volumenes pulmonares

Fundación Neumológica Colombiana

FUNDACIÓN NEUMOLÓGICA COLOMBIANA

LABORATORIO DE FUNCIÓN PULMONAR MANUAL DE PROCEDIMIENTOS

CAPITULO 7.

VOLUMENES PULMONARES LAVADO DE NITRÓGENO Y PLETISMOGRAFÍA


1. INTRODUCCIÓN El volumen de gas en los pulmones depende de la mecánica de los pulmones, de la pared torácica y de la actividad de los músculos respiratorios. La medición estática de los volúmenes pulmonares hace referencia al cálculo de una serie de volúmenes y capacidades que pueden variar por procesos patológicos o fisiológicos normales (como edad, sexo, talla y peso). La medición de los volúmenes pulmonares se puede realizar por varias técnicas. En este capítulo revisaremos las técnicas de pletismografía y de dilución o lavado de nitrógeno mediante respiraciones múltiples. Hay cuatro capacidades pulmonares estándar: la capacidad funcional residual (FRC), la capacidad pulmonar total (TLC), la capacidad vital (VC) y la capacidad inspiratoria (IC). Estas cuatro capacidades pueden ser divididas en volúmenes pulmonares: el volumen de reserva inspiratorio (IRV), el volumen de reserva espiratorio (ERV), el volumen corriente (TV) y el volumen residual (RV) (figura 1). Capacidad funcional residual: Es el volumen de gas que queda en los pulmones después de una espiración normal. Es la suma del VRE y VR. Con la medición de la FRC se calcula la TLC y los otros volúmenes. El método del pletismografo corporal (FRC plet) mide el volumen de gas toráxico (TGV) y con el método de lavado de nitrógeno (FRC N2) se mide el volumen de gas que comunica con la vía aérea. En general, la FRC aumenta con la edad y en aquellas patologías que pueden cursar con atrapamiento aéreo (asma, bronquitis crónica, enfisema) y puede estar disminuida cuando existe una enfermedad pulmonar restrictiva (enfermedad intersticial, neumonectomía, enfermedad neuromuscular, etc.). Volumen Corriente: Es la cantidad de aire que entra y sale del pulmón con cada respiración normal. Aproximadamente es de 500 ml por respiración y puede aumentar durante el ejercicio. Volumen residual: Es la cantidad de aire que queda en los pulmones después de una espiración máxima. Volumen de reserva espiratoria: Es la cantidad máxima de gas exhalado partiendo de una espiración normal.


Volumen de reserva inspiratoria: Es el volumen de gas inhalado durante una inspiración máxima la cual empieza al final de una inspiración normal. Capacidad inspiratoria: Es la cantidad de aire inspirado después de una espiración normal. Es la suma de VRI y VC. Capacidad Pulmonar Total: Es el volumen total de aire en los pulmones después de una inspiración máxima. Es la suma de cuatro volúmenes (VC, VR, VRI, VRE). Esta puede ser normal o estar aumentada en enfermedad pulmonar obstructiva y disminuida en enfermedades restrictivas o desordenes neuromusculares. Capacidad Vital: Es la cantidad de aire exhalado después de una inspiración máxima. Figura 1. Volúmenes y capacidades pulmonares

2. INDICACIONES • Identificar diferentes tipos de enfermedades que cursan con limitación del

flujo aéreo y establecer o confirmar diagnóstico de alteración restrictiva. • Valoración de la respuesta ante determinadas intervenciones terapéuticas

(fármacos, transplante, reducción de volumen, radiación, quimioterapia, lobectomía o neumonectomía).

CPT VC

VRE

CVCV

VRVR VR

VRE

CI CI

CRF

VRI


• Ayudar a la interpretación de otras pruebas de función pulmonar. • Valoración pre-operatoria en pacientes con compromiso de la función

pulmonar cuando el procedimiento quirúrgico puede afectar a dicha función.

• Cuantificación del volumen pulmonar no ventilado. 3. CONTRAINDICACIONES Contraindicaciones relativas: • Hemoptisis de origen desconocido. • Neumotórax • Enfermedad cardiovascular inestable • Aneurismas torácicos, abdominales o cerebrales • Cirugía reciente de ojos • Presencia de enfermedad aguda que puede intervenir con el desarrollo la

prueba (nauseas o vomito) • Cirugía reciente de tórax o abdomen • Con respecto a las técnicas de dilución de gases, en pacientes con muy

grave trastorno ventilatorio obstructivo, debe considerarse factores como la depresión del centro respiratorio cuando se utiliza el lavado de nitrógeno (oxígeno al 100%) y la inducción de hipercapnia/hipoxemia cuando se utiliza la dilución de helio.

• Con respecto a la pletismografía corporal, factores como claustrofobia, incapacidad del paciente para entender o realizar la maniobra o para poder entrar en el interior de la cabina

• Suspender el suplemento de oxígeno puede estar contraindicado en algunos pacientes con enfermedad pulmonar obstructiva muy severa o hipoxemia severa.

4. PREPARACION DEL PACIENTE • Antes de iniciar la prueba se hace un interrogatorio acerca del motivo de

consulta, antecedentes, medicaciones, si ha fumado recientemente y el tiempo de la última comida.

• Asegurar que el paciente mantenga erguido en posición sedente y si no lo mantiene reportar otra posición.


• Evitar artefactos que limiten la expansión de la caja torácica (corbata, cinturón, etc.). En adultos obesos y niños la prueba se puede realizar de pie.

• Se le indica al paciente acerca del adecuado uso de la pieza bucal, el clip nasal y del correcto método de la técnica de respiración.

• Asegurarse durante toda la prueba que no se presente escape por la boca, recordándole al paciente que mantenga los labios bien ajustados a la pieza bucal.

• Es importante explicar claramente la técnica para obtener solamente dos intentos aceptables y reproducibles.

• El paciente debe de abstenerse de fumar por lo menos una hora antes de la prueba y de ingerir abundante comida.

• Suspender previamente algunas medicaciones antes de realizar la prueba (tabla1)

• Suspender el suplemento de O2 por lo menos 15 minutos antes de la técnica de lavado de nitrógeno (FRC N2).

Tabla 1. Drogas que se deben suspender antes de la prueba.

Medicamentos tiempo Broncodilatadores inhalados de acción corta 4 a 8 horas Broncodilatadores inhalados de acción prolongada 24 horas Anticolinergicos 6 horas Broncodilatadores orales de acción corta 8 horas Beta agonistas de acción prolongada 24 horas Teofilina (preparación dos veces al día) 24 horas Teofilina (preparación una vez al día) 48 horas 5. PREPARACION DEL EQUIPO • Calibración del espirómetro (ver capitulo de calibraciones). • Analizar la calibración antes de iniciar la prueba con cada paciente. Método de lavado de Nitrógeno (CFR N2) • El cilindro con oxigeno y nitrógeno debe permanecer abierto durante la

calibración (ver capítulo de calibraciones). • Realizar un previo lavado del circuito antes de la prueba.


• El cilindro de oxígeno al 100% debe estar abierto completamente y graduado con una presión entre 50-60 PSI.

• Verificar que las válvulas permitan el aporte de flujo con la mínima resistencia.

Método por pletismografía • Se debe tener el equipo previamente calibrado (ver capítulo de

Calibraciones). • Asegurarse que la oclusión del “shutter” tenga la mínima resistencia. • Asegurarse que la puerta del pletismografo este debidamente cerrada. 6. TECNICA DE LA PRUEBA Método de lavado de Nitrógeno (CFR N2) • En esta técnica el paciente respira en un circuito abierto inspirando O2

100% y se mide el gas espirado en un espirómetro y la concentración de nitrógeno con un analizador. El cálculo se basa asumiendo que el nitrógeno que existe en el pulmón del paciente al inicio de la prueba es de aproximadamente el 75-80%. Luego de respirar oxígeno al 100% por varios minutos, el nitrógeno de los pulmones puede ser gradualmente “lavado”. Debido a que no todo el N2 puede ser lavado, la prueba termina cuando la concentración disminuye hasta 1%. Se debe corregir la cantidad de nitrógeno lavado de la sangre y los tejidos. Aproximadamente 30-40 ml de N2 es removido de la sangre y los tejidos por cada minuto de respiración con O2 al 100%.

• El paciente comienza respirando normalmente por medio de la pieza bucal (volumen corriente), luego se le indica para que realice capacidad vital lenta (CV), inspirando completamente hasta TLC seguida de una espiración máxima. Después de varias respiraciones normales, el paciente inicia respirando oxígeno al 100% (aproximadamente 3 a 7 minutos) hasta que la concentración espirada de N2 cae hasta 1%. En pacientes con moderada a severa limitación al flujo el periodo de tiempo de la prueba puede prolongarse.

• Una vez finalizado la prueba el paciente retira la pieza bucal y descansa por un periodo de 15 minutos antes de repetir la medición.


Método por pletismografía • El volumen de gas torácico (VTG) es el gas contenido el tórax comunicado

con la vía aérea o atrapado el cualquier compartimiento dentro el tórax. La técnica es basada en la ley de Boyle que relaciona la presión y el volumen. El volumen de un gas varía inversamente proporcional a la presión si la temperatura permanece constante. El sujeto tiene una cantidad conocida de gas en el tórax (por ejemplo CRF). La vía aérea es ocluida temporalmente, permitiendo que el sujeto comprima y descomprima el gas dentro el tórax al respirar en contra de la oclusión. Esto determina cambios tanto en la presión como en el volumen. Los cambios en la presión son fácilmente medidos en la boca, siendo esta presión igual a la presión alveolar en ausencia de flujo aéreo. Los cambios en el volumen son monitoreados por los cambios en la presión en el pletismógrafo.

• Se introduce al paciente en la cabina, se cierra la puerta y se le hace respirar al paciente conectado a un neumotacógrafo para que haga varias respiraciones normales (volumen corriente), después una capacidad vital lenta y luego varias respiraciones normales antes de activar el “shutter” en FRC. Cuando el paciente está a nivel de FRC se cierra el paso de aire y se instruye al paciente para que realice varias maniobras de tratando de movilizar pequeños volúmenes de aire (<100 ml de aire) a una frecuencia entre 1.5 y 3 respiraciones/segundo (1.5-3 Hz) en contra de la oclusión (maniobra de “panting”). Si se determina el TGV el shutter se abre y el paciente vuelve a respirar a volumen corriente.

7. REPORTE DE RESULTADOS - Los volúmenes pulmonares son expresados en litros. - Se reportan el promedio de los valores de la FRC en ambos métodos. - Se reporta la mejor capacidad vital en ambos métodos. - Se reporta el promedio de valores de la capacidad inspiratoria y volumen

de reserva espiratoria. 8. INTERPRETACIÓN La interpretación de los volúmenes pulmonares se debe realizar como en las demás pruebas funcionales a la luz de la clínica y en conjunto con otros resultados como la espirometría. Las diferentes subdivisiones de los volúmenes pulmonares se pueden afectar de diferente forma, según la


patología de cada paciente. En la figura 2 se muestran las alteraciones funcionales usuales de algunas de las enfermedades más frecuentes tanto obstructivas como restrictivas. Límite inferior de la normalidad (LIN): Como en la espirometría los valores inferiores al 5º percentil son tomados como debajo del rango esperado (debajo del LIN). En caso de no ser incluidos en las ecuaciones de predicción, los percentiles pueden ser calculados con el error estándar estimado (SEE) de la ecuación (LIN: valor predicho-1.645xSEE). De esta forma para cada parámetro (TLC, FRC, RV, RV/TLC) y según el género se tendrá un LIN (tabla 2).

Figura 2. Volúmenes pulmonares en diferentes enfermedades

Tabla 2. Ecuaciones de referencia de Crapo

PARÁMETRO HOMBRES MUJERES CPT 1.609 1.077 VR 0.760 0.775 VR/CPT 9.80 11.00 CRF 1.459 1.064

Obesidad

CPT

CRF

VR

CV CI

Normal EPOC

Fibrosis pulmonar

Debilidad muscular


Aumento de la capacidad pulmonar La CPT se aumenta en forma severa en enfisema avanzado y en menor grado en la EPOC (bronquitis crónica) y en el asma. En estas mismas enfermedades, la obstrucción de la vía aérea lleva a un aumento del volumen residual a expensas de la capacidad vital. El patrón usual es entonces de aumento de la TLC, del RV, de la FRC y de la relación RV / TLC. Disminución de la capacidad pulmonar total: La disminución de la TLC puede ser por causas intrapulmonares y extrapulmonares (Tabla 3). Las reducciones en la TLC se acompañan usualmente de disminución en la capacidad vital. En la restricción extrapulmonar, el VR es usualmente normal por lo cual la relación RV/ TLC es alta sin implicar obstrucción de la vía aérea. Otras causas de aumento del volumen residual se muestran en la tabla 4. Tabla 3. Causas de reducción de la capacidad pulmonar total

Neumonectomía Colapso pulmonar Consolidación Edema

Intrapulmonares

Fibrosis pulmonar Enfermedad pleural

- Derrame - Engrosamiento - Neumotórax

Deformidad de la caja torácica - Escoliosis - Toracoplastia

Debilidad de músculos respiratorios

Extrapulmonares

Obesidad severa Tabla 4. Causas de aumento del volumen residual

Obstrucción de la vía aérea de cualquier causa Congestión vascular pulmonar Edad

Intrapulmonares

Estenosis mitral Extrapulmonares Debilidad muscular


Diferencias entre los métodos de medición Como se menciono al inicio del capítulo hay varios métodos empleados en la determinación de los volúmenes pulmonares. Cada uno de estos métodos tiene algunas ventajas o desventajas en relación con los demás (tabla 5). En general, los métodos de dilución de gases por respiración única o múltiple tienen como desventajas principales que subestiman el volumen pulmonar en presencia de obstrucción y que son altamente sensibles a fugas del sistema. Como su ventaja principal es que no requieren gran esfuerzo y coordinación por parte del paciente (métodos de respiración múltiple). De otra parte, la pletismografía requiere de un equipo más costoso y de mayor cooperación del paciente. La sobreestimación de la TLC se obvia con el método de “panting”. Como ventajas principales tenemos que es un método rápido que mide el gas intratoráxico y permite mediciones adicionales como la resistencia de la vía aérea. Tabla 5. Métodos de medición de los volúmenes pulmonares

Método Ventajas Desventajas Dilución de helio (respiración única)

• Técnica simple y rápida • Medición simultanea de la DLCO

• Subestima CPT en pacientes obstruidos

• Muy sensible a fugas del sistema • Se requiere intervalo de tiempo

entre múltiple mediciones Dilución de helio (respiración múltiple)

• Requiere mínimo esfuerzo y coordinación del paciente


• Muy sensible a fugas del sistema • Se requiere intervalo de tiempo

entre múltiple mediciones Lavado de nitrógeno (respiración única)

• Permite medición del volumen de cierre y el cálculo del espacio muerto


• Muy sensible a fugas del sistema • Requiere calibración de

linearización del analizador de nitrógeno

• Errores debido a la contribución del nitrógeno tisular

Lavado de nitrógeno (respiración múltiple)

• Requiere mínimo esfuerzo y coordinación del paciente

• Mide la eficiencia de la mezcla de gas intrapulmonar


• Muy sensible a fugas del sistema • Requiere calibración de

linearización del analizador de nitrógeno


Pletismografía • Prueba de corta duración • Medición de gas intratoráxico • Facilidad de mediciones repetidas • Permite medición de resistencia

de la vía aérea

• Instrumento no portátil • Instrumento técnicamente

complicado • Requiere colaboración y esfuerzo

del paciente • Sobreestima CPT en pacientes

obstruidos • Artefactos por el gas intra-

abdominal Radiología • Útil en estudios epidemiológicos

que incluyen radiografía de tórax • La radiación limita la repetibilidad

9. LECURAS RECOMENDADAS • Hughes JMB, Pride NB. Lung volumes and elasticity. En Lung function

test: Physiological and clinical application. Saunders 2000. Pags 45-56. • American Thoracic Society. Pulmonary function Laboratory Management

and Procedure Manual. A Project of the American Thoracic Society. Wanger J.ed. Capitulo 8.

• Gibson GJ. Clinical test of respiratory function. 2ª ed. Chapman & Hall Medical; 1996,66-71.

• American Association for Respiratory Care. Clinical Practice Guideline: Static Lung Volumes. Respir Care 2001;46:531-9

• Leith DE, Brow R. Human lung volumes and the mechanism that set them. Eur Respir J 1999;13:468-72.

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