JoVE Journal > Medicine
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
医学

Проведение дыхательной осциллометрии в амбулаторных условиях

Published: April 08, 2022
doi:
10.3791/63243
, , , , ,
1Division of Respirology, Department of Medicine, University Health Network,University of Toronto

Summary

Мы демонстрируем стандартный операционный протокол для проведения дыхательной осциллометрии, выделяя ключевые процедуры контроля и обеспечения качества.

Abstract

Дыхательная осциллометрия – это другой метод тестирования функции легких, который все чаще используется в клинических и исследовательских условиях для предоставления информации о механике легких. Дыхательная осциллометрия проводится посредством трех допустимых измерений приливного дыхания и может быть выполнена с минимальными противопоказаниями. Маленькие дети и пациенты, которые не могут выполнять спирометрию из-за когнитивных или физических нарушений, обычно могут завершить осциллометрию. Основные преимущества респираторной осциллометрии заключаются в том, что она требует минимального сотрудничества пациента и более чувствительна при обнаружении изменений в небольших дыхательных путях, чем обычные легочные функциональные тесты. Коммерческие устройства теперь доступны. Недавно были опубликованы обновленные технические руководящие принципы, стандартные операционные протоколы и руководящие принципы контроля/обеспечения качества. Также доступны ссылочные значения.

Мы проводили аудиты осциллометрических испытаний до и после внедрения формальной программы обучения осциллометрии дыхательных путей и стандартного операционного протокола. Мы наблюдали улучшение качества завершенных испытаний со значительным увеличением количества приемлемых и воспроизводимых измерений.

В настоящей работе излагается и демонстрируется стандартный операционный протокол для проведения дыхательной осциллометрии в амбулаторных условиях. Мы выделяем ключевые шаги для обеспечения приемлемых и воспроизводимых измерений качества в соответствии с рекомендуемыми руководящими принципами Европейского респираторного общества (ERS), поскольку контроль качества имеет решающее значение для точности измерений. Потенциальные проблемы и подводные камни также обсуждаются с предложениями по устранению технических ошибок.

Introduction

Дыхательная осциллометрия измеряет импеданс легкого и чрезвычайно чувствительна к изменениям в дыхательной механике1, особенно к периферическим легким и мелким дыхательным путям, областям легкого, которые плохо оцениваются традиционными тестами функции легких.

За последние несколько лет доступность коммерческих устройств и обновленные технические стандарты и стандарты контроля качества2,3 привели к более широкому использованию осциллометрии в клинических и исследовательских целях. Тем не менее, на сегодняшний день это не рутинный тест в репертуаре модальностей легочной функции, но ожидается, что этот метод станет более широко использоваться с растущим признанием его клинической полезности. Общей целью дыхательной осциллометрии является обеспечение измерения дыхательной механики при нормальном дыхании и оценки функции легких, что не различимо современными методами спирометрии и плетизмографии. Осциллометрия предлагает другие преимущества по сравнению с традиционными легочными функциональными тестами, поскольку она может быть выполнена у очень молодых, пожилых людей или у пациентов с когнитивными нарушениями, где принудительные маневры выдоха, необходимые для спирометрии, невозможны. Кроме того, осциллометрия может проводиться у любого, кто может дышать спонтанно, нося зажим для носа. В отличие от стандартных тестов функции легких, он не противопоказан после катаракты, внутрибрюшной или кардиоторакальной хирургии, а также после острого инфаркта миокарда и сердечной недостаточности. Наконец, некоторые из доступных в настоящее время осциллометрических устройств являются портативными и могут использоваться в условиях за пределами диагностической лаборатории, включая клинику и офис, у постели больного или на рабочих местах.

Осциллометрия измеряет общее сопротивление дыхания (Zrs) многочастотным волнам колебательного давления1,2,4,5,6. Импеданс состоит из комплексной суммы дыхательного сопротивления (Rrs) и реактивности (Xrs). Rrs отражает сопротивление дыхательных путей и в значительной степени не зависит от частоты в здоровье4,7,8. При заболеваниях малых дыхательных путей Rrs становится частотно-зависимым и увеличивается больше на более низких частотах5,9,10, так что разница в Rrs на частотах между 5 и 19 Гц (R5-19) или 5 и 20 Гц (R5-20) указывает на небольшую обструкцию дыхательных путей и неоднородность вентиляции в разных областях легкого 10,11,12 . Xrs измеряет баланс упругих и инерционных импедансов дыхательной системы. На более низких частотах (например, от 5 до 11 Гц) Xrs отражает жесткость или эластентность тканей легочной и грудной стенки13,14. На более высоких частотах в Xrs преобладает инерция воздушного столба в проводящих дыхательных путях. Резонансная частота (Fres) — это точка, в которой величины упругого и инертивного реактивного сопротивления равны. AX является интегративным индексом Xrs и вычисляется как площадь под графиком Xrs против частоты между 5 Гц и Fres. AX имеет единицы эластанса и обратно связан с объемом легкого в связи с вентиляцией. AX увеличивается при рестриктивных процессах и периферической неоднородности. X5 становится все более отрицательным, в то время как AX и Fres увеличиваются как при обструктивных, так и при ограничительных заболеваниях легких4,5. На рисунке 1 показаны эти метрики.

Хотя первоначально основное внимание уделялось измерению функции легких у детей, новые данные показывают, что осциллометрия предоставляет полезную клиническую информацию и у взрослых. Он все чаще используется в клинических условиях15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31, 32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45. Осциллометрия наиболее широко изучалась при обструктивных заболеваниях легких, где было обнаружено, что она предлагает лучшую диагностическую информацию, чем спирометрия, в отношении контроля астмы31,32,33,34,35, лучшей корреляции с симптомами23,34 и более раннего выявления36,37,38 хронического обструктивного легкого заболевание (ХОБЛ). Наша группа показала, что осциллометрия более чувствительна, чем спирометрия, для отслеживания повреждения трансплантата после трансплантации легких46. Несколько исследований показали, что Xrs, в частности, разница в среднем реакции вдоха и выдоха при 5 Гц, может отличать ограничительные дефекты при интерстициальном заболевании легких (ILD) от астмы и ХОБЛ47 и может дифференцировать комбинированный легочный фиброз и эмфизему от ILD-only48,49. На рисунке 2 показаны типичные модели осциллометрии для нормальных, рестриктивных и обструктивных заболеваний легких. Растет интерес к внедрению осциллометрии в качестве еще одного рутинного метода тестирования функции легких для дополнения и потенциальной замены некоторых из существующих методов тестирования для мониторинга функции легких50,51.

Мы предполагаем, что осциллометрия полезна для скрининга заболеваний легких, при наблюдении за пациентами с известными обструктивными и ограничительными заболеваниями легких, а также после трансплантации легких. Коммерческие устройства подходят для использования у детей в возрасте от 2 лет. Продолжаются исследования с еще более молодым населением52, и по мере роста поля может быть возможно оценить младенцев и новорожденных.

Целью настоящей рукописи является предоставление учебного пособия для клиницистов, технологов и исследовательского персонала по надлежащему проведению осциллометрии в соответствии с международными стандартными операционными протоколами и руководящими принципами контроля качества. Из-за небольшой занимаемой площади большинства коммерческих осциллографов осциллометрия может быть реализована в нескольких настройках. Изложенный протокол подходит для лабораторий легочной функции, кабинетов врачей, клиник и других амбулаторных учреждений, таких как подразделения гигиены труда на рабочем месте.

Protocol

Исследования дыхательной осциллометрии были одобрены Советом по этике исследований Сети здравоохранения университета (REB# 17-5373, 17-5652 и 19-5582). Письменное информированное согласие было получено от участников до осциллометрического теста. ПРИМЕЧАНИЕ: В этом видео описывается стандартная операционная процедура для осциллометрии. Наша лаборатория использует устройство, изготовленное Thorasys Thoracic Medical Systems Inc, но техника одинакова независимо от производителя. Программное обеспечение отличается для каждого производителя, точно так же, как различные коммерческие спирометры имеют уникальное проприетарное программное обеспечение для сбора и отображения данных. Приведенный ниже протокол применим ко всем устройствам дыхательной осциллометрии. Читатели направляются к руководствам своих коммерческих устройств и ссылаются на конкретные инструкции относительно программного обеспечения своего устройства. 1. Предварительный скрининг/подготовка пациента Убедитесь, что пациент свободен от любой активной или подозреваемой трансмиссивной респираторной инфекции, такой как коронавирус или туберкулез. Убедитесь, что у пациента не было никаких недавних стоматологических или лицевых операций, таких как удаление зубов, и может сформировать надлежащее плотное уплотнение вокруг мундштука. Убедитесь, что пациент максимально расслаблен, не носит облегающую одежду и воздерживается от употребления табака и энергичных упражнений по крайней мере за 1 час до тестирования. Выполняйте осциллометрию перед обычными ПФТ, такими как спирометрия, по запросу лечащего врача.ПРИМЕЧАНИЕ: Противопоказания для спирометрии/ПФТ см. в Дополнительной таблице 1 . Убедитесь, что пациент воздерживается от бронходилататоров до тестирования, если только лечащий врач не проинструктирован продолжать прием бронходилататоров.ПРИМЕЧАНИЕ: См. Дополнительную таблицу 2 для времени удержания бронходилататоров для ПФТ и Дополнительную таблицу 3 для времени удержания бронходилататоров для теста на метахолин. 2. Подготовка оборудования/материалов Подготовка оборудования Проверьте нагрузку сопротивления осциллометрического устройства, используя действительную заводскую калиброванную механическую испытательную нагрузку перед тестированием пациента. Снимите пылезащитные колпачки на обоих концах механической испытательной нагрузки и прикрепите к осциллометрическому устройству. Выберите калибровку в меню программного обеспечения для осциллометрии и продолжите проверку нагрузки теста импеданса.ПРИМЕЧАНИЕ: Рекомендуемый допуск для проверки составляет ≤ ±10% или ±0,1 смH2O·с/л, в зависимости от того, что будет достигнуто раньше. После успешной проверки сохраните и приступайте к тестированию. Подготовка материалов Иметь несколько фильтров для бактерий/вирусных фильтров и зажимов для носа, используемых одним пациентом. Имейте в наличии средства индивидуальной защиты (СИЗ), такие как перчатки и маски, а также дезинфицирующие салфетки.ПРИМЕЧАНИЕ: Обратитесь к лабораторной политике в отношении ношения и снятия СИЗ и руководства по инфекционному контролю. 3. Подготовка пациента Антропометрия Проверьте информацию о пациенте: имя и фамилию, дату рождения, пол при рождении, рост, вес и гендерную идентичность, если это применимо. Измерьте рост пациента без обуви, с ногами вместе, стоя как можно выше с глазами ровно и глядя прямо вперед, а спина вровень со стеной или плоской поверхностью.ПРИМЕЧАНИЕ: Для пациентов, не способных стоять прямо, высота может быть оценена с помощью размаха рук. Для пациентов в возрасте 25 лет и старше, где измерение роста было сделано ранее в той же лаборатории, повторное измерение высоты при последующих посещениях в течение 1 года может не потребоваться. Обновляйте измерение веса при каждом посещении. Запишите использование пациентом бронходилататоров, дозировку, время / дату последнего введения и любые аллергии на лекарства, такие как сальбутамол. Подготовка к осциллометрическим испытаниям Попросите пациента продезинфицировать руки перед входом на станцию тестирования. Опишите продолжительность испытания в 30 секунд и минимальное требование в отношении трех испытаний. Объясните ощущения, создаваемые колебаниями, такими как «вибрации» или «трепетание». Убедитесь, что пациент сидит правильно в легком положении «подбородок вверх», положив обе ноги на пол. Избегайте сутулости спинки стула или скрещивания ног. Проинструктируйте пациента дышать нормально, держа щеки ладонью и пальцами и используя большие пальцы для поддержки мягких тканей челюсти во время измерений.ПРИМЕЧАНИЕ: Поддержка щеки и дна рта обеспечивается, чтобы избежать шунтирования верхних дыхательных путей. Если щеки и мягкие ткани рта не поддерживаются, поток, измеренный во рту, теряется при движении верхней стенки дыхательных путей. Объясните пациенту, что во время теста следует избегать глотания и язык должен быть ниже мундштука.ПРИМЕЧАНИЕ: Приведенные выше инструкции относятся как к детям, так и к взрослым. В зависимости от возраста ребенка, удержание картинки или других форм визуального отвлечения перед ребенком может помочь обеспечить сохранение положения головы в течение периода записи осциллометрии. Для взрослых с когнитивными нарушениями подумайте о том, чтобы иметь сопровождающего человека поблизости, чтобы тренировать и успокоить пациента, чтобы нормально дышать. Для пациентов с физическими нарушениями некоторые осциллометрические устройства являются портативными и могут быть принесены к постели пациента или инвалидной коляске. Также подумайте о том, чтобы попросить сопровождающего или другого человека оказать поддержку щекам и челюстям во время тестов. 4. Настройка программного обеспечения ПРИМЕЧАНИЕ: Пожалуйста, обратитесь к руководству по эксплуатации производителя для получения индивидуальных инструкций. Новая настройка пациента Выберите «Новый пациент» и введите информацию о пациенте, такую как имя и фамилия, дата рождения, пол при рождении, рост, вес, этническая принадлежность (если применимо) и история курения. Перед выбором Стандартного теста убедитесь, что вся введенная информация верна. Убедитесь, что выбрана правильная настройка длины волны. В этой демонстрации выберите Осциллометрия airwave в раскрывающемся меню Шаблон . Выбор конкретных длин волн и комбинаций длин волн будет отличаться у разных производителей. Следуйте инструкциям по эксплуатации программного обеспечения для конкретного устройства. Убедитесь, что выбран соответствующий набор эталонных значений: Oostveen et al.56 или Brown et al.57 для взрослых и Nowowiejska et al.58 для детей в возрасте от 3 до 17 лет.ПРИМЕЧАНИЕ: Предпочтительные и имеющиеся контрольные значения могут различаться в зависимости от политики каждой лаборатории и производителя осциллометрического устройства. Существующая настройка пациента Нажмите «Выбрать пациента» и выберите правильный файл пациента, проверив его информацию, такую как имя и фамилия и дата рождения. Убедитесь, что вес и рост пациента (если применимо) обновлены до начала тестирования. Выберите Стандартный тест и выберите Осциллометрия эфира в раскрывающемся меню Шаблон . также раздел 4.1.3. 5. Процедура тестирования Настройка осциллометрического прибора Прикрепите к осциллометрическому устройству фильтр «бактериальное/вирусное использование одного пациента». Убедитесь, что осциллометрическое устройство готово в режиме тестирования. Спектральные измеренияПРИМЕЧАНИЕ: Радиоволновая осциллометрия 5-37 Гц в приборе показана на видео. Напомните пациенту о продолжительности теста 30 с и минимальном требовании трех измерений. Проинструктируйте пациента надеть зажим для носа и предоставьте инструкции, описанные в шагах 3.2.4 и 3.2.5. Отрегулируйте осциллометрическое устройство на уровне головы пациента. Попросите пациента намочить губы, прежде чем обернуть их вокруг мундштука, чтобы сформировать правильное, плотное уплотнение. Проинструктируйте пациента начать нормально дышать.ПРИМЕЧАНИЕ: Проверьте наличие потенциальных утечек воздуха вокруг мундштука и зажима для носа. Дополнительный кислород должен быть отключен во время измерений, чтобы избежать любого дрейфа в осциллометрическое устройство. Понаблюдайте за характером дыхания пациента и начните запись после как минимум трех стабильных приливных вдохов.ПРИМЕЧАНИЕ: (Необязательно): Во время теста информируйте пациента о времени, оставшемся во время каждого измерения. Обеспечьте достаточное время отдыха между каждым измерением и соответствующим образом отрегулируйте его в зависимости от пациента.ПРИМЕЧАНИЕ: Пациентам, принимающим дополнительный кислород, могут потребоваться более длительные интервалы отдыха. Обеспечьте дополнительный кислород по мере необходимости во время перерывов отдыха. После как минимум трех измерений перейдите к шагу 6 для оценки приемлемости и воспроизводимости. Реакция постброносилататора – опционально Вводят бронходилататор (сальбутамол или ипратропия бромид) через спейсер. Регистрируют метод и количество введенных доз. Подождите 10 мин после сальбутамола/альбутерола и 20 мин после ингаляции после ипратропия бромида. Повторите шаг 5.2 для оценки реакции бронходилататора Измерение 10 Гц (внутридыхание) – опционально Напомните пациенту, что продолжительность каждого теста составляет 30 с и будет получено минимум три измерения. Убедитесь, что выбрана правильная настройка длины волны для измерения внутри дыхания. Повторите шаги с 5.2.2 по 5.2.6. 6. Приемлемость и воспроизводимость доступа Приемлемость Убедитесь, что валидность измерений превышает 70%. Убедитесь, что символ рядом с измерениями получил галочку.ПРИМЕЧАНИЕ: Если присутствует символ “Осторожно”, измерение недопустимо. Проверьте каждое измерение на наличие аномалий или артефактов, которые могут быть вызваны кашлем, обструкцией языка, закрытием голосовой щели, утечкой воздуха вокруг мундштука, попыткой поговорить, глотанием и глубоким вдохом.ПРИМЕЧАНИЕ: Если у пациента наблюдается глубокий вдох, сбрасывают аппарат осциллометрии, так как сильные вдохи нарушают работу моторов и качество последующих измерений. Чтобы выполнить сброс, остановите тестирование и щелкните Нулевые каналы. Просмотр измерений, автоматически исключаемых программным обеспечением; к ним относятся аномалии или артефакты, такие как кашель или закрытие голосовой щели. Исключить любые неприемлемые измерения с аномалиями, описанными в этапе 6.1.3, и повторить этап 5.2 для получения дополнительных измерений. Воспроизводимость Убедитесь, что зарегистрировано не менее трех приемлемых измерений. Убедитесь, что коэффициент дисперсии (CoV) Rrs (резистентность дыхательной системы) составляет ≤10% у взрослых и ≤15% у детей. Повторите шаг 5.2 для получения дополнительных измерений, если 3 приемлемых измерения имеют CoV >10% у взрослых и >15% у детей. Повторите 6.1, чтобы определить приемлемость и сообщить о трех приемлемых измерениях с CoV ≤10% у взрослых и ≤15% у детей. 7. Дезинфекция Выбросьте мундштук пациента и зажим для носа в мусорное ведро. Используйте дезинфицирующие салфетки для очистки осциллометрического прибора и кресла пациента. Перчатки Doff и продезинфицируйте руки. Поместите красный пылевой колпачок обратно на осциллометрическое устройство, чтобы избежать загрязнения.ПРИМЕЧАНИЕ: Политика инфекционного контроля каждой лаборатории может отличаться. 8. Отчетность о результатах ПРИМЕЧАНИЕ: Подробности см. на рисунке 3 . Включите имя и фамилию пациента, рост, вес, возраст, пол при рождении, ИМТ и историю курения. Укажите имя устройства, модель, версию программного обеспечения и производителя. Включите частоты входного сигнала и продолжительность отдельных записей. Сообщить среднее значение приемлемых и воспроизводимых измерений и КоВ для этих сообщенных измерений.ПРИМЕЧАНИЕ: Если CoV выше указанного верхнего предела, результаты должны быть помечены, чтобы интерпретирующий врач мог интерпретировать результаты с осторожностью. Выберите ссылочные уравнения. Включите график импеданса, демонстрирующий Rrs и Xrs в сравнении частоты колебаний. Включите постброносилататорный ответ с дозировкой и методом введения, включая z-баллы и абсолютное процентное изменение – необязательно 9. Контроль качества/обеспечение качества Проводить регулярные аудиты (еженедельно или ежемесячно) в зависимости от объема осциллометрических испытаний в лаборатории. Оцените каждого оператора, используя стандартизированный контрольный список, чтобы убедиться, что осциллометрические тесты проводятся точно и профессионально. Обеспечивать регулярную обратную связь с операторами и проводить ежеквартальные совещания по обеспечению качества для размышлений по лабораторным вопросам. Убедитесь, что биологический контроль качества проводится еженедельно, по крайней мере, с двумя здоровыми некурящими субъектами, и измерения находятся в пределах ±2SD от их среднего исходного уровня.ПРИМЕЧАНИЕ: Это чрезвычайно важно для проверки испытательного оборудования и процедур, когда в лаборатории имеется несколько осциллометрических устройств. Проводить ежеквартальный самоконтроль и ежегодное заводское техническое обслуживание осциллометрических приборов для калибровки и проверки качества.

Representative Results

С 17 октября 2017 года по 6 апреля 2018 года мы провели первый аудит обеспечения качества/контроля качества (QA/QC) 197 осциллометрических испытаний3. Хотя все операторы были обучены перед тестированием пациента с помощью одночасового семинара и тестирования на месте, было выявлено 10 (5,08%) неприемлемых и/или невоспроизводимых измерений. Эти измерения были исключены из-за кашля, обструкции языка и КоВ более 15% в соответствии с первоначальными предложенными рекомендациями ERS52. Биологический контроль качества (BioQC) не проводился регулярно. Исследовательский персонал прошел дополнительную подготовку по осциллометрии и разработал стандартный операционный протокол для обеспечения надлежащих руководящих принципов ДЗЗ и медицинского профессионализма. Важность BioQC, инструмента для проверки испытательного оборудования и процедур, была подчеркнута исследовательскому персоналу, которому напомнили о необходимости проводить регулярные тесты BioQC. 3 Улучшения были обнаружены в последующих аудитах QA/QC. Из общего количества осциллометрических испытаний 1930 года, проведенных с 9 апреля 2018 года по 30 июня 2019 года, только три (0,0016%) теста были недействительными; у них было CoV более 15%. В период со 2 июля 2019 года по 12 марта 2020 года было проведено 1779 осциллометрических испытаний, и девять (0,005%) были признаны неприемлемыми, включая измерения, которые имели закрытие голосовой щели, утечку воздуха и CoV более 15%. Дополнительную информацию можно найти в таблице 1 . С момента усиления BioQC в апреле 2018 года исследовательский персонал регулярно проводил BioQC. В нашем центре четыре здоровых некурящих человека ежедневно проводили осциллометрию в течение первых 2 недель, чтобы собрать минимум 10 измерений со средним значением верхнего и нижнего предела (±2SD или стандартное отклонение) с коэффициентом вариации ≤10% между Rrs в двух осциллометрических приборах в нашей лаборатории. 30 августа 2021 года мы наблюдали измерение BioQC, которое выпало за пределы среднего значения человека ±2SD. Наблюдаемый R5 у человека составлял 3,36 смH2O·s/L (открытый круг), в то время как средний показатель R5 из 20 последних записей составлял 4,95 cmH2O.s/L ±2SD (пунктирная линия с нижним пределом 4,03 и верхним пределом 5,86; Рисунок 4). Второй человек провел осциллометрию BioQC в тот же день с помощью того же осциллометрического устройства, и наблюдаемое измерение R5 также находилось за пределами среднего ±2SD. Эти выводы указывают на проблемы, связанные с документом, а не с процедурой. Впоследствии с производителем связались и устройство отправили на ремонт. После возвращения устройства BioQC был повторен 15 октября 2021 года, чтобы убедиться, что он находится в пределах диапазона измерения R5 человека до передислокации устройства в нашей лаборатории. Рисунок 1: Показана импедансная и частотная осциллограмма с кривой сопротивления (сплошная линия) и кривыми реактивного сопротивления (пунктирная линия), а также частотами, на которых производятся измерения (сплошные и открытые круги на каждой кривой). Площадь реактивного сопротивления (AX, заштрихованная область), резонансная частота (Fres. X) и сопротивление от 5 Гц до 19 Гц (R5-19; двусторонняя стрелка) проиллюстрированы. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка. Рисунок 2: Типичные различия в осциллометрической картине между нормальными (А), рестриктивными (В) и обструктивными (С) заболеваниями легких. Обратите внимание на сдвиг вправо кривой реактивности (открытый круг, пунктирная линия) при ограничительном заболевании (В) и трубчатый рисунок обструктивной осциллограммы (С) со сдвигом вверх кривой сопротивления (сплошная окружность и линия), увеличение R5-19, а также сдвиг кривой сопротивления вниз и вправо (ломаная линия; открытые круги). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка. Рисунок 3: Стандартный шаблон для отчетности осциллометрии в нашем учреждении. Мы показываем осциллограмму с использованием стандартизированной оси X-Y и выделяем соответствующие измерения до и после бронходилататора разными цветами, чтобы облегчить интерпретацию результатов. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка. Рисунок 4: Резюме биологического контроля качества (BioQC) измерений R5 от одного человека с мая 2020 года по ноябрь 2021 года. Измерение, которое выпало за пределы (открытый круг) среднего индивидуума (сплошная серая линия) ±2SD (пунктирная линия), наблюдалось 30 августа 2021 года. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка. Первый аудит Второй аудит Третий аудит с 17 октября 2017 г. по 6 апреля 2018 г. с 9 апреля 2018 г. по 30 июня 2019 г. 2 июля 2019 г. по 12 марта 2020 г. Действительный 187 1927 1770 Недопустимый 10 3 9 Таблица 1: Сравнение приемлемости осциллометрических испытаний в трех временных точках Персонал прошел повышение квалификации по проведению осциллометрии после первого аудита. Мы также внедрили стандартный операционный протокол для проведения осциллометрии в лаборатории легочной функции. Значительное увеличение процентной доли испытаний, отвечающих приемлемому контролю качества, произошло и сохранялось с течением времени. Эти результаты демонстрируют эффективность разработки и соблюдения стандартных операционных протоколов и руководящих принципов контроля качества. Дополнительная таблица 1. Противопоказания к применению Спирометрии53,54Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать эту таблицу. Дополнительная таблица 2. Время удержания бронходилататоров для тестов функции легких53,54Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы загрузить эту таблицу. Дополнительная таблица 3. Время удержания бронходилататоров для бронхиального теста53,55Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы загрузить эту таблицу.

Discussion

Критические этапы в высококачественном осциллометрическом измерении могут быть классифицированы по областям пациента, оборудования и оператора. Обеспечение того, чтобы пациент был расслаблен и чувствовал себя комфортно, чтобы собранные измерения находились в состоянии покоя функционального остаточного объема, является ключевым. Осанка пациента очень важна; убедитесь, что пациент сидит вертикально с обеими ногами на земле без скрещивания ног. Усиление поддержки щек и челюстей, хорошее размещение зажима для носа и обеспечение герметизации губ вокруг мундштука устранят шунтирование и утечки воздуха1,2,3. Оборудование должно быть откалибровано и проверено перед использованием. Оператор должен быть в состоянии распознавать приемлемые и неприемлемые записи и уметь устранять основную причину неприемлемых показаний или артефактов, чтобы гарантировать, что сообщаемые измерения имеют CoV ≤10%1,2,3. Контроль и гарантия качества должны поддерживаться не только для обеспечения проверки осциллометрического устройства, но и для качества испытаний.

Обучение оператора распознаванию паттернов, создаваемых распространенными артефактами, такими как глотание, утечки и шунтирование, позволит своевременно проводить повторные измерения для получения тестов качества. Бывают случаи, когда осциллометрия выполняется при разных объемах легких (например, в положении лежа на спине). В этих обстоятельствах все шаги, описанные в протоколе, все еще могут быть применены.

В то время как осциллометрия является более простой и быстрой модальностью тестирования функции легких, ошибки в измерениях и, следовательно, интерпретации будут возникать, если происходят отклонения от стандартизированного протокола и этапов контроля качества. Наш протокол основан на устройстве, используемом в нашем центре. Проведение осциллометрии будет одинаковым во всех устройствах. Однако будут существовать различия в техническом аспекте калибровки и программных приложений. Читателям рекомендуется следовать руководству для различных инструментов.

Осциллометрия выполняется быстрее и проще, чем спирометрия. Кроме того, маленькие дети и взрослые с языковыми, физическими и / или когнитивными нарушениями, которые препятствуют способности выполнять принудительные маневры выдоха, необходимые для спирометрии, все еще могут выполнять осциллометрию, как она проводится во время нормального дыхания. В некоторых центрах осциллометрия вытеснила спирометрию в качестве начального инструмента скрининга заболеваний легких. Усиление подготовки в области проведения осциллометрии будет способствовать ее более широкому применению в качестве диагностического инструмента и обеспечит контроль качества проводимых испытаний.

Хотя осциллометрия является быстрым и простым методом, для обеспечения точных и воспроизводимых измерений необходим контроль качества. Следуя международным руководящим принципам, данные исследований и клинической осциллометрии могут быть интерпретированы соответствующим образом, чтобы результаты могли быть применены к различным группам пациентов.

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Исследование финансировалось совместными исследовательскими проектами CIHR-NSERC (CWC), грантом Pettit Block Term (CWC), Фондом здоровья легких и Канадской ассоциацией легких – Дыхание как один: Allied Health Grant (JW). Мы благодарим многих участников наших исследований в области осциллометрии, которые позволили нам развить опыт в проведении осциллометрии.

Materials

Accel Prevention Disinfectant wipes – 160/canister Diversey Care 100906721 https://diversey.com/en/
clearFlo F-100 – 100 Airwave Oscillometry filters Thorasys 101635 https://www.thorasys.com/
Noseclip w/cushions, "Snuffer", bx/1000 McArthur Medical Sales Inc. 785-1008BULK https://mcarthurmedical.com/
Tremoflo C-100 Airwave Oscillometry System Thorasys 101969 https://www.thorasys.com/
Software verison: 1.0.43 build 43
Signal Type: Pseudo-random, relative primes
Frequencies (Hz): 5, 10, 11, 14, 17, 19, 23, 29, 31, 37
Tremoflo C-100 Calibrated Reference Load 15 cm H2O. s/L Thorasys 101059 https://www.thorasys.com/
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Bates, J. H., Irvin, C. G., Farre, R., Hanto, s. Z. Oscillation mechanics of the respiratory system. Comprehensive Physiology. 1 (3), 1233-1272 (2011).
  2. King, G. G., et al. Technical standards for respiratory oscillometry. European Respiratory Journal. 55 (2), 1900753 (2020).
  3. Wu, J., et al. Development of quality assurance and quality control guidelines for respiratory oscillometry in clinical studies. Respiratory Care. 65 (11), 1687-1693 (2020).
  4. Pride, N. B. Forced oscillation techniques for measuring mechanical properties of the respiratory system. Thorax. 47 (4), 317-320 (1920).
  5. Clement, J., Landser, F. J., Van de Woestijne, K. P. Total resistance and reactance in patients with respiratory complaints with and without airways obstruction. Chest. 83 (2), 215-220 (1983).
  6. Leary, D., Bhatawadekar, S. A., Parraga, G., Maksym, G. N. Modeling stochastic and spatial heterogeneity in a human airway tree to determine variation in respiratory system resistance. Journal of Applied Physiology. 112 (1), 167-175 (2012).
  7. Landser, F. J., Clement, J., Van de Woestijne, K. P. Normal values of total respiratory resistance and reactance determined by forced oscillations: influence of smoking. Chest. 81 (5), 586-591 (1982).
  8. Wouters, E. F., Polko, A. H., Schouten, H. J., Visser, B. F. Contribution of impedance measurement of the respiratory system to bronchial challenge tests. Journal of Asthma. 25 (5), 259-267 (1988).
  9. Wouters, E. F., Landser, F. J., Polko, A. H., Visser, B. F. Impedance measurement during air and helium-oxygen breathing before and after salbutamol in COPD patients. Clinical and Experimental Pharmacology & Physiology. 19 (2), 95-101 (1992).
  10. Grimby, G., Takishima, T., Graham, W., Macklem, P., Mead, J. Frequency dependence of flow resistance in patients with obstructive lung disease. The Journal of Clinical Investigation. 47 (6), 1455-1465 (1968).
  11. Cavalcanti, J. V., Lopes, A. J., Jansen, J. M., de Melo, P. L. Using the forced oscillation technique to evaluate bronchodilator response in healthy volunteers and in asthma patients presenting a verified positive response. Journal Brasileiro de Pneumologia. 32 (2), 91-98 (2006).
  12. Cavalcanti, J. V., Lopes, A. J., Jansen, J. M., Melo, P. L. Detection of changes in respiratory mechanics due to increasing degrees of airway obstruction in asthma by the forced oscillation technique. Respiratory Medicine. 100 (12), 2207-2219 (2006).
  13. Bates, J. H., Maksym, G. N. Mechanical determinants of airways hyperresponsiveness. Critical Reviews in Biomedical Engineering. 39 (4), 281-296 (2011).
  14. Dellaca, R. L., Aliverti, A., Lutchen, K. R., Pedotti, A. Spatial distribution of human respiratory system transfer impedance. Annals of Biomedical Engineering. 31 (2), 121-131 (2003).
  15. Dandurand, R., Li, P., Mancino, P., Bourbeau, J. Oscillometry from the CanCOLD Cohort: correlation with spirometry and patient reported outcomes. European Respiratory Society International Congress. , (2018).
  16. Jabbal, S., Manoharan, A., Lipworth, J., Lipworth, B. Utility of impulse oscillometry in patients with moderate to severe persistent asthma. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 138 (2), 601-603 (2016).
  17. Lipworth, B. J., Jabbal, S. What can we learn about COPD from impulse oscillometry. Respiratory Medicine. 139, 106-109 (2018).
  18. Manoharan, A., Anderson, W. J., Lipworth, J., Lipworth, B. J. Assessment of spirometry and impulse oscillometry in relation to asthma control. Lung. 193 (1), 47-51 (2015).
  19. Manoharan, A., Morrison, A. E., Lipworth, B. J. Effects of adding tiotropium or aclidinium as triple therapy using impulse oscillometry in COPD. Lung. 194 (2), 259-266 (2016).
  20. Manoharan, A., von Wilamowitz-Moellendorff, A., Morrison, A., Lipworth, B. J. Effects of formoterol or salmeterol on impulse oscillometry in patients with persistent asthma. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 137 (3), 727-733 (2016).
  21. Wei, X., et al. Impulse oscillometry system as an alternative diagnostic method for chronic obstructive pulmonary disease. 医学. 96 (46), 8543 (2017).
  22. Tse, H. N., Tseng, C. Z., Wong, K. Y., Yee, K. S., Ng, L. Y. Accuracy of forced oscillation technique to assess lung function in geriatric COPD population. International Journal of Chronic Obstructive Pulmonary Disease. 11, 1105-1118 (2016).
  23. Eddy, R. L., Westcott, A., Maksym, G. N., Parraga, G., Dandurand, R. J. Oscillometry and pulmonary magnetic resonance imaging in asthma and COPD. Physiological Reports. 7 (1), 13955 (2019).
  24. Yamagami, H., et al. Association between respiratory impedance measured by forced oscillation technique and exacerbations in patients with COPD. International Journal of Chronic Obstructive Pulmonary Disease. 13, 79-89 (2018).
  25. Kitaguchi, Y., Yasuo, M., Hanaoka, M. Comparison of pulmonary function in patients with COPD, asthma-COPD overlap syndrome, and asthma with airflow limitation. International Journal of Chronic Obstructive Pulmonary Disease. 11, 991-997 (2016).
  26. Jetmalani, K., et al. Peripheral airway dysfunction and relationship with symptoms in smokers with preserved spirometry. Respirology. 23 (5), 512-518 (2018).
  27. Robinson, P. D., King, G. G., Sears, M. R., Hong, C. Y., Hancox, R. J. Determinants of peripheral airway function in adults with and without asthma. Respirology. 22 (6), 1110-1117 (2017).
  28. Short, P. M., Anderson, W. J., Manoharan, A., Lipworth, B. J. Usefulness of impulse oscillometry for the assessment of airway hyperresponsiveness in mild-to-moderate adult asthma. Annals of Allergy, Asthma & Immunology. 115 (1), 17-20 (2015).
  29. Zimmermann, S. C., Tonga, K. O., Thamrin, C. Dismantling airway disease with the use of new pulmonary function indices. European Respiratory Review. 28 (151), (2019).
  30. Lundblad, L. K. A., Siddiqui, S., Bossé, Y., Dandurand, R. J. Applications of oscillometry in clinical research and practice. Canadian Journal of Respiratory, Critical Care, and Sleep Medicine. 5 (1), 1-15 (2019).
  31. Shi, Y., et al. Relating small airways to asthma control by using impulse oscillometry in children. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 129 (3), 671-678 (2012).
  32. Pisi, R., et al. Small airway dysfunction by impulse oscillometry in asthmatic patients with normal forced expiratory volume in the 1st second values. Allergy & Asthma Proceedings. 34 (1), 14-20 (2013).
  33. Saadeh, C., Saadeh, C., Cross, B., Gaylor, M., Griffith, M. Advantage of impulse oscillometry over spirometry to diagnose chronic obstructive pulmonary disease and monitor pulmonary responses to bronchodilators: An observational study. SAGE Open Medicine. 3, (2015).
  34. Foy, B. H., et al. Lung computational models and the role of the small airways in asthma. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 200 (8), 982-991 (2019).
  35. Tang, F. S. M., et al. Ventilation heterogeneity and oscillometry predict asthma control improvement following step-up inhaled therapy in uncontrolled asthma. Respirology. 25 (8), 827-835 (2020).
  36. Frantz, S., et al. Impulse oscillometry may be of value in detecting early manifestations of COPD. Respiratory Medicine. 106 (8), 1116-1123 (2012).
  37. Aarli, B. B., et al. Variability of within-breath reactance in COPD patients and its association with dyspnoea. European Respiratory Journal. 45 (3), 625-634 (2015).
  38. Dean, J., Kolsum, U., Hitchen, P., Gupta, V., Singh, D. Clinical characteristics of COPD patients with tidal expiratory flow limitation. International journal of Chronic Obstructive Pulmonary Disease. 12, 1503-1506 (2017).
  39. Kotoulas, S. C., et al. Acute effects of e-cigarette vaping on pulmonary function and airway inflammation in healthy individuals and in patients with asthma. Respirology. 25 (10), 1037-1045 (2020).
  40. Berger, K. I., Goldring, R. M., Oppenheimer, B. W. POINT: Should oscillometry be used to screen for airway disease? Yes. Chest. 148 (5), 1131-1135 (2015).
  41. Berger, K. I., et al. Distal airway dysfunction identifies pulmonary inflammation in asymptomatic smokers. ERJ Open Research. 2 (4), (2016).
  42. Oppenheimer, B. W., et al. Distal airway function in symptomatic subjects with normal spirometry following World Trade Center dust exposure. Chest. 132 (4), 1275-1282 (2007).
  43. Lappas, A. S., et al. Short-term respiratory effects of e-cigarettes in healthy individuals and smokers with asthma. Respirology. 23 (3), 291-297 (2018).
  44. Vardavas, C. I., et al. Short-term pulmonary effects of using an electronic cigarette: impact on respiratory flow resistance, impedance, and exhaled nitric oxide. Chest. 141 (6), 1400-1406 (2012).
  45. Antoniewicz, L., Brynedal, A., Hedman, L., Lundback, M., Bosson, J. A. Acute effects of electronic cigarette inhalation on the vasculature and the conducting airways. Cardiovascular Toxicology. 19 (5), 441-450 (2019).
  46. Cho, E., et al. Airway oscillometry detects spirometric-silent episodes of acute cellular rejection. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 201 (12), 1536-1544 (2020).
  47. Sugiyama, A., et al. Characteristics of inspiratory and expiratory reactance in interstitial lung disease. Respiratory Medicine. 107 (6), 875-882 (2013).
  48. Mori, K., et al. Respiratory mechanics measured by forced oscillation technique in combined pulmonary fibrosis and emphysema. Respiratory Physiology & Neurobiology. 185 (2), 235-240 (2013).
  49. Mori, Y., et al. Respiratory reactance in forced oscillation technique reflects disease stage and predicts lung physiology deterioration in idiopathic pulmonary fibrosis. Respiratory Physiology and Neurobiology. 275, 103386 (2020).
  50. Usmani, O. S. Calling time on spirometry: unlocking the silent zone in acute rejection after lung transplantation. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 201 (12), 1468-1470 (2020).
  51. Calverley, P. M. A., Farré, R. Oscillometry: old physiology with a bright future. European Respiratory Journal. 56 (3), 2001815 (2020).
  52. Radics, B. L., et al. Effect of nasal airway nonlinearities on oscillometric resistance measurements in infants. Journal of Applied Physiology. 129 (3), 591-598 (2020).
  53. Toronto General Pulmonary Function Laboratory. . Toronto General Pulmonary Function Laboratory Policies and Procedures Manual. , (2022).
  54. Graham, B. L., et al. Standardization of Spirometry 2019 Update. American Journal of Respiratory and Critica Care Medicine. 200, 70-88 (2019).
  55. Coates, A. L., et al. ERS technical standard on bronchial challenge testing: general considerations and performance of methacholine challenge tests. European Respiratory Journal. 49, 1601526 (2017).
  56. Oostveen, E., et al. Respiratory impedance in healthy subjects: baseline values and bronchodilator response. European Respiratory Journal. 42 (6), 1513-1523 (2013).
  57. Brown, N. J., et al. Reference equations for respiratory system resistance and reactance in adults. Respiratory Physiology and Neurobiology. 172 (3), 162-168 (2010).
  58. Nowowiejska, B., et al. Transient reference values for impulse oscillometry for children aged 3-18 years. Pediatric Pulmonology. 43 (12), 1193-1197 (2008).

Tags

Respiratory OscillometryPulmonary Function TestingOutpatient SettingAirway ResistanceBronchodilatorSpirometryMethacholine ChallengeQuality Control

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
Chang, E., Vasileva, A., Nohra, C., Ryan, C. M., Chow, C., Wu, J. K. Y. Conducting Respiratory Oscillometry in an Outpatient Setting. J. Vis. Exp. (182), e63243, doi:10.3791/63243 (2022).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image