione di 500 - 1000 ml dovrebbe permettere una buona lettura della misura.
In soggetti con VC < 1000 ml un campione di 500 ml può essere utilizzato se si è certi che lo Spazio Morto sia stato ben ripulito da tracce di CO.
5. Il campione di gas
Il Controllo di qualità nel test
DLCO consiste in:
•una valutazione immediata del test
• una verifica della riproducibilità delle misure
La valutazione immediata (accettabilità) include:
Inspirazione pari ad almeno l’85% della Capacità vitale misurata
Inspirazione veloce e profonda (non superiore a 4 sec.)
Apnea di 8-12 secondi
Trattenere il respiro senza tensione (no Müller, no Valsalva)
Espirazione veloce e profonda (non superiore a 4 sec.)
Controllare il volume di scarto (se lo strumento lo permette)
Attendere almeno 4 - 5 minuti tra una prova e la successiva
• Eseguire un minimo di due, ma non più di 5 prove
• Il test è terminato quando 2 misure rientrano nei criteri di accettabilità e non si discostano dal valore medio più del 10%.
Il valore di DLCO sarà uguale alla media delle due
prove che avranno soddisfatto il criterio suesposto
Per riproducibilità si intende:
Indipendentemente dalle tecnologie utilizzate dai costruttori di apparecchiature, per garantire misure accurate e affidabili, dovrebbero essere rispettate le linee guida sugli aspetti riguardanti:
i requisiti del sistema di misura
l’esecuzione della manovra
gli algoritmi di calcolo
le calibrazioni e i controlli di qualità
