JoVE Journal > Medicine
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
español

Automatically Generated
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Medicine

Realización de oscilometría respiratoria en un entorno ambulatorio

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

Summary

Demostramos un protocolo operativo estándar para realizar oscilometría respiratoria, destacando los procedimientos clave de control y garantía de calidad.

Abstract

La oscilometría respiratoria es una modalidad diferente de prueba de función pulmonar que se utiliza cada vez más en un entorno clínico y de investigación para proporcionar información sobre la mecánica pulmonar. La oscilometría respiratoria se realiza a través de tres mediciones aceptables de la respiración mareomotriz y se puede realizar con contraindicaciones mínimas. Los niños pequeños y los pacientes que no pueden realizar la espirometría debido a un deterioro cognitivo o físico generalmente pueden completar la oscilometría. Las principales ventajas de la oscilometría respiratoria son que requiere una cooperación mínima del paciente y es más sensible a la detección de cambios en las vías respiratorias pequeñas que las pruebas de función pulmonar convencionales. Los dispositivos comerciales ya están disponibles. Recientemente se han publicado directrices técnicas actualizadas, protocolos operativos estándar y directrices de control y garantía de calidad. Los valores de referencia también están disponibles.

Realizamos auditorías de pruebas de oscilometría antes y después de implementar un programa formal de capacitación en oscilometría respiratoria y un protocolo operativo estándar. Se observó una mejora en la calidad de las pruebas completadas, con un aumento significativo en el número de mediciones aceptables y reproducibles.

El documento actual describe y demuestra un protocolo operativo estándar para realizar oscilometría respiratoria en un entorno ambulatorio. Destacamos los pasos clave para garantizar mediciones de calidad aceptables y reproducibles de acuerdo con las directrices recomendadas de la Sociedad Respiratoria Europea (ERS), ya que el control de calidad es fundamental para las precisiones de medición. Los posibles problemas y trampas también se discuten con sugerencias para resolver errores técnicos.

Introduction

La oscilometría respiratoria mide la impedancia del pulmón y es exquisitamente sensible a los cambios en la mecánica respiratoria1, particularmente al pulmón periférico y a las vías respiratorias pequeñas, regiones del pulmón que no están bien evaluadas por las pruebas de función pulmonar tradicionales.

En los últimos años, la disponibilidad de dispositivos comerciales y la actualización de las normas técnicas y de control/garantía de calidad2,3 han llevado a un uso cada vez mayor de la oscilometría con fines clínicos y de investigación. Sin embargo, hasta la fecha no es una prueba de rutina en el repertorio de modalidades de función pulmonar, pero se prevé que la técnica se utilice más ampliamente con un reconocimiento cada vez mayor de su utilidad clínica. El objetivo general de la oscilometría respiratoria es proporcionar la medición de la mecánica respiratoria durante la respiración normal y la evaluación de la función pulmonar, que no es discernible por los métodos actuales de espirometría y pletismografía. La oscilometría ofrece otras ventajas sobre las pruebas de función pulmonar tradicionales, ya que se puede realizar en personas muy jóvenes, ancianos o en pacientes con deterioro cognitivo donde las maniobras espiratorias forzadas necesarias para la espirometría son imposibles. Además, la oscilometría se puede realizar en cualquier persona que pueda respirar espontáneamente mientras usa un clip nasal. A diferencia de las pruebas de función pulmonar estándar, no está contraindicada después de cataratas, cirugía intraabdominal o cardiotorácica, ni después de infarto agudo de miocardio e insuficiencia cardíaca. Por último, varios de los dispositivos de oscilometría actualmente disponibles son portátiles y se pueden usar en entornos fuera de un laboratorio de diagnóstico, incluidos los entornos de clínicas y oficinas, junto a la cama o en lugares de trabajo.

La oscilometría mide la impedancia respiratoria total (Zrs) a ondas de presión oscilatorias multifrecuencia1,2,4,5,6. La impedancia se compone de la compleja suma de resistencia respiratoria (Rrs) y reactancia (Xrs). El RRs refleja la resistencia de las vías respiratorias y es en gran medida independiente de la frecuencia en salud4,7,8. En las enfermedades de las vías respiratorias pequeñas, el Rrs se vuelve dependiente de la frecuencia y aumenta más en las frecuencias más bajas5,9,10, de modo que una diferencia en los Rrs a frecuencias entre 5 y 19 Hz (R5-19) o 5 y 20 Hz (R5-20) indica una pequeña obstrucción de las vías respiratorias y heterogeneidad de la ventilación en diferentes regiones del pulmón 10,11,12 . Xrs mide el equilibrio de impedancias elásticas e inerciales del sistema respiratorio. A frecuencias más bajas (por ejemplo, de 5 a 11 Hz), Xrs refleja la rigidez o elastancia de los tejidos pulmonares y de la pared torácica13,14. A frecuencias más altas, Xrs está dominado por la inercia de la columna de aire en las vías respiratorias conductoras. La frecuencia de resonancia (Fres) es el punto en el que las magnitudes de reactancia elástica e inertiva son iguales. AX es un índice integrador de Xrs y se calcula como el área bajo el gráfico Xrs versus frecuencia entre 5 Hz y Fres. AX tiene las unidades de elastancia y está inversamente relacionado con el volumen del pulmón en comunicación con ventilación. AX aumenta con procesos restrictivos e inhomogeneidad periférica. X5 se vuelve cada vez más negativo, mientras que AX y Fres aumentan tanto en enfermedades pulmonares obstructivas como restrictivas4,5. Consulte la Figura 1 para obtener una descripción de estas métricas.

Si bien inicialmente se centró en la medición de la función pulmonar en niños, los datos emergentes muestran que la oscilometría también proporciona información clínica útil en adultos. Se utiliza cada vez más en el ámbito clínico15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31, 32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45. La oscilometría ha sido más ampliamente estudiada en enfermedades pulmonares obstructivas donde se ha encontrado que ofrece mejor información diagnóstica que la espirometría con respecto al control del asma31,32,33,34,35, mejor correlación con los síntomas23,34 y detección precoz36,37,38 de pulmón obstructivo crónico enfermedad (EPOC). Nuestro grupo ha demostrado que la oscilometría es más sensible que la espirometría para el seguimiento de la lesión del injerto tras un trasplante de pulmón46. Varios estudios han demostrado que los Xrs, específicamente la diferencia en la reactancia inspiratoria y espiratoria media a 5 Hz, pueden distinguir los defectos restrictivos en la enfermedad pulmonar intersticial (EPI) del asma y la EPOC47, y pueden diferenciar la fibrosis pulmonar combinada y el enfisema de la EPI-solamente48,49. La Figura 2 muestra los patrones típicos de oscilometría para las enfermedades pulmonares normales, restrictivas y obstructivas. Ha habido un creciente interés en implementar la oscilometría como otra modalidad rutinaria de pruebas de función pulmonar para complementar y potencialmente reemplazar algunas de las modalidades de prueba actuales para el monitoreo de la función pulmonar50,51.

Sugerimos que la oscilometría es útil para el cribado de enfermedades pulmonares, en el seguimiento de pacientes con enfermedades pulmonares obstructivas y restrictivas conocidas, y después del trasplante de pulmón. Los dispositivos comerciales son adecuados para su uso en niños de tan solo 2 años de edad. Hay investigaciones en curso con poblaciones aún más jóvenes52, y a medida que el campo crece, puede ser posible evaluar a bebés y recién nacidos.

El objetivo del manuscrito actual es proporcionar un manual de capacitación para médicos, tecnólogos y personal de investigación sobre la realización adecuada de la oscilometría, siguiendo los protocolos operativos estándar internacionales y las pautas de control de calidad. Debido a la pequeña huella de la mayoría de los osciclómetros comerciales, la oscilometría se puede implementar en múltiples configuraciones. El protocolo descrito es apropiado para laboratorios de función pulmonar, consultorios médicos, entornos clínicos y otros entornos ambulatorios, como las unidades de salud ocupacional en el lugar de trabajo.

Protocol

Los estudios de oscilometría respiratoria fueron aprobados por la Junta de Ética de Investigación de la Red de Salud de la Universidad (REB # 17-5373, 17-5652 y 19-5582). Se obtuvo el consentimiento informado por escrito de los participantes antes de la prueba de oscilometría. NOTA: Este vídeo describe el procedimiento operativo estándar para la oscilometría. Nuestro laboratorio utiliza un dispositivo fabricado por Thorasys Thoracic Medical Systems Inc, pero la técnica es la misma independientemente del fabricante. Los programas de software son diferentes para cada fabricante, de la misma manera que los diferentes espirómetros comerciales tienen un software propietario único para la recopilación y visualización de datos. El siguiente protocolo es aplicable a todos los dispositivos de oscilometría respiratoria. Los lectores son dirigidos a los manuales de sus dispositivos comerciales y se refieren a instrucciones específicas con respecto al software de su dispositivo. 1. Evaluación/preparación previa a la prueba del paciente Asegúrese de que el paciente esté libre de cualquier infección respiratoria transmisible activa o sospechada, como coronavirus o tuberculosis. Asegúrese de que el paciente no haya tenido ninguna cirugía dental o facial reciente, como extracciones dentales, y pueda formar un sello hermético adecuado alrededor de la boquilla. Asegúrese de que el paciente esté lo más relajado posible, no use ropa ajustada y se abstenga del consumo de tabaco y el ejercicio vigoroso al menos 1 h antes de la prueba. Realice la oscilometría antes de los PFT convencionales, como la espirometría, si lo solicita un médico de referencia.NOTA: Consulte la Tabla suplementaria 1 para conocer las contraindicaciones para la espirometría/PFT. Asegúrese de que el paciente retenga los broncodilatadores antes de la prueba, a menos que un médico de referencia le indique que continúe con la medicación broncodilatadora.NOTA: Consulte la Tabla suplementaria 2 para los tiempos de retención del broncodilatador para los PFT y la Tabla suplementaria 3 para los tiempos de retención del broncodilatador para la prueba de desafío de metacolina. 2. Preparación de equipos/materiales Preparación de equipos Verifique la carga de resistencia del dispositivo de oscilometría utilizando una carga de prueba mecánica calibrada de fábrica válida antes de la prueba del paciente. Retire las tapas de polvo en ambos extremos de la carga de prueba mecánica y conéctelas al dispositivo de oscilometría. Seleccione la calibración en el menú del software de oscilometría y proceda con la verificación de carga de la prueba de impedancia.NOTA: La tolerancia recomendada para la verificación es de ≤ ±10% o ±0.1 cmH2O·s/L, lo que se cumpla primero. Tras una verificación exitosa, guarde y proceda con las pruebas. Preparación de materiales Tenga múltiples filtros “bacterianos / virales de uso único para un solo paciente” y clips nasales fácilmente disponibles. Tenga equipo de protección personal (EPP), como guantes y máscaras, y toallitas desinfectantes disponibles.NOTA: Consulte las políticas de laboratorio para ponerse y quitarse el EPP y las pautas de control de infecciones. 3. Preparación del paciente Antropometría Verifique la información del paciente: nombre y apellidos, fecha de nacimiento, sexo de nacimiento, altura, peso e identidad de género, si corresponde. Mida la altura del paciente sin zapatos, con los pies juntos, de pie lo más alto posible con los ojos a la altura y mirando hacia adelante, y la espalda al ras contra una pared o superficie plana.NOTA: Para los pacientes que no pueden mantenerse erguidos, la altura se puede estimar utilizando la envergadura del brazo. Para los pacientes de 25 años o más, donde la medición de la altura se ha realizado previamente en el mismo laboratorio, puede no ser necesario volver a medir la altura en visitas posteriores dentro de 1 año. Actualice la medición del peso en cada visita. Registre el uso de broncodilatadores por parte del paciente, la dosis, la hora / fecha de la última administración y cualquier alergia a los medicamentos, como el salbutamol. Preparación de la prueba de oscilometría Pídale al paciente que se desinfecte las manos antes de ingresar a la estación de pruebas. Describa la duración de la prueba de 30 s y el requisito mínimo de tres ensayos. Explicar la sensación generada por las oscilaciones como ‘vibraciones’ o ‘aleteo’. Asegúrese de que el paciente esté sentado correctamente en una ligera posición de “barbilla hacia arriba” con ambos pies en el suelo. Evite encorvarse contra el respaldo de la silla o cruzar las piernas. Indique al paciente que respire normalmente mientras sostiene sus mejillas con la palma de la mano y los dedos y usa sus pulgares para apoyar el tejido blando de la mandíbula durante las mediciones.NOTA: El soporte de la mejilla y el piso de la boca se aplica para evitar la derivación de las vías respiratorias superiores. Si las mejillas y los tejidos blandos de la boca no están soportados, el flujo medido en la boca se pierde en el movimiento de la pared superior de las vías respiratorias. Explique al paciente que se debe evitar la deglución y que la lengua debe estar debajo de la boquilla durante la prueba.NOTA: Las instrucciones anteriores se aplican tanto a niños como a adultos. Dependiendo de la edad del niño, sostener una imagen u otras formas de distracción visual frente al niño puede ayudar a garantizar que la postura de la cabeza se mantenga durante el período de registro de oscilometría. Para los adultos con deterioro cognitivo, considere tener una persona acompañante cerca para entrenar y calmar al paciente para que respire normalmente. Para los pacientes con discapacidad física, algunos dispositivos de oscilometría son portátiles y se pueden llevar a la cabecera del paciente o a la silla de ruedas. También considere pedirle al acompañante u otra persona que proporcione soporte para la mejilla y la mandíbula durante las pruebas. 4. Configuración del software NOTA: Consulte el manual de instrucciones del fabricante para obtener instrucciones individuales. Nueva configuración del paciente Seleccione Nuevo paciente e ingrese la información del paciente, como nombre y apellidos, fecha de nacimiento, sexo de nacimiento, altura, peso, origen étnico (si corresponde) e historial de tabaquismo. Compruebe que toda la información introducida es correcta antes de seleccionar la prueba estándar. Asegúrese de que se selecciona la configuración de longitud de onda correcta. En esta demostración, seleccione Oscilometría de onda de aire en el menú desplegable Plantilla . La elección de longitudes de onda específicas y combinaciones de longitudes de onda será diferente entre los diferentes fabricantes. Siga el manual de instrucciones del software para el dispositivo específico. Asegúrese de seleccionar el conjunto adecuado de valores de referencia: Oostveen et al.56 o Brown et al.57 para adultos, y Nowowiejska et al.58 para niños de 3 a 17 años.NOTA: La preferencia y la disponibilidad de los valores de referencia pueden diferir según la política de cada laboratorio y el fabricante del dispositivo de oscilometría. Configuración del paciente existente Haga clic en Seleccionar paciente y elija el archivo del paciente correcto verificando su información, como nombres y apellidos y fecha de nacimiento. Asegúrese de que el peso y la altura del paciente (si corresponde) se actualicen antes del inicio de las pruebas. Seleccione Prueba estándar y elija Oscilometría de onda de aire en el menú desplegable Plantilla . Véase también la sección 4.1.3. 5. Procedimiento de ensayo Configuración del dispositivo de oscilometría Conecte un filtro “bacteriano/viral de uso único para un solo paciente” al dispositivo de oscilometría. Asegúrese de que el dispositivo de oscilometría esté listo en el modo de prueba. Medición espectralNOTA: Oscilometría de ondas de aire 5-37 Hz en el dispositivo que se muestra en el video. Recuerde al paciente la duración de la prueba de 30 s y el requisito mínimo de tres mediciones. Indique al paciente que use un clip para la nariz y proporcione las instrucciones descritas en los pasos 3.2.4 y 3.2.5. Ajuste el dispositivo de oscilometría al nivel de la cabeza del paciente. Indique al paciente que se moje los labios antes de envolverlos alrededor de la boquilla para formar un sello adecuado y hermético. Indique al paciente que comience a respirar normalmente.NOTA: Inspeccione si hay posibles fugas de aire alrededor de la boquilla y el clip de la nariz. El oxígeno suplementario debe apagarse durante las mediciones para evitar cualquier deriva hacia el dispositivo de oscilometría. Observe el patrón de respiración del paciente y comience a registrar después de un mínimo de tres respiraciones de marea estables.NOTA: (Opcional): Durante la prueba, informe al paciente del tiempo restante durante cada medición. Proporcione un tiempo de descanso adecuado entre cada medición y ajuste en consecuencia, según el paciente.NOTA: Los pacientes que toman oxígeno suplementario pueden requerir intervalos de descanso más largos. Proporcione oxígeno suplementario según sea necesario durante los intervalos de descanso. Después de un mínimo de tres mediciones, continúe con el Paso 6 para evaluar la aceptabilidad y la reproducibilidad. Respuesta post-broncodilatadora – opcional Administrar broncodilatador (salbutamol o bromuro de ipratropio) a través de un espaciador. Registre el método y el número de dosis administradas. Espere 10 minutos después de la inhalación de salbutamol/albuterol y 20 minutos después de la inhalación de bromuro de ipratropio. Repita el paso 5.2 para evaluar la respuesta postbroncodilatadora Medición de 10 Hz (intra-respiración) – opcional Recuerde al paciente que la duración de cada prueba es de 30 s y se obtendrá un mínimo de tres mediciones. Asegúrese de que se selecciona la configuración correcta de la longitud de onda para la medición de la respiración intra-respiración. Repita los pasos 5.2.2 a 5.2.6. 6. Aceptabilidad y reproducibilidad del acceso Aceptabilidad Asegurar que las mediciones tengan una validez superior al 70%. Compruebe que el símbolo junto a las medidas ha obtenido una marca de verificación.NOTA: Si hay un símbolo de “Precaución”, la medición es inaceptable. Inspeccione cada medición en busca de anomalías o artefactos que puedan ser causados por tos, obstrucción de la lengua, cierre de la glotis, fuga de aire alrededor de la boquilla, intentar hablar, tragar y respirar profundamente.NOTA: Si se observa que el paciente respira profundamente, reinicie el dispositivo de oscilometría, ya que las respiraciones contundentes interrumpen los motores y la calidad de las mediciones posteriores. Para restablecer, detenga las pruebas y, a continuación, haga clic en Cero canales. Revisar las mediciones automáticamente excluidas por el software; estos incluyen anomalías o artefactos como tos o cierre de glotis. Excluya cualquier medición inaceptable con anomalías descritas en el Paso 6.1.3 y repita el Paso 5.2 para obtener mediciones adicionales. Reproducibilidad Asegúrese de que se registre un mínimo de tres mediciones aceptables. Asegurar que el coeficiente de varianza (CoV) de Rrs (resistencia del sistema respiratorio) sea ≤10% en adultos y ≤15% en niños. Repita el paso 5.2 para obtener mediciones adicionales si las 3 mediciones aceptables tienen CoV >10% en adultos y >15% en niños. Repita 6.1 para determinar la aceptabilidad e informe tres mediciones aceptables con CoV ≤10% en adultos y ≤15% en niños. 7. Desinfección Deseche la boquilla del paciente y el clip nasal en el cubo de basura. Use toallitas desinfectantes para limpiar el dispositivo de oscilometría y la silla del paciente. Doff guantes y desinfectar las manos. Vuelva a colocar la tapa de polvo roja en el dispositivo de oscilometría para evitar cualquier contaminación.NOTA: La política de control de infecciones de cada laboratorio puede ser diferente. 8. Notificación de resultados NOTA: Consulte la Figura 3 para obtener más información. Incluya los nombres y apellidos del paciente, la altura, el peso, la edad, el sexo al nacer, el IMC y los antecedentes de tabaquismo. Incluya el nombre del dispositivo, el modelo, la versión del software y el fabricante. Incluya las frecuencias de la señal de entrada y la duración de las grabaciones individuales. Informe la media de las mediciones aceptables y reproducibles y el CoV para estas mediciones notificadas.NOTA: Si el CoV es superior al límite superior especificado, los resultados deben marcarse para que el médico intérprete pueda interpretar los resultados con precaución. Seleccione ecuaciones de referencia. Incluya un gráfico de impedancia que demuestre Rrs y Xrs versus frecuencia de oscilación. Incluir respuesta post-broncodilatadora con dosis y método de administración incluyendo puntuaciones z y cambio porcentual absoluto – opcional 9. Control de calidad/aseguramiento de la calidad Realizar auditorías periódicas (semanales o mensuales) dependiendo del volumen de pruebas de oscilometría en el laboratorio. Evalúe a cada operador utilizando una lista de verificación estandarizada para garantizar que las pruebas de oscilometría se realicen de manera precisa y profesional. Proporcionar retroalimentación regular a los operadores y celebrar reuniones trimestrales de garantía de calidad para reflexionar sobre asuntos de laboratorio. Asegúrese de que los controles de calidad biológicos se realicen semanalmente con al menos dos sujetos sanos no fumadores, y que las mediciones estén dentro de ±2SD de su línea de base media.NOTA: Esto es extremadamente importante para validar equipos y procedimientos de prueba cuando hay múltiples dispositivos de oscilometría en el laboratorio. Realizar autoinspección trimestral y mantenimiento anual de fábrica de dispositivos de oscilometría para calibración y controles de calidad.

Representative Results

Del 17 de octubre de 2017 al 6 de abril de 2018, realizamos la primera auditoría de garantía de calidad/control de calidad (QA/QC) de las 197 pruebas de oscilometría3. Aunque todos los operadores fueron capacitados antes de evaluar al paciente con un seminario de una hora y pruebas in situ, se identificaron 10 (5,08%) mediciones inaceptables y / o irreproducibles. Estas mediciones se excluyeron debido a tos, obstrucción de la lengua y CoV superior al 15% siguiendo las pautas iniciales sugeridas por ERS52. El control de calidad biológico (BioQC) no se realizó regularmente. El personal de investigación se sometió a capacitación adicional en oscilometría y desarrolló un protocolo operativo estándar para garantizar que se implementaran las pautas adecuadas de ERS y el profesionalismo médico. La importancia de BioQC, una herramienta para validar los equipos y procedimientos de prueba, se destacó al personal de investigación, a quien se les recordó que realizaran pruebas regulares de BioQC. 3 Se encontraron mejoras en las auditorías posteriores de QA/QC. Del total de 1930 pruebas de oscilometría realizadas desde el 9 de abril de 2018 hasta el 30 de junio de 2019, solo tres (0,0016%) pruebas fueron mediciones no válidas; estos tenían CoV superior al 15%. Entre el 2 de julio de 2019 y el 12 de marzo de 2020, se realizaron 1779 pruebas de oscilometría y nueve (0.005%) se consideraron inaceptables, incluidas las mediciones que tenían cierre de glotis, fuga de aire y CoV superior al 15%. Consulte la Tabla 1 para obtener información adicional. Desde el refuerzo de BioQC en abril de 2018, el personal de investigación realizó BioQC regularmente. En nuestro centro, cuatro individuos sanos no fumadores realizaron oscilometría diariamente durante las 2 semanas iniciales para recoger un mínimo de 10 mediciones con la media con el límite superior e inferior (±2SD o desviación estándar) con coeficiente de variación ≤10% entre Rrs en los dos dispositivos de oscilometría de nuestro laboratorio. El 30 de agosto de 2021, observamos una medición de BioQC que cayó fuera de la media del individuo ±2SD. El R5 observado por el individuo fue de 3,36 cmH2O·s/L (círculo abierto), mientras que la media R5 de las 20 grabaciones más recientes fue de 4,95 cmH2O.s/L ±2SD (línea punteada con límite inferior en 4,03 y límite superior en 5,86; Figura 4). Un segundo individuo realizó su oscilometría BioQC el mismo día con el mismo dispositivo de oscilometría, y la medición R5 observada también estuvo fuera de la media ±2SD. Estos hallazgos indican problemas relacionados con el instrumento más que con el procedimiento. Posteriormente, se contactó con el fabricante y se envió el dispositivo para su reparación. Tras la devolución del dispositivo, BioQC se repitió el 15 de octubre de 2021 para garantizar que estuviera dentro del rango de medición R5 del individuo antes de la redistribución del dispositivo en nuestro laboratorio. Figura 1: Se muestra el oscilograma de impedancia versus frecuencia con la curva de resistencia (línea sólida) y las curvas de reactancia (línea punteada), y las frecuencias a las que se realizan las mediciones (círculos sólidos y abiertos en cada curva). El área de reactancia (AX, área eclosionada), frecuencia resonante (Fres. X), y la resistencia entre 5 Hz y 19 Hz (R5-19; flecha de dos caras) se ilustran. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura. Figura 2: Las diferencias típicas del patrón de oscilometría entre las enfermedades pulmonares normales (A), restrictivas (B) y obstructivas (C). Observe el desplazamiento hacia la derecha de la curva de reactancia (círculo abierto, línea punteada) en la enfermedad restrictiva (B), y el patrón en forma de trompeta del oscilograma obstructivo (C) con desplazamiento hacia arriba de la curva de resistencia (círculo sólido y línea), aumento de R5-19 y el desplazamiento hacia abajo y hacia la derecha de la curva de resistencia (línea rota; círculos abiertos). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura. Figura 3: La plantilla estándar para la notificación de oscilometría en nuestra institución. Mostramos el oscilograma utilizando un eje X-Y estandarizado, y resaltamos las mediciones relevantes pre y post-broncodilatador en diferentes colores para facilitar la interpretación de los resultados. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura. Figura 4: Resumen del control de calidad biológica (BioQC) de las mediciones de R5 de un individuo desde mayo de 2020 hasta noviembre de 2021. La medición que cayó fuera (círculo abierto) de la media del individuo (línea gris sólida) ±2SD (línea punteada) se observó el 30 de agosto de 2021. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura. Primera auditoría Segunda auditoría Tercera auditoría 17 de octubre de 2017 to 6 de abril de 2018 9 de abril de 2018 al 30 de junio de 2019 2 de julio de 2019 al 12 de marzo de 2020 Válido 187 1927 1770 No válido 10 3 9 Tabla 1: Comparación de la aceptabilidad de las pruebas de oscilometría en tres puntos temporales El personal se sometió a una capacitación de actualización en la realización de oscilometría después de la primera auditoría. También implementamos un protocolo operativo estándar para la realización de oscilometría en el laboratorio de función pulmonar. Se produjeron mejoras significativas en el porcentaje de pruebas que cumplían con el control de calidad aceptable y se mantuvieron en el tiempo. Estos resultados demuestran la efectividad de desarrollar y adherirse a protocolos operativos estándar y pautas de control de calidad. Tabla suplementaria 1. Contraindicaciones para la espirometría53,54Haga clic aquí para descargar esta tabla. Tabla suplementaria 2. Tiempos de retención de broncodilatadores para pruebas de función pulmonar53,54Por favor, haga clic aquí para descargar esta tabla. Tabla suplementaria 3. Tiempos de retención de broncodilatadores para la prueba de desafío bronquial53,55Por favor, haga clic aquí para descargar esta tabla.

Discussion

Los pasos críticos en una medición de oscilometría de alta calidad se pueden clasificar en los dominios de paciente, equipo y operador. Asegurar que el paciente esté relajado y cómodo para que las mediciones recogidas estén en reposo del volumen residual funcional es clave. La postura del paciente es muy importante; asegúrese de que el paciente esté sentado erguido con ambos pies en el suelo sin cruzar las piernas. La aplicación del soporte de la mejilla y la mandíbula, la buena colocación del clip de la nariz y la garantía de que los labios estén sellados alrededor de la boquilla eliminarán la derivación y las fugas de aire1,2,3. El equipo debe ser calibrado y verificado antes de su uso. El operador debe ser capaz de reconocer las grabaciones aceptables e inaceptables y capaz de solucionar la causa subyacente de lecturas o artefactos inaceptables para garantizar que las mediciones notificadas tengan CoV ≤10%1,2,3. El control y la garantía de calidad deben mantenerse no solo para garantizar que el dispositivo de oscilometría esté validado, sino también la calidad de las pruebas.

La capacitación del operador para reconocer los patrones producidos por artefactos comunes como la deglución, las fugas y la derivación permitirá realizar mediciones repetidas a tiempo para obtener pruebas de calidad. Hay casos en que la oscilometría se realiza a diferentes volúmenes pulmonares (por ejemplo, en posición supina). En estas circunstancias, todavía se pueden aplicar todos los pasos descritos en el protocolo.

Si bien la oscilometría es una modalidad más fácil y rápida de prueba de función pulmonar, se producirán errores en las mediciones y, por lo tanto, en la interpretación, si se producen desviaciones del protocolo estandarizado y los pasos de control de calidad. Nuestro protocolo se basa en el dispositivo utilizado en nuestro centro. La realización de la oscilometría será la misma en todos los dispositivos. Sin embargo, habrá diferencias en el aspecto técnico de la calibración y las aplicaciones de software. Se aconseja a los lectores que sigan el manual de los diferentes instrumentos.

La oscilometría es más rápida y fácil de realizar que la espirometría. Además, los niños pequeños y los adultos con deterioro del lenguaje, físico y / o cognitivo que impiden la capacidad de realizar las maniobras espiratorias forzadas necesarias para la espirometría aún pueden realizar la oscilometría tal como se realiza durante la respiración normal. En algunos centros, la oscilometría ha suplantado a la espirometría como la herramienta de detección inicial de la enfermedad pulmonar. Mejorar la formación en la realización de la oscilometría facilitará su aplicación más amplia como herramienta de diagnóstico y garantizará el control de calidad de las pruebas realizadas.

Aunque la oscilometría es una técnica rápida y fácil, se necesitan controles de calidad para garantizar mediciones precisas y reproducibles. Al seguir las directrices internacionales, la investigación y los datos de oscilometría clínica se pueden interpretar adecuadamente para que los hallazgos se puedan aplicar en diferentes poblaciones de pacientes.

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

El estudio fue financiado por CIHR-NSERC Collaborative Health Research Projects (CWC), Pettit Block Term grant (CWC), The Lung Health Foundation y Canadian Lung Association – Breathing as One: Allied Health Grant (JW). Agradecemos a los muchos participantes de nuestros estudios de investigación de oscilometría que nos han permitido desarrollar experiencia en la realización de oscilometría.

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. Medicine. 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