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Introducción
La espirometría es una prueba de función respiratoria que evalúa las propiedades mecánicas de la respiración; mide la máxima cantidad de aire que puede ser exhalada desde un punto de máxima inspiración. El volumen de aire exhalado se mide en función del tiempo.1),(2),(3),(4 Los principales parámetros fisiológicos que se obtienen con la espirometría son la capacidad vital forzada (FVC) y el volumen espiratorio forzado en el primer segundo (FEV1); a partir de estas dos se calcula el cociente FEV1/FVC.1),(2),(3),(4
Este documento forma parte de la serie de "Recomendaciones y Procedimientos" para diversas pruebas de función respiratoria que se han publicado en la revista Neumología y Cirugía de Tórax. Aunque existen estándares internacionales para la realización e interpretación de la espirometría,1),(2),(3),(4),(5 nuestro objetivo es resumir, desde un punto de vista práctico, todos los aspectos necesarios para realizar espirometrías de buena calidad. Se precisan, además, algunos aspectos que podrían ser de utilidad en escenarios de recursos limitados y se abordan temas que incluyen indicaciones y contraindicaciones, recursos necesarios para realizar una espirometría, características y controles de calidad de los equipos, preparación del paciente, descripción detallada del procedimiento y algoritmos de interpretación.
Definiciones
En la maniobra de espirometría forzada se obtienen dos parámetros principales: la FVC y el FEV1. La FVC es el máximo volumen de aire que puede exhalar un individuo de manera forzada a partir de una inspiración máxima. El FEV1 es el máximo volumen de aire exhalado en el primer segundo de la maniobra de FVC. La relación FEV1/FVC es la fracción (o porcentaje) de la FVC que es espirada en el primer segundo de la maniobra. Por ejemplo, una relación FEV1/FVC de 0.8 significa que el 80% de la FVC se exhaló en el primer segundo.
Indicaciones y contraindicaciones
Las indicaciones y contraindicaciones de la espirometría se muestran en las Tablas 1 y 2. La mayoría de las contraindicaciones son relativas.
Recursos y materiales
Equipo
Debe reunir las recomendaciones técnicas internacionales emitidas por la Sociedad Americana del Tórax y la Sociedad Europea Respiratoria (ATS/ERS 2005).1
Tipos de espirómetro ( 2 ),( 26 )
Se clasifican de acuerdo con la variable que miden; así, existen dos tipos: los de volumen y los de flujo. Los espirómetros de flujo son ahora los más utilizados, como se explica en la Tabla 3; Figuras 1, 2, 3A y 3B.
Figura 1: Neumotacógrafo. Sensor de flujo que mide la diferencia de presión que se genera al pasar un flujo laminar a través de una resistencia conocida. El tipo de resistencias más conocidas son la de tipo Lilly y tipo Fleish.
Requerimientos mínimos de un espirómetro ( 1 ),( 2 )
Registro de tiempo espiratorio mínimo de 15 segundos.
Capacidad de medición de volúmenes de 0.5 a 8 litros en condiciones BTPS, (temperatura corporal, presión barométrica, saturación de vapor de H2O), con una exactitud de ± 3% o 0.050 L (la que resulte superior).
Capacidad de medir flujos de entre 0 y 14 L/s con una sensibilidad de 200 mL/s.
La resistencia total para un flujo de 14 L•s-1, debe ser inferior a 1.5 cmH2O•L-1•s-1 (0.15 kPa•L-1•s-1); esta resistencia no debe superarse con cualquier manguera, válvula, boquilla o filtro insertado entre el sujeto y el espirómetro.
La temperatura del sitio donde se realicen las pruebas no debe ser inferior a 17 oC, y el espirómetro debe contar con una estación meteorológica para medición de la temperatura, la cual debe tener una exactitud de ± 1 oC para que calcule adecuadamente el factor de corrección de condiciones ATPS (temperatura atmosférica, presión barométrica, saturación de vapor de H2O), a BTPS; en caso de que no cuente con estación meteorológica, el cálculo del factor de corrección a unidades BTPS tendrá que realizarse manualmente.
Requerimientos ideales ( 1 ),( 2 )
Debe incluir un instrumento de calibración estandarizado.
-
Pantalla para la presentación de los gráficos de flujo-volumen (F/V) y volumen-tiempo (V/T), (Figura 4A y 4B) idealmente en tiempo real e invariable al momento de la generación del reporte espirométrico.
Período de 0.25 segundos antes del inicio de la maniobra para valorar volumen extrapolado.
Ecuaciones de referencia adecuadas para la población.27),(28),(29
El informe generado debe de contar con ambos gráficos (F/V y V/T) por cada una de las maniobras realizadas; se recomienda una escala de volumen ≥ 10 mm/L y de tiempo ≥ 20 mm/s.
Otro equipamiento y consumibles ( 4 ),( 30 )
Computadora e impresora.
Báscula, estadímetro.
Termómetros ambientales con una precisión de 1 oC.
-
Boquillas desechables de cartón o las recomendadas por el fabricante y boquillas tipo buceo para aquellos pacientes que no logran realizar un buen selle con los labios (Figura 5 5, 5B y 5C).
Pinzas nasales.
Aditamentos para control de infecciones:
- Acceso a lavado de manos y gel-alcohol.
- Cuando se requiera (espirometría con circuito cerrado), filtros en línea desechables con eficiencia de > 99% para filtración de virus, bacterias y micobacterias; espacio muerto < 100 mL y resistencia menor 1.5 cm H2O a un flujo de 6 L/s (Figura 5C).
- Guantes desechables.
- Cubrebocas quirúrgico para protección general y cuando se requiera cubrebocas N95 con fuga menor al 10% y una eficiencia de filtrado de >95% a un flujo de 50 L/min.
- Anteojos de protección.
Consumibles para el broncodilatador:
- Salbutamol (albuterol) en inhalador de dosis medida (100 μg por atomización).
- Cámara de reservorio (espaciador) con un volumen recomendado de al menos 300 mL (Figura 6).
Control de calidad del espirómetro ( 1 ),( 2 ),( 3 ),( 4 )
Validación del instrumento: se recomienda que los espirómetros cuenten con una validación donde se verifica la reproducibilidad de maniobras espiratorias mediante un sistema computarizado de generación de curvas flujo-volumen, que potencialmente puedan ser realizadas por cualquier individuo;31) de tal forma, que el espirómetro debe reproducir fielmente la curva que genera el sistema de cómputo. No es parte de los procedimientos usuales de un laboratorio; se realiza antes de que los espirómetros se comercialicen.
El laboratorio de función respiratoria debe contar con una adecuado control de calidad y calibración de los equipos. El mínimo de requerimientos con los que debe contar se muestran en la Tabla 4.
Todos los espirómetros deben calibrarse o verificarse su calibración. La calibración es el procedimiento por el cual se establece una relación entre el volumen o flujo medido por el sensor y el flujo o volumen real del calibrador (jeringa) en condiciones ATPS. Esta maniobra se refiere a un ajuste de ganancia eléctrica del dispositivo. La verificación de la calibración es el procedimiento para comprobar que el equipo (espirómetro) se encuentre dentro de los límites de exactitud (±3%). Si el dispositivo falla, la verificación debe repetirse, en caso de que el equipo no se encuentre dentro de los límites permitidos, el equipo debe enviarse a mantenimiento o revisión. La verificación de la calibración debe realizarse diariamente.
El instrumento de calibración estandarizado es una jeringa de 3 litros con exactitud de ± 15 mL o ± 0.5%, con certificado vigente (Figura 7).1 Debe verificarse periódicamente para prevenir posibles fugas y resguardarse lejos de la humedad o calor. Una jeringa dañada o golpeada se considera potencialmente fuera de calibración y no debe usarse para este procedimiento. Se debe asegurar una conexión firme y hermética entre la jeringa y el espirómetro; especialmente, cuando no se utilice la jeringa original del equipo. Se pueden utilizar filtros de línea para evitar la contaminación cruzada; en tal caso, las calibraciones se harán con un filtro muestra y las especificaciones del fabricante deben asegurar que no afecta las mediciones espirométricas. El uso del filtro es opcional y no sustituye la descontaminación y limpieza diaria del equipo.4),(30
La calibración de los equipos se realiza tomando en cuenta las condiciones ATPS y BTPS:
Condiciones ATPS: temperatura atmosférica, presión barométrica y la saturación de vapor de agua ambiental.
Condiciones BTPS: dado que el aire exhalado se encuentra a una temperatura corporal de 37 oC y saturado a una presión de vapor de agua de 47 mmHg a nivel del mar, la presión parcial en los pulmones es de 760 mmHg-47 mmHg = 713 mmHg. El aire, al salir de los pulmones y entrar al espirómetro se enfría (temperatura ambiental) y por lo tanto disminuye su volumen; por lo tanto, el espirómetro cuantifica un volumen de aire menor que el que realmente tiene el paciente. Utilizando la ley de los gases ideales (Presión × Volumen = n × Constante de gas ideal × temperatura en grados Kelvin) se puede calcular el cambio en el volumen de aire entre los pulmones y las condiciones ambientales; a esto le llamamos factor de corrección a unidades BTPS. De esta forma, el volumen de aire que mide el espirómetro se multiplica por este factor de corrección y se obtiene el volumen de aire que verdaderamente tiene el paciente, este cálculo (factor de corrección a unidades BTPS) lo realizan actualmente de forma automática todos los espirómetros.
En los espirómetros de volumen se debe revisar la exactitud de la medición de volumen diariamente. En caso de que se realicen muchas mediciones en un día o cuando la temperatura ambiental cambia constantemente, la exactitud del equipo debe verificarse con más frecuencia y debe actualizarse el factor de corrección BTPS. La exactitud que debe mostrar el espirómetro debe mantenerse en ± 3%; es decir, utilizando una jeringa de 3 L los límites de error son 2.910 L a 3.090 L. También deben revisarse la fugas en el sistema del espirómetro diariamente, esto se realiza aplicando una presión positiva ≥ 3.0 cmH2O (0.3 κPa), con la salida de aire del espirómetro ocluida por espacio de un minuto; si se observa que existe una pérdida de volumen > 30 mL, significa que existen fugas.1
Trimestralmente debe realizarse una revisión de la calibración en todo el rango de volumen que tiene el espirómetro utilizando una jeringa. El volumen medido debe encontrarse en ± 3.5% de la lectura o 65 mL. Esta revisión de la linealidad se considera aceptable si el espirómetro mide con exactitud todos los volúmenes probados.1
En los espirómetros de flujo se debe revisar la calibración de volumen diariamente mediante una jeringa de 3 L. La jeringa debe descargarse tres veces a diferentes flujos los cuales pueden variar de 0.5 L/s a 12 L/s. El volumen que registre el espirómetro debe tener una exactitud de ± 3% (Figura 8).
Figura 8: Verificación de calibración de volumen para espirómetros de flujo. La comprobación del volumen a tres flujos diferentes debe realizarse diariamente.
Para revisar la linealidad del sensor, se revisa la calibración de volumen cada semana utilizando una jeringa de 3 L, la cual se va a descargar en el espirómetro a un flujo constante; tres veces a un flujo bajo, tres a flujo medio y tres a flujo alto. La exactitud del volumen que debe mostrar el espirómetro debe encontrarse en ± 3%.1
El control biológico se realiza con la participación de un sujeto sano pulmonar, sin factores de riesgo, con espirometría normal; usualmente se trata de un técnico del laboratorio. Al sujeto que será el control biológico se le realizan espirometrías seriadas durante 10 días a la misma hora; de esta manera, se obtiene el promedio de los valores más altos de FEV1 y FVC y se calcula la desviación estándar (DE) y el coeficiente de variación (DE/promedio). Posteriormente, el sujeto debe realizar una espirometría semanalmente para comparar el valor medido contra el error máximo esperado.1
Procedimiento para realizar la espirometría
Recomendaciones para el paciente antes de la prueba ( 1 ),( 2 ),( 3 ),( 4 )
Evitar fumar 2 horas antes de la prueba.
No se recomienda el uso de prendas restrictivas de tórax o abdomen como chalecos, corsés o ropa muy apretada.
Si se va a aplicar broncodilatador y el paciente ya usa medicamentos broncodilatadores, se debe suspender la última dosis previa a la prueba (un mínimo de 4 horas para broncodilatadores de corta duración y 12 a 24 horas para broncodilatadores de larga duración), previa autorización del médico tratante.
Los pacientes deben mantener cualquier otra medicación de base.
No se requiere de ayuno para la prueba, pero se recomienda alimentación ligera.
Evitar ejercicio intenso antes de la prueba.
Se recomienda aplicar un cuestionario breve para verificar que no existan contraindicaciones (Anexo 1).
Preparación del equipo antes de la prueba ( 1 ),( 2 ),( 3 ),( 4 )
Todos los componentes (mangueras, sensores, conectores, etc.) deben estar debidamente desinfectados y deberán ser ensamblados de acuerdo con las instrucciones del fabricante.
De acuerdo al tipo de espirómetro, se debe encender y dar tiempo suficiente para el calentamiento del mismo.
La espirometría diagnóstica se debe realizar en ambientes de temperatura controlada entre 17 y 40 oC.
Calibrar o verificar la calibración con jeringa de 3 L.
Los sensores de los espirómetros de flujo deben limpiarse siguiendo las recomendaciones del fabricante; además, deben estar libres de partículas que obstruyan el sensor.
Si el espirómetro no cuenta con termómetro interno, se requiere medición de temperatura ambiental antes de la calibración y antes de cada prueba.
El espirómetro debe estar codificado a la altitud o presión barométrica y humedad relativa promedio del sitio donde se realiza el estudio.
Preparación del paciente para la prueba ( 3 ),( 4 ),( 30 )
El técnico que realiza la prueba recibe y se presenta con el paciente.
Revisar la solicitud médica y confirmar el nombre completo, la fecha de nacimiento y el número de registro.
La edad se registra en años cumplidos al día de la prueba.
El técnico explica al paciente el objetivo de la prueba. La frase más sencilla recomendada es la siguiente: La espirometría es una prueba de soplar que sirve para medir el tamaño de los pulmones y saber si existe o no obstrucción de sus bronquios. Si observamos que existe obstrucción, procederemos a administrar un medicamento llamado salbutamol, esperaremos unos minutos y volveremos a repetir la prueba para ver si mejora con la administración del medicamento
Revisar las contraindicaciones de la prueba; si se detecta alguna, el técnico debe comunicarlo al supervisor médico para que éste evalúe y supervise la ejecución de la misma.
Registrar el consumo de tabaco, el ejercicio físico intenso antes de la prueba y el uso de broncodilatadores.
La estatura se mide de forma estandarizada, preferentemente en centímetros, sin zapatos, en posición completamente erguida, talones juntos y mirando al frente. Para la medición de estatura es recomendable el uso de estadímetros.
- Para los pacientes que no puedan mantenerse de pie, o sufran de deformidad de caja torácica, se puede usar la extensión de los brazos como una estimación de la estatura. Se solicita al paciente que extienda al máximo los brazos en direcciones opuestas. Se mide la extensión entre el extremo de los dedos medios de cada mano. La estatura se estima para hombres como extensión de brazos en centímetros dividido entre 1.03 y para mujeres dividida entre 1.01.
El peso se mide en una báscula calibrada y de preferencia se registra en kilogramos en unidades cerradas al 0.5 kg más cercano. El peso no es utilizado en la mayoría de las ecuaciones de referencia para calcular valores normales, pero es útil para fines de interpretación.
La prueba debe realizarse con el sujeto sentado. Se debe utilizar silla sin ruedas y con soporte para brazos. Se coloca al sujeto sentado con el tórax y cuello en posición recta y con ambos pies apoyados sobre el piso. Si se utiliza una posición diferente, ésta debe de registrarse.
Maniobra de espirometría ( 3 ),( 4 )
Una vez que el paciente ha sido preparado para la prueba, se procede a instruir al paciente sobre el procedimiento. Se le debe explicar que se encontrará sentado (de preferencia en una silla fija y con soporte de brazos), con el tronco erguido y con la cabeza ligeramente elevada; además se le expresa que utilizará una boquilla y una pinza nasal y que realizará una inhalación máxima y posteriormente una exhalación con inicio explosivo y sostenido. La maniobra puede realizarse en circuito abierto o circuito cerrado (Figura 9).
A continuación, el técnico debe demostrar la maniobra, poniendo especial atención en la inhalación máxima y la exhalación explosiva y sostenida. Se procede entonces a que el paciente realice la maniobra la cual puede ser en circuito abierto o circuito cerrado. (Ver videos de las maniobras en las siguientes ligas de internet https://youtu.be/n4fpWBLgJYM y https://youtu.be/fV4n0OwTmhI)
Después de cada maniobra se deben revisar los siguientes criterios de aceptabilidad:
Criterios de aceptabilidad: ( 3 ),( 4 ) (Figura 10 )
Terminación adecuada:
Exhalación de al menos 6 segundos (en ≥ 10 años de edad) y al menos 3 segundos (en niños < 10 años de edad).
Lograr una meseta de un segundo: sin cambios > 0.025 L (25 mL) por al menos 1 segundo en la curva V/T.
El sujeto no puede continuar exhalando o se niega a hacerlo.
Libre de artefactos; (Figura 11) es decir, no debe haber evidencia de:
Figura 11: Criterios de aceptabilidad, artefactos: A. Cierre glótico; la gráfica F/V muestra caída abrupta del flujo a 0 y la gráfica V/T muestra una meseta completamente plana desde el primer segundo, lo que denota que el individuo pujó en vez de exhalar y cerró abruptamentge la glotis. B. Tos en el primer segundo; en la gráfica F/V se observan oscilaciones bruscas en el flujo y en la de V/T irregularidades parecidas a escalones. C. Esfuerzos variables; en el grafico de F/V no hay flujo pico en dos de las maniobras, solo una es aceptable y en la curva V/T hay incremento de volumen más gradual. D. Exhalación repetida; al final de la gráfica F/V se observa una curva de flujo volumen adicional y en la de V/T hay un incremento artificial de la FVC. E. Obstrucción de la boquilla; no existe flujo pico en la curva F/V a pesar del esfuerzo adecuado del paciente y la gráfica V/T se observa discretamente aplanada antes de tiempo. F. Terminación temprana; la curva F/V no se traza completamente, existe una caída a flujo cero e inicio de inspiración y no se cumple criterio de término ya que en la gráfica V/T el tiempo espiratorio es menor a 6 segundos con caída de volumen al inicio de la inspiración. G. Error de línea de base, la gráfica F/V inicia por encima del flujo 0 y no regresa a flujo 0 al terminar la maniobra y la de V/T tampoco inicia en 0 y muestra un incremento progresivo e infinito en el volumen. H. Volumen extrapolado; aunque puede pasar inadvertido en la curva de F/V, en la de volumen tiempo se observa un inicio lento titubeante al realizar la espiración.
Terminación temprana
Esfuerzo variable
Tos en el primer segundo
Cierre glótico
Exhalaciones repetidas
Obstrucción en boquilla o fuga alrededor de
la misma
Errores de línea de base (sensores de flujo)
Fugas en el sistema (espirómetros de volumen)
Criterios de repetibilidad ( 3 ),( 4 )
Una vez que se logran obtener tres maniobras aceptables, se debe evaluar la repetibilidad de la prueba bajo los siguientes criterios: la diferencia entre los dos valores más altos de FEV1 y los dos valores más altos de FVC debe ser ≤ 200 mL (idealmente ≤ 150 mL); cuando el volumen pulmonar es bajo (FVC < 1.00 L), como en las enfermedades graves o en los niños, la repetibilidad deberá ser de ≤ 100 mL.
En la Figura 12 se muestra los resultados de una espirometría calidad A. La espirometría cumple con tres maniobras aceptables. La diferencia entre los dos valores mayores de FVC es de 60 mL y la diferencia entre los valores más altos de FEV1 es de 20 mL; significa que las dos mejores maniobras son muy "parecidas" y la diferencia entre ellas es menor a 150 mL. En términos sencillos, la repetibilidad es un indicador de la consistencia de la medición. En la medida en la que un fenómeno es consistente, menor es la probabilidad de error.
Figura 12: Reporte espirométrico: maniobra de espirometría aceptable y repetible. Se observa la repetibilidad de la prueba; la mejor FVC menos la segunda mejor FVC = 60 mL; y la mejor FEV1 menos la segunda mejor FEV1 = 20 mL.
Algunas consideraciones sobre los criterios de aceptabilidad y repetibilidad:4
• La repetibilidad debe ser utilizada sólo para decidir si se necesitan más de tres maniobras aceptables de FVC.
La repetibilidad se analiza hasta haber completado tres esfuerzos aceptables.
Ocho maniobras es un límite práctico, pero algunas personas pueden requerir hasta 15 maniobras para obtener tres de buena calidad.
En pacientes con hiperreactividad bronquial las maniobras repetidas de FVC pueden causar disminución de los flujos.
Administración del broncodilatador ( 3 ),( 4 )
La administración del medicamento debe realizarse con una cámara espaciadora, la cual debe ser adecuada a la edad y tamaño del paciente.
El medicamento recomendado es salbutamol y se administrará la dosis recomendada de:
Una vez administrado el medicamento, el paciente permanecerá sentado y en reposo durante 20 minutos.3
Pasados esos 20 minutos se procederá a realizar nuevamente la espirometría cumpliendo los mismos criterios de aceptabilidad y repetibilidad.
Informe de resultados ( 3 ),( 4 )
Es recomendable que incluya la información suficiente para evaluar la calidad de la prueba, así como una interpretación realizada de forma estandarizada por un experto. Debe incluir los siguientes componentes (Figura 12):
Nombre completo del paciente.
Fecha de nacimiento del paciente.
Parámetros antropométricos (edad, género, peso y estatura).
Origen de los valores de referencia.
Fecha de última calibración.
Los valores de tres maniobras aceptables de la espirometría: FVC, FEV1 y flujo espiratorio fijo (PEF) en unidades (L o L/s) con dos decimales y la relación FEV1/FVC en porcentaje con un decimal. Según sea el caso también se pueden incluir FEV6 y FEV1/FEV6 y en el caso de preescolares, incluir el FEV0.5 y el FEV0.75, con valores absolutos y el porcentaje del predicho. Es recomendable incluir el valor del volumen extrapolado (VExt) y el volumen al final de la espiración (EOTV), así como el tiempo espiratorio (FET).
Tienen que estar visibles las tres gráficas de V/T y F/V, tanto basales como posbroncodilatador.
Deben estar tanto los valores basales como los obtenidos después de la administración del broncodilatador; aunque algunos espirómetros sólo reportan el mejor valor basal y el mejor valor posbroncodilatador.
Idealmente debe estar reportado el cambio que hubo en FEV1 y en FVC entre la mejor prueba basal y la mejor prueba posterior al broncodilatador. Este cambio debe estar reportado en mililitros y en porcentaje con relación al basal.
Otros parámetros opcionales son: los datos ambientales, el nombre del técnico que realiza la prueba.
Es recomendable definir el grado de calidad de la prueba1),(3),(4 (Tabla 5).
Interpretación de la espirometría ( 1 ),( 2 ),( 3 ),( 4 )
Las variables más importantes para la interpretación de la espirometría son el FEV1, el FVC y el cociente FEV1/FVC. Con estas variables es posible definir el patrón funcional que muestra la espirometría.
Identificación del patrón funcional respiratorio ( 3 ),( 4 )
Patrón obstructivo
Relación FEV1/FVC < límite inferior normal (LIN). En la Tabla 6 se muestra una aproximación práctica al LIN de acuerdo a la edad y al género. El valor exacto se obtiene de las ecuaciones de referencia. La mayoría de ellas incluyen la ecuación del LIN del cociente FEV1/FVC. El cociente disminuye normalmente con el envejecimiento.
Cuando la relación FEV1/FVC es > LIN (percentila 5), la conclusión es que no existe obstrucción. En tal caso, la FVC será el parámetro que distinga entre un patrón normal (FVC ≥ 80%p) o un patrón sugerente de restricción (FVC < 80%p).
La mayoría de los espirómetros actuales pueden ser conFigurados para que de forma automática se muestre el LIN del cociente FEV1/FVC de acuerdo a la ecuación de referencia que mejor ajuste.
En la Figura 13 se puede observar el algoritmo de interpretación de una espirometría simple.
