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Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia Clinica di Malattie dellApparato Respiratorio Direttore Prof. L. M. Fabbri Le prove di funzionalità respiratoria.

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Presentazione sul tema: "Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia Clinica di Malattie dellApparato Respiratorio Direttore Prof. L. M. Fabbri Le prove di funzionalità respiratoria."— Transcript della presentazione:

1 Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia Clinica di Malattie dellApparato Respiratorio Direttore Prof. L. M. Fabbri Le prove di funzionalità respiratoria Corso Integrato di Malattie dellApparato Respiratorio e Chirurgia Toracica

2 La Ventilazione: Prove di Funzionalità Respiratoria Gli scambi gassosi: Emogasanalisi arteriosa Test di funzionalità polmonare

3 La Ventilazione: Prove di Funzionalità Respiratoria Volumi polmonari statici Volumi polmonari dinamici Test di espirazione forzata Curva flusso-volume Picco di flusso espiratorio Test di reversibilità Test di iperreattività bronchiale Capacità di diffusione del monossido di carbonio (CO) Test di funzionalità polmonare

4 Spirometria classica Registra le variazioni del volume polmonare nel tempo durante la respirazione tranquilla e forzata. Oggi sostituito dai più maneggevoli spirometri elettronici. Spirometro a campana CV VRI VRE VC

5 Spirometria classica Spirometro a campana e tracciato spirometrico CV VRI VRE VC Definizioni Volume Corrente (VC): volume daria mobilizzato ad ogni respiro tranquillo (circa mL).

6 Spirometria classica Spirometro a campana e tracciato spirometrico CV VRI VRE VC Definizioni Volume Corrente (VC): volume daria mobilizzato ad ogni respiro tranquillo (circa mL). Volume di Riserva Inspiratoria (VRI): volume daria mobilizzabile al di sopra di un VC.

7 Spirometria classica Spirometro a campana e tracciato spirometrico CV VRI VRE VC Definizioni Volume Corrente (VC): volume daria mobilizzato ad ogni respiro tranquillo (circa mL). Volume di Riserva Inspiratoria (VRI): volume daria mobilizzabile al di sopra di un VC. Volume di Riserva Espiratoria (VRE): volume daria mobilizzabile al di sotto di un VC.

8 Spirometria classica Spirometro a campana e tracciato spirometrico CV VRI VRE VC Definizioni Volume Corrente (VC): volume daria mobilizzato ad ogni respiro tranquillo (circa mL). Volume di Riserva Inspiratoria (VRI): volume daria mobilizzabile al di sopra di un VC. Volume di Riserva Espiratoria (VRE): volume daria mobilizzabile al di sotto di un VC. Capacità Vitale (CV): massimo volume daria che può essere espirato completamente e lentamente dopo uninspirazione massimale.

9 Volumi polmonari statici CV VRI VRE VR VC Definizioni Volume Corrente (VC): volume daria mobilizzato ad ogni respiro tranquillo (circa mL). Volume di Riserva Inspiratoria (VRI): volume daria mobilizzabile al di sopra di un VC. Volume di Riserva Espiratoria (VRE): volume daria mobilizzabile al di sotto di un VC. Capacità Vitale (CV): massimo volume daria che può essere espirato completamente e lentamente dopo uninspirazione massimale. Volume Residuo (VR): volume daria presente nel polmone al termine di una espirazione massimale.

10 Volumi polmonari statici CV VRI VRE VR CFR VC Definizioni Volume Corrente (VC): volume daria mobilizzato ad ogni respiro tranquillo (circa mL). Volume di Riserva Inspiratoria (VRI): volume daria mobilizzabile al di sopra di un VC. Volume di Riserva Espiratoria (VRE): volume daria mobilizzabile al di sotto di un VC. Capacità Vitale (CV): massimo volume daria che può essere espirato completamente e lentamente dopo uninspirazione massimale. Volume Residuo (VR): volume daria presente nel polmone al termine di una espirazione massimale. Capacità Funzionale Residua (CFR): massima quantità daria contenuta nel polmone al termine di una espirazione tranquilla.

11 Volumi polmonari statici CV VRI VRE CPT VR FRC VC Definizioni Volume Corrente (VC): volume daria mobilizzato ad ogni respiro tranquillo (circa mL). Volume di Riserva Inspiratoria (VRI): volume daria mobilizzabile al di sopra di un VC. Volume di Riserva Espiratoria (VRE): volume daria mobilizzabile al di sotto di un VC. Capacità Vitale (CV): massimo volume daria che può essere espirato completamente e lentamente dopo uninspirazione massimale. Volume Residuo (VR): volume daria presente nel polmone al termine di una espirazione massimale. Capacità Funzionale Residua (CFR): massima quantità daria contenuta nel polmone al termine di una espirazione tranquilla. Capacità Polmonare Totale (CPT): massima quantità daria contenuta nel polmone allapice di una inspirazione massimale.

12 Volumi polmonari statici Misurazione Gli spirometri misurano lo spostamento dei volumi gassosi mobilizzabili attraverso il movimento di una campana il cui bordo inferiore è immerso nellacqua (spirometri a campana) o di un mantice a secco (spirometri a secco). Con la semplice spirometria non può essere valutato il volume non mobilizzabile (VR) e le capacità che lo comprendono (CFR, CPT). La pletismografia consente la misurazione diretta del volume di gas intratoracico basandosi sulla legge di Boyle (P x V = K). E possibile misurare i volumi polmonari anche mediante la diluizione dei gas, sia in circuito chiuso (diluizione di elio a concentrazione nota) o in circuito aperto (diluizione dellazoto alveolare respirando ossigeno puro).

13 Volumi polmonari statici Misurazione Pletismografia corporea Il paziente viene posto allinterno 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+ P) x (V+ V) V = (P+ P) x V P

14 Volumi polmonari statici Misurazione Diluizione dellelio 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 (V1 e C1 ). Si fa respirare il paziente fino ad ottenere una omogenea distribuzione del gas e qundi si misura la concentrazione finale di elio (C2). C1 x V1 = C2 x V2; essendo V2=V1+CFR CFR= V1 x ( C1-C2 / C2 ) VR= CFR-VRE V2=V1+CFR C2 C1 He t V1 C1

15 Volumi polmonari statici Misurazione Diluizione dellazoto Si collega il paziente allo spirometro mentre respira O 2 al 100% Si fa respirare al paziente O 2 al 100% e si misurano la concentrazione iniziale di N 2 e quella di 3 atti respiratori < 1%. CFR= VN 2 – C/F 0 N 2 – F x N 2 VR= CFR-VRE 100 log [N 2 ] t 10 1 O 2 100% N2N2.

16 Volumi polmonari statici Interpretazione La valutazione della gravità delle anomalie spirometriche viene effettuata analizzando i valori misurati, confrontandoli con quelli teorici e rilavandone le differenze percentuali. Indici FunzionaliIncapacità ventilatoria di tipo restrittivo Incapacità ventilatoria di tipo ostruttivo VRdiminuitoaumentato CPT Diminuito in modo proporzionale al VR Normale o lievemente aumentato Rapporto VR/CPT % normaleaumentato

17 Test di espirazione forzata VEMS, CVF, indice di Tiffeneau 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 di gas emesso in un secondo (VEMS). Il volume totale di gas che può essere emesso (CVF). Il rapporto VEMS/CV% (indice di Tiffenau). t 1 sec VEMS CVF V

18 Test di espirazione forzata Interpretazione del test di espirazione forzata Indici FunzionaliIncapacità ventilatoria di tipo restrittivo Incapacità ventilatoria di tipo ostruttivo CVFDiminuita VEMSDiminuito in modo proporzionale alla CVF Diminuito più della CVF Rapporto VEMS/CV % NormaleDiminuito

19 Test di espirazione forzata insufficienza ventilatoria di tipo OSTRUTTIVO di tipo RESTRITTIVO Asma Bronchite cronica Enfisema Patologie della gabbia toracica Patologie neuromuscolari Lesioni occupanti spazio Fibrosi polmonare

20 Curva flusso-volume E possibile rappresentare la manovra di espirazione forzata con una curva flusso- volume: ad ogni momento si riportano il flusso istantaneo ed il volume espirato. La velocità di flusso aumenta fino al limite massimo della curva, ma non oltre per il fenomeno della compressione dinamica delle vie aeree. Curva flusso-volume espiratoria normale. V V 2468

21 Curva flusso-volume Allinizio di una espirazione forzata abbiamo massimi valori di P intrapleurica e P alveolare. A livello delle vie aeree la P aumenta meno rispetto alla P alveolare per la presenza delle fisiologiche resistenze al flusso. Lungo le vie cè un punto in cui la P eguaglia quella intrapleurica = PUNTO DI EGUAL PRESSIONE. Il segmento a valle del PEP limita la capacità di esprimere più flusso Compressione dinamica delle vie aeree Palv 60 ( ) Pintrapl. 30

22 Curva flusso-volume I.V. Restrittiva Aumentate pressioni di ritorno elastico con volumi piccoli, e velocità di flusso conseguentemente ridotte. Normale il calibro delle vie aeree. Interpretazione della curva flusso-volume. V 2468 V

23 Curva flusso-volume I.V. Restrittiva Aumentate pressioni di ritorno elastico con volumi piccoli, e velocità di flusso conseguentemente ridotte. Normale il calibro delle vie aeree. I.V.Ostruttiva Pressione di ritorno statico ridotta per distruzione della componente elastica. Ostruzione delle vie aeree da secrezioni, ispessimento, collasso per perdita della forza di trazione del parenchima circostante. Interpretazione della curva flusso-volume. V 2468 V

24 Test di Funzione Respiratoria Interpretazione: anormalità di tipo ostruttivo ATS: VEMS/CVF < 5° percentile della popolazione ERS: VEMS/CV% < 88% (maschi) o 89% (femmine) predetto GOLD: VEMS/CVF < 70% STADIO 1: VEMS > 50% predetto LIEVE: VEMS >80% predettoSTADIO 1: VEMS > 80% predetto STADIO 2: VEMS 35-49% predetto MODERATA: VEMS 50 – 80% predetto STADIO 2: VEMS 50-80% predetto STADIO 3: VEMS < 35% predetto GRAVE: VEMS <50% predetto STADIO 3: VEMS 30-50% predetto STADIO 4: VEMS <30% predetto Fonte: Mannino DM. Respir Care 2003; 48:

25 Test di Funzione Respiratoria Interpretazione: anormalità di tipo restrittivo Se la CPT è stata misurata e <80% predetto: Se la CPT non è stata misurata la riduzione della CV senza riduzione del rapporto VEMS/CV è definita come restrizione dellescursione volumetrica dei polmoni LIEVE: CV 70-80% predetto MODERATA: CV 60-70% predetto MODERATAMENTE GRAVE: CV % predetto GRAVE: CV <50% predetto

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30 NORMALE

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35 SINDROME OSTRUTTIVA

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40 SINDROME RESTRITTIVA

41 Prove broncodinamiche Le prove broncodinamiche valutano in modo indiretto la risposta funzionale a seguito della inalazione di agenti in grado di provocare broncodilatazione o broncocostrizione. Si dividono in test di broncodilatazione o reversibilità e test di provocazione bronchiale. Il test di broncodilatazione o reversibilità si effettua in soggetti con ostruzione bronchiale accertata mediante esame spirometrico, somministrando un farmaco broncodilatatore 2 -agonista a rapida durata di azione (es.: 200 g di salbutamolo) e si ripete la prova di espirazione forzata dopo 15 minuti. Il test di provocazione bronchiale si effettua nei soggetti che si sospetta siano affetti da iperreattività bronchiale e che presentano un quadro funzionale normale al momento dellosservazione. Si fa inalare al soggetto un agente broncocostrittore (metacolina, istamina, soluzioni iperosmolari, aria fredda). Si considera significativa una caduta del VEMS>20%. Nel caso della metacolina il test è normale per una dose provocativa (PD20) > 1200 g.

42 Test di reversibilità PRE- 2 -SHORT ACTING Insuff. Ventilatoria di tipo ostruttivo POST- SHORT ACTING Dopo somministrazione di 2 -agonista il VEMS è aumentato del 12% e di 200 ml rispetto al valore basale: INSUFFICIENZA VENTILATORIA DI TIPO OSTRUTTIVO REVERSIBILE. Se VEMS torna a valori normali (>80% del predetto): INSUFFICIENZA VENTILATORIA DI TIPO OSTRUTTIVO COMPLETAMENTE REVERSIBILE V Valutazione della variabilità nellasma. V

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45 OSTRUZIONE BRONCHIALE REVERSIBILE

46 Test di iperreattività Valuatazione della iperreattività bronchiale aspecifica nellasma VEMS PD 20 Valuta la risposta bronchiale a vari stimoli: Metacolina Soluzione ipertonica Nebbia

47 Picco di Flusso Espiratorio Misurazione e significato del picco di flusso Strumento maneggevole, di poco costo e semplice utilizzo che misura la massima velocità di flusso espiratoria raggiunta durante una espirazione forzata (PEF o PEFR). Mezzo utile per seguire landamento della malattia asmatica nel tempo con valutazione bi-giornaliera. Fig 1 e 2 PEF depliant

48 Capacità di diffusione Il processo di diffusione dellO2 e della CO2 dallambiente alveolare al sangue capillare e viceversa si sviluppa attraverso la membrana alveolo-capillare. I test di diffusione valutano lintegrità di tale membrana. La capacità di diffusione (D L ) è influenzata da molteplici fattori e in particolare è: - direttamente proporzionale alla superficie del letto capillare in contattto con gli alveoli (portata ematica e contenuto in Hb) e cioè alla superficie di scambio, e alla diffusibilità del gas. - inversamente proporzionale allo spessore della membrana stessa. La D L viene valutata generalmente impiegando monossido di carbonio (CO), dotato di altissima affinità per lHb (D L CO). Il test di diffusione del monossido di carbonio viene effettuato facendo inalare al soggetto il CO a bassissime concentrazioni (0.3%) in miscela di elio (He) mediante respiro singolo. La D L CO così misurata può anche e essere espressa in termini di coefficiente di diffusione (KCO), cioè di rapporto fra D L CO e ventilazione alveolare.

49 Capacità di diffusione Misurazione della Capacità di diffusione Test del singolo respiro Obiettivo : valutare la quantità di CO che passa dagli alveoli al sangue durante un periodo di apnea di 10a TLC D L CO = TLC x Kco (dove K è il coefficiente di diffusibilità del CO) Durante lapnea F A CO si riduce progressivamente per il passaggio di CO nel plasma, con andamento esponenziale, secondo lequazione di Krogh: F A COt x = F A COt o * e -Kt F A COt x misurato nel gas espirato dopo aver tolto i primi 750ml (spazio morto), campione rappresentativo del gas alveolare. D L CO= K x VA/T x F A COt 0 /F A COt x He 10% CO 0.3% Spazio morto Campione alveolare Pco alveolare

50 Capacità di diffusione Definizione ed interpretazione della diffusione alveolo-capillare Passaggio dei gas molecolari dagli spazi alveolari ai globuli rossi. Avviene passivamente per solo effetto del gradiente di concentrazione Aumento dello spessore Fibrosi Edema polmonare Riduzione della superficie Enfisema Pneumonectomia

51 Classificazione di gravità delle alterazioni della D L CO <40% del predettoRiduzione severa 41-60% del predettoRiduzione moderata 61-75% del predettoRiduzione lieve 76-80% del predetto Ai limiti inferiori della norma % del predettoNormale >140% del predettoAumentato


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