Souvisí závažnost obstrukce proudění vzduchu se statickým objemem plic?

Obstrukční plicní nemoc je definována omezením výdechového proudu vzduchu, způsobeným nadbytkem hlenu, ztrátou svalového tonusu a strukturálními změnami. Postupem času může snížení průtoku vzduchu vést k zachycování plynu v plicích (hyperinflaci). Hyperinflace je spojena se sníženou tolerancí cvičení, dušností a špatnou kvalitou života. Mezi možnosti časné léčby patří inhalátory a plicní rehabilitace; v pozdějších stádiích však může být nutná chirurgická intervence a oxygenoterapie. Rychlejší a přesnější diagnostika pomůže zlepšit výsledky pacientů a optimalizovat jejich léčebné cesty.

Dvě metodologie používané ke stanovení plicních objemů a hyperinflace jsou vymývání dusíkem a tělesná pletysmografie. O přesnosti každého z nich při definování plicních objemů u pacientů s obstrukční plicní nemocí se diskutuje v literatuře. Plethysmografie vyžaduje, aby pacient seděl v uzavřeném boxu a provedl manévr s dýcháním a využívá naměřené změny objemu a tlaku k odvození objemů plic. Plethysmografie byla navržena k nadhodnocení plicních objemů u pacientů s obstrukční plicní nemocí. Na druhé straně se vymývání dusíkem při výpočtu objemu plic spoléhá na „vymytí“ veškerého dusíku z plic. Zachycování plynu a špatná cirkulace proudění vzduchu, ke které dochází u pacientů s obstrukcí proudění vzduchu, může vést k podcenění plicních objemů.

Tato studie bude mít za cíl zjistit, zda existuje významný rozdíl mezi objemy plic získanými vymýváním dusíkem a tělesnou pletysmografií u pacientů s obstrukční plicní nemocí. Budou zahrnuti jedinci s mírnou, středně těžkou, těžkou a velmi těžkou obstrukcí, včetně těch bez obstrukce pro srovnání, s přibližně 10 z každé skupiny. Budou dotázáni, zda souhlasí s podstoupením dodatečného testu během rutinní návštěvy v nemocnici, což přidá ~15 minut k jejich návštěvě.

Omezení exspiračního průtoku vzduchu je charakteristickým znakem obstrukční plicní nemoci; Ke strukturálním a anatomickým změnám, ke kterým dochází, přispívá remodelace parenchymu, mukózní impakce, edém a snížení tonusu hladkého svalstva (O'Donnell, 2006). Jedinci s bronchiektáziemi a chronickou obstrukční plicní nemocí mají často zánět v dýchacích cestách (CHOPN). Zhoršená mukociliární clearance a zvýšená produkce hlenu jsou způsobeny zánětem, který se vyskytuje uvnitř epitelu dýchacích cest. Kvůli zvýšenému ukládání pojivové tkáně se stěny průdušek ztlušťují a lumen dýchacích cest se časem zmenšuje (Hogg, 2004). Obstrukce proudění vzduchu je definována jako snížení vydechovaného proudu vzduchu ve srovnání s celkovým objemem vydechovaného vzduchu a je vyšetřována testem zvaným spirometrie. Dvě měření potřebná k identifikaci obstrukční plicní nemoci jsou FEV1 (usilovaný výdechový objem v první sekundě výdechu po maximálním nádechu) a FVC (usilovaná vitální kapacita – maximální množství vzduchu, které lze násilně vydechnout po maximálním nádechu). Aby byla diagnostikována obstrukce proudění vzduchu, musí být poměr FEV1/FVC

Často v důsledku chronické obstrukční plicní nemoci dochází k hyperinflaci, což je abnormální zvýšení FRC. To je způsobeno nerovnováhou mezi snížením průtoku vzduchu z plic ve srovnání s celkovým objemem plic. K rozsahu hyperinflace v čase přispívají také změny elastických vlastností plic a zhoršená funkce inspiračních svalů (Gibson, 1996). Hyperinflace je spojena se sníženou zátěžovou kapacitou, dušností a sníženou kvalitou života. Bylo zjištěno, že jedinci s CHOPN stráví 1/3 dne stáním/chůzí ve srovnání se zdravými jedinci stejného věku, kteří tak strávili přibližně ½ dne; taková fyzická dekondice výrazně urychluje progresi onemocnění (Cooper, 2009). Léčba a intervence zaměřená na hyperinflaci může zlepšit nejen respirační symptomy, ale také metabolické parametry a chronický zánět. Často se využívá plicní rehabilitace, bronchodilatátory a oxygenoterapie, nicméně se předpokládá, že největší přínos poskytuje chirurgická intervence, jako je operace snížení objemu plic (LVRS) (Criner, 2017). Přesnost měření objemu plic je zásadní pro určení, zda byla intervenční léčba (např. bronchodilatátory, LVRS, doplňkový kyslík) úspěšná nebo zda pacient potřebuje chirurgický zákrok.

K výpočtu plicních objemů používají lékaři metody zahrnující tělesnou pletysmografii, vymývání dusíkem, ředění heliem a novou radiografickou metodu využívající počítačovou tomografii (CT). Produkují měření zahrnující FRC (funkční zbytková kapacita), IC (inspirační kapacita) a VC (vitální kapacita), která se používají k výpočtu TLC (Delgado, 2019). Obrázek 1 ukazuje schematický vztah těchto hodnot k sobě navzájem. Dvě metody, které jsou zkoumány v tomto výzkumném projektu, jsou vymývání dusíkem a tělesná pletysmografie. Vymývání dusíkem je technika ředění plynů, při které pacient dýchá 100% kyslík přes náustek, aby se odstranil dusík z plic. Náustek má dvoucestný ventil, který umožňuje pacientovi vdechovat kyslík při výdechu pomocí pneumotachu, který měří koncentraci dusíku ve vydechovaném vzduchu, dokud nedosáhne

Dlouho se diskutuje o přesnosti technik měření objemu plic, Garfield et al uvedli, že tělesná pletysmografie nadhodnocuje objemy plic u pacientů s obstrukcí dýchacích cest ve srovnání s CT (Garfield, 2012). Lufti et al nedávno ve svém výzkumu uvedli, že techniky ředění plynů, jako je vymývání dusíkem, mohou podceňovat TLC u pacientů s obstrukční plicní nemocí (Lutfi, 2017). Jedna případová studie zkoumající objemy plic u jednoho pacienta s obstrukční plicní nemocí naznačila, že pletysmografie může falešně zvýšit objem měření plic kvůli odporu dýchacích cest a poddajnosti úst, zatímco vymývání dusíkem může podcenit objemy kvůli nekomunikativním oblastem plic (Sue, 2013). Na druhou stranu jiná studie zjistila, že při srovnávání objemů plic odvozených z CT s tělesnou pletysmografií a ředěním heliem u pacientů s obstrukční plicní nemocí byl významný rozdíl mezi CT a ředěním heliem, ale nikoli CT a tělesnou pletysmografií (O'Donnell CR, 2010), což naznačuje, že pletysmografie byla přesnější z těchto dvou. Vzhledem k tomu, že ředění heliem i vymývání dusíkem závisí na míšení plynů při určování objemů plic, podobné výsledky mohou být patrné, pokud by se to opakovalo s promýváním dusíkem. Pokud je výzkumníkovi známo, nebylo provedeno srovnání mezi objemy plic získanými proplachováním dusíkem a tělesnou pletysmografií u pacientů s různou závažností obstrukční plicní nemoci. Pokud je mezi metodami nalezen významný rozdíl, mohlo by to pomoci při výběru nejvhodnějšího a nejpřesnějšího nástroje pro měření objemu plic u pacientů s obstrukční plicní nemocí. Taková zjištění mohou zkrátit dobu objednání, zlepšit způsoby léčby pacientů a snížit finanční náklady nemocnice. CHOPN stojí NHS přibližně 1,9 miliardy ročně, dřívější intervence a léčba mohou pomoci tuto zátěž snížit (The_Lancet, 2018).