SISTEMA DE OSCILOMETRIA DE IMPULSO – PARTE II

Introducción

En la edición número I se abordó el sustento teórico que encuadra a la Oscilometría de Impulso con el propósito de contar con las bases necesarias y así comenzar a desarrollar los aspectos prácticos de la prueba. Ante cualquier duda que se le presente durante esta lectura, se recomienda consultar nuevamente la primera edición hacienda click aquí.

De la teoría a la práctica

En esta primera parte se describen las curvas y parámetros más relevantes que luego serán de utilidad en la interpretación de resultados.

En la figuras 1 y 2, se muestran curvas normales de la Resistencia (Rrs) y de la Reactancia (Xrs) en función de la frecuencia. Como se puede observar, los valores de Rrs no se ven afectados por la frecuencia de oscilación y permanecen casi estables en la zona normal a lo largo del rango de frecuencias.

En contraste con los valores estables de Rrs a lo largo del rango de frecuencias, los valores de Xrs pueden ser tanto negativos como positivos, dependiendo del rango de frecuencia analizado. Se puede observar que a cierto valor específico de frecuencia, Xrs se hace nulo y a esta frecuencia se la denomina Frecuencia de Resonancia (Fres).

Por otra parte es clave contar y comprender los siguientes parámetros importantes que se obtienen durante la prueba:

1) Parámetros Principales:

  • Rrs5 (Resistencia a 5Hz) – Resistencia Total de la Vía Aérea

Este parámetro es reflejo de la Resistencia Total de la Vía Aérea ya que al ser representativo de las bajas frecuencias, nos brinda información acerca de la vía aérea central y de la vía aérea pequeña.

Para el caso de obstrucción de la vía aérea, tanto en la vía aérea proximal como en la distal, el valor de Rrs5 estará elevado (área anormal) respecto de su valor normal.  

 El valor de Rrs se expresa en unidades de kPa/L/s o cmH20/L/s.

   Figura 1: Representación Weibel y gráfico de la Resistencia en función de la frecuencia

  • Xrs5 (Reactancia a 5Hz) – Reactancia Pulmonar 

Este parámetro, cuyo valor es negativo, refleja en mayor medida las propiedades visco-elásticas del sistema respiratorio al ser esta propiedad dominante a bajas frecuencias. Debido a que las propiedades elásticas del sistema respiratorio se manifiestan primariamente en la vía aérea pequeña, la reactancia a bajas frecuencias provee información valiosa sobre la vía aérea distal. Si las fuerzas de retracción elásticas se pierden, como en la hiperinsuflación, el valor de Xrs5 se hace más negativo (hacia abajo en la gráfica de Reactancia en función de la frecuencia). Lo mismo ocurrirá para el caso de fibrosis pulmonar, donde el pulmón se hace menos elástico.

Figura 2: Representación Weibel y gráfico de la Reactancia Pulmonar en función de la frecuencia

Ahora bien, como podemos determiner si estamos frente a un patron normal o alterado de la via aérea? Definimos un patrón anormal a través de los siguientes criterios:

Rrs5 Resistencia de la vía aérea a 5 Hz – Es ANORMAL si Rrs5 > 140% Predicho

Xrs5 Reactancia pulmonar a 5 Hz – Es ANORMAL si la diferencia de Xrs5 con respecto al Predicho (Xrs5 – Pred) > 0,15 kPa/L/s

La función pulmonar es NORMAL SOLO si ambos parámetros Rrs5 y Xrs5 están dentro del rango de la normalidad.

2) Parámetros adicionales para Interpretación Diferencial

Una vez determinado que estamos frente a valores alterados de Rrs5 y Xrs5, es posible realizar un diagnóstico diferencial a través del análisis de los siguientes parámetros adicionales:

Vía Aérea Proximal (Central)

  • Rrs20 (Resistencia a 20 Hz) – Resistencia Central

Nos da información acerca de la vía aérea central.

Vía Aérea Distal (Periférica)

  • Diferencia entre Rrs5 y Rrs20 – Dependencia de la Resistencia a la Frecuencia

Es posible inferir si la obstrucción es de la vía aérea central o periférica analizando la relación entre los valores de Rrs5 y Rrs20. Delta R5-R20 % expresa obstrucción periférica si su valor está por encima de 30% – 35% o si la Diferencia entre Rrs5 y Rrs20 es igual o mayor a 0,08 [kPa/L/s].

Como mencionamos mas arriba, en personas sanas, la resistencia (Rrs) es prácticamente independiente de la frecuencia, es decir que la resistencia se mantiene sin grandes alteraciones entre las frecuencias 5Hz y 20Hz.

Cuando ocurre obstrucción de la vía aérea, ya sea central o periférica, Rrs5 se incrementa por sobre su valor normal. En patología obstructiva de la vía aérea central, la resistencia esta elevada uniformemente por sobre su nivel normal independientemente de la frecuencia. Mientras que en la obstrucción periférica de la vía aérea, la resistencia a bajas frecuencias está aumentada y va disminuyendo con el aumento de la frecuencia. En este último caso, se dice que la Resistencia es dependiente de la frecuencia y es un rasgo característico de la obstrucción en vía aérea periférica. Ver ejemplos de Obstrucción Central y Periférica más abajo.

  • Fres – Frecuencia de Resonancia 

Es la frecuencia en la cual la Inertancia es igual en magnitud a la Capacitancia, es decir, la Reactancia Total de la vía aérea Xrs es nula (recordemos que la Inertancia y Capacitancia son de signo opuesto). Este es un indicador conveniente para separar las bajas de las altas frecuencias en Xrs (ver figura 2). Por lo tanto, la Capacitancia es dominante a frecuencias por debajo de la Fres mientras que la Inertancia es dominante por encima de la Fres. En adultos sanos, el valor de la Frecuencia de Resonancia esta entre 7 y 12 Hz. En niños sanos, el valor de la Fres es más alta que en adultos sanos. En patología respiratoria, se produce un incremento de la Frecuencia de Resonancia, moviéndose este valor hacia la derecha en la gráfica de Xrs.

  • AxÁrea de Reactancia

Es un índice cuantitativo de la reactancia respiratoria total en las frecuencias comprendidas entre 5 Hz y la Frecuencia de Resonancia. Se representa gráficamente como el área bajo la línea de cero de la gráfica de reactancia y por encima de la curva Xrs (ver figura 2). Este índice refleja, en un único valor, los cambios producidos en el grado de obstrucción de la vía aérea periférica y se correlaciona con la diferencia entre Rrs5 y Rrs20.

Impedancia Respiratoria

  • Z5Hz – Impedancia a 5Hz (Z5Hz = R5Hz + j X5Hz)

Es un parámetro integrador que incorpora tanto la resistencia de la vía aérea y reactancia pulmonar a 5Hz.

 

De lo expuesto anteriormente, se recomienda documentar al menos los siguientes parámetros durante la prueba:

Vt: Volumen corriente

Zrs5: Impedancia a 5 Hz

Rrs5: Resistencia a 5 Hz

DR5-R20: Diferencia entre Rrs5 y Rrs20

Xrs5: Reactancia a 5 Hz

Fres: Frecuencia de Resonancia

AX: Área de Reactancia

A continuación presentamos dos ejemplos de patología respiratoria obstructiva y de que forma realizamos su análisis.

Ejemplo: Obstrucción Central

Rrs5 anormal > 140% Pred (Resistencia Total de la vía aérea está elevada y dentro del rango anormal)

Xrs5 normal

DRrs5-Rrs20 % < 30-35%

Gráfico de Rrs(frec): independencia de la Resistencia en función de la Frecuencia

Gráfico de Xrs(frec): normal

 

Ejemplo: Obstrucción Periférica

Rrs5 anormal > 140% Pred (Resistencia Total de la vía aérea está elevada y dentro del rango anormal)

Xrs5 dentro del rango anormal

DRrs5-Rrs20 % > 30-35% (Resistencia de la via aérea Central sensiblemente menor que Rrs5)

Gráfico de Rrs(frec): marcada dependencia de la Resistencia en función de la Frecuencia

Gráfico de Xrs(frec): desplazada hacia abajo (desplazando la Fres hacia la derecha) en zona anormal

Una herramienta adicional con la que cuenta el sistema de Oscilometría de Impulso, es el llamado gráfico de Goldman, que combina ambas respuestas de Rrs y Xrs en función de la frecuencia, como se ilustra en la figura 3.

Figura 3: Gráfico de Goldman

Su aplicación clínica está relacionada a la respuesta del paciente en evaluación Pre-Post broncodilatador y en broncoprovocación, figura 4.

Figura 4: Respuesta para evaluación Pre-Post en broncodilatación y broncoprovocación

Con el sistema de Oscilometría de Impulso es posible utilizar los parámetros observacionales oscilométricos Rrs5 y Fres en una prueba de broncoprovocación y/o broncodilatación. Para el caso de Broncoprovocación, la misma será positiva si Rrs5 alcanza un aumento mayor al 40% y la Fres un aumento mayor al 35 % respecto del nivel basal medido.

Valores Predichos

En América Latina se ha publicado recientemente el primer trabajo para valores predichos en población de niños y adolescentes sanos mexicanos por L. Gochicoa et al, desarrollado en el Instituto Nacional de Enfermedades Respiratorias de la Ciudad de México, rango de edad de 2,7 a 14,4 años.

Otros autores que podemos mencionar:

13 a 17 años                           Berdel/ Lechtenboerger

18 a 60 años                           Vogel/ Smidt

2 a 11 años                             Dencker/ Malmberg

45 a 91 años                           Schulz

Referencias para Valores Predichos:

Dencker M, Malmberg LP. Et al. Reference values for respiratory system impedance by using impulse oscillometry in children aged 2–11 years. Clin Physiol Funct Imaging 2006

Lechtenboerger P. et al. Resistance and Reactance Measured by Impulse Oscillometry: Paediatric Reference Values in 614 Healthy Children and Adolescents Aged 5 to 17 Years. Private communication.

Vogel J, Smidt U. Impulse Oscillometry – Analysis of lung mechanics in general practice and the clinic, epidemiology and experimental research. Pmi Verlagsgruppe GmbH 1994; ISBN 3-89119-316-5

“Values of Impulse Oscillometry in Healthy Mexican Children and Adolescents”. Laura Gochicoa-Rangel MSc MD, Luis Torre-Bouscoulet MSc MD, David Martinez-Briseño MSc, Luis Rodriguez-Moreno MD, Gabriela Cantu-Gonzalez MD and Mario H. Vargas MSc MD.

 

En la próxima emisión (Parte III) se presentarán casos clínicos donde se podrá apreciar la aplicación, y se observará la alta sensibilidad y discernimiento de la vía aérea afectada con la prueba de Oscilometría de Impulso.

SISTEMA DE OSCILOMETRIA DE IMPULSO – PARTE I

 

SISTEMA DE OSCILOMETRIA DE IMPULSO – PARTE III

 

Referencias y agradecimientos

“Impulse Oscillometry – Analysis of Lung mechanics in general practice and the clinic, epidemiological and experimental research” Authors: Johannes Vogel and Udo Smidt.

“The forced oscillation technique in clinical practice: methodology, recommendations and further developments” Oostveen E. et al. ERS Task Force. Eur Respir J 2003; 22: 1026-1041

“Forced Oscillations in Applied Respiratory Physiology: Clinical Applications”. Authors: Andreas S Lappas, Anna S Tzortzi and Panagiotis K Behrakis.

“Impulse Oscillometry provides an effective measure of lung dysfunction in 4-year-old children at risk for persistent asthma” Authors: Alex Marotta MD, Mary D. Klinnert PhD, Marcella R. Price MSPH, Gary L. Larsen MD and Andrew H. Liu MD

“Values of Impulse Oscillometry in Healthy Mexican Children and Adolescents”. Authors: Laura Gochicoa-Rangel MSc MD, Luis Torre-Bouscoulet MSc MD, David Martinez-Briseño MSc, Luis Rodriguez-Moreno MD, Gabriela Cantu-Gonzalez MD and Mario H. Vargas MSc MD.

“Chapter 5 – Forced oscillation technique and impulse oscillometry”, Authors: H. J. Smith, P. Reinhold, MD Goldman

“Modern Impulse Oscillometry in the Spectrum of Pulmonary Function Testing Methods” Authors: J. Winkler, A. Hagert-Winkler, H. Wirtz, G. Hoheise – Institute Fachpraxen für Pneumologie und Allergologie, Leipzig Klinik and Poliklinik für Diagnostische Radiologie, Klinikum der Universität Leipzig

“Impulse Oscillometry: Interpretation and practical applications”, Authors: Scorr Bickel, MD; Jonathan Popler, MD, FCCP; Burton Lesnick MD, FCCP; Nemr Eid, MD, FCCP

“Measuring lung function using sound waves: role of the forced oscillation technique and impulse oscillometry system” Authors : Bill Brashier, Sundeep Salvi

Agradecimiento a la colaboración de la Dra. Laura G. Gochicoa Rangel, Jefa del laboratorio de Fisiología Respiratoria del Instituto Nacional de Enfermedades Respiratorias “Ismael Cosío Villegas”, Ciudad de México, México.

Agradecimiento a la colaboración de la empresa Servicios de Ingeniería en Medicina SA de CV, Ciudad de México, México, División Diagnóstico Respiratorio, Ing. José Manuel Avila Rojas.

 

Sebastian Masanet

Sebastian Masanet

Ingeniero Biomedico (Bioingeniero) egresado de la Facultad de Ingeniería – Bioingeniería de la Universidad Nacional de Entre Rios (Argentina). Desde el año 2008 se ha desempenado en diversas posiciones en el área de Diagnóstico Respiratorio y Cardiopulmonar de las empresas CardinalHealth, CareFusion, BD y ahora en Vyaire Medical. Actualmente se desempeña como Responsable Comercial en soluciones para Diagnióstico Respiratorio para America Latina. Anteriormente se desempeñó como Ingeniero Clínico en el Instituto Cardiovascular de Buenos Aires (Ciudad de Buenos Aires – Argentina)

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