Ventilatia este procesul prin care se realizeaza o umplere alveolara cu aer. Masurarea functiei ventilatorii in cadrul diagnosticului de rutina consta in cuantificarea lumului de gaz din plaman in anumite circumstante si in determinarea vitezei de expulzie a acestuia din plamani. Dintre masuratorile lumelor pulmonare, doua sunt mai frecvent folosite pentru diagnostic si anume: capacitatea pulmonara totala (CPT) si lumul rezidual (VR). Primul parametru se refera la cantitatea de gaz continuta in plamani dupa o inspiratie maximala, iar celalalt reprezinta lumul de gaz care ramane in plamani la sfarsitul unei expiratii maximale. Capacitatea vitala (CV) este lumul expirat din plamani in trecerea de la CPT la VR (ura 250-l).
Masuratorile clinice obisnuite ale debitelor se obtin prin fortarea pacientului sa expire pana la VR, dupa o prealabila inspiratie fortata pana la CPT. in mod obisnuit se fac 3 masuratori pentru inregistrarea relatiei lum-timp (spiro-grama), obtinute in timpul unei astfel de manevre de expiratie fortata: (1) lumul de gaz expirat in decursul primei secunde a expiratiei (lumul expirator maxim/secunda - VEMS) (2) lumul total expirat (capacitatea vitala fortata, CVF) si (3) debitul expirator mediu la jumatatea capacitatii vitale (debitul expirator fortat intre 25% si 75% din capacitatea vitala sau DEF2S 7S%, denumit si debit maximal la mijlocul expiratiei sau DMMR) (ura 250-2).
CARACTERISTICI FIZIOLOGICE Plamanii sunt structuri elastice, ce contin colagen si
fibre elastice care permit expansiunea lor. Plamanii contin aer, si, pentru a se destinde, este neie fie de o presiune pozitiva in interior (in caile respiratorii si spatiile alveolare), fie de o presiune negativa externa (in exteriorul plamanilor). Relatia dintre lumul de gaz continut in plamani si presiunea de umplere (presiunea transpulmonara sau P^, definita ca diferenta dintre presiunea interna si cea externa) este data de curba presiune-lum pentru plaman (ura 250-3A).
Peretele toracic este, de asemenea, o structura elastica ce are proprietatea de a se destinde si de a se comprima, intocmai ca un arc. Legatura dintre lumul delimitat de cutia toracica si presiunea care il destinde este data de relatia presiune-lum a peretelui toracic (ura 250-3.B). Pentru a produce o variatie de lum a cutiei toracice fata de starea de repaus este necesara modificarea echilibrului dintre presiunile interna si externa.
Cand la sfarsitul unei expiratii normale, forta reculului elastic al plamanului, care tinde sa il goleasca, este egala si de sens contrar cu
tensiunea elastica din peretele toracic, care tinde sa o expansioneze, plamanul este partial umplut cu aer, reprezentand capacitatea reziduala functionala (CRF), definita ca lumul gazului din plamani la sfarsitul unei expiratii normale (ura 250-3C).
Pentru ca plamanii si peretele toracic sa realizeze un lum, altul decat lumul de repaus (CRF), fie presiunea care actioneaza asupra lor trebuie modificata pasiv - de exemplu, de catre un ventilator mecanic care asigura o presiune pozitiva in caile respiratorii si alveole -, fie muschii respiratori trebuie sa se opuna activ tendintei plamanilor si peretelui toracic de a se reintoarce la CRF. In timpul inspiratiei unui lum peste CRF, muschii inspiratori se opun activ tendintei sistemului respirator de a scadea lumul inapoi la CRF. in timpul expirului activ al unui lum sub CRF, activitatea muschilor expiratori trebuie sa invinga tendinta sistemului respirator de a creste lumul inapoi la CRF. La un lum corespunzator CPT, fortei maxime dezltate de muschii inspiratori pentru a destinde plamanii i se opune in principal reculul elastic al plamanului. Ca o consecinta, determinantii majori ai CPT sunt: gradul de rigiditate al plamanului si forta muschilor respiratori. Cand plamanii devin mai rigiziadica mai putin complianti- CPT scade. Cand plamanii devin mai elastici, de fapt mai complianti, CPT creste. Cand forta muschilor inspiratori scade semnificativ, acestia nu se pot opune reculului elastic al plamanilor si CPT scade.
La un lum pulmonar egal cu lumul rezidual (VR), forta exercitata de muschii expiratori pentru a scadea lumul este contrabalansata de reculul elastic catre exterior al peretelui toracic, care devine rigid la lume pulmonare mici. Doi factori influenteaza lumul de gaz continut in plamini ca lum rezidual. Primul este capacitatea subiectului de a exercita un efort expirator prelungit, ce depinde de forta musculara si de capacitatea de a depasi stimulii senzoriali proveniti din peretele toracic. Al doilea este capacitatea plamanilor de a se goli pana la un lum mic. In plamanul normal, pe masura ce presiunea transpulmonara (PJ scade, lumul pulmonar scade. in plamanul cu disfunctie a cailor respiratorii, pe masura scaderii P^ , limitarea fluxului sau inchiderea cailor respiratorii pot limita lumul de gaz expirat. in consecinta, fie slabirea musculaturii peretelui toracic, fie afectarea intrinseca a cailor respiratorii poate duce la o crestere a VR masurat.
Masurarea dinamica a functiei respiratorii se face punand subiectul sa inspire pana la CPT si sa expire apoi fortat pana la VR. Daca subiectul face o serie de astfel de manevre de expir, folosind un efort muscular din ce in ce mai mare, viteza fluxului de expir va creste, pana cand este atins un anumit grad de efort. Dincolo de acest nivel, un efort suplimentar nu va duce la o crestere a vitezei fluxului respirator, acest fenomen fiind cunoscut ca independenta de efort a fluxului expirator fortat. Mecanismele fiziologice care determina viteza fluxului in faza independenta de efort a expirului fortat s-au dovedit a fi reculul elastic al plamanului, rezistenta la flux a cailor respiratorii intre zona alveolara si zona fizica de limitare a fluxului, precum si complianta cailor respiratorii la locul de limitare a debitului de aer. Procesele fizice care scad reculul elastic, cresc rezistenta la flux, sau care cresc complianta cailor respiratorii scad debitul care poate fi atins la un anumit lum pulmonar dat. Dimpotriva, procesele care cresc reculul elastic, scad rezistenta si/sau rigiditatea cailor respiratorii cresc fluxul de aer care poate fi atins pentru un anumit lum dat.
MASURAREA FUNCTIEI VENTILATORII
Functia ventilatorie se masoara in conditii statice, pentru determinarea lumelor pulmonare, si in conditii dinamice, pentru determinarea fluxurilor de expir fortat. CV, VER- lumul expirator de rezerva si capacitatea inspiratorie (CI) ( ura 250-l) se masoara punand pacientul sa inspire si sa expire cu un spirometru, un dispozitiv care poate masura lumul inspirat sau expirat, trasand si dependenta acestora de timp. Celelalte marimi, precum VR, CRF si CPT, nu pot fi masurate in acest mod, deoarece includ lumul de gaz prezent in plamani chiar si dupa o expiratie maximala. La masurarea acestor lume se folosesc doua tehnici curente: dilutia cu heliu sau pletismografia corporala. Metoda dilutiei cu He consta in punerea subiectului sa inspire si sa expire dintr-un rezerr cu un lum cunoscut de gaz, ce contine o cantitate mica de heliu. Acesta este diluat de lumul de gaz preexistent in plamani si nu se absoarbe in circulatia pulmonara. Cunoscand lumul rezerrului si concentratia initiala si finala a heliului, se poate calcula lumul de aer continut in plamani. Cu aceasta metoda, lumul de gaz inmagazinat in plamani poate fi subestimat daca exista spatii izolate (bule). in astfel de situatii, lumele pulmonare pot fi masurate mai exact cu ajutorul unui pletismograf corporal, reprezentat de o incapere izolata in care pacientul, in pozitie sezanda, respira prin intermediul unui dispozitiv bucal inchis etans. Deoarece nu exista debit de aer in interiorul sau in afara pletismografului, variatia de presiune din interiorul toracelui in timpul respiratiei proaca rarefierea si compresia gazului din plamani si, simultan, compresia si rarefierea gazului in interiorul pletismografului. Prin masurarea variatiilor de presiune dintre pletismograf si dispozitivul bucal se poate calcula lumul de gaz prezent in torace cu ajutorul legii lui Boyle.
Volumele pulmonare si masuratorile efectuate in timpul unei expiratii fortate se interpreteaza and valorile gasite cu valorile corespunzatoare varstei, inaltimii, sexului, rasei pacientului ( anexa A). Curbele de variatie presiune-lum au fost construite pe baza datelor obtinute de la un numar mare de indivizi normali, nefumatori, fara vreo afectiune pulmonara. Valorile predictibile la un individ se pot obtine prin folosirea varstei si inaltimii acestuia in ecuatia adecvata; se folosesc ecuatii diferite pentru sexul sau rasa pacientului. Deoarece se admit variatii printre indivizii sanatosi, se apreciaza ca valorile cuprinse intre 80% si 120% din cele teoretice sunt valori normale. Mai mult, procentele calculate sunt utilizate in determinarea starii de normalitate. in mod specific, valori ale masuratorilor individuale scazand sub 5 procente sunt considerate a fi sub normal.
Raportul normal VEMS/CVF este intre 0,75 si 0,80 si scade ihtr-o anumita masura cu varsta. Debitul expirator fortat (DEF2S 7S%) este apreciat deseori ca cea mai sensibila masuratoare in fazele timpurii ale obstructiei cailor respiratorii, in special a celor mici. Totusi, aceasta masuratoare trebuie interpretata cu atentie la pacientii cu plamani anormali de mici (CPT mica, CV mica). In acest caz, este expirat un lum mai mic in cursul unei expiratii fortate si DEF2S 75%poate aparea anormal in atie cu valorile prezise corespunzatoare varstei, inaltimii, rasei si sexului, desi el este normal relativ la marimea plamanilor pacientului.
Se mai poate inregistra grafic dependenta debitului expirator de lumele pulmonare (mai degraba decat dependenta debitului de timp), relatia nemijlocita intre acestea dand
nastere unei curbe debit-lum caracteristice (ura 250-4). in plus, pe baza acestei curbe se pot calcula marimile spirometrice mentionate mai sus. in mod obisnuit, se pot inregistra si debitele din timpul unui efort inspirator maximal fortat, transformand curba debit-lum intr-o bucla debit-lum. in cazul CPT, inainte de inceperea expirului, debitul este 0; indata ce a inceput expiratia fortata, viteza atinge imediat o valoare maxima. Pe masura ce expiratia continua si lumul pulmonar se aproprie de VR, debitul scade progresiv intr-o dependenta de lum aproape liniara, la persoanele cu functie pulmonara normala. in timpul inspiratiei maxime, de la VR la CPT, debitul este maxim la jumatatea inspirului, deci curba corespunzatoare unei inspiratii are forma literei U sau forma de sa. Debitul obtinut in cursul expiratiei maximale poate fi apreciat cantitativ, and valoarea acestuia la un anumit lum pulmonar cu valorile prezise, sau calitativ, analizand forma portiunii descendente a curbei expiratorii.
Evaluarea fortei muschilor implicati in miscarile de expiratie este o parte speciala a examinarii complete a pacientilor cu disfunctie ventilatorie. Cand un pacient expira complet, pana la VR, si incearca apoi sa inspire fortat printr-o cale respiratorie obstructionata, presiunea generata se numeste presiune inspi-ratorie maximala (PIM). Pe de alta parte, cand pacientul inspira pana la CPT si apoi incearca sa expire fortat printr-o cale aeriana obturata, presiunea generata se numeste presiune expiratorie maximala (PEM). intr-o situatie clinica data, aceste studii aduc informatii utile asupra cauzei prezentei unor lume pulmonare anormale si asupra posibilitatii ca afectarea musculaturii respiratorii sa fie cauza acestor anormalitati.
