I. Conteúdo das medições da função pulmonar
(i) Função pulmonar em repouso: É a medição e avaliação da função da ventilação pulmonar do sujeito (volume pulmonar, ventilação pulmonar, função das pequenas vias respiratórias, cinética respiratória, distribuição de gás inspiratório, função do músculo respiratório) e função da ventilação pulmonar (função de difusão, relação ventilação/fluxo sanguíneo) num estado de repouso.
(ii) Teste de exercício cardiopulmonar: Refere-se à medição simultânea e avaliação abrangente do metabolismo energético do sujeito, função cardíaca e pulmonar durante o exercício sob carga.
(iii) Outros: regulação respiratória, capacidade de resposta das vias aéreas, medição do fluxo sanguíneo pulmonar, etc.
Indicadores da função pulmonar comummente utilizados
(a) Função de ventilação pulmonar
A ventilação pulmonar refere-se à troca de gases entre os pulmões e o ambiente externo.
1.Lung volume
O volume pulmonar refere-se à quantidade de gás que o pulmão pode conter em diferentes níveis de respiração. É composto por oito componentes, nomeadamente volume corrente (TV), volume expiratório compensatório (ERV), volume inspiratório compensatório (IRV), volume residual (RV), volume inspiratório profundo (IC), volume residual funcional (FRC), volume pulmonar (VC) e volume pulmonar total (TLC).
(1) Volume pulmonar (VC): refere-se ao volume máximo de ar que pode ser exalado após a máxima inspiração. VC% normal é >80%. Reflecte a capacidade de expansão dos pulmões. A diminuição é observada em: expansão pulmonar restrita (por exemplo, doença pulmonar intersticial), expansão torácica restrita (por exemplo, escoliose), fadiga muscular respiratória (por exemplo, DPOC grave) e patologia neuromuscular (por exemplo, poliomielite).
(2) Volume de ar residual (RV): refere-se ao volume de ar que permanece nos pulmões após a expiração máxima. O RV% normal é de 80% a 120%. Verificam-se aumentos nas doenças pulmonares obstrutivas (p. ex. COPD) e diminuições nas doenças pulmonares restritivas (p. ex. doença pulmonar intersticial).
(3) Volume pulmonar total (TLC): a quantidade de gás contida nos pulmões após a inspiração máxima. TLC% normal é de 80% a 120%. Verificam-se aumentos nas doenças pulmonares obstrutivas e diminuições nas doenças pulmonares restritivas.
(4) Razão total residual (RV/TLC): refere-se à razão entre o volume de gás residual e o volume pulmonar total, RV/TLC normal <35%. O RV/TLC aumenta em enfisema.
2. volume de ventilação
(1) Volume pulmonar forte (CVF), volume de um segundo (VEF1.0) e taxa de um segundo (VEF1.0%): VEF1.0 refere-se ao volume pulmonar expiratório obtido por inspiração máxima seguida de esforço máximo e exalação mais rápida. VEF1.0 refere-se ao volume de ar exalado no primeiro segundo ao fazer CVF, a razão entre o valor medido e o valor esperado >80% é normal. a razão entre VEF1.0 e CVF é a taxa de um segundo ( FEV1,0% é um indicador de obstrução ou não das vias aéreas, normal >70%, reduzido em casos de obstrução e/ou enfisema das vias aéreas.
(2) Ventilação voluntária máxima (MVV): a quantidade de ventilação obtida pela repetição do esforço voluntário máximo respirando o mais rápido e o mais profundamente possível por unidade de tempo. MVV normal % é >80%. É um indicador abrangente da função de ventilação pulmonar e é visto a diminuir em: expansão pulmonar restrita, expansão torácica restrita, fadiga muscular respiratória, lesões neuromusculares, obstrução de vias aéreas e enfisema.
3. função de pequenas vias aéreas
O principal método de medição da função de pequenas vias aéreas é a curva de fluxo-volume máximo expiratório. Esta é uma curva que traça o volume de gás exalado e o correspondente caudal expiratório durante o esforço expiratório máximo do sujeito. Reflecte o efeito da pressão intratorácica, da pressão de retracção elástica pulmonar e da resistência das vias respiratórias no fluxo expiratório durante a expiração forçada. O fluxo expiratório máximo no ramo ascendente da curva está relacionado com o esforço expiratório do sujeito, enquanto que o fluxo expiratório máximo no ramo descendente depende da retracção elástica alveolar e da resistência das vias aéreas periféricas, independentemente do esforço.
A função das pequenas vias aéreas é avaliada de acordo com a forma da curva e o caudal expiratório a diferentes níveis de volume pulmonar. A curva de fluxo-volume normal é íngreme e recta nos ramos ascendentes e declives nos ramos descendentes, com uma diminuição gradual do fluxo máximo. Na patologia das pequenas vias aéreas, os ramos descendentes da curva são côncavos em direcção ao eixo do volume e tornam-se menos inclinados. Em pacientes com DPOC, a progressão da ramificação lenta → enfisema → doença cardíaca pulmonar resulta numa diminuição progressiva do fluxo respiratório máximo e numa diminuição progressiva da inclinação do ramo descendente da curva.
Os indicadores comummente utilizados são.
①V50: caudal expiratório máximo a 50% do volume pulmonar exalado.
②V75: fluxo expiratório máximo a 75% do volume pulmonar exalado. A relação entre o valor medido e o valor esperado é >80%, e uma diminuição em V50 e V75 é indicativa de uma função reduzida das pequenas vias aéreas.
4. mecânica respiratória
A mecânica respiratória mede a pressão, volume e fluxo durante a respiração, estudando assim a dinâmica e resistência do processo respiratório.
(1) Função muscular respiratória
A respiração é alimentada pelos músculos respiratórios. A pressão inspiratória máxima (PMI) e a pressão expiratória máxima (MPE) são normalmente utilizadas para avaliar a função dos músculos respiratórios. O valor mínimo de PDM para homens normais é de 7,25 kPa e o valor mínimo de PDM é de 9,67 kPa, enquanto o valor mínimo de PDM para mulheres normais é de 4,84 kPa e o valor mínimo de PDM é de 7,74 kPa. É também um indicador importante da retirada da ventilação mecânica, e o MPE é um indicador da capacidade de tosse. Uma diminuição do MPE é indicativa de redução da função muscular respiratória ou fadiga muscular respiratória, comummente observada na DPOC.
(2) Resistência respiratória (R)
A resistência respiratória é dividida em resistência viscosa, elástica e inercial de acordo com as propriedades físicas, e a soma das três é chamada resistência respiratória total. A resistência viscosa provém das vias respiratórias e do tecido pulmonar e é dominada pela resistência das vias respiratórias; a resistência elástica é distribuída no tecido pulmonar e nos brônquios finos expansíveis. A resistência inercial é distribuída principalmente nas grandes vias respiratórias e no tórax. A resistência respiratória divide-se em resistência das vias respiratórias, resistência pulmonar e resistência torácica de acordo com a localização anatómica.
A resistência das vias aéreas é geralmente medida pelo método do traçador de corpos. Os valores normais são de 0,0196 a 0,196 kPa/L/s . A resistência respiratória total e os seus componentes são normalmente determinados pelo método da oscilometria de pulso. A percentagem de valores medidos versus valores esperados de impedância respiratória total (Zrs) e resistência total das vias aéreas (R5) em indivíduos normais é >120%; a percentagem de valores medidos versus valores esperados de resistência superior das vias aéreas (R35) é >130%.
O aumento da resistência viscosa ou das vias aéreas é visto em todas as causas de obstrução ou estreitamento e enfisema das vias aéreas. O aumento da resistência elástica pulmonar é visto em todas as causas de expansão pulmonar restrita e enfisema. Um aumento em qualquer uma destas resistências pode levar a um aumento na resistência respiratória total.
(3) Cumprimento (C)
A conformidade dos órgãos respiratórios refere-se à alteração no volume pulmonar causada por uma alteração na pressão unitária. Inclui complacência pulmonar, complacência da parede torácica e complacência total. A conformidade pulmonar é frequentemente medida clinicamente e refere-se à alteração do volume pulmonar causada por uma alteração da pressão unitária na pressão trans-pulmonar e é medida pela medição simultânea do fluxo respiratório e da pressão intra-esofágica. A complacência pulmonar medida durante o ciclo respiratório, quando o fluxo de ar é temporariamente bloqueado, é chamada complacência pulmonar estática. A conformidade pulmonar medida quando o fluxo de ar não é bloqueado é chamada conformidade pulmonar dinâmica. Em homens normais, a conformidade pulmonar dinâmica é 1,7±0,6L/kPa e a conformidade pulmonar estática é 2,3±0,6L/kPa; em mulheres normais, a conformidade pulmonar dinâmica é 1,1±0,3L/kPa e a conformidade pulmonar estática é 1,5±0,6L/kPa. A conformidade pulmonar reflecte a elasticidade dos pulmões. No enfisema, a conformidade pulmonar estática aumenta e a conformidade pulmonar dinâmica diminui. Na fibrose pulmonar difusa, tanto a complacência pulmonar dinâmica como estática são reduzidas.
Função de ventilação pulmonar
A troca de gases pulmonares refere-se à troca de gases entre os alvéolos e os capilares pulmonares.
1. difusão pulmonar
A difusão refere-se à tendência das moléculas a deslocarem-se de áreas de alta concentração para áreas de baixa concentração. A difusão pulmonar refere-se à passagem de oxigénio e dióxido de carbono através da membrana capilar alveolar.
Os indicadores de avaliação comummente utilizados são
(1) DLCO: A quantidade de CO que passa através da membrana capilar alveolar para o sangue capilar por unidade de tempo e por unidade de diferença de pressão; uma percentagem de medida para valores esperados >80% é considerada normal.
(2) Coeficiente de difusão (DLCO/VA): a razão entre a difusão de monóxido de carbono e o volume de ar alveolar, a percentagem entre os valores medidos e esperados >80% é considerada normal.
A função de difusão normal ou anormal dos pulmões depende principalmente dos seguintes factores.
(1) Espessura da membrana respiratória: o seu espessamento prolonga a distância de difusão, resultando numa diminuição tanto em DLCO como em DLCO/VA. Isto é normalmente visto nas doenças pulmonares intersticiais.
(2) Área respiratória: a sua redução reduz a área de difusão, levando a uma diminuição da DLCO, enquanto que a DLCO/VA pode ser normal. Comumente visto em pós-pneumonectomia, pulmão danificado, etc.
(3) Volume de hemoglobina: Uma diminuição da hemoglobina reduz a sua ligação ao CO ou O2, levando a uma diminuição tanto da DLCO como da DLCO/VA. Isto é visto na anemia.
(4) Taxa de fluxo ventilatório: Um desequilíbrio na taxa de fluxo ventilatório ou uma distribuição desigual do fluxo ventilatório pode aumentar a diferença de pressão entre o CO ou O2 de cada lado da membrana alveolar, resultando numa diminuição tanto do DLCO como do DLCO/VA. Isto é normalmente visto em doenças pulmonares obstrutivas.
(5) Volume de sangue capilar pulmonar: Uma diminuição do volume de sangue capilar pulmonar reduz a área respiratória, resultando numa diminuição tanto do DLCO como do DLCO/VA. Comumente visto no embolismo da artéria pulmonar.
2. relação ventilação/fluxo sanguíneo (V/Q)
A relação ventilação/fluxo sanguíneo é a relação ventilação pulmonar/fluxo sanguíneo pulmonar, com um valor normal de 0,8 e alguns relatórios próximos de 1. Clinicamente, a relação ventilação/fluxo sanguíneo é geralmente avaliada indirectamente através da medição do espaço morto fisiológico e do fluxo fracionário.
(1) Espaço morto fisiológico: o volume de ar que entra nas vias respiratórias e nos alvéolos mas não entra em contacto com o sangue capilar pulmonar e, portanto, não recebe a troca de gases. O primeiro refere-se ao volume de gás que permanece na via aérea e não pode ser trocado, normalmente cerca de 150 ml, aumentando com a dilatação brônquica; o segundo refere-se ao volume de gás que entrou nos alvéolos mas não pode ser trocado devido a um fluxo de sangue local insuficiente, aumentando com a embolia da artéria pulmonar, etc. A razão entre o espaço morto fisiológico e o volume corrente (VD/VT) é geralmente usada para indicar o tamanho do espaço morto fisiológico, com um intervalo normal de 0,25 a 0,35. Um aumento nesta razão indica um aumento em V/Q. Em indivíduos saudáveis, VD/VT reflecte a quantidade de espaço morto anatómico, enquanto que em pacientes com aumento de V/Q, um aumento de VD/VT significa um aumento da quantidade de espaço morto alveolar.
(2) Shunt fisiológico: refere-se ao fluxo de sangue proveniente do sangue venoso que entra directamente no segmento arterial da circulação corporal sem arterialização. A primeira é a entrada directa de sangue na circulação, como as veias cardíacas e brônquicas mínimas; a segunda refere-se à incapacidade do sangue venoso ser arterializado quando passa por alvéolos mal ventilados, e à formação de um shunt estático-arterial quando se mistura com sangue arterializado. Isto é geralmente expresso como a razão entre o fluxo de derivação e o débito cardíaco (Qs/Qt). Normal é 3,65± 1,69%. Qs/Qt aumenta nos casos de atelectasias pulmonares, bronquite crónica grave, etc. Um aumento em Qs/Qt significa uma diminuição em V/Qt. Em indivíduos saudáveis, Qs/Qt reflecte a quantidade de fluxo fracionário anatómico, enquanto que em doentes com doença pulmonar com V/Q reduzido, o aumento de Qs/Qt significa um aumento do fluxo fracionário alveolar.
IV. Medição da função cardiopulmonar do exercício
O teste de função cardiopulmonar de exercício é uma medição combinada e uma avaliação abrangente da função cardiopulmonar do sujeito sob carga de exercício. Combina a utilização de tecnologia de monitorização de gases respiratórios, tecnologia informática electrónica, e tecnologia de placa activa ou de bicicleta para medir em tempo real o ECG de 12 derivações, pressão arterial, metabolismo energético, função pulmonar e função cardíaca durante o exercício. A base fisiológica é a reacção oxidativa dentro da mitocôndria celular mediada pelo acoplamento cardiopulmonar de O2 e CO2, que fornece energia para o exercício. Anormalidades em qualquer destes componentes podem resultar numa capacidade de exercício reduzida e numa função cardiorrespiratória de exercício anormal no sujeito. Os indicadores de avaliação comummente utilizados são
1. parâmetros do metabolismo de energia
(1) Consumo máximo de oxigénio (VO2max): refere-se à quantidade máxima de oxigénio por minuto que é inalada e utilizada pelo organismo no momento da carga máxima durante o exercício incremental. Reflecte se o sistema de transporte de gás do corpo (cardiovascular, pulmonar, hemoglobina) e o metabolismo aeróbico das células musculares é ou não normal, qualquer anomalia no sistema de transporte de gás do corpo pode reduzir o VO2max.
(2) Kilograma de consumo de oxigénio (VO2/kg): refere-se ao consumo máximo de oxigénio por unidade de peso corporal. Normal >20ml/min/kg. >15ml/min/kg é viável para pneumonectomia.
(3) Equivalente Metabólico (MET): A unidade básica de saída de trabalho, 1 MET é equivalente a 3 ou 5 ml/min/kg de VO2/kg, normal >7 MET, frequentemente utilizado como indicador da função cardíaca.
(4) Limiar anaeróbico (AT): O consumo máximo de oxigénio antes da concentração de lactato sanguíneo aumenta acentuadamente durante o exercício. Normal é superior a 40% do valor esperado do consumo máximo de oxigénio. Quando o limiar anaeróbico é atingido, o metabolismo aeróbico já não pode satisfazer as necessidades energéticas dos músculos do exercício e o metabolismo anaeróbico precisa de ser utilizado para suplementar o défice energético do metabolismo aeróbico.
2. parâmetros da função cardiaca
(1) Reserva de frequência cardíaca (HRR): A diferença entre a frequência cardíaca máxima esperada durante o exercício e a frequência cardíaca máxima do sujeito com a carga máxima. Em condições normais, a HRR é <15 batimentos/min. A HRR está aumentada na doença arterial coronária e na doença pulmonar devido ao término precoce do exercício. A HRR também é aumentada em doentes com síndrome de sinusite doente.
(2) Pulso de oxigénio (VO2/HR): refere-se ao rácio de VO2 para HR. Representa a capacidade de fornecimento de oxigénio do coração por ejecção e a função de reserva do coração, e reflecte indirectamente o débito cardíaco. Normal medido/previsto >80%. Lesões cardíacas, lesões pulmonares graves e lesões metabólicas anormais podem todas reduzir o VO2/HR.
3. parâmetros da função pulmonar
(1) Ventilação durante o exercício (VE): refere-se ao volume de ventilação por minuto durante o exercício. O aumento do VE depende da capacidade compensatória dos pulmões e é, portanto, um indicador chave da limitação do exercício em doentes com doenças respiratórias.
(2) Reserva respiratória (BR): refere-se à diferença entre MVV e VE durante o exercício. O BR normal deve ser >15 ml/min. O BR é reduzido em doentes com doença pulmonar.
(3) Taxa respiratória (f): normal <50 respirações/minuto durante o exercício de carga máxima. Em doenças pulmonares restritivas, a frequência respiratória 〉50 respira/min.
(4) Índice de dispneia (DI): a razão de VE para MVV durante o exercício, normal 50 respirações/min.
V. Medição da capacidade de resposta das vias aéreas
A reactividade das vias aéreas refere-se à resposta contrátil da via aérea a vários estímulos físicos, químicos, farmacológicos ou biológicos.