MALATTIE DELL’APPARATO RESPIRATORIO LEZIONI E SEMINARI MALATTIE DELL’APPARATO RESPIRATORIO ANNO ACCADEMICO 2009-2010 Esami funzionali esemplificativi Ossigenoterapia e ventiloterapia Endoscopia toracica Prof. Lorenzo Corbetta SOD di Broncologia diagnostico-interventistica Piano Terra Palazzina Chirurgie Pronto Soccorso lorenzo.corbetta@unifi.it Firenze

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21 maggio 2010 Villa La Quiete

Esami funzionali esemplificativi LEZIONI E SEMINARI MALATTIE DELL’APPARATO RESPIRATORIO ANNO ACCADEMICO 2009-2010 Esami funzionali esemplificativi Prof. Lorenzo Corbetta lorenzo.corbetta@unifi.it Firenze

Video COPD Flash Video Spirometria Prove pratiche spirometria LEZIONI E SEMINARI MALATTIE DELL’APPARATO RESPIRATORIO ANNO ACCADEMICO 2009-2010 Video COPD Flash Video Spirometria Prove pratiche spirometria Prof. Lorenzo Corbetta lorenzo.corbetta@unifi.it Firenze

Prove di funzionalità respiratoria: Principali indicazioni Diagnosi di patologie polmonari (segni, sintomi, esami di laboratorio o esami strumentali alterati)‏ Valutazione della gravità o progressione della patologia (BPCO, fibrosi cistica, patologie polmonari interstiziali, scompenso cardiaco, patologie neuromuscolari)‏ Valutazione del rischio preoperatorio Valutazione del grado di invalidità a fini assicurativi

Test di funzionalità respiratoria La Ventilazione: Prove di Funzionalità Ventilatoria Volumi polmonari statici Volumi polmonari dinamici Test di espirazione forzata Picco di flusso espiratorio Test di reversibilità Test di iperreattività bronchiale Test di performance dei muscoli respiratori

Prove di funzionalità respiratoria: Principali controindicazioni Emottisi PNX Recente intervento addominale/toracico Trauma toracico Recente intervento agli occhi IMA (entro tre mesi) o angina instabile Aneurisma toracico

I test di funzionalità respiratoria

Esecuzione della manovra di espirazione forzata Paziente seduto, con stringinaso che respira tranquillamente collegato a un boccaglio sterile Si fa eseguire un’inspirazione profonda seguita da una breve apnea Seguita da un’espirazione forzata con partenza rapida e durata di almeno 6 secondi E’ necessario ripetere il test fino ad ottenere 3 prove accettabili e riproducibili Talvolta con gli spirometri portatili va eseguita solo la manovra espiratoria per cui il paziente si collega solo alla fine dell’inspirazione

Test di espirazione forzata Volumi polmonari dinamici Parametri e tracciato spirometrico 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 % V VEMS CVF 1 sec t

Spirometria lenta Parametri e tracciato spirometrico 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. VRI CV VC VRE

Volumi polmonari statici 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. 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

Spirometria: normale e deficit ostruttivo Curva Volume / Tempo 5 1 2 3 4 6 FVC Deficit ostruttivo NORMALE secondi Litri

Curva flusso-volume Curva flusso-volume normale E’ possibile rappresentare la manovra di espirazione forzata con una curva flusso-volume: ad ogni momento si riportano il flusso istantaneo ed il volume corrispondente Nella fase espiratoria la velocità di flusso aumenta fino al limite massimo della curva, ma non oltre per il fenomeno della compressione dinamica delle vie aeree. La parte di curva a sinistra della riga è sforzo dipendente; quella a destra sforzo indipendente (dipende dalle proprietà intrinseche del polmone)‏ . V V 2 4 6 8

Approccio alla lettura del referto spirometrico Guardare il valore VEMS/CVF (a volte indicato come FEV1/FVC o IT = indice di Tiffeneau) Ci indica la presenza di ostruzione Guardare il parametro VEMS ( a volte indiacato come FEV1) Serve per quantificare l’eventuale ostruzione Guardare la forma della curva flusso/ volume Ci fornisce indicazioni sulla presenza di ostruzione o restrizione

Misura della riduzione del flusso aereo espiratorio (Spirometria)‏ Una riduzione del flusso aereo non completamente reversibile è confermata dalla spirometria quando il rapporto VEMS/CVF post- broncodilatatore è inferiore a 0.7. Il VEMS (% teorico) è il parametro di riferimento per la classificazione di gravità. Nota: l’impiego della CVF può indurre una sottostima dell’ostruzione; l’uso del rapporto VEMS/CV (lenta) aumenta la sensibilità diagnostica.

Classificazione spirometrica di gravità della BPCO STADIO 4: VEMS <30% predetto STADIO 3: VEMS 30-50% predetto STADIO 2: VEMS 50-80% predetto STADIO 1: VEMS > 80% predetto GOLD - ATS/ERS VEMS/CVF < 70% Ostruzione con limitazione dei flussi espiratori evidenziato dal VEMS/CVF < 70% I valori VEMS, VEMS/CVF sono da considerarsi post-broncodilatazione L.M. Fabbri, S.S. Hurd, for the GOLD Scientific Committee Eur Respir Global Strategy for the Diagnosis, Management and Prevention of COPD: 2003 update J 2003; 22: 1-2. B.R. Celli, W. MacNee and committee members Eur Respir J 2004; 23: 932-946

Misura della riduzione del flusso aereo espiratorio (Spirometria)‏ Nei soggetti di età >70 anni i criteri spirometrici VEMS/CVF <0.7 e VEMS>80% del valore teorico possono sovrastimare il numero di casi di BPCO Stadio I. In questo caso è preferibile usare il limite inferiore di normalità del VEMS/CVF calcolato dalle equazioni dei valori teorici.

Curva flusso-volume patologica 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 restrittivo Deficit ostruttivo Armonica riduzione dei volumi polmonari, aumentate pressioni di ritorno elastico, velocità di flusso ridotte e normale calibro delle vie aeree 2 4 6 8 V

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

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

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

Prove di funzionalità respiratoria: controllo di qualità L’attendibilità della prova è condizionata da due principali parametri: La ACCURATEZZA: quanto la misurazione riflette i valori reali; La PRECISIONE: cioè la variabilità (ripetibilità) di prove successive di uno stesso paziente; è indipendente dalla accuratezza e dipende dal paziente e dall’operatore.

CRITERIO DI RIPRODUCIBILITA’ CRITERI DI ACCETTABILITA’   Inizio espirazione senza esitazioni Volume estrapolato < 5% dell’ CVF o di 150 ml (Intervallo di tempo tra 10-90% PEF <120 ms)* Adeguato tempo di espirazione Espirazione > 6 secondi (Espirazione > 4 secondi in particolari casi; bambini, giovani adulti, deficit restrittivi)‏ Espirazione completa Il test deve concludersi con un plateaù di almeno 1 secondo (a flusso costante < 0,03 l/sec )‏ Assenza di artefatti Tosse, chiusura della glottide, sforzo variabile CRITERIO DI RIPRODUCIBILITA’ Almeno tre prove accettabili su un massimo di otto secondo il criterio che le due CVF e i due VEMS più elevati non differiscano più di 200 ml. CONTROLLO DI QUALITA’ Validità. Fase inspiratoria circolare Importante il PEF se no non riproducibile CV>CVF American Thoracic Society. Standardization of spirometry 1994 update. Am J Respir Crit Care Med 1995; 152 (3): 1107-1136

Controllo di qualità Curve Flusso/volume scorrette Partenza lenta dell’espirazione   Arresto espirazione prima di 6’ Curva flusso volume riflette controllo della qualità Tosse Chiusura della glottide

Esempio di interpretazione di spirometria n. 1 NORMALE

Esempio di interpretazione di spirometria n. 2a SINDROME OSTRUTTIVA

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

Test di broncodilatazione o reversibilità Dopo 20’ dalla somministrazione di 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 FEV1 aumenta di > 12% e 200 ml rispetto al basale tornando a valori normali ( > 80% del predetto): DEFICIT VENTILATORIO DI TIPO OSTRUTTIVO COMPLETAMENTE REVERSIBILE. (tipica dell’Asma bronchiale)‏ 2. il FEV1 è aumentato del 12% o di 200 ml rispetto al valore basale ma resta < 80% del teorico e VEMS/CVF < 70: DEFICIT VENTILATORIO DI TIPO OSTRUTTIVO PARZIALMENTE REVERSIBILE . (tipico della BPCO parzialmente reversibile)‏ 3. il FEV1 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 Paziente non deve aver assunto broncodilatatore spray o per aerosol per almeno 8-12 ore. (VEMS dopo) – (VEMS base) / (VEMS teorico) x 100 > del 12%. Non ha senso l’esecuzione del test nel ristretto perché le vie sono già aperte. 2 4 6 8 V Lung function testing: selection of reference values and interpretative strategies. American Thoracic Society. Am J Respir Crit Care Med 1991; 144: 1202-18

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

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

Workshop 1: gli strumenti della diagnosi e del follow up Referti spirometrici

Caso 1: Dati generali Iniziali: S. G. Età: 70 aa Sesso: Maschio Pack/year: 15,0 (10 Sig./Die x 30 anni)‏ Patologie: Diabete di tipo II BPCO Lieve (1)‏

Caso 1: S.G., maschio, 70 aa Questionario Gold 1. Hai tosse frequente? SI NO 2. Hai frequentemente catarro nei bronchi? SI NO 3. Fai fatica a respirare rispetto ai tuoi coetanei? SI NO 4. Hai più di 40 anni? SI NO 5. Sei un fumatore o lo sei stato? SI NO

Caso 1: S.G., maschio, 70 aa Valori spirometrici e curva flusso-volume TLC RV FEV1/ FVC FEV1 FVC 68.74 2.30 3.34 MIS. 92.1 92.2 103.4 % TEOR. 2.31 POST. BD 0.8 D % 2/1 2,36 PIKO 1

Deficit ventilatorio di tipo ostruttivo di INTERPRETAZIONE Deficit ventilatorio di tipo ostruttivo di grado lieve non reversibile dopo somministrazione del broncodilatatore

Caso 2: Dati generali Iniziali: S. R. Età: 45 aa Sesso: Femmina Pack/year: 20,0 (20 Sig./Die x 20 anni)‏ Patologie: Non riferite BPCO Moderata (2)‏

Caso 2: S.R., femmina, 45 aa Questionario Gold 1. Hai tosse frequente? SI NO 2. Hai frequentemente catarro nei bronchi? SI NO 3. Fai fatica a respirare rispetto ai tuoi coetanei? SI NO 4. Hai più di 40 anni? SI NO 5. Sei un fumatore o lo sei stato? SI NO

Caso 2: S.R., femmina, 45 aa Valori spirometrici e curva flusso-volume TLC RV FEV1 /FVC FEV1 FVC 63.88 1.98 3.11 MIS. 79.3 76.5 102.6 % TEOR. 2.15 POST. BD 8.3 D % 2/1 1,94 PIKO 1

INTERPRETAZIONE Deficit ventilatorio di tipo ostruttivo di grado moderato non reversibile dopo somministrazione del broncodilatatore

Caso 3: Dati generali Iniziali: P. D. Età: 49 aa Sesso: Maschio Pack/year: 37,5 Patologie: Allergia a graminacee BPCO Severa (3)‏

Caso 3: P.D., maschio, 49 aa Questionario Gold 1. Hai tosse frequente? SI 2. Hai frequentemente catarro nei bronchi? SI NO 3. Fai fatica a respirare rispetto ai tuoi coetanei? SI NO 4. Hai più di 40 anni? SI NO 5. Sei un fumatore o lo sei stato? SI NO

Caso 3: P.D., maschio, 49 aa Valori spirometrici e curva flusso-volume TLC RV FEV1 /FVC FEV1 FVC 55.14 1.44 2.61 MIS. 70.3 45.2 67.0 % TEOR. 1.41 POST. BD -1.9 D % 2/1 1,40 PIKO 1

Caso 3: P.D., maschio, 49 aa Conclusioni INTERPRETAZIONE Deficit ventilatorio di tipo ostruttivo di grado severo non reversibile alla somministrazione del broncodilatatore

Caso 4: Dati generali Iniziali: B.M. Eta’: 52 aa Sesso: Maschio Pack/year: 26,3 (15 Sig./Die)‏ Patologie: Non riferite Asma (4)‏

Caso 4: B.M., maschio, 52 aa Questionario Gold 1. Hai tosse frequente? SI NO 2. Hai frequentemente catarro nei bronchi? SI NO 3. Fai fatica a respirare rispetto ai tuoi coetanei? SI NO 4. Hai più di 40 anni? SI NO 5. Sei un fumatore o lo sei stato? SI NO

Caso 4: B.M., maschio, 52 aa Valori spirometrici e curva flusso-volume TLC RV FEV1/ FVC FEV1 FVC 67.69 2.69 3.56 MIS. 86.9 71.2 75.1 % TEOR. 3.20 POST. BD 18.6 D % 2/1 2,63 PIKO 1

Caso 4: B.M., maschio, 52 aa Conclusioni INTERPRETAZIONE Deficit ventilatorio di tipo ostruttivo di grado moderato, reversibile dopo somministrazione del broncodilatatore

Caso 5: Dati generali Iniziali: B.O. Eta’: 58 aa Sesso: Maschio Pack/year: 16,0 Patologie: Non riferite S. Restrittiva (5)‏

Caso 5: B.O., maschio, 58 aa Questionario Gold 1. Hai tosse frequente? SI NO 2. Hai frequentemente catarro nei bronchi? SI NO 3. Fai fatica a respirare rispetto ai tuoi coetanei? SI NO 4. Hai più di 40 anni? SI NO 5. Sei un fumatore o lo sei stato? SI NO

Caso 5: B.O., maschio, 58 aa Valori spirometrici e curva flusso-volume TLC RV FEV1/ FVC FEV1 FVC 5.13 1.88 79.53 2.58 3.27 MIS. 72 79 104 74 % TEOR. 2.55 POST. BD 99 D % 2/1 2,52 PIKO 1

Caso 5: B.O., maschio, 58 aa Conclusioni INTERPRETAZIONE Deficit ventilatorio di tipo restrittivo

Caso 6: Dati generali Iniziali: A. B. Eta’: 64 aa Sesso: Femmina Pack/year: 55,0 Patologie: Bronchite cronica S. Restrittiva con - TLC + TVR Enfisema (6)‏

Caso 6: A.B., femmina, 64 aa Questionario Gold 1. Hai tosse frequente? SI NO 2. Hai frequentemente catarro nei bronchi? SI NO 3. Fai fatica a respirare rispetto ai tuoi coetanei? SI NO 4. Hai più di 40 anni? SI NO 5. Sei un fumatore o lo sei stato? SI NO

Caso 6: A.B., femmina, 64 aa Valori spirometrici e curva flusso-volume TLC RV FEV1/ FVC FEV1 FVC 6.17 2.95 74.41 2.45 3.22 MIS. 121 125 98 69 72 % TEOR. POST. BD D % 2/1 2,36 PIKO 1

Caso 6: A.B., femmina, 64 aa Conclusioni INTERPRETAZIONE Deficit ventilatorio di tipo ostruttivo con aumento del volume residuo

COPDflash

Pulsossimetria E’ una tecnica di misura semplice, rapida e non-invasiva dell’ossigenazione del sangue o meglio dell’emoglobina ossigenata attraverso una probe con un sensore illuminato (spettrofotometrico)‏ posizionato sul dito del paziente

Pulsossimetria Il pulsossimetro permette in pochi secondi di misurare la saturazione di ossigeno nel sangue. Il valore normale è superiore al 95%

Pulsossimetria Lo screening dei pazienti attraverso il saturimetro (pulsossimetro) permette di selezionare i pazienti da sottoporre a emogasanalisi arteriosa che e’ raccomandata in quelli che presentano una saturazione percentuale dell’ossigeno (SaO2) <92%. Risulta molto utile nel cronico in ambulatorio e a domicilio del paziente per una rapida valutazione dello stato di ossigenazione, soprattutto nei pazienti in ossigenoterapia domiciliare a lungo termine.

Pulsossimetria Un’altra applicazione importante e’ il monitoraggio del paziente sia in fase diagnostica, come nel caso della sindrome delle apnee del sonno sia nel paziente critico in corso di ossigenoterapia o ventiloterapia per segnalare eventuali alterazioni degli scambi gassosi e per regolare i flussi di O2 e i parametri di ventilazione.

Pulsossimetria Attenzione: Un valore normale di SaO2 non esclude la presenza di una patologia respiratoria che va indagata con esami funzionali respiratori. Il saturimetro non fornisce informazioni circa la pressione parziale della CO2 per cui se si sospetta la presenza di ipercapnia con acidosi respiratoria e’ raccomandabile eseguire sempre l’emogasanalisi arteriosa.

Emogasanalisi arteriosa Valori normali: pH: 7.35-7.45 PaO2: > 80 mmHg PaCO2: 35- 45 mmHg HCO3-: 23-25 mmol/L

Emogasanalisi arteriosa L’emogasanalisi arteriosa (EGA) fornisce dati essenziali sull’efficienza globale della funzione respiratoria e rappresenta l’esame principale nella valutazione dell’efficacia del trattamento.

Emogasanalisi arteriosa Fornisce informazioni su: scambi gassosi polmonari misurando la PaO2. Deve essere sempre messa in relazione alla FiO2 (concentrazione dell’O2 nell’aria inspirata)‏ ventilazione alveolare, misurando la PaCO2 equilibrio acido-base misurando anche il pH e, per via indiretta, i bicarbonati e l’eccesso di base.