Scopri le Linee Guida Essenziali per Interpretare la Spirometria con Precisione

La spirometria è un test medico che misura il volume di aria che un individuo inspira o espira in funzione del tempo. Con la spirometria può anche essere misurato il flusso o la velocità alla quale il volume cambia in funzione del tempo. La spirometria, come la misura della pressione arteriosa, è un utile screening dello stato generale di salute. Come la semplice misurazione della pressione arteriosa, non è sufficiente in alcune situazioni dove è richiesto un esame più approfondito.

La spirometria è uno dei test più comuni per valutare la funzionalità polmonare. Viene utilizzata ampiamente per diagnosticare una serie di patologie polmonari, tra cui asma, BPCO, enfisema e fibrosi polmonare. È anche un metodo importante per lo screening e il monitoraggio della salute respiratoria.

Idealmente questo documento dovrebbe essere conservato nel laboratorio spirometrico, per poter essere periodicamente consultato fino all'emanazione di un successivo aggiornamento che, vista la cadenza delle precedenti versioni, non dovrebbe apparire prima del 2002. Tra l'altro, è auspicabile che le società scientifiche, le quali hanno emanato negli ultimi anni raccomandazioni per la standardizzazione della spirometria (American Thoracic Society, European Respiratory Society, British Thoracic Society), costituiscano un unico comitato per giungere alla redazione di un unico documento di raccomandazioni.

Infatti, con lo sviluppo di strumenti computerizzati sempre più sofisticati, in un quadro di unicità del mercato mondiale, almeno nei paesi industrializzati, non è pensabile che i costruttori sviluppino due differenti spirometri, ad es. uno per gli Stati Uniti d'America e l'altro per l'Olanda.

La standardizzazione della spirometria è un processo essenziale dal punto di vista scientifico. Infatti, ancora nel 1991, nel documento dell'American Thoracic Society concernente "Le prove di funzione respiratoria: selezione dei valori di riferimento e strategie interpretative", veniva riportato che "la più grande singola fonte di variabilità intraindividuale è una cattiva esecuzione del test".

Il concetto di standardizzazione è parte integrante della cultura epidemiologica. Come è noto, il Gruppo di Epidemiologia Ambientale del Reparto Polmonare dell'Istituto di Fisiologia Clinica del CNR e della Cattedra di Fisiopatologia Respiratoria dell'Università degli Studi di Pisa ha realizzato due indagini epidemiologiche respiratorie su due campioni di popolazione generale residenti nel Delta del Po e nell'area urbana-suburbana di Pisa-Cascina. Una parte molto importante della preparazione e della realizzazione di queste indagini è stata la definizione di un protocollo di esecuzione delle prove di funzione respiratoria aderente alle raccomandazioni dell'American Thoracic Society. Inoltre è stato eseguito il controllo continuo dell'applicazione sul campo di tale protocollo.

Ciò è stata una condizione essenziale per l'ottenimento di valori attendibili di funzione respiratoria, da cui sono state tra l'altro derivate equazioni di predizione di valori normali (cfr. Paoletti et al. Am Rev Respir Dis 1985, per la capacità di diffusione; Paoletti et al. Bull Eur Physiopathol Respir 1986, per la capacità vitale lenta e forzata; Viegi et al. Chest 1988, per il volume di chiusura; Paoletti et al. Chest 1992, per il volume residuo).

Il concetto di standardizzazione è essenziale anche nella pratica clinica per fini diagnostici, terapeutici e medico-legali. Esso dovrebbe, all'interno di un singolo laboratorio, comprendere anche la strategia interpretativa, per non correre il rischio che il medico curante interpreti, come variazione delle condizioni del paziente, una modifica dell'interpretazione dell'esame da parte del medico refertante.

Il soddisfacimento delle raccomandazioni standardizzate, sia da parte dello strumento sia da parte del tecnico, deve quindi fa parte del processo di verifica di qualità, attualmente all'attenzione di tutti quelli che operano nelle strutture sanitarie aziendalizzate o in via di aziendalizzazione.

La certezza che uno specifico laboratorio utilizza strumentazione e procedure standardizzate dovrebbe anche realizzare un risparmio economico, in quanto eviterebbe inutili ripetizioni di esami qualora il paziente sia visitato altrove in tempi ravvicinati.

Recentemente una task force internazionale multidisciplinare ERS/ATS ha prodotto una relazione che aggiorna i precedenti documenti del 2005 per l’effettuazione e soprattutto per l’interpretazione delle prove di funzionalità respiratoria. Tale documento nasce dall’esigenza di un cambiamento rispetto ai modelli interpretativi precedenti in cui un livello assoluto di funzione polmonare ideale (vale a dire il valore previsto) viene sostituita a favore di un intervallo di valori che si osservano nella maggior parte degli individui senza malattie respiratorie (cioè punteggi z o percentili).

Standardizzazione della Spirometria: Livelli e Raccomandazioni

L'ottimizzazione dell'utilità clinica della spirometria dipende da una serie di livelli di standardizzazione che vanno dalla selezione della strumentazione all'interpretazione, ed infine coinvolge la valutazione clinica. La figura 1 è un diagramma di flusso di questi livelli di standardizzazione.

Il primo livello è quello di stabilire i criteri di funzionamento della strumentazione. Lo Snowbird Workshop, l'aggiornamento 1987, e questo aggiornamento riportano raccomandazioni per la strumentazione usata per la spirometria.

Il secondo livello in questo processo di standardizzazione implica l'accertamento che il progetto dello spirometro soddisfi le raccomandazioni minime mediante il test di uno strumento rappresentativo. I metodi dettagliati per eseguire il test di validazione sono riportati più avanti in questo documento. L'ATS produce raccomandazioni sulla strumentazione, ma non agisce da agenzia certificante per la verifica del rispetto di questi standard. Gli utilizzatori dello spirometro devono attentamente selezionare uno strumento che soddisfi le raccomandazioni ATS per assicurarsi che il test spirometrico possa essere fatto accuratamente.

Prima di acquistare uno spirometro è consigliabile: 1) chiedere al fabbricante di fornire i dati sintetici che dimostrino che lo strumento considerato soddisfa o supera le raccomandazioni ATS, oppure 2) rivedere i risultati di spirometrie eseguite da laboratori indipendenti. Questo documento non propone l'obbligatorietà di far testare lo strumento ad un laboratorio indipendente. In commercio sono disponibili molte siringhe di calibrazione computerizzate. Quando non è usato un laboratorio indipendente, i costruttori devono rendere disponibili il protocollo di taratura, i dati osservati, e i dati di sintesi per una revisione da parte di potenziali acquirenti.

Anche dopo aver verificato che gli spirometri soddisfano le raccomandazioni ATS, essi (come altre strumentazioni meccaniche, elettriche o computerizzate) devono essere controllati routinariamente per la qualità del funzionamento.

Le raccomandazioni per il controllo di qualità dello spirometro sono state sviluppate dall'ATS e sono riassunte in questo documento.

La spirometria è una manovra sforzo-dipendente che richiede comprensione, coordinazione e collaborazione da parte del paziente/soggetto che deve essere istruito accuratamente. Così, le raccomandazioni procedurali sono componenti importanti dell'esecuzione dell'esame. Parte della raccomandazione è ottenere un numero sufficiente di manovre di adeguata qualità e poi determinare se queste manovre accettabili sono riproducibili, dopo aver giudicato che sia stato ottenuto uno sforzo massimale.

Una volta che le manovre spirometriche sono state compiute, i dati sono misurati manualmente o dal computer. Le procedure di misurazione sono state incluse in questo articolo per assicurare che vengano usati metodi uniformi e vengano ottenuti risultati comparabili. Queste raccomandazioni includono considerazioni come l'uso "della estrapolazione retrograda" (back extrapolation) per determinare il tempo dell'"inizio del test" (punto zero) per misure come il FEV1 ed i criteri per determinare la fine della manovra espiratoria. Sono chiaramente desiderabili strumenti che forniscono al tecnico informazioni sotto forma di controlli sull'adeguatezza dei dati. Le interazioni tra tecnici e soggetti sono cruciali per ottenere una spirometria adeguata, dal momento che è una manovra sforzo-dipendente. I tecnici devono essere istruiti e devono mantenere un alto livello di competenza per assicurare ottimi risultati.

Il tracciato dello spirogramma deve essere accuratamente esaminato per verificarne la qualità. Vengono presentate raccomandazioni circa la qualità, l'accettabilità e la riproducibilità dei risultati del test insieme ad esempi di manovre inaccettabili (vedi Appendice A). Una volta ottenuti adeguati risultati, essi sono di solito paragonati con valori di riferimento per fare una valutazione (interpretazione) dei risultati stessi. Il documento ATS del 1991 su "Test di funzione polmonare: Selezione di valori di riferimento e Strategie interpretative" fornisce linee-guida per la scelta di valori di riferimento e per l'interpretazione dei risultati. La valutazione clinica deve essere una parte integrale della spirometria. I risultati ottenuti dalla spirometria sono solo una parte della più complessa relazione medico-paziente o delle analisi di ricerche scientifiche. E' responsabilità del direttore di laboratorio fornire le procedure per un adeguato controllo di qualità in modo da assicurare che sia stato fatto un tentativo di soddisfacimento di queste raccomandazioni e di questi criteri.

Sia nel documento originale ATS sulla spirometria sia nell'aggiornamento 1987, è stato fornito un razionale per ciascuna raccomandazione.

Novità nell'Interpretazione della Spirometria

Le prove di funzionalità respiratoria riflettono le proprietà fisiologiche dei polmoni. Questi test sono stati utilizzati per decenni per aiutare a diagnosticare le malattie polmonari, spiegare la dispnea e monitorare la progressione e la risposta al trattamento di una malattia.

Gli standard tecnici per la spirometria e la capacità di diffusione, pubblicati in una serie di lavori dalla Task Force American Thoracic Society/European Respiratory Society (ATS/ERS) nel 2005 1-3, già recentemente aggiornati per gli standard tecnici 4, sono stati ulteriormente aggiornati per l’interpretazione nell’ultimo documento del 2022 5. Di seguito si riportano le principali novità.

Range di Normalità

Per quanto riguarda la definizione di range di normalità, entrambi i documenti non raccomandano più l’utilizzo del rapporto tra volume espiratorio massimo in 1 secondo (FEV1) e capacità vitale forzata (FVC), FEV1/FVC < 0,7 e dell’80% del predetto ma introducono il concetto di LLN (limite inferiore della norma), l’ultimo documento aggiunge l’ULN (limite superiore della norma). Si propone di utilizzare, pertanto, i limiti del 5° e 95° percentile (-1,645 e + 1,645 z-score) della popolazione sana per identificare individui con risultati insolitamente bassi o alti, rispettivamente.

L’intervallo di riferimento rappresenta la distribuzione dei valori attesi in una popolazione sana, e il LLN rappresenta un limite per definire i risultati che sono al di fuori dell’intervallo di valori tipicamente osservati in condizioni di salute. I valori percentili descrivono, dunque, la possibilità che il risultato osservato rientri nella distribuzione dei valori negli individui sani: al 5° percentile (corrispondente a un punteggio z di -1,645) esiste una probabilità del 5% che i risultati in un individuo sano siano pari o inferiori a questo valore. Si definisce pertanto il LLN come il 5° percentile, accettando che ciò comporterà che il 5% degli individui sani abbia un risultato falso positivo.

Test di Broncodilatazione (BDR)

Anche sulla responsività al test di broncodilatazione (BDR) vengono introdotti importanti cambiamenti. Nella dichiarazione interpretativa ATS/ERS del 2005 veniva raccomandata la combinazione di una variazione assoluta e relativa (percentuale) di FEV1 e FVC rispetto al basale come prova di bronco-reversibilità (cioè ≥ 200 mL e aumento ≥ 12% di FEV1 e/o FVC).

Il principale limite di questo approccio è che le variazioni assolute e relative del FEV1 e dell’FVC sono inversamente proporzionali alla funzione polmonare basale e sono associate all’altezza, all’età e al sesso, sia in condizioni di salute che di malattia. Due studi, condotti su dati epidemiologici raccolti in adulti sani, hanno riportato che il limite superiore (95% percentile) dell’intervallo di risposta al broncodilatatore in individui sani era 11,6% e 10,1% del previsto per FEV1 e 10,2% e 9,6% del previsto per FVC e la reversibilità nell’FVC, piuttosto che FEV1, ha dimostrato di riflettere meglio i processi fisiologici dell’intrappolamento aereo.

Sulla base di queste considerazioni, si raccomanda di classificare il BDR come variazione > 10% rispetto al valore previsto per FEV1 o FVC evitando interpretazioni errate dovute all’entità del livello di funzionalità polmonare basale. La risposta al broncodilatatore può essere calcolata con la formula [valore post broncodilatazione (L) - valore pre- broncodilatazione (L)] x 100: valore predetto (L). È importante sottolineare, quindi, che questo non equivale a una variazione del 10% tra le misurazioni pre- e post broncodilatatore.

Sebbene le nuove raccomandazioni abbiano l’intento di limitare l’influenza esercitata sul fenomeno di broncoreversibilità dalla funzione polmonare basale e dalle caratteristiche del singolo, la scomparsa delle variazioni assolute di volume comporta sicuramente dei limiti. Tali limiti risultano ancora più evidenti in quei casi in cui la variazione relativa risulta di poco inferiore al 10%, al pari di una variazione assoluta significativamente superiore a 200 mL che, in accordo ai nuovi suggerimenti, risulterebbe come risposta negativa al test di broncoreversibilità. Potrebbe pertanto risultare utile mantenere come risposta significativa al test di broncodilatazione, una variazione in valore assoluto maggiore di 200 mL, anche in presenza di una variazione in % del predetto < 10%.

Deficit Ventilatori

Le prove di funzionalità respiratoria di routine studiano tre proprietà funzionali dei polmoni: il flusso d’aria (inspiratorio ed espiratorio), i volumi e le capacità polmonari (capacità polmonare totale - TLC, volume residuo - RV, capacità funzionale residua - FRC) e la capacità di diffusione del monossido di carbonio (DLCO). Le anomalie in queste tre proprietà funzionali sono convenzionalmente classificate come deficit ventilatorio ostruttivo, ventilatorio restrittivo, ventilatorio misto e limitazioni alla diffusione dei gas alveolari.

Compromissione ventilatoria ostruttiva: Definita da un rapporto FEV1/FVC (o capacità vitale - VC) al di sotto dell’LLN.
Compromissione ventilatoria restrittiva: Caratterizzata da una riduzione della TLC al di sotto del LLN (5° percentile).
Pattern "non specifico": Pattern spirometrico di FEV1/FVC normale ma FVC e/o FEV1 ridotto con TLC normale.

Viene inoltre chiarito il concetto di pattern “non specifico”, inteso come un pattern spirometrico di FEV1/FVC normale ma FVC e/o FEV1 ridotto con TLC normale. Questo modello può riflettere uno sforzo ridotto, una compromissione restrittiva o essere una conseguenza precoce della malattia delle piccole vie aeree con intrappolamento d’aria. Quando non è possibile valutare la TLC il pattern non specifico è stato etichettato anche come PRISm (spirometria alterata a rapporto preservato) che ha dimostrato nel follow-up di essere associato sia a deficit ostruttivi che restrittivi.

Limitazioni alla Diffusione dei Gas Alveolari

L’indice chiave che viene invece utilizzato per valutare la diffusione dei gas è la DLCO, risultante del prodotto KCO (coefficiente di trasferimento del CO che indica l’efficienza di trasferimento del CO da parte degli alveoli) e VA (volume alveolare, il numero di unità alveolari che contribuiscono allo scambio). Anche il range di normalità per DLCO, VA e KCO dovrebbe essere calcolato sulla base del 5° e 95° percentile.

Viene proposto, inoltre, un algoritmo di interpretazione ragionevole utilizzando DLCO insieme a KCO e VA.

Determinare se la DLCO sia aumentata o ridotta in base ai LLN e ULN dei valori di riferimento.
Comprendere la causa di una riduzione della DLCO esaminando i suoi componenti (VA e KCO).

Punteggio Z

Per la classificazione della gravità di tutte le misurazioni ottenibili dalle prove di funzionalità respiratoria si suggerisce di utilizzare il punteggio z. Uno z-score > -1,645 è indicativo di valori normali, tra -1,65 e -2,5 di deficit lieve, tra -2,51 e -4 di deficit moderato e < -4,1 di deficit gravi. Viene, in questo modo, superato l’utilizzo di una percentuale (valori ridotti del 70%, 60%, 50% e 35% per stabilire la gravità del deficit) che non forniva gradazioni uniformi in base all’età, all’altezza, al sesso e all’origine etnica di un individuo.

FEV1Q

Per tale motivo le nuove raccomandazioni introducono per gli adulti l’utilizzo del FEV1Q come un approccio al cambiamento naturale della funzione polmonare. Il FEV1Q è il FEV1 (L) diviso per i valori del 1° percentile, specifici per sesso, di FEV1 riscontrati negli adulti con malattia polmonare (0,4 L per le donne e 0,5 L per gli uomini). In circostanze normali si perde 1 unità di FEV1Q circa ogni 18 anni e ogni 10 anni nei fumatori e negli anziani. Valori del FEV1 Q prossimi ad 1 indicano un maggior rischio di morte.

In un breve intervallo, o anche annualmente, il FEV1Q dovrebbe rimanere stabile; variazioni del FEV1Q possono indicare un cambiamento rapido nella funzione polmonare e possono essere utilizzate come approcci alternativi per misurare cambiamenti significativi nel tempo negli adulti.

Questa metodica risulta più sensibile nel valutare la perdita della funzione polmonare su un lungo periodo, ma nel breve termine stimare la perdita del FEV1 in mL/anno, risulta più facile e più sensibile per seguirne l’andamento.

Esecuzione Corretta della Spirometria

Durante il test, è fondamentale che il paziente collabori attivamente con il tecnico di spirometria per eseguire correttamente la procedura secondo gli standard stabiliti, garantendo così risultati affidabili per la diagnosi e lo screening.

Durante il test, il paziente deve eseguire una serie di manovre respiratorie, tra cui inspirazione massimale, espirazione forzata e inspirazione a flusso massimale.

Calibrazione dello Spirometro: La calibrazione dello spirometro deve essere effettuata giornalmente, con calibrazione dei flussi utilizzando variazioni di forza pompa diverse ad ogni accensione dell’hardware. Tutti i risultati della spirometria devono essere riportati in condizioni BTPS (Body Temperature, Pressure, Saturated with Water Vapor - temperatura corporea, pressione barometrica ambiente, saturazione di vapore acqueo). La temperatura ambiente deve essere registrata con un'accuratezza di ±1°C. Le variazioni nella temperatura del flussimetro o del sensore di flusso possono essere fonte di variabilità.

Controllo delle Infezioni: È fondamentale eseguire sempre, ad ogni cambio paziente, la disinfezione a freddo secondo le indicazioni fornite dalla casa produttrice dello spirometro. L'obiettivo principale è il controllo delle infezioni, mirando a prevenire la trasmissione di infezioni tra i pazienti e il personale sanitario durante il test.

Preparazione al Test: L'età, l'etnia, il peso e l'altezza del paziente devono essere registrati e misurati accuratamente prima di eseguire la spirometria. Per la misurazione dell'altezza, il paziente deve essere senza scarpe, con i piedi uniti, mantenendo una postura eretta con gli occhi al livello e lo sguardo diretto davanti a sé, e con la schiena appoggiata contro lo stadiometro.

Parametri Spirometrici Chiave
Parametro	Descrizione
FEV1	Volume espiratorio massimo in 1 secondo
FVC	Capacità vitale forzata
VC	Capacità Vitale
FEF	Flusso Espiratorio Forzato
DLCO	Capacità di Diffusione del Monossido di Carbonio
KCO	Coefficiente di trasferimento del CO
VA	Volume Alveolare

Le linee guida del 2022 dell'ATS/ERS propongono l'uso delle equazioni di riferimento della Global Lung Function Initiative (GLI), che includono campioni di individui sani di varie etnie e età. Questo approccio permette una valutazione personalizzata dei risultati spirometrici, migliorando la precisione diagnostica.

Rischi e Controindicazioni

I potenziali rischi associati alla spirometria sono principalmente legati alle massime pressioni generate nel torace e al loro impatto sugli organi addominali e toracici, sul ritorno venoso e sulla pressione sanguigna sistemica, nonché sull'espansione della parete toracica e del polmone. Lo sforzo fisico richiesto può aumentare la domanda miocardica.

Si deve prestare particolare attenzione nei pazienti con condizioni mediche che potrebbero essere influenzate negativamente da queste conseguenze fisiologiche, come infarto miocardico acuto o scompenso cardiaco avvenuto da una settimana, ipotensione o ipertensione grave, aritmie cardiache significative, ipertensione polmonare, embolia polmonare, pneumotorace, storia di episodi sincopali correlati a espirazioni forzate o tosse, aneurisma cerebrale o addominale, interventi cardiochirurgici o neurochirurgici o addominali avvenuti da un mese, interventi maxillofacciali o oftalmici avvenuti da una settimana, commozione cerebrale, gravidanza avanzata, infezione respiratoria o sistemica sospetta o confermata, compresa la tubercolosi, e condizioni fisiche predisponenti alla trasmissione di infezioni, come emottisi, secrezioni significative o lesioni o sanguinamento orali.

Poiché la spirometria non è un test urgente e non può essere eseguita in regime d’urgenza, il personale medico deve valutare attentamente le controindicazioni relative suggerite dall'ATS/ERS 2019. Tuttavia, la spirometria deve essere interrotta se il paziente avverte dolore durante la manovra.

Questa revisione scientifica della letteratura basata sulla standardizzazione della spirometria secondo le linee guida dell'American Thoracic Society (ATS) e dell'European Respiratory Society (ERS) del 2019, nonché sull'interpretazione dei risultati basata sulle più recenti linee guida del 2022, indica una crescente adozione e implementazione di queste linee guida da parte dei professionisti sanitari nel contesto della diagnosi e gestione delle patologie polmonari. Le evidenze disponibili supportano l'importanza della corretta esecuzione della spirometria e della sua interpretazione accurata per una valutazione clinica efficace e una gestione ottimale dei pazienti affetti da malattie polmonari. L’interpretazione dei risultati della spirometria basato sull’equazione dei GLI 2012 permette una refertazione molto più personalizzata rispetto alle altre metodiche di refertazioni che si basano su canoni rigidi e non personalizzati.