Espirometría: Interpretación y Patrones de Obstrucción y Restricción Pulmonar, Resúmenes de Neumología

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Guía de bolsillo

INTERPRETACION DE LA ESPIROMETRIA EN 10

PASOS

Juan Carlos Vázquez García

Rogelio Pérez Padilla

Dr. Juan Carlos Vázquez García

Neumólogo y Maestro en Ciencias Médicas. Jefe del Departamento de Fisiología Respiratoria, Instituto Nacional de Enfermedades Respiratorias. Miembro del la Sociedad Mexicana de Neumología y Cirugía de Tórax y del Departamento de Fisiopatología de la Asociación Latinoamericana del Tórax (ALAT).

Dr. Rogelio Pérez Padilla

Neumólogo e Investigador Titular en Ciencias Médicas, Instituto Nacional de Enfermedades Respiratorias. Miembro de la Sociedad Mexicana de Neumología y Cirugía de Tórax. Director del Departamento de Fisiopatología y Vicepresidente de la Asociación Latinoamericana del Tórax

1. ¿SABES QUE MIDE LA ESPIROMETRÍA

La espirometría sirve para ver el tamaño de los pulmones y el calibre de los bronquios. Cuando los pulmones son pequeños, por una enfermedad pulmonar o por nacimiento, se puede meter y sacar poco aire de los mismos. Unos pulmones grandes pueden recibir más aire que unos pequeños lo que se detecta por la espirometría. Al volumen de aire (en litros) que se puede sacar de los pulmones totalmente inflados se le llama CAPACIDAD VITAL FORZADA (las siglas en inglés son FVC, Figura 1). Se llama capacidad vital porque vio que correlacionaba con la “vitalidad” del individuo, y se dice que es forzada porque se pide que se saque el aire con máximo esfuerzo. La enfermedad pulmonar puede hacer que disminuya la FVC. Por ejemplo, la tuberculosis extensa, lesiona el pulmón y lo cicatriza, haciéndolo más pequeño y difícil de inflar por lo en la espirometría muestra una capacidad vital disminuida.

0- 5 10 15 Tiempo (seg)

0 20

1-

3-

2-

5-

4-

6-

7-

Volumen (L)

Inspiración máxima

Espiración máxima

FVC = Capacidad Vital Forzada. = Tamaño Pulmonar. = Aprox. 80% de TLC FEV6 = Muy aproximado

RV: Volumen residual

TLC = Capacidad Pulmonar Total. = Todo el tamaño del pulmón. Se mide con otras pruebas, como pletismografía.

FEV

FEV1: Volumen espiratorio en un seg. Mide aceleración del volumen. Mide obstrucción bronquial

FVC

Vt: Volumen corriente

FEV

Figura 2. Esquema de los volúmenes pulmonares. La espirometría permite medir el máximo volumen de aire que puede exhalarse después de una inspiración máxima (FVC) y la aceleración con que pueden movilizarse estos volúmenes (flujos). El FEV1 y el cociente (FEV1/FVC) son los parámetros que se utilizan para medir la obstrucción al flujo aéreo. La espirometría no permite medir el volumen residual (RV) y consecuentemente la capacidad pulmonar total (TLC).

Por otro lado, cuando los bronquios están estrechos o cerrados, el aire dentro de los pulmones sale más lento que cuando están bien abiertos. Es como en el caso de un tubo, por el que pasa menos agua si está cerrado o estrecho que si está abierto. Varias enfermedades se caracterizan por estrechar los bronquios como el asma bronquial y la EPOC, y por lo tanto se detectan en la espirometría porque los enfermos sacan el aire más lentamente. Esto se describe como “flujos de aire disminuidos”. La medida más importante del flujo de aire es el VOLUMEN ESPIRATORIO FORZADO EN UN SEGUNDO abreviado

en ingles FEV1 (Figura 1). Esta es la cantidad de aire que puede sacar un individuo un segundo después de iniciar la exhalación teniendo los pulmones completamente inflados y haciendo su máximo esfuerzo. Normalmente en el primer segundo se saca la mayor parte del aire de los pulmones, o sea de la capacidad vital. En personas jóvenes se puede sacar en el primer segundo el 80% de la capacidad vital, o sea que en jóvenes el FEV1 en litros es de aproximadamente el 80% de la capacidad vital en litros. Por lo tanto, la otra medida importante que se hace en la espirometría es el cociente entre el volumen espiratorio forzado en el primer segundo (FEV1) y la capacidad vital forzada (FVC), índice llamado FEV1/FVC. Cuando los bronquios están obstruidos, se sacará menos del 80% del aire en el primer segundo por lo que la relación FEV1/FVC estará disminuida.

La limitación más importante de la espirometría es que solo mide el volumen de aire que se desplaza durante la exhalación. Con la espirometría no es posible medir el volumen de aire que se queda en el tórax después de una máxima exhalación, este volumen se llama volumen residual y cuando se suma a la FVC se constituye la capacidad pulmonar total (TLC, por sus siglas en inglés). Ver Figura 1.

2. ASEGÚRATE DE CONTAR CON LA INFORMACIÓN

SUFICIENTE

Antes que nada se debes estar seguro de que el reporte de espirometría cuenta con la información suficiente que permita valorar la calidad técnica de la prueba y realizar una buena interpretación. La información más importantes son los valores de FEV1, FVC o FEV6, el cociente FEV1/FVC o FEV1/FEV6, y las gráficas de flujo-volumen y volumen- tiempo.

Datos recomendados para el reporte de espirometría

1. Datos demográficos del paciente.
2. Datos ambientales.
3. Valores de referencia. 4. Tres maniobras:

a. Valores (FEV1, FEV6 o FVC, FEV1/FVC o FEV1/FEV6, y PEF). b. Gráficas

5. Otros parámetros recomendados: a. Repetibilidad (variabilidad FVC y FEV1).

b. Graduación de calidad. c. Interpretación automatizada. a) Fecha de última calibración.

MUESTRA DE REPORTE DE ESPIROMETRIA

(Formato modificado)

Nombre: Fecha: 06/06/ Registro: 1234 Hora: 02:38pm Edad: 31años Prueba post.: 02:44pm Estatura: Height 5 ft 11 in Modo de prueba: DIAGNOSTICA Peso: 172 lbs, IMC: 24.1 Valores predichos: NHANES III Sexo: Masculino Valor seleccionado: MEJOR PRUEBA Raza: Hispano Técnico: Fumador: NO Conversión BTPS: 1.10/ 1. Asma: NO

PRUEBA BASAL PRUEBA POSTBRONCODILATADOR

PARAMETRO 1 2 3 Pred %Pred 1 2 3 %Pred Cambio FEV1 (L) 4.44 4.41 4.34 4.55 98 4.63 4.55 4.56 102 4% FVC (L) 5.83 5.85 5.80 5.61 104 5.75 5.69 5.66 103 -1% FEV1/FVC 0.76 0.75 0.75 0.82 93 0.80 0.80 0.81 99 FEF25-75 (L/s) 3.60 3.46 3.35 4.50 80 4.26 4.19 4.19 95 PEF (L/s) 12.11 12.50 12.74 10.45 116 13.74 13.26 13.87 131 13%* FET (s) 6.94 7.85 8.19 -.-- -.-- 6.65 5.58 5.55 -.-- FIVC (L) 5.59 5.61 5.78 5.61 100 5.81 5.78 5.77 104 PIF (L/s) 7.63 7.24 7.21 -.-- -.-- 7.28 10.01 8.02 **-.--

• INDICA VALOR ABAJO DEL LIMITE INFERIOR NORMAL O CAMBIO SIGNIFICATIVO POSTBRONCODILATADOR.**

VARIABILIDAD GRADO DE CALIDAD

FEV1 basal = 0.03L 0.7%; FVC basal = 0.02L 0.4%; A FEV1 Post = 0.07L 1.5%; FVC post = 0.06L 1.1%; A

RESULTADOS: El mejor FEV1 es 98% del predicho INTERPRETACION AUTOMATIZADA: ESPIROMETRIA NORMAL

GRAFICAS FLUJO-VOLUMEN VOLUMEN-TIEMPO

Figura 2. Ejemplo de reporte espirométrico que cuenta con datos del sujeto (A); parámetros técnicos (B), resultados de las tres mejores maniobras pre y postbroncodilador (C); variabilidad del FEV1 y FVC y grado de calidad de la espirometría (D); resultados e interpretación automatizada (E); y, gráficas de flujo-volumen y volumen tiempo (F).

A

B

C

D

E

F

3. GRADÚA LA CALIDAD DE LA ESPIROMETRIA

El proceso de interpretación inicia con una graduación de calidad de la espirometría. La calidad de la espirometría se determina evaluando los criterios de aceptabilidad de cada maniobra de FVC y la repetibilidad de la espirometría. Los criterios de aceptabilidad evalúan el inicio del esfuerzo, la duración de este y su terminación; también determinan si las maniobras están libres de artefactos

Criterios de aceptabilidad

¾ Inicio adecuado: o Elevación abrupta y vertical en la curva flujo volumen. ¾ Terminación adecuada: o Sin cambios >25 mL por al menos 1 segundo en la curva volumen-tiempo. o Duración de la espiración de al menos 6 segundos (≥10 años) y de 3 segundos en <10 años.

¾ Libre de artefactos: o Sin terminación temprana. o Sin tos. o Sin cierre glótico. o Sin esfuerzo variable. o Sin exhalaciones repetidas. o Sin obstrucción en boquilla o fuga alrededor de la misma. o Sin errores de línea de base (sensores de flujo).

Los criterios de aceptabilidad de las maniobras espirométricas se determinan en las curvas de flujo-volumen (FV) y de volumen-tiempo (VT) Las Figuras 3 y 4 muestran ejemplos respectivos de curvas FV y VT normales y de buena calidad técnica.

Gráfica volumen-tiempo

1 2 3 4 5 6 7

2

3

4

1

6 5

Volumen (L)

Tiempo (seg)

FVC A FEV

B

D E

FEV

Figura 3. Grafica volumen-tiempo normal. Presenta el tiempo en segundos en el eje horizontal (x) contra el volumen en litros en el eje vertical (y). Una curva normal muestra un ascenso vertical rápido (A), una transición en el volumen o rodilla (B), y una meseta que describe la duración del esfuerzo. La terminación adecuada se alcanza al final (E) cuando no hay cambios de volumen mayores a 25 mL, por al menos 1 segundo. En esta curva se identifica con facilidad la FVC, el FEV y la duración del esfuerzo espiratorio (>7 segundos). El FEV6 es el volumen espiratorio forzado en 6 segundos y se usa como sustituto de FVC en la espirometría de consultorio.

Terminación adecuada de la maniobra espirométrica

El criterio de terminación del esfuerzo espiratorio se establece cuando no se registra cambio en volumen mayor a 25 mL (curva VT) durante al menos un segundo, siempre y cuando el sujeto haya exhalado más de 3 segundos (niños menores de 10 años) y más de 6 segundos en individuos de 10 años o más (Figura 6). No obstante, se permite al individuo terminar la maniobra en cualquier momento que sienta alguna molestia, especialmente si existe sensación de mareo o cercana al desmayo. En espirometría de consultorio se puede utilizar el FEV6 como equivalente de la FVC, este parámetro es más fácil de obtener.

Tiempo (seg)

2

4

6

0 2 4 2 4 2 4 2 4 6 8 10

Volumen (L)

A

B C^ D

Figura 6. Gráficas volumen tiempo con terminación temprana (A, B y C) que subestiman la FVC. La curva D muestra criterio de terminación con duración de más de seis segundos y con mesta de un segundo.

Presencia de artefactos (maniobras espirométricas no aceptables)

La presencia de artefactos definen esfuerzos no aceptables, lo que significa que son inadecuados para la interpretación. A continuación se muestran ejemplos de los artefactos más frecuentes (Figuras 7-14).

Terminación temprana

Volumen (L)

Flujo (L/s)

Volumen (L)

0 Tiempo (seg)

(^0 24 6 0 2 4 6 )

BUEN ESFUERZO INICIAL

1. Curva de forma triangular
2. Inicio abrupto muy vertical
3. Generación de flujo pico
4. Interrupción súbita

Terminación temprana. Interrumpe y vuelve a inhalar antes de dos segundos

Figura 7. Ejemplo de esfuerzo espiratorio con terminación temprana. La gráfica flujo-volumen se traza casi de manera completa, excepto por la caída abrupta a flujo cero y el inicio de la inspiración. En contraste en la gráfica volumen-tiempo se nota claramente la duración del esfuerzo es menor a dos segundos con inicio de inspiración.

Tos durante el primer segundo

Volumen (L)

Flujo (L/s)

(^00 24 ) 6

0 2 4 Volumen (L) Tiempo (seg)

0 2 4 6 8

Existen oscilaciones a Amplias en el flujo

Se observa como irregularidades que parecen escalones

Figura 8. Presencia de tos en el primer segundo de la espiración que se observa como oscilaciones grandes de flujo (hasta flujo cero) en la curva flujo-volumen y artefactos en forma de escalones en la curva volumen-tiempo.

Cierre glótico.

Volumen (L)

Volumen (L) 6 Tiempo (seg)

Flujo (L/s)

0 2 4

Caída súbita del flujo (^) Meseta completamente plana.

Figura 9. Cierre glótico con caída abrupta a flujo cero en la curva FV y presencia de meseta de inicio súbito y completamente plana (sin cambio en volumen) en la curva volumen-tiempo.

Esfuerzos variables.

Volumen (L)

Flujo (L/s)

0 2 4 6

Volumen (L)

[A] Esfuerzo máximo [A] Otros esfuerzos variables o submáximos

Estos artefactos son poco distinguibles en la curva VT

Tiempo (seg)

Figura 10. Esfuerzos variables o submáximos que se identifican por curvas irregulares (sin forma triangular) inicios espiratorios de menor pendiente y con flujos máximos (PEF) pobremente definidos en las curvas de flujo-volumen. En contraste, estos esfuerzos son mucho menos perceptibles en las curvas volumen-tiempo.

Errores de línea de base.

[A] Curva Flujo-Volumen

[B] Curva Volumen-Tiempo

Flujo (L/s)

Volumen (L)

Volumen (L)

Tiempo (seg)

Se genera Flujo y volumen artificial No alcanzan flujo cero

Figura 14. Error de línea de base en espirómetro de sensor de flujo ultrasónico. Al final de la espiración no se alcanza flujo cero (curva flujo-volumen) y existe un incremento progresivo del volumen que tiende incluso a ser infinito en la curva volumen-tiempo.

Otras curvas de flujo-volumen

Algunas curvas pueden simular artefactos, por lo que vale la pena tomarlas en cuenta. Los niños y las personas jóvenes pueden presentar con frecuencia una discreta “joroba” en la parte descendente de la curva FV (Figura 15). Por otra parte, la personas con disfunción laringea, como parálisis de cuerdas vocales, y obstrucción de la vía aérea de grueso calibre, como sucede en la estenosis traqueal, muestran anormalidades características de la curva FV. En particular se observan como curvas aplanadas (Figura 16).

[A] Curva Flujo-volumen

Volumen (L)

Flujo (L/s)

0 1 2

“Joroba del joven”

[A] Curva Volumen-tiempo

Tiempo (seg)

Volumen (L)

Figura 15. Presencia de “joroba” en la fase descendente de la curva flujo-volumen. Esta es una variante normal que se observa en niños y personas jóvenes.

[B] Curva Volumen-tiempo

Tiempo (seg)

Volumen (L)

[A] Curva Flujo-volumen

Volumen (L)

Flujo (L/s)

0 2 4

“Asa aplanada”

Figura 16. Presencia de aplanamiento completo de la fase espiratoria y fase inspiratoria de la curva flujo volumen. Este tipo de curva se presenta en disfunciones laríngeas, como parálisis de cuerdas vocales y en obstrucción de vía aérea de grueso calibre como sucede en la estenosis traqueal.

VALORACION DE REPETIBILIDAD DE LA ESPIROMETRIA

Repetibilidad es la mayor coincidencia entre resultados obtenidos de mediciones sucesivas que implican mismo método, mismo observador, mismo instrumento, mismo lugar, misma condición, y repetidas sobre un periodo corto de tiempo. Para medir la repetibilidad de una espirometría se deben seguir los siguientes pasos:

1. Contar con 3 maniobras de FVC aceptables.
2. Se mide repetibilidad en FVC y FEV1.
3. La diferencia entre los dos valores más altos de FVC o FEV1 debe ser <0.15 L ( mL).
4. Espirometrías con repetibilidad >150 mL son mas variables

Grados de calidad de la espirometría

La calidad de una espirometría se ha clasificado en 6 grados, de acuerdo al número de maniobras aceptables y la repetibilidad de la prueba (Tabla 2). Los estándares internacionales requieren que las espirometrías sean de grado de calidad A. En general, en más del 80% de los individuos que hacen una espirometría por primera vez pueden alcanzar este grado de calidad: En la práctica es posible interpretar una espirometría de cualquier espirometría. Sin embargo, cuando la calidad es menos buena o definitivamente mala, los resultados son menos concluyentes y son poco confiables.

Tabla 2. Grados de calidad de la espirometría

Grado Maniobras aceptables

Repetibilidad (FVC y FEV1)

Interpretación de la calidad

A 3 <150 mL Muy aceptable y muy repetible B 3 < 200 mL Aceptable y repetible C 2 <200 mL Menos aceptable, pero repetible

D 2 >200 mL Menos aceptable y menos repetible E 1 Inadecuada F 0 Inadecuada

4. INTERPRETA SOLO LOS PARÁMETROS MÁS CONFIABLES

Y ÚTILES

Durante la interpretación siempre hay que enfocarse a los parámetros más confiables y reproducibles (FVC o FEV6, FEV1 y los cocientes FEV1/FVC o FEV1/FEV6). El PEF es un flujo secundario que puede ser útil. Con frecuencia, el reporte espirómetrico contiene muchos parámetros adicionales que son redundantes, menos útiles y menos reproducibles.

5. RECUERDA QUE SIGNIFICAN LOS VALORES NORMALES,

ESPERADOS O PREDICHOS

Si describimos a un hombre de 70 kg y 1.70 m de estatura es fácil imaginar su constitución, incluso se puede afirmar que se trata de un hombre de peso y estatura “normal” o promedio. Sin embargo, si para un individuo describimos una FVC de 5.00 L y un FEV1 de 4.00 L, es difícil decir si estos son valores “normales”. Para definir la “normalidad” de una espirometría es necesario contar con un comparativo. Este comparativo son los valores de referencia,

también llamado valores normales o predichos. Los valores “normales” son estimaciones matemáticas que describen un valor promedio de FVC o FEV1 que corresponden a un individuo de acuerdo al sexo, la edad y estatura.

De acuerdo al ejemplo de la Figura 19, describe que un hombre de 39 años y 1.82 m de estatura tiene en promedio una FVC (maño pulmonar) de 5.51 L. Si el mejor valor obtenido de FVC durante la espirometría de este individuo es 5.11 L, podemos decir que su tamaño pulmonar corresponde a un 93% [(5.11/5.51)*100] del valor promedio o predicho.

Volumen (L)

Tiempo (seg)

Flujo (L/s)

Volumen (L)

0 2 4 6

[A] Curva Flujo-Volumen [B] Curva Volumen-Tiempo

Mejor valor Predicho % del Predicho FVC 5.11 L 5.51 L 93% FEV1 4.11 L 4.45 L 92% FEV1/FVC 80% 82% 98%

Figura 19. Espirometría normal de un hombre de 39 años de edad y 1.82 m de estatura. Se presentan los mejores valores obtenidos de FVC y FEV1 de las tres maniobras. Los valores predichos representan un valor promedio para el sexo, edad y estatura.

6. ¿SABES DE DÓNDE VIENE LOS VALORES NORMALES O

PREDICHOS

La mayoría de los valores de referencia o predichos se han generado de estudios de población que incluyen cientos o miles de participantes, generalmente sanos y no fumadores. Claramente, se han encontrado diferencias raciales y poblacionales por lo que conviene saber de donde provienen estos valores y si pueden ser usados en nuestra población. Los mejores valores de referencia son aquellos que corresponden a la misma población realizados con equipos y procedimientos similares. En la Tabla 3 se muestran las ecuaciones de referencia más comúnmente disponibles en los espirómetros y las que más recientemente han sido generadas en México y Latinoamérica. La ecuación descrita por el Pérez-Padilla y colaboradores es cada vez mas disponible en los espirómetros comercializados en México.

Tabla 4. Porcentaje del predicho al que corresponde el límite inferior de normalidad (percentil 5) en varias ecuaciones de referencia*

FEV1 FVC FEV1/FVC

Ecuación Hombres^ Mujeres^ Hombres^ Mujeres^ Hombres^ Mujeres

Pérez Padilla 78 83 81 82 92 92

Regalado 82 84 82 81 88 79

NHANES III 79 91 81 82 88 91

Crapo 80 85 81 83 91 91

Knudson 85 85 85 87 91 67

Coultas 86 89 85 89

Quanjer 87 87 89 89 94 93

• Puede cambiar con estatura o edad, por lo que aunque en promedio sea, por ejemplo el 80%, en todas las estaturas y edades estudiadas.

8. ¿SABES QUE SIGNIFICA UNA ESPIROMETRÍA NORMAL?

Existen muchas definiciones de normalidad. Una definición popular en comúnmente lo que predomina, lo ideal o lo más deseado. Por otra parte, una definición clínica de normalidad es: variaciones dentro del límite de buena salud que, además, excluye enfermedad. En espirometría, la definición de normalidad es estadística; esta definición describe una distribución específica acerca de una tendencia central. Para explicar esto usaremos el ejemplo de la estatura. La Figura 20 es una representación esquemática de la distribución de la estatura en hombres mexicanos. Esta distribución sigue una forma de de campana, que también se le conoce como distribución Gausseana o distribución normal. La característica principal de esta distribución es que la mayor parte de los individuos se distribuyen hacia un valor central que corresponde al valor promedio. Además, el promedio es el mismo valor que la mediana (el valor central de la distribución) y la moda (el valor que más se repite). En esta distribución, si se usa una desviación estándar (DE) que es una medida de dispersión, abarcamos el 67% de la población; y si usamos 2 DE abarcamos 95% de la población. Este 95% de la población en torno al promedio se define como valores comunes o normales. El 5% restante (2.5% inferior y 2.5% superior) se considerar valores extremos que son poco frecuentes, pero no necesariamente anormales.

ESTATURA

1,40 1,45 1,501,55 1,60 1,65 1,701,75 1,801,85 1,90 1,95 2,

ESTATURA HOMBRES

FRECUENCIA

200

100

0

EXTREMO^ VALOR EXTREMOVALOR

ESTATURA PROMEDIO PERCENTIL 50

PERCENTIL 3 PERCENTIL 97 de la poblaciónx^ ±^ 2 DE = 95%

Individuos estatura muy baja Individuos de estatura muy alta

Valores normales (estadísticamente hablando)

Estatura (m)

No. de individuos

Figura 20. Ilustración esquemática de la distribución estadística de la estatura en hombres. La forma de la distribución es normal, también llamada normal o campana de Gauss.

Para describir la distribución de la estatura, también se pueden usar las percentiles. Como su nombre lo indica, cada percentil representa el valor correspondiente al un porcentaje de la población. Por ejemplo, en 100 individuos ordenados por estatura, el individuo con estatura más baja será la percentil 1 y el más alto la percentil 100. Cuando la distribución es normal, el promedio generalmente corresponde a la percentil 50. Comúnmente, se usan las percentiles 3 y 97 para discriminar los valores extremos (Figura 20).

FEV

FEV1 EN LITROS

2,002,252,502,753,003,253,503,754,004,254,504,755,005,255,505,756,006, FRECUENCIA

120 100 80 60 40 20 0

FVC EN LITROS

2,50 3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00 6,50 7,00 7,

120 100 80 60 40 20 0

FVC

Figura 21. Distribución estadística de la FVC y del FEV1 en 675 hombres adultos de la ciudad de México.

El FEV1 y la FVC se distribuyen de manera normal o gausseana ya que la estatura es uno de los principales determinantes del tamaño pulmonar (Figura 21). Sin embargo, recordemos, que en espirometría se usa la percentil 5 como LIN. En este contexto, no importa que tan normal sea la población, siempre existirá un 5% de individuos con valores espirométricos bajos y que no necesariamente son anormales, sino valores por arriba o debajo del LIN establecido.