Interpretazione della Spirometria e del DLCO: La Guida Completa per Diagnosi Precisa e Rapida

Tra le indagini strumentali più utilizzate in Pneumologia vi sono certamente le prove di funzionalità respiratoria (PFR). L’omogeneità e la facile interpretabilità del referto costituiscono un elemento altrettanto importante quanto la correttezza dell’esecuzione tecnica. Qui si descrive una proposta per uniformare i criteri interpretativi e, per quanto possibile, la modalità di esposizione dei dati. È quindi prevedibile una certa flessibilità di applicazione delle raccomandazioni contenute in questo documento, in relazione alle possibili differenze nelle realtà locali.

Organizzazione del Referto e Considerazioni Generali

Le proposte di refertazione riguardano la spirometria semplice (volumi polmonari mobilizzabili), la misura completa dei volumi polmonari (spirometria globale), della diffusione del monossido di carbonio (DLCO), il test di broncodilatazione farmacologica e quello di broncostimolazione aspecifica con metacolina. La refertazione deve contenere dati utili e facilmente interpretabili. Questo presuppone l’esposizione di un numero limitato di parametri e la capacità di interpretarli correttamente.

Inoltre, nelle realtà dove non sia possibile avere a disposizione un medico sempre presente in laboratorio, sarebbe opportuno disporre di un questionario che potrebbe essere compilato dall’operatore. Il questionario dovrebbe contenere domande sul motivo dell’esame, le malattie di cui la persona sa di essere portatrice, la sintomatologia presente, l’esposizione al fumo ed altri inquinanti, le esposizioni professionali, i farmaci assunti e la durata dell’assunzione. Il dato funzionale dovrebbe essere valutato nel contesto clinico della singola persona e l’interpretazione della refertazione dovrebbe consentire una rapida identificazione degli aspetti concordanti o discordanti tra clinica e funzione misurata. La refertazione dovrebbe infine rispondere, come “prodotto” di un laboratorio, a tutte le caratteristiche usualmente richieste dalla certificazione dei laboratori.

A tal fine si propone di rendere evidenti i dati fondamentali (i.e: in grassetto i parametri principali): Capacità Vitale lenta (VC), Volume Espirato massimalmente nel 1° secondo (FEV1), FEV1/VC, Capacità Polmonare Totale (TLC), Capacità di Diffusione alveolo-capillare del CO (DLCO). Capacità Vitale forzata (FVC), FEV1/FVC, Capacità Funzionale Residua (FRC - diluizione di He/washout Azoto/pletismografia), Volume Residuo (RV) e Capacità Inspiratoria (IC) dovrebbero essere lasciati in minore evidenza poiché di minore rilevanza ai fini interpretativi.

Valori di Riferimento e la Loro Importanza

La scelta delle equazioni è fondamentale ai fini della definizione del quadro funzionale; sono in realtà disponibili in letteratura più di 300 equazioni di riferimento per la spirometria. Spesso tale scelta è operata in automatico, nella pratica quotidiana di molti laboratori, dagli strumenti computerizzati attualmente in commercio: vengono in genere impiegate equazioni diverse per diverse fasce di età, senza peraltro rendere esplicita tale scelta. Tali problemi impongono sicuramente una attenzione maggiore alla selezione dei corretti valori di riferimento e una maggiore chiarezza nella loro indicazione nei report degli esami spirometrici.

I valori teorici più comunemente usati in Italia sono gli ERS ’93. Del tutto recentemente la ERS task-force (ERS Global lung Function Initiative) ha pubblicato le equazioni per i valori di riferimento di FEV1, FVC ed il loro rapporto (FEV1/FVC) su un ampio campione multietnico europeo, che permette di tener conto delle specifiche caratteristiche etniche della persona ed è relativo ad un intervallo di età (3-95 anni) coerente con la popolazione generale. Si raccomanda di prendere in considerazione queste equazioni e di confrontarle con i teorici in uso per verificarne l’eventuale futura implementazione. Si ricorda tuttavia come queste sono limitate a due soli parametri e come non siano disponibili attualmente equazioni per la Capacità Vitale lenta con i parametri da essa derivati e per i flussi espiratori forzati, così come per i volumi statici, la Capacità Polmonare totale e gli indici derivati. Nel frattempo, in assenza di soluzioni migliori, è opportuno, nella refertazione, tenere conto dei limiti dei valori teorici ERS 93.

Interpretazione della Spirometria Semplice

La spirometria semplice permette di diagnosticare una compromissione ventilatoria di tipo ostruttivo, e di sospettare una compromissione ventilatoria di tipo restrittivo o misto. Si parla di “compromissione ventilatoria di tipo ostruttivo” quando il rapporto FEV1/VC sia minore del limite inferiore di confidenza: la gradazione di gravità della compromissione in senso ostruttivo viene operata sulla base del FEV1 (diminuzione percentuale rispetto al valore teorico) solo quando la compromissione funzionale è limitata all’ostruzione (non è applicabile alle sindromi miste, nelle quali la riduzione di FEV1 va valutata al netto della componente restrittiva).

Il Documento ATS/ERS indica una suddivisione della compromissione funzionale in cinque livelli di gravità: Mild > 70%, Moderate 60-69%, Moderately severe 50-59%, Severe 35-49%, Very severe < 35% del valore teorico. La gradazione è stata definita sulla base del fatto che una compromissione in cui è dimezzata (< 50%) la funzione polmonare appartiene in ogni caso al grado estremo della scala.

Una spirometria correttamente eseguita dovrebbe comprendere l’esecuzione delle curve inspiratorie che permette di evidenziare le ostruzioni delle alte vie e di escludere che le anomalie registrate sulla curva espiratoria siano condizionate da alterazioni delle vie aeree superiori. L’interpretazione della spirometria comporta anche la valutazione di una serie di reperti che non contribuiscono a costituire i tipici quadri ostruttivo, restrittivo o misto, ma che possono essere utili soprattutto allo specialista pneumologo per meglio configurare la situazione funzionale della persona. La proposta è di fornire tali informazioni in aggiunta alla diagnosi principale.

Volumi Polmonari e la Loro Misurazione

La task force ATS/ERS ha riassunto in “Standardisation of the measurement of lung volumes” gli aspetti metodologici della misurazione dei volumi polmonari. Va ricordato in particolare come la misura dei volumi sia influenzata dalla metodica a seconda delle condizioni patologiche in cui viene applicata. I metodi più comunemente utilizzati sono di 2 tipi: la tecnica pletismografica (pletismografo corporeo a variazione di pressione o di volume) e la tecnica in cui sia utilizzata la diluizione o il wash-out di un gas (He, N2). Il primo metodo (determinazione di FRC con metodo pletismografico, indicato più spesso con l’acronimo TGV) è preferibile in tutti quei casi in cui sia sospettata la presenza di ostruzione ed in cui siano presumibilmente presenti distretti ad elevata costante di tempo. In questi soggetti il valore di FRC determinato con le altre metodiche potrebbe essere sensibilmente sottostimato.

Nel caso si esegua la sola spirometria semplice, senza determinazione dei volumi statici, la compromissione ventilatoria di tipo restrittivo può essere solo sospettata sulla base di una diminuzione oltre il limite inferiore di confidenza della VC o della FVC, a patto che l’indice di Tiffenau (IT: FEV1/VC) sia nella norma o solo lievemente compromesso rispetto all’entità della diminuzione della VC. Si propone in questo caso di riportare nelle conclusioni: “reperto apparentemente compatibile con una compromissione ventilatoria di tipo restrittivo di grado…: una definizione certa richiede la misurazione dei volumi statici”.

Quando alla restrizione non sia associata una componente ostruttiva, si potrà definire l’entità della alterazione funzionale sulla base dei tre livelli già impiegati per l’ostruzione, utilizzando ancora FEV1 come parametro di riferimento (la sua riduzione rispecchia quella di VC, essendo IT conservato). Una analisi a parte meritano i quadri funzionali in cui siano ridotti i soli volumi statici e quelli in cui sono i soli volumi mobilizzabili ad essere significativamente diminuiti, in presenza di un IT sostanzialmente normale: è vero che TLC è ridotto ma il quadro non rappresenta quella “concorde riduzione di tutti i volumi” cui si fa tradizionalmente riferimento quando si parla di compromissione di tipo restrittivo. In particolare, la riduzione dei soli volumi statici è spesso presente in persone cardiopatiche in compenso labile o scompensate, mentre la riduzione dei soli volumi mobilizzabili è spesso presente in soggetti affetti da malattie neurologiche o neuromuscolari. In questi casi è più corretto definire il quadro con “riduzione isolata dei volumi statici compatibile con” (riportando la descrizione del quadro clinico).

Tale “pattern” è caratterizzato dalla presenza di diminuzione della FVC in presenza di un rapporto FEV1/FVC e di una TLC nella norma o prossimi ad essa e sembra presentarsi nel 10-15% degli adulti che afferiscono ad un laboratorio di fisiopatologia respiratoria. Diverse sono le condizioni cliniche che possono determinare questo particolare “pattern” funzionale: può essere l’espressione di una ostruzione bronchiale a carico delle vie aeree più periferiche, di un enfisema panlobulare, primitivo (definibile con relativa certezza solo con la determinazione dei volumi statici), di una condizione di obesità. Per una migliore interpretazione del “Pattern non-specifico” è comunque necessario eseguire un test di broncodilatazione farmacologica.

Va infine tenuto presente che una diminuzione della Capacità Vitale in presenza di un rapporto FEV1/VC e di volumi statici nella norma può anche essere espressione di una collaborazione non ottimale nell’esecuzione delle manovre volontarie massimali. Anche per questo particolare pattern sarebbe opportuna una descrizione dell’alterazione con una ipotesi causale (i.e.: “diminuzione dei volumi mobilizzabili compatibile con…”).

Nel caso di compromissione mista (sia ostruttiva che restrittiva) va dato un giudizio su quale sia prevalente. Una possibilità consiste nel definire la componente restrittiva del FEV1 sulla base dell’entità di diminuzione della TLC. Va sempre tenuto presente che l’ostruzione è in generale, soprattutto nelle persone affette da BPCO, disomogenea, con conseguente disomogeneità della eventuale iperinsufflazione secondaria. Ne consegue che, nello stesso polmone, possono esservi aree iperinsufflate insieme a territori fibrotici. Quando TLC sia nella norma o prossima ad essa, questa possibilità va considerata nell’interpretazione dei dati.

La Spirometria Globale: Come Si Fa?

La spirometria globale come si fa? Pletismografia, oggi la più utilizzata, il cui funzionamento si basa sulla legge di Boyle - a temperatura costante, il volume di gas (in questo caso aria) in un contenitore varia inversamente ai cambiamenti di pressione, e il prodotto della pressione e del volume nel sistema è costante. Misurando tali cambiamenti si possono ricavare i volumi assoluti quando le variazioni di volume sono note. Il paziente si posiziona nella cabina pletismografica, dotata di apposite pareti trasparenti. Vengono quindi applicati correttamente l’accessorio stringinaso e il boccaglio. In questa fase, il paziente deve sempre respirare regolarmente e senza aprire la bocca, anche quando l’operatore chiude una valvola posizionata davanti alla bocca stessa. Pochi secondi dopo, la valvola viene riaperta e il paziente deve inspirare profondamente ed espirare più a lungo che può (manovra spirometrica). Durante l’espirazione, che deve essere mantenuta per il tempo minimo indicato dall’operatore, il paziente non deve inspirare o tossire.

Diluizione dei gas, che può basarsi sulla diluizione dell’elio oppure sul wash out dell’azoto. Nel primo caso, il paziente deve respirare una miscela contenente elio, gas inerte con la capacità di diffondersi nelle vie aeree senza coinvolgere la barriera alveolo-capillare. Dato che sono note la concentrazione iniziale dell’elio e quella dell’elio rimasto nello strumento, è possibile misurare quanto ne è stato respirato dal paziente, permettendo così di misurare il volume residuo e la capacità polmonare totale.

Test di Broncodilatazione

Test di broncodilatazione, che, in presenza di un’ostruzione, prevede la somministrazione di un farmaco broncodilatatore per valutare se l’ostruzione stessa risulta reversibile.

Studio della Diffusione Alveolo/Capillare del Monossido di Carbonio (DLCO)

Studio della diffusione alveolo/capillare del monossido di carbonio (DLCO), durante il quale il paziente deve inalare una miscela gassosa con bassissime quantità di monossido di carbonio e metano e trattenere il respiro per 10 secondi prima di espirare completamente. Il paziente ne respira un piccolo quantitativo e viene chiesta un'apnea di 10 secondi, seguita da una espirazione completa. Valuta la reattività delle vie aeree.

Dopo alcuni respiri tranquilli e senza mai staccarsi dal boccaglio, il paziente viene invitato ad espirare velocemente svuotando completamente il suo polmone. Segue un’inspirazione profonda durante la quale il paziente inala un gas costituito da aria miscelata ad una bassissima percentuale di CO (0.3%) e metano (0.3%) e trattiene il respiro per 10 secondi al termine dei quali espira velocemente. La differenza di concentrazione di CO tra inspirato ed espirato è funzione di quanto gas passa dagli alveoli ai capillari: più è alta questa differenza e più alta è la capacità del polmone di assorbire il CO. Il metano viene utilizzato come gas che non diffondendo nei capillari indica in quanto spazio alveolare il CO si è distribuito.

A Cosa Serve la Spirometria e Quali Patologie Rileva?

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.

L’interpretazione dei risultati della spirometria è affidata al medico, che valuta i risultati registrati e li mette a confronto con i valori di riferimento in base all’anamnesi del paziente e ai risultati di eventuali altri accertamenti. La spirometria può essere richiesta dal medico in caso di sintomi come tosse, affanno, mancanza di respiro. È utile per diagnosticare una patologia polmonare ostruttiva (ovvero che causa un’ostruzione delle vie aeree) o restrittiva (ossia che impedisce la normale espansione del polmone), per verificare l’efficacia di una terapia e per controllare l’andamento di patologie come: asma; polmonite; broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO); fibrosi cistica; fibrosi polmonare.

In alcuni casi, la spirometria è associata a esami specifici per la diagnosi di alcune patologie, come il test di provocazione con la metacolina per l’asma o il test DLCO (diffusione alveolo-capillare del monossido di carbonio) per le fibrosi e l’enfisema. Inoltre, la spirometria può essere richiesta come esame di controllo prima di un intervento chirurgico, per il rilascio del certificato di idoneità all’attività sportiva o come test di screening della funzionalità polmonare per i lavoratori esposti al rischio di malattie respiratorie.

Quali Sono i Rischi e le Controindicazioni della Spirometria?

La spirometria è un test molto semplice e non invasivo, che non comporta alcun rischio per la maggior parte delle persone. Lo sforzo richiesto nell’emissione dell’aria in alcuni soggetti può però causare nell’immediato vertigini, tremori, stanchezza, dolore al petto.

La spirometria è controindicata in caso di ipertensione non controllata dai farmaci, angina pectoris e infarto recenti, e quando non siano ancora guarite le ferite per interventi chirurgici a torace, occhi e cranio. L'esame è controindicato in caso di precedenti episodi cerebrovascolari, recenti traumi o interventi chirurgici (toracici, addominali, oculari), patologie cardiovascolari instabili (angina, ipertensione non trattata), aneurismi, episodi infettivi polmonari in atto o recenti, presenza di sintomi che potrebbero interferire con l'esame (nausea, vomito).

Norme di Preparazione per la Spirometria

La spirometria richiede alcune semplici norme di preparazione:

astenersi dal fumo nelle 24 ore precedenti il test;
evitare alcolici, pasti abbondanti e attività fisiche intense nelle quattro ore precedenti;
indossare abiti comodi, che non ostacolino i movimenti per l’inspirazione e l’espirazione profonde;
non assumere farmaci broncodilatatori.

Come Si Esegue l’Esame?

La spirometria richiede la partecipazione attiva del paziente e viene effettuato con l’assistenza di un medico o di un infermiere. Si esegue da seduti, talvolta con uno stringinaso per impedire la respirazione nasale. Si utilizza un boccaglio collegato con un dispositivo elettronico (spirometro) e viene chiesto al paziente di inspirare profondamente attraverso lo strumento fino a riempire d’aria i polmoni, quindi di serrare bene le labbra intorno al boccaglio e di espirare il più velocemente e con più forza possibile per espellere l’aria fino allo svuotamento dei polmoni.

L'esame è indolore, non fastidioso e dura generalmente circa 10 minuti. Per avere un risultato ottimale bisognerebbe evitare sforzi intensi per almeno 30 minuti prima del test, evitare il fumo di sigaretta per le 24 ore precedenti, evitare di mangiare per le 2 ore precedenti e di bere alcolici per le 4 ore prima dell'esame. È consigliato indossare indumenti larghi che non comprimano la respirazione. Viene applicata una clip morbida sul naso per impedire l'emissione di aria dalle narici ed ottenere il massimo sforzo possibile nell'esecuzione del test. Tale strumento è connesso ad un computer e ad un pneumotacografo (un misuratore di flusso) che riproduce e stampa le curve flusso-volume, come grafici respiratori (spirogrammi). La diagnosi può riferirsi ad un quadro normale, ostruttivo, restrittivo e misto (ostruttivo e restrittivo) da interpretare sulla base della raccolta anamnestica. Al termine del test si potrebbe avvertire una sintomatologia lieve e transitoria correlata allo sforzo di espirazione (vertigini, instabilità, stanchezza, dolore al torace, allo stomaco e agli occhi).

Spirometria Globale o Pletismografia Corporea

La Spirometria Globale o Pletismografia corporea (con esame di Diffusione alveolo Capillare DLCO) è un esame strumentale non invasivo che permette di misurare la quantità totale di aria che è contenuta nella gabbia toracica. la spirometria globale o pletismografia con cui è possibile calcolare quanta aria è contenuta nella gabbia toracica, cioè la capacità polmonare totale (CPT o TLC dall’inglese Total Lung Capacity), compresa quella che rimane nel torace al termine di una espirazione forzata, il volume residuo (VR o RV, Residual Volume). Questi ultimi due parametri vengono ricavati misurando la capacità funzionale residua (CFR o FRC, Functional Residual Capacity) e sono detti volumi polmonari statici.

L’esame viene eseguito nella cabina pletismografica attrezzata per misurare cambiamenti di pressione, flussi o volumi. Il paziente deve indossare uno stringinaso, inserire un boccaglio in bocca ed eseguire atti respiratori rapidi e superficiali (panting). La valutazione della funzione respiratoria con la tecnica pletismografica è essenziale per diagnosticare diverse patologie che compromettono la funzionalità respiratoria e per valutarne la gravità e l’evoluzione. Viene usata sia per le patologie caratterizzate da insufficienza ventilatoria di tipo ostruttivo, come enfisema polmonare, BPCO, Asma, Fibrosi Cistica, sia per quelle caratterizzate da insufficienza ventilatoria di tipo restrittivo, come le pneumopatie interstiziali (es.

Dopo avere indossato uno stringinaso e inserito un boccaglio in bocca, il paziente deve respirare normalmente. Quando dopo pochi secondi la valvola viene riaperta il paziente deve eseguire un’inspirazione profonda e un’espirazione più lunga possibile (manovra spirometrica). Solitamente le persone che soffrono di claustrofobia, non hanno alcun problema, anche perchè il box ha le pareti trasparenti proprio per limitare la sensazione di costrizione.

Misura della DLCO

La misura della DLCO è un test molto semplice da eseguire e allo stesso tempo molto sensibile nei confronti di quelle malattie che compromettono il polmone nella sua parte più profonda: alveoli e capillari polmonari. Tra queste si ricordano le fibrosi polmonari, le malattie immunologiche del polmone, l’enfisema polmonare e l’ipertensione arteriosa polmonare.