LABORATORIO PULMONAR. 1. Conocer los principales estudios que se realizan en el laboratorio de función pulmonar.

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1 LABORATORIO PULMONAR Objetivos 1. Conocer los principales estudios que se realizan en el laboratorio de función pulmonar. 2. Valorar la importancia práctica de los estudios de función pulmonar en el manejo de pacientes con enfermedades respiratorias. 3. Conocer los patrones de anormalidad en la función pulmonar y sus mecanismos. Introducción El mecanismo de la respiración tiene como objetivo proveer un flujo ininterrumpido de oxígeno desde el medio ambiente a las células. Para llevar a cabo esta función se combinan entre sí el pulmón, la sangre y las mitocondrias. El pulmón es el órgano intercambiador de gases, la sangre permite el transporte de oxígeno a los tejidos y las mitocondrias permiten la utilización del mismo. La función respiratoria puede ser dividida en siete componentes estrechamente relacionados entre sí: 1- ventilación, mecanismo a través del cual el aire inspirado llega a los alvéolos y el aire alveolar llega a la atmósfera; 2- difusión, mecanismo por el cual los gases atraviesan las paredes alveolares; 3- perfusión, mecanismo a través del cual la sangre retira el oxígeno del pulmón y libera en él el anhídrido carbónico; 4- relación ventilación/perfusión, mecanismo de equilibrio de la ventilación y el flujo sanguíneo entre las diversas regiones del pulmón por el cual el intercambio gaseoso se hace en forma adecuada; 5- transporte gaseoso, mecanismo de transporte del oxígeno y del anhídrido carbónico en la sangre hacia y desde los tejidos; 6- mecánica de la respiración, mecanismo íntimo que mueve al pulmón y la pared torácica con especial referencia a Los músculos, propiedades elásticas y resistencias que se deben vencer; 7- control de la ventilación, mecanismos que regulan el intercambio gaseoso. Cada uno de estos componentes puede ser evaluado en forma objetiva y cuantificable a través de los estudios de función pulmonar. En la práctica médica el interés en los estudios de función pulmonar es enorme, debido a que permiten establecer, entre otros, el compromiso funcional en las enfermedades pulmonares y valorar su severidad, establecer la necesidad de tratamiento o la respuesta al mismo, determinar el origen de la disnea, tos o sibilancias y evaluar en el preoperatorio el riesgo anestésico y/o quirúrgico. La espirometría es el estudio de función pulmonar más ampliamente utilizado y consiste en la medición, por medio del espirómetro, del aire que puede ser inhalado o exhalado. 5

2 Otros estudios de función pulmonar incluyen la determinación de los volúmenes pulmonares estáticos, capacidad de difusión del monóxido de carbono (DLCO), y gases en sangre arterial. Es muy importante destacar que los síntomas respiratorios suelen desarrollarse únicamente bajo determinadas situaciones, tales como el esfuerzo y el sueño. De tal manera que él médico debe evaluar a estos pacientes a través de estudios que reproduzcan fisiopatológicamente sus síntomas. Tres tipos de pruebas de esfuerzo o ejercicio pueden ser realizadas en el laboratorio de función pulmonar: 1- prueba de marcha de los 6 minutos con oximetría de pulso; 2- prueba de ejercicio para asma inducido por ejercicio y 3- prueba de ejercicio cardiopulmonar con evaluación del intercambio gaseoso. Finalmente trastornos respiratorios que ocurren durante el sueño, pueden ser diagnosticados mediante la realización de polisomnografía. Pruebas de función pulmonar Cuáles son las indicaciones de las pruebas de función pulmonar? Las pruebas de función pulmonar tienen como objetivo: 1. Detectar la presencia o ausencia de enfermedad pulmonar. 2. Cuantificar la magnitud del compromiso en la función pulmonar. 3. Determinar el efecto del tratamiento. 4. Medir el efecto de la exposición ocupacional o ambiental. 5. Identificar el compromiso pulmonar en enfermedades sistémicas o que afectan primariamente a otros órganos. 6. Evaluar la incapacidad pulmonar. 7. La evaluación preoperatorio de la cirugía de resección pulmonar. 8. La evaluación preoperatorio del riesgo anestésico y/o quirúrgico. 9. El diagnóstico diferencial de la disnea e intolerancia al ejercicio. 10. Determinar el grado de entrenamiento físico. Cómo pueden clasificarse los estudios de función pulmonar? Las pruebas de función pulmonar permiten evaluar el grado y tipo de disfunción del sistema respiratorio. De manera esquemática pueden clasificarse de la siguiente manera: 1- pruebas que exploran la función ventilatoria; 2- pruebas que miden el intercambio de gases 3- pruebas que permiten evaluar al sistema respiratorio ante diversos estímulos o situaciones. Estos estudios se detallan en la Tabla 1. 6

3 Tabla 1. Pruebas de función pulmonar Función ventilatoria 1. Espirometría 2. Mecánica pulmonar Volúmenes pulmonares estáticos Resistencia de la vía aérea Compliance pulmonar 3. Función de los músculos respiratorios Presiones estáticas máximas (Presión inspiratoria/espiratoria máximas) Prueba de sniff nasal Presión transdiafragmática máxima 3. Control de la respiración Presión de oclusión bucal (P 0.1) Ventilación minuto (reposo y esfuerzo) Tiempos ventilatorios y flujos inspiratorios Respuesta ventilatoria ante estímulos químicos (hipoxia, CO2 hiperóxico) Intercambio de gases 1. Capacidad de difusión del monóxido de carbono (DLCO) 2. Gases en sangre arterial Respuesta del aparato respiratorio ante diversos estímulos o situaciones 1. Pruebas de broncoprovocación farmacológicas (metacolina) 2. Pruebas de esfuerzo Prueba de marcha de los 6 minutos con oximetría de pulso Prueba de ejercicio para asma inducido por ejercicio Prueba de ejercicio cardiopulmonar con evaluación del intercambio gaseoso 3. Polisomonografía Qué es la espirometría? La espirometría es la prueba básica de función pulmonar, en la cual se miden fundamentalmente la capacidad vital forzada (FVC), el volumen espiratorio forzado en el primer segundo (FEV1) y la relación FEV1/FVC o índice de Tiffeneau. La FVC representa el volumen total espirado en forma forzada luego de una inspiración máxima. El FEV1 es en condiciones normales aproximadamente el 80 % de la FVC. Habitualmente con estos valores y su relación con el valor de referencia se está en condiciones de interpretar la espirometría. Cuáles son los patrones de anormalidad que pueden observarse en la espirometría? La espirometría permite diagnosticar obstrucción de la vía aérea y posible restricción. La obstrucción de la vía aérea se manifiesta por el descenso o disminución de la relación FEV1/FVC. Si la FVC está disminuida con respecto al valor predicho y la relación FEV1/FVC es normal o está aumentada, puede suponerse la existencia de una posible restricción (es aconsejable su confirmación a través de la medición de volúmenes pulmonares estáticos). 7

4 La severidad de la obstrucción de la vía aérea se establece considerando la magnitud del descenso en el FEV1: FEV1 % del teórico > 100 Puede ser una variante fisiológica Leve Moderada Moderadamente severa Severa <35 Muy severa La severidad de la posible restricción se considera a partir del descenso de la FVC: FVC % del teórico Leve Moderada Moderadamente severa Severa <35 Muy severa Cuáles son las enfermedades que pueden producir obstrucción de la vía aérea? Las enfermedades que pueden producir obstrucción pueden localizarse en la gran vía aérea (laringe, tráquea y bronquios fuentes), o bien en la vía aérea periférica: Vía aérea central 1. Estenosis traqueales post intubación 2. Parálisis en aducción de cuerdas vocales 3. Compresión de la tráquea por masas o tumores 4. Cuerpos extraños Vía aérea periférica 1. Asma bronquial 2. Bronquitis crónica 3. Enfisema 4. Bronquiolitis obliterante 5. Condromalacia Cuáles son los mecanismos y enfermedades que producen restricción torácica? La restricción torácica puede tener su origen a nivel cutáneo, en las estructuras óseas del tórax, en los nervios y músculos que controlan la respiración, en la pleura y el parénquima pulmonar: Mecanismo Rigidez de la piel Rigidez de la caja torácica Enfermedades de los músculos Enfermedades Grandes quemados Cifoescoliosis, toracoplastia, Espondilitis anquilosante Miastenia gravis, polimiositis, parálisis Diafragmática 8

5 Enfermedades neurológicas Rigidez pulmonar Ocupación alveolar Disminución del parénquima pulmonar Anormalidades pleurales Poca movilidad toracoabdominal Síndrome de Guillain-Barré, Poliomielitis Fibrosis pulmonar idiopática, Neumoconiosis, sarcoidosis Neumonía, hemorragia pulmonar, Edema pulmonar Neumonectomía, lobectomía Derrame pleural, fibrosis pleural Ascitis, dolor torácico Cómo se interpreta una espirometría? La interpretación de una espirometría se basa en tres aspectos: 1. La identificación del patrón de anormalidad. 2. La determinación del grado de anormalidad 3. En presencia de obstrucción de la vía aérea, evaluar la respuesta a la administración de broncodilatadores. La sociedad americana del tórax (ATS) considera que la respuesta positiva a la broncodilatación requiere un aumento de por lo menos 12 % y 200 ml del FEV1 y/o FVC. Qué es una curva de flujo/volumen? Es otra forma de presentar la información recabada durante la espirometría forzada. En vez de mostrar el volumen en función del tiempo, la curva de flujo/volumen refleja el flujo instantáneo en relación al volumen. La forma general de la curva puede proporcionar importante información. Por ejemplo: 1. Que tan adecuado es el esfuerzo del paciente. Comienzo lento Terminación precoz Efecto de la inspiración precedente 2. Localización de la obstrucción Vía aérea periférica Vía aérea central Intratorácica Variable / Fija Extratorácica Variable / Fija 3. Debilidad de músculos respiratorios 9

6 4. Alteraciones de las partes blandas y enfermedades neurológicas 5. Cómo se miden los volúmenes pulmonares? La medición de los volúmenes pulmonares se refiere a la determinación de la Capacidad Pulmonar Total (TLC), el Volumen Residual (VR), la Capacidad Residual Funcional (FRC) y la Capacidad Vital Lenta (SVC). La determinación de los volúmenes pulmonares implica dos procedimientos: 1. La realización de volúmenes por espirometría: SVC, Volumen de Reserva Espiratorio (ERV) y Volumen de Reserva Inspiratorio (IRV). 2. La determinación de la FRC. Cuál es la importancia de la Capacidad Vital Lenta (SVC)? La SVC es el máximo volumen de aire que puede ser espirado lentamente después de una inspiración máxima. Tanto la SVC como la FVC son similares, excepto en caso de enfermedad obstructiva de las vías aéreas o enfisema pulmonar. En estos trastornos, es común que la espiración forzada ocasione colapso dinámico de las vías respiratorias, ya que estas se encuentran estenosadas a causa de la enfermedad o porque la deficiencia en la capacidad de recuperación elástica del parénquima pulmonar destruido impide mantener la abertura normal de las vías respiratorias. Lo anterior ocasiona que haya atrapamiento de aire más allá de la obstrucción, aumento del volumen residual y reducción de la FVC. Por tanto toda desigualdad significativa entre la capacidad vital lenta y la forzada (en que la FVC es menor que la SVC) es indicativa de enfermedad obstructiva o enfisema pulmonar. Cómo se determina la Capacidad Residual Funcional (FRC)? Varias son las técnicas comúnmente utilizadas para la determinación de la FRC: 1. Dilución de Helio mediante respiraciones múltiples. 2. Dilución de Nitrógeno mediante respiraciones múltiples (Washout de N2). 3. Pletismografía Corporal (Body Box). 4. Dilución de Helio mediante respiración única (durante la maniobra de DLCO). 5. Métodos Radiológicos (Planimetría). En qué circunstancias es importante medir los volúmenes pulmonares estáticos? La principal razón para la determinación de los volúmenes pulmonares es descartar o confirmar la presencia de un proceso restrictivo. Por otro lado, la medición de los volúmenes pulmonares es importante en la valoración de la hiperinsuflación pulmonar en pacientes con obstrucción al flujo aéreo. La TLC está marcadamente elevada en individuos con enfisema severo. Menores elevaciones de la TLC se observan en pacientes con asma bronquial y bronquitis crónica. 10

7 La cirugía del enfisema (Bullectomía, Cirugía de Reducción Volumétrica), requiere como parte fundamental de la evaluación prequirúrgica la determinación de los volúmenes pulmonares estáticos. La obstrucción de la vía aérea puesta en evidencia en la espirometría, con disminución de la FVC, puede generar interpretaciones confusas. En esta circunstancia la disminución de la FVC puede deberse al atrapamiento aéreo generado por la obstrucción bronquial, o a la presencia de un proceso restrictivo asociado. La medición de los volúmenes pulmonares puede aclarar esta situación: 1) si el descenso de la FVC es producido por atrapamiento aéreo tanto el VR como la TLC estarán elevados; 2) en presencia de restricción asociada a obstrucción de la vía aérea (ej.: enfisema más derrame pleural) la TLC estará disminuida. Cuál es la importancia práctica de la Capacidad de Difusión del Monóxido de Carbono (DLCO)? La determinación de la capacidad de difusión tiene la importancia de ser un método no invasivo, factible de ser repetido varias veces en el curso de una enfermedad y que brinda valiosa información acerca de las alteraciones del parénquima y del lecho vascular pulmonar, aun cuando otras determinaciones (espirometría, volúmenes pulmonares, radiografía) sean enteramente normales. La disminución de la DLCO refleja pérdida o daño de la superficie de intercambio gaseoso en los pulmones, como sucede en caso de enfisema, enfermedad intersticial, y enfermedades vasculares del pulmón (hipertensión pulmonar, embolia pulmonar crónica, vasculitis). Cuando existe enfermedad obstructiva crónica, la disminución de la DLCO ayuda a distinguir el enfisema de la bronquitis crónica y el asma bronquial, ya que en estas dos últimas enfermedades el parámetro permanece normal. En pacientes con enfermedad pulmonar intersticial, la disminución de la DLCO a menudo precede alguna anormalidad en otras mediciones de la función pulmonar. Es probable que en enfermedades vasculares del pulmón, la reducción de la DLCO constituya la única anormalidad encontrada en las pruebas estándar de la función pulmonar. Qué pruebas clínicas de la función pulmonar valoran la fuerza de los músculos respiratorios? Muchas de las valoraciones de la fuerza de los músculos respiratorios no son clínicas; por ejemplo, la electromiografía diafragmática y latencia frénica. Una manera sencilla de medir la fuerza de los músculos respiratorios consiste en determinar la presión máxima, inspiratoria o espiratoria (PI max y PE max), mediante un transductor de presión que el paciente coloca en su boca, cuando éste realiza esfuerzo inspiratorio máximo a partir de espiración completa o esfuerzo espiratorio máximo después de inspiración completa. La presión inspiratoria y la presión espiratoria máximas reflejan debilidad de los músculos respiratorios; la primera corresponde a los músculos de la inspiración (principalmente el diafragma) y la segunda a los de la espiración, incluidos los abdominales. 11