Spirometria – właściwości, działanie i zastosowanie spirometrii

Spirometria ma już ponad 175 lat, ale pozostaje kluczowym narzędziem oceny sprawności aparatu oddechowego. Jeśli lekarz zlecił Ci jej wykonanie, to najprawdopodobniej podejrzewa zaburzenia pracy płuc. Jak przeprowadza się to mechaniczne badanie i co oznaczają jego wyniki? Sprawdź, jak przygotować się do spirometrii.

„Spirare” to po łacinie oddychać, więc spirometr mierzy sposób w jaki wdychamy oraz wydychamy powietrze do płuc. Urządzenie jest niedrogie, proste w obsłudze i powszechnie dostępne, ale w swojej praktyce stosują go przeważnie tylko pulmonolodzy oraz alergolodzy.

Historia spirometrii

Już starożytni lekarze fascynowali się płucami i ich funkcją. Hipokrates podejrzewał, że ich głównym zadaniem jest ochładzanie krwi, zaś Galen twierdził, że odwodzą one z organizmu niepotrzebne wyziewy. Galen był też pierwszym badaczem, który pokusił się o analizę wydychanego powietrza łapiąc je do sztucznego pęcherza.

Dopiero w XVII w. cyrkulacja powietrza w płucach została dokładniej opisana. Matematyk i fizjolog Giovanni Borelli skonstruował pierwszy przyrząd do mierzenia objętości oddechu, ale jego wyniki były błędne, gdyż nie uwzględniały efektów negatywnego ciśnienia. Na przestrzeni dwóch kolejnych wieków wynalazek próbowano udoskonalić, co powiodło się dopiero Thomasowi Beddoesowi i jego współpracownikom. Ich urządzenie było stosunkowo duże i zdecydowanie zbyt skomplikowane, aby mogło być wykorzystywane w praktyce lekarskiej.

Za ojca pierwszego spirometru uważa się oficjalnie brytyjskiego chirurga Johna Hutchinsona, który w 1846 r., który nie tylko poprawił funkcjonalność wykorzystywanego wcześniej „pulmometru”, ale także wykorzystał nowoczesne metody statystyczne do opracowania norm oddechowych. Hutchinson dokonał również przełomowego odkrycia, że wiek, wzrost i poziom witalności w znaczący sposób oddziałują na wyniki spirometrii.

Na czym polega spirometria?

Spirometr to aparat, który precyzyjnie mierzy objętość wdychanego i wydychanego powietrza. Wynikiem badania jest tzw. spirogram, czyli wykres oceniający mechanizm wentylacji i identyfikujący zarówno obstrukcje, jak i ograniczenia funkcji oddechowej.

W praktyce medycznej najczęściej stosuje się dziś elektroniczne spirometry, które mierzą szybkość przepływu powietrza porównując różnice ciśnienia w kanale lub wykorzystując ultradźwięki. Wyniki są wyjątkowo precyzyjne, eliminując błędy w wykonaniu badania.

Pomiaru zdolności oddechowych można jednak dokonać również za pomocą tradycyjnych spirometrów wykorzystujących np. ciężarek poruszający się w zbiorniku z wodą. Reaguje on na wydech i zwiększenie ciśnienia w zbiorniku podniesieniem ciężarka na określony poziom. Gdy pacjent wdycha powietrze, ciśnienie wewnątrz maleje i ciężarek analogicznie opada.

Przy okazji warto wspomnieć o prostym urządzeniu zwanym spirometrem motywacyjnym. Nadaje się on do użytku domowego i polecany jest jako trenażer zwłaszcza pacjentom po operacjach czy cięższych infekcjach dróg oddechowych, np. Covid-19.  W spirometrze motywacyjnym za pomocą ustnika wdychamy powietrze do wnętrza transparentnego pudełka, w którym poruszają się trzy różnobarwne kulki. Próbując podnieść je jak najwyżej, ćwiczymy objętość płuc i przyspieszamy ich regenerację po chorobie lub zabiegu. Przed użyciem należy skonsultować się z lekarzem, który określi optymalny plan ćwiczeń.

Kiedy zleca się spirometrię?

Spirometria jest podstawowym i kluczowym badaniem do diagnozowania i kontrolowania schorzeń układu oddechowego. W szczególności wykonuje się ją pacjentom, u których podejrzewana lub potwierdzona jest przewlekła obturacyjna choroba płuc (POChP). Występuje ona przede wszystkim u ludzi po 40 roku życia, zwłaszcza palących papierosy. Pierwsze objawy obejmują utrudnione oddychanie, obserwowane przede wszystkim podczas wysiłku fizycznego. Wraz z rozwojem choroby duszności odczuwalne zaczynają być nawet w fazie spoczynku.

Również w przypadku astmy spirometria jest podstawowym narzędziem oceny postępu choroby i skutków leczenia. Eksperci uważają wręcz, że w bardzo wielu sytuacjach fałszywie pozytywne diagnozy stawia się dziś wyłącznie na podstawie symptomów, co prowadzi do niepotrzebnego leczenia pacjentów, którzy w rzeczywistości astmy nie mają. Spirometria jest natomiast w stanie efektywnie wykazać chroniczny stan zapalny dróg oddechowych. Co ważne, u astmatyków badanie przeprowadza się zazwyczaj w połączeniu z przyjęciem wziewnych leków poszerzających kanaliki oskrzelowe.

W przypadku mukowiscydozy, czyli genetycznej choroby związanej z nadmierną produkcją lepkiego śluzu, który zajmuje drogi oddechowe i prowadzi do poważnych zaburzeń oddychania, spirometria wykorzystywana jest przede wszystkim od oceny postępu schorzenia. Na podstawie wyników planuje się dalszy przebieg terapii. Badanie stosowane jest również w diagnozowaniu i monitoringu idiopatycznego zwłóknienia płuc oraz przy kontroli pacjentów po przeszczepie płuc. Wreszcie, zapotrzebowanie na spirometry wyraźnie wzrosło w ostatnich latach wskutek powikłań po infekcji Covid-19. Coraz większą popularnością zaczęły cieszyć się domowe urządzenia, które w połączeniu z aplikacją na smartfon pomagają w długiej perspektywie kontrolować powrót do zdrowia i regenerację płuc.

Spirometria paradoksalnie nie służy jednak tylko i wyłącznie diagnostyce układu oddechowego. Zdaniem amerykańskich lekarzy to proste badanie jest jednym z najskuteczniejszych metod przewidywania zawałów serca, a tym samym może chronić przed przedwczesną śmiercią. Postuluje się wręcz, aby zwiększyć poziom jej wykonywania wśród pacjentów kardiologicznych, ponieważ bywa skuteczniejszym prognostykiem niż wiele inwazyjnych testów.

Jak wygląda badanie spirometryczne?

Spirometria jest bezbolesnym, nieinwazyjnym badaniem wykonywanym ambulatoryjnie. Nie potrzeba się do niego w żaden sposób przygotowywać, a po teście można od razu wrócić do normalnej aktywności. Lekarz może jednak indywidualnie zalecić, aby przed badaniem wziąć lub nie brać określonych leków. W szczególności nie powinno się przyjmować inhalatorów rozszerzających oskrzela. Powinno się również unikać palenia na co najmniej 6 godzin przed testem.

W ramach badania pacjentowi zakłada się na nos specjalny klips hamujący dopływ powietrza. Następnie ustami obejmuje on specjalny plastikowy ustnik i proszony jest o wzięcie możliwie największego wdechu i jak najszybszy oraz jak najsilniejszy wydech. Test powtarzany jest minimum trzykrotnie, zaś w przypadku podejrzenia astmy po pierwszej serii aplikowany jest wziewny środek rozszerzający oskrzela, po czym badanie się powtarza.

Warto wiedzieć:
Spirometria nie zawsze jest bezpieczna i pożądana. Przeciwwskazania do wykonania badania obejmują kaszel z krwią, aktywną gruźlicę oraz historię omdleń związanych z silnym wydychaniem powietrza.

O czym mówią wyniki spirometrii?

Jak wyżej wspomniano, spirometria jest dziś podstawową metodą diagnozowania astmy, POChP, zwłóknienia płuc, itd. Wyniki badania porównuje się z przyjętymi na świecie normami GLI (Global Lung Function Initiative) sporządzonymi dla różnych grup wiekowych. Jeśli mieszczą się one między 5 a 95 percentylem dla populacji, uznawane są za prawidłowe. W przypadku, że pacjentowi podano lek rozkurczający oskrzela, a wynik spirometrii zwiększył się o 200 ml oraz 12% należnej wartości, diagnozowana jest astma.

Interpretacją wyników spirometrii powinien oczywiście zająć się lekarz znający historię medyczną pacjenta. W ramach badania oceniane są takie parametry jak FEV1, czyli natężona pierwszosekundowa objętość wydechowa, FVC czyli natężona objętość życiowa oraz ich stosunek, czyli tzw. wskaźnik Tiffaneau. Tylko osoba o pogłębionej wiedzy medycznej będzie potrafiła je prawidłowo odnieść do stanu zdrowotnego pacjenta.

Czy spirometria ma jakieś ograniczenia? Owszem. Przede wszystkim wskazuje się na kłopot z wysiłkową naturą testu, której nie są w stanie często podołać małe dzieci lub osoby niepełnosprawne fizycznie lub umysłowo. Poza tym, niektóre źródła sugerują, że badanie nie jest dostatecznie czułe i nie wykrywa zmian, które dotyczą mniej niż 50% kanalików oskrzelowych. Zdarza się więc, że wyniki spirometrii są niewspółmierne do symptomów zgłaszanych przez pacjenta.

Mimo tych zastrzeżeń spirometria pozostaje wyjątkowo ważnym badaniem diagnostycznym, którego zastosowanie powinno być zdecydowanie powszechniejsze w szerokim społeczeństwie. Wczesne wykrycie zaburzeń oddychania lub pracy układu krążenia umożliwia szybsze rozpoczęcie terapii, co bywa kluczowe dla zachowania zdrowia, a w niektórych przypadkach nawet życia!