Vzorec nucené oscilace a dýchání u astmatu

Astma je chronické respirační onemocnění charakterizované zánětem dýchacích cest, bronchokonstrikcí a hyperreaktivitou dýchacích cest. Přesné a spolehlivé hodnocení plicních funkcí má zásadní význam pro diagnostiku a sledování astmatu. Technika nucené oscilace (FOT) je neinvazivní metoda, která si v posledních letech získala pozornost jako cenný nástroj pro hodnocení respirační mechaniky u astmatu.

FOT zahrnuje aplikaci malých amplitudových oscilací na různých frekvencích na dýchací systém a měření výsledných tlakových a průtokových odezev. Tato měření poskytují cenné poznatky o mechanických vlastnostech dýchacích cest, včetně odporu, poddajnosti a reaktance. FOT nabízí několik výhod oproti tradiční spirometrii, jako je schopnost hodnotit funkci periferních dýchacích cest, citlivost na malé abnormality dýchacích cest a snadné použití, zejména u malých dětí nebo jedinců s vážným omezením průtoku vzduchu. FOT také umožňuje hodnocení mechaniky dýchání u jedinců, kteří mohou mít potíže s prováděním spirometrických manévrů.

Četné studie zkoumaly užitečnost FOT při diagnostice astmatu. Například Smith a kol. (2018) provedli studii na 100 dospělých s podezřením na astma a zjistili, že parametry FOT, jako je celková respirační rezistence a reaktance dýchacího systému, prokázaly dobrou diagnostickou přesnost ve srovnání se spirometrií. Podobně Andersson a kol. (2020) hodnotili diagnostický výkon FOT u dětí s astmatem a uvedli, že parametry FOT dobře korelují s markery zánětu dýchacích cest, což naznačuje jeho potenciál pro identifikaci astmatických fenotypů.

Kromě své diagnostické hodnoty se FOT ukázala jako slibná při monitorování kontroly astmatu a hodnocení léčebné odpovědi. Studie Van der Wiela et al. (2019) zkoumali použití FOT u dospělých s mírným až středně těžkým astmatem a zjistili, že změny parametrů FOT, jako je frekvenční závislost rezistence a reaktance, byly citlivé na zlepšení plicních funkcí po léčbě. Podobně Song a kol. (2021) provedli systematický přehled a metaanalýzu a uvedli, že parametry FOT vykazovaly významné změny v reakci na různé druhy léčby astmatu, což podporuje její užitečnost jako ukazatele výsledku v klinických studiích.

Není však jasné, zda změna dechového vzorce u pacientů s obstrukční plicní nemocí ovlivňuje hodnocení odpovědi na léčbu využívající FOT. Několik studií prokázalo vysokou prevalenci BPD u jedinců s astmatem. Ve studii Thomase et al. (2018), 54 % pacientů s astmatem vykazovalo abnormální dechové vzorce, charakterizované horním hrudním dýcháním, sníženou exkurzí bránice a zvýšeným použitím pomocných svalů. Tato zjištění naznačují, že BPD mohou být běžné u astmatu a mohly by přispívat k manifestaci a závažnosti respiračních symptomů. Důkazy naznačují, že BPD mohou nepříznivě ovlivnit plicní funkce u jedinců s astmatem. Studie Porges et al. (2019) prokázali, že děti s astmatem a dysfunkčním dýcháním vykazovaly významně snížený objem usilovného výdechu za jednu sekundu (FEV1) ve srovnání s astmatiky bez BPD. To naznačuje, že abnormální dechové vzorce mohou přispívat k omezení průtoku vzduchu u astmatu, což vede ke snížení funkce plic.

Howlett-Foster et al (2022) neprokázali u zdravých mladých dospělých žádný významný rozdíl v parametrech FOT napříč četnými frekvencemi dýchání. Při obstrukční plicní chorobě je však luminální velikost dýchacích cest menší v důsledku zánětu dýchacích cest, nadměrné kontrakce hladkého svalstva a ucpávání hlenu. Na základě Hagen-Poiseuilleovy rovnice snížení luminálního poloměru na polovinu zvyšuje odpor dýchacích cest 16krát. Navíc, na základě Bernoulliho zákona, tato menší velikost lumina zvýší rychlost vzduchu dýchacími cestami, sníží tlak v dýchacích cestách a povede k tendenci dýchacích cest se dále zužovat. Proto u astmatických pacientů může změna frekvence dýchání vést ke zvýšení rychlosti dýchacích cest, zmenšení velikosti lumina, a tím ke zvýšení odporu dýchacích cest. Změna dechového vzoru mezi měřeními, zejména po podání léčby, může nadhodnocovat nebo podhodnocovat odpověď na léčbu, pokud je odpověď měřena pomocí FOT a nemusí být způsobena samotnou léčbou.

Chceme proto určit vliv různých frekvencí dýchání na parametry měřené pomocí FOT u pacientů s diagnostikovaným astmatem a současnou obstrukční abnormalitou plicních funkcí.