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Demonstramos um protocolo operacional padrão para a realização da oscililometria respiratória, destacando os principais procedimentos de controle de qualidade e garantia.
A oscililometria respiratória é uma modalidade diferente de teste de função pulmonar que é cada vez mais utilizada em um ambiente clínico e de pesquisa para fornecer informações sobre a mecânica pulmonar. A oscililometria respiratória é conduzida através de três medidas aceitáveis de respiração de maré e pode ser realizada com contraindicações mínimas. Crianças pequenas e pacientes que não podem realizar espirometria devido ao comprometimento cognitivo ou físico geralmente podem completar a oscilmetria. As principais vantagens da oscilimetria respiratória são que ela requer uma cooperação mínima do paciente e é mais sensível na detecção de pequenas vias aéreas do que os testes convencionais de função pulmonar. Dispositivos comerciais já estão disponíveis. Diretrizes técnicas atualizadas, protocolos operacionais padrão e diretrizes de controle/garantia de qualidade foram publicados recentemente. Valores de referência também estão disponíveis.
Realizamos auditorias de teste de oscililometria antes e depois da implementação de um programa formal de treinamento de oscilosmetria respiratória e protocolo operacional padrão. Observou-se melhora na qualidade dos testes concluídos, com aumento significativo no número de medições aceitáveis e reprodutíveis.
O artigo atual descreve e demonstra um protocolo operacional padrão para a realização da oscilosmetria respiratória em um ambiente ambulatorial. Destacamos os principais passos para garantir medidas aceitáveis e reprodutíveis de qualidade de acordo com as diretrizes recomendadas da Sociedade Respiratória Europeia (ERS), uma vez que o controle de qualidade é fundamental para as precisãos de medição. Possíveis problemas e armadilhas também são discutidos com sugestões para resolver erros técnicos.
A oscilimetria respiratória mede a impedância do pulmão e é requintadamente sensível às alterações na mecânica respiratória1, particularmente no pulmão periférico e nas pequenas vias aéreas, regiões do pulmão que não são bem avaliadas pelos testes tradicionais de função pulmonar.
Nos últimos anos, a disponibilidade de dispositivos comerciais e os padrões de controle/garantia técnicos e de qualidade atualizados2,3 levaram ao aumento do uso da oscililometria para fins clínicos e de pesquisa. No entanto, até o momento não é um teste de rotina no repertório de modalidades de função pulmonar, mas a técnica deverá se tornar mais utilizada com o reconhecimento crescente de sua utilidade clínica. O objetivo geral da oscilimetria respiratória é fornecer medição da mecânica respiratória durante a respiração normal e avaliação da função pulmonar, que não é perceptível pelos métodos atuais de espirometria e plethysmografia. A oscilimetria oferece outras vantagens em relação aos testes tradicionais de função pulmonar, pois pode ser realizada em pacientes muito jovens, idosos ou em pacientes com comprometimento cognitivo onde manobras expiratórias forçadas necessárias para a espirometria são impossíveis. Além disso, a oscilometria pode ser conduzida em qualquer pessoa que possa respirar espontaneamente enquanto usa um clipe no nariz. Ao contrário dos testes de função pulmonar padrão, não é contraindicado após catarata, cirurgia intra-abdominal ou cardiotorácica, nem após infarto agudo do miocárdio e insuficiência cardíaca. Por fim, vários dos dispositivos de oscilimetria disponíveis atualmente são portáteis e podem ser usados em configurações fora de um laboratório de diagnóstico, incluindo ambientes de clínica e escritório, cabeceira ou em locais de trabalho.
A oscilimetria mede a impedância respiratória total (Zrs) às ondas de pressão oscilatória multifrequência1,2,4,5,6. A impedância é composta pela complexa soma de resistência respiratória (Rrs) e reactance (Xrs). Rrs reflete a resistência das vias aéreas e é em grande parte independente de frequência na saúde4,7,8. Em pequenas doenças das vias aéreas, Rrs torna-se dependente de frequência e aumenta mais nas frequências mais baixas5,9,10, de modo que uma diferença em Rrs em frequências entre 5 e 19 Hz (R5-19) ou 5 e 20 Hz (R5-20) indica pequena obstrução das vias aéreas e heterogeneidade de ventilação em diferentes regiões do pulmão 10,11,12 . Xrs mede o equilíbrio de impedâncias elásticas e inerciais do sistema respiratório. Em frequências mais baixas (por exemplo, 5 a 11 Hz), Xrs reflete a rigidez ou euforia dos tecidos pulmonares e torácicas13,14. Em frequências mais altas, xrs é dominado pela inércia da coluna de ar nas vias aéreas condutoras. A frequência de ressonância (Fres) é o ponto em que as magnitudes de reação elástica e inertiva são iguais. AX é um índice integrativo de Xrs e é calculado como a área sob o xrs versus gráfico de frequência entre 5 Hz e Fres. AX tem as unidades de elastância e está inversamente relacionada com o volume do pulmão em comunicação com a ventilação. O AX aumenta com processos restritivos e inhomogeneidade periférica. O X5 torna-se cada vez mais negativo, enquanto aX e a Fres são aumentadas tanto em doenças pulmonares obstrutivas quanto restritivas4,5. Consulte a Figura 1 para representar essas métricas.
Embora inicialmente focado na medição da função pulmonar em crianças, dados emergentes mostram que a oscilosmetria também fornece informações clínicas úteis em adultos. É cada vez mais utilizado no quadro clínico15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31, 32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45. A oscililometria tem sido mais extensivamente estudada em doenças pulmonares obstrutivas onde foi encontrada para oferecer melhores informações diagnósticas do que a espirometria em relação ao controle da asma31,32,33,34,35, melhor correlação com sintomas23,34, e detecção precoce36,37,38 de pulmão obstrutivo crônico doença (DPOC). Nosso grupo mostrou que a oscilosemetria é mais sensível do que a espirometria para rastrear lesões de enxerto após transplante de pulmão46. Vários estudos têm demonstrado que os Xrs, especificamente a diferença na reação inspiradora média e expiratória em 5 Hz, podem distinguir defeitos restritivos na doença pulmonar intersticial (ILD) da asma e copd47, podendo diferenciar fibrose pulmonar combinada e enfisema de ILD-apenas48,49. A Figura 2 demonstra os padrões típicos de oscilimetria para doenças pulmonares normais, restritivas e obstrutivas. Tem-se aumentado o interesse em implementar a oscilimetria como outra modalidade rotineira de teste de função pulmonar para complementar e potencialmente substituir algumas das modalidades atuais de teste para monitoramento da função pulmonar50,51.
Sugerimos que a oscilometria seja útil para o rastreamento de doenças pulmonares, no acompanhamento de pacientes com doenças pulmonares obstrutivas e restritivas conhecidas, e após o transplante de pulmão. Os dispositivos comerciais são adequados para uso em crianças de até 2 anos de idade. Há pesquisas em andamento com populações ainda mais jovens52, e à medida que o campo cresce pode ser possível avaliar bebês e recém-nascidos.
O objetivo do manuscrito atual é fornecer um manual de treinamento para médicos, tecnólogos e pessoal de pesquisa sobre a conduta adequada da oscilosmetria, seguindo protocolos operacionais padrão internacionais e diretrizes de controle de qualidade. Devido à pequena pegada da maioria dos oscilômetros comerciais, a oscilometria pode ser implementada em várias configurações. O protocolo delineado é adequado para laboratórios de funções pulmonares, consultórios médicos, ambientes clínicos e outros ambientes ambulatoriais, como unidades de saúde ocupacional no local de trabalho.
Os estudos de oscilimetria respiratória foram aprovados pelo Conselho de Ética em Pesquisa da Rede de Saúde da Universidade (REB nº 17-5373, 17-5652 e 19-5582). O consentimento informado por escrito foi obtido dos participantes antes do teste de oscilimetria.
NOTA: Este vídeo descreve o procedimento operacional padrão para oscilosmetria. Nosso laboratório usa um dispositivo fabricado pela Thorasys Thoracic Medical Systems Inc, mas a técnica é a mesma, independentemente do fabricante. Os programas de software são diferentes para cada fabricante, da mesma forma que diferentes espirômetros comerciais possuem software proprietário exclusivo para coleta e exibição de dados. O protocolo abaixo é aplicável para todos os dispositivos de oscilimetria respiratória. Os leitores são direcionados para manuais de seus dispositivos comerciais e referem-se a instruções específicas sobre software de seu dispositivo.
1. Triagem/preparação do paciente pré-teste
2. Preparação de equipamentos/materiais
3. Preparação do paciente
4. Configuração do software
NOTA: Consulte o manual de instruções do fabricante para obter instruções individuais.
5. Procedimento de teste
6. Aceitabilidade de acesso e reprodutibilidade
7. Desinfecção
8. Resultados de relatórios
NOTA: Consulte a Figura 3 para obter detalhes.
9. Controle de qualidade/garantia de qualidade
De 17 de outubro de 2017 a 6 de abril de 2018, realizamos a primeira auditoria de garantia/controle de qualidade (QA/QC) de 197 testes de oscililometria3. Embora todos os operadores tenham sido treinados antes do teste do paciente com um seminário de uma hora e testes no local, foram identificadas 10 (5,08%) medidas inaceitáveis e/ou irreprodutíveis. Essas medidas foram excluídas devido à tosse, obstrução da língua e CoV superior a 15% seguindo as diretrizes iniciais sugeridas do ERS52. O controle de qualidade biológica (BioQC) não foi realizado regularmente. O pessoal da pesquisa passou por treinamento adicional de oscilimetria e desenvolveu um protocolo operacional padrão para garantir que as diretrizes adequadas do ERS e o profissionalismo médico estivessem em vigor. A importância do BioQC, ferramenta para validar equipamentos e procedimentos de teste, foi destacada para o pessoal da pesquisa, que foi lembrado de realizar testes regulares de BioQC. 3 Foram encontradas melhorias nas auditorias subsequentes de QA/QC. Do total de 1930 testes de oscililometria realizados de 9 de abril de 2018 a 30 de junho de 2019, apenas três (0,0016%) foram medições inválidas; estes tinham CoV maior que 15%. Entre 2 de julho de 2019 e 12 de março de 2020, foram realizados 1779 testes de oscilimetria e nove (0,005%) foram considerados inaceitáveis, incluindo medições que tiveram fechamento de glottis, vazamento de ar e CoV superior a 15%. Consulte a Tabela 1 para obter informações adicionais.
Desde o reforço do BioQC, em abril de 2018, o pessoal da pesquisa realizou o BioQC regularmente. Em nosso centro, quatro indivíduos saudáveis não fumantes realizaram oscilosemetria diariamente durante as 2 semanas iniciais para coletar um mínimo de 10 medidas com a média com o limite superior e inferior (±2SD ou desvio padrão) com coeficiente de variação ≤10% entre Rrs nos dois dispositivos de oscilimetria em nosso laboratório. Em 30 de agosto de 2021, observamos uma medição do BioQC que ficou fora da média do indivíduo ±2SD. O R5 observado pelo indivíduo foi de 3,36 cmH2O·s/L (círculo aberto), enquanto r5 médio das 20 gravações mais recentes foi de 4,95 cmH2O.s/L ±2SD (linha pontilhada com limite inferior a 4,03 e limite superior em 5,86; Figura 4). Um segundo indivíduo realizou sua oscililometria BioQC no mesmo dia com o mesmo dispositivo de oscilimetria, e a medição R5 observada também estava fora da média ±2SD. Esses achados indicam problemas relacionados ao instrumento e não ao procedimento. Posteriormente, o fabricante foi contatado e o dispositivo foi enviado para reparo. Após o retorno do dispositivo, o BioQC foi repetido em 15 de outubro de 2021 para garantir que ele estava dentro da faixa de medição R5 do indivíduo antes da reimplantação do dispositivo em nosso laboratório.
Figura 1: A impedância versus oscillogram de frequência com a curva de resistência (linha sólida) e curvas de reação (linha pontilhada), e as frequências nas quais as medidas são feitas (círculos sólidos e abertos em cada curva) mostrados. A área de reação (AX, área eclodida), frequência ressonante (Fres. X), e a resistência entre 5 Hz e 19 Hz (R5-19; seta de dois lados) são ilustradas. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 2: As diferenças típicas do padrão de oscilimetria entre doenças pulmonares normais (A), restritivas (B) e obstrutivas (C). Observe a mudança para a direita da curva de reação (círculo aberto, linha pontilhada) na doença restritiva (B), e o padrão em forma de trombeta do oscillogram obstrutivo (C) com mudança ascendente da curva de resistência (círculo sólido e linha), aumento de R5-19, e a mudança para baixo e para a direita da curva de resistência (linha quebrada; círculos abertos). Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 3: O modelo padrão para notificação de oscilosemetria em nossa instituição. Exibimos o oscillogram usando um eixo X-Y padronizado e destacamos as medidas pré e pós-broncodilatador relevantes em cores diferentes para facilitar a interpretação dos resultados. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 4: O resumo do controle biológico de qualidade (BioQC) das medições de R5 de um indivíduo de maio de 2020 a novembro de 2021. A medição que caiu fora (círculo aberto) da média do indivíduo (linha cinza sólida) ±2SD (linha pontilhada) foi observada em 30 de agosto de 2021. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Primeira Auditoria | Segunda Auditoria | Terceira Auditoria | |
17 de outubro de 2017 a 6 de abril de 2018 | 9 de abril de 2018 a 30 de junho de 2019 | 2 de julho de 2019 a 12 de março de 2020 | |
Válido | 187 | 1927 | 1770 |
Inválido | 10 | 3 | 9 |
Tabela 1: Comparação dos testes de oscilimetria aceitabilidade em três pontos de tempo
O pessoal passou por treinamento de atualização na condução da oscililometria após a primeira auditoria. Também implementamos um protocolo operacional padrão para a condução da oscilosmetria no laboratório de funções pulmonares. Melhorias significativas no percentual de testes que atendem ao controle de qualidade aceitável ocorreram e foram sustentadas ao longo do tempo. Esses resultados demonstram a eficácia do desenvolvimento e adesão aos protocolos operacionais padrão e às diretrizes de controle de qualidade.
Tabela Suplementar 1. Contraindicações para Spirometry53,54Please clique aqui para baixar esta Tabela.
Tabela Suplementar 2. Broncodilatadores Retendo tempos para testes de função pulmonar53,54Por clique aqui para baixar esta Tabela.
Tabela Suplementar 3. Bronchodilatadores Retendo Tempos para Teste de Desafio Bronquial53,55Por clique aqui para baixar esta Tabela.
Os passos críticos em uma medição de oscilimetria de alta qualidade podem ser categorizados nos domínios do paciente, do equipamento e do operador. Garantir que o paciente esteja relaxado e confortável para que as medidas coletadas estejam em volume residual funcional de repouso é fundamental. A postura do paciente é muito importante; garantir que o paciente está sentado ereto com os dois pés no chão sem cruzamento de pernas. A aplicação do suporte da bochecha e mandíbula, a boa colocação do grampo do nariz e a garantia de que os lábios sejam selados ao redor do bocal eliminarão o desvio e vazamentos de ar1,2,3. O equipamento deve ser calibrado e verificado antes do uso. O operador deve ser capaz de reconhecer gravações aceitáveis e inaceitáveis e capaz de solucionar a causa básica de leituras ou artefatos inaceitáveis para garantir que as medições relatadas tenham CoV ≤10%1,2,3. O controle de qualidade e a garantia devem ser mantidos para garantir não apenas que o dispositivo de oscilimetria seja validado, mas também a qualidade dos testes.
O treinamento do operador para reconhecer os padrões produzidos por artefatos comuns, como deglutição, vazamentos e desvios, permitirá medições repetidas oportunas para obter testes de qualidade. Há casos em que a oscililometria é realizada em diferentes volumes pulmonares, (por exemplo, em posição supina). Nestas circunstâncias, todas as etapas descritas no protocolo ainda podem ser aplicadas.
Enquanto a oscilimetria é uma modalidade mais fácil e rápida de testes de função pulmonar, erros nas medições e, portanto, interpretação, ocorrerão se ocorrerem desvios do protocolo padronizado e das etapas de controle de qualidade. Nosso protocolo é baseado no dispositivo usado em nosso centro. A conduta da oscililometria será a mesma entre os dispositivos. No entanto, haverá diferenças no aspecto técnico das aplicações de calibração e software. Os leitores são aconselhados a seguir o manual para os diferentes instrumentos.
A oscililometria é mais rápida e fácil de realizar do que a espirometria. Além disso, crianças e adultos jovens com linguagem, físico e/ou comprometimento cognitivo que impedem a capacidade de realizar as manobras expiratórias forçadas necessárias para a espirometria ainda podem realizar a oscilimetria, pois é conduzida durante a respiração normal. Em alguns centros, a oscilosidade suplantou a espirometria como a ferramenta inicial de rastreamento para doenças pulmonares. O aprimoramento do treinamento na condução da oscililometria facilitará sua aplicação mais ampla como ferramenta de diagnóstico e garantirá o controle de qualidade dos testes realizados.
Embora a oscililometria seja uma técnica rápida e fácil, controles de qualidade são necessários para garantir medidas precisas e reprodutíveis. Seguindo diretrizes internacionais, pesquisas e dados de oscilimetria clínica podem ser interpretados adequadamente para que os achados possam ser aplicados em diferentes populações de pacientes.
A CWC recebeu taxas de palestras para webinars apoiados pela Thorasys Thoracic Medical Systems Inc. e taxas de consultoria da Theravance Biopharma, Inc.
O estudo foi financiado pela CIHR-NSERC Collaborative Health Research Projects (CWC), Pettit Block Term grant (CWC), The Lung Health Foundation e Canadian Lung Association - Breathing as One: Allied Health Grant (JW). Agradecemos aos muitos participantes de nossos estudos de pesquisa de oscililometria que nos permitiram desenvolver expertise na conduta da oscilometria.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Accel Prevention Disinfectant wipes - 160/canister | Diversey Care | 100906721 | https://diversey.com/en/ |
clearFlo F-100 - 100 Airwave Oscillometry filters | Thorasys | 101635 | https://www.thorasys.com/ |
Noseclip w/cushions, "Snuffer", bx/1000 | McArthur Medical Sales Inc. | 785-1008BULK | https://mcarthurmedical.com/ |
Tremoflo C-100 Airwave Oscillometry System | Thorasys | 101969 | https://www.thorasys.com/ Software verison: 1.0.43 build 43 Signal Type: Pseudo-random, relative primes Frequencies (Hz): 5, 10, 11, 14, 17, 19, 23, 29, 31, 37 |
Tremoflo C-100 Calibrated Reference Load 15 cm H2O. s/L | Thorasys | 101059 | https://www.thorasys.com/ |
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