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Flusso d’aria, Volumi Polmonari e Curva Flusso-Volume

Flusso d’aria, Volumi Polmonari e Curva Flusso-Volume

Le misurazioni della velocità di flusso d’aria e dei volumi polmonari possono essere utilizzate per differenziare le patologie ostruttive da quelle restrittive, per determinare il livello di gravità della malattia e per valutare la risposta alla terapia. Le misurazioni vengono tipicamente riportate come flussi, volumi assoluti e come percentuali del valore previsto, utilizzando dati derivati da un grosso campione di persone che si presumeva avessero una normale funzionalità respiratoria. Le variabili utilizzate per predire i valori normali comprendono l’età, il sesso, l’etnia e l’altezza.

Se correggere per etnia è controverso. Per esempio, gruppi storici di adulti principalmente americani ed europei hanno mostrato volumi polmonari più bassi in più gruppi etnici non bianchi (p. es., neri, ispanici, asiatici) rispetto ai bianchi. Tuttavia, alcuni considerano i fattori ambientali e gli altri fattori non genetici ugualmente o più importanti delle differenze genetiche nello spiegare queste differenze. Gli studi hanno trovato che i valori di flusso e volume non regolati sono più predittivi dei risultati del paziente rispetto ai valori etnicamente corretti, suggerendo che questi aggiustamenti possono comportare una sottostima (e quindi un sotto-trattamento) di vere diminuzioni della funzione polmonare in individui non bianchi.

Flusso d’aria

Le misure quantitative del flusso inspiratorio ed espiratorio vengono ottenute con la spirometria forzata. Si utilizzano delle clip nasali per occludere le narici.

Nelle valutazioni del flusso espiratorio, i pazienti inspirano il più profondamente e vigorosamente possibile, serrando le proprie labbra attorno a un boccaglio ed espirano il più completamente e fortemente possibile all’interno di un apparecchio che registra il volume espirato (capacità vitale forzata [CVF] e il volume espiratorio forzato in 1 secondo [FEV1], vedi figura Spirogramma normale). La maggior parte dei dispositivi attualmente utilizzati misura solo il flusso d’aria e integrano la stima del volume espirato.

Nelle valutazioni del flusso inspiratorio e del volume, il paziente espira nella maniera più completa possibile, quindi inspira violentemente.

Queste manovre forniscono diverse misure:

  • CVF (capacità vitale forzata): massima quantità di aria che il paziente può espirare forzatamente dopo un’inspirazione massimale

  • FEV1: volume espirato nel primo secondo

  • Picco di flusso espiratorio: massima velocità del flusso d’aria quando il paziente espira

Il FEV1 è il parametro di flusso più riproducibile ed è particolarmente utile nella diagnosi e nel monitoraggio dei pazienti affetti da patologie polmonari ostruttive (p. es., asmabroncopneumopatia cronica ostruttiva).

Il FEV1 e CVF aiutano a differenziare i disturbi polmonari ostruttivi da quelli restrittivi. Il riscontro di un FEV1 normale rende improbabile la diagnosi di malattia polmonare ostruttiva irreversibile, così come il riscontro di una CVF normale rende improbabile la diagnosi di malattia restrittiva.

Il flusso espiratorio forzato medio durante l’espirazione dal 25 al 75% della CVF può essere un indicatore di ostruzioni delle piccole vie aeree più sensibile rispetto al FEV1, ma la riproducibilità di questa variabile è scarsa.

Il picco di flusso espiratorio è il picco di flusso che si verifica durante l’espirazione. Questa variabile è utilizzata principalmente per il monitoraggio domiciliare dei pazienti asmatici e per determinare le variazioni diurne del flusso d’aria.

L’interpretazione di queste misurazioni dipende dalla corretta esecuzione del test da parte del paziente, che spesso migliora se assistito e istruito durante la manovra vera e propria. Dimostrano spirografi accettabili

  • Buona iniziazione al test (p. es., un inizio rapido ed energico di espirazione)

  • Niente tosse

  • Curve lisce

  • Assenza di una precoce interruzione dell’espirazione (p. es., tempo espiratorio minimo di 6 secondi senza variazioni di volume nell’ultimo secondo)

I tentativi di ripetere il test presentano variazioni inferiori al 5% o ai 100 mL. Risultati difformi da questi criteri minimi di accettabilità devono essere interpretati con cautela.

Volume polmonare

I volumi polmonari sono misurati determinando la capacità funzionale residua (CFR). La CFR è la quantità di aria residua nei polmoni dopo espirazione normale. La capacità polmonare totale è il volume di gas contenuto nei polmoni alla fine dell’inspirazione massimale.

Volumi polmonari normali

VRE = volume di riserva espiratoria; CFR = capacità funzionale residua; CI = capacità inspiratoria; VRI = volume di riserva inspiratorio; VR = volume residuo; CPT = capacità polmonare totale; CV = capacità vitale; VT= volume corrente.

CFR = VR + VRE; CI = V+ VRI; CV = VT+ VRI + VRE.

Volumi polmonari normali

 

La capacità funzionale residua viene misurata utilizzando tecniche di diluizione dei gas o un pletismografo (che è più accurato in quei pazienti che hanno limitazioni del flusso aereo e presenza di gas intrappolato).

Le tecniche di diluizione dei gas comprendono

  • Lavaggio (washout) dell’azoto

  • Equilibrazione dell’elio

Nel lavaggio (washout) dell’azoto, il paziente espira fino alla CFR e quindi respira da uno spirometro che contiene ossigeno al 100%. Il test termina quando la concentrazione di azoto espirata raggiunge lo zero. Il volume di azoto espirato raccolto corrisponde all’81% della capacità funzionale residua iniziale.

Con l’equilibrazione dell’elio, il paziente espira fino alla CFR e poi viene connesso a un sistema chiuso che contiene volumi conosciuti di elio e ossigeno. Si misura la concentrazione di elio fino a quando il valore espirato coincide con quello inspirato, il che indica il raggiungimento dell’equilibrio con il volume dei gas nei polmoni, che può essere stimato dalla variazione della concentrazione di elio verificatasi.

Entrambe queste tecniche possono sottovalutare la capacità funzionale residua perché misurano solo il volume polmonare che comunica con le vie aeree. Nei pazienti con gravi limitazioni al flusso d’aria, un notevole volume di gas intrappolato può comunicare molto poco o per niente.

La pletismografia utilizza la legge di Boyle per misurare il volume di gas comprimibile all’interno del torace ed è più accurata delle tecniche di diluizione dei gas. Seduto in una cabina a tenuta d’aria, il paziente prova a inspirare, partendo dalla capacità funzionale residua, attraverso un boccaglio chiuso. Quando la gabbia toracica si espande, la pressione all’interno della cabina ermetica aumenta. Conoscendo il volume della cabina prima dell’inspirazione e la pressione al suo interno prima e dopo lo sforzo inspiratorio è possibile calcolare la variazione del volume del box, che è pari alla variazione del volume polmonare.

La legge di Boyle
 
La legge di Boyle
CM Medical Devices

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Nel settore del medicale da oltre 20 anni, nasco come tecnico di prodotti sanitari (ventilatori polmonari) per poi diventare product specialist , responsabile di sala neurovascular e oggi area manager centro sud Italia

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