La spirometria è una tecnica che permette di misurare la ventilazione polmonare. La spirometria è il più comune e diffuso esame della funzione respiratoria. Il test si esegue con l'ausilio di uno strumento chiamato spirometro. L'indagine è molto semplice, per nulla fastidiosa e richiede solo una modesta collaborazione da parte del paziente: occorre che lo stesso, collegato con un tubo alla bocca, come se fosse il tubo di una maschera subacquea, utilizzi lo stesso per respirare, mentre il naso viene tappato da una molletta stringinaso. Essa misura la funzione dei polmoni, in particolare il volume e/o la velocità con cui l'aria può essere inspirata o espirata da un soggetto. Durante una respirazione tranquilla abbiamo l'immissione e l'emissione di 500ml di aria, che rappresentano il volume corrente o volume tidale.
Il soggetto può anche compiere un'inspirazione massima portando nei suoi polmoni 3100mL oltre il volume corrente e questo rappresenta il volume di riserva inspiratoria.
Il soggetto può anche compiere una espirazione massimale ed emettere altri 1200mL di aria oltre il volume corrente, ovvero il cosiddetto volume di riserva espiratoria. Il polmone a questo punto però non sarà vuoto, perchè vi sono rimasti 1200mL di aria, che rappresentano il volume residuo, oltre il quale fisiologicamente non possiamo andare.
** Il volume corrente corrisponde a circa 0.5 litri ed è il volume di aria
inspirato ed espirato e espirato con un atto respiratorio tranquillo,
nell'eupnea.
** Il volume di riserva inspiratoria è una riserva potenziale di aria che il
soggetto può inspirare con una inspirazione forzata, ossia un respiro massimale.
è intorno ai 2 litri e mezzo.
** Il volume di riserva espiratoria è, invece, la quantità di aria espirata con
una espirazione forzata ed è circa 1 litro e mezzo.
** Il volume residuo è la quota di aria che rimane nei polmoni in seguito ad una
espirazione forzata, [quindi significa che il soggetto non elimina tutta l'aria
contenuta negli alveoli], [questo volume residuo è utile per valutare se un
neonato è nato morto o è morto dopo la nascita. Se il neonato nasce morto,
significa che non ha respirato, quindi i polmoni saranno collassati e non
abbiamo una massa aerata ma una massa parenchimatosa, quindi questo polmone in
acqua non galleggia ma affonda. Se però il neonato nasce vivo e poi muore, ha
inspirato ed espirato, quindi il polmone è aerato e quindi in acqua galleggia.]
** La capacità polmonare totale è la somma dei 4 volumi: volume di riserva
inspiratorio, volume di riserva espiratorio, volume corrente e volume residuo ed
è intorno a 6 litri.
Questa capacità difficilmente con un normale spirometro può essere valutata,
perchè dei quattro volumi la quota difficilmente valutabile è il volume residuo,
a meno che si usino degli spirometri particolari, in cui il soggetto non respira
ossigeno ma gas nobili.
** La capacità vitale è quella più utilizzata; è data dalla somma (volume
corrente + volume di riserva espiratorio + volume di riserva inspiratorio), ed
è
4.5 litri.
Il soggetto viene invitato, prima di respirare nello spirometro, che contiene
aria arricchita in ossigeno (perchè a mano a mano che il soggetto respira,
elimina CO2, e si potrebbe causare a un'ipossia), a fare dei singoli atti
respiratori eupnoici, quindi si ottiene il volume corrente; poi, si invita il
paziente a fare una profonda inspirazione (volume di riserva inspiratoria) ; poi
è invitato a fare un'espirazione forzata continua e si ottiene il volume di
riserva espiratoria. Basta sommare i 3 volumi per avere la capacità vitale.
** La capacità funzionale residua, difficilmente misurabile, è la somma del
volume di riserva espiratoria e del volume residuo. E importante perchè esprime
il volume polmonare a riposo.
Questi volumi sono delle misure statiche in cui il soggetto è invitato a
determinare la massima inspirazione e la massima espirazione, ma non si tiene
conto del tempo in cui viene effettuata l'una o l'altra.
Nella prova dinamica, si tiene conto del tempo, soprattutto nella fase
espiratoria. VEMS, volume espiratorio massimo al secondo, si ottiene facendo una
profonda inspirazione, poi trattenendo il respiro e poi il soggetto ed è
invitato a fare la più rapida espirazione possibile.
In un secondo quant'è l'aria eliminata dal soggetto? è l'80% della capacità
vitale.
Il rapporto tra VEMS e capacità vitale si chiama indice di Tiffeneau e
corrisponde alla
percentuale di aria che viene espirata in un secondo rispetto alla capacità
vitale.
Le variazioni di volume polmonare durante gli atti respiratori provocano
corrispondenti variazioni di volume nello spirometro, con movimenti della
campana, che possono essere registrati su carta (spirogramma).
Il risultato dell'indagine è costituito da una serie di valori che indicano
capacità e volumi polmonari, oltre che il grado di pervietà (apertura) dei
bronchi. La spirometria è un importante strumento utilizzato per generare
grafici respiratori utili nella valutazione di determinate condizioni cliniche,
come l'asma bronchiale, la fibrosi polmonare, la fibrosi cistica e la broncopneumopatia cronica ostruttiva. Il risultato della spirometria
è
normalmente corredato da un commento verbale aggiunto dallo specialista in cui
si esprime un giudizio inerente ai valori ottenuti.
Misura e quantifica volumi polmonari di aria prodotta, di aria eliminata, oppure
la somma dei
volumi, che si chiama capacità vitale. Per esempio uno dei parametrio più
importanti è il FEV 1, (FEV1 = Forced expiratory volume in the 1st second)
usata in spirometria che indica il volume di aria espirata nel corso del primo
secondo di una espirazione massima forzata ed è espressione del grado di
pervietà delle grandi vie aeree. In corso di patologie bronco
polmonari ostruttive (BPCO e asma per esempio) il valore assoluto del FEV1 si
riduce ed esso è strettamente correlato con il grado di broncoostruzione. La
misurazione del FEV1 viene anche utilizzata nelle tecniche di valutazione
della iperreattività bronchiale aspecifica e della risposta bronchiale ai
farmaci broncodilatatori. Per esempio è importante, nel broncopatico
asmatiforme, valutare la capacità di risposta farmacologica ai SABA (short-acting
beta-agonistic) che consiste nella prova spirometrica prima e 15 minuti dopo
l'impiego del farmaco: se il farmaco avrà avuto effetto, la prova spirometrica
risulterà migliorata del 20-25% (ostruzione bronchiale reversibile) nella
pendenza del FEV 1 Altro parametro fondamentale è la misurazione della
capacità vitale forzata (CVF o FVC). Il soggetto viene invitato a
compiere un'inspirazione massimale (fino a CPT), seguita da una rapida
espirazione (fino a VR). VC = Volume corrente, Volume inspirato ed
espirato in condizioni normali (500 ml). Il coefficiente di Tiffeneau è
una relazione (rapporto) tra due parametri spirometrici e valuta il grado di
ostruzione bronchiale nelle malattie respiratorie come la BPCO e l'asma:
dove il VEMS è il volume espiratorio massimo al PRIMO secondo e corrisponde al FEV1, mentre la CVF è la capacità vitale forzata. La capacità vitale forzata non è da confondere con la capacità vitale, la quale, a differenza della prima, non è un parametro dinamico. I valori normali dell'indice sono superiori all'80%. Il coefficiente di Tiffeneau è invece considerato anormale quando è inferiore al 65%-70%. Fin dalla conferenza GOLD 2001 (conferenza di consenso sulla diagnosi, trattamento e prevenzione delle malattie polmonari ostruttive croniche) è stato stabilito che un indice di Tiffeneau inferiore al 70% deve essere considerato come patologico, ed a seconda della gravità della riduzione delle FEV1, va ad individuare una malattia polmonare ostruttiva cronica (BPCO) di grado lieve, moderato o severo
Legenda
VRI = Volume di riserva inspiratoria, volume massimo che può essere inspirato
oltre un'inspirazione normale (3000 ml)
VRE = Volume di riserva espiratoria, volume massimo che può essere espirato
oltre un'espirazione normale (1100 ml)
VR = Volume residuo, volume che rimane nel polmone alla fine di un'espirazione
massima (1200 ml)
CFR = Capacità funzionale residua, volume presente nei polmoni alla fine di
un'espirazione normale (VRE+VR)
CI = Capacità inspiratoria, volume massimo che può essere inspirato a partire
dalla fine di un'espirazione normale (VC+VRI)
CPT = Capacità polmonare totale, volume presente nei polmoni alla fine di
un'inspirazione massima
CV = Capacità vitale, volume massimo che può essere inspirato ed espirato
(VC+VRI+VRE)
La spirometria può anche essere parte di un test di provocazione bronchiale, utilizzato per determinare l'eventuale presenza di iperreattività bronchiale, ad esempio per verificare la presenza di asma occupazionale. Il test può essere effettuato sia tramite l'esecuzione di un esercizio fisico intenso, sia all'inalazione di aria fredda/secca, oppure con l'inalazione di un agente farmaceutico come la metacolina o l'istamina