Badania czynnościowe układu oddechowego

Co to są badania czynnościowe układu oddechowego i na czym polegają?

Badania czynnościowe układu oddechowego to grupa nieinwazyjnych procedur diagnostycznych dostarczających informacji o stanie funkcjonalnym układu oddechowego, przede wszystkim oskrzeli i płuc. Badania te są pomocne w diagnostyce wielu chorób układu oddechowego, przede wszystkim tzw. chorób o charakterze obturacyjnym, czyli takich, w których wskutek zwężenia dróg oddechowych zmniejszony jest przepływ powietrza w płucach oraz restrykcyjnym, czyli takich, w których zmniejszona jest powierzchnia czynnościowa płuc.

Do badań czynnościowych układu oddechowego zaliczyć można następujące procedury diagnostyczne:

• spirometria podstawowa
• spirometryczna próba rozkurczowa
• spirometryczna próba prowokacyjna
• pomiar szczytowego przepływu wydechowego
• badanie zdolności dyfuzji gazów w płucach (DL_CO)
• pletyzmografia
• test 6-minutowego marszu (6MWT)
• sercowo-płucny test wysiłkowy (spiroergometria, CPET)

Badania czynnościowe układu oddechowego pozwalają ocenić sprawność wentylacyjną, pojemność płuc, wielkość przepływu powietrza w drogach oddechowych, reakcję dróg oddechowych na czynniki zewnętrzne, sprawność wymiany gazowej. W badaniach opierających się na wykorzystaniu spirometru oceniane są m.in. następujące parametry:

• objętość oddechowa (TV) - objętość powietrza wdychanego lub wydychanego podczas pojedynczego, spokojnego oddechu
• wdechowa objętość zapasowa (IRV) - największa objętość, która może być wdychana do płuc dodatkowo po zakończeniu spokojnego wdechu
• wydechowa objętość zapasowa (ERV) - największa objętość, która może być wydmuchana z płuc po zakończeniu spokojnego wydechu
• pojemność wdechowa (IC) - największa objętość, która może być wdychana do płuc po zakończeniu spokojnego wydechu (TV + IRV)
• pojemność życiowa (VC) - objętość płuc między maksymalnym wdechem a maksymalnym wydechem (TV + IRV + ERV)
• natężona pojemność życiowa (FVC) - maksymalnie głęboki wydech poprzedzony maksymalnie głębokim wdechem
• natężona pojemność wydechowa pierwszosekundowa (FEV₁) - objętość powietrza usunięta z płuc w 1 sekundzie maksymalnego wydechu
• szczytowy przepływ wydechowy (PEF)
• maksymalny przepływ wydechowy przy 75%, 50% i 25% FVC (MEF₇₅, MEF₅₀, MEF₂₅)
• opór dróg oddechowych
• czynnościowa pojemność zalegająca (FRC) - pojemność gazów zawartych w klatce piersiowej
• pojemność dyfuzyjna płuc.

Na podstawie powyższych parametrów oblicza się także rozmaite wskaźniki informujące o sprawności mechanizmów oddychania, np. wskaźnik Tiffeneau.

Odmienną grupą czynnościowych badań układu oddechowego są testy wysiłkowe.

Test 6-minutowego marszu ocenia ogólną wydolność wysiłkową organizmu, zdolność do wykonywania codziennych czynności, nie dostarcza jednak konkretnych informacji na temat wpływu poszczególnych układów na osiągnięty wynik.

Sercowo-płucny test wysiłkowy jest badaniem znacznie dokładniejszym i dostarczającym więcej specyficznych danych o pacjencie. Analizowany jest skład gazów wdychanych i wydychanych przez pacjenta (zużycie tlenu i produkcja dwutlenku węgla), czynność serca w spoczynku i w trakcie ćwiczeń na bieżni lub ergometrze rowerowym. Dzięki temu można wyciągnąć wnioski m.in. na temat płucnych, sercowych lub mięśniowych przyczyn ograniczenia wydolności wysiłkowej.

Jakie są wskazania do badań czynnościowych układu oddechowego?

Badania czynnościowe układu oddechowego umożliwiają diagnozę wielu jednostek chorobowych oraz pozwalają kontrolować stan pacjenta w przebiegu leczenia już rozpoznanych chorób.

Wskazania do wykonania spirometrii:

• objawy sugerujące choroby układu oddechowego
  - duszność
  - świszczący oddech
  - zła tolerancja wysiłku
  - kaszel
  - sinica
  - palce pałeczkowate
  - zmiany osłuchowe nad polami płucnymi
• diagnostyka, monitorowanie przebiegu i ocena skuteczności leczenia chorób układu oddechowego
  - astma
  - przewlekła obturacyjna choroba płuc (POChP)
  - rozstrzenie oskrzeli
  - zwłóknienie płuc
  - choroby tkanki łącznej
  - sarkoidoza
  - pylica płuc
  - mukowiscydoza
• kontrola stanu dróg oddechowych i płuc przy narażeniu na czynniki toksyczne, palenie tytoniu
• stan po przeszczepieniu płuc lub innego narządu
• leczenie z wykorzystaniem leków mogących uszkadzać układ oddechowy
• ocena ryzyka przed niektórymi operacjami chirurgicznymi
• orzecznictwo medyczne.

Spirometryczna próba rozkurczowa znajduje przydatność przede wszystkim w różnicowaniu astmy i przewlekłej obturacyjnej choroby płuc.

Spirometryczna próba prowokacyjna z metacholiną wykazuje szczególną przydatność w diagnostyce astmy.

Wskazania do wykonania czynnościowych testów wysiłkowych to ogólna ocena wydolności układu oddechowego oraz ocena skuteczności zabiegów terapeutycznych. W tym przypadku badanie wykonuje się przed przeprowadzeniem procedur leczniczych i po nim. Należą do nich:

• przeszczepienie płuc
• częściowa resekcja płuc
• operacje zmniejszające objętość płuc
• POChP
• nadciśnienie płucne
• niewydolność serca
• choroby naczyń obwodowych
• mukowiscydoza
• fibromialgia.

Ponadto sercowo-płucny test wysiłkowy wykorzystuje się do różnicowania przyczyn płucnych i sercowych niewydolności wysiłkowej, selekcji kandydatów do przeszczepienia serca lub innych zabiegów operacyjnych.

Jak przebiega badanie?

Badanie spirometryczne przeprowadza się w pozycji siedzącej. Pacjent proszony jest o dokładne objęcie wargami ustnika podłączonego do specjalnego aparatu - spirometru. Nos zaciska się klipsem, aby uniknąć strat powietrza tą drogą, co zafałszowałoby wynik badania. Pacjentowi poleca się pozostać nieruchomo, nie garbić się, oddychać tylko i wyłącznie przez ustnik. Najpierw należy oddychać spokojnie. W następnej kolejności osoba przeprowadzająca badanie prosi o wykonanie powolnego, możliwie najgłębszego wydechu i podobnego wdechu. Czynność powtarzana jest kilkukrotnie w celu uzyskania miarodajnego wyniku. Dalej przechodzi się do tzw. dynamicznej części testu. Po maksymalnym wdechu pacjent proszony jest o jak najsilniejszy, forsowny wydech trwający najlepiej co najmniej 6 sekund. Również ta część powtarzana jest przynajmniej trzykrotnie. Na tym spirometria podstawowa jest zakończona.

Spirometryczne próby prowokacyjne, próba rozkurczowa i badanie zdolności dyfuzji gazów w płucach opierają się na podobnych zasadach.

W przypadku zleconej próby rozkurczowej, po wykonaniu podstawowej spirometrii pacjentowi podaje się do wdychania lek rozszerzający oskrzela. Po ok. 15 minutach powtarza się spirometrię, a różnica pomiędzy wynikiem przed inhalacją i po niej dostarcza wiedzy o odwracalności obturacji dróg oddechowych.

Próba prowokacyjna polega na wdychaniu stopniowo zwiększanego stężenia substancji powodującej skurcz oskrzeli (zwykle histaminy lub metacholiny) i ocenie zmiany parametru FEV₁ w stosunku do przeprowadzonej wcześniej spirometrii podstawowej.

W celu pomiaru szczytowego przepływu wydechowego (PEF) pacjent proszony jest o wykonanie gwałtownego wydechu natychmiast po najgłębszym wdechu. Czynność powtarzana jest kilkukrotnie w celu uzyskania miarodajnego wyniku.

W trakcie badania zdolności dyfuzji gazów w płucach (DL_CO) po kilku spokojnych wdechach pacjent proszony jest o wykonanie maksymalnego wydechu i następnie maksymalnego wdechu, w trakcie którego podawana jest do ustnika mieszanka powietrza z gazami znacznikowymi - helem i tlenkiem węgla w niskich, bezpiecznych stężeniach. Na szczycie wdechu należy zatrzymać oddech na 10 sekund, po czym wypuścić powietrze przez ustnik. Różnica stężeń gazów znacznikowych przy wdechu i wydechu świadczy o zdolności przechodzenia gazów z powietrza do krwi.

Test 6-minutowego marszu wykonywany jest zwykle na długim, prostym korytarzu o długości co najmniej 30 metrów. Co 3 metry umieszczony jest znacznik odległości. Przed badaniem pacjent przez 10 minut odpoczywa w pozycji siedzącej. W tym czasie lekarz mierzy ciśnienie tętnicze, saturację krwi, czyli zawartość tlenu we krwi za pomocą klipsa zakładanego na palec, masę ciała i wzrost, pyta o objawy występujące w spoczynku. Następnie badany proszony jest o powstanie i spacer we własnym tempie wzdłuż korytarza, w jedną i drugą stronę przez 6 minut. Możliwe jest robienie przerw przez pacjenta w razie potrzeby. Jeśli pacjent na co dzień używa do chodzenia laski, kul ortopedycznych lub innych pomocy, to również dozwolone jest ich użycie w trakcie testu. Po upływie czasu lekarz informuje o zakończeniu badania i oblicza dystans przebyty przez pacjenta, ponownie bada ciśnienie tętnicze, saturację krwi oraz ocenia uzyskany wynik.

Spiroergometria łączy w sobie klasyczną elektrokardiograficzną próbę wysiłkową z badaniem spirometrycznym. Pacjent znajduje się na bieżni lub ergometrze rowerowym. Osoba wykonująca badanie podłącza mu EKG, ciśnieniomierz oraz podaje ustnik spirometru, którym przez cały okres badania pacjent ma oddychać. Obciążenie wysiłkiem kontrolowane jest przez komputer, a uzyskane parametry spirometrii i pracy serca oceniane są w trakcie badania i po badaniu przez lekarza. Cały test trwa zwykle kilka minut, w przypadku wystąpienia objawów bólowych w klatce piersiowej lub znacznej duszności, badanie jest natychmiast przerywane.

Jak przygotować się do badań czynnościowych płuc?

Przygotowanie do badania spirometrycznego obejmuje:

• powstrzymanie się od spożywania obfitych posiłków (co najmniej 2 godziny przed badaniem)
• powstrzymanie się od palenia papierosów i spożywania alkoholu (co najmniej 4 godziny przed badaniem)
• powstrzymanie się od znacznego wysiłku fizycznego bezpośrednio przed badaniem
• założenie luźnego ubrania, które nie ogranicza ruchów, szczególnie w obrębie klatki piersiowej i brzucha
• w miarę możliwości nieprzyjmowanie przed badaniem wziewnych leków rozkurczających oskrzela.

Planowana próba rozkurczowa (próba odwracalności obturacji) lub próba prowokacyjna z histaminą/metacholiną dodatkowo wymagają wcześniejszej modyfikacji leczenia farmakologicznego, dlatego należy ściśle zastosować się do zaleceń lekarza.

Badanie zdolności dyfuzji gazów w płucach wymaga od pacjenta zaprzestania palenia co najmniej 4 godziny przed badaniem oraz unikanie w dniu badania kontaktu z tlenkiem węgla (np. poprzez dokładanie węgla do pieca). Przed badaniem należy pobrać krew na morfologię, aby w kontekście stężenia hemoglobiny interpretować wynik badania czynnościowego.

Jakie są przeciwwskazania do badań czynnościowych płuc?

Przeciwwskazania do spirometrii:

• bezwzględne
  - niekontrolowane nadciśnienie tętnicze
  - duży tętniak aorty, tętniaki tętnic mózgowych zagrożone pęknięciem
  - przebyte odwarstwienie siatkówki, niedawna operacja okulistyczna
  - podwyższone ciśnienie wewnątrzczaszkowe
  - krwioplucie o niewyjaśnionej etiologii
  - odma opłucnowa
  - świeży zawał serca
  - świeży udar mózgu, niedawna operacja mózgowia
• względne
  - brak współpracy pacjenta
  - ból w klatce piersiowej lub jamie brzusznej, niedawno przebyte operacje
  - ograniczenie ruchomości klatki piersiowej
  - uporczywy kaszel
  - obiety ciężarne z niewydolnością szyjki macicy, w stanie przedrzucawkowym.

Dodatkowe przeciwwskazania do spirometrycznej próby prowokacyjnej z histaminą lub metacholiną to:

• ciężka obturacja lub znacząca nadreaktywność oskrzeli ujawniona podczas spirometrii podstawowej
• ciąża
• padaczka leczona farmakologicznie
• zakażenie układu oddechowego przebyte w ciągu ostatniego miesiąca.

W przypadku próby rozkurczowej u pacjentów ze schorzeniami takimi jak nadczynność tarczycy, niewyrównana niewydolność serca, niekontrolowane nadciśnienie tętnicze lub istotna tachyarytmia, nie trzeba odstępować od badania, ale należy odpowiednio zmodyfikować dawki podawanych leków.

Przeciwwskazania do testu 6-minutowego marszu i spiroergometrii:

• bezwzględne
  - niestabilna dławica piersiowa
  - zawał serca przebyty w ostatnim miesiącu
  - ostry zator tętnicy płucnej
  - ostre zapalenie mięśnia sercowego, osierdzia, wsierdzia
  - niestabilne zaburzenia rytmu serca
  - niewyrównana niewydolność serca
  - niewyrównana nadczynność tarczycy
• względne
  - częstotliwość rytmu serca >120/min
  - skurczowe ciśnienie tętnicze >180 mm Hg lub rozkurczowe >100 mm Hg
  - tachyarytmia lub bradyarytmia
  - zaawansowany blok przedsionkowo-komorowy
  - kardiomiopatia przerostowa.

Jakie powikłania mogą wystąpić po wykonaniu badań? Jak postępować po badaniach czynnościowych układu oddechowego?

Badania czynnościowe układu oddechowego, takie jak spirometria są zazwyczaj bezpieczne przy przestrzeganiu przeciwwskazań. W związku z koniecznością szybkiego i głębokiego oddychania, pacjenci czasem bezpośrednio po lub jeszcze w trakcie badania mogą odczuwać zawroty głowy, w rzadkich przypadkach może dojść do krótkotrwałego omdlenia lub wywołania napadu astmy (zdarza się częściej przy próbach prowokacyjnych). Wszelkie odczuwane dolegliwości należy od razu zgłaszać osobie badającej.

Nie ma żadnych specjalnych wymagań co do postępowania po przeprowadzonym badaniu. Można wznowić normalną dietę, aktywność i przyjmować wszystkie leki zgodnie z wcześniejszymi zaleceniami.