La spirometria è uno degli esami più comuni per valutare la funzionalità polmonare. Si tratta di uno strumento diagnostico particolarmente efficace e diffuso in quanto standardizzato, indolore, facilmente riproducibile ed oggettivo. La spirometria è utilizzata frequentemente nella diagnosi e nella valutazione delle funzionalità polmonari nelle persone con malattie restrittive o ostruttive delle vie aeree.
Misurazioni e Valori di Riferimento
Le misurazioni della velocità di flusso d’aria e dei volumi polmonari possono essere utilizzate per differenziare le patologie ostruttive da quelle restrittive, per determinare il livello di gravità della malattia e per valutare la risposta alla terapia. Le misurazioni vengono tipicamente riportate come flussi, volumi assoluti e come percentuali del valore previsto, utilizzando dati derivati da un grosso campione di persone che si presumeva avessero una normale funzionalità respiratoria.
Durante l'esame ci si avvale di un particolare strumento chiamato spirometro, in grado di valutare i diversi volumi polmonari. Grazie allo spirometro è possibile misurare le variazioni di volume del sistema respiratorio. Dopo aver fatto compiere al paziente una inspirazione massimale non brusca si fa espirare tutta l'aria con una manovra lenta.
Il test della spirometria consente di controllare alcuni parametri, quali, per esempio:
- CVF: la quantità massima di aria che si può espirare con forza dopo aver inspirato il più profondamente possibile.
- VEMS o FVE1: la quantità massima di aria che si può espirare con forza in un secondo.
- PEF: il picco di flusso espiratorio.
- MVV: la massima ventilazione volontaria.
Spirometria Forzata e Parametri Chiave
Le misure quantitative del flusso inspiratorio ed espiratorio vengono ottenute con la spirometria forzata. Nelle valutazioni del flusso espiratorio, i pazienti inspirano il più profondamente e vigorosamente possibile, serrando le proprie labbra attorno a un boccaglio ed espirano il più completamente e fortemente possibile all’interno di un apparecchio che registra il volume espirato (capacità vitale forzata [CVF]) e il volume espiratorio forzato in 1 secondo [FEV1]).
Il valore più importante fornito dalla spirometria è la capacità vitale forzata (CVF o FVC). Successivamente il soggetto viene invitato a compiere un'inspirazione massimale (fino a CPT), seguita da una rapida, decisa e completa espirazione (fino a VR). La collaborazione del paziente durante la spirometria è quindi fondamentale.
Il FEV1 è il parametro di flusso più riproducibile ed è particolarmente utile nella diagnosi e nel monitoraggio dei pazienti affetti da patologie polmonari ostruttive. Il FEV1 e CVF aiutano a differenziare i disturbi polmonari ostruttivi da quelli restrittivi. L’interpretazione di queste misurazioni dipende dalla corretta esecuzione del test da parte del paziente, che spesso migliora se assistito e istruito durante la manovra vera e propria.
Analizzando i parametri ottenuti con la spirometria si può valutare la funzionalità polmonare e diagnosticare la presenza di eventuali patologie. In particolare la curva di espirazione forzata può dirci se l'insufficienza polmonare è di tipo ostruttivo o restrittivo.
Criteri di accettabilità del test
- Buona iniziazione al test.
- Assenza di una precoce interruzione dell’espirazione.
- I tentativi di ripetere il test presentano variazioni inferiori al 5% o ai 100 mL.
Curva Flusso-Volume: Un Approccio Grafico
Contrariamente allo spirogramma, che mostra il flusso (in L) rispetto al tempo (in secondi), la curva flusso-volume mostra il flusso (in L/secondo) in relazione al volume polmonare (in L), dall’inspirazione massimale all’espirazione completa (volume residuo) e durante la massima espirazione a partire dall’inspirazione completa (capacità polmonare totale). Il vantaggio principale della curva flusso-volume è che essa è in grado di mostrare se il flusso d’aria è appropriato per un particolare volume polmonare.
Per esempio, il flusso d’aria è normalmente più lento a volumi polmonari bassi perché il ritorno elastico è minore a volumi polmonari più bassi. I pazienti affetti da fibrosi polmonare hanno bassi volumi polmonari, e il loro flusso d’aria appare ridotto, se misurato indipendentemente.
La rappresentazione grafica della spirometria è espressa da una curva volume/tempo, nella quale, sull’asse delle ascisse, è riportato il valore del tempo, sulle ordinate quello della quantità di aria espirata (volume).
La morfologia della curva FV può indicarci se l’ostruzione è a livello delle alte vie aeree o se siamo di fronte a un’ostruzione delle vie aeree centrali.
Interpretazione della Curva Flusso-Volume in Diverse Condizioni
La curva flusso-volume richiede la misura dei volumi polmonari assoluti. I valori ottenuti possono essere confrontati con i valori previsti (predetti). Naturalmente se non si dispone di misurazioni pregresse diviene estremamente importante eseguire almeno un test di broncodilatazione (BD).
Maggiore resistenza al flusso d’aria a causa di anomalie interne del lume delle vie aeree (p. Alterazioni della parete delle vie aeree (p. Riduzione del ritorno elastico (p. Con la velocità ridotta del flusso d’aria, i tempi espiratori sono più lunghi del normale e l’aria può rimanere intrappolata all’interno dei polmoni a causa dello svuotamento incompleto e dell’aumento dei volumi polmonari.
Le vie aeree che tendono a ostruirsi in seguito alla compressione sono quelle a monte dell’EPP, cioè dove la pressione è inferiore a quella pleurica.
Disturbi Ostruttivi
Le patologie ostruttive sono caratterizzate dalla riduzione del flusso d’aria, in modo particolare del FEV1 e del FEV1 espresso come percentuale della CVF (FEV1/CVF). Il grado di riduzione del FEV1 comparato con i valori previsti determina il grado del difetto ostruttivo (Gravità dei disturbi polmonari ostruttivi e restrittivi). Il rapporto VEMS/CVF è fondamentale per discriminare un deficit ostruttivo da uno restrittivo. Il rapporto VEMS/CVF in pazienti adulti normali oscilla tra 70% e 80%; un valore inferiore al 70% indica un deficit ostruttivo e alta probabilità di BPCO.
Il miglioramento del FEV1 o del FEV1/CVF ≥ 12% o di 200 mL in seguito alla somministrazione di un broncodilatatore conferma la diagnosi di asma o di ipersensibilità delle vie aeree. Tuttavia, alcuni pazienti affetti da asma possono avere una funzionalità respiratoria e parametri spirometrici normali tra una crisi e l’altra.
Nel caso dell’asma il grado di ostruzione varia e così il tipo di reperto, che può essere rappresentato dalla sola riduzione dei flussi parziali con FEV1 e FVC normali (ostruzione delle piccole vie aeree) o dalla riduzione anche del FEV1 con FVC normale e riduzione dell’I.T. Il FEV1 è l’indice respiratorio più strettamente correlato a una valutazione prognostica dell’asma.
Il carattere di reversibilità dell'ostruzione bronchiale viene valutato in base ai risultati di una seconda spirometria effettuata dopo somministrazione di un broncodilatatore.
Disturbi Restrittivi
Un disturbo restrittivo è caratterizzato da una riduzione del volume polmonare, specificamente, una CPT (capacità polmonare totale) < 80% del valore predetto. Tuttavia, nella malattia restrittiva precoce, la capacità polmonare totale può essere normale (come risultato di un forte sforzo inspiratorio) e l’unica anomalia potrebbe essere una riduzione del volume residuo. La riduzione della CPT (capacità polmonare totale) determina la gravità della restrizione.
La riduzione dei volumi polmonari provoca una riduzione delle velocità di flusso (FEV1 ridotto). Perdita di volume polmonare (p. Anomalie delle strutture che circondano il polmone (p. Debolezza dei muscoli inspiratori (p. Anomalie del parenchima polmonare (p.
Insufficienza polmonare di tipo restrittivo: le vie aeree hanno un calibro normale ma i polmoni hanno una ridotta capacità di espansione, oppure vi è una riduzione della superficie ventilatoria polmonare (obesità , miopatie, pleurite, poliomielite, edema polmonare ecc.). La capacità vitale ed i vari volumi diminuiscono in modo proporzionale, diventando inferiori alla norma. Se il rapporto VEMS/CVF è normale o aumentato, si tratta probabilmente di una limitazione di tipo restrittvo.
Test di Provocazione con Metacolina e Test da Sforzo
Qualora il sospetto di asma rimanga elevato nonostante normali risultati della spirometria, è indicato il test di provocazione con la metacolina, analogo sintetico dell’acetilcolina che si comporta come un irritante bronchiale aspecifico, al fine di riconoscere o escludere la broncocostrizione. Il test più diffuso è quello con metacolina, molto utile nell’escludere la diagnosi di asma in caso di negatività.
Nel test di provocazione alla metacolina, i parametri spirometrici vengono misurati in condizioni basali e dopo inalazione di concentrazioni crescenti di metacolina. La concentrazione di metacolina che causa un calo del 20% FEV1 è chiamata PC20. I laboratori hanno diverse definizioni di reattività delle vie aeree, ma in generale i pazienti, quando mostrano almeno una riduzione del FEV1 del 20% rispetto al valore di base (PC20), quando la concentrazione di metacolina inalata è < 1 mg/mL, è considerata diagnostica di un aumento della reattività bronchiale, mentre una PC20 > 16 mg/mL esclude la diagnosi.
Il test da sforzo può essere utilizzato per identificare la broncocostrizione indotta dallo sforzo ma è meno sensibile del test di provocazione con metacolina nell’individuare un’ipersensibilità generalizzata delle vie aeree. Il paziente viene sottoposto a un livello costante di lavoro sul tapis roulant o sul ciclo-ergometro per 6-8 minuti a un’intensità tale da determinare una frequenza cardiaca pari all’80% della frequenza massima prevista. Il FEV1 e la CVF (capacità vitale forzata) vengono misurati prima e dopo 5, 15 e 30 minuti di esercizio.
L’iperventilazione volontaria eucapnica può anche essere utilizzata per indurre e diagnosticare la broncocostrizione indotta dall’esercizio fisico, ed è il metodo accettato dal Comitato Olimpico Internazionale. L’iperventilazione volontaria eucapnica comporta l’iperventilazione con una miscela di gas di 5% di diossido di carbonio e di 21% di ossigeno all’85% della massima ventilazione volontaria per 6 min. Il FEV1 viene poi misurato a intervalli specifici dopo il test.
Tabella: Gravità dei Disturbi Polmonari Ostruttivi e Restrittivi
La tabella seguente riassume la classificazione della gravità dei disturbi polmonari ostruttivi e restrittivi basata sui valori di FEV1 e CPT:
| Gravità | FEV1 (% del valore predetto) | CPT (% del valore predetto) |
|---|---|---|
| Lieve | > 70% | 60-80% |
| Moderata | 60-69% | 50-59% |
| Grave | 50-59% | < 50% |
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