I. Medição do volume pulmonar Definição dos componentes do volume pulmonar O volume de gás nos pulmões altera-se devido ao movimento dos músculos respiratórios com a expansão e contração do tórax; quando se respira calmamente, a amplitude do movimento torácico é pequena, pelo que a alteração do volume de gás nos pulmões também é pequena; quando se inspira profundamente, os pulmões expandem-se mais, pelo que o gás inalado também é maior. O volume total de gás dos pulmões pode ser dividido nos seguintes 4 volumes de base: Volume corrente (VT): o volume de gás exalado ou inalado durante cada respiração calma. Volume Inspiratório Reinspiratório (VIR): volume de gás que pode ser inalado no final de uma inspiração calma com uma inspiração profunda máxima. Volume expiratório (VRE): O volume de gás que pode ser expirado numa expiração profunda máxima no final de uma expiração calma. Volume residual (VR): O volume de ar que permanece nos pulmões no final de uma expiração máxima. Os 4 volumes pulmonares seguintes são compostos por 2 ou mais volumes de base. Capacidade de inalação (CI): o volume de ar que pode ser inalado no final de uma expiração calma, efectuando uma inalação profunda máxima, que consiste no volume corrente e no volume inspiratório. Capacidade vital (CV): o volume de ar que pode ser expirado por uma expiração profunda máxima no final da inspiração máxima (igual ao volume da inspiração profunda mais o volume da expiração compensatória) e o volume de ar que pode ser inalado por uma inspiração profunda máxima no final da expiração máxima também podem ser determinados, sendo o primeiro também conhecido como capacidade pulmonar expiratória e o segundo também conhecido como capacidade pulmonar inspiratória. Capacidade residual funcional (CRF): O volume de ar contido nos pulmões no final de uma expiração calma, constituído pelos volumes expiratório e residual. Capacidade pulmonar total (CPT): o volume de ar contido nos pulmões após uma inspiração máxima, igual à espirometria mais o volume de ar residual. O volume pulmonar está relacionado com a idade, o sexo e a altura, e o tamanho do volume pulmonar tem um efeito nas trocas gasosas. Métodos de medição O volume corrente, o volume de inspiração profunda, o volume expiratório e a capacidade pulmonar podem ser medidos diretamente por espirómetros, enquanto o volume de ar residual deve ser medido pelo método de diluição do gás ou pelo método de rastreio do volume corporal. Os métodos de diluição do gás incluem a lavagem com azoto e a diluição com hélio, enquanto o princípio do rastreio do volume corporal se baseia na lei de Boyle, que é medida numa câmara fechada. Aplicação clínica A medição do volume pulmonar reflecte geralmente a atividade do tórax e a elasticidade dos pulmões e do tórax. Por conseguinte, as alterações nos mecanismos fisiológicos da respiração causadas por doenças torácicas e pulmonares reflectem-se frequentemente em alterações do volume pulmonar. A capacidade pulmonar representa a amplitude respiratória de expansão e contração máximas dos pulmões e, em qualquer situação clínica em que esta amplitude respiratória seja restringida, a capacidade pulmonar encontra-se diminuída, o que pode ser observado em lesões extratorácicas, pleurais e intrapulmonares. São exemplos as deformidades torácicas, o pneumotórax, o derrame pleural, a pleurisia, a doença estromal pulmonar e as lesões que ocupam espaço intrapulmonar. O volume de ar residual aumentado e o volume de ar residual funcional indicam hiperinsuflação dos pulmões e são observados principalmente no enfisema, na obstrução brônquica parcial e nas deformidades torácicas. O volume pulmonar total é a soma do volume pulmonar e do volume de ar residual. Um aumento do volume pulmonar total é observado principalmente no enfisema; uma diminuição do volume pulmonar total é observada em algumas doenças restritivas pneumotorácicas e numa vasta gama de doenças pulmonares, tais como edema pulmonar, congestão pulmonar, atelectasia pulmonar, tumores pulmonares, etc. Em segundo lugar, a função de ventilação A ventilação de medição refere-se aos pulmões que inalam o ar fresco com elevado teor de oxigénio do mundo exterior e, ao mesmo tempo, o gás com baixo teor de oxigénio e elevado teor de CO2 nos alvéolos é descarregado do corpo. É uma parte importante do processo de troca de gases entre o organismo e o mundo exterior. Ventilação de repouso A chamada ventilação de repouso (VE) é o estado de repouso, a soma do volume de ar expirado por minuto, ou seja, para manter o metabolismo do estado de repouso do volume de ventilação por minuto, que é igual ao volume corrente multiplicado pela frequência respiratória. Normalmente é de cerca de 10L para homens normais e 9L para mulheres. Devido à grande reserva da função ventilatória, a ventilação em repouso não é normalmente anormal, exceto se houver uma perturbação ventilatória grave. Um aumento da ventilação de repouso é considerado hiperventilação e pode causar alcalose respiratória; uma diminuição da ventilação de repouso é considerada hipoventilação e pode causar acidose respiratória. Ventilação máxima O volume máximo de ventilação (MVV) refere-se ao volume de ventilação obtido através de uma respiração profunda, rápida e volumosa com força máxima por unidade de tempo. Reflecte a função dinâmica da respiração e é um dos indicadores mais significativos na medição da função ventilatória, sendo utilizado para medir a elasticidade dos tecidos pulmonares, a resistência das vias aéreas, a elasticidade torácica e a força dos músculos respiratórios, e reflecte a função de reserva e a dimensão da capacidade compensatória dos pulmões para ventilar. O método de medição consiste em efetuar uma respiração profunda e rápida num período de tempo limitado (12s ou 15s), multiplicar o volume expiratório medido por 5 ou 4, ou seja, o valor da ventilação máxima independente por minuto. A ventilação voluntária máxima normal depende dos seguintes factores: (1) a integridade do tórax e a solidez dos músculos respiratórios normais; (2) a suavidade da traqueia e dos brônquios; (3) a solidez e a elasticidade normal do tecido pulmonar. Quaisquer condições clínicas ou alterações patológicas que possam afetar os três fatores acima podem causar uma diminuição na ventilação voluntária máxima, as mais comuns são as seguintes: 1, atividade pulmonar limitada, como fibrose intersticial, derrame pleural maciço, edema pulmonar e lesões parenquimatosas pulmonares. 2, aumento da resistência das vias aéreas, como integridade torácica e músculos respiratórios normais, ② patência traqueal e brônquica, ③ som e elasticidade normal do tecido pulmonar. Aumento da resistência das vias aéreas, como a doença pulmonar obstrutiva crónica, asma, tumores brônquicos e estenose e obstrução das vias aéreas superiores. Enfraquecimento ou perda da força muscular respiratória, como na poliomielite e na miastenia gravis. 4. deformações torácicas, como a escoliose. A ventilação voluntária máxima é considerada um importante preditor do risco de comorbilidade pulmonar antes da cirurgia torácica. Verificou-se que a mortalidade em doentes submetidos a cirurgia torácica está relacionada com a VVM, sendo que 50% dos doentes que morrem têm uma VVM <50% do valor previsto e, até hoje, a VVM continua a ser utilizada pelos cirurgiões clínicos como indicador primário da capacidade de efetuar cirurgia torácica em doentes com DPOC. Volume pulmonar vigoroso e primeiro segundo volume pulmonar vigoroso O volume pulmonar vigoroso (CVF) refere-se ao volume de ar que pode ser exalado com força e velocidade máximas após a inalação máxima para a posição total do volume pulmonar e exalação para a posição residual das vias aéreas, das quais o primeiro segundo volume pulmonar vigoroso (VEF1) é um índice comumente usado para determinar a presença ou ausência de obstrução das vias aéreas, e o primeiro segundo volume pulmonar vigoroso da maioria das pessoas normais pode atingir 70% a 80% da CVF, que é geralmente expressa como VEF1 / CVF. O VEF1/CVF é utilizado habitualmente. O seu significado clínico é sobretudo refletir a presença ou ausência de obstrução brônquica e a diminuição do VEF1/CVF indica obstrução das vias aéreas. As pessoas normais conseguem expirar quase todo o seu volume pulmonar em 3s, enquanto os doentes com perturbações obstrutivas da ventilação necessitam de 5-6s ou mesmo mais tempo para o expirar todo. Para além de determinar a presença ou ausência de obstrução brônquica, o VEF1/CVF também pode corroborar a presença ou ausência de distúrbios ventilatórios restritivos. Por exemplo, em certas doenças que restringem a expansão alveolar, a redução da amplitude respiratória permite a expiração de todo o volume pulmonar exercido em 1-2 s e, em alguns casos, até mesmo todo o volume pulmonar pode ser expirado em 1 s, resultando num VEF1/CVF de 100 %. Na obstrução brônquica reversível, como a asma brônquica, a aplicação de um broncodilatador leva a uma melhoria do VEFl/CVF e permite aumentar os valores do VEF1. A taxa de fluxo expiratório pode atingir um pico muito rápido, quando a taxa de fluxo está relacionada com a magnitude do esforço; no entanto, quando a expiração é continuada com o esforço, a taxa de fluxo começa a diminuir e diminui com a diminuição do intra-volume até a taxa de fluxo ser zero. A taxa de fluxo neste segmento do volume pulmonar é independente do esforço. A medição da velocidade do fluxo expiratório médio é útil para a deteção precoce de obstrução de pequenas vias aéreas. Pico de fluxo expiratório (PEF) O pico de fluxo expiratório (PEF) refere-se ao fluxo instantâneo no momento do fluxo expiratório mais rápido durante a espirometria, que é utilizado principalmente para refletir a força dos músculos respiratórios e a presença ou ausência de obstrução das vias aéreas. Em indivíduos normais, os valores de PFE podem variar ligeiramente em diferentes momentos de um dia, mas geralmente não excedem 20%. Nos doentes com asma, a diferença pode aumentar significativamente. Se a diferença entre diferentes momentos num dia for superior a 30%, o valor do PFE pode ser utilizado como base principal para o diagnóstico de asma atípica. Os doentes com asma devem ser monitorizados quanto a alterações a longo prazo no PFE, se os valores medidos do PFE forem significativamente inferiores, ou se o PFE no espaço de um dia aumentar a variação, são sugestivos de exacerbação da doença, devendo ser tratados em conformidade. Existem três tipos de disfunção ventilatória: 1. disfunção ventilatória pulmonar restritiva, ou seja, disfunção ventilatória causada pela restrição da expansão alveolar. Comumente encontrado em: ① doenças pulmonares intersticiais, como pneumonia estromal, fibrose pulmonar, edema pulmonar, silicose, etc.; ② lesões ocupacionais nos pulmões ou após lobectomia, como tumores pulmonares, cistos pulmonares, etc.; ③ doenças pleurais, como derrame pleural, pneumotórax, tumores pleurais, etc.; ④ doenças da coluna vertebral da parede torácica, como espondilolistese, espondilite anquilosante, toracoplastia e assim por diante; ⑤ outros, como obesidade, ascite, gravidez e doenças neuromusculares. 2. disfunção pulmonar obstrutiva refere-se à disfunção da ventilação pulmonar causada pelo estreitamento ou bloqueio das vias aéreas. Causas comuns são: ① doenças traqueais e brônquicas, como tumores traqueais, estenose, asma brônquica, bronquite crônica, etc., ② enfisema, herpes pulmonar, ③ doenças do trato respiratório superior, como infecções de garganta, tumores e assim por diante. 3, disfunção de ventilação pulmonar mista, isto é, disfunção de ventilação obstrutiva e disfunção de ventilação restritiva ao mesmo tempo. Diferentes tipos de disfunção ventilatória dos índices de teste de função pulmonar estão resumidos na Tabela 3-47-1. pequenos brônquios. Como a resistência das vias aéreas é inversamente proporcional à área da secção transversal da traqueia, e a área total da secção transversal das pequenas vias aéreas é muito maior do que a área total da secção transversal das vias aéreas com um diâmetro superior a 2 mm, portanto, a resistência das pequenas vias aéreas representa apenas 10-20% da resistência total das vias aéreas, e as suas alterações anormais não são fáceis de detetar pelos métodos convencionais de medição da função pulmonar. 1, volume fechado (CV), devido ao método de determinação é complicado, é agora menos utilizado, por isso omitido. 2, fluxo expiratório máximo uma curva de volume (curva V-V) da seção de baixa capacidade pulmonar do fluxo expiratório não tem nada a ver com o esforço, mas principalmente pelo pequeno calibre das vias aéreas e força de retração elástica alveolar. Os indicadores utilizados para medir a função das pequenas vias aéreas são geralmente o FEF50% e o F'EF75%, e se estes forem inferiores a 80% do valor normal, pode considerar-se que este fluxo está reduzido, sugerindo uma obstrução das pequenas vias aéreas. A observação da forma da inclinação do ramo descendente da linha do MEFV também é de grande importância para determinar a função das pequenas vias aéreas. Medição da função de difusão pulmonar Princípio A difusão refere-se ao movimento de moléculas da área de alta concentração para a área de baixa concentração, que é um processo passivo que não requer o consumo de energia. A difusão pulmonar é o processo de troca gasosa entre o oxigénio e o dióxido de carbono no gás alveolar e o oxigénio e o dióxido de carbono nos capilares da parede alveolar, através da membrana capilar da parede alveolar. Os factores que afectam a difusão através dos capilares alveolares são: a área de difusão, a distância de difusão e a diferença de pressão parcial de oxigénio entre os alvéolos e os capilares. O volume de difusão é a quantidade de gás que pode passar através dos alvéolos por unidade de tempo (1min) e por unidade de diferença de pressão de 0,133kPa (1mmHg). Clinicamente, a função de difusão refere-se ao oxigénio. O gás monóxido de carbono é normalmente utilizado para esta medição. Métodos de medição Existem três métodos de medição da difusão: o método de respiração única, o método de estado constante e o método de respiração repetitiva. O método do fôlego único é o método clínico mais utilizado. O indivíduo inala uma mistura de 0,3% de CO, 10% de He e 20% de O2 (sendo o N2 o gás de equilíbrio) para o volume total do pulmão ao nível do gás residual e, em seguida, exala para o nível do gás residual depois de suster a respiração durante 10 segundos. As concentrações de CO e He foram medidas continuamente durante este processo, sendo depois calculado o volume de difusão pulmonar (as concentrações e proporções das misturas de gases utilizadas variaram consoante os instrumentos). O volume de difusão pulmonar está correlacionado com a idade, o sexo, a posição do corpo e o tamanho do corpo, sendo o sexo masculino superior ao feminino e os jovens superiores aos idosos. Significado clínico 1. Um volume de difusão inferior a 80% do valor normal esperado sugere disfunção da difusão. A diminuição do volume de difusão é comum em: ① aumento da distância de difusão, como fibrose intersticial, asbestose, etc.; ② diminuição do volume capilar alveolar, como enfisema, tuberculose, pneumotórax, infeção pulmonar, edema pulmonar, etc.; ③ distúrbios do sistema circulatório, como cardiopatia congênita, cardiopatia reumática, anemia. 2, o aumento da difusão pode ser visto na eritrocitose (devido ao aumento da captação de CO pelos eritrócitos), hemorragia pulmonar (a hemoglobina no sangue extravascular pode absorver uma certa quantidade de CO). V. Complacência pulmonar Princípio de medição A complacência é a alteração do volume causada por uma alteração da pressão unitária, que reflecte a elasticidade do tecido pulmonar, e inclui geralmente a complacência pulmonar, a complacência da parede torácica e a complacência total. Alteração do volume pulmonar ΔV Complacência pulmonar CL = pressão transpulmonar em L/kPa. Método de medição A complacência pulmonar pode ser dividida em complacência estática e dinâmica. A complacência estática refere-se à complacência pulmonar medida quando o fluxo de ar é brevemente bloqueado durante o ciclo respiratório, enquanto a complacência dinâmica é a complacência pulmonar medida quando o fluxo de ar não é bloqueado durante o ciclo respiratório. Enquanto a complacência estática reflecte a elasticidade do tecido pulmonar, a complacência dinâmica também é afetada pela resistência das vias aéreas. A pressão necessária para manter os pulmões a um determinado volume é designada por força de retração elástica; um aumento da força de retração elástica diminui a complacência e vice-versa. Significado clínico (a) Doenças em que o volume pulmonar total está aumentado 1) Enfisema Os doentes com enfisema têm uma complacência estática aumentada e uma complacência dinâmica diminuída. 2) A asma brônquica apresenta, por vezes, uma diminuição da complacência estática. 3, acromegalia com aumento do volume pulmonar, a complacência estática aumentou proporcionalmente, enquanto a pressão de retração elástica do pulmão é normal. (ii) Doenças nas quais o volume pulmonar total diminui (doenças pulmonares restritivas) 1, ressecção pulmonar, volume pulmonar de atelectasia pulmonar diminui, a complacência pulmonar diminui. 2 . A fibrose pulmonar intersticial difusa estática e a complacência dinâmica são reduzidas. 3, doenças extrapulmonares, como poliomielite, deformidade da coluna vertebral, etc., diminuíram a complacência pulmonar e a complacência da parede torácica. 4, ARDS, edema pulmonar, etc. Devido à redução dos espaços aéreos alveolares normais, o volume pulmonar é reduzido e a complacência pulmonar é reduzida. (iii) Dependência da frequência nas perturbações das pequenas vias aéreas Nas perturbações das pequenas vias aéreas, a complacência pulmonar é afetada pela frequência respiratória e, quando esta aumenta, a complacência diminui, o que se designa por dependência da frequência da complacência dinâmica. (D) Aplicação na ventilação mecânica e na monitorização da insuficiência respiratória Ajuda a determinar o nível ótimo de PEEP, a pressão PEEP que produz a complacência máxima é a melhor pressão PEEP. VI Medição da resistência das vias aéreas Princípio e método de medição O atrito gerado pelo fluxo de gás nos pulmões nas vias aéreas durante a respiração silenciosa é geralmente expresso como a diferença de pressão necessária para produzir um caudal unitário. A resistência das vias aéreas é geralmente medida por traçado volumétrico ou por oscilação de impulso forçado. Resistência das vias aéreas = diferença de pressão/caudal (kPa?s/L) Aplicação clínica Uma vez que a resistência das vias aéreas é inversamente proporcional à quarta potência do raio da via aérea e que a área total da secção transversal das vias aéreas pequenas é significativamente superior à das vias aéreas grandes, mais de 80% da resistência das vias aéreas provém da resistência das vias aéreas grandes. (A) a resistência das vias aéreas aumenta nas seguintes doenças 1, asma brônquica a resistência das vias aéreas aumenta, a resistência das vias aéreas em remissão pode ser normal. O aumento da resistência das vias aéreas durante um ataque de asma pode ser aliviado por broncodilatadores. 2 . Enfisema A atrofia das vias aéreas durante a expiração pode causar aumento da resistência das vias aéreas; ou pressão intratorácica excessiva durante a expiração, compressão das vias aéreas, resultando em aumento da resistência das vias aéreas. 3 . Disfunção da ventilação obstrutiva, ramo lento, tumor e outras causas de distúrbios da ventilação obstrutiva, também podem aumentar a resistência das vias aéreas. 4 . A resistência médica das vias aéreas aumenta, como intubação traqueal ou traqueotomia. (ii) Relação entre a resistência das vias aéreas e outras funções ventilatórias O aumento da resistência das vias aéreas pode causar diminuições na taxa de fluxo expiratório forçado, taxa de fluxo inspiratório e MVV. VII.TESTES DA FUNÇÃO PULMONAR EM EXERCÍCIO Princípio Os testes da função pulmonar em exercício examinam as alterações dinâmicas da função pulmonar durante o exercício e são clinicamente úteis para compreender a fisiologia e a patologia que não podem ser demonstradas em condições de repouso. O exercício provoca uma diminuição da relação ventilação do espaço morto/volume corrente, um aumento da ventilação, um aumento da excreção de dióxido de carbono, um aumento do consumo de oxigénio e do consumo de oxigénio e, obviamente, um aumento da carga cardiovascular. Métodos de teste Os testes de função pulmonar de exercício são normalmente realizados utilizando uma passadeira plana, ou seja, caminhando sobre uma superfície plana móvel com uma determinada inclinação e velocidade de rotação, bem como monitorizando o eletrocardiograma e as alterações da pressão arterial. O protocolo de exercício é o Protocolo de Bruce Modificado. O teste de exercício geralmente considera o indivíduo que atinge a frequência cardíaca sub-extrema como o ponto final do teste e, após atingir a frequência cardíaca sub-extrema, o indivíduo continua a caminhar lentamente e regressa gradualmente à frequência cardíaca basal. O teste deve ser interrompido se ocorrer dispneia significativa, isquémia do miocárdio, arritmia cardíaca ou aumento ou diminuição da pressão arterial durante o teste. Preparação Antes de iniciar o teste de esforço, é necessário explicar claramente ao sujeito as precauções a tomar em cada etapa de todo o processo de exercício e pedir-lhe que relaxe o mais possível, que não fique nervoso e que, ao mesmo tempo, prepare medicamentos de primeiros socorros e oxigénio, etc., para evitar a ocorrência de acidentes. Indicadores de teste habitualmente utilizados Consumo máximo de oxigénio ou consumo de oxigénio (VO2 max): O VO2 max é um indicador importante do nível de aptidão cardiorrespiratória durante o exercício extremo. Representa a soma da capacidade do sistema de transporte de oxigénio. Taxa de troca respiratória (RER): a relação entre a excreção de CO2 por minuto e a absorção de O2 por minuto nos pulmões. O rácio entre a ventilação máxima (MVV) e a ventilação máxima durante o exercício VEmax (VEmax/MVV) é o índice de dispneia, que é um indicador objetivo da gravidade da dispneia. Limiar anaeróbio: a intensidade do exercício correspondente ao ponto de partida do aumento acentuado do lactato sanguíneo durante o aumento incremental da carga de exercício, que é utilizado para refletir a capacidade metabólica anaeróbia. Quando o limiar anaeróbio é ultrapassado, o aumento contínuo da intensidade do exercício conduzirá a uma acidose metabólica. Equivalente metabólico: um indicador prático do dispêndio de energia, um equivalente metabólico é equivalente a 3,5 ml de consumo de oxigénio por minuto, por quilograma de peso corporal, é um indicador importante da intensidade do exercício quando o limiar anaeróbio não é atingido. Aplicação clínica A função cardíaca e pulmonar humana tem uma grande capacidade de reserva. No estado de repouso, algumas das funções não são fáceis de mostrar a redução, apenas na função de um obstáculo grave irá mostrar sintomas clínicos. Portanto, o teste de exercício pode detetar os mecanismos fisiopatológicos que não podem ser detectados em repouso, e pode descobrir o padrão dos fatores que limitam a quantidade de exercício, os sintomas que aparecem durante o exercício e a deteção precoce de anormalidades da função cardiopulmonar. 1 . Asma induzida por exercício O VEF l do exercício é positivo se for 10% menor do que antes do exercício, o que é um indicador importante para o diagnóstico de asma por exercício. 2 . Prevendo o risco de complicações após cirurgia torácica Se o VO2 max for significativamente reduzido, o risco de complicações pós-operatórias é maior. 3 . Aplicação em doenças cardiovasculares No estado de carga de exercício pode entender o suprimento de sangue do miocárdio e alterações do ritmo cardíaco, o que pode ajudar a diagnosticar doenças cardíacas coronárias e arritmia. 4, através da observação do limiar anaeróbico pode ser esperado para a resistência ao exercício humano. 5 . Pode ser usado para o diagnóstico diferencial de aperto no peito, falta de ar e dispneia. Contra-indicações 1, doença cardíaca, hipertensão e assim por diante. 2, a função pulmonar foi prejudicada, como o FEVl inferior a 70% do valor esperado. 3, período de ataque de asma. 4, velhice, fragilidade, problemas de mobilidade.