Name: conducting respiratory oscillometry in an outpatient setting
Uploaded: 2022-04-08T14:00:00
Duration: 14 min 49 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Conducting Respiratory Oscillometry in an Outpatient Setting at JoVE.com

Исследование финансировалось совместными исследовательскими проектами CIHR-NSERC (CWC), грантом Pettit Block Term (CWC), Фондом здоровья легких и Канадской ассоциацией легких - Дыхание как один: Allied Health Grant (JW). Мы благодарим многих участников наших исследований в области осциллометрии, которые позволили нам развить опыт в проведении осциллометрии.

CWC получила гонорары за участие в вебинарах при поддержке Thorasys Thoracic Medical Systems Inc. и консультационные сборы от Theravance Biopharma, Inc.

Критические этапы в высококачественном осциллометрическом измерении могут быть классифицированы по областям пациента, оборудования и оператора. Обеспечение того, чтобы пациент был расслаблен и чувствовал себя комфортно, чтобы собранные измерения находились в состоянии покоя функционального остаточного объема, является ключевым. Осанка пациента очень важна; убедитесь, что пациент сидит вертикально с обеими ногами на земле без скрещивания ног. Усиление поддержки щек и челюстей, хорошее размещение зажима для носа и обеспечение герметизации губ вокруг мундштука устранят шунтирование и утечки воздуха1,2,3. Оборудование должно быть откалибровано и проверено перед использованием. Оператор должен быть в состоянии распознавать приемлемые и неприемлемые записи и уметь устранять основную причину неприемлемых показаний или артефактов, чтобы гарантировать, что сообщаемые измерения имеют CoV ≤10%1,2,3. Контроль и гарантия качества должны поддерживаться не только для обеспечения проверки осциллометрического устройства, но и для качества испытаний.
Обучение оператора распознаванию паттернов, создаваемых распространенными артефактами, такими как глотание, утечки и шунтирование, позволит своевременно проводить повторные измерения для получения тестов качества. Бывают случаи, когда осциллометрия выполняется при разных объемах легких (например, в положении лежа на спине). В этих обстоятельствах все шаги, описанные в протоколе, все еще могут быть применены.
В то время как осциллометрия является более простой и быстрой модальностью тестирования функции легких, ошибки в измерениях и, следовательно, интерпретации будут возникать, если происходят отклонения от стандартизированного протокола и этапов контроля качества. Наш протокол основан на устройстве, используемом в нашем центре. Проведение осциллометрии будет одинаковым во всех устройствах. Однако будут существовать различия в техническом аспекте калибровки и программных приложений. Читателям рекомендуется следовать руководству для различных инструментов.
Осциллометрия выполняется быстрее и проще, чем спирометрия. Кроме того, маленькие дети и взрослые с языковыми, физическими и / или когнитивными нарушениями, которые препятствуют способности выполнять принудительные маневры выдоха, необходимые для спирометрии, все еще могут выполнять осциллометрию, как она проводится во время нормального дыхания. В некоторых центрах осциллометрия вытеснила спирометрию в качестве начального инструмента скрининга заболеваний легких. Усиление подготовки в области проведения осциллометрии будет способствовать ее более широкому применению в качестве диагностического инструмента и обеспечит контроль качества проводимых испытаний.
Хотя осциллометрия является быстрым и простым методом, для обеспечения точных и воспроизводимых измерений необходим контроль качества. Следуя международным руководящим принципам, данные исследований и клинической осциллометрии могут быть интерпретированы соответствующим образом, чтобы результаты могли быть применены к различным группам пациентов.

Дыхательная осциллометрия измеряет импеданс легкого и чрезвычайно чувствительна к изменениям в дыхательной механике1, особенно к периферическим легким и мелким дыхательным путям, областям легкого, которые плохо оцениваются традиционными тестами функции легких.
За последние несколько лет доступность коммерческих устройств и обновленные технические стандарты и стандарты контроля качества2,3 привели к более широкому использованию осциллометрии в клинических и исследовательских целях. Тем не менее, на сегодняшний день это не рутинный тест в репертуаре модальностей легочной функции, но ожидается, что этот метод станет более широко использоваться с растущим признанием его клинической полезности. Общей целью дыхательной осциллометрии является обеспечение измерения дыхательной механики при нормальном дыхании и оценки функции легких, что не различимо современными методами спирометрии и плетизмографии. Осциллометрия предлагает другие преимущества по сравнению с традиционными легочными функциональными тестами, поскольку она может быть выполнена у очень молодых, пожилых людей или у пациентов с когнитивными нарушениями, где принудительные маневры выдоха, необходимые для спирометрии, невозможны. Кроме того, осциллометрия может проводиться у любого, кто может дышать спонтанно, нося зажим для носа. В отличие от стандартных тестов функции легких, он не противопоказан после катаракты, внутрибрюшной или кардиоторакальной хирургии, а также после острого инфаркта миокарда и сердечной недостаточности. Наконец, некоторые из доступных в настоящее время осциллометрических устройств являются портативными и могут использоваться в условиях за пределами диагностической лаборатории, включая клинику и офис, у постели больного или на рабочих местах.
Осциллометрия измеряет общее сопротивление дыхания (Zrs) многочастотным волнам колебательного давления1,2,4,5,6. Импеданс состоит из комплексной суммы дыхательного сопротивления (Rrs) и реактивности (Xrs). Rrs отражает сопротивление дыхательных путей и в значительной степени не зависит от частоты в здоровье4,7,8. При заболеваниях малых дыхательных путей Rrs становится частотно-зависимым и увеличивается больше на более низких частотах5,9,10, так что разница в Rrs на частотах между 5 и 19 Гц (R5-19) или 5 и 20 Гц (R5-20) указывает на небольшую обструкцию дыхательных путей и неоднородность вентиляции в разных областях легкого 10,11,12 . Xrs измеряет баланс упругих и инерционных импедансов дыхательной системы. На более низких частотах (например, от 5 до 11 Гц) Xrs отражает жесткость или эластентность тканей легочной и грудной стенки13,14. На более высоких частотах в Xrs преобладает инерция воздушного столба в проводящих дыхательных путях. Резонансная частота (Fres) — это точка, в которой величины упругого и инертивного реактивного сопротивления равны. AX является интегративным индексом Xrs и вычисляется как площадь под графиком Xrs против частоты между 5 Гц и Fres. AX имеет единицы эластанса и обратно связан с объемом легкого в связи с вентиляцией. AX увеличивается при рестриктивных процессах и периферической неоднородности. X5 становится все более отрицательным, в то время как AX и Fres увеличиваются как при обструктивных, так и при ограничительных заболеваниях легких4,5. На рисунке 1 показаны эти метрики.
Хотя первоначально основное внимание уделялось измерению функции легких у детей, новые данные показывают, что осциллометрия предоставляет полезную клиническую информацию и у взрослых. Он все чаще используется в клинических условиях15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31, 32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45. Осциллометрия наиболее широко изучалась при обструктивных заболеваниях легких, где было обнаружено, что она предлагает лучшую диагностическую информацию, чем спирометрия, в отношении контроля астмы31,32,33,34,35, лучшей корреляции с симптомами23,34 и более раннего выявления36,37,38 хронического обструктивного легкого заболевание (ХОБЛ). Наша группа показала, что осциллометрия более чувствительна, чем спирометрия, для отслеживания повреждения трансплантата после трансплантации легких46. Несколько исследований показали, что Xrs, в частности, разница в среднем реакции вдоха и выдоха при 5 Гц, может отличать ограничительные дефекты при интерстициальном заболевании легких (ILD) от астмы и ХОБЛ47 и может дифференцировать комбинированный легочный фиброз и эмфизему от ILD-only48,49. На рисунке 2 показаны типичные модели осциллометрии для нормальных, рестриктивных и обструктивных заболеваний легких. Растет интерес к внедрению осциллометрии в качестве еще одного рутинного метода тестирования функции легких для дополнения и потенциальной замены некоторых из существующих методов тестирования для мониторинга функции легких50,51.
Мы предполагаем, что осциллометрия полезна для скрининга заболеваний легких, при наблюдении за пациентами с известными обструктивными и ограничительными заболеваниями легких, а также после трансплантации легких. Коммерческие устройства подходят для использования у детей в возрасте от 2 лет. Продолжаются исследования с еще более молодым населением52, и по мере роста поля может быть возможно оценить младенцев и новорожденных.
Целью настоящей рукописи является предоставление учебного пособия для клиницистов, технологов и исследовательского персонала по надлежащему проведению осциллометрии в соответствии с международными стандартными операционными протоколами и руководящими принципами контроля качества. Из-за небольшой занимаемой площади большинства коммерческих осциллографов осциллометрия может быть реализована в нескольких настройках. Изложенный протокол подходит для лабораторий легочной функции, кабинетов врачей, клиник и других амбулаторных учреждений, таких как подразделения гигиены труда на рабочем месте.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Accel Prevention Disinfectant wipes - 160/canister</td>
			<td>Diversey Care</td>
			<td>100906721</td>
			<td>https://diversey.com/en/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>clearFlo F-100 - 100 Airwave Oscillometry filters</td>
			<td>Thorasys</td>
			<td>101635</td>
			<td>https://www.thorasys.com/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Noseclip w/cushions, &#34;Snuffer&#34;, bx/1000</td>
			<td>McArthur Medical Sales Inc.</td>
			<td>785-1008BULK</td>
			<td>https://mcarthurmedical.com/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tremoflo C-100 Airwave Oscillometry System</td>
			<td>Thorasys</td>
			<td>101969</td>
			<td>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</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tremoflo C-100 Calibrated Reference Load 15 cm H2O. s/L</td>
			<td>Thorasys</td>
			<td>101059</td>
			<td>https://www.thorasys.com/</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

conducting respiratory oscillometry in an outpatient setting

Дыхательная осциллометрия - это другой метод тестирования функции легких, который все чаще используется в клинических и исследовательских условиях для предоставления информации о механике легких. Дыхательная осциллометрия проводится посредством трех допустимых измерений приливного дыхания и может быть выполнена с минимальными противопоказаниями. Маленькие дети и пациенты, которые не могут выполнять спирометрию из-за когнитивных или физических нарушений, обычно могут завершить осциллометрию. Основные преимущества респираторной осциллометрии заключаются в том, что она требует минимального сотрудничества пациента и более чувствительна при обнаружении изменений в небольших дыхательных путях, чем обычные легочные функциональные тесты. Коммерческие устройства теперь доступны. Недавно были опубликованы обновленные технические руководящие принципы, стандартные операционные протоколы и руководящие принципы контроля/обеспечения качества. Также доступны ссылочные значения. 
Мы проводили аудиты осциллометрических испытаний до и после внедрения формальной программы обучения осциллометрии дыхательных путей и стандартного операционного протокола. Мы наблюдали улучшение качества завершенных испытаний со значительным увеличением количества приемлемых и воспроизводимых измерений. 
В настоящей работе излагается и демонстрируется стандартный операционный протокол для проведения дыхательной осциллометрии в амбулаторных условиях. Мы выделяем ключевые шаги для обеспечения приемлемых и воспроизводимых измерений качества в соответствии с рекомендуемыми руководящими принципами Европейского респираторного общества (ERS), поскольку контроль качества имеет решающее значение для точности измерений. Потенциальные проблемы и подводные камни также обсуждаются с предложениями по устранению технических ошибок.

С 17 октября 2017 года по 6 апреля 2018 года мы провели первый аудит обеспечения качества/контроля качества (QA/QC) 197 осциллометрических испытаний3. Хотя все операторы были обучены перед тестированием пациента с помощью одночасового семинара и тестирования на месте, было выявлено 10 (5,08%) неприемлемых и/или невоспроизводимых измерений. Эти измерения были исключены из-за кашля, обструкции языка и КоВ более 15% в соответствии с первоначальными предложенными рекомендациями ERS52. Биологический контроль качества (BioQC) не проводился регулярно. Исследовательский персонал прошел дополнительную подготовку по осциллометрии и разработал стандартный операционный протокол для обеспечения надлежащих руководящих принципов ДЗЗ и медицинского профессионализма. Важность BioQC, инструмента для проверки испытательного оборудования и процедур, была подчеркнута исследовательскому персоналу, которому напомнили о необходимости проводить регулярные тесты BioQC. 3 Улучшения были обнаружены в последующих аудитах QA/QC. Из общего количества осциллометрических испытаний 1930 года, проведенных с 9 апреля 2018 года по 30 июня 2019 года, только три (0,0016%) теста были недействительными; у них было CoV более 15%. В период со 2 июля 2019 года по 12 марта 2020 года было проведено 1779 осциллометрических испытаний, и девять (0,005%) были признаны неприемлемыми, включая измерения, которые имели закрытие голосовой щели, утечку воздуха и CoV более 15%. Дополнительную информацию можно найти в таблице 1 .
С момента усиления BioQC в апреле 2018 года исследовательский персонал регулярно проводил BioQC. В нашем центре четыре здоровых некурящих человека ежедневно проводили осциллометрию в течение первых 2 недель, чтобы собрать минимум 10 измерений со средним значением верхнего и нижнего предела (±2SD или стандартное отклонение) с коэффициентом вариации ≤10% между Rrs в двух осциллометрических приборах в нашей лаборатории. 30 августа 2021 года мы наблюдали измерение BioQC, которое выпало за пределы среднего значения человека ±2SD. Наблюдаемый R5 у человека составлял 3,36 смH2O·s/L (открытый круг), в то время как средний показатель R5 из 20 последних записей составлял 4,95 cmH2O.s/L ±2SD (пунктирная линия с нижним пределом 4,03 и верхним пределом 5,86; Рисунок 4). Второй человек провел осциллометрию BioQC в тот же день с помощью того же осциллометрического устройства, и наблюдаемое измерение R5 также находилось за пределами среднего ±2SD. Эти выводы указывают на проблемы, связанные с документом, а не с процедурой. Впоследствии с производителем связались и устройство отправили на ремонт. После возвращения устройства BioQC был повторен 15 октября 2021 года, чтобы убедиться, что он находится в пределах диапазона измерения R5 человека до передислокации устройства в нашей лаборатории.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63243/63243fig01.jpg"> Рисунок 1: Показана импедансная и частотная осциллограмма с кривой сопротивления (сплошная линия) и кривыми реактивного сопротивления (пунктирная линия), а также частотами, на которых производятся измерения (сплошные и открытые круги на каждой кривой). Площадь реактивного сопротивления (AX, заштрихованная область), резонансная частота (Fres. X) и сопротивление от 5 Гц до 19 Гц (R5-19; двусторонняя стрелка) проиллюстрированы. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63243/63243fig01large.jpg" target="_blank">Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63243/63243fig02.jpg"> Рисунок 2: Типичные различия в осциллометрической картине между нормальными (А), рестриктивными (В) и обструктивными (С) заболеваниями легких. Обратите внимание на сдвиг вправо кривой реактивности (открытый круг, пунктирная линия) при ограничительном заболевании (В) и трубчатый рисунок обструктивной осциллограммы (С) со сдвигом вверх кривой сопротивления (сплошная окружность и линия), увеличение R5-19, а также сдвиг кривой сопротивления вниз и вправо (ломаная линия; открытые круги). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63243/63243fig02large.jpg" target="_blank">Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63243/63243fig03.jpg"> Рисунок 3: Стандартный шаблон для отчетности осциллометрии в нашем учреждении. Мы показываем осциллограмму с использованием стандартизированной оси X-Y и выделяем соответствующие измерения до и после бронходилататора разными цветами, чтобы облегчить интерпретацию результатов. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63243/63243fig03large.jpg" target="_blank">Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63243/63243fig04v2.jpg"> Рисунок 4: Резюме биологического контроля качества (BioQC) измерений R5 от одного человека с мая 2020 года по ноябрь 2021 года. Измерение, которое выпало за пределы (открытый круг) среднего индивидуума (сплошная серая линия) ±2SD (пунктирная линия), наблюдалось 30 августа 2021 года. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63243/63243fig04largev2.jpg" target="_blank">Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td rowspan="2"></td>
			<td>Первый аудит</td>
			<td>Второй аудит</td>
			<td>Третий аудит</td>
		</tr>
<tr>
<td>с 17 октября 2017 г. по 6 апреля 2018 г.</td>
			<td>с 9 апреля 2018 г. по 30 июня 2019 г.</td>
			<td>2 июля 2019 г. по 12 марта 2020 г.</td>
		</tr>
<tr>
<td>Действительный</td>
			<td>187</td>
			<td>1927</td>
			<td>1770</td>
		</tr>
<tr>
<td>Недопустимый</td>
			<td>10</td>
			<td>3</td>
			<td>9</td>
		</tr>
</tbody></table>Таблица 1: Сравнение приемлемости осциллометрических испытаний в трех временных точках 
Персонал прошел повышение квалификации по проведению осциллометрии после первого аудита. Мы также внедрили стандартный операционный протокол для проведения осциллометрии в лаборатории легочной функции. Значительное увеличение процентной доли испытаний, отвечающих приемлемому контролю качества, произошло и сохранялось с течением времени. Эти результаты демонстрируют эффективность разработки и соблюдения стандартных операционных протоколов и руководящих принципов контроля качества.
Дополнительная таблица 1. Противопоказания к применению Спирометрии53,54Пожалуйста<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63243/STable1.xlsx" target="_blank">, нажмите здесь, чтобы скачать эту таблицу.</a>
Дополнительная таблица 2. Время удержания бронходилататоров для тестов функции легких53,54Пожалуйста<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63243/STable2.xlsx" target="_blank">, нажмите здесь, чтобы загрузить эту таблицу.</a>
Дополнительная таблица 3. Время удержания бронходилататоров для бронхиального теста53,55Пожалуйста<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63243/STable3.xlsx" target="_blank">, нажмите здесь, чтобы загрузить эту таблицу.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Conducting Respiratory Oscillometry in an Outpatient Setting at JoVE.com

Conducting Respiratory Oscillometry in an Outpatient Setting

Мы демонстрируем стандартный операционный протокол для проведения дыхательной осциллометрии, выделяя ключевые процедуры контроля и обеспечения качества.

Проведение дыхательной осциллометрии в амбулаторных условиях

Respiratory oscillometry is a different modality of pulmonary function testing that is increasingly used in a clinical and research setting to provide ...

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Nursing

Medicine

Unit 1

Vital Signs: Respiration

SCIENTISTS IN ACTION

Bronchoalveolar Lavage (BAL) for Research; Obtaining Adequate Sample Yield

Bronchoalveolar Lavage BAL for Research; Obtaining Adequate Sample Yield

Бронхоальвеолярного лаважа (БАЛ) для исследований; Получение достаточном количестве отобранных образцов Выход

We describe a research technique for fiberoptic bronchoscopy with bronchoalveolar lavage (BAL) using manual hand held suction in order to remove ...

Using Quantitative Real-time PCR to Determine Donor Cell Engraftment in a Competitive Murine Bone Marrow Transplantation Model

Использование Количественный ПЦР в реальном времени для определения Приживление клетки-донора в конкурентной мышиной модели трансплантации костного мозга костей

Murine bone marrow transplantation models provide an important tool in measuring hematopoietic stem cell (HSC) functions and determining genes/molecules ...

A Simple Method of Mouse Lung Intubation

Простой метод мышь интубации легких

A  simple procedure to intubate mice for pulmonary function measurements would  have several advantages in longitudinal studies with limited numbers or  ...

Sublingual Immunotherapy as an Alternative to Induce Protection Against Acute Respiratory Infections

Сублингвальной иммунотерапии как альтернатива Вызвать защиты от острыми респираторными инфекциями

Sublingual route has been widely used to deliver small molecules into the bloodstream and to modulate the immune response at different sites. It has been ...

Setting Up a Stroke Team Algorithm and Conducting Simulation-based Training in the Emergency Department - A Practical Guide

Настройка Stroke команды алгоритма и проведения обучающих на основе моделирования в Департаменте по чрезвычайным ситуациям - Практическое руководство

Time is of the essence when caring for an acute stroke patient. The ultimate goal is to restore blood flow to the ischemic brain. This can ...

A Component-resolved Diagnostic Approach for a Study on Grass Pollen Allergens in Chinese Southerners with Allergic Rhinitis and/or Asthma

Диагностический подход, разработанный для изучения аллергенов пыльцы травы у китайских южан с аллергическим ринитом и / или астмой

Sensitization to grass pollen imposes a global risk for allergic airway diseases. Although prevention relies on local investigation of the pollen ...

An Improved and High Throughput Respiratory Syncytial Virus (RSV) Micro-neutralization Assay

An Improved and High Throughput Respiratory Syncytial Virus RSV Micro-neutralization Assay

Улучшенная и высокой пропускной способности Assay микро нейтрализация респираторно-синцитиальный вирус (RSV)

Respiratory syncytial virus-specific neutralizing antibodies (RSV NAbs) are an important marker of protection against RSV. A number of different assay ...

Application of Lucilia sericata Larvae in Debridement of Pressure Wounds in Outpatient Settings

Application of Lucilia sericata Larvae in Debridement of Pressure Wounds in Outpatient Settings

Применение личинок Lucilia sericata в санациях ран под давлением в амбулаторных условиях

Biological therapy using Lucilia sericata larvae has numerous advocates worldwide, yet it is still fairly unknown and not commonly applied in daily ...

Evaluation of a Point-of-Care Testing Analyzer for Measuring Peripheral Blood Leukocytes

Оценка анализатора тестирования в месте оказания медицинской помощи для измерения лейкоцитов периферической крови

White blood cell (WBC) is an important indicator of inflammation in the body, and it can help distinguish between bacterial and viral infections. At ...

In Vitro Application of a Wireless Sensor in Flexion-Extension Gap Balance of Unicompartmental Knee Arthroplasty

In Vitro Application of a Wireless Sensor in Flexion-Extension Gap Balance of Unicompartmental Knee Arthroplasty

В пробирке Применение беспроводного датчика в балансе между сгибанием и разгибанием при однокомпонентном эндопротезировании коленного сустава

Unicompartmental knee arthroplasty (UKA) is an effective treatment for end-stage anteromedial osteoarthritis (AMOA). The key to UKA is the ...