Os testes de função pulmonar são um teste da fisiologia respiratória dos pulmões. Os pulmões trocam oxigénio (O2) do ar inalado com dióxido de carbono (CO2) do sangue venoso ao nível alveolar. As quatro etapas de volume de gás, caudal (fluxo de gás por unidade de tempo), difusão (troca de gás entre alvéolos e sangue) e transporte de gás nos pulmões asseguram que a troca de gás se processa sem problemas.
Os testes de função pulmonar incluem a determinação do volume pulmonar, ventilação pulmonar, espaço morto fisiológico, distribuição de gás alveolar, ventilação de pequenas vias aéreas, resistência das vias aéreas, complacência pulmonar, difusão, análise de gases sanguíneos e exercício. Na prática clínica, a função pulmonar é medida pelo volume pulmonar, ventilação e análise de gases sanguíneos como um teste de rotina.
I. Volume pulmonar nos movimentos respiratórios, as diferentes amplitudes respiratórias podem causar alterações no volume de ar retido nos pulmões
1. volume pulmonar basal
(1) Volume corrente: o volume de ar inalado ou exalado de cada vez durante a respiração calma.
(2) Volume inspiratório complementar: o volume máximo de ar que pode ser inalado após uma inalação calma.
(3) Volume expiratório suplementar: o volume máximo de ar que pode continuar a ser exalado após uma exalação calma.
(4) Volume residual: o volume residual de ar que não pode ser expirado dos pulmões após exalação compensatória.
2. os quatro volumes dos pulmões
(1) Volume expiratório profundo: a quantidade máxima de ar que pode ser inalada após uma exalação calma, consistindo em volume corrente e volume inspiratório compensatório.
(2) Volume pulmonar: a quantidade máxima de ar que pode ser expirada após a inspiração máxima, consistindo em volume inspiratório profundo e volume expiratório compensatório.
(3) Volume de ar residual funcional: o volume de ar contido nos pulmões após uma exalação calma, constituído pelo volume expiratório compensatório e o volume de ar residual.
(4) Volume pulmonar total: o volume total de ar contido nos pulmões após uma inspiração profunda, que consiste no volume pulmonar e no volume residual.
O volume corrente, volume inspiratório profundo, volume expiratório compensatório e volume pulmonar podem ser medidos directamente com um espirómetro. O volume de ar residual funcional e o volume de ar residual não podem ser medidos directamente com um espirómetro e só podem ser medidos indirectamente, enquanto que o volume pulmonar total pode ser determinado pela adição de espirometria e volume de ar residual.
A espirometria reduzida é observada em casos de expansão torácica e pulmonar restrita, danos no tecido pulmonar e obstrução das vias respiratórias. As alterações no volume de ar residual funcional muitas vezes coincidem com as alterações no volume de ar residual. Em condições pulmonares obstrutivas tais como asma brônquica e enfisema, o volume de ar residual aumenta. Condições pulmonares restritivas, tais como fibrose pulmonar intersticial difusa, doença pulmonar ocupacional e compressão do tecido pulmonar pós-pneumonectomia, reduzem o volume de ar residual. O volume de ar residual/volume pulmonar total é utilizado clinicamente como indicador.
Ventilação pulmonar
A ventilação pulmonar é medida como o volume de ar inalado ou exalado pelos pulmões por unidade de tempo. A ventilação em repouso por minuto é o produto do volume corrente e da frequência respiratória, com cerca de 15 respirações por minuto num adulto normal em repouso e um volume corrente de 500 ml, a ventilação é de 7,5 L/min. 140 ml de gás no volume corrente são retidos na via aérea sem troca de gás, chamado espaço morto anatómico, pelo que a ventilação alveolar é de apenas 5,5 L/min. Se a respiração for superficial e rápida, o espaço morto anatómico O volume de ventilação é relativamente elevado, afectando a ventilação alveolar. A quantidade de gás que entra nos alvéolos pode ser devida a um fluxo de sangue local insuficiente, resultando na não troca de gás com o sangue. Este volume de gás é chamado de volume morto alveolar. O volume morto alveolar mais o volume morto anatómico juntos é chamado de volume morto fisiológico.
1. ventilação alveolar = (volume corrente – volume fisiológico do espaço morto) x frequência respiratória
A ventilação alveolar insuficiente é geralmente vista no enfisema; o aumento da ventilação alveolar é visto na síndrome de hiperventilação.
2. ventilação máxima: a quantidade de ventilação obtida pela respiração tão rápida e profunda quanto possível por unidade de tempo.
É um simples teste de stress para medir a patência das vias aéreas, a elasticidade dos pulmões e do tórax e a força dos músculos respiratórios normalmente utilizados como indicador da capacidade de realizar cirurgia torácica.
3. espirometria de exercício: A espirometria expiratória feita à velocidade mais rápida possível.
A partir disto, a relação entre o volume exalado no primeiro segundo e o volume exalado no primeiro segundo e o volume pulmonar de esforço pode ser calculada. A espirometria de exercício é a melhor medição de corrente para reflectir a resistência das vias respiratórias maiores durante a expiração. Pode ser utilizado como auxiliar no diagnóstico de bronquite crónica, asma brônquica e enfisema, e para avaliar a eficácia dos broncodilatadores.
4. pico de fluxo expiratório: Na posição de volume pulmonar total, soprar forte e rápido para o maior caudal expiratório para observar o maior caudal expiratório.
O método de medição é simples e fácil de executar. É amplamente utilizado na investigação epidemiológica de doenças respiratórias, especialmente para julgar a condição e eficácia da asma brônquica. Verificou-se que o pico mais baixo do fluxo expiratório ocorre entre 0 e 5 da manhã em doentes asmáticos durante a observação dinâmica de 24 horas.
Taxa de fluxo sanguíneo da ventilação pulmonar
O ar inalado troca oxigénio e dióxido de carbono com o sangue nos capilares alveolares depois de este alcançar os alvéolos. Se a relação entre a ventilação pulmonar e o fluxo de sangue por minuto puder ser mantida a uma certa média (4:5), a troca de gás será normal.
Se a ventilação pulmonar for normal e o fluxo sanguíneo capilar pulmonar for reduzido ou obstruído, resultando num aumento do espaço morto alveolar, a relação ventilação/fluxo sanguíneo aumenta; se a obstrução bronquial pulmonar impedir a oxigenação adequada do fluxo sanguíneo local, forma-se um shunt fisiológico e a relação ventilação/fluxo sanguíneo diminui. Os testes de função pulmonar que reflectem a relação ventilação/fluxo incluem medição fisiológica do espaço morto, medição da diferença de pressão parcial da artéria alveolar e medição da derivação fisiológica. O aumento do espaço morto fisiológico pode ser visto em condições tais como enfisema vermelho ou embolia pulmonar. O aumento do fluxo fisiológico fracionário é observado em condições tais como enfisema cianótico inchado ou síndrome do desconforto respiratório do adulto.
Pequena ventilação das vias aéreas
Os pequenos tubos bronquiais com um diâmetro interno de ≤2 mm no estado inspiratório são chamados de pequenas vias respiratórias, e a pequena resistência das vias respiratórias representa apenas 20% da resistência total das vias respiratórias. É difícil de detectar com medições convencionais da função pulmonar que reflectem uma grande resistência das vias aéreas. A resistência de pequenas vias respiratórias já pode ser medida em baixos volumes pulmonares; pequenas lesões das vias respiratórias são reversíveis nas fases iniciais. Existem 2 testes de funcionamento de pequenas vias aéreas comummente utilizados.
1. curva de fluxo-volume máximo expiratório: Esta curva analisa o fluxo expiratório em cada instante durante o período desde a expiração ao nível do volume pulmonar total até ao volume de ar residual. Quando a função das pequenas vias aéreas é prejudicada, o fluxo é afectado em mais de 50% do volume pulmonar exalado, e é particularmente evidente quando 75% do volume pulmonar exalado está presente.
2. medição do volume de ar que pode continuar a ser expirado quando o volume pulmonar total é uniformemente expirado da posição pulmonar total e quando a pequena via aérea na base do pulmão começa a fechar-se quando atinge a posição de ar residual. Um aumento do volume/espirometria fechada % indica o encerramento precoce das pequenas vias respiratórias na base dos pulmões. Isto pode ser causado por uma pequena patologia das vias aéreas ou por uma redução da retracção elástica do pulmão.
A deficiência da função das pequenas vias respiratórias é comum em doentes expostos à poluição do ar, ao fumo pesado de longa duração, à exposição prolongada a produtos químicos voláteis, à pneumoconiose precoce, às infecções virais brônquicas, à asma em remissão, ao enfisema precoce e à fibrose intersticial.
Função de difusão
A principal função dos pulmões é a troca de gases, ou seja, a troca de oxigénio e dióxido de carbono. O local de troca de gás nos pulmões encontra-se nos alvéolos e segue o princípio da difusão, ou seja, as moléculas de gás difundem-se desde uma pressão parcial elevada através da membrana capilar alveolar (barreira sangue-gás) até uma pressão parcial baixa, até que a pressão do gás seja equilibrada em ambos os lados da membrana. A pressão parcial é a percentagem da pressão total de um gás na mistura gasosa. A pressão parcial de oxigénio no gás alveolar é superior à pressão parcial de oxigénio nos capilares da membrana alveolar, pelo que o oxigénio se difunde dos alvéolos através da membrana alveolar para os capilares e liga-se à hemoglobina nos glóbulos vermelhos. A pressão parcial do dióxido de carbono no sangue é superior à do gás nos alvéolos, pelo que o dióxido de carbono se difunde do sangue para os alvéolos. Uma vez que o dióxido de carbono tem uma capacidade de difusão 20 vezes maior do que o oxigénio, quando ocorre uma deficiência de difusão, trata-se principalmente de uma deficiência de difusão de oxigénio e, em casos graves, de hipoxia. A difusão reduzida é principalmente observada nas perturbações intersticiais pulmonares, tais como fibrose intersticial difusa, outras como o enfisema onde a área de difusão é reduzida devido à destruição da parede alveolar, ou na anemia onde a hemoglobina é reduzida, tudo isto pode reduzir a difusão pulmonar.