Rol van longfunctietesten in de diagnose van COPD VVLR Prof W. Janssens Dienst Pneumologie Leuven

Transcriptie

1 Rol van longfunctietesten in de diagnose van COPD VVLR Prof W. Janssens Dienst Pneumologie Leuven

2 Inleiding Diagnose van COPD op basis van FEV1/FVC ratio Problemen Fixed ratio - Lower limit Reversibiliteit Variabiliteit in functie van de tijd Aanvullende testen Longvolumina Diffusiecapaciteit Weerstand Patroonherkenning Longitudinale follow-up Conclusie

3 Diagnose van COPD Symptoms Cough Sputum Dyspnea Risk factors Exposure Age Genetic SPIROMETRY

4 Diagnose van COPD

5 Diagnose van COPD FIXED RATIO: Post bronchodilator FEV1/FVC < 0,7 Stage I: Mild Stage II: Moderate Stage III: Severe Stage IV: Very Severe FEV 1 > 80% predicted 50% < FEV 1 < 80% predicted 30% < FEV 1 < 50% predicted FEV 1 < 30% predicted

6 Probleem 1: Fixed versus lower limit LLN = Mean FEV 1 /FVC 1,64 SD LLN FEV 1 /FVC < 0.7 after 50 y Quanjer et al. Eur Respir J; 42:

7 Probleem 1: Fixed versus lower limit Fixed ratio LLN Mannino et al. Thorax 2007;62:

8 Probleem 2: reversibiliteit Pre Ventolin Volume Volume Astma: reversibele expiratoire flow limitatie Acute bronchodilator test: FEV ml en 12% (post pre) / post

9 Probleem 2: reversibiliteit ± 25 % ± 20 % Calverley et al. Lancet Resp Med 2013

10 Probleem 2: reversibiliteit 50% van de COPD patiënten hebben een significante reversibiliteit Slechte test voor differentiatie met astma Calverley et al. Lancet Resp Med 2013

11 Probleem 3: variabiliteit in de tijd Within-test variability

12 Probleem 3: variabiliteit in de tijd Within-test variability Variabiliteit tss verschillende metingen in tijd = between test variabiliteit (M2-M1) = 0 ± 0 SD M 1 M 2 (M2-M1) = 0 ± X SD M 1 M 2 normale variantie tussen 2 metingen: ± 1,64 SD

13 Probleem 3: variabiliteit in de tijd Between test variabiliteit in UPLIFT (COPD GOLD II IV) > 280 ml in COPD is statistisch significant. Klinisch relevant? SD = 180 ml? Respons van ml bij farmacotherapie Janssens et al. Resp Med 2011

14 Probleem 3: variabiliteit in de tijd Switchen tussen beginstadium COPD (GOLD 1) en normaal Switchen tussen de verschillende stadia van ernst

15 Probleemstelling Spirometrie is de sleutel voor de diagnose van COPD MAAR Overdiagnostiek bij strikte toepassing van fixed ratio 0,7 Mislabeling naar astma bij strikte toepassing van reversibiliteitcriteria Foute diagnostiek gezien de variabiliteit in tijd Andere testen zijn noodzakelijk

16 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

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

18 Longvolumina COPD P pleuraal op FRC = 0 Long en thorax houden elkaar in evenwicht TLC FRC RV TLC FRC Verlies van elasticiteit = expansie van volumes (FRC, TLC)

19 Longvolumina COPD +20 TLC FRC RV Airtrapping achter gesloten luchtwegen zelfs bij rustige ademhaling Toename van FRC in rust en RV na volledige expiratie FRC RV

20 Longvolumina COPD Leuven COPD cohort GOLD 0: n = 70 GOLD 1: n = 70 GOLD 2: n = 70 GOLD 3: n = 70 GOLD 4: n = 70 Matched for age, gender and smoking status Longvolume verandering bij COPD 50 0 FEV1/FVC FEV1% FVC% VC% RV% FRC% TLC% controle GOLD 1 GOLD 2 GOLD 3 GOLD 4

21 Longvolumina COPD IC FVC TLC IC FVC TLC FRC RV FRC RV RV / TLC ratio = 0,3 RV / TLC ratio = 0,6 GEZOND Ernstig COPD RV/TLC ratio is een goede maat voor airtrapping verlies van dynamische longvolumina ruimtecompetitie binnen een gegeven thorax

22 Longvolumina COPD Leuven COPD cohort GOLD 0: n = 70 GOLD 1: n = 70 GOLD 2: n = 70 GOLD 3: n = 70 GOLD 4: n = 70 Matched for age, gender and smoking status 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 RV/TLC 0,1 0 controle GOLD 1 GOLD 2 GOLD 3 GOLD 4 RV/TLC : goede marker voor deflatie (farmacotherapie) goede predictor voor indicatie en respons longvolumereductie goede predictor voor dynamische hyperinflatie (IC/TLC)

23 Longvolumina COPD Dynamische hyperinflatie: Gezond TLC IC IRV IC RV EELV COPD TLC IC EELV IC Belangrijke toename van dyspnee RV

24 Longvolumina COPD Dynamische hyperinflatie: TLC IC IC EELV RV Belangrijke toename van dyspnee TLC IC IC COPD RV EELV

25 Longvolumina COPD Bodyplethysmography Washout methodes Onderschat de volumes bij obstructie: Bepaalde regio s in de long dragen niet volledig bij in de washout of de dilutie van het gas. Multiple breath >> single breath Hoe ernstiger de obstructie hoe langer de washout-time. Thorax 1999: 54:

26 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

27 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 FA,He t1 Gas conc.% RV FA,He t2 FA,CO t2 t1 t2 Inspiratie van CO Apnee tijd: diffusie van CO

28 diffusiecapaciteit TLCO = b x VA 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 Bij single breath maneuver: onderschatten van VA bij obstructie Kco = TLCO/VA maat voor diffusie over alveolo-capillaire membraan onafhankelijk van het effectief alveolair volume (of ventilatie)

29 diffusiecapaciteit Bij COPD: multifactorieel gestoorde verminderde VA ( hoge RV/TLC ratio met lage VC) CAVE: onderschatten van VA door single breath!!! gestoorde alveolo-capilaire membraan (emfyseem) daling van Hb (correctieformules) Leuven COPD cohort GOLD 0: n = 70 GOLD 1: n = 70 GOLD 2: n = 70 GOLD 3: n = 70 GOLD 4: n = 70 Matched for age, gender and smoking status Diffusiecapaciteit in COPD controle GOLD 1 GOLD 2 GOLD 3 GOLD 4 DLCO% KCO%

30 diffusiecapaciteit

31 Luchtwegweerstand Luchtwegweerstand bepaald door : 1/ Drukgradient 2/ Diameter van de luchtwegen (collaps, zwelling, inspiratie-expiratie) 3/ Turbulentie van stroom

32 Luchtwegweerstand flow In Raw = Palv / flow Ex β Shift volume ( PxTGV) sraw = shiftvolume / flow Tang β = flow / shiftvolume sraw = 1 / tang β Voorbeeld : sraw1 sraw2 sraw1 < sraw 2 (hoe platter helling hoe groter weerstand)

33 Luchtwegweerstand Verschillende meetmethodes

34 Weerstand bij COPD Normal subject Increased large airway resistance COPD subject Upper airway obstruction β β β β sraw = Vshift / F = 1/ tanβ Raw = sraw/ TGV

35 Weerstand bij COPD 400 Raw% controle GOLD 1 GOLD 2 GOLD 3 GOLD 4 Belgian Pulmonary Function Study: 60% van COPD: Raw > 150% pred Topalovic et al. Resp Research :88

36 Patroonherkenning Elke test draagt bij in de diagnostiek van COPD 4 testen samen sensitiviteit : 93% specificiteit : 97% voor de diagnose van COPD Decramer et al. Lancet Resp Res. 2013:

37 Longitudinale follow-up ziekteprogressie

38 Longitudinale follow-up Longvolume reductie

39 Longitudinale follow-up Longtransplantatie

40 Longitudinale follow-up Combined pulmonary fibrosis and emphysema (CPFE)

41 Longitudinale follow-up autobullectomie

42 Conclusies Spirometrie is en blijft het basisonderzoek voor diagnose van COPD. Spirometrie heeft zijn limitaties (cut-offs, reversibiliteit, variabiliteit). Longvolumina, weerstand en diffusiemetingen zijn metingen die andere eigenschappen van de pathofysiologie belichten. Deze testen bewezen additioneel in de diagnostiek en dragen bij in de longitudinale interpretatie van longfunctie.

43