שימוש בטכניקת התנודה הכפויה להערכת מכניקה נשימתית במבוגרים

Summary

ככל שהשימוש בטכניקת תנודה כפויה (FOT) מנוצל יותר ויותר לאפיון מכניקה נשימתית, יש צורך לתקנן שיטות ביחס להנחיות הטכניות המתהוות והמלצות היצרן השונות. פרוטוקול מפורט מסופק כולל הערכת FOT ופרשנות לשני מקרים כדי להקל על סטנדרטיזציה של שיטות.

Abstract

יש עניין גובר בשימוש בטכניקת התנודה הכפויה (FOT) או תנודה כדי לאפיין מכניקה נשימתית אצל אנשים בריאים וחולים. FOT, שיטה משלימה לבדיקות תפקודי ריאות מסורתיות, משתמשת במגוון תדרים מתנדנדים המודבקים על נשימה גאות ושפל כדי למדוד את הקשר התפקודי בין לחץ בדרכי הנשימה לזרימה. הערכה פסיבית זו מספקת הערכה של עמידות במערכת הנשימה (Rrs) ותגובה (Xrs) המשקפות קליבר בדרכי הנשימה ואחסון ופיזור אנרגיה, בהתאמה. למרות העלייה האחרונה בפופולריות והסטנדרטים הטכניים המעודכנים, האימוץ הקליני היה איטי המתייחס, בין השאר, לחוסר התקינה לגבי רכישה ודיווח של נתוני FOT. מטרת מאמר זה היא לטפל בחוסר התקינה במעבדות על ידי מתן פרוטוקול בכתב מקיף עבור FOT וסרטון נלווה. כדי להמחיש שניתן להשתמש בפרוטוקול זה ללא קשר להתקן מסוים, נעשה שימוש בשלושה התקני FOT נפרדים בדוגמאות המקרה ובהדגמת הווידאו. מאמץ זה נועד לתקנן את השימוש והפרשנות של FOT, לספק הצעות מעשיות, כמו גם להדגיש שאלות עתידיות שיש לטפל בהן.

Introduction

טכניקת התנודה הכפויה (FOT) או התנודה הוצגה לראשונה לפני למעלה מ -60 ^שנה1 ומאפשרת מדידה של מכניקה נשימתית באמצעות תנודות לחץ מיושמות חיצונית על גבי נשימה גאות ושפל. בקצרה, לחץ וזרימת אוויר נמדדים בפה על ידי מתמרים על פני מגוון תדרים. ניתוח ספקטרלי משמש לאחר מכן כדי לקבוע עכבה (Zrs) או את המשרעת ואת ההבדלים פאזה בין לחץ וזרימת אוויר בכל ^תדר2,3. Zrs מייצג את סכום הכוחות המתנגדים לתנודות לחץ ומאופיין בדרך כלל על ידי מרכיבים של התנגדות (Rrs) ותגובה (Xrs). Rrs משקף את התכונות המכניות המפוזרות של מערכת הנשימה (פיזור אנרגיה), ואילו Xrs משקף אלגנטיות דינמית ואינרציה של מערכת הנשימה (אגירת אנרגיה). הערכת Zrs בתדרי תנודה מרובים מאפשרת עוד יותר הערכה של האחידות של התפלגות זרימת האוויר. לסקירה של עיבוד אותות FOT, עקרונות פיזיולוגיים ויישומים: עיין בהצהרות כוח המשימה של חברת הנשימה האירופית (ERS)^2,4.

FOT אינו תחליף לספירומטריה, אלא הערכה משלימה של תפקוד הריאות. עם זאת, הוא עשוי להציע מספר יתרונות על פני בדיקות ספירומטריות, כולל מדידות המבוצעות במהלך נשימת גאות ושפל (ללא מאמץ) ופוטנציאל להערכת דרכי הנשימה הדיסטליות או הקטנות שאינן אפשריות עם ^{ספירומטריה5}. כתוצאה מכך, FOT צברה פופולריות רבה בהגדרת ^{הילדים6,7}, כמו גם להערכה של החולה הסימפטומטי עם ספירומטריה נורמלית או שמורה8,9,10,10,11. FOT הפגין גם תועלת קלינית במהלך בדיקות סימפונות לפיה הסימפטומים קשורים יותר עם FOT מאשר ^spirometry12. יתר על כן, FOT מחייב מינונים נמוכים יותר של סוכנים סימפונות כדי לגרום להבדלים מדידים בתפקוד ^{הנשימה13}.

לאור ממצאים אלה, העניין ב- FOT לפרקטיקה קלינית ומחקר עלה בשנים האחרונות. למעשה, על פי חיפוש צופים שנערך ביולי 2021 עבור המונחים "טכניקת תנודה כפויה" או "תנודת דחף", המספר החציוני של פרסומים על FOT גדל מ 35 בשנה (2000-2010) ל 94 בשנה (2010-2020). למרות גל זה של עניין, סטנדרטיזציה ברכישה ודיווח של נתוני FOT רק לאחרונה קיבל תשומת לב רבה יותר עם התקנים הטכניים ERS האחרונים עבור תנודה ^{נשימתית4}. נכון לעכשיו, מספר מערכות FOT זמינות מסחרית המשתנות בהתאם לסוג אות הלחץ (לדוגמה, פסאודו-דורנדום, רכבת הדחפים), עידן הקלטה, טווח תדרים ^{ורזולוציה14}. למרות הבדלים אלה, רכישה ודיווח של נתוני FOT כפי שבוצע על ידי הטכנאי יכול לעקוב אחר גישה אוניברסלית שהיא המוקד של כתב היד הנוכחי. בזאת, פרוטוקול מתוקנן מסופק כי הוא עולה בקנה אחד עם הסטנדרטים הטכניים ^ERS4. פרוטוקול זה מומחש באמצעות דוגמאות מעשיות עם מחקר ונתונים קליניים שנרכשו במעבדה שלנו. באופן ספציפי, ההתמקדות היא על היישום והפרשנות של FOT בהערכה הקלינית של קוצר נשימה למבוגרים.

Protocol

הפרוטוקול הבא אושר על ידי ועדת הביקורת המוסדית של אוניברסיטת ראטגרס. כל המתנדבים שהשתתפו במחקר זה סיפקו הסכמה מדעת בכתב לפני כל הבדיקות.

1. הכנה טרום מבחן

1. להעריך את האדם לאלרגיות או רגישות לחומרי שופר או קליפ האף, לכאבי פה או פנים המונעים אטם מתאים על השופר, ליכולת לעקוב אחר ההוראות, ולרגישות ידועה לסוכן הסימפונות שישמש.
2. ודא כי הפרט מתלבש בנוחות ונמנע מפעילות גופנית או בליעת ארוחה כבדה לפני הבדיקה. עיין במדיניות המעבדה המקומית בנוגע לשימוש בקפאין, מוצרי טבק או משאף לפני הבדיקה.
3. בצע FOT הראשון במצבים של בדיקות תפקוד ריאות מרובות הדורשות נשימות עמוקות.
4. בצע בדיקות בסביבה שקטה ונוחה. הכן אספקה וחומרים לפני הגעתו של האדם.
   1. ספק כיסא מתכוונן ללא גלגלים כדי להבטיח כי הרגליים של הפרט שטוחות על הרצפה.
   2. ספק לאדם מסנן אנטי-בקטריאלי חד פעמי ומהדק האף שישמש לבדיקה.
   3. הקפידו על נהלי מעבדה מקומיים לתרומת ציוד מגן אישי בעת הבדיקה.

2. אימות עם עומס בדיקת עכבה

1. אתר את אובייקט עומס הבדיקה לפני בדיקת האדם.
   הערה: עומסי בדיקה סטטיים הם אובייקטים שסופקו על-ידי היצרן עם עכבה ידועה (רצוי עם רכיבים התנגדותיים, אלסטיים ואינרציאליים) הספציפיים לכל התקן. השתמש בעומס בדיקה עם עכבה של כ 15 hPa·s· ^L-1, אשר עולה על Zrs הצפוי למבוגרים.
2. ודא שעומס הבדיקה מכויל על-ידי היצרן (אם ישים).
   הערה: עומסי בדיקה מסוימים דורשים כיול מחדש שנתי של היצרן, לכן פעל בהתאם לפרוטוקול המתואר במדריך ההתקנים.
   1. יש להיוועץ במדריך או פנה ליצרן אם עומס הבדיקה לאימות בוטל בטעות או אם נראה פגום מבחינה חזותית.
3. פתח את תפריט הכיול או האימות בתוך התוכנה.
4. הכנס בחוזקה את התקן עומס הבדיקה להתקן FOT והשלם את הליך האימות בהתאם להמלצות היצרן.
5. סקור ושמור את תוצאות האימות.
   הערה: אימות מוצלח מבטיח שהערכים הנמדדים יתאימו לעומס הבדיקה תוך עמידות של ≤+10% או ±0.1 hPa·s· ^אל-1. אם האימות נכשל או נותן שגיאות, ודא שעומס הבדיקה הוכנס כראוי להתקן FOT ואין חסימה בזרימה. עיין במדריך לקבלת עצות לפתרון בעיות.
6. אמת את ההתקן עם עומס הבדיקה מדי יום, או מיד לפני הבדיקה.

3. הליך בדיקה

1. ספק הוראות סטנדרטיות והדגמה עבור הפרט.
   1. תן לאדם לדעת על משך הזמן המשוער של רכישה בודדת ועל מספר העותקים המשוכפלים שיילקחו (ראה שלב 3.2).
   2. תן לאדם לדעת על התחושות שהם יחוו מן התנודות, למשל, רפרוף או תנודות בחזה ובפה.
   3. תן לאדם לדעת כי המכשיר יתחיל תנודות לאחר תקופה קצרה של תצפית כדי לווסת את הנשימה.
   4. יש להנחות את האדם להימנע מבליעה במהלך תקופת הבדיקה.
   5. הורה לאדם לשבת זקוף עם הרגליים שטוחות על הרצפה והסנטר פונה כלפי מעלה למשך תקופת הבדיקה.
   6. הורה לאדם ליצור חותם עם השפתיים והשיניים על השופר באמצעות הדגמה.
   7. הורה לאדם לשמור על הלשון רגועה.
   8. הורה לאדם להניח בחוזקה כפות ידיים פתוחות על הלחיים עם קצות האצבעות ליד המקדש ואגודלים בעקבות קו הלסת התחתונה. הורה לאדם לשמור על המרפקים מעט התלקחו בתנוחה נוחה כדי להבטיח את התרחבות החזה.
   9. הורה לאדם לשמור על נשימה שקטה קבועה על השופר עד שתתבקש על ידי הטכנאי להפסיק.
2. ביצוע הפעלת מדידה
   1. הקפד על תקני היגיינה ובקרת זיהום כמתואר עבור ^spirometry15.
   2. חבר את המסנן האנטי-בקטריאלי למכשיר.
      הערה: השתמש במסננים העומדים בהנחיות ATS/ERS עם התנגדות <1.5 hPa·s· ^L-1 בקצב זרימה של פחות מ- 14 ליטר/שניה כפי שאומת על-ידי היצרן.
   3. ספק הוראות כמתואר בשלב 3.1 וודא שהאדם ממוקם כראוי עם קליפ האף במקום והפה אטום היטב סביב שופר המכשיר.
   4. לאחר שהאדם משלים מספר מחזורי נשימה של נשימה יציבה, פסיבית ונוחה, ודא שהמכשיר מתחיל באופן אוטומטי לרכוש נתונים. לחלופין, הטכנאי עשוי להפעיל רכישת נתונים באמצעות התוכנה.
   5. הורה לאדם לרדת מהשופר לאחר שלפחות שלוש נשימות ללא חפץ נרכשות במהלך רכישה אחת.
      הערה: כדי להשיג שלוש נשימות ללא חפץ, מומלץ לבצע משך הקלטה מינימלי של 30 שניות. הגדרות של מכשירי FOT מסוימים ייפסקו באופן אוטומטי למשך הקלטה מוגדר מראש ו/או להשגת מספר מסוים של נשימות (ראה סעיף 4 לקבלת פרטים על זיהוי ממצאים).
   6. התאימו את מרווחי המנוחה בין המדידות המשוכפלות (כ-60-90 שניות) לפי הצורך כדי למנוע אי נוחות פיזית.
3. לחלופין, הערך את תגובת מרחיב הסימפונות.
   1. לנהל salbutamol לאדם בהתאם לנהלי מעבדה סטנדרטיים עבור תרופות תרסיס (למשל, משאף מינון לפי שימוש, nebulizer) ולחכות 15 ^דקות16.
      הערה: אם אתה משתמש במשאף במינון לפי שימוש עם מרווח, לנהל ארבע מנות נפרדות של 100 מיקרוגרם.
   2. חזור על אותם הליכים כמו קודם (ראה שלב 3.2) כדי להשיג שכפולים לאחר מרחיב הסימפונות.

4. קביעת מדידות מקובלות

1. זהה חפצים באמצעות בדיקה חזותית. לשם כך, נטר את העומק (נפח הגאות והשפל; Vt) וקצב הנשימה (תדירות הנשימה; fR) בזמן אמת במהלך הרכישה כדי להבטיח באופן חזותי דפוסי נשימה יציבים ושקטים משכפול לשכפול.
   הערה: עבור כל שכפול, ה- Vt, ה- fR או המוצר הממוצע שלהם (אוורור דקה, V̇E) יוצגו בתוך התוכנה. השווה ערך זה בין שכפולים כדי לספק משוב אישי על עומק וקצב הנשימה, במידת הצורך.
2. בדוק את השכפול באופן ידני כדי לא לכלול חפצים כגון שיעול, בליעה, דליפה או הפרעות אחרות כדי לעקוב אחר זרימה ולחץ שניתן לראות בזמן אמת.
3. מחק את כל העותקים המשוכפלים המכילים התנגדויות שליליות.
4. סקור זיהוי תוכנה אוטומטי של חפצים.
   הערה: יצרנים משתמשים באלגוריתמים של תוכנה לאיתור חפצים ולמעט נשימות שלמות או חלקיות (כלומר, השראה ותפוגה). הכר את האלגוריתמים שהוחלו ודווח על כך בעת סיכום נתונים מהפעלת מדידה. לעתים קרובות, אלגוריתמים אלה כוללים זיהוי Rrs, Xrs, ודפוסי נשימה מחוץ לטווחים פיזיולוגיים נורמליים, כמו גם חריגים בעת השוואת נשימה אחר נשימה.
5. הערכת השונות
   1. להשיג לפחות שלושה שכפולים מקובלים (כלומר, אלה המכילים ≥3 נשימות ללא חפצים). חשב את מקדם ההפעלה הפנימית של וריאציה (CoV) עבור סך Rrs בתדר הנמוך ביותר (לדוגמה, Rrs ב- 5 הרץ).
      הערה: CoV מחושב באמצעות הנוסחה הבאה:
      
   2. מכיוון ש- CoV המקובל בתוך הפעלה למבוגרים הוא ≤10%, השג שכפולים נוספים אם ה- CoV >10% או המשך לשלב 5 אם CoV ≤10%.
      הערה: השגת CoV ≤10% עשויה להיות קשה אצל אנשים עם מחלת דרכי הנשימה.

5. דיווח נתונים

1. כלול את הפרטים הבאים בעת דיווח על תוצאות FOT.
   1. כלול את שם ההתקן, הדגם, גירסת התוכנה והיצרן.
   2. כלול צורת גל של תדר גירוי קלט (לדוגמה, רעש פסאודו-אקראי, תדרים מרובים) וטווח תדרים נלווה.
   3. כלול את הפרטים על הליכי בקרת איכות סובייקטיביים ואוטומטיים המשמשים לקביעת שכפולים מקובלים ומספר העותקים המשוכפלים ללא חפצים הכלולים.
   4. כלול את יכולת החזרה או הדיוק של מדידה (CoV) וניתוק.
2. דווח על הממוצע של מדידות לשכפל שהיו ללא חפץ וסיפקו CoV ≤10% עבור פרמטרי FOT.
   1. הקפד על תקני מעבדה לגבי אילו פרמטרי FOT לדווח.
      הערה: אמנם אין כרגע קונצנזוס לגבי משתני FOT שיש לכלול, אך התקן הטכני של ERS מספק דוגמה לאילו פרמטרים ניתן לדווח כפי שמוצג בטבלה 1 עבור תוצאות דוגמת האירוע המוצגות להלן.
3. השתמש במשוואות ייחוס מהאוכלוסייה הנחקרת באמצעות אותו התקן FOT (אם זמין).
   הערה: משוואות התייחסות רבות יניחו הקלטה מדויקת של גיל, מין, גובה ^ומשקל14.
4. לחלופין, דווח הן על ההבדל המוחלט והן על ההפרש היחסי אם FOT בוצע לפני ואחרי מרחיב סימפונות. כמו כן, לכלול את המינון של salbutamol.

6. בקרת איכות ותחזוקה

1. השתמש בתוכנית בקרת איכות באמצעות בקרות ביולוגיות (כלומר, ≥2 אנשים בריאים ללא עישון) הכוללת בדיקות שגרתיות על בסיס תקופתי.
   1. להקים קו בסיס (ממוצע ± SD) באמצעות רכישת 10-20 מדידות שכפול ללא חפץ בימים שונים (שנרכשו תוך שבועיים) מכל בקרה ביולוגית.
   2. בחר פרמטר נמוך (5 הרץ) ובתדר בינוני (20 הרץ) עבור התנגדות ותגובה שיש לעקוב אחריהם לבקרת איכות. בבדיקות תקופתיות שגרתיות עוקבות, השווה את התוצאות לאמצעים הבסיסיים.
      הערה: עיין בהדרכה המומלצת למעבדות לתפקודי ^ריאות17 לקבלת פרטים נוספים על אופן ההערכה והחקיקה של תקני אבטחת איכות. תדירות בדיקות הבקרה הביולוגית (למשל, שבועית, חודשית) צריכה לשקף את היקף הבדיקות במעבדה.
2. פעל בהתאם להמלצות היצרנים בנוגע לתחזוקה שוטפת כגון ניקוי, שינוי מסנן אוויר, עדכוני תוכנה וכיול במפעל.

תוצאות

ראשית, מקרה של מבוגר בריא מוצג כדוגמה מעשית לרכישת נתונים וכיצד הטכנאי בוחר מדידות בודדות לדיווח (דוגמה 1). שנית, דוגמה קלינית ניתנת לחולה המופנה לקוצר נשימה בלתי מוסבר לרכישת FOT לפני ואחרי מרחיב סימפונות עם דגש על פרשנות (מקרה דוגמה 2). שים לב כי התקני FOT משני יצרנים שונים שימשו בכוונה במקרים אלה דוגמאות כדי להמחיש גישה אוניברסלית. פרטים נוספים מסופקים בטבלת החומרים.

דוגמה לאירוע 1
FOT בוצע בנקבה היספנית בריאה בת 25 (גובה: 164 ס"מ, משקל: 84.9 ק"ג). המשתתף לא היה מעשן לעולם, הכחיש תסמינים נשימתיים, ולא היה לו היסטוריה של מחלת ריאות או היסטוריה רפואית משמעותית אחרת בעבר. היא נמנעה מקפאין (≥8 שעות) ופעילות גופנית נמרצת (≥24 שעות). היא עברה לאחרונה בדיקה ספירומטרית שנקראה כרגיל ללא סימנים של חסימה או הגבלה: _FEV1/ FVC: 0.88, _FEV1: 3.30 ליטר (98% חזוי), ו- FVC: 3.70 ליטר (97% חזוי).

לאחר הסבר והדגמת הליכי בדיקה, התקבלו שלוש מדידות FOT עם כ 1-2 דקות בין ההקלטות. בדיקה חזותית ואלגוריתם בקרת האיכות של התוכנה לא זיהו שום ממצאים. Rrs ב 5 הרץ עבור שלוש המדידות הראשונות נבדק לאחר מכן כדי לאשר CoV בתוך מושב (מדידות בודדות: 3.06, 3.79, 3.46 hPa·s · ^ל-1; ממוצע: 3.44 hPa·s· ^L-1, סטיית תקן: 0.36 hPa·s ^L-1, CoV = סטיית תקן / ממוצע = 0.36 / 3.44 = 0.105 * 100 = 10.5%).

מכיוון שה- CoV של שלוש המדידות הראשונות היה >10%, נדרשו מדידות נוספות. התקבלה מדידה רביעית (Rrs ב-5 הרץ = 3.40 hPa·s· ^L-1) ו- CoV בתוך ההפעלה חושב מחדש באמצעות כל המדידות (מדידות בודדות: 3.06, 3.79, 3.46, 3.40 hPa·s· ^ל-1; ממוצע: 3.43 hPa·s· ^ל-1; סטיית תקן: 0.30 hPa·s· ^ל-1; CoV = סטיית תקן / ממוצע = 0.30 / 3.43 = 0.087 * 100 = 8.7%)

מכיוון שקריטריוני CoV בתוך ההפעלה התקיימו, מדדי FOT ממוצעים חושבו כממוצע המדידות. מדידות אלה מודגמות באיור 1 ומדווחות בטבלה 1. בנוסף, כדי להקל על השוואה לערכים הצפויים, טבלה 2 מציגה ערכים חזויים בכל מדדי ה- FOT (שבהם זמינים ערכים חזויים), גבולות נמוכים יותר של נורמלי (LLN), גבולות עליונים של נורמלי (ULN), % מציונים חזויים וציוני Z באמצעות משוואות התייחסות סטנדרטיות המשקללות גיל, מין ^ומשקל14.

דוגמה לאירוע 2
גבר לבן בן 48 (גובה: 185 ס"מ, משקל: 89 ק"ג) הופנה למרכז שלנו להערכת שיעול כרוני וקוצר נשימה מאמץ ללא סיבה ברורה (למשל, תרופות, מחלות נשימה או לב וכלי דם, או תחלואה נפשית). הוא לא היה מעשן לכל החיים, אבל תמך בחשיפה לאדים, גזים, אבק ואדים במהלך פריסה צבאית של 7 חודשים לעיראק. בדיקות תפקוד ריאות מלאות בוצעו (כלומר, plethysmography body, ספירומטריה של מרחיב סימפונות, ויכולת פיזור ריאות עבור חד תחמוצת הפחמן) וכל התוצאות היו בגבולות נורמליים. FOT בוצע לפני ו 15 דקות לאחר מתן של מרחיב סימפונות (4 פחזניות של 100 מיקרוגרם salbutamol באמצעות משאף במינון לפי שימוש עם מרווח) (איור 2). נתוני הניסיון הבודדים והערכים הממוצעים מוצגים בניהול של טבלה 3 לפני ואחרי הסימפונות; מכיוון שכל ניסוי היה מקובל מבחינה טכנית, המדידות שלפני ואחרי הסימפונות, כמו גם ההבדל המוחלט והיחסי ביניהן, מדווחות בטבלה 4. בנוסף, הערכים החזויים, % מהצפויים, LLN ו- ULN מדווחים גם הם באמצעות משוואות התייחסות סטנדרטיות המשקללות גיל, מין ^ומשקל14.

תוחמנו משתנים שדווחו בטבלה 3 ובטבלה 4 כדי לפשט את האיור של שני מושגים: 1) קביעת תגובות חריגות לעומת תגובות רגילות, ו- 2) הפיכות מרחיב הסימפונות. עבור מדידות Rrs, ערכים החורגים מ- ULN (כלומר, התנגדות מוגברת) נחשבים חריגים. כאן, קדם-מרחיב סימפונות Rrs ב-4 הרץ (3.32 hPa·s· ^L-1) חורג מ- ULN (2.59 hPa·s· ^L-1) והוא 155% מהערך החזוי ([3.32 / 2.14] * 100 = 155.14). לאחר ניהול מרחיב סימפונות, Rrs ב 4 הרץ הופחת על ידי 45.78% עולה על האחוזון ה ^-95 שדווח על ידי Oostveen et ^al.14 (כלומר, -32% עבור Rrs ב 4 הרץ). תגובה זו תצביע על תגובה חיובית של מרחיב הסימפונות בהתנגדות. בנוסף, הערך הנצפה לאחר הסימפונות מנורמל (כלומר, הפך לנציג של מה שנחשב לערך נורמלי) והוא 84.1% מהערך החזוי ([1.80 / 2.14] * 100 = 84.11).

Xrs ב- 4 Hz מתפרש באופן שונה מכיוון שערכים שנצפו הם שליליים. לכן, ערכים חריגים הם אלה החורגים מ- LLN (כלומר, תגובה שלילית יותר). כאן, לאדם היה מרחיב סימפונות (-0.98 hPa·s· ^L-1) ולאחר מרחיב הסימפונות (-0.83 hPa·s· ^L-1) ערכים מעל LLN (-1.11 hPa·s· ^ל-1). ההפרש בקדם-לעומת לאחר הסימפונות היה כ-15%, נתון הנמוך מהאחוזון ^ה-95 שעליו דיווחו Oostveen et ^al.14 (כלומר, +33.8% ב-Xrs ב-4 הרץ). לכן, כל ערכי Xrs נחשבים לנורמליים.

אזור התגובה (או AX) הוא האזור המשולב של תגובה בתדר נמוך, ולכן הוא ערך חיובי. ערכי AX חריגים הם אלה החורגים מ- ULN, המשקפים תגובה שלילית יותר. כמו Xrs ב-4 הרץ, קדם-מרחיב סימפונות AX (2.77 hPa·s· ^L-1) ולאחר מרחיב הסימפונות AX (1.23 hPa·s· ^L-1) שניהם מתחת ל- ULN. למרות שהייתה ירידה של -55% מערך טרום לערך שלאחר הסימפונות, זה נופל מתחת לאחוזון ^{ה -} 95 שדווח על ידי Oostveen et ^al.14 (כלומר, -56.0% עבור AX ב 4 הרץ). יחד, AX נחשב נורמלי גם כן.

איור 1: עמידות נשימתית (Rrs) ותגובה (Xrs) כפונקציה של תדירות התנודה (הרץ) במבוגר בריא. ממוצע ± SD של כל השכפולים מתווה עבור Rrs (עיגולים כחולים) ו- Xrs (ריבועים אדומים) בכל תדירות נמדדת. כל נקודת נתונים מייצגת מדידות כוללות או מלאות נשימה. הנתונים נאספו באמצעות התקן המשתמש בפסאודורנדום, סוג אות ראשוני יחסי בטווח של 5-37 הרץ. אנא עיינו בטבלת החומרים לקבלת פרטים נוספים בנוגע למכשיר זה. לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

איור 2: הערכה לפני ואחרי מרחיב הסימפונות. עמידות נשימתית (Rrs; כחול) ותגובה (Xrs; אדום) לפני (עיגולים פתוחים) ואחרי (משולשים פתוחים) ניהול מרחיב סימפונות. קווים אדומים מקווקווים מייצגים את הגבולות העליונים והתחתונים של הנורמלי עבור Rrs ו- Xrs, בהתאמה ¹⁴. הנתונים נאספו באמצעות התקן המשתמש בסוג אות פסאודו-דורנדום בטווח של 4-48 הרץ. אנא עיינו בטבלת החומרים לקבלת פרטים נוספים בנוגע למכשיר זה. לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

משתנה	T1	T2	T3	T4	ממוצע	SD
Rrs5	3.06	3.79	3.46	3.40	3.43	0.30
Rrs5 (insp)	3.30	3.45	3.34	3.64	3.43	0.15
Rrs11	2.77	4.02	3.08	2.89	3.19	0.57
Rrs19	2.92	3.71	3.30	3.13	3.27	0.33
Rrs5-19	0.14	0.08	0.15	0.26	0.16	0.08
Xrs5	-0.90	-0.76	-0.69	-0.90	-0.81	0.11
Xrs5 (insp)	-1.44	-0.91	-0.86	-1.08	-1.07	0.26
Xrs5 (exp)	-0.63	-0.46	-0.55	-0.77	-0.60	0.13
דלתא Xrs5	-0.81	-0.45	-0.31	-0.31	-0.47	0.24
Xrs11	-0.04	-0.09	0.00	-0.09	-0.06	0.04
Xrs19	0.92	0.86	1.12	0.94	0.96	0.11
הגרזן	2.83	2.57	2.05	2.98	2.61	0.41
Fres	11.27	11.62	10.99	11.57	11.36	0.29
Vt	0.90	0.98	0.95	0.61	0.86	0.17

טבלה 1: דיווח רגיל של פרמטרי FOT נבחרים: סיכום גירסאות ניסיון. טבלה זו ממחישה את כל שכפולי המדידה בניסויים (T1-T4) ואת סטטיסטיקת הסיכום שלהם (ממוצעים וחריגות תקן (SD)). הערכים הממוצעים בכל הניסיונות משמשים לייצוג הפעלת הבחינה. פרמטרים נפוצים מפורטים תחת משתנה. התנגדות (Rrs) ותגובה (Xrs) מסופקות לנשימות שלמות ב- 5, 11 ו- 19 הרץ, כמו גם במהלך השראה ב- 5 הרץ (Rrs5(insp) ו- Xrs5(insp)). פרמטרים נוספים שדווחו כוללים אזור תגובה (AX) ב- 5 הרץ, תדירות תהודה (Fres) ונפח גאות ושפל (Vt).

משתנה	חזה	LLN	ULN	ממוצע בסיסי	% מהצפוי	ציון Z
Rrs5	3.76	-	4.11	3.43	91%	-0.34
Rrs5 (insp)	-	-	-	3.43	-	-
Rrs11	2.74	-	3.18	3.19	116%	-0.33
Rrs19	3.52	-	3.92	3.27	93%	-0.3
Rrs5-19	0.14	-	-	0.16	118%	0.05
Xrs5	-1.37	-1.50	-	-0.81	59%	1.32
Xrs5 (insp)	-	-	-	-1.07	-	-
Xrs5 (exp)	-	-	-	-0.60	-	-
דלתא Xrs5	-	-	-	-0.47	-	-
Xrs11	-0.14	-0.26	-	-0.05	36%	0.22
Xrs19	-	-	-	0.96	-	-
הגרזן	4.08		5.11	2.61	64%	-0.64
Fres	12.73	-	13.14	11.36	89%	-

טבלה 2: דיווח רגיל של פרמטרי FOT נבחרים: הפניה וערכים חזויים. אין כרגע קונצנזוס לגבי הפרמטרים של FOT לכלול בדוח בסיסי; עם זאת, התקן הטכני של ERS מספק דוגמה לאילו פרמטרים ניתן ^לדווח4, הכלולים בטבלה הנלווית. טבלה זו ממחישה את ערכי המדידה הממוצעים המדווחים מהפעלת הבחינה וכן את ערכי ההפניה הנלווים הזמינים כעת. פרמטרים נפוצים מפורטים תחת משתנה. התנגדות (Rrs) ותגובה (Xrs) מסופקות לנשימות שלמות ב- 5, 11 ו- 19 הרץ, כמו גם במהלך השראה ב- 5 הרץ (Rrs5(insp) ו- Xrs5(insp)). פרמטרים נוספים שדווחו כוללים אזור תגובה (AX) ב- 5 הרץ ותדירות תהודה (Fres). עבור פרמטרים אלה עם ערכי ייחוס ^{זמינים14}, ערכי ניקוד חזויים, % צפויים, גבולות תחתונים וגבולים של ערכי רגיל (LLN, ULN) וציון Z מחושבים גם הם.

	מרחיב סימפונות מראש					מרחיב סימפונות פוסט-סימפונות
משתנה	T1	T2	T3	ממוצע	SD	T1	T2	T3	ממוצע	SD
Rrs	3.34	3.21	3.42	3.32	0.11	1.81	1.89	1.69	1.80	0.10
Xrs	-1.25	-0.72	-0.98	-0.98	0.26	-0.42	-1.32	-0.74	-0.83	0.45
הגרזן	2.50	2.02	2.79	2.44	0.39	0.73	1.95	1.01	1.23	0.64

טבלה 3: פירוש התנגדות בתדר נמוך (Rrs), תגובה (Xrs) ואזור תגובה (AX): סיכום ניסויים. טבלה זו מדגימה את כל שכפולי המדידה בין גירסאות ניסיון (טרום-מרחיב ואחרי הסימפונות) ואת סטטיסטיקת הסיכום שלהם (ממוצעים וחריגות תקן (SD)). הערכים הממוצעים בכל הניסויים משמשים לייצוג ערכי הפעלת הבדיקה עבור ממוצעים בסיסיים (טרום-מרחיב סימפונות) וממוצעים לאחר מרחיבי סימפונות.

משתנה	חזה	LLN	ULN	ממוצע בסיסי	% מהצפוי	פוסט ממוצע BD	% מהצפוי	שינוי מוחלט	% שינוי
Rrs	2.14	נה	2.59	3.32	155%	1.80	84%	1.52	-45.78%
Xrs	-0.97	-1.11	נה	-0.98	101%	-0.83	86%	-0.15	15.31%
הגרזן	2.15	נה	3.08	2.44	113%	1.23	57%	1.21	-49.59%

טבלה 4: פירוש התנגדות בתדר נמוך (Rrs), תגובה (Xrs) ואזור תגובה (AX): הפניה וערכים חזויים. Rrs, Xrs ו- AX בתדר נמוך (4 הרץ) מדווחים יחד עם הערכים החזויים המתאימים, % מהצפוי והמגבלות התחתונות (LLN) והעליון (ULN) של ^normal14. מדידות לפני (ממוצע בסיסי) ואחרי (לאחר BD Avg) מרחיב סימפונות מוצגים יחד עם השינוי המוחלט והיחסי המתאים שלהם (% שינוי).

Discussion

התקן הטכני האחרון של ERS ב- ^FOT4 מדגיש את הצורך בהקפדה רבה יותר ותקינה של מדידה. יש צורך בהקפדה הדוקה על מספר שלבים קריטיים לפני, במהלך ואחרי הבדיקה. מומלץ לבצע FOT לפני תמרונים תלויי מאמץ יותר הדורשים נשימות עמוקות כגון plethysmography body ויכולת פיזור. אימות משתמש הקצה של עומס הבדיקה עם עכבה ידועה נדרש לפחות מדי יום או מיד לפני הבדיקה. הוראות ברורות, עקביות ומדויקות שניתנו על ידי אנשי צוות מיומנים יכולות למזער את השונות החיצונית באיסוף נתונים. כל מחקר או מעבדה קלינית צריכים לפתח פרוטוקול משלה המיישם את טכניקות האימון המינימליות המומלצות על ידי ההנחיות הטכניות של ERS. חשוב שבמהלך כל תמרון יוכלו משתמשי הקצה להתבונן, לזהות ולתקן שגיאות פוטנציאליות שעלולות להיתקל בהן, כגון דליפות פה, סגירת מעגל גלוטרית, שיעול ודפוסי נשימה לא יציבים. למרות ששגיאות מסוימות עשויות להיות קשות להערכה בזמן אמת, משתמשי קצה לא צריכים להיות תלויים אך ורק בזיהוי אוטומטי מההתקן הספציפי שבו נעשה שימוש. יש לבדוק ביסודיות קריטריונים מקובלים שנקבעו על-ידי היצרן, וקריטריונים נוספים צריכים לדבוק במשפטי ERS. למרות שכל מכשיר יפיק דוח ייחודי, דיווח מתוקנן של פרמטרי FOT אפשרי ויכול להקל על השוואה בין מעבדות ומחקרים. לבסוף, נהלי בקרת איכות קפדניים, כולל הערכה שגרתית של בקרות ביולוגיות בריאות, חייבים להתבצע הן במסגרת המחקרית והן בהגדרות הקליניות.

הקפדה על פרוטוקול מתוקנן תצמצם את השונות בביצועים. עם זאת, השגת CoV ≤10% עדיין עשויה להיות קשה, ואולי לא תמיד אפשרית אצל אלה עם מחלת דרכי הנשימה. תפקידו של הטכנאי לשאוף למזעור השונות ויש מספר אסטרטגיות שיש לקחת בחשבון כאשר לא ניתן להשיג CoV ≤10%. ראשית, ודא שהמדידה נרכשת בנסיבות דומות עבור כל שכפול. זה כולל ניטור היציבה של הפרט, מיקום היד, והקפדה על הוראות אחרות. הטכנאי עשוי לשקול לחזור על הוראות ראשוניות, לספק הדגמה חזותית נוספת ולהציע לאדם מרווח מנוחה ממושך. בהתבסס על ניסיון, נמצא כי סיבה נפוצה לשונות מופרזת כוללת אימוץ תנוחת ישיבה שונה בין מדידות לשכפל לפיה אנשים עשויים למקם את עצמם מחדש כדי להשיג תנוחה נוחה יותר או מתח כדי להגיע לשופר. הדבר נפוץ ביותר בעת שימוש בהתקני FOT ניידים שתוכננו להיות מוחזקים על ידי הטכנאי כאשר מיקום השופר אינו קבוע. כדי לטפל בבעיה זו, ניתן לרכוש תושבות זרוע גמישות, המיועדות להחזיק מכשירים אלקטרוניים כמו מצלמות, שניתן לאבטח במהירות לשולחן או לשולחן ולהתאים למיקום אישי. לאחר הבטחת ביצועים מתאימים ועקביים בין מדידות לשכפל, הטכנאי צריך לרכוש עותקים משוכפלים נוספים.

שלא כמו ספירומטריה לפיה לכל היותר שמונה ניסיונות מומלץ כדי למנוע עייפות, אין מספר מרבי של שכפולים המומלצים עבור FOT סביר בגלל הגישה המאמץ שלה עצמאית. בפועל, חלק מהחוקרים רוכשים עד שמונה מדידות ^{משוכפלות18}, וכלל אצבע דומה של עד 10 מדידות משמש במעבדה שלנו. קביעת גבול עליון חשובה כמעט לחלוטין כדי להגדיר את סוף מפגש הבדיקה. פעולה זו רלוונטית במיוחד עבור אנשים עם מחלות בדרכי הנשימה לפיה CoV גדול מ -10% עשוי לשקף תהליכי מחלה בסיסיים ולא מאמץ לקוי. Harkness et ^al.18 תיארו לאחרונה את החוויה שלהם עם אוכלוסיות מטופלים אלה והציעו כי ניתוק ליברלי יותר (CoV עד 20%) עדיין עשוי להיות מדווח לפרשנות קלינית. כל מרפאה ומעבדת מחקר צריכות לאזן בין החלטות מעשיות כגון אילוץ זמן, יכולתו ורמת העייפות של הנבחן, כמו גם את הסבירות להשגת ניתוק CoV. גישה אחת שיש לקחת בחשבון היא יישום מערכת דירוג. לדוגמה, לאחר שלפחות שלוש מדידות שכפול ללא חפץ מתקבלות מ- 10 ניסיונות לכל היותר, החל ציון אות המתאים לרמות ה- CoV - כלומר, 'A' ≤10%; ב' > 10% ו-≤15%; 'C' > 15% ו-≤20%; ו-ד' >-20%. אסטרטגיות נוספות שיש לקחת בחשבון עשויות לכלול שינוי של פרמטרים של רכישת תוכנה וחומרה כדי להשיג נשימות שלמות יותר. לדוגמה, ליצרנים מסוימים יש הגדרות המתאימות למשכי הקלטה גדולים יותר ו/או לתקופות הקלטה מורחבות כדי להשיג יותר מהמינימום המומלץ על ידי ERS של שלוש נשימות שלמות. בעת דיווח על תוצאות FOT, חובה לחשוף את כל פרמטרי הרכישה כדי להקל על פרשנות והשוואה עם ספרות שפורסמה אחרת. פרמטרי רכישת FOT ממשיכים להיחקר באופן פעיל וסביר להניח שיביאו לשינויים עתידיים בביצועים ובמדידה של FOT.

במאמר זה, המטרה היא להדגיש את הטכנולוגיה והיישום העדכניים ביותר של FOT, כמו גם לספק פרוטוקול סטנדרטי לבדיקה במבוגרים. עם זאת, חשוב להכיר במגבלות הנלוות של FOT. ראשית, מדידות עכבה חשודות במיוחד לממצאים כגון השפעות מחוץ לבית ^החזה4. לכן, הפרוטוקול הנוכחי מתמקד במזעור השפעה זו, כגון הבטחת תמיכה נכונה בלחיים במהלך הרכישה. בנוסף, הפרעות בזרימה (למשל, לשון המכסה את השופר, בליעה, נשימות תועות) מונעות מדידה מדויקת וגורמות לפחות נשימות תקפות לחישובי ^Zrs19. שנית, אם כי FOT קל לביצוע מנקודת המבט של המטופל, זיהוי חפצים אלה, כמו גם לפרש את הפלט הוא מאתגר עבור הטכנאי ^{והקלינאי20}. לדוגמה, מכשירי FOT הנוכחיים מייצרים כמות ניכרת של נתונים כדי לאפיין את מכניקת הנשימה של הפרט; עם זאת, המחסור בערכי התייחסות וקונצנזוס סביב משתני מפתח הם גורמים שמאטים את האימוץ הקליני שלה. באופן דומה, בעוד שמומלץ להשיג לפחות שלושה ניסויים ללא ^חפץ4, אם יותר משלושה ניסויים מבוצעים ונמצאים מקובלים, אין קונצנזוס נוכחי על השיטות המומלצות כדי לבחור אילו מהניסויים האלה ישמשו לייצוג מושב הבדיקה. ככזה, השירות הקליני של FOT במגוון מחלות בדרכי הנשימה ממשיך להיחקר באופן פעיל. לבסוף, מנקודת מבט טכנית, קיימת הטרוגניות בין יצרני FOT ביחס לאלגוריתמים הבאים: i) צורות גל בתדרים, ii) אלגוריתמים לזיהוי שגיאות, ו- iii) ניתוחים בין-נשימתיים הבין-נשימתיים2,21,22,22,23,24. ניתן לטפל בחלק ניכר מהמגבלות הנ"ל על-ידי ביצוע פרוטוקול מתוקנן וכן על-ידי דיווח שקוף של פרמטרי פלט והקלטה.

בדיקות תפקודי ריאות כוללות באופן מסורתי מדידות של נפחי ריאות ויכולות, ויעילות של חילופי גזים, הדורשים הוראות משמעותיות, שיתוף פעולה ומאמץ הן מהבודקים והן מהנבחנים. בנוסף, תערובת של גזים בריכוזים שונים נשאפת לעתים קרובות במהלך תמרונים, אשר חלקם עשויים לשקול טכניקות פולשניות. אלה מנוגדים ל- FOT, שבו תכונות מכניות של הריאות כגון Rrs, אלגנטיות ואינרציה נבדקות באמצעות תדרי תנודה פחות פולשניים. לכן, FOT יכול לשמש כתוספת שימושית להערכת תפקוד ריאות מקיפה. לדוגמה, FOT עשוי להרשות לעצמו תובנה קלינית ייחודית בתרחישים שבהם הסימפטומים אינם פרופורציונליים לבדיקות תפקוד ריאות מסורתיות כגון אלה עם חשיפה תעסוקתית ו/או קוצר נשימה בלתי ^{מוסבר9,11}. בנוסף, FOT עשוי להיות חשוב גם עבור סינון אלה בסיכון גבוה יותר למחלות ריאות עתידיות כגון מעשנים אסימפטומטיים25 ואלה עם חשיפות ^{סביבתיות26}. לבסוף, נתונים עדכניים יותר זיהו כי FOT עשוי גם להיות מועיל באופן ייחודי עבור ניטור יומיומי של תנאי מחלה מסוימים כגון פעילות גופנית המושרה ^{סימפונות27} ותסמינים ריאתיים הקשורים דלקת מפרקים ^{שגרונית28}. המאמר הנוכחי מתמקד ביישום של FOT באוכלוסייה הבוגרת, אם כי השירות הקליני והמחקרי של FOT תואר היטב באוכלוסיות ילדים כמו גם ^29,30.

כיוונים עתידיים למחקר צריכים להתמקד עוד יותר בהיבטים טכניים וביצועיים של FOT, כגון סטנדרטיזציה של הצגת נתונים ודיווח, כמו גם אפיון השונות והחזרה המשויכות. בהגדרות קליניות, FOT יכול לשמש באופן נרחב להערכת קוצר נשימה וגילוי מוקדם של מחלות כרוניות בדרכי הנשימה או ביטויי ריאות הקשורים למחלות מערכתיות בכל קבוצות הגיל.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Quark i2M	Cosmed	n/a	https://www.cosmed.com/en/products/pulmonary-function/quark-i2m Software (version): PFTSuite (10.0e) Signal Type: Pseudo-random Frequencies (Hz): 4, 6, 8, ..., 48
Resmon Pro	MGC Diagnostics	n/a	https://mgcdiagnostics.com/products/resmon-pro-v3-forced-oscillation-technique Software (version): Pro Full (v3) Signal Type: Pseudorandom, relative primes Frequencies (Hz): 5, 11, 19
Tremoflo C-100	Thorasys	n/a	https://www.thorasys.com/ Software (version): tremfolo (1.0.43) Signal Type: Pseudo-random, relative primes Frequencies (Hz): 5, 11, 14, 17, 19, 23, 29, 31, 37