Σπιρομέτρηση, περιγραφή

Η σπιρομέτρηση χρησιμοποιείται για τη μέτρηση των εισ(εκ)πνευστικών ροών και όγκων του αέρος στον πνεύμονα. Οι μετακινούμενοι όγκοι μετρώνται με την άμεση σπιρομέτρηση, οι αμετακίνητοι όγκοι, με την έμμεση. Είναι η κοινότερη δοκιμασία λειτουργικού ελέγχου αναπνοής, για την εκτίμηση ασθενών με αναπνευστικά συμπτώματα ή συστηματικές παθήσεις με επινέμηση του αναπνευστικού (►). Για την αποφυγή επιμολύνσεων, προτείνεται η χρησιμοποίηση μιας χρήσεως αποστειρομένων μετατροπέων ροής, που, πρακτικά, αποκλείει τη μετάδοση μολύνσεων από ασθενή σε ασθενή, αλλά μπορούν να χρησιμοποιηθούν και αποστειρωμένα επιστόμια, μιας χρήσεως. Εναλλακτικά, πρέπει να υποδεικνύεται στους ασθενείς να μην εισπνέουν μέσα από το σπιρόμετρο, πριν την εκτέλεση της μεγίστης εκπνευστικής προσπάθειάς τους.

Γενικά, υπάρχουν τρεις τύποι σπιρομετρήσεως:

[α] η καμπύλη όγκου χρόνου, όπως στο παραπάνω σχήμα,

[β] η καπμπύλη όγκου-ροής, όπως στο λήμμα (►),

[γ] η καμπύλη ροής - χρόνου.

Από τις μορφολογικές αυτές πασραλλαγές, η συχνότερα χρησιμοποιούμενη είναι η καμπύλη όγκου-ροής, στην ανάλυση της οποίας, κυρίως, εξαντλείται το παρόν και συναφή λήμματα.

Η καμπύλη ροής-χρόνου, δεν έχει τύχει ευρείας χρησιμοποιήσεως.

Πρέπει να σημειωθεί ότι ο όγκος που μετριέται με τη δοκιμασία της καμπύλης ροής-όγκου διαφέρει σημαντικά από τις μεταβολές του όγκου αέρος που παρατηρούνται μέσα στο θώρακα. Είναι γνωστό ότι κατά τη διάρκεια δυναμικής εκπνοής, μέρος της ελαττώσεως του απόλυτου όγκου του ενδοπνευμονικού αέρα δεν οφείλεται στη σταδιακή εκπνοή αυτού, αλλά στη (δυναμική) συμπίεσή του. Η διάκριση ανάμεσα στην εκπνοή αέρα, μετρημένη στο στόμα, και της συμπιέσεως του εναπομείναντος στο θώρακα (που μπορεί να μετρηθεί μέσω πληθυσμογράφου) τείνει να είναι μεγαλύτερη, με την αύξηση της προσπάθειας, που καταβάλλει ο εξεταζόμενος, μέσω των επικουρικών εκπνευστικών του μυών, ιδίως, όταν οι αντιστάσεις των ενδοθωρακικών αεραγωγών είναι αυξημένες.

Στιγμιαία βίαιη εισπνευστική ταχύτητα ροής, instantaneous forced inspiratory flow rate, FIFx%, FIF75%, FIF50%, FIF25%

Στιγμιαία βίαιη εκπνευστική ροή, instantaneous forced expiratory flow rate, FEFx%, FEF25%, FEF50%, και FEF75%

H σπιρομέτρηση είναι θεμελιώδης μέτρηση της αναπνευστικής λειτουργίας. Κατ΄αυτή, μετριέται απ΄ευθείας ο όγκος αέρος που εισπ[νέεται ή εκπνέεται από τον εξεταζόμενο, ως συνάρτηση του χρόνου. Εναλλακτικά, μπορεί να μετρηθεί η ροή, υπό τηνν οποία εισπνέεται ή εκπνέται αέρας συναρτήσει του όγκου, που έχει ήδη εκπνευσθεί (εισπνευσθεί) ή που υπολείπεται να εκπνευσθεί (εισπνευσθεί). Επομένως, από ένα σπιρόμετρο εκδίδονται ως αποτελέσματα, οι όγκοι (l) ή οι ροές (l/sec) που εκπνέονται (εισπνέονται). Παρ΄όλο ότι οι μετρήσεις αυτές μπορεί να μετρηθούν στην ήρεμη αναπνοή, οι περισσότεροι φυσιολόγοι της αναπνοής προτιμούν τη μέτρηση σε συνθήκες δυναμικής αναπνοής, από το επίπεδο της TLC προς το επίπεδο του RV, ή αντίστροφα. Στον επόμενο πίνακα καταχωρούνται οι δυνατές μετρήσεις που μπορεί να διεξαχθούν κατά τη διάκρκεια μιας δυναμικής εκπνοής/εισπνοής.

πίνακας 1. σπιρομετρικές παράμετροι
VC	O όγκος αέρος που μετακινείται προς(από) τους πνεύμονες κατά μια μεγίστη εισπνοή (εκπνοή) από το όριο του RV ή TLC. Ο ασθενής δεν πιέσζεται να εισπνεύσει/εκπνεύσει χωρίς βία.
FVC	Ο όγκος αέρος που εισπνέεται/εκπνέεται με βία. από το επίπεδο της TLC στο επίπεδο του RV ή αντίθετα.
FEV1	Ο όγκος αέρος που εκπνέεται με βία από το επίπεδο της ΤLC, κατά τη διάρκεια του 1ου sec της εκπνοής.
FEV1/(F)VC	ο λόγος Gensler (Tiffenau), αντίθετα, με τις άλλες σπιρομετρικές παραμέτρους, που έχουν τη δυνατότητα της μειώσεως. μπορεί είτε να αυξηθεί, επί περιοριστικού τύπου μειώσεως της ικανότητας αερισμού ή να μειωθεί, επί αποφρακτικού.
FEF (25-75)	αποτυπώνει το μετρο της εκπνευστικής ροπής στα μεσαία 50% της εκπνεόμενης FVC. Είναι ευαίσθητος, αλλά όχι ειδικός δείκτης αποφράξεως των μικρών αεραγωγών. Ένα από τα βασικά του μειονεκτήματα, είναι η περιορισμένη επαναληπτικότητα που ποικίλει ανάλογα με την προσπάθεια και το χρόνο εκπνοής.
FIVC	μεγίστη εισπνευστική ζωτική χωρητικότητα, δηλαδή ο μέγιστος όγκος άερος που μπορεί βίαια, να εισπνευστεί από τo επίπεδο του RV.
MVV	μέγιστος εθελοντικός αερισμός
PEF	η μεγίστη, στιγμίαια, τιμή της μεγίστης εκπνευστικής ζωτικής χωρητικότητας.
MEF75, FEF25
MEF50, FEF50
MEF25, FEF75
MEF75-25

Kατά την εκπνοή, η ροή καθορίζεται από την οδηγούσα τη ροή πίεση, δηλαδή τη διαφορά μεταξύ της ενδοκυψελιδικής πιέσεως (που είναι αλγεβρικό άθροισμα της υπεζωκοτικής πιέσεως και της πιέσεως ελαστικής επαναφοράς) και της ατμοσφαιρικής πιέσεως πρρο του στόματος και, επίσης από τις αντιστάσεις που προβάλλονται έναντι της ροής δια των αεραγωγών. Επειδή η αυξανόμενη ενδοϋπεζωκοτική πίεση που παράγεται κατά τη βίαιη εκπνοή μπορεί να υπερβεί την ενδαυλική πίεση στους αεραγωγούς η δοκιμασία FEVC μπορεί να απολήξει σε αύξηση των αντιστάσεων ροής δια των αεραγωγών, συγκριτικά με την πίεση που αναπτύσσεται κατά τη διάρκεια της ήρεμης εκπνοής. Η αυξημένες αντιστάσεις που απράγονται κατά τη βίαιη εκπνοή, απολήγουν σε μείωση της ροής σε μερικούς ασθενείς. Για τους λόγους αυτούς, οι διεθνείς Πνευμονολογικές Οργανώσεις, προτείνουν τη διενέργεια SVC μαζί με την FVC, για τη μελέτη των αποφρακτικών συνδρόμων. Στα διάφορα Εργαστήρια Φυσιολογίας της Αναπνοής, η χρήση του δείκτη Tiffenau (Gaensler) ποικίλλει, ως προς την ταυτοποίηση των αποφρακτικών συνδρόμων. Μερικά χρησιμοποιούν τον δείκτη FEV1/FVC (:Gaensler) ενώ μεριά άλλα, τον δείκτη FEV1/VC (:Tiffenau). Κι αυτό, επειδή η sVC είναι συχνά μεγαλύτερη της FVC και σχεδόν ποτέ μικρότερη, κι έτσι, αντικαθιστώντας τον δείκτη FEV1/VC (:Tiffenau) με τον δείκτη FEV1/FVC (:Gaensler) μπορεί να οδηγηθούν σε υπερεκτίμηση του μεγέθους της αποφράξεως.

Για τη μέτρηση της βίαιης εισπνευστικής ζωτικής χωρητικότητας (FIVC), χρειάζεται μεγίστη εισπνοή, από το επίπεδο του RV μέχρι το επίπεδο της TLC. Όπως και στην περίπτωση τη sVC σε μερικούς ασθενείς με αποφρακτικές παθήσεις, η FIVC μπορεί να είνια κάπως επιρρεπέστερη στο να προκαλέσει σύγκλειση των αεραγωγών, κια παγίδευση αέρος, παρ΄ότι η FEVC.

Επιπλέον των απόλυτων τιμών τους, οι FEVC και FIVC μπορεί να αποτυπωθούν γρσφικά, προς ενίσχυση της διαγνωστικής τους προσφοράς και επίσης, για λόγους ελέγχου ποιότητας. Μια πρόσθετη μέτρηση που μπορεί να επιχειρηθεί τόσο την καταγραφή όγκου-χρόνου, όσο και στην ροή-όγκου, είναι η FEF_25-75% που παλαιότερα οριζόταν ως μεγίστη μεσοεκπνευστική ροή. Η παράμετρος αυτή έχει μευρύτερη διακύμανση παρ΄ό,τι ο FEV1 ή ο δείκτης FEV1/(F)VC τόσ μεταξύ εξεταζομένων, όσο και στον ίδιο τον εξεταζόμενο. Εάν η παράμετρος αυτή ερμηνευτεί σωστά, φαίνετια ότι παύει να φέρει τα πλεονεκτήματα έναντι του FEV1.

H peak expiratory flow rate, PEFR, που παραλαμβάνεται από την FVC δεν μπορεί να υπολογιστεί ακριβώς από το σπιρογράφημα. αλλά μπορεί να αποτυπωθεί ακριβώς στην καμοπύλη ροής-όγκου, κια μπρεί να μετρηθεί με μικροεπεξεργαστές. Μπορεί να δείξει σημαντική διακύμανση από προσπάθεια σε προσπάθεια ακόμη και εάν ο FEV1 και η FVC είναι ταυτόσημοι. Εν τούτοις, η PEFR μπορεί να μετρηθεί με μια απλή χειροκίνητη συσκευή, το mini ροόμετρο τύπου Wright, και χρησιμοποιείται για την απρακολούθηση και μετρήσεις στο σπίτι ή στην εργασία των ασθματικών ασθενών. Η PEFR είναι λιγότερο ευαίσθητη και λιγότερο ακριβής για προσυμπτωματικό έλεγχο. Ενώ οι σπιρογραφικές μετρήσεις ροής που παραλαμβάνονται αναχρονικά διαστήματα ή δογκομετρικά διαστήματα από την καμπύλη ροής-όγκου, όπως π.χ., οι ροές στα 75, 50 και 25% της υπολειπόμενης να εκπνευστεί VC η εκείνης που πρόκειται να εκπνευστεί, αλλά η ονοματολογία ποικίλλει (βλέπε πίνακα 1.