Interpretatie van longfunctietesten

Transcriptie

1 Interpretatie van longfunctietesten Master in specialistische geneeskunde Prof W. Janssens Dienst Pneumologie Leuven

2 Inleiding Zeer veel verschillende testen op longfunctielabo : spirometrie, reversibiliteit, volumina, bodybox, heliumdilutie, weerstand, diffusiecapaciteit, histamineprovocatie, inspanningsprovocatie, capnografie, bloedgassen, 100% zuurstoftest, ademregulatie, compliantie, ergospirometrie, 6-minten wandeltest, spierkrachttesten, sputuminductie, exhaled NO. Selectie van meest essentiële longfunctiemetingen in ziekenhuis: Basislongfunctie: Spirometrie Flow-volume loop Longvolumina Diffusie Restrictie - obstructie

3 Basis longfunctie = spirometrie Dynamisch actief onderzoek: patient laten rustig in- en uitademen, dan maximaal inademen en nadien zo krachtig en zo lang mogelijk laten uitademen, (en vervolgens terug zo diep mogelijk inademen)

4 Spirometrie Volume tijd curve: volume IC: inspiratoire capaciteit IRV VT: teugvolume FVC : geforceerde vitale capaciteit ERV t

5 Spirometrie Volume tijd curve: volume ESW = FEV1 éénseconde waarde Maximale inademing (= TLC) Maximale uitademing (= RV) 1 seconde t Een secondewaarde = volume (liter)

6 Spirometrie Flow-volume curve: Flow FVC: maximale geforceerde vitale capaciteit PEF Volume PIF PEF = piekflow (L/sec) Maximale inademing (= TLC) Maximale uitademing (= RV)

7 Spirometrie

8 Spirometrie Praktische procedure: Patient gaat zitten (armleuning, geen wielen). Leg de procedure uit aan de patient Verwijder spannende kleding Patient zit goed rechtop (positie hoofd) Neusknijper Rustig ademen Diep inademen (snel, niet geforceerd, adem niet ophouden) Zo (snel) krachtig mogelijk uitademen (uitblazen) Dring aan om zo ver mogelijk uit te ademen (!) Coach de patient

9 Spirometrie wanneer OK? First FVC maneuver Met within-maneuver ACCEPTABILITY criteria Repeat to obtain between-maneuver REPEATABILITY criteria Report largest FVC and largest FEV1 Select maneuver with largest sum of FVC+FEV1 to determine other indices Store and interpret ERS-ATS statement ERJ 2005

10 Spirometrie Within maneuver acceptability t0 t0 extrapol Flow TLC TLC Geëxtrapoleerd volume RV tijd Niet correct volume Start van test criterium: t0 TLC t0 extrapol Geëxtrapoleerd volume Flow geëxtrapoleerd volume < 5% FVC of < 150 ml Correct volume

11 Spirometrie Within maneuver acceptability TLC volume Flow RV tijd Tijd Niet correct volume Eind van test criterium: Expiratie tijd > 6 sec Eind-expiratoire flow < 25 ml/s volume Tijd Correct Flow volume

12 Meest frequente fouten Hoesten Sluiten van de glottis Onvoldoende diepe inspiratie Lek (mond, toestel, neus, ) Aarzelende start Abrubt einde

13 Spirometrie Between maneuver repeatability tijd 3 reproduceerbare en aanvaardbare spirometries: FEV1 en FVC <150 ml en 5% Maximaal 8 manoevers

14 Longvolumina FVC en FEV 1 zijn dynamische volumina Ze zeggen niets over de totale hoeveelheid lucht in thorax in rust. volume??? VT IC FVC 0 t

15 Longvolumina Meting van longvolumina = meten van functionele residuele capaciteit = FRC of TGV P pleuraal op FRC = 0 Long en thorax houden elkaar in evenwicht = respiratoire spieren zijn in rust = einde van een passieve expiratie FRC niveau VT IC FVC t

16 Longvolumina FRC: functionele residuele capaciteit TLC IC FVC RV FRC + IC = TLC : totale longcapaciteit TLC- VC = RV: residueel volume t Wordt gemeten Via heliumdilutie, stistofwash-out Via plethysmographie (bodybox) Wordt berekend vanuit het FRC

17 Longvolumina

18 referentiewaarden Noodzaak: Enkel door normaalwaarden te definiëren, afwijkende waarden kunnen herkennen. Normaalwaarden bepalen aan de hand van populatieonderzoek bij gezonde vrijwilligers. Regressievergelijkingen (Quanjer et al. 1993) Normaalwaarden voor alle longfunctieparameters: ~ geslacht (man > vrouw) ~ lengte ~ leeftijd (18-70 jaar) ~ ethnische afkomst (caucasian black, asian)

19 referentiewaarden Populatieonderzoek: opstellen van regressievergelijkingen Mannen Mean RSDx1.64 FVC L 5.76 x hoogte x leeftijd FEV 1 L 4.30 x hoogte x leeftijd FEV 1 /FVC % x leeftijd Vrouwen Mean RSDx1.64 FVC L 4.43 x hoogte x leeftijd FEV 1 L 3.95 x hoogte x leeftijd FEV 1 /FVC % x leeftijd

20 referentiewaarden Populatie : Gaussiaanse distributie Mean RSD (percentiel 5) Mean Mean RSD (percentiel 95) 5% populatie 95% populatie LLN : lower limit of normal Abnormaal Normaal

21 referentiewaarden Mean RSD ( 5th percentile) Mean X1 = abnormaal X2 = abnormaal Abnormaal op basis van LLN: statistisch de correcte methode aangeduid met * of in kleur Abnormaal op basis van fixed cut offs met %predicted: meer praktisch voor klinische interpretatie VC, FEV 1 15 % pred normaal = % pred FRC, RV, TLC 20 % pred normaal = % pred

22 referentiewaarden Mean SD Mean SD X 2 X 1 Mean Rapporteren van Z scores Z score = Hoeveel standaard deviatie is de individuele meetwaarde afwijkend van het gemiddelde van de referentiepopulatie (matched voor leeftijd, geslacht, lengte, ras) Z score of X 1 = (X 1 - mean) / SD = -1 Z score of LLN = (LLN - mean) / SD = Z score of X 2 = (X 2 - mean) / SD = -2.5

23 referentiewaarden De standaarddeviatie in een populatie is leeftijdsafhankelijk LLN is leeftijdsafhankelijk Quanjer et al. Eur Respir J; 42:

24 referentiewaarden Fixed ratio LLN Mannino et al. Thorax 2007;62:

25 diffusiecapaciteit Diffusiecapaciteit: Opname capaciteit van O 2 in rust door een patiënt: Afhankelijk van 1/ ventilatie (alveolaire ventilatie) 2/ longweefsel (alveolo-capillaire membraan) 3/ hemoglobine

26 diffusiecapaciteit Tijdens maximale inspiratie een CO houdend gas (zelfde fysische eigenschappen als O2) inademen met gekende concentratie. Tijdens apnee op TLC niveau daalt CO dan exponentieel (door diffusie) : TLC FA,CO t1 Gas conc.% RV FA,CO t2 t1 t2 Inspiratie van CO Apnee tijd: diffusie van CO (9sec)

27 diffusiecapaciteit TLCO = b x VAeff X Ln FA, CO t1 t x (PB PH2O) FA, CO t2 VA : het effectief alveolair volume tijdens apnee (op TLC-niveau) Bij wandpathologie / longresectie: VA TLCO geen aantasting van alveolo-capillaire membraan, wel minder oppervlakte Kco = TLCO/VA : maat voor diffusie over alveolo-capillaire membraan onafhankelijk van het effectief alveolair volume (of ventilatie)

28 Basisstoornissen

29 Obstructief versus restrictief Obstructief beeld wordt gekenmerkt door expiratoire flowlimitatie. Restrictief beeld wordt gekenmerkt door vermindering van totale longinhoud.

30 Obstructief versus restrictief Obstructief beeld wordt gekenmerkt door flowlimitatie. Restrictief beeld wordt gekemerkt door vermindering van totale longinhoud.

31 Obstructie Obstructief patroon Centrale lokale luchtwegobstructie perifere veralgemeende luchtwegobstructie Astma COPD intrathoracaal extrathoracaal Vreemd voorwerp Stenose Massa..

32 Obstructie Normale situatie Asthma/COPD inspiratie Inspiratie = normaal 0 TLC 0 expiratie Expiratie = flowlimitatie Verlengd expirium airtrapping Expiratoire flowlimitatie

33 Obstructie Volume tijd Flow volume Normaal Licht obstructief Ernstig obstructief

34 Obstructie Statische hyperinflatie: toename van FRC, RV A. Emfyseem: minder elastic recoil van long Uitzetten van thorax en long in rust = toename van FRC B Airtrapping achter gesloten luchtwegen zelfs bij rustige ademhaling Toename van FRC in rust en RV na volledige expiratie

35 Obstructie volume Obstructief ΔTLC ΔFRC Δ RV t FRC RV TLC

36 Obstructie volume Obstructief FVC FVC FVC FEV 1 FEV1/FVC t

37 Obstructie Dynamische hyperinflatie: toename van eind expiratoir longvolume (EELV) angst inspanning opstoot Toename van ventilatie Onvoldoende expiratietijd Inspiratoir volume > expiratoir volume Progressief opblazen van thorax Zeer arbeidsintensief Kleinere mobiliseerbare ademvolumes Toename dyspnee

38 Obstructie Dynamische hyperinflatie: Gezond TLC IC IRV IC RV EELV COPD TLC IC EELV IC Belangrijke toename van dyspnee RV

39 Obstructie Dynamische hyperinflatie: TLC IC IC EELV RV Belangrijke toename van dyspnee TLC IC IC COPD RV EELV

40 Obstructief versus restrictief Obstructief beeld wordt gekenmerkt door expiratoire flowlimitatie. Restrictief beeld wordt gekemerkt door vermindering van totale longinhoud.

41 Restrictie Restrictief patroon: vermindering van totale longinhoud Pathologie rond de long Pathologie van de long Thoraxwand Spierafwijkingen Pleurale afwijkingen Interstitieel longlijden Longoedeem Atelectase longresectie

42 Obstructie Restrictie: afname van FRC, TLC A. Fibrose: hoge elastische retractie van long Verkleinen van thorax en long in rust = afname van FRC B Wand, spier Vermindere expantie bij inspiratie (retractie, resectie, wandprobleem) Fibrose long Afname van TLC en secundair VC

43 Restrictie Volume Flow tijd Normaal volume Licht restrictief Ernstig restrictief

44 Restrictie volume Ernstig restrictief ΔTLC ΔFRC FRC RV TLC IC en VC Δ RV t

45 Samenvatting Obstructief longlijden : COPD, astma, CF, bronchiectasien 1. Tiffeneau (FEV 1 /FVC) gedaald - GOLD FEV 1 /FVC < 70% of < LLN (leeftijdsafhankelijk) 2. Daling van éénseconde waarde (FEV 1 ) = maat voor ernst Mild: FEV 1 > 80% Matig: FEV % Ernstig: FEV % zeer ernstig: FEV 1 < 30% 3. Hyperinflatie: gestegen volumina (FRC, TLC, RV) - in principe > ULN

46 Samenvatting Restrictief longlijden: wand, pleura of interstitiële longpathologie 1. TLC gedaald - in principe < LLN - TLC < 80 % 2. Normale FEV 1 /FVC - FEV 1 /FVC > 70 % of > LLN - FEV 1 /FVC en PEF dikwijls gestegen 3. Daling van vitale capaciteit = maat voor ernst 4. gedaalde volumina (FRC, RV)

47 Samenvatting Flow-chart voor spirometrie: FEV 1 / FVC FEV 1 / FVC > LLN FEV 1 /FVC < LLN FVC < LLN FVC > LLN FVC > LLN FVC < LLN Vermoeden restrictie obstructie niet uitgesloten normaal Zuivere obstructie Obstructie, mogelijks component restrictie

48 Samenvatting Flow-chart voor longfunctie: FEV 1 / FVC FEV 1 / FVC > LLN FEV 1 /FVC < LLN TLC < LLN TLC > LLN TLC > LLN TLC < LLN VC > LLN VC < LLN Restrictie Normaal Obstructie Gemengd Adapted from Pellegrino et al. ERJ 2005

49 Flow (L/s) Voorbeelden: flow-volume loop 12 8 PEF Man 176 cm 76 kg Volume (L)

50 Flow (L/s) Voorbeelden: flow-volume loop 12 FVC % pred FEV 1 PEF % pred 88 % pred -4-8 PEF te laat in het traject

51 Flow (L/s) Voorbeelden: flow-volume loop 12 FEV % pred FVC PEF % pred 102 % pred -4-8 Abrubt einde van het maneuver

52 Flow (L/s) Voorbeelden: flow-volume loop 12 FVC % pred FEV 1 PEF % pred 98 % pred -4-8 Hoest, tijdens het maneuver

53 Flow (L/s) Voorbeelden: flow-volume loop 12 FEV % pred FVC PEF % pred 72 % pred -4-8 Onvoldoende diepe inspiratie bij het begin van het maneuver

54 Flow (L/s) Voorbeelden: flow-volume loop 12 FEV % pred FVC PEF % pred 61 % pred -4-8 Obstructie van het mondstuk

55 Voorbeelden Voorbeeld 1: SPIROMETRIE Pred. Meas. %Pred FVC (L) * 49 FEV1 (L) * 22 FEV1/FVC (%) * PEF (L/sec) * 33 PLETHYSMOGR. Pred. Meas. %Pred VC (L) * 49 RV (Pleth) (L) * 223 TGV (Pleth) (L) * 186 TLC (Pleth) (L)

56 Voorbeelden Voorbeeld 1: SPIROMETRIE Pred. Meas. %Pred FVC (L) * 49 FEV1 (L) * 22 FEV1/FVC (%) * PEF (L/sec) * 33 PLETHYSMOGR. Pred. Meas. %Pred VC (L) * 49 RV (Pleth) (L) * 223 TGV (Pleth) (L) * 186 TLC (Pleth) (L) TRANSFERTEST Pred. Meas. %Pred TLco (mmol/min/kpa) * 40 Kco (mmol/min/kpa/l) ,71* 55 COPD + emfyseem

57 Voorbeelden Voorbeeld 2: SPIROMETRIE Pred. Meas. %Pred FVC (L) * 41 FEV1 (L) * 45 FEV1/FVC (%) PEF (L/sec) LONGV. HELIUM Pred. Meas. %Pred VC (L) * 39 RV (He) (L) * 34 FRC (He) (L) * 36 TLC (He) (L) * 37 Interstitiële fibrose (IPF)

58 Voorbeelden Voorbeeld 3: SPIROMETRIE Pred. Meas. %Pred FVC (L) * 50 FEV1 (L) * 45 FEV1/FVC (%) PEF (L/sec) PLETHYSMOGR. Pred. Meas. %Pred VC (L) * 50 RV (Pleth) (L) * 160 TGV (Pleth) (L) * 128 TLC (Pleth) (L) COPD met belangrijke airtrapping

59 Voorbeelden Voorbeeld 4: SPIROMETRIE Pred. Meas. %Pred FVC (L) FEV1 (L) FEV1/FVC (%) PEF (L/sec) PLETHYSMOGR. Pred. Meas. %Pred VC (L) RV (Pleth) (L) TGV (Pleth) (L) TLC (Pleth) (L) * 81

60 Voorbeelden Voorbeeld 4: SPIROMETRIE Pred. Meas. %Pred FVC (L) FEV1 (L) FEV1/FVC (%) PEF (L/sec) PLETHYSMOGR. Pred. Meas. %Pred VC (L) RV (Pleth) (L) TGV (Pleth) (L) TLC (Pleth) (L) * 81 TRANSFERTEST Pred. Meas. %Pred TLco (mmol/min/kpa) * 59 Kco (mmol/min/kpa/l) Restrictief tgv lobectomie

61 Voorbeelden: GLI

62