Thema: Vertaling uit de serie Taskforce ATS/ERS: Standaardisatie van Longfunctieonderzoek
In deze editie o.a.:
uitgegeven door de Nederlandse Vereniging van Longfunctie Analisten
• Standaardisatie van het meten van longvolumes • Standaardisatie van de ”single-breath”-meting van de opname van koolmonoxide in de longen
uitgave nr. 222
december 2009
Innovatieve ZAN longfunctie apparatuur
Wij staan niet stil. U wel?
• Gebruik van de klassieke diffusie techniek (TLCO SB) en fast space diffusie-techniek (TLCO TB) voor een correcter beeld • • Apneu-tijd vanaf 3 seconden • • Volumes meetbaar vanaf 200 ml •
Bron: M.J.M. Horstman, F.W. Mertens, D. Schotborg, H.C. Hoogsteden and H. Stam Department of Pulmonary Diseases, Erasmus MC Rotterdam, The Netherlands
• Overzetting van andere databases naar ZAN is mogelijk • • HL7 integratie in het ziekenhuisnetwerk • • Volledig gamma van spirometrie tot ergospirometrie •
Wij zijn ook uw partner voor: • Wheezometrie en hoestdetectie • • NO-anaysers: NioxMino • • Desktop spirometrie • • Capnografie en saturatie •
Bezoek ons alvast online op:
www.accuramed.be Leuvensesteenweg 680 • B-1930 Zaventem (Nossegem) Tel: 06 303 686 45 • Fax: 0032 23 07 01 15
[email protected]
Ontdek snel onze innovaties!
Redactie:
4
Voorwoord
5
Standaardisatie van het meten van longvolumes
23
Standaardisatie van de ”single-breath”-meting van de opname van koolmonoxide in de longen
50
Organisatie-overzicht NVLA
51
Overige adressen
Remco Boksem Antoinette Houtkooper Loes Wansing
Eindredactie/correspondentie: Remco Boksem
Druk: Grafico Druk B.V. Bunde
Ledenadministratie/ adreswijzigingen/ personeelsadvertenties: Administratie Kantoor Reijnders - Zuliani Postbus 79 6230 AB Bunde-Meerssen e-mail:
[email protected]
ISSN: 138-4343
kijk ook eens op: www.nvla.nl
Longkruid staat onder verantwoording van het bestuur van de Nederlandse Vereniging van Longfunctie Analisten
Voorwoord december 2009
Wie wil er met de feestdagen een cadeautje ontvangen? Iedereen toch? Daar is hij dan, de langverwachte uitgave van Longkruid met daarin de vertaling van de ERS/ATS richtlijnen uit de serie ”taskforce ATS/ERS: Standaardisatie van longfunctieonderzoek” 2005: - ”Standardisation of the single-breath determination of cabon monoxide uptake in the lung”. - ”Standardisation of the ”measurement of lung volumes”. Deze vertaling zal een zeer belangrijke bijdrage gaan leveren aan de kwaliteit van het longfunctieonderzoek. Wij zijn de mensen die dit verwezenlijkt hebben dan ook erg dankbaar. Met name Saeeda Lone-Latif, Mischa Zengeni, Remco Boksem (allen longfunctieanalisten) en dr.ir. F.H.C. de Jongh hebben de door het vertaalbureau Metamorfose aangeleverde vertalingen gecontroleerd op vakinhoudelijke termen. Ons administratiekantoor Reijnders-Zuliani heeft in samenwerking met de drukker de definitieve layout verzorgd. Mede dankzij dr.ir. F.H.C. de Jongh mogen we hier spreken van een door de European Respiratory Society goedgekeurde vertaling van de originele artikelen. De auteursrechten blijven echter voorbehouden aan de European Respiratory Society Journal Ltd. We wensen jullie veel succes met het invoeren/toepassen van deze nieuwe richtlijnen in de praktijk. Al weer een jaar voorbij! Afgelopen jaar hebben we veel bereikt binnen onze beroepsvereniging. De Caspir-training loopt als een trein, de ”Train de trainer cursus” heeft er inmiddels toe bijgedragen dat er reeds 24 longfunctieanalisten geschoold zijn in didactische vaardigheden, zodat zij ingezet kunnen worden als docent voor de Caspir-training. De ERS-reviewavond, de kadertraining ”Diffusie”, de bijscholingsdag ”Interpretatie” en de ECG cursus werden weer druk bezocht. De website is gelanceerd en met succes, want meer dan 750 unieke bezoekers namen er een kijkje op in de afgelopen maand. Tevens werd er op internationaal niveau gewerkt aan de totstandkoming van een samenwerkingsverband met onze ”zuster”-verenigingen in het buitenland. Ook het komende jaar staat er veel op de planning. Natuurlijk het jubileumsymposium- en feest in Scheveningen en mei, waar onze nieuwe wall-up met slogan gepresenteerd zal worden. (Je hebt toch wel mee gedaan met de prijsvraag?). De voorbereidingen voor een kadertraining in Davos zijn in volle gang. De commissie kwaliteitsbeheersing werkt hard aan het updaten van de longfunctieprotocollen. Verder is reeds een projectgroep gestart met het opstellen van een projectplan voor een accreditatiesysteem voor alle longfunctieanalisten die lid zijn van de NVLA. Tijdens de komende ledenvergadering, 10 april 2010 in Deventer, zal dit plan gepresenteerd worden. We zijn gevraagd om te participeren in de organisatie van een allergie-symposium in 2010 en een precongresdag van de International Society for Aerosols in Medicine ( ISAM ) in juni 2011. Uiteraard zullen er weer ”Train de trainer cursussen” georganiseerd worden in samenwerking met Astrazeneca en ClemensZ. Kortom het wordt vast weer een prachtig, interessant en leerzaam jaar! Namens het bestuur wens ik jullie een gezond 2010. Erica Dijkers, voorzitter NVLA
4
Eur Respir J 2005; 26: 511–522 DOI: 10.1183/09031936.05.00035005 Copyright_ERS Journals Ltd 2005
SERIE ”TASKFORCE ATS/ERS: STANDAARDISATIE VAN LONGFUNCTIEONDERZOEK” Onder redactie van V. Brusasco, R. Crapo en G. Viegi Nummer 3
STANDAARDISATIE VAN HET METEN VAN LONGVOLUMES J. Wanger, J.L. Clausen, A. Coates, O.F. Pedersen, V. Brusasco, F. Burgos, R. Casaburi, R. Crapo, P. Enright, C.P.M. van der Grinten, P. Gustafsson, J. Hankinson, R. Jensen, D. Johnson, N. MacIntyre, R. McKay, M.R. Miller, D. Navajas, R. Pellegrino en G. Viegi
INHOUD
BETROKKEN ONDERZOEKS-
Achtergrond en doel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Definities en onderverdelingen van longvolumes . . . . . . . . . . . . . . . . . Voorbereiding van de patiënt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Afleidingen van onderverdelingen van longvolumes . . . . . . . . . . . . . . . Meting van FRC op basis van lichaamsplethysmografie . . . . . . . . . . . Inleiding en theorie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Apparatuur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Meettechniek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kwaliteitscontrole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Berekeningen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Meting van FRC op basis van stikstofuitwasmethode . . . . . . . . . . . . . Inleiding en theorie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Apparatuur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Meettechniek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kwaliteitscontrole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Berekeningen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Meting van FRC op basis van heliumverdunningsmethode . . . . . . . . . Inleiding en theorie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Apparatuur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Meettechniek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kwaliteitscontrole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Berekeningen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Meting van longvolumes met behulp van beeldvormende technieken Conventionele radiografie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Computertomografie (CT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Magnetic Resonance Imaging (MRI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Controverses en belangrijke aandachtspunten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Referentiewaarden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Maatregelen tegen verspreiding van infecties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Afkortingen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6 6 7 7 8 8 9 9 10 11 11 11 12 12 13 14 14 14 14 16 16 17 17 18 18 18 18 18 19 19
INSTELLINGEN Zie Dankbetuiging
CORRESPONDENTIE V. Brusasco Facoltà di Medicina e Chirurgia Dipartimento di Medicina interna e Specialità mediche Università degli Studi di Genova V.le Benedetto XV, 6 1-16132 Genua Italië Fax: 39 0103537690 E-mail:
[email protected]
Ontvangen op: 23 maart 2005 Goedgekeurd op: 5 april 2005
TREFWOORDEN: helium, longfunctie, longfysiologie, longvolumemeting, stikstof, radiologie
European Respiratory
Eerdere artikelen in deze reeks: nr 1: Miller MR, Crapo R, Hankinson J et al, Algemene aspecten van longfunctieonderzoek. Eur Respir J 2005; 26: 153-161; nr. 2: Miller MR, Hankinson J, Brusasco V et al, Standaardisatie van spirometrie. Eur Respir J 2005; 26: 319-338.
EUROPEAN RESPORATORY JOURNAL
VOLUME 26 NUMMER 3
Journal Druk ISSN 0903-1936 Online ISSN 1399-3003
5
STANDARDISATION OF LUNG VOLUME MEASUREMENT
J. WANGER ET AL
ACHTERGROND EN DOEL Metingen van in- en uitgeademde longvolumes op basis van spirometrie zijn nuttig voor het opsporen en diagnosticeren van longaandoeningen en het beoordelen van de ernst daarvan. Metingen van absolute longvolumes, residuaal volume (RV), functionele residuele capaciteit (FRC) en totale longcapaciteit (TLC) zijn technisch lastiger te realiseren en worden in de klinische praktijk dan ook minder vaak toegepast. Verder is vooralsnog onduidelijk wat het nut is van longvolumemetingen voor het beoordelen van de ernst van aandoeningen, functionele beperkingen, het ziekteverloop en de respons op behandeling bij zuigelingen, peuters en kleuters, maar ook bij oudere kinderen en volwassenen. Niettemin zijn er omstandigheden waarin metingen van longvolumes absoluut noodzakelijk zijn om te komen tot een correcte fysiologische diagnose1. Anders dan voor het relatief eenvoudige spirometrisch longvolumeonderzoek bestaan er voor het onderzoek naar absolute longvolumes diverse, sterk uiteenlopende meettechnieken: lichaamsplethysmografie (waarvoor verschillende methodes beschikbaar zijn), stikstofuitwasmethode, gasverdunningsmethode en beeldvormende technieken op basis van radiografie. In dit document zijn de aanbevelingen betreffende longvolumemeting van de taskforce voor standaardisatie van longfunctieonderzoek van de American Thoracic Society (ATS) en de European Respiratory Society (ERS) bijeengebracht en samengevoegd met de aanbevelingen van een workshop die de ATS eerder met steun van het Amerikaanse National Heart, Lung and Blood Institute (NHLBI) heeft georganiseerd. Deelnemers aan de ATS/NHLBI-workshop - allen specialisten met veel ervaring, zowel met volwassenen als met kinderen - hebben hun input gepubliceerd in de vorm van achtergrondartikelen in de European Respiratory Journal, die zijn verschenen in de periode 1995-19992-12. Later zijn de resultaten van de ATS/NHLBI-workshop ook neergelegd in een consensusdocument (te vinden op de website van de ATS13) dat uitvoerigere beschrijvingen, een aantal discussiepunten en meer uitgebreide afleidingen van referentievergelijkingen bevat. DEFINITIES EN ONDERVERDELINGEN VAN LONGVOLUMES Onder de term ”longvolume” wordt gewoonlijk
6
verstaan de hoeveelheid gas in de longen zoals dat gemeten wordt via lichaamsplethysmografie, gasverdunningsmethode of gasuitwasmethode. Waarden voor longvolumes die zijn afgeleid van conventionele thoraxfoto’s daarentegen betreffen normaal gesproken alle intrathoracale longvolumina, d.w.z. ze omvatten niet alleen het gasvolume in de longen, maar ook het volume van (normaal en abnormaal) longweefsel. Voor longvolumes die via Computertomografie (CT)scans gemeten worden geldt dat ook volumes van abnormaal longweefsel, naast volumes van normaal longweefsel en het volume gas in de longen, meebepaald kunnen zijn. In deze richtlijn gelden de definities zoals die eerder zijn aanvaard (figuur 1)14-18. Onder functionele residuale capaciteit (FRC) wordt verstaan het volume gas dat op het eindniveau van expiratie tijdens rustademhaling aanwezig is in de longen. Onder expiratoir reservevolume (ERV) wordt verstaan het maximale volume gas dat vanaf het eindniveau van expiratie tijdens rustademhaling (d.w.z. vanaf FRC) uitgeademd kan worden. Onder inspiratoire capaciteit (IC) wordt verstaan het maximale volume gas dat vanaf FRC ingeademd kan worden. Onder inspiratoir reservevolume (IRV) wordt verstaan het maximale volume gas dat vanaf het eindniveau van inspiratie tijdens rustademhaling ingeademd kan worden. Onder residuaal volume (RV) wordt verstaan het volume gas dat na maximale uitademing in de
Figuur 1. Statische longvolumes en -capaciteiten op basis van een volume-tijdspirogram van een inspiratoire vitale capaciteit (IVC). IRV: inspiratoir reservevolume; VT: ademteugvolume tijdens rustademhaling (TV); ERV: expiratoir reservevolume; RV: residuaal volume; IC: inspiratoire capaciteit; FRC: functionele residuele capaciteit; TLC: totale longcapaciteit.
VOLUME 26 NUMMER 3
EUROPEAN RESPORATORY JOURNAL
J. WANGER ET AL
STANDARDISATION OF LUNG VOLUME MEASUREMENT
longen achterblijft (ongeacht het longvolume waarbij de uitademing is begonnen). Onder ademteugvolume tijdens rustademhaling (VT of TV) wordt verstaan het volume gas dat tijdens de respiratoire cyclus wordt in- of uitgeademd. Onder thoracaal gasvolume (TGV of VTG) wordt verstaan het absolute volume gas in de thorax op ieder tijdstip en bij ieder niveau van alveolaire druk. Deze term is erg algemeen en kan beter niet meer gebruikt worden. Aanbevolen wordt een meer specifieke term te gebruiken, zoals plethysmografisch longvolume (VL,pleth) of FRC gemeten via lichaamsplethysmografie voor TGV op FRC-niveau (FRCpleth). Onder totale longcapaciteit (TLC) wordt verstaan het totale volume gas in de longen na maximale inademing, oftewel de som van alle volumes. Onder vitale capaciteit (VC) wordt verstaan de verandering in volume bij de mond tussen de positie van volledige inspiratie en die van volledige expiratie. Meting van VC is op verschillende manieren mogelijk: 1) tijdens een ontspannen, rustige maar ook niet ingehouden inademingsmanoeuvre vanaf het niveau van volledige uitademing tot het niveau van volledige inademing (inspiratoire vitale capaciteit (IVC)); 2) tijdens een ontspannen, rustige maar ook niet ingehouden uitademingsmanoeuvre vanaf het niveau van volledige inademing tot het niveau van volledige uitademing (expiratoire vitale capaciteit (EVC)); 3) tijdens een geforceerde uitademingsmanoeuvre die begint op het niveau van volledige inademing en eindigt op het niveau van volledige uitademing (geforceerde vitale capaciteit (FVC)). VOORBEREIDING VAN DE PATIËNT Richtlijnen voor de voorbereiding van de patiënt zijn te vinden in de richtlijn betreffende algemene aspecten van longfunctieonderzoek (deel 1 in de serie ATS/ERS-richtlijnen)19. AFLEIDING VAN ONDERVERDELINGEN VAN LONGVOLUMES Ongeacht de techniek die wordt gebruikt voor het meten van FRC (zie hierna onder, respectievelijk, ”Meting van FRC op basis van lichaamsplethysmografie”, ”Meting van FRC op basis van stikstofuitwassing” en ”Meting van FRC op basis van heliumverdunningsmethode” zullen altijd twee onderverdelingen van VC (IC en ERV) gemeten moeten worden om TLC en RV te kunnen
EUROPEAN RESPORATORY JOURNAL
berekenen (figuur 1). Het bleek niet eenvoudig consensus te bereiken over de vraag of RV berekend moet worden door de ERV-manoeuvre uit te voeren vanaf FRC-niveau en vervolgens de waarde voor ERV af te trekken van de gemeten waarde voor FRC, waarmee naar alle waarschijnlijkheid de kleinste waarde voor RV verkregen wordt, of dat gekozen moet worden voor benaderingen die waarschijnlijk tot hogere RVwaarden bij patiënten met obstructieve longaandoeningen leiden en waarbij RV bepaald wordt op basis van hetzij trage hetzij geforceerde uitademingsmanoeuvres vanaf het niveau van maximale inademing. Een andere lastige kwestie betrof de vraag of er één enkele methode voor het meten van RV en TLC te vinden is die geschikt is voor toepassing in de klinische praktijk en tegelijkertijd ook goed uit te voeren is voor patiënten met ernstige obstructieve longaandoeningen. Hoewel meer onderzoek nodig is om een en ander wetenschappelijk beter te onderbouwen, kunnen vooralsnog twee methodes aanbevolen worden voor het berekenen van FRC-gerelateerde longvolumes wanneer FRC eenmaal is bepaald. De eerste methode - die de voorkeur van de auteurs heeft - is die waarbij ERV onmiddellijk na de meting(en) van FRC gemeten wordt, waarna een aantal trage IVC-manoeuvres uitgevoerd wordt. Alle manoeuvres moeten aan elkaar ”gekoppeld” (als één aaneengesloten manoeuvre) uitgevoerd worden (d.w.z. de patiënt laat het mondstuk pas los wanneer alle manoeuvres afgerond zijn; figuur 2). De vast te leggen waarde voor FRC is het gemiddelde van de technisch aanvaardbare FRC-metingen, gekoppeld aan de technisch aanvaardbare ERV- en IVC-manoeuvres die worden gebruikt voor het berekenen van RV en TLC. De vast te leggen waarde voor RV is de vastgelegde waarde voor FRC minus het gemiddelde van de technisch aanvaardbare ERV-metingen, gekoppeld aan de technisch aanvaardbare FRC-metingen. De vast te leggen waarde voor TLC is de vastgelegde waarde voor RV plus de hoogste waarde van de technisch aanvaardbare IVC-metingen. Bij de tweede aanbevolen methode worden onmiddellijk na de FRC-meting(en) IC-manoeuvres uitgevoerd om TLC te bepalen. Het gebruik van deze methode kan noodzakelijk zijn bij patiënten met ernstige obstructieve aandoeningen of een ernstige vorm van dyspnoe die vanwege kortademigheid niet in staat zijn aansluitend op de FRC-meting(en) een ERV-
VOLUME 26 NUMMER 3
7
STANDARDISATION OF LUNG VOLUME MEASUREMENT
J. WANGER ET AL
metingen die worden gebruikt voor het berekenen van TLC en RV.
Figuur 2. Volume-tijdgrafiek met weergave van achtereenvolgens rustademhaling, een kort tijdsinterval (na het bereiken van een stabiel eindniveau van expiratie) waarin de shutter gesloten wordt om het thoracaal gasvolume te bepalen en een langer tijdsinterval waarin de shutter geopend is en waarin de patiënt zonder het mondstuk los te laten een ERV-manoeuvre (expiratoir reservevolume) en vervolgens een (trage) IVC-manoeuvre (inspiratoire vitale capaciteit) uitvoert. Alle volumes worden bepaald zonder dat de patiënt het mondstuk loslaat, d.w.z. als één aaneengesloten manoeuvre. IC: inspiratoire capaciteit; FRC: functionele residuele capaciteit; IRV: inspiratoir reservevolume; VT: ademteugvolume tijdens rustademhaling (TV); RV: residueel volume. manoeuvre uit te voeren. De patiënt mag bij deze methode het mondstuk loslaten tussen opeenvolgende FRC- en IC-metingen, en ook tussen de afzonderlijke VC-manoeuvres die nodig zijn om te komen tot een berekening van RV als de gemiddelde TLC-waarde minus de hoogste gemeten VC-waarde. De waarde voor VC kan bepaald worden op basis van hetzij de IVCmanoeuvre die volgt op een ERV-manoeuvre (zoals in de voorkeursmethode), hetzij een trage EVC-manoeuvre die volgt op een IC-manoeuvre nadat FRC is bepaald. De trage EVC-manoeuvre kan aansluitend op de FRC/IC-metingen worden uitgevoerd als het ongemak dat de patiënt ondervindt een optimale uitvoering niet in de weg staat. De vast te leggen waarde voor FRC is het gemiddelde van de technisch aanvaardbare FRC-metingen die worden gebruikt voor het berekenen van TLC. De waarde voor TLC is het gemiddelde van de drie hoogste totalen van technisch aanvaardbare FRC-metingen en daaraan gekoppelde IC-manoeuvres. Aanbevelingen voor het meten van VC zijn te vinden in het document over standaardisatie van spirometrie (deel 2 in deze serie)20. Bij gebrek aan voldoende gegevens kunnen geen specifieke aanbevelingen gegeven worden voor de reproduceerbaarheidscriteria van de ERV- en IC-
8
De bepaling van FRC speelt een centrale rol bij de meting van longvolumes. FRC kan gemeten worden via lichaamsplethysmografie, via gasuitwassings- of gasverdunningsmethodes of via radiografische technieken. FRCpleth omvat zowel geventileerde als niet-geventileerde longdelen en levert dan ook hogere waarden op dan gasverdunnings- of gasuitwassingsmethodes3, 11. De waarde voor FRCpleth kan nog hoger uitvallen door de aanwezigheid van gas in het abdomen. In gevallen van ernstige luchtwegobstructie kan FRCpleth overschat worden indien de pantingfrequentie >1 Hz is21. Bij patiënten met ernstige luchtwegobstructie of emfyseem wordt de werkelijke waarde voor FRC bij gebruik van gasverdunnings- of gasuitwassingsmethoden te laag ingeschat. Toch worden deze methodes op grote schaal toegepast, omdat ze eenvoudig uit te voeren zijn en relatief weinig kosten voor instrumentgebruik met zich meebrengen. METING VAN FRC OP BASIS VAN LICHAAMSPLETHYSMOGRAFIE Inleiding en theorie De term TGV (of VTG) heeft betrekking op de plethysmografische meting van intrathoracaal gas op het moment van occlusie van de luchtstroom. Het gemeten volume is het comprimeerbaar gas dat in de thorax aanwezig is. De term FRCpleth heeft betrekking op het volume intrathoracaal gas zoals dat gemeten wordt wanneer de occlusie van de luchtstroom plaatsvindt op FRC-niveau. Bij gezonde personen worden normaal gesproken nauwelijks verschillen gevonden in FRCwaarden zoals die gemeten worden met behulp van gasverdunnings/uitwassingstechnieken enerzijds en plethysmografische methoden anderzijds. Uit de meeste (zij het niet alle) beschikbare onderzoeken bij patiënten met air trapping-gerelateerde longaandoeningen blijkt echter dat de waarden voor FRCpleth vaak hoger liggen dan de waarden voor FRC die via gasverdunningsmethode gevonden worden3,11. Plethysmografische metingen zijn gebaseerd op de Wet van Boyle, die luidt dat wanneer een constante massa gas bij constante temperatuur wordt gecomprimeerd of gedecomprimeerd, het gasvolume zodanig af- c.q. toeneemt en de gasdruk zodanig verandert dat het product van volume en druk te allen tijde constant is11,22. Zie
VOLUME 26 NUMMER 3
EUROPEAN RESPORATORY JOURNAL
J. WANGER ET AL
STANDARDISATION OF LUNG VOLUME MEASUREMENT
de referenties voor uitgebreidere beschouwingen over deze theorie11,13. Apparatuur De veranderingen in thoracaal volume die optreden bij compressie of decompressie van gas in de longen tijdens ademhalingsmanoeuvres kunnen waargenomen worden met behulp van een lichaamsplethysmograaf waarmee veranderingen gemeten worden in: 1) druk binnen een kamer met constant volume (plethysmograaf met variabele druk); 2) volume binnen een kamer met constante druk (plethysmograaf met volumeverplaatsing); of 3) de luchtstroom die een kamer met constante druk in- c.q. uitstroomt (flow-plethysmograaf). Een flow-plethysmograaf kan eenvoudig veranderd worden in een plethysmograaf met variabele druk door de opening van de pneumotachograaf af te sluiten, zodat de kamer aangepast kan worden aan de gewenste ademhalingsmanoeuvre. Voor elk type plethysmograaf is een transducer nodig waarmee aan de mond een druk van ≥ ±5kPa (≥ ±50 cmH2O) gemeten kan worden met een vlakke frequentierespons boven 8 Hz. Spirometers en pneumotachometers die worden gebruikt voor het meten van longvolumes en geforceerde inspiratoire en expiratoire volumes moeten voldoen aan gepubliceerde normen voor nauwkeurigheid en frequentierespons van spirometrische apparatuur16,23. De transducer die gebruikt wordt voor het meten van veranderingen in de kamerdruk moet tot ±0,02 kPa (±0,2 cmH2O) nauwkeurig kunnen meten16. Thermische drift kan drukveranderingen tot wel 1,0 kPa (10 cmH2O) tot gevolg hebben, zodat een ruimer meetbereik van de transducer nodig kan zijn. Een lek met gecontroleerde afmetingen (waarmee traag optredende drukveranderingen tot een minimum beperkt worden) resulterend in een tijdconstante van 10 s geldt als ideaal. Thermische drift als gevolg van temperatuurwijzigingen binnen in de plethysmograaf treedt bij alle toestellen op, ongeacht het type, en kan opgespoord en gecompenseerd worden aan de hand van de tijdens de occlusiefase gerealiseerde volume-drukcurve, waarin een systematisch verschil in hellingshoek tussen compressie en expansie zichtbaar zal zijn11. Een andere manier om thermische drift te compenseren is door het opleggen van een frequentie24. Fabrikanten dienen aan te geven wat de frequentierespons van hun plethysmografische
EUROPEAN RESPORATORY JOURNAL
systemen is en hoe de gebruiker die respons kan verifiëren. Controle van de frequentierespons vindt in de meeste gevallen plaats via een sinusvormig volumesignaal, met de mogelijkheid de frequentie te variëren11. Als minimumnorm voor een correcte frequentierespons geldt over het algemeen signaalgetrouwheid op vijfmaal de frequentie van het te meten signaal. Voor een pantingfrequentie van 1 Hz betekent dit signaalgetrouwheid op 5 Hz. Om te voorkomen dat pantingfrequenties net boven 1 Hz tot problemen leiden, dient de minimaal aanvaardbare frequentierespons nauwkeurigheid op 8 Hz op te leveren. Meettechniek De meting dient volgens onderstaand schema uitgevoerd te worden. 1) De apparatuur dient op tijd ingeschakeld te worden, zodat ze voldoende kan opwarmen. 2) De apparatuur dient overeenkomstig de instructies van de fabrikant gebruiksklaar gemaakt te worden (met onder meer kalibratie). 3) De apparatuur dient zodanig afgesteld te worden dat de patiënt comfortabel in de bodybox kan zitten en de mond om het mondstuk kan sluiten zonder de nek te hoeven buigen of uit te strekken. 4) De patiënt neemt plaats in de bodybox. Hij of zij moet gemakkelijk kunnen zitten en mag een eventueel kunstgebit inhouden. De procedure wordt tot in detail uitgelegd, waarbij hem of haar onder meer meegedeeld wordt dat de deur gesloten zal worden, dat hij of zij met beide handen de wangen moet ondersteunen en dat een neusklem zal worden gebruikt. 5) De deur van de plethysmograaf wordt gesloten en er wordt even gewacht om voldoende thermische stabilisatie mogelijk te maken en de patiënt de tijd te geven tot rust te komen. 6) De patiënt wordt gevraagd de mond om het mondstuk te sluiten en rustig in en uit te ademen totdat een stabiel eindniveau van expiratie is bereikt (normaal gesproken 3-10 rustademhalingen). 7) Wanneer de patiënt FRC-niveau (bijna) heeft bereikt, wordt de shutter op het eindniveau van expiratie gedurende ~2-3 s gesloten en wordt de patiënt verzocht een aantal rustige pants (~ ±1 kPa (~ ±10 cm H2O)) bij een frequentie tussen 0,5 en 1,0 Hz uit te voeren21,25. Pantingfrequenties >1,5 Hz kunnen tot fouten leiden, en bij frequenties < 0,5 Hz kunnen problemen ontstaan met het gecontroleerde lek van het plethysmografisch systeem. Desgewenst kan een metronoom gebruikt worden om patiënten bij het uitvoeren van de manoeuvre te helpen.
VOLUME 26 NUMMER 3
9
STANDARDISATION OF LUNG VOLUME MEASUREMENT
J. WANGER ET AL
8) Er dienen 3-5 technisch aanvaardbare pantingmanoeuvres te worden vastgelegd (in de druk-volumegrafiek zichtbaar als een aantal rechte lijnen die nagenoeg boven op elkaar liggen en alleen als gevolg van minimale thermische drift van elkaar gescheiden zijn; figuur 3), waarna de shutter wordt geopend en de patiënt een ERV-manoevre uitvoert, gevolgd door een trage IVC-manoeuvre (of, als tweede keus, een IC-manoeuvre gevolgd door een trage EVCmanoeuvre). Zo nodig kan de patiënt het mondstuk loslaten en tussen de TGV/VC-manoeuvres uitrusten. Voor patiënten met een ernstige vorm van dyspnoe kan uitvoering van de voorkeursmethode (ERV onmiddellijk na TGV en vervolgens een trage IVC; figuur 2) een probleem zijn. Een oplossing kan zijn de patiënt te instrueren na de pantingmanoeuvre twee of drie keer rustig in en uit te ademen en daarna pas de aaneengesloten ERV- en IVC-manoeuvres uit te voeren. 9) Een alternatief voor onderzoekspersonen die niet in staat zijn een adequate pantingmanoeuvre uit te voeren (zoals jonge kinderen) is uitvoering van een snelle inspiratoire manoeuvre bij gesloten shutter. Wordt hiervoor gekozen, dan is het van groot belang dat bij de computerberekening van TGV de volledige (en niet de vereenvoudigde) versie van de desbetreffende vergelijking gebruikt wordt11. De gebruiker dient te bevestigen dat bij dergelijke metingen door de computer inderdaad gebruik is gemaakt van de volledige vergelijking. 10) Wat herhaalbaarheid betreft geldt dat ten minste drie waarden voor FRCpleth moeten zijn verkregen die binnen 5% van elkaar liggen (d.w.z. het verschil tussen de hoogste en de laagste waarde gedeeld door het gemiddelde is
Figuur 3. Weergave van een correct uitgevoerde pantingmanoeuvre: meerdere rechte lijnen die nagenoeg boven op elkaar liggen en alleen als gevolg van minimale thermische drift van elkaar gescheiden zijn. Mouth pressure: druk bij de mond; plethysmograph volume or pressure: volume of druk in plethysmograaf.
10
≤ 0,05). De gemiddelde waarde moet worden vastgelegd. Is de afwijking groter, dan moeten aanvullende waarden worden verkregen totdat drie waarden binnen 5% van hun gemiddelde liggen, waarbij de gemiddelde waarde moet worden vastgelegd. Kwaliteitscontrole Voor de nauwkeurigheid van de flow- en volumeoutput van het instrument voor meting van de flow bij de mond gelden dezelfde aanbevelingen als die welke zijn neergelegd in het document over standaardisatie van spirometrie (nummer 2 in deze serie)20. De transducer voor meting van de druk bij de mond moet dagelijks fysisch gekalibreerd worden. Ook het plethysmografisch signaal dient dagelijks gekalibreerd te worden, aan de hand van een volumesignaal met een magnitude en frequentie die vergelijkbaar zijn met die van de ademhalingsmanoeuvres zoals die tijdens de test verwacht kunnen worden. Periodiek dient de nauwkeurigheid gevalideerd te worden op basis van een bekend volume. Hiervoor kan een ”model”-long of -reservoir met een bekend volume gebruikt worden11,26. Om de isothermische condities in de longen te simuleren wordt het gebruik van een erlenmeyer gevuld met thermische massa (zoals koperwol) sterk aanbevolen, en ook moet er bij de berekeningen op gelet worden dat de berekende volumes in omgevingstemperatuur (of modeltemperatuur), verzadigd met waterdamp en niet in BTPS-condities omgerekend worden. De nauwkeurigheid van plethysmografen voor volwassenen bij het meten van het gasvolume van het reservoir moet ±50 ml of 3% zijn (de hoogste waarde is van toepassing) op basis van een gemiddelde van vijf metingen11. Iedere maand, of vaker indien fouten in de plethysmografische metingen vermoed worden, moet bij twee referentiepersonen (biologische controlewaarden) meting plaatsvinden van FRCpleth en de daaraan gerelateerde RV en TLC. Worden waarden gevonden die significant (bijv. >10% voor FRC en TLC, of >20% voor RV) afwijken van eerder vastgestelde gemiddelden voor metingen bij dezelfde onderzoekspersoon, dan is dat een aanwijzing voor fouten in de meting. Deze grenswaarden zijn min of meer het dubbele van de gerapporteerde variatiecoëfficiënten voor herhaalde metingen van deze parameters; worden striktere normen gehanteerd, dan zal dat dus leiden tot een toename van het aantal gevallen van ”vals alarm” betreffende niet goed werkende apparatuur.
VOLUME 26 NUMMER 3
EUROPEAN RESPORATORY JOURNAL
J. WANGER ET AL
STANDARDISATION OF LUNG VOLUME MEASUREMENT
Berekeningen De berekening van VTG is gebaseerd op de Wet van Boyle, die luidt: Palv1 x VTG1 = Palv2 x VTG2
(1)
waarbij Palv1 en VTG1 = absolute druk c.q. absolute longvolumes vóór de compressie/expansiemanoeuvre, en Palv2 en VTG2 = absolute druk c.q. absolute longvolumes na de manoeuvre. Voor alle waarden voor druk geldt dat de waterdampdruk ervan afgetrokken moet worden, maar om redenen van eenvoud is die berekening hier weggelaten. Uitgedrukt als verandering ten opzichte van uitgangswaarde wordt de vergelijking: VTG = – (∆V / ∆P) x Palv2
(2)
Aangezien het de bedoeling is dat de pantingmanoeuvre uitgevoerd wordt met minimale drukveranderingen ten opzichte van de barometerdruk (PB), ziet de vereenvoudigde - en veelgebruikte - versie er als volgt uit: VTG = – (∆V / ∆P) x PB
(3)
∆V / ∆P staat voor de curve van gelijktijdig optredende veranderingen in (i) lichaamsvolume, d.w.z., bij een plethysmograaf met variabele druk, de minimale drukveranderingen binnen in de box, gekalibreerd voor weergave van volumeveranderingen bij de onderzoekspersoon, en (ii) druk bij de mond. Wanneer een snelle inspiratoire manoeuvre wordt uitgevoerd, moet de volledige versie gebruikt worden, die luidt als volgt: VTG = – (∆V / ∆P) x Palv2 x (Palv1/PB)
(4)
Als de pantingmanoeuvre begint met een Palv1 die niet gelijk is aan PB, zoals het geval is wanneer de occlusie bij een ander volume dan FRC plaatsvindt, moet het volume omgerekend worden naar FRC, maar moet ook Palv1 gecorrigeerd worden voor PB. Details over de volledige afleiding van de vergelijkingen zijn te vinden in zowel een elektronisch document als een achtergrondartikel11,13. Deze methode is gebaseerd op de aanname dat de druk-volumeveranderingen in het lichaam isothermisch zijn en dat eventuele warmte die door de compressie gegenereerd wordt onmiddellijk afgegeven wordt aan het omringend weefsel. Veranderingen in druk en volume in een plethysmograaf gelden evenwel als adiabaat
EUROPEAN RESPORATORY JOURNAL
(d.w.z. er is niet genoeg tijd voor de uitwisseling van warmte tussen de lucht in de plethysmograaf en hetzij de wanden hetzij de onderzoekspersoon tijdens de compressie-en expansiemanoeuvre). Voor pantingfrequenties in de orde van grootte van 1 Hz is deze aanname valide. Trage expansiemanoeuvres, waarbij occlusie bij de onderzoekspersoon plaatsvindt op het eindniveau van expiratie en waarbij drukvolumeveranderingen bij normale respiratoire inspanning optreden, moeten echter ontraden worden, omdat de langere duur warmte-uitwisseling in de plethysmograaf mogelijk maakt. Dit heeft gevolgen voor de volumekalibratie van een plethysmograaf met variabele druk. Dat hoeft geen probleem te zijn als de onderzoekspersoon een snelle inspiratoire manoeuvre uitvoert, maar zoals eerder gezegd kan de vereenvoudigde versie van de Wet van Boyle in dit geval beter niet gebruikt worden. Zo is het ook gebruikelijk het volume van het apparaat tussen de mond en de afsluitklep van de waarde voor TGV af te trekken. Expansie en compressie van dit volume zijn echter niet isothermisch, en als het volume ten opzichte van TGV groot is, bijv. omdat een uitzonderlijk groot filter gebruikt wordt, kunnen fouten ontstaan. Met andere woorden, er dient naar gestreefd te worden het volume tussen de afsluitklep en de patiënt zo klein mogelijk te houden. METING VAN FRC OP BASIS VAN STIKSTOFUITWASMETHODE Inleiding en theorie Deze techniek is gebaseerd op uitwassing van N2 uit de longen, terwijl de patiënt 100% O2 inademt. De initiële concentratie alveolair N2 en de hoeveelheid uitgewassen N2 kunnen vervolgens gebruikt worden om het longvolume bij de start van de uitwassing te berekenen. Traditioneel wordt bij deze techniek gas opgevangen gedurende 7 minuten, een tijdsinterval dat geldt als afdoende voor de uitwassing van N2 uit de longen bij gezonde onderzoekspersonen. Nadeel van de techniek is dat onnauwkeurigheden in de meting van het uitgeademd volume of de uiteindelijke N2-concentratie resulteren in significante fouten. Dankzij de komst van N2-analysers met snelle respons en computers is de techniek verder verfijnd. Meer details en literatuurvoorbeelden betreffende diverse N2-uitwassingstechnieken en uitwassingsmethodes op basis van andere gassen zijn te vinden in een achtergrondartikel12.
VOLUME 26 NUMMER 3
11
STANDARDISATION OF LUNG VOLUME MEASUREMENT
J. WANGER ET AL
Er is een wijziging van de N2-uitwassingsmethode voorgesteld waarbij de 7 minutenmeting vervangen wordt door monitoring van de N2-uitwas gedurende 5 minuten, gevolgd door extrapolatie van de exponentiële eindcomponent van de curve van continue N2-uitwas27. Zo wordt onderschatting van de werkelijke concentratie alveolair N2 voorkomen bij patiënten met obstructieve longaandoeningen en zijn minder lange uitwassingstijden mogelijk. Bij weten van de auteurs van dit document zijn er nog geen systemen voor longfunctieonderzoek op de markt waarbij deze benadering toegepast wordt; fabrikanten worden dan ook aangemoedigd opties als hier bedoeld te ontwikkelen. Gelet op de grote variatie in systemen die momenteel op de markt zijn en gezien het ontbreken van studies waarin de verschillende methodes op het punt van nauwkeurigheid, reproduceerbaarheid en efficiency met elkaar zijn vergeleken, kan vooralsnog geen specifieke methode voor meting van FRC op basis van stikstofuitwassing (FRCN2) worden aanbevolen. De hierna volgende aanbevelingen gelden voor de meest gangbare methoden zoals die in laboratoria voor klinisch longfunctieonderzoek toegepast worden. Apparatuur N2-analysers moeten over het gehele meetbereik (0-80%) lineair zijn met een nauwkeurigheid van ≤ 0,2% van het volledige bereik, een resolutie hebben van ≤ 0,01% en een 95%responstijd realiseren van <60 ms bij een verandering in N2-concentratie van 10% (na correctie voor faseverschuiving). Fabrikanten dienen expliciet aan te geven of hun apparaten aan deze specificaties voldoen, aangezien de meeste klinische laboratoria niet over de middelen beschikken om de apparatuur op deze punten te testen13. Als de N2-concentratie indirect gemeten wordt door aftrek van de gemeten waarden voor O2 en CO2, moeten de eigenschappen voor nauwkeurigheid, drift en lineariteit van de O2- en CO2analysers resulteren in indirecte berekeningen van N2 met prestatiekenmerken die vergelijkbaar zijn met die welke hierboven voor directe metingen van N2 vermeld zijn. Massaspectrometers moeten voldoen aan de eerder vermelde specificaties voor alle drie de gassen en een resolutie voor moleculair gewicht van <1,0 hebben, en de drift moet <1% zijn over 24 uur of in ieder geval stabiel zijn tijdens de meetperiode na kalibratie (die onmiddellijk voor gebruik uitgevoerd moet worden).
12
Pneumotachografen of andere flowmetende apparaten (zoals ultrasone flowmeters, turbines e.d.) die in het ademhalingscircuit opgenomen worden moeten voldoen aan de aanbevolen specificaties die zijn neergelegd in het document betreffende standaardisatie van spirometrie (deel 2 in deze reeks)20, zij het dat een flowbereik van 0-6 l/s-1 volstaat. Andere factoren die in aanmerking genomen en onder controle gehouden moeten worden om ervoor te zorgen dat wordt voldaan aan de eerder vermelde prestatiespecificaties zijn onder meer: de prestatie-eigenschappen van specifieke flowmetende apparaten; potentiële onnauwkeurigheden als gevolg van de condensatie van water uit uitgeademde gassen; veranderingen in gastemperatuur; en veranderingen in gasviscositeit of -dichtheid bij alle mogelijke samenstellingen van O2/N2-mengsels. Met het systeem moet bemonstering met een snelheid van ≥ 40 samples/s-1 per kanaal voor flow- en N2-signalen mogelijk zijn. De concentraties uitgeademd N2 moeten om de 25 ms (of minder) berekend worden en op de juiste wijze gecorrigeerd worden voor faseverschillen tussen flow- en N2-metingen28. Het doderuimtevolume van het ademventiel dat ervoor zorgt dat de patiënt in plaats van omgevingslucht 100% O2 inademt moet <100 ml voor volwassenen en <2 ml/kg-1 voor kleinere kinderen zijn. De zuurstof moet afkomstig zijn van hetzij een gasdichte zak met 100% O2 in droge vorm, hetzij een O2-bron die met een inademingsventiel verbonden is. In verband met het effect van inspiratoire weerstand op FRC is de druk die nodig is om inademingsventielen tijdens rustademhaling te activeren in het ideale geval minder groot dan de druk die aanvaardbaar is voor IVC-manoeuvres zoals die worden uitgevoerd tijdens de ”single breath”-meting van de diffusiecapaciteit voor koolmonoxide (DL,CO). Dit geldt met name voor patiënten met neuromusculaire beperkingen. Er zijn evenwel nog geen gegevens beschikbaar over de reikwijdte van fouten die voorkomen bij inademingsventielen met lage drukniveaus; om die reden gelden de maximale drukniveaus van inademingsventielen die nodig zijn voor DL,CO-metingen (<1 kPa (<10 cmH2O)) vooralsnog als aanvaardbaar. Meettechniek De meting dient volgens onderstaand schema uitgevoerd te worden. 1) De apparatuur dient tijdig ingeschakeld te
VOLUME 26 NUMMER 3
EUROPEAN RESPORATORY JOURNAL
J. WANGER ET AL
STANDARDISATION OF LUNG VOLUME MEASUREMENT
worden, zodat ze voldoende kan opwarmen, en volgens de instructies van de fabrikant gekalibreerd te worden. 2) Bij de patiënt moet nagevraagd worden of hij of zij een geperforeerd trommelvlies heeft (zo ja, dan moeten oordoppen worden gebruikt). 3) De patiënt moet makkelijk kunnen zitten en mag een eventueel kunstgebit inhouden. Er wordt uitleg gegeven over de procedure, waarbij er onder meer op gewezen wordt dat lekkage rond het mondstuk tijdens de procedure moet worden voorkomen en dat gebruik zal worden gemaakt van een neusklem. 4) De patiënt ademt gedurende ~30-60 s via het mondstuk om te wennen aan het apparaat en om een stabiel eindniveau van een normale expiratie te verkrijgen. 5) Zodra de ademhaling stabiel is, met een end-tidal volume op FRC-niveau, wordt de patiënt op het circuit aangesloten, zodat hij of zij 100% O2 in plaats van omgevingslucht inademt. 6) Gedurende het uitwasproces wordt de N2concentratie gemeten. Veranderingen in ingeademd N2 van >1% of plotselinge sterke stijgingen van de concentratie uitgeademd N2 duiden op lekkage; doet zich een dergelijke situatie voor, dan moet de test stopgezet worden en moet de patiënt gedurende 15 minuten omgevingslucht inademen voordat de test hervat wordt. Figuur 4 laat een standaardprofiel voor stikstofuitwassing zien. 7) De uitwassing wordt beschouwd als voltooid wanneer de N2-concentratie tijdens ten minste drie opeenvolgende ademhalingen <1,5% is. 8) Er moet ten minste één technisch aanvaardbare meting worden verkregen. Aanbevolen
Figuur 4.
Weergave van een normaal profiel voor N2-uitwassing op basis van ”multiple breathing” waarbij de patiënt 100% O2 inademt. Het gebied onder de curve is het uitgewassen volume N2; gedeeld door het totale uitgewassen volume geeft dit de fractie N2 in het uitgewassen gasvolume aan het eind van de test of in het end-tidal gasvolume van de laatste ademhaling aan het eind van de test weer.
EUROPEAN RESPORATORY JOURNAL
wordt bij herhaalde uitwassingen een pauze van ≥ 15 min tussen de tests aan te houden. Bij patiënten met ernstige obstructieve aandoeningen of bulleuze afwijkingen moet de pauze ≥ 1 uur zijn27. Wordt meer dan één meting van FRCN2 uitgevoerd, dan moet voor FRCN2 de gemiddelde waarde van technisch aanvaardbare resultaten die minder dan 10% van elkaar afwijken gerapporteerd worden. Wordt slechts één meting van FRCN2 uitgevoerd, dan is terughoudendheid bij de interpretatie geboden. Kwaliteitscontrole Vóór iedere test moet nulpuntinstelling van de N2-analyser op basis van 100% O2 plaatsvinden, waarna omgevingslucht ingevoerd moet worden ter controle van de kalibratie. Het percentage N2 voor omgevingslucht moet binnen 0,5% van de verwachte aflezing voor omgevingslucht (78,08%) liggen. Als een naaldklep wordt gebruikt om het vacuüm te creëren dat nodig is voor meting van N2 via emissiespectroscopie, moet dit instrument regelmatig gecontroleerd en gereinigd worden. Verder moet vóór het eerste gebruik en vervolgens om het halfjaar de lineariteit van de N2-analyser gecontroleerd worden door meting van het N2percentage van een kalibratiegasmengsel, met een verwachte N2-concentratie van ~40%, dat hetzij afkomstig is van een gecertificeerd reservoir met kalibratiegas, hetzij geproduceerd is op basis van nauwkeurige verdunningstechnieken. De waargenomen waarden moeten binnen 0,5% van de verwachte waarden liggen; is de lineariteitsafwijking groter, dan moet de aflezing worden gecorrigeerd. De nauwkeurigheid voor flow- en volume-output van het instrument voor flowmeting moet op zijn minst dagelijks gecontroleerd worden met behulp van een kalibratiespuit, met pompfrequenties die flows in hetzelfde bereik als flows van rustademhaling opleveren, en moet voldoen aan de specificaties die in een eerder verschenen document uit deze serie zijn aanbevolen20. Vóór het eerste gebruik en vervolgens maandelijks moeten de in- en uitademingsvolumes gecontroleerd worden met behulp van de kalibratiespuit, gevuld met 100% O2 respectievelijk omgevingslucht. Verder moet de temperatuur op de eerder beschreven wijze gevalideerd worden19. Ook dient ten minste eenmaal per maand een test van biologische controlewaarden uitgevoerd te worden.
VOLUME 26 NUMMER 3
13
STANDARDISATION OF LUNG VOLUME MEASUREMENT
J. WANGER ET AL
Berekeningen FRCN2 wordt aan de hand van de volgende vergelijking berekend: FRCN2 x FN21 = (FRCN2 x FN22 + uitgewassen N2-volume) (5) - (N2-volume afkomstig van lichaamsweefsel) Voor de berekening van FRCN2 levert dat de volgende vergelijking op: FRCN2 = (uitgewassen N2-volume (6) N2-volume afkomstig van lichaamsweefsel)/ (FN21 - FN22) waarbij FN21 en FN22 = fractie N2 in het end-tidal gas vóór de uitwassing respectievelijk in het end-tidal gas van de laatste ademhaling aan het eind van de test; uitgewassen N2-volume = het volume in de zak vermenigvuldigd met de fractie N2 in het in de zak aanwezige gasmengsel, dan wel het volume zoals ”on-line” berekend als de som van FN2 x VT voor alle ademhalingen, waarbij FN2 = de fractie N2 in het uitgeademde gasmengsel van iedere afzonderlijke ademhaling en VT = het volume van iedere afzonderlijke ademhaling. Dit getal komt overeen met het gebied onder de curve in figuur 4. De waarde voor FRCN2 moet omgerekend worden in BTPScondities en het doderuimtevolume van de apparatuur moet van het getal afgetrokken worden. Voor het bepalen van het N2-volume dat wordt afgescheiden door lichaamsweefsel zijn tabellen en ingewikkelde exponentiële vergelijkingen beschikbaar. Aangezien de uiteenlopende bronnen qua correctiefactoren maar weinig van elkaar verschillen, wordt aanbevolen gebruik te maken van de hierna volgende relatief simpele vergelijking voor het bepalen van de N2-excretie door lichaamsweefsel, gecorrigeerd voor lichaamsomvang, na een uitwassingsperiode van 7 min29. De grootste hoeveelheid N2 wordt in de eerste fase van de uitwassing afgescheiden; om die reden mag ervan uitgegaan worden dat de vergelijking correcte waarden oplevert voor uitwassingstijden van <7 min: N2-excretie door lichaamsweefsel (ml) = ((BSA x 96,5) + 35)/0,8 (7) waarbij BSA = lichaamsoppervlak (body surface area) in m2, dat vastgesteld kan worden op basis van gewicht in kg en lengte in cm aan de hand van de volgende vergelijking30:
14
BSA = 0,007184 x gewicht0,425 x lengte0,725
(8)
METING VAN FRC OP BASIS VAN HELIUMVERDUNNINGSMETHODE Inleiding en theorie Deze methode voor longvolumemeting is gebaseerd op equilibratie van gas in de longen met een bekend volume gas dat helium bevat31,32. Het testgas bestaat uit lucht met 2530% toegevoegde zuurstof (hogere concentraties zijn aanvaardbaar) waaraan helium in een concentratie van ~10% (volledige schaal) is toegevoegd9. Het longvolume (FRCHe) op het moment waarop de onderzoekspersoon aan een spirometer met een bekend volume (Vapp) en een bekende fractie helium (FHe1) wordt aangesloten, wordt berekend op basis van de fractie helium op het moment van equilibratie (FHe2), aan de hand van de volgende vergelijking: Vapp x FHe1= (Vapp + FRCHe) x (FHe2)
(9)
FRCHe = Vapp ( FHe1- FHe2)/ FHe2
(10)
waarbij FRCHe = longvolume inclusief doderuimtevolume van klep en mondstuk, dat van gevonden de waarde afgetrokken moet worden, en waarbij FRCHe omgerekend moet worden in BTPS-condities. Apparatuur Voor systemen waarbij gebruik wordt gemaakt van een spirometer op basis van volumeverplaatsing geldt dat de spirometer een capaciteit moet hebben van ≥ 7 liter. Daarbij geldt evenwel: hoe groter de afmetingen van de spirometer, hoe hoger de resolutievereisten voor heliummetingen waaraan het apparaat moet voldoen. Zie voor de specificaties voor volumemeting de aanbevelingen die zijn neergelegd in een eerder verschenen document uit deze serie20. Verder mag Vapp, inclusief het volume van de slang naar de klep van het mondstuk, bij op nulvolume ingestelde spirometerklok niet meer dan 4,5 l zijn; hoe kleiner Vapp namelijk is op het moment waarop de patiënt op het circuit wordt aangesloten, hoe groter (en nauwkeuriger) de gemeten veranderingen in heliumconcentratie tijdens de FRC-meting zullen zijn. De spirometer moet voorzien zijn van een mengventilator, een CO2-absorber, een mechanisme voor de toevoer van O2 en helium, een kanaal voor de in- en uitvoer van gas en een waterdampabsorber in de routing naar de He-analyser.
VOLUME 26 NUMMER 3
EUROPEAN RESPORATORY JOURNAL
J. WANGER ET AL
STANDARDISATION OF LUNG VOLUME MEASUREMENT
Voor aanvang van de test moet voldoende zuivere He in het systeem gebracht worden om een He-aflezing van ~10% mogelijk te maken. Voor de rest kan omgevingslucht of een mengsel van omgevingslucht en O2 toegevoerd worden. Als gebruik wordt gemaakt van omgevingslucht, moet erop gelet worden dat tijdens de test voldoende O2 vervangen wordt. Met de mengventilator moet binnen 8 s na uitademing in het circuit menging van het gas in het gehele circuit gerealiseerd zijn. Standaard worden binnen het ademhalingscircuit flows van ~50 l/min-1 gebruikt om een goede menging te verkrijgen van heliumconcentraties, waarvan om de 15 s meetwaarden vastgelegd worden. Als in plaats van spirometers op basis van volumeverplaatsing pneumotachometers of andere flowmetende apparaten worden gebruikt, en als daarbij geen afscherming tegen variaties in gaseigenschappen gegarandeerd is (zoals bij gebruik van een ’bag-in-box’-systeem), kan het nodig zijn kalibraties en correcties toe te passen in verband met eventuele wijzigingen in gaseigenschappen. Meest gebruikte type He-analyser is de analyser op basis van thermische geleidbaarheid, maar er kunnen ook andere soorten He-analysers worden gebruikt33. De prestatievereisten voor de analyser zijn als volgt: bereik ~0-10% helium; resolutie ≤ 0,01% helium over het gehele bereik; 95%-responstijd <15 s voor 2%-verandering in heliumconcentratie in het ademhalingscircuit; en wat stabiliteit betreft: drift ≤ 0,02% voor meetintervallen tot 10 min. Voor systemen waarin de O2-concentratie substantieel verandert als gevolg van zuurstofverbruik tijdens de meting van FRC geldt dat de He-analyser over het gehele bereik van te verwachten O2-concentraties gekalibreerd moet worden. Aangezien analysers op basis van thermische geleidbaarheid gevoelig zijn voor temperatuurveranderingen, moet erop toegezien worden dat de temperatuur van gassen die de analyser ingevoerd worden gelijk is aan de temperatuur waarbij kalibratie heeft plaatsgevonden. Met behulp van een kleine pomp vindt bemonstering van gas in het ademhalingscircuit plaats, iets voorbij de CO2-absorber. Dit gasmonster wordt door een droogkamer en vervolgens door de He-analyser gevoerd, waarna het weer in het hoofdcircuit terechtkomt. Voor de meeste analysers is een flow van ≥ 200 ml/min-1 vereist. Veranderingen in de flow van het gas dat door de analyser gevoerd wordt kunnen, net als veranderingen in de druk van het gas dat in het
EUROPEAN RESPORATORY JOURNAL
analysercircuit aanwezig is, de responstijd en/of de nauwkeurigheid beïnvloeden; daarom is het van belang variaties in flow en druk zoveel mogelijk te beperken. Aangezien analysers op basis van thermische geleidbaarheid ook reageren op veranderingen in CO2-, O2- en N2concentraties en op fluctuaties in waterdampdruk, is het eveneens van belang CO2 en waterdamp te verwijderen voordat het gasmonster door de analyser gevoerd wordt en de O2concentratie relatief constant te houden door waar nodig zuurstof toe te voegen. De goede werking van de CO2- en waterdampabsorbers moet voor iedere test gegarandeerd zijn (hetzij op basis van visuele of fotoceldetectie van kleurveranderingen van indicatoren, hetzij op basis van vervanging van absorbers na een bepaald aantal tests (of na een vast aantal minuten equilibratietijd)). Het CO2-gehalte in het ademhalingscircuit tijdens de test moet beneden 0,5% blijven om ongemak voor de patiënt en risico’s van hyperventilatie te voorkomen. De longvolumes moeten in BTPS-condities vastgelegd worden. Worden TLC en de onderverdelingen daarvan gemeten, dan komt de temperatuur van het gas in het systeem noch met BTPS- noch met ATPS-condities (zoals berekend op basis van kamertemperatuur) overeen, omdat de condities in variabele mate beïnvloed worden door het uitgeademd warm gas, de kamertemperatuur en de warmte die wordt gegenereerd door de CO2-absorptie in de natronkalkbus. De temperatuur van het gas in het ademhalingscircuit moet dan ook worden gemeten, zodat de betreffende longvolumes omgerekend kunnen worden in BTPS-condities. De temperatuursensor moet een nauwkeurigheid van meer dan 0,5°C over een bereik van 12-30°C hebben, met een 90%-responstijd van <30 s voor een verandering van 5°C in de temperatuur van het gas in het ademhalingscircuit. Het doderuimtevolume van ademhalingsventiel en mondstuk tezamen moet <100 ml zijn, en beide elementen moeten eenvoudig gedemonteerd kunnen worden voor sterilisatiedoeleinden. Het doderuimtevolume moet door de fabrikant aangegeven of via waterverplaatsing gemeten worden. Via continumeting van de O2-concentratie kan een tevredenstellende O2-toevoer gegarandeerd worden, en ook is dit een goed middel om de output van He-analysers op basis van thermische geleidbaarheid te corrigeren voor het effect van verschillende O2-concentraties.
VOLUME 26 NUMMER 3
15
STANDARDISATION OF LUNG VOLUME MEASUREMENT
J. WANGER ET AL
Meettechniek De precieze voortgang van de procedure varieert naar gelang van de gebruikte apparatuur en de mate van automatisering9, maar in grote lijnen kan onderstaand schema aangehouden worden. 1) De apparatuur dient tijdig ingeschakeld te worden, zodat ze voldoende kan opwarmen. 2) De apparatuur dient overeenkomstig de instructies van de fabrikant gebruiksklaar gemaakt te worden (met onder meer kalibratie). 3) Bij de patiënt moet nagevraagd worden of hij of zij een geperforeerd trommelvlies heeft (zo ja, dan moeten oordoppen worden gebruikt). 4) De patiënt moet gemakkelijk kunnen zitten en mag een eventueel kunstgebit inhouden. Er wordt uitleg gegeven over de procedure, waarbij er onder meer op gewezen wordt dat lekkage rond het mondstuk tijdens de test moet worden voorkomen en dat gebruik zal worden gemaakt van een neusklem. 5) De patiënt ademt gedurende ~30-60 s in en uit via het mondstuk om aan het apparaat te wennen en om een stabiel eindniveau van normale uitademing te realiseren. 6) De patiënt wordt op het einde van een normale rustexpiratie aangesloten op het systeem (d.w.z. op het testgascircuit). 7) De patiënt krijgt de instructie regelmatig en rustig adem te halen. 8) De O2-flow wordt aangepast naar gelang van het zuurstofverbruik (er kunnen significante fouten in de berekening van FRC optreden als het zuurstofverbruik niet op de juiste wijze wordt gecompenseerd). 9) De heliumconcentratie wordt om de 15 s vastgelegd. 10) De heliumequilibratie wordt beschouwd als voltooid wanneer de verandering in He-concentratie gedurende 30 s <0,02% is. De test duurt zelden langer dan 10 min, zelfs bij patiënten met ernstige gasuitwisselingsstoornissen9. 11) Is de heliumequilibratie voltooid, dan wordt de patiënt losgekoppeld van het systeem (d.w.z. van het testgascircuit). Als het de bedoeling is de meting van ERV en IC aaneengesloten aan de FRC-meting te laten plaatsvinden, moet gebruik worden gemaakt van een spirometer met voldoende volumecapaciteit voor volledige ERV- en IVC-manoeuvres (figuur 5). 12) Er moet ten minste één technisch aanvaardbare meting worden gerealiseerd. Gelet op de extra uitgaven in kosten en tijd die het uitvoeren van meerdere tests met zich meebrengt en gezien de relatief beperkte variabiliteit bij volwassenen binnen één dag kan het uitvoeren van twee of meer tests voor meting van FRCHe
16
Figuur 5. Weergave van een aanvaardbaar profiel voor een heliumdilutietest voor het bepalen van de functionele residuele capaciteit (FRC) waarbij voortdurend O2 wordt toegevoegd ter compensatie van het zuurstofverbruik. De curve van afname van de He-concentratie (a) correspondeert met de volumeverandering afgezet tegen de tijd (b). Is het de bedoeling aansluitend op de FRC-meting manoeuvres voor meting van het expiratoir reservevolume (ERV) en de inspiratoire vitale capaciteit ((IVC) uit te voeren, dan moet de patiënt (anders dan hier weergegeven) niet van het systeem losgekoppeld worden. FHe1: fractie helium op het moment waarop de onderzoekspersoon op het apparaat wordt aangesloten; FHe2: fractie helium op het moment van equilibratie; IC: inspiratoire capaciteit; IRV: inspiratoir reservevolume; VT: ademteugvolume tijdens rustademhaling (TV); RV: residuaal volume; patient switched into the system: patiënt aangesloten op het systeem; patient switched out of the system: patiënt losgekoppeld van het systeem. beperkt blijven tot die gevallen waarin om klinische of onderzoeksgerelateerde redenen meerdere tests noodzakelijk zijn9. Als slechts één FRCHe-meting plaatsvindt, moet de nodige terughoudendheid bij de interpretatie in acht worden genomen. Aanbevolen wordt voor jonge kinderen ten minste twee technisch aanvaardbare metingen uit te voeren. Wordt meer dan één FRCHe-meting uitgevoerd, dan moet als waarde voor FRCHe het gemiddelde van technisch aanvaardbare resultaten die minder dan 10% van elkaar afwijken gerapporteerd worden. Kwaliteitscontrole Vóór iedere test dienen de volgende zaken gecontroleerd te worden: het waterniveau van de natte spirometers (indien van toepassing); status van alle CO2- en waterdampabsorbers; werking van de ventilator (akoestische controle); en de baseline stabiliteit van helium- en volume-
VOLUME 26 NUMMER 3
EUROPEAN RESPORATORY JOURNAL
J. WANGER ET AL
STANDARDISATION OF LUNG VOLUME MEASUREMENT
signalen. Systemen die op eenvoudige wijze onder druk gezet kunnen worden (bijv. door een gewicht boven op een rechtopstaande natte spirometer te plaatsen) moeten ten minste eenmaal in de 24 uur voorafgaand aan een test, en na iedere wijziging in het slangensysteem of het vat, op lek gecontroleerd worden. De stabiliteit van de heliummeter moet wekelijks geverifieerd worden (de drift mag niet meer dan 0,02% in 10 min zijn). Verder moet de temperatuur op de eerder beschreven wijze gevalideerd worden19. De lineariteit van de heliummeter moet regelmatig, en steeds wanneer foutieve resultaten vermoed worden, gecontroleerd worden. Daartoe dient een gemeten heliumconcentratie bij bekende luchtvolumes verdund te worden (maximale afwijking: 0,5% van volledige schaal, d.w.z. 0,05% voor 10% helium). Moderne heliummeters kenmerken zich echter door een zeer stabiele lineariteit. Is eenmaal vastgesteld (bijv. via wekelijkse controles gedurende enkele maanden) dat het apparaat op dit punt aan alle eisen voldoet, dan kan een lineariteitscontrole per kwartaal of per halfjaar te volstaan, aangezien er geen gegevens beschikbaar zijn die wijzen op de noodzaak van een hogere controlefrequentie voor alle instrumenten. Wel worden maandelijkse tests van biologische controlewaarden als nuttig aanbevolen, omdat daarmee niet alleen de apparatuur, maar ook de door de technici toegepaste procedures getest worden.
het circuit betreft kan opgemerkt worden dat patiënten in de praktijk op het moment van aansluiting niet altijd FRC-niveau bereikt hebben. Bij de rapportage van de waarden voor FRCHe moet hiervoor aan de hand van het spirogram gecorrigeerd worden (figuur 6). Er zijn geautomatiseerde systemen die deze ”switch-in”-fouten automatisch rapporteren en corrigeren, maar continuregistratie van spirometrische variabelen geniet de voorkeur, omdat op basis van de aldus verkregen gegevens computerondersteunde correcties voor ”switch-in”fouten door de technicus geverifieerd kunnen worden. METING VAN LONGVOLUMES MET BEHULP VAN BEELDVORMENDE TECHNIEKEN Bij onderzoekspersonen met beperkte mogelijkheden tot actief meewerken bij longfunctieonderzoek kan toepassing van radiografische
Berekeningen Vooropgesteld dat de onderzoekspersoon op FRC-niveau op de spirometer wordt aangesloten, kan FRCHe op basis van de eerder vermelde vergelijkingen worden berekend (zie vergelijking 9 en 10 hierboven onder ”Inleiding en theorie”). Wat betreft correcties voor de berekening van FRCHe moeten de volgende punten in aanmerking worden genomen. 1) FRCHe wordt bepaald in condities die liggen tussen ATPS en BTPS en moet in BTPS-condities omgerekend worden 2) Aanbevolen wordt geen correctie voor heliumabsorptie toe te passen. 3) Correctiefactoren voor N2-excretie tijdens de heliumequilibratie en correcties voor heliumconcentratie wanneer de ademhalingscoëfficiënt niet gelijk is aan 1,0 kunnen buiten beschouwing blijven9. 4) Wat fouten op het moment van aansluiting op
EUROPEAN RESPORATORY JOURNAL
Figuur 6.
Weergave van volume-tijdspirogrammen van gevallen waarin de patiënt niet op het niveau van functionele residuele capaciteit (FRC) op het circuit aangesloten is. a) De patiënt is bij een hoger longvolume dan FRC op het circuit aangesloten; het volumeverschil (DV) zou van de berekende waarde afgetrokken moeten worden. b) De patiënt is bij een lager longvolume dan FRC op het circuit aangesloten; DV zou bij de berekende waarde opgeteld moeten worden. c) De patiënt is op een niveau boven de werkelijke FRC op het circuit aangesloten; DV zou van de berekende waarde afgetrokken moeten worden. Naar 16.
VOLUME 26 NUMMER 3
17
STANDARDISATION OF LUNG VOLUME MEASUREMENT
J. WANGER ET AL
technieken voor meting van longvolumes praktischer zijn dan fysiologisch onderzoek. Cruciaal daarbij is dat vastgesteld wordt wat het niveau van longinflatie is op het moment waarop het beeld verkregen wordt. Voor de volumes die langs deze weg gemeten worden gelden specifieke aannames en beperkingen; de resultaten kunnen dan ook niet rechtstreeks vergeleken worden met de waarden voor volumes die via een van de eerder beschreven technieken verkregen worden. De toepassing van beeldvormende technieken bij kinderen en volwassenen is eerder onderwerp van een review geweest4. De hierna volgende informatie is aan die review ontleend. Conventionele radiografie Uitgangspunt hierbij is dat de contouren van de longen in zowel postero-anterieure als laterale thoraxopnames in beeld worden gebracht met de bedoeling de omvang van de waargenomen gebieden vast te stellen, hetzij door uit te gaan van een bepaalde configuratie, hetzij door planimeters te gebruiken voor het afleiden van het in het longoppervlak besloten volume. Daarbij worden correcties toegepast voor vergrotingsfactor, hartvolume, intrathoracaal weefsel en bloed en infradiafragmatische ruimte. Via conventionele radiografie gevonden waarden voor TLC bij volwassen onderzoekspersonen bleken in 6-25% van de gevallen >10% af te wijken van de waarden die via plethysmografisch onderzoek gemeten werden34. Onderzoeksgegevens betreffende de toepassing van radiografische methoden bij kinderen zijn minder eenduidig35. Computertomografie (CT) CT-scans geven niet alleen informatie over borstkasvolumes, maar ook over weefsel- en luchtvolumes van de longen, en ze kunnen ook gebruikt worden om het volume van longdelen met afwijkende weefseldichtheid (zoals verhoogde dichtheid bij onregelmatig verdeelde infiltraten of verlaagde dichtheid bij emfyseem of bullae) te bepalen. In een onderzoek onder kinderen zijn voor CT- en radiografische metingen van TLC vergelijkbare correlaties gevonden ten opzichte van plethysmografische TLC-metingen36-38. Een nadeel van het gebruik van CT is de hoge stralingsdosis. Deze dosis lijkt door aanpassing van de techniek aanzienlijk teruggebracht te kunnen worden. Magnetic Resonance Imaging (MRI) Voordeel van Magnetic Resonance Imaging
18
(MRI) is dat in een kort tijdsbestek een groot aantal beelden verkregen kan worden, zodat volumes binnen een enkele ademhaling gemeten kunnen worden. Net als met CT kan men met MRI specifieke delen van de long scannen en het biedt daarnaast ook de mogelijkheid om voor longwater en -weefsel te corrigeren. Ondanks het feit dat de onderzoekspersoon niet aan straling blootgesteld wordt - een belangrijk pluspunt- zal het gebruik van MRI voor de meting van thoracale gasvolumes vanwege de hoge kosten evenwel beperkt blijven. Controverses en belangrijke aandachtspunten In de literatuur zijn niet genoeg gegevens beschikbaar om te kunnen stellen dat de ene techniek te prefereren zou zijn boven de andere of om aanbevelingen op te stellen voor standaardisatie van de toepassing van beeldvormende technieken voor meting van thoracale gasvolumes. Kernvraag is of de waarden voor TLC die via standaard thoraxfoto’s verkregen worden dicht genoeg bij de waarden liggen die in laboratoria voor longfunctieonderzoek gevonden worden. Er zijn enkele studies bekend waarin radiografisch verkregen waarden voor TLC iets lager bleken uit te vallen dan via fysiologisch onderzoek gevonden waarden39,40, maar dit verschil kan verband houden met het feit dat de patiënt tijdens het radiografisch onderzoek niet op de juiste wijze gecoacht is, waardoor TLCniveau mogelijk niet bereikt is. Wel kunnen de grotere standaardafwijkingen van radiografische metingen het klinisch nut ervan beperken. Bij patiënten die lijden aan longaandoeningen kan het verschil tussen de resultaten van radiografische metingen en metingen op basis van longfunctieonderzoek het gevolg zijn van verschillen met betrekking tot de mate waarin het volume van ruimte-innemend weefsel meebepaald wordt, hetgeen ertoe leidt dat radiografische methoden veelal hogere waarden opleveren. CTen MRI-technieken bieden de mogelijkheid intrathoracale volumes te meten en longgasvolumes te bepalen na aftrek van de geschatte waarden voor vloeistof- en weefselvolumes die van metingen van de beelddichtheid afgeleid zijn. REFERENTIEWAARDEN Longvolumes hangen samen met de lichaamsomvang, met de lengte als belangrijkste factor. Bij kinderen en adolescenten blijkt de longgroei tijdens de groeispurt achter te blijven bij de toename van de lengte, en tijdens de adolescentie
VOLUME 26 NUMMER 3
EUROPEAN RESPORATORY JOURNAL
J. WANGER ET AL
STANDARDISATION OF LUNG VOLUME MEASUREMENT
treedt een verschuiving op in de relatie tussen longvolume en lichaamslengte41,42. Bij de selectie van voorspellende waarden voor absolute longvolumes moeten verschillende factoren in aanmerking genomen worden, waaronder: de noodzaak van ”matching” tussen de referentiepopulatie en de patiëntenpopulatie; een correcte extrapolatie van regressievergelijkingen met betrekking tot de waarden voor lengte en leeftijd van de betrokken onderzoekspersonen; en de mogelijkheid van verschillen in testmethodes tussen klinische laboratoria en studies waarvan de voorspellende referentiewaarden zijn afgeleid. Aanvullende informatie hieromtrent is elders te vinden1. MAATREGELEN TEGEN VERSPREIDING VAN INFECTIES Dit onderwerp is uitvoerig behandeld in een van de eerder verschenen documenten uit deze serie19. AFKORTINGEN Tabel 1 bevat een lijst van afkortingen, met een omschrijving van de betekenis daarvan, die in deze reeks documenten van de taskforce gebruikt worden. TABEL 1
Lijst van gebruikte afkortingen
ATPD
omgevingstemperatuur en omgevingsdruk, en droog omgevingstemperatuur en omgevingsdruk, verzadigd met waterdamp lichaamstemperatuur (37º C) en omgevingsdruk, verzadigd met waterdamp Celsius chloorfluorkoolwaterstof centimeter carboxyhemoglobine diffusiecapaciteit voor koolmonoxide (ook transferfactor genoemd) diffusiecapaciteit voor koolmonoxide per eenheid van alveolair volume (ook KCO genoemd) diffusiecapaciteit alveolair-capillair membraan dwell time flow >90% van PEF expiratoire flowbeperking expiratoir reservevolume teruggeëxtrapoleerd volume expiratoire vitale capaciteit fractie van gas X in alveolair gas
ATPS BTPS
C CFC cm COHb DL,CO DL,CO/VA
DM DT EFL ERV EV EVC FA,X
EUROPEAN RESPORATORY JOURNAL
TABEL 1
(Vervolg)
FA,X,t
fractie van gas X in alveolair gas op tijdstip t gemiddelde geforceerde expiratoire volumestroom tussen 25% en 75% van de FVC geforceerde expiratoire volumestroom op het moment dat X% van de FVC is uitgeademd geforceerd expiratoir volume in 1 seconde geforceerd expiratoir volume in t seconden fractie van uitgeademd gas X instantane geforceerde inspiratoire volumestroom op het moment dat X% van de FVC is ingeademd fractie van ingeademd gas X geforceerde inspiratoire vitale capaciteit functionele residuale capaciteit geforceerde vitale capaciteit water hemoglobine kwik Hertz (aantal cycli per seconde) inspiratoire capaciteit inspiratoir reservevolume inspiratoire vitale capaciteit transfercoëfficiënt van de long (= DL, CO/VA) kilogram kilopascal liter liters per minuut liters per seconde Engels pond (gewicht) maximale instantane geforceerde expiratoire volumestroom op het moment dat nog X% van de FVC kan worden uitgeademd maximale flow-volumecurve milligram maximale inspiratoire flow milliliter millimeter maximale mid-expiratoire flow milliseconde maximale vrijwillige ventilatie partiële druk alveolaire zuurstof barometerdruk expiratoire piekstroom partiële druk waterdamp partiële druk geïnhaleerde zuurstof specifieke CO-opname door het bloed
FEF25-75%
FEFX%
FEV1 FEVt FE,X FIFX%
FI,X FIVC FRC FVC H2O Hb Hg Hz IC IRV IVC KCO kg kPa l l/min-1 l/s-1 lb MEFX%
MFVL mg MIF ml mm MMEF ms MVV PA, O2 PB PEF PH2O PI,O2 Φ (theta)
VOLUME 26 NUMMER 3
19
STANDARDISATION OF LUNG VOLUME MEASUREMENT
J. WANGER ET AL
TABEL 1
(Vervolg)
RT RV s STPD
rise time van 10% tot 90% van PEF residuaal volume seconde standaardtemperatuur (273 K, 0º C) en druk (101,3 kPa, 760 mmHg), en droog tuberculose thoracaal gasvolume inademingstijd totale longcapaciteit tracergas totale duur ademhalingscyclus ademteugvolume tijdens rustademhaling alveolair volume effectief alveolair volume vitale capaciteit volume longcapillair bloed doderuimtevolume ingeademd volume volume uitgeademd monstergas microgram
TB TGV (of VTG) ti TLC Tr ttot TV (of VT) VA VA,eff VC Vc VD VI Vs μg
Aan de oorspronkelijke ATS/NHLBI-workshop werd deelgenomen door de volgende personen (de vermelde onderzoeksinstellingen zijn de instellingen waar zij ten tijde van de workshop werkzaam waren): E. Bancalari (University of Miami, Miami, FL, VS); R.A. Brown (Massachusetts General Hospital, Boston, MA, VS); L. Clausen (University of California, San Diego, CA, VS); A.L. Coates (Hospital for Sick Children, Toronto, Canada); R. Crapo (LDS Hospital, Salt Lake City, UT, VS); P. Enright (University of Arizona, Tucson, AZ, VS); C. Gaultier (Hôpital Robert Debré, Parijs, Frankrijk); J. Hankinson (NIOSH, Morgantown, WV, VS); R.L. Johnson Jr (University of Texas, Dallas, TX, VS); D. Leith (Kansas State University, Manhattan, KS, VS); C.J.L. Newth (Children’s Hospital, Los Angelos, CA, VS); R. Peslin (Vandoeuvre-lès-Nancy, Frankrijk); P.H. Quanjer (Universiteit Leiden, Leiden, Nederland); D. Rodenstein (Cliniques St. Luc, Brussel, België); J. Stocks (Institute of Child Health, Londen, VK); en J-C Yernault† (Erasmusziekenhuis, Brussel, België).
DANKBETUIGING Graag betuigen wij onze dank aan de volgende personen: J. Wanger (Pharmaceutical Research Associates, Inc., Lenexa, KS, VS); J.L. Clausen (University of California, San Diego, CA, VS); A. Coates (Hospital for Sick Children, Toronto, ON, Canada); O.F. Pedersen (Aarhus Universitet, Aarhus, Denemarken); V. Brusasco (Università degli Studi di Genova, Genua, Italië); F. Burgos (Hospital Clinic, Villarroel, Barcelona, Spanje); R. Casaburi (Harbor UCLA Medical Center, Torrance, CA, VS); R. Crapo en R. Jensen (LDS Hospital, Salt Lake City, UT, VS); P. Enright (4460 E Ina Rd, Tucson, AZ, VS); C.P.M. van der Grinten (Universitair Medisch Centrum Maastricht, Maastricht, Nederland); P. Gustafsson (Kinderziekenhuis Koningin Silvia, Göteborg, Zweden); J. Hankinson (Hankinson Consulting, Inc., Valdosta, GA, VS); D.C. Johnson (Massachusetts General Hospital en Harvard Medical School, Boston, MA, VS); N. Macintyre (Duke University Medical Center, Durham, NC, VS); R. McKay (Occupational Medicine, Cincinnati, OH, VS); M.R. Miller (University Hospital Birmingham NHS Trust, Birmingham, VK); D. Navajas (Universitat de Barcelona - IDIBAPS, Barcelona, Spanje); R. Pellegrino (Azienda Ospedaliera S. Croce e Carle, Cuneo, Italië); en G. Viegi (CNR Instituto di Fisiologia Clinica, Pisa, Italië).
20
VOLUME 26 NUMMER 3
EUROPEAN RESPORATORY JOURNAL
J. WANGER ET AL
S
EUROPEAN RESPORATORY JOURNAL
STANDARDISATION OF LUNG VOLUME MEASUREMENT
REFERENCES 1 Pellegrino R, Viegi G, Enright P, et al. Interpretative strategies for lung function testing. Eur Respir J 2005; (In press). 2 Clausen JL, Coates AL, Quanjer PH. Measurement of lung volumes in humans: reviews and recommendations from an ATS/ERS workshop. Eur Respir J 1997; 10: 1205–1206. 3 Stocks J, Quanjer PH. Reference values for residual volume, functional residual capacity and total lung capacity. ATS Workshop on Lung Volume Measurements. Official Statement of The European Respiratory Society. Eur Respir J 1995; 8: 492–506. 4 Clausen JL. Measurement of absolute lung volumes by imaging techniques. Eur Respir J 1997; 10: 2427–2431. 5 Clausen JL. Lung volume equipment and infection control. Eur Respir J 1997; 10: 1928–1932. 6 Leith DE, Brown R. Human lung volumes and the mechanisms that set them. Eur Respir J 1999; 13: 468–472. 7 Hankinson JL, Stocks J, Peslin R. Reproducibility of lung volume measurements. Eur Respir J 1997; 11: 787–790. 8 Bancalari E, Clausen JL. Pathophysiology of changes in absolute lung volumes. Eur Respir J 1998; 12: 248–258. 9 Brown R, Enright P, Leith D. Multiple-breath helium dilution measurements of lung volumes in adults. Eur Respir J 1998; 11: 246–255. 10 Gaultier C, Crapo RO. Effects of nutrition, growth hormone disturbances, training, altitude, and sleep on lung volumes. Eur Respir J 1997; 10: 2913–2919. 11 Coates AL, Peslin R, Rodenstein D, Stocks J. Measurement of lung volumes by plethysmography. Eur Respir J 1997; 10: 1415–1427. 12 Newth CJ, Enright P, Johnson RL Jr. Multiple breath nitrogen washout techniques: including measurements with patients on ventilators. Eur Respir J 1997; 10: 2174–2185. 13 NHLBI workshop. Consensus statement on measurement of lung volumes in humans. www.thoracic.org/adobe/ lungvolume.pdf. Date last updated: 30 December 2003. Date last accessed: 19 July 2005. 14 ACCP/ATS Joint Committee. Pulmonary terms and symbols. Chest 1975; 67: 583–593. 15 Quanjer PH, Tammeling GJ, Cotes JE, et al. Symbols, abbreviations, and units. Eur Respir J 1993; 6: Suppl. 16, S85–S100. 16 Quanjer PH, Tammeling GJ, Cotes JE, Pedersen OF, Peslin R, Yernault JC. Lung volumes and forced ventilatory flows. Report Working Party, Standardization of Lung Function Tests, European Community for Steel and Coal and European Respiratory Society. Eur Respir J 1993; 6: Suppl. 16, 5–40. 17 Quanjer PH, Sly PD, Stocks J. Respiratory function measurements in infants: symbols, abbreviations and units. Eur Respir J 1995; 8: 1039–1056. 18 Quanjer PH, Sly PD, Stocks J. Lung volumes and ventilatory flows. Report Working Party, Standardization of Lung Function Tests, European Community for Steel and Coal and European Respiratory Society. Pediatr Pulmonol 1997; 24: 2–11. 19 Miller MR, Crapo R, Hankinson J, et al. General considerations for lung function testing. Eur Respir J 2005; 26: 153–162.
VOLUME 26 NUMMER 3
21
STANDARDISATION OF LUNG VOLUME MEASUREMENT
J. WANGER ET AL
S
20 Miller MR, Hankinson J, Brusasco V, et al. Standardisation of spirometry. Eur Respir J 2005; 26: 319–338. 21 Shore SA, Huk O, Mannix S, Martin JG. Effect of panting frequency on the plethysmographic determination of thoracic gas volume in chronic obstructive pulmonary disease. Am Rev Respir Dis 1983; 128: 54–59. 22 DuBois AB, Botelho SY, Bedell GN, Marshall R, Comroe JH. A rapid plethysmographic method for measuring thoracic gas volume: a comparison with a nitrogen washout method for measuring functional residual capacity in normal subjects. J Clin Invest 1956; 35: 322–326. 23 American Thoracic Society. Standardization of spirometry. 1994 update. Am J Respir Crit Care Med 1995; 152: 1107–1136. 24 Peslin R, Gallina C, Rotger M. Methodological factors in the variability of lung volume and specific airway resistance measured by body plethysmography. Bull Eur Physiopathol Respir 1987; 23: 323–327. 25 Rodenstein DO, Stanescu DC. Frequency dependence of plethysmographic volume in healthy and asthmatic subjects. J Appl Physiol 1983; 54: 159–165. 26 Zarins LP, Clausen JC. Body plethysmography. In: Clausen JL, ed. Pulmonary function testing guidelines and controversies. Equipment, methods, and normal values. Academic Press, New York, 1982; pp. 141–153. 27 Emmanuel G, Briscoe WA, Cournand A. A method for the determination of the volume of air in the lungs: measurement in chronic obstructive pulmonary emphysema. J Clin Invest 1960; 20: 329–337. 28 Brunner JX, Wolff G, Cumming G, Langenstein H. Accurate measurement of N2 volumes during N2 washout requires dynamic adjustment of delay time. J Lab Physiol 1985; 59: 1008–1012. 29 Cournand A, Baldwin ED, Darling RC, Richards DWJ. Studies on intrapulmonary mixture of gases. IV. The significance of the pulmonary emptying rate and a simplified open circuit measurement of residual air. J Clin Invest 1941; 20: 681–689. 30 DuBois D, DuBois EF. A formula to estimate the appropriate surface area if height and weight be known. Arch Intern Med 1916; 17: 863–871. 31 Meneely GR, Kaltreider NL. The volume of the lung determined by helium dilution. Description of the method
22
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
and comparison with other procedures. J Clin Invest 1948; 28: 129–139. Corbeel LJ. International symposium on body plethysmography. Comparison between measurements of functional residual capacity and thoracic gas volume in chronic obstructive pulmonary disease. Prog Respir Res 1969; 4: 194–204. Krumpe PE, MacDannald HJ, Finley TN, Schear HE, Hall J 3rd, Cribbs D. Use of an acoustic helium analyzer for measuring lung volumes. J Lab Physiol 1981; 50: 203–209. Estimation of lung volumes from chest radiographs. In: Clausen JL, ed. Pulmonary function testing. Guidelines and controversies, equipment, methods, and normal values. Academic Press Inc., New York, 1982; pp. 155–163. Shephard RJ, Seliger V. On the estimation of total lung capacity from chest x-rays; radiographic and helium dilution estimates on children aged 10–12 years. Respiration 1969; 26: 327–336. Coxon HO, Hogg JC, Mayo JR, et al. Quantification of idiopathic pulmonary fibrosis using computed tomography and histology. Am J Respir Crit Care Med 1997; 155: 1649–1656. Johnson RL Jr, Cassidy SS, Grover R, et al. Effect of pneumonectomy on the remaining lung in dogs. J Appl Physiol 1991; 70: 849–858. Archer DC, Coblenz CL, deKemp RA, Nahnmias C, Norman G. Automated in vivo quantification of emphysema. Radiology 1993; 188: 835–838. Crapo RO, Montague T, Armstrong JD. Inspiratory lung volumes achieved on routine chest films. Invest Radiol 1979; 14: 137–140. Kilburn KH, Warshaw RH, Thornton JC, Thornton K, Miller A. Predictive equations for total lung capacity and residual volume calculated from radiographs in a random sample of the Michigan population. Thorax 1992; 47: 518–523. Degroodt EG, Quanjer PH, Wise ME, Van Zomeren BC. Changing relationships between stature and lung volumes during puberty. Respir Physiol 1986; 65: 139–153. Borsboom GJ, Van Pelt W, Quanjer PH. Pubertal growth curves of ventilatory function: relationship with childhood respiratory symptoms. Am Rev Respir Dis 1993; 147: 372–378.
VOLUME 26 NUMMER 3
EUROPEAN RESPORATORY JOURNAL
SERIE ”TASKFORCE ATS/ERS: STANDAARDISATIE VAN LONGFUNCTIEONDERZOEK” Onder redactie van V. Brusasco, R. Crapo en G. Viegi Nummer 4
STANDAARDISATIE VAN DE ”SINGLE BREATH”-METING VAN DE OPNAME VAN KOOLMONOXIDE IN DE LONGEN N. Macintyre, R.O. Crapo, G. Viegi, D.C. Johnson, C.P.M. van der Grinten, V. Brusasco, F. Burgos, R. Casaburi, A. Coates, P. Enright, P. Gustafsson, J. Hankinson, R. Jensen, R. McKay, M.R. Miller, D. Navajas, O.F. Pedersen, R. Pellegrino en J. Wanger
INHOUD
BETROKKEN ONDERZOEKS-
Achtergrond . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Definities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Factoren die de CO-opname bepalen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Gasanalysatoren en algemene apparatuur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Opzet van het systeem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Vereisten voor apparatuur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Prestatienormen voor apparatuur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kwaliteitscontrole voor apparatuur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Maatregelen tegen verspreiding van infecties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Standaardisatie van de procedure voor de ”single breath”-meting . . Voorbereiding van de patiënt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Uitvoering inspiratoire manoeuvre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Uitvoering ”breath hold”- en expiratoire manoeuvre . . . . . . . . . . . . . . . . Uitwassings- en bemonsteringsvolume . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Samenstelling ingeademd gas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Interval tussen tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Diversen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Berekeningen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Berekening ”breath hold”-interval . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Berekening alveolair volume . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Condities ingeademd gas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . CO2-, H2O- en temperatuurcorrectie voor VA-berekeningen . . . . . . . . . Beoordeling van de DL,CO-meting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Aanvaardbaarheid en herhaalbaarheid van tests en aantal tests . . . . . . Correctie van gemeten DL,CO-waarden vóór interpretatie . . . . . . . . . . . Correctie voor hemoglobine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Correctie voor PA,O2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Correctie voor COHb-concentratie en CO-tegendruk . . . . . . . . . . . . . Correctie voor longvolume . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . In testrapport op te nemen waarden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Afkortingen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
24 24 24 25 25 25 25 30 30 31 31 31 32 32 33 34 34 35 35 36 37 38 38 38 39 39 42 42 43 43 43
INSTELLINGEN Zie Dankbetuiging
CORRESPONDENTIE V. Brusasco Facoltà di Medicina e Chirurgia Dipartimento di Medicina interna e Specialità mediche Università degli Studi di Genova V.le Benedetto XV, 6 1-16132 Genua Italië Fax: 39 0103537690 E-mail:
[email protected]
Ontvangen op: 23 maart 2005 Goedgekeurd op: 5 april 2005
TREFWOORDEN: alveolair-capillaire doorlaatbaarheid, koolmonoxide, diffusiecapaciteit voor koolmonoxide, transferfactor voor koolmonoxide, gaswisseling, inspiratoire manoeuvres
Eerdere artikelen in deze reeks: nr 1: Miller MR, Crapo R, Hankinson J et al., Algemene aspecten van longfunctieonderzoek. Eur Respir J 2005; 26: 153-161; nr. 2: Miller MR, Hankinson J, Brusasco V et al, Standaardisatie van spirometrie. Eur Respir J 2005; 26: 319-338; nr. 3: Wanger J, Clausen JL, Coates A et al., Standaardisatie van longvolumemeting. Eur Respir J 2005; 26: 511-522.
EUROPEAN RESPORATORY JOURNAL
VOLUME 26 NUMMER 4
European Respiratory Journal Druk ISSN 0903-1936 Online ISSN 1399-3003
23
CO DIFFUSING CAPACITY STANDARDISATION
N. MACINTYRE ET AL
ACHTERGROND Deze gezamenlijke richtlijn is gebaseerd op eerdere richtlijnen van de American Thoracic Society (ATS) en de European Respiratory Society (ERS), waaraan een groot gedeelte van de inhoud is ontleend1,2. Dit eerdere materiaal is geactualiseerd op basis van nieuwe wetenschappelijke inzichten en zodanig aangepast dat de nieuwe richtlijn het gezamenlijke standpunt van de ATS en de ERS weergeeft. Dit document is bedoeld als op zichzelf staande tekst, maar voor sommige kwesties wordt verwezen naar de eerdere richtlijnen. Er zijn verschillende manieren om de opname van koolmonoxide (CO) door de longen te meten (zoals de ”steady state”-, de ”intra breath”- en de ”rebreathing”-techniek)3-9, maar de aanbevelingen hieronder hebben alleen betrekking op de ”single breath”-techniek, omdat deze techniek wereldwijd het meest gebruikt wordt. De capaciteit van de longen voor het wisselen van gas langs de alveolair-capillaire interface hangt af van de structuur, de morfologische en de functionele eigenschappen van de long3-22. Tot de eigenschappen van de structuur en de morfologische eigenschappen worden gerekend: het gasvolume in de longen; de padlengte voor diffusie in de gasfase; dikte en oppervlakte van het alveolair-capillair membraan; eventuele factoren voor luchtwegafsluiting; en het bloedvolume in capillairen die geventileerde alveoli van bloed voorzien. Tot de functionele eigenschappen worden gerekend: de absolute waarden voor ventilatie en perfusie; de ventilatie/perfusie-ratio; de samenstelling van het alveolair gas; de diffusiekenmerken van het membraan; de concentratie en bindende eigenschappen van hemoglobine (Hb) in de alveolaire capillairen; en de gasspanningen in het bloed dat de alveolaire capillairen binnenstroomt in het deel van het pulmonale vasculaire bed waar de gaswisseling met de alveoli plaatsvindt. Definities De snelheid waarmee CO in de longen wordt opgenomen is het product van de partiële druk van alveolair CO boven de tegendruk in het bloed (stuwdruk) en een snelheidsconstante. Dit geldt voor het in de gehele long aanwezige CO per eenheid stuwdruk. Om praktische redenen wordt bij toepassing van de hieronder beschreven ”single breath”-methode de CO-opname in de longen (KCO) gemeten als een daling van de concentratie alveolair CO per eenheid van tijd per eenheid partiële druk alveolair CO (PA,CO):
24
KCO = ∆[CO]/∆t/PA,CO
(1)
Door KCO te vermenigvuldigen met het gasvolume in de long dat CO bevat (alveolair volume (VA)) kan de totale opname van CO door de longen per eenheid van tijd per eenheid stuwdruk worden verkregen. Het product van deze berekening, KCO x VA, staat in Europa bekend onder de naam ”transferfactor voor CO” en in de Verenigde Staten als ”diffusiecapaciteit voor CO” (DL,CO). Eerstgenoemde term doet recht aan het feit dat bij de meting van de CO-opname meerdere processen (niet alleen diffusie) betrokken zijn en dat de verkregen waarde een submaximale waarde is en dus niet echt een ”capaciteit” aangeeft. Voor de tweede term pleit echter dat deze benaming al zeer lang in gebruik is, en om redenen van uniformiteit zijn de ERS en de ATS overeengekomen in dit document de term DL,CO te gebruiken. De ERS beveelt aan DL,CO uit te drukken in de SI-eenheden mmol/min-1/kPa-1, terwijl de ATS de voorkeur geeft aan de traditionele eenheden ml (standaardtemperatuur en -druk en droog (STPD))/min-1/mmHg-1. Wezenlijk is dit verschil niet, als voor alle berekeningen maar hetzelfde systeem van eenheden aangehouden wordt. In SI-eenheden uitgedrukte waarden moeten met 2,987 vermenigvuldigd worden om de waarden in traditionele eenheden te verkrijgen. Factoren die de CO-opname bepalen Het proces waarbij de transfer van CO vanuit de omringende lucht naar het pulmonaal capillair bloed plaatsvindt omvat de volgende stadia: 1) grootschalige aanvoer van CO naar de luchtwegen en alveolaire ruimtes; 2) menging en diffusie van CO in de alveolaire kanalen, luchtzakken en alveoli; 3) transfer van CO via de gas/vloeistofinterface van het alveolair membraan; 4) menging en diffusie van CO in het longparenchym en het alveolair-capillair plasma; 5) diffusie via het membraan van rode bloedcellen en binnen in de rode bloedcellen; en 6) chemische reactie met Hb-componenten in het bloed10-16. Het proces van CO-opname kan vereenvoudigd worden weergegeven in de vorm van twee transfer- of conductantieparameters: het geleidingsvermogen van het membraan (DM), dat de diffusiecapaciteit van het alveolair-capillair membraan weergeeft, en de bindingsreacties van CO met Hb. Deze laatste waarde kan worden uitgedrukt als het product van de snel-
VOLUME 26 NUMMER 4
EUROPEAN RESPORATORY JOURNAL
N. MACINTYRE ET AL
CO DIFFUSING CAPACITY STANDARDISATION
heid van de chemische reactie van CO met Hb (θ) en het Hb-gehalte in het alveolair-capillair bloed (Vc). Aangezien het hier om seriële geleidingsprocessen gaat14, kan het verband tussen beide parameters als volgt worden weergegeven: 1/DL,CO = (1/DM) + (1/θVc)
2)
DM en θVc kunnen worden beïnvloed door verschillende fysiologische veranderingen, met als gevolg dat ook DL,CO verandert. Naarmate de long zich vult met lucht neemt DM toe (als gevolg van het openvouwen van de membranen en de toename van het membraanoppervlak) en ondergaat Vc variabele veranderingen (als gevolg van het feit dat de alveolaire en extra-alveolaire capillairen in verschillende mate uitgerekt en platter worden)10, 17-24. Netto-effect van deze veranderingen is dat DL,CO toeneemt naarmate de long groter wordt. Inspanning, een liggende houding en Mueller-manoeuvres (inspiratoire inspanningen bij een gesloten glottis) zijn factoren die van invloed zijn op de recruitment en verwijding van de alveolaire capillairen, waardoor Vc en DL,CO toenemen25-31. Alveolair-capillair recruitment treedt ook op in longweefsel dat resteert na operatieve resectie, aangezien de cardiale output in dat geval door een gereduceerd capillair netwerk stroomt. Deze recruitment heeft tot gevolg dat de daling van Vc na resectie minder groot is dan op grond van de hoeveelheid verwijderd longweefsel verwacht zou worden. Valsalva-manoeuvres daarentegen (expiratoire inspanningen bij een gesloten glottis) kunnen ertoe leiden dat Vc afneemt, en daarmee ook DL,CO29. De meting van de CO-opname wordt wat DM en θVc betreft ook beïnvloed door de ventilatiespreiding (d.w.z. de opname van CO kan alleen worden gemeten in longeenheden waarin CO is in- en vervolgens uitgeademd)15, 16, 32, 33. Dat is met name van belang bij aandoeningen zoals emfyseem, waarbij het mogelijk is dat ingeademd CO alleen terechtkomt in de beter geventileerde delen van de long, met als gevolg dat de gemeten waarde voor de CO-opname hoofdzakelijk bepaald wordt door de opnamecapaciteit van die delen. In dit soort gevallen zal ook de waarde voor de verdunning van het tracergas die wordt gebruikt om VA te berekenen voornamelijk lokaal bepaald zijn, waardoor het totale longvolume te laag geschat wordt. Bij de beoordeling van de DL,CO-waarde zoals die vervolgens berekend wordt dient dan ook in aanmerking geno-
EUROPEAN RESPORATORY JOURNAL
men te worden dat deze waarde hoofdzakelijk betrekking heeft op de gaswisselingseigenschappen van de geventileerde delen van de long. Naast bovengenoemde fysiologische en spreidingsfactoren zijn er ook verschillende pathologische factoren die van invloed kunnen zijn op DM, θVc of beide, en daarmee ook op DL,CO (tabel 1)5, 6, 34-43. Meting van DL,CO is wenselijk wanneer een van deze pathologische processen vermoed wordt of uitgesloten moet worden. Het meten van veranderingen in DL,CO over een langere periode bij dit soort aandoeningen is ook nuttig om het ziekteverloop te volgen. GASANALYSATOREN EN ALGEMENE APPARATUUR Opzet van het systeem Beschrijvingen van de apparatuur en algemene instructies voor het uitvoeren van de ”single breath”-manoeuvre voor meting van de diffusiecapaciteit zijn elders te vinden2, 44-48. De apparatuur die in klinische laboratoria gebruikt wordt loopt qua complexiteit sterk uiteen, maar de basisbeginselen zijn overal gelijk. Alle systemen beschikken over een bron voor testgas (bag-inbox, spirometer, cilinder met gecomprimeerd gas), een methode voor het meten van geïnspireerde en geëxpireerde volumes als functie van de tijd (spirometer met kymograaf of pneumotachometer bij mondstuk of bag-in-box) en gasanalysatoren (systemen op basis van enkelvoudige bemonstering of systemen voor continue snelle meting). Systemen op basis van enkelvoudige bemonstering geven gewoonlijk alleen volume als functie van de tijd weer (figuur 1a); systemen voor continue gasanalyse meten daarnaast gedurende de gehele test continu de concentraties CO en tracergas (figuur 1b). Vereisten voor apparatuur Prestatienormen voor apparatuur In tabel 2 zijn de prestatienormen voor de te gebruiken apparatuur weergegeven. 1) De nauwkeurigheid voor volumemeting moet gelijk zijn aan die welke door de ATS/ERS als standaard voor spirometrisch onderzoek is vastgesteld49, te weten ±3% van aflezing (±3,5% wanneer de foutmarge van 0,5% van de testspuit in aanmerking genomen wordt) bij een volumebereik van 8 liter en testgasconcentraties die overeenkomen met die welke tijdens DL,CO-tests verwacht kunnen worden. Pneumotachometers voor het meten van flow en volume tijdens de
VOLUME 26 NUMMER 4
25
Het verschil zit ‘em in de toegevoegde waarde Een recente inspanningspublicatie toont de toegevoegde waarde van longfunctieparamenters als onafhankelijke indicatoren voor de prognose van hartfalen. De meer dan 900 inspanningstesten werden uitgevoerd in 7 hoog gekwalificeerde inspanningslaboratoria. De toegevoegde waarde van het combineren van longfunctie- en hartfunctietoepassingen vertaalt zich in signifikant verbeterde, klinische resultaten.
Jaeger®
SensorMedics®
Micro Medical™
SomnoStar™
NOX/T3™
Bron: Permanent atrial fibrillation affects exercise capacity in chronic heart failure patients; Piergiuseppe Agostoni et al.; European Heart Journal 2008, doi:10.1093/eurheartj/ehn361
Winst voor de analist t "GOBNF WBO BENJOJTUSBUJFUJKE t 7FSCFUFSEF FGmDJFOUJF WBO XFSLSPVUJOF Winst voor de arts t 4OFMMF UPFHBOH UPU QBUJÑOUHFHFWFOT t .FFSEFSF EJBHOPTUJTDIF VJUTMBHFO HFÕOUFHSFFSE JO ÏÏO DFOUSBMF QBUJÑOUFOTUBUVT Winst voor IT-afdeling t #JEJSFDUJPOFMF )- PQMPTTJOH t .PHFMJKLIFJE UPU HFCSVJL #4/OVNNFS t A0OTJUF FO A3FNPUF POEFSTUFVOJOH
VLINK HL7 koppelt gezondheid aan zorg Betrouwbare, direct en snel beschikbare informatie vormt de belangrijkste levensader van iedere organisatie in de gezondheidszorg. De mogelijkheid om de gezondheid van uw patiënt te bepalen aan de hand van diagnostische testresultaten en het daarbij afstemmen van de juiste zorg, is direct gekoppelt aan de prestatie van uw Ziekenhuis Informatie Systeem (ZIS). CareFusion heeft hiervoor het VLINK Interconnectivity pakket ontwikkeld en heeft dit pakket geïntegreerd in al haar diagnostische instrumenten. Hiermee is er voor het eerst één oplossing om diverse diagnostische afdelingen – Longfunctie, Klinische Neurofysiologie, Hartfunctie en Slaapregistratie – te koppelen aan uw ZIS via één unieke Gateway, VLINK.
carefusion.com
De Molen 8 - 10 3994 DB Houten Nederland +31 30 2289 711 tel +31 30 2289 713 fax
CO DIFFUSING CAPACITY STANDARDISATION
TABEL 1
N. MACINTYRE ET AL
Fysiologische en pathologische veranderingen die van invloed zijn op de diffusiecapaciteit voor koolmonoxide (DL,CO)
Extrapulmonale beperking van longinflatie (beperkt VA) die leidt tot veranderingen in DM of θVc, met als gevolg lagere waarden voor DL,CO Beperkt inspanningsvermogen of zwakke ademhalingsspieren Thoraxvervorming die een belemmering vormt voor volledige longinflatie Aandoeningen die leiden tot een daling van θVc en daarmee van DL,CO Anemie Longembolie Andere factoren die leiden tot een daling van θVc en daarmee van DL,CO Veranderingen in bindingsreacties met Hb (bijv. COHb, verhoogd FI,O2) Valsalva-manoeuvre (verhoogde intrathoracale druk) Aandoeningen die leiden tot een (sterke of minder sterke) daling van DM en θVc en daarmee van DL,CO Longresectie (al vindt ter compensatie ook versterking van θVc plaats) Emfyseem Interstitiële longaandoeningen (zoals IPF en sarcoïdose) Longoedeem Pulmonale vasculitis Pulmonale hypertensie Aandoeningen die leiden tot een stijging van θVc en daarmee van DL,CO Polycythemie Links-rechts shunt Pulmonale hemorragie (leidt strikt genomen niet tot een stijging van θVc, maar doet wel de Hb-concentratie in de longen toenemen) Astma Andere factoren die leiden tot een stijging van θVc en daarmee van DL,CO Veranderingen in bindingsreacties met Hb (bijv. verlaagd FI,O2) Mueller-manoeuvre (verlaagde intrathoracale druk zoals bij astma, ademen onder weerstand) Lichamelijke inspanning (met bovendien mogelijk een DM-component) Liggende houding (met bovendien mogelijk een lichte stijging van DM) Obesitas (met bovendien mogelijk een DM-component) VA: alveolair volume; DM: diffusiecapaciteit alveolair-capillair membraan; θ: snelheid chemische reactie koolmonoxide (CO)hemoglobine (Hb); Vc: volume longcapillair bloed; FI,O2: fractie ingeademde zuurstof; IPF: idiopathische pulmonale fibrose; Hb: hemoglobine
DL,CO-manoeuvre kunnen gevoelig zijn voor verschillen in gassamenstelling of -concentratie en voor veranderingen in de pulsatiele flow die veroorzaakt worden door inademventielen50. Alle apparaten moeten in alle omstandigheden voldoen aan de nauwkeurigheidseis voor volume, ongeacht het gasmengsel, de stroomrichting van het gas (ingeademd of uitgeademd gas) en het patroon van de pulsatiele flow. 2) Nauwkeurigheid van gasanalysatoren is in bepaalde omstandigheden van belang, bijv. voor TABEL 2
het meten van de CO-tegendruk (de geëxpireerde fractie CO wanneer geen CO is geïnspireerd), maar voor de berekening van DL,CO is alleen de verhouding alveolair versus ingeademd CO c.q. tracergas relevant. Belangrijkste eis voor de analysatoren is dan ook dat ze resultaten voor gemeten uitgeademd CO c.q. tracergas genereren die lineair gecorreleerd zijn aan concentratiewaarden tussen ingeademde concentraties (testgas) en nulconcentraties (geen CO of tracergas in de analysator)51, 52. Dit wordt veelal
Specificaties voor apparatuur
Nauwkeurigheid voor volume Gasanalysatoren Weerstand in circuit Gevoeligheid inademingsventiel Tijdklok VD apparaat/ventiel/filter
ATS/ERS-normen (momenteel 3,5% nauwkeurigheid bij volumebereik van 8 l bij gebruik van testgassen; nauwkeurigheid testspuit: 0,5%) Lineair van nul tot volledig bereik binnen ± 0,5% van volledig bereik; stabiel gedurende gehele test met drift <± 0,5% van gemeten gas <1,5 cmH2O/l-1/s-1 bij een flow van 6 l/s-1 <10 cm H2O nodig voor flow van 6 l/s-1 door ventiel en circuit (bij gebruik van bron met gecomprimeerd gas) ±1,0% in 10 s (100 ms) <0,350 l
ATS: American Thoracic Society; ERS: European Respiratory Society; VD: doderuimtevolume
28
VOLUME 26 NUMMER 4
EUROPEAN RESPORATORY JOURNAL
N. MACINTYRE ET AL
CO DIFFUSING CAPACITY STANDARDISATION
FIGUUR 1:
Diagram van volume (a) en gasconcentraties (b) in de longen tijdens de ”single breath”-meting van de diffusiecapaciteit voor koolmonoxide. De bemonsteringstijd valt tussen de twee stippellijnen. ---: tracergas; – – –: koolmonoxide. #: uitwassing dode ruimte; ¶: bemonstering. Naar 1.
lineaire respons genoemd. Aangezien de gemeten DL,CO zeer gevoelig is voor afwijkingen met betrekking tot relatieve gasconcentraties, mag de niet-lineariteit van de analysator ten hoogste 0,5% van de volledige schaal bedragen (d.w.z.: wanneer de analysator op nul ingesteld is bij afwezigheid van testgas en op volledig bereik afgesteld wordt met gebruikmaking van testgas mag de non-lineariteit van het systeem bij metingen van bekende diluties van het testgas maximaal 0,5% van het volledige bereik bedragen). Zo mag de afwijking voor verdunning bij gebruik van 0,300% CO als testgas niet meer dan ±0,0015% bedragen. 3) Gasanalysatoren mogen slechts minieme nulpunts- en gain drift vertonen, zodat de output gedurende het testinterval stabiel is. Fabrikanten worden aangemoedigd hun apparaten uit te rusten met een display waarop de gemeten gasconcentraties afgelezen kunnen worden, zodat de stabiliteit van de meting geverifieerd kan worden. Is er sprake van significante drift tijdens het testinterval (~30 s), dan moeten algoritmen worden opgesteld om de meetgegevens te corrigeren voor deze drift. De stabiliteit van gasanalysatoren moet ±0,001% (absoluut) voor CO en ±0,5% (van aflezing van de volledige schaal) voor het tracergas zijn. 4) Voor het probleem van inter-
EUROPEAN RESPORATORY JOURNAL
ferentie van CO2 en/of H2O met de werking van de gasanalysator bestaan twee remedies. De eerste is CO2 en/of H2O uit het testgas verwijderen voordat dit door de analysator gevoerd wordt. H2O wordt gewoonlijk via CaSO4–anhydraat (of een andere stof) geabsorbeerd. CO2 kan geabsorbeerd worden met Ba(OH)2 of NaOH. Beide stoffen produceren H2O wanneer ze met CO2 reageren; daarom moet er bij CO2absorptie op gelet worden dat dit proces voorafgaat aan het proces van H2O-absorptie in het circuit van de analysator. Waterdamp kan ook verwijderd worden door gebruik te maken van slangen die selectief dampdoorlaatbaar zijn; het kan echter zijn dat in dat geval de waterdampconcentratie slechts tot ”near ambient”-niveau verlaagd wordt, zodat resterend H2O nog steeds kan interfereren met de werking van de analysator. Verder hebben dampdoorlaatbare slangen een beperkte levensduur. De werking van dergelijke slangen kan onder meer gecontroleerd worden door de resultaten van metingen van gasconcentraties die zijn verricht met zowel droog als vochtig testgas met elkaar te vergelijken en waar nodig correcties door te voeren (zie hieronder). Fabrikanten van dampdoorlaatbare slangen zouden een vervangingschema en/of een methode voor het controleren van de werking van het product moeten meeleveren. De tweede remedie voor het probleem van CO2en/of H2O-interferentie met gasanalysatoren is vaststellen wat het effect van de interfererende gassen op de output van de analysator is om die output vervolgens te corrigeren voor de aanwezigheid van deze gassen. Twee veelgebruikte methoden hiervoor zijn de volgende: ofwel men gaat uit van constante concentraties van interfererende gassen en past in alle tests een vaste correctiefactor toe; ofwel men meet voor iedere afzonderlijke test rechtstreeks de CO2- en/of H2O-concentratie en voert de vereiste correcties door in de output van de analysator op basis van de gemeten waarden (zie hierna onder ”CO2-, H2O- en temperatuurcorrectie voor VA-berekeningen”). 5) De weerstand binnen het circuit moet <1,5 cmH2O/l-1/s-1 zijn bij een flow van 6 l/s-1. Als een instroomregulator wordt gebruikt op een cilinder met gecomprimeerd gas, moet de maximale inspiratoire druk die nodig is voor een inspiratoire flow van 6 l/s-1 door zowel het circuit als het ventiel <10 cmH2O zijn. 6) Het instrument voor tijdregistratie in het voor de DL,CO-meting gebruikte apparaat moet nauwkeurig zijn tot op minder dan 1% (100 ms bij een interval van 10 s). De methode die wordt gebruikt voor de tijdberekening moet aangegeven worden. Als een
VOLUME 26 NUMMER 4
29
CO DIFFUSING CAPACITY STANDARDISATION
N. MACINTYRE ET AL
instrument wordt gebruikt dat de gegevens automatisch berekent, moet vastgelegd worden wat de nauwkeurigheid is van het automatisch berekende ”breath hold”-interval. 7) Het doderuimtevolume (VD) voor zowel het ingeademd testgas als het alveolair monster moet bekend zijn, en voor alle algoritmen die voor de gegevensberekening gebruikt worden moet nagegaan en vastgelegd worden welke invloed deze VDwaarden op de resultaten hebben. Bij volwassenen moet het totale doderuimtevolume van ventiel, filter en mondstuk <0,350 l zijn. Lagere VD-waarden kunnen nodig zijn voor tests bij kinderen. 8) Het systeem dient absoluut lekvrij te zijn. Dit is met name van belang voor DL,COmeetsystemen waarbij gasmonsters bij subatmosferische druk in de gasanalysatoren gezogen worden. Lekkages in slangen, in verbindingsstukken of op andere plaatsen kunnen tot gevolg hebben dat tijdens de bemonstering omgevingslucht in het gascircuit gezogen wordt, waardoor het monster verdund wordt en de concentratie van testgassen daalt. Kwaliteitscontrole voor apparatuur Tabel 3 laat de vereiste kwaliteitscontroles en de frequentie daarvan zien. 1) Voorafgaande aan iedere test moet nulpuntinstelling van de gasanalysator plaatsvinden. Deze procedure moet na iedere test worden herhaald in verband met eventuele drift tijdens de uitgevoerde test. 2) Dagelijks moet volumekalibratie met behulp van een 3 liter-spuit plaatsvinden53. Verder dienen technici aantekening te maken van significante verschillen tussen ingeademd volume (VI) en vitale capaciteit (VC) of tussen VA en totale longcapaciteit (TLC) die kunnen duiden op problemen met betrekking tot volumekalibratie. 3) Wekelijks, of vaker wanneer daar aanleiding toe bestaat, dienen de volgende tests uitgevoerd te worden. Ten eerste, een test op lekkages, voor zover van toepassing voor het gebruikte instrument. Ten tweede, een DL,CO-test met een gekalibreerde 3 liter-spuit. Daarbij dient de spuit aan het apparaat bevestigd te worden, waarna TABEL 3
Kwaliteitscontrole voor apparatuur
Control Nulpuntinstelling gasanalysator Nauwkeurigheid voor volume Test bij normaal persoon/simulatietest Lineariteit gasanalysator Tijdklok
30
Frequentie Voor/na iedere test Dagelijks Minimaal wekelijks Om de drie maanden Om de drie maanden
het apparaat in de testmodus geschakeld wordt. Via de spuit wordt het testgas uit het apparaat gezogen en vervolgens aan het eind van het ”breath hold”-interval weer in het circuit gebracht. De gemeten waarde voor DL,CO dient nagenoeg nul te zijn, en de gemeten waarde voor VI dient ~3,3l te zijn (3,0 l x BTPS-factor). Deze procedure heeft tot doel de nauwkeurigheid voor ingeademd volume in de DL,CO-testmodus te controleren; deze kan namelijk afwijkingen vertonen bij verder volkomen correcte spirometrische metingen. Ten derde, een test bij een ”normaal persoon” (biologische controle) of een simulatietest54. Normale personen zijn gezonde niet-rokers (bijv. gezonde laboratoriummedewerkers). Als de waarde voor DL,CO bij een normaal persoon >10% boven of onder eerder gemeten waarden ligt, moet de test worden herhaald. Levert een tweede test een vergelijkbaar afwijkend resultaat op, dan moet het hele systeem voor DL,CO-meting zorgvuldig gecontroleerd worden op mogelijke lekkages, nonlineariteit, onnauwkeurigheid voor volume en tijd, enz. Zijn er genoeg gegevens over een normaal persoon verkregen, dan zouden laboratoria op basis daarvan hun eigen grenscriteria moeten opstellen; worden die overschreden, dan zouden ze dat als een aanwijzing kunnen zien voor mogelijke problemen met betrekking tot het gebruikte systeem voor DL,CO-meting. Fabrikanten worden aangemoedigd geautomatiseerde kwaliteitscontrolesystemen te ontwikkelen om de hier aanbevolen procedures te ondersteunen en te bevorderen. 4) De lineariteit van de gasanalysator moet iedere drie maanden gecontroleerd worden. Een simpele methode is meting van een reeks bekende verdunningen van het gebruikte testgas55 of meting van de concentratie van een speciaal testgas dat geschikt is voor precisiemetingen en waarvoor een Certificate of Analysis afgegeven is. Voor de lineariteitscontrole moet minimaal één intermediaire concentratie gebruikt worden. Fabrikanten worden aangemoedigd deze functie te automatiseren. Verder dient de nauwkeurigheid van de tijdklok iedere drie maanden gecontroleerd te worden. 5) Gegevens over apparatuurcontrole en tests bij normale personen moeten voorzien van datum en handtekening in een laboratoriumlogboek bewaard worden. Fabrikanten worden aangemoedigd software en testapparatuur voor kwaliteitscontroles en het beheer van de gegevens daarvan te ontwikkelen. Maatregelen tegen verspreiding van infecties Hoofddoel van de maatregelen tegen versprei-
VOLUME 26 NUMMER 4
EUROPEAN RESPORATORY JOURNAL
N. MACINTYRE ET AL
CO DIFFUSING CAPACITY STANDARDISATION
ding van infecties is besmetting van patiënten en medewerkers tijdens de uitvoering van longfunctieonderzoek te voorkomen. De aanbevelingen zoals die staan beschreven in de ATS-ERS-richtlijnen betreffende standaardisatie van spirometrie c.q. algemene aspecten van longfunctieonderzoek, zijn ook van toepassing op de apparatuur en procedures voor DL,COmetingen49, 56. STANDAARDISATIE VAN DE PROCEDURE VOOR DE ”SINGLE BREATH”-METING Bij de ”single breath”-methode voor het bepalen van DL,CO wordt gemeten hoeveel CO door de longen opgenomen wordt gedurende een tijdsinterval waarin de adem wordt ingehouden (”breath hold”-interval). Om variabiliteit van de meting zoveel mogelijk te beperken zijn de volgende aanbevelingen voor standaardisatie van de meettechnieken opgesteld. Voorbereiding van de patiënt Factoren die van invloed zijn op Vc (zoals lichamelijke inspanning, lichaamshouding, de affiniteit van Hb voor CO (o.a. afhankelijk van de alveolaire zuurstofspanning (PA,O2) en de vorming van carboxyhemoglobine (COHb)) moeten gestandaardiseerd worden. Als er geen klinische bezwaren zijn, dient de onderzoekspersoon, die extra zuurstof heeft, hiermee 10 minuten voor de standaardtest te stoppen. Vindt meting plaats bij lichamelijke inspanning of in liggende houding, met de bedoeling de recruteerbaarheid van DL,CO te beoordelen15,25-28, dan moet genoteerd worden wat de mate van inspanning is c.q. hoelang de liggende houding aangehouden is. Voor de start van de test moet voorgedaan worden hoe de manoeuvres uitgevoerd moeten worden en moet de onderzoekspersoon zorgvuldig geïnstrueerd worden over het verloop van de test. Het is van belang dat de onderzoekspersoon tijdens de gehele test comfortabel gezeten is. De test moet uitgevoerd worden bij een stabiele, aangename temperatuur die valt binnen het in de apparatuurspecificaties vermelde temperatuurbereik. COHb leidt tot een acute, reversibele daling van de waarden voor DL,CO57-60, voornamelijk als gevolg van de toename van CO-tegendruk en het ”anemie-effect” (afname van het aantal plaatsen waar CO uit het testgas zich kan binden aan Hb). Aangezien roken de meest voorkomende oorzaak van de vorming van COHb is, moet
EUROPEAN RESPORATORY JOURNAL
onderzoekspersonen verzocht worden op de dag van de test niet te roken of zich op enige andere wijze bloot te stellen aan CO. Met het oog op een juiste interpretatie van de testgegevens moet het tijdstip waarop voor het laatst gerookt is nagevraagd en vastgelegd worden. Bij recent of zwaar roken dient correctie voor de COtegendruk plaats te vinden (zie hierna onder ”Correctie voor COHb-concentratie en COtegendruk”). Fabrikanten worden aangemoedigd ervoor te zorgen dat deze correctie eenvoudig uitgevoerd kan worden met de door hen geleverde apparatuur. Uitvoering inspiratoire manoeuvre Na bevestiging van het mondstuk en de neusklem dient de onderzoekspersoon enige tijd rustig in- en uit te ademen om te wennen aan het mondstuk. Diepe inademingen moeten vermeden worden, omdat ze een stijging van de latere CO-opname tot gevolg kunnen hebben61. De DL,CO-manoeuvre begint met een nietgeforceerde uitademing tot residuaal volume (RV). Voor patiënten met obstructieve longaandoeningen, bij wie uitademing tot RV-niveau meer tijd kan kosten, kan als vuistregel voor de tijdsduur van dit deel van de manoeuvre een interval van maximaal 6 s aangehouden worden, in overeenstemming met de aanbeveling voor een uitademingstijd van 6 s voor meting van het maximaal geforceerd expiratoir volume (FEV6) als alternatief voor FVC49. Op RV-niveau wordt het mondstuk verbonden met een bron voor testgas, waarna de onderzoekspersoon snel inademt tot TLC-niveau. Een submaximaal ingeademd volume (d.w.z. een lager volume dan de bekende VC-waarde) kan in bepaalde gevallen de CO-opname beïnvloeden, afhankelijk van de vraag of de onvolledige inademing het resultaat is van een eerdere suboptimale uitademing tot RV-niveau (test uitgevoerd op TLC-niveau) of van een suboptimale inademing vanaf RV-niveau (test uitgevoerd onder TLC-niveau)19-22. In het eerste geval zullen de berekende waarden voor VA en DL,CO een correcte weerspiegeling vormen van het longvolume en de CO-opnamecapaciteit van de longen op TLC-niveau. In het tweede geval echter is VA verlaagd, met alle gevolgen van dien voor de DL,CO-meting (zie hierna onder ”Correctie voor longvolume”). In verband hiermee dient ervoor gezorgd te worden dat VI zo dicht mogelijk bij de bekende waarde voor VC ligt. Uit gegevens afkomstig van
VOLUME 26 NUMMER 4
31
CO DIFFUSING CAPACITY STANDARDISATION
N. MACINTYRE ET AL
een uitgebreide patiëntenpopulatie is gebleken dat VI tijdens DL,CO-metingen gemiddeld ~90% van VC bedraagt19, maar ook is vastgesteld dat niet minder dan 32% van de onderzoekspersonen onder deze streefwaarde kan blijven62. In een recenter onderzoek betreffende ruim 6000 DL,CO-metingen in een universiteitslaboratorium bleek 72, 86 en 92% van de betrokken patiënten VI-streefwaarden van, respectievelijk, 90, 85 en 80% van de bekende VC-waarde te kunnen halen63. Aangezien gebleken is dat VI wel 15% bij de bekende VC-waarde kan achterblijven zonder dat de daling van DL,CO 5% overschrijdt19, lijkt een streefwaarde voor VI van 85% van de hoogste bekende waarde voor VC zowel redelijk als haalbaar. De inademingsmanoeuvre dient snel uitgevoerd te worden, omdat het proces van het vullen van de longen voor de berekening van DL,COwaarden voorgesteld wordt als een proces van ’momentaan’ karakter24, 64-70. Vullen de longen zich in een relatief traag tempo, dan bevinden de longen zich minder lang in een toestand van volledige inspiratie, hetgeen een proportionele daling van de CO-opname tot gevolg heeft. Ofschoon er diverse methodes voor bepaling van het bemonsteringsmoment bestaan om het probleem van het vullen en ledigen van de longen en de daaraan gerelateerde tijdsintervallen te ondervangen, lijkt het redelijk ervan uit te gaan dat 85% van VI normaal gesproken in <4,0 s ingeademd is. Zijn langere inademingstijden nodig om de streefwaarde van 85% VI te halen, dan moet dat aangetekend worden in het testrapport. Uitvoering ”breath hold”- en expiratoire manoeuvre Valsalva-manoeuvres (expiratoire inspanningen bij een gesloten luchtweg) en Mueller-manoeuvres (inspiratoire inspanningen bij een gesloten luchtweg) tijdens de ”breath hold”-manoeuvre leiden tot een afname respectievelijk toename van het thoracale bloedvolume en daarmee tot een afname respectievelijk toename van de waarden voor DL,CO29, 71, 72. De intrapulmonale druk tijdens de ”breath hold”-fase dient daarom nagenoeg gelijk te zijn aan de atmosferische druk, en dat kan het best gerealiseerd worden door de onderzoekspersoon de instructie te geven het niveau van volledige inademing bij zo gering mogelijke inspanning vast te houden. Het ”breath hold”-interval dient 10±2 s te zijn. Die streefwaarde is voor de grote meerderheid van de onderzoekspersonen eenvoudig te halen62.
32
Net zoals het vullen van de longen bij de inspiratoire manoeuvre wordt ook het ledigen van de longen bij de expiratoire manoeuvre voor de berekening van de DL,CO-waarden beschouwd als een proces van momentaan karakter24, 64-69. Ofschoon meerdere methoden voor bepaling van het bemonsteringsmoment beschikbaar zijn om het probleem te ondervangen dat het ledigen van de longen geen momentaan proces is, lijkt het redelijk ervan uit te gaan dat de expiratoire manoeuvre soepel, niet-geforceerd en zonder onderbreking of hapering uitgevoerd kan worden en dat de totale uitademingstijd niet meer dan 4 s bedraagt (bij een bemonsteringsinterval van <3 s). Is voor de onderzoekspersoon een langere uitademingstijd nodig om een geschikt monster van alveolair gas te verkrijgen, dan moet in het testrapport die afwijkende uitademingstijd genoteerd worden. Figuur 2 laat een aantal veel voorkomende problemen zien die zich kunnen voordoen tijdens de inspiratoire manoeuvre, de ”breath hold”manoeuvre en de expiratoire manoeuvre. Uitwassings- en bemonsteringsvolume Voor berekening van de DL,CO-waarden (zie hierna onder ”Berekeningen”) zijn monsters van alveolair gas nodig. Tijdens de uitademingsmanoeuvre moet een zeker gasvolume zijn uitgeademd en afgevoerd ter eliminatie van anatomisch en mechanisch VD voordat bemonstering van het alveolair gas plaatsvindt (figuur 1). Besmetting van het monster van alveolair gas met VD-gas heeft een te lage schatting van de werkelijke CO-opname tot gevolg. Over het
FIGUUR 2: Mogelijke problemen bij de uitvoering van ademmanoeuvres voor de ”single breath”-meting van de diffusiecapaciteit voor koolmonoxide die tot meetfouten kunnen leiden. ······: stapsgewijze in- of uitademing; − - −: lekkage uitgeademd gas; − - - −: te trage inademing; − − −: uitgeademd volume > ingeademd volume; ——-: kortstondige overshoot als gevolg van hoge flows en veranderende gastemperaturen. Naar 2.
VOLUME 26 NUMMER 4
EUROPEAN RESPORATORY JOURNAL
N. MACINTYRE ET AL
CO DIFFUSING CAPACITY STANDARDISATION
algemeen moet het uitwassingsvolume 0,75-1,0 l (BTPS) zijn. Bij patiënten met een VC van <2,00 l kan deze waarde verlaagd worden tot 0,50 l. Moderne apparaten bieden soms de mogelijkheid de concentraties uitgeademd gas grafisch weer te geven, zodat geverifieerd kan worden of er inderdaad geen VD-gas in het alveolair monster aanwezig is (figuur 1). Huang et al.71 hebben aangetoond dat wanneer bij gebruik van een dergelijke analysator de hierboven vermelde standaardmethode wordt toegepast, de VD bij >90% van de volwassenen correct verwerkt wordt.
weergegeven zoals ze gemeten zijn bij de mond, gesynchroniseerd voor vertragingen bij het gastransport en gecorrigeerd voor de respons van de analysator. Het begin van de bemonstering (= het einde van de washout) moet vallen op een punt waar het tracergas, na de scherpe daling vanaf het niveau van inspiratie, duidelijk het begin van een plateau laat zien en waar het bruuske verval in de CO-curve plaats maakt voor een meer gelijkmatige, geleidelijke afname (figuur 1). Verder dient in het testrapport aangegeven te worden dat handmatige correcties zijn toegepast om het uitwassings- en monstergasvolume te bepalen, zodat degene die de gegevens interpreteert de correcties kan beoordelen en verifiëren.
Het monstergasvolume (VS) is het volume van het gas dat gebruikt wordt om de concentraties alveolair CO en tracergas aan het einde van het ”breath hold”-interval te bepalen. Bij onderzoekspersonen met een goede gasmenging en gelijkmatig verdeelde ventilatie- en CO-opnameeigenschappen geeft vrijwel elk gasmonster dat na de VD-uitwassing genomen wordt een goed beeld van de longen in hun geheel. Bij onderzoekspersonen bij wie de gasmenging minder goed verloopt of bij wie de verschillende longregio’s zich nadrukkelijk na elkaar ledigen, geeft het genomen monster alleen de eigenschappen weer van de longregio’s die bij de vorming van het monstergas betrokken waren. Verder is het bemonsteringsinterval van invloed op de berekening van het ”breath hold”-interval (zie hieronder). Met het oog op standaardisatie van de wijze van bemonstering wordt een VS van 0,501,00 l voor analysedoeleinden aanbevolen. Bij patiënten met VC <1 l kan voor VS een waarde van <0,50 l aangehouden worden, mits gegarandeerd kan worden dat VD correct is gemeten.
Het tracergas moet beperkte oplosbaarheidseigenschappen hebben en een chemisch en biologisch inert gas zijn. Aangezien het tracergas gebruikt wordt om de initiële concentratie alveolair CO te bepalen, evenals het alveolair volume op basis waarvan de CO-opname plaatsvindt, moeten de diffunderende eigenschappen ervan vergelijkbaar zijn met die van CO. Het tracergas mag niet interfereren met de meting van de CO-concentratie en dient normaal gesproken niet in alveolair gas of elders in een bekende, vaste concentratie aanwezig te zijn (zoals argon).
In geval van continumeting met analysatoren die uitgerust zijn met een display voor grafische weergave kan gebruik worden gemaakt van geautomatiseerde of visuele controle van de curven van uitgeademd CO en tracergas om waar nodig het uitwassingsvolume en VS te corrigeren (figuur 1)71. Deze aanpassingen kunnen nuttig zijn bij onderzoekspersonen met VC <1 l die de hierboven aanbevolen minimumwaarden voor VD-uitwassing en VS niet kunnen halen (zoals patiënten in de kinderleeftijd, of volwassenen met ernstige restrictieve aandoeningen). Ook voor onderzoekspersonen met een hoog VD voor wie de aanbevolen bandbreedte van 0,75-1,0 liter ongeschikt is kunnen dergelijke aanpassingen nuttig zijn. Voor een juiste correctie is het van belang dat op het display de feitelijke gasconcentraties worden
Veelgebruikte tracergassen zijn helium (He) en methaan (CH4). He voldoet aan de meeste van de hierboven genoemde criteria, maar het diffusievermogen van dit gas is aanmerkelijk groter dan dat van CO. CH4 wordt vaak als tracergas toegepast wanneer gebruik wordt gemaakt van systemen waarmee continue bemonstering van uitgeademd gas plaatsvindt. Wat diffunderende eigenschappen betreft lijkt het meer op CO, maar het is iets beter oplosbaar in vloeistoffen dan He. Naarmate nieuwe tracergassen beschikbaar komen, moeten fabrikanten aantonen dat daarmee waarden voor VA en DL,CO verkregen worden die equivalent zijn aan de waarden die bij toepassing van He gemeten worden, aangezien de meeste beschikbare referentievergelijkingen afgeleid zijn van onderzoeken waarbij He als tracergas is gebruikt.
EUROPEAN RESPORATORY JOURNAL
Samenstelling ingeademd gas Het testgas dat gebruikt wordt voor het berekenen van de DL,CO-waarde bevat onder meer een tracergas voor het meten van VA, evenals CO. Verder bevat het mengsel O2- en N2-componenten.
VOLUME 26 NUMMER 4
33
CO DIFFUSING CAPACITY STANDARDISATION
N. MACINTYRE ET AL
Formeel moet de in te ademen hoeveelheid CO 0,3% zijn. Verhoudingen zijn echter belangrijker dan absolute waarden, en daarom zijn exacte percentages voor de concentratie niet van doorslaggevend belang. Bij de berekening van de CO-opname wordt ervan uitgegaan dat capillair bloed geen CO bevat; dat betekent dat correcties nodig zijn bij patiënten met een hoog COHbgehalte in het bloed (zie hierna onder ”Correctie voor COHb-gehalte en CO-tegendruk”). Aangezien PA,O2 fluctueert tijdens de ademhalingscyclus72 en van invloed kan zijn op θ en daarmee op de CO-opname, lijkt een relatief stabiele waarde voor PA,O2 tijdens de DL,COmanoeuvre gewenst. Theoretisch kan die gerealiseerd worden door te kiezen voor een waarde van 0,17% voor de fractie ingeademde zuurstof (FI,O2) in het testgas. De meeste gangbare systemen maken gebruik van ofwel een FI,O2 van 0,21 (met fractionele concentraties tracergassen als CH4 van <0,01) ofwel gasmengsels met CO en 10% He plus ”restlucht” (oftewel een effectieve FI,O2 van 0,19). Aangezien de waarde voor DL,CO bij iedere PA,O2-afname van 0,133 kPa (1 mmHg) met 0,31-0,35% toeneemt73, 74, zal de toename van DL,CO bij een afname van FI,O2 van 0,21 naar 0,17 (een PA,O2-afname van ~3,7 kPa (~28 mm/Hg)) naar verwachting 8-9% bedragen. Aanbevolen wordt in laboratoria ofwel gebruik te maken van gasmengsels met waarden voor partiële druk ingeademde zuurstof (PI,O2) die overeenkomen met de PI,O2-waarden van de referentievergelijkingen die worden gebruikt voor de interpretatie (tabel 4)75-82, ofwel de gemeten TABEL 4
Mengsels van ingeademd gas voor meting van de normale koolmonoxide (CO) opname bij toepassing van veelgebruikte referentievergelijkingen
Auteur (ref.)
Gasmengsel#
Teculescu75 Van Ganse76 Frans77 Crapo78
1,5% He, restlucht (FI,O2 0,20) 14-15% He, restlucht (FI,O2 0,18) 10% He, 18% O2 10% He, 25% O2 (vergelijkbaar met 21% op zeeniveau) 10% He, 20% O2 10% He, 21% O2 13% He, 18% O2 0,3% CH4, 0,3% C2H2, restlucht (FI,O2 0,20) 10% He, restlucht
Paoletti79 Knudson80 Roca81 Huang25 Miller82
He: helium; FI,O2: fractie ingeademde zuurstof; CH4: methaan; C2H2: acetyleen. #: naast 0,3% CO
34
of voorspelde waarden voor DL,CO op de juiste wijze te corrigeren voor de feitelijke PI,O2. Door DL,CO bij verschillende niveaus voor PA,O2 te meten kunnen de twee componenten van DL,CO (DM en Vc) van elkaar worden onderscheiden. Hiertoe kan gebruik worden gemaakt van de eerder vermelde Roughton-Foster-relatie (vergelijking 2), waarbij θ (de reactiesnelheid van O2 en Hb) gevarieerd wordt door alteratie van PI,O2. Vervolgens wordt 1/DL,CO geplot tegen 1/θ bij de verschillende PI,O2-niveaus. De helling van deze relatie is 1/Vc, het snijpunt is 1/DM. Interval tussen tests Tussen achtereenvolgende tests moet minimaal 4 minuten pauze in acht genomen worden om er zeker van te zijn dat het testgas volledig uit de longen verdwenen is. De onderzoekspersoon moet tijdens deze pauze rustig blijven zitten. Bij patiënten met obstructieve luchtwegaandoeningen kan een langere pauze (bijv. 10 min) worden overwogen. Testgassen worden beter geëlimineerd als in deze fase meerdere keren diep ingeademd wordt. Als gebruik wordt gemaakt van een systeem waarbij de concentraties uitgeademd gas permanent worden gevolgd, kan de mate van uitwassing van het tracergas van de voorafgaande test gecontroleerd worden door voor het begin van de nieuwe test de gasconcentraties op het eindniveau van een normale ademhaling te bekijken. Diversen De waarde voor DL,CO kan in de loop van de dag variëren. In één onderzoek is een afname van DL,CO met 1,2-2,2% per uur gedurende de dag gevonden83. De oorzaak voor de gevonden veranderingen was niet duidelijk; de afname kon niet toegeschreven worden aan CO-tegendruk of wijzigingen in VA, VI of het ”breath hold”interval. Een mogelijke verklaring is het gecombineerd optreden van veranderingen in COtegendruk en wisselingen in de Hb-concentratie gedurende de dag84. Verder is een verandering van 13% in DL,CO-waarden gedurende de menstruatiecyclus gevonden85. De hoogste waarde werd vlak voor de menstruatie, de laagste op de derde dag ervan gevonden. Niet duidelijk is echter of dit simpelweg een Hbkwestie is of dat andere fysiologische processen hieraan ten grondslag liggen (zoals het effect van hormonale veranderingen op de pulmonale vaatspanning). Verder zijn dalingen van DL,CO-waarden na de inname van ethanol gerapporteerd86. Welke mechanismen hierbij betrokken zijn is
VOLUME 26 NUMMER 4
EUROPEAN RESPORATORY JOURNAL
N. MACINTYRE ET AL
CO DIFFUSING CAPACITY STANDARDISATION
vooralsnog onduidelijk, al is wel bekend dat bepaalde CO-analysatoren die werken op brandstofcellen gevoelig zijn voor uitgeademde ethanol en ketonen. Bij patiënten met obstructieve longaandoeningen kan de waarde voor DL,CO na toediening van een bronchusverwijdend middel stijgen met percentages tot 6%87. Bronchusverwijdende middelen kunnen van invloed zijn op VA, de vasomotorische spanning e.d., en het is denkbaar dat het effect van deze factoren maximaal versterkt wordt wanneer voorafgaande aan de test bronchodilatatie plaatsvindt. Is gebruik gemaakt van bronchusverwijdende middelen, dan dient dit aangegeven te worden in de interpretatie88. BEREKENINGEN De transferfactor of diffusiecapaciteit voor de opname van een gas door de longen (DL) is gelijk aan de snelheid van de wisseling van het gas in de longen gedeeld door de transfergradiënt: DL = snelheid van gasopname/gradiënt van transferdruk (3) De snelheid van gasopname wordt uitgedrukt in ml STPD/min-1, de transfergradiënt (het verschil tussen de alveolaire en pulmonale capillaire druk) in mmHg. DL,CO wordt daarom in traditionele eenheden uitgedrukt als ml STPD/min-1/mmHg-1 (in SI-eenheden als mmol/min-1/kPa-1). De pulmonale capillaire spanning voor CO is vrijwel nul; bijgevolg: DL,CO = totale CO-opname als functie van tijd/PA,CO = ∆[CO] x VA/∆t/PA,CO
DL,CO = (VA/(t/60 x (PB-PH2O)) x ln((FA,Tr x FI,CO)/ (FI,Tr x FA,CO)) (7) waarbij VA is uitgedrukt in ml STPD, t = ”breath hold”-interval in s en PH2O = waterdampdruk. Berekening ”breath hold”-interval Het ”breath hold”-interval, het tijdsinterval waarin de transfer plaatsvindt en de aanvangsconcentratie van CO verandert in de eindconcentratie, staat in de noemer van de DL,CO-vergelijking (vergelijking 7). Zoals eerder aangegeven wordt het proces waarbij de longen zich vullen en ledigen voor de ”single breath”-meting van de CO-opname opgevat als een proces van ’momentaan’ karakter. Zowel de inademings- als de uitademingsfase nemen echter meerdere seconden in beslag, en de veranderingen in gasvolume in de longen die hierbij optreden moeten in de berekeningen worden verdisconteerd. Voor standaardisatiedoeleinden wordt de methode van Jones en Meade68 (figuur 3) aanbevolen, een benadering die het voordeel biedt dat het effect van de inademings- en uitademingstijd op empirische basis meegewogen wordt. Gebleken is ook dat met deze methode inspiratoire flows van niet meer dan 1 l/s-1, ”breath hold”-intervallen van slechts 5 s en expiratoire flows van hooguit 0,5 l/s-1 bij gezonde onderzoekspersonen correct verwerkt kunnen worden64.
(4)
De ”single breath”-techniek voor meting van DL,CO berust op de aanname dat CO en tracergas (Tr) bij inademing op vergelijkbare wijze worden verdund. De initiële partiële druk van alveolair CO (PA,CO,0) kan dus worden berekend als de fractie ingeademd tracergas (FI,Tr) en de fractie alveolair tracergas (FA,Tr) bekend zijn: FA,CO,0 = FI,CO x FA,Tr/FI,Tr
(5)
PA,CO,0 = PB x FA,CO,0
(6)
waarbij FA,CO,0 = initiële fractie alveolair CO, FI,CO = fractie ingeademd CO en PB = barometerdruk. De verdunning van het tracergas wordt ook
EUROPEAN RESPORATORY JOURNAL
gebruikt om de waarde voor het effectief alveolair volume (VA,eff) te bepalen (zie hierna onder ”Berekening alveolair volume”). Voor de berekening van DL,CO levert dat de volgende vergelijking op:
In de benadering van Jones en Meade68 begint het ”breath hold”-interval op 0,3 van de inademingstijd en eindigt het op het midden van het bemonsteringsinterval. Net zoals bij spirometrische berekeningen moet via terugextrapolatie het nulpunt vastgesteld worden48,49. Het moment waarop 90% van VI ingeademd is lijkt een redelijk eindpunt voor vaststelling van de inademingstijd (figuur 3). Een theoretisch nauwkeurigere methode om rekening te houden met volumeveranderingen die optreden tijdens de in- en uitademing is die waarbij drie afzonderlijke vergelijkingen voor DL,CO tijdens, respectievelijk, de inademings-, de ”breath hold”- en de uitademingsfase toegepast worden (de ”three-equation”-techniek)24, 64. Programma’s voor uitvoering van dit algoritme
VOLUME 26 NUMMER 4
35
CO DIFFUSING CAPACITY STANDARDISATION
N. MACINTYRE ET AL
FIGUUR 3:
Schematische weergave van verschillende methodes voor het meten van het ”breath hold”-interval bij toepassing van de ”single breath”-techniek voor meting van de diffusiecapaciteit voor koolmonoxide. De methode van Ogilvie (–––)48 meet het ”breath hold”-interval vanaf het begin van de inademing tot het moment waarop de bemonstering van het alveolair gas van start gaat. Bij de methode van Jones en Meade (······)68 omvat het ”breath hold”-interval 0,70 van de inademingstijd plus de helft van de bemonsteringstijd. Bij het Epidemiologic Standardization Project (- - -) wordt het ”breath hold”-interval gedefinieerd als het tijdsinterval tussen het moment waarop 50% van het ingeademd volume (VI) is bereikt tot het moment van aanvang van de bemonstering van alveolair gas. tI: inademingstijd (——-; tijd tussen het via terugextrapolatie verkregen nulpunt en het moment waarop 90% van VI is ingeademd); TLC: totale longcapaciteit; RV: residuaal volume. #: uitwassing dode ruimte; ¶: bemonstering. Naar 1.
zijn in de handel verkrijgbaar en kunnen met name nuttig gebruikt worden bij onderzoekspersonen die niet in staat zijn hun longen snel genoeg te vullen of te ledigen. Met deze aanpak is echter vooralsnog slechts in beperkte mate klinische ervaring opgedaan. Er bestaan nog andere algoritmes voor het bepalen van het ”breath hold”-interval die vanuit het oogpunt van consistentie van toepassing kunnen zijn (bijv. in het kader van longitudinale studies), maar deze meetmethodes kunnen in principe niet als aanbevelingen gelden. Berekening alveolair volume De waarde voor VA is een schatting van het gasvolume in de longen waarin CO zich heeft verspreid en vervolgens langs het alveolair-capillair membraan is overgedragen3, 4. VA is daarom een essentiële parameter bij de meting van DL,CO. Zoals eerder aangegeven wordt VA tegelijk met de CO-opname gemeten via berekening van de verdunning van een inert tracergas (Tr). Bij
36
gezonde onderzoekspersonen komt de waarde die via deze berekening op basis van de ”single breath”-meting voor VA (VA,sb) plus geschatte VD wordt gevonden nauw overeen met de waarde voor TLC zoals die via plethysmografie wordt bepaald19, 70. Bij patiënten bij wie het ingeademd volume zich slecht over de longen verspreidt (zoals patiënten die lijden aan obstructieve luchtwegaandoeningen) kan de slechte gasmenging de verdunning van het tracergas aanzienlijk beperken, waardoor voor VA,sb waarden gevonden worden die duidelijk lager liggen dan de waarden voor VA zoals die op basis van het feitelijke totale thoracale gasvolume (VTG) vastgesteld worden. Ook de waarden voor de COopname worden in een dergelijke context door de slechte gasmenging beïnvloed; ze geven hoofdzakelijk de CO-transfereigenschappen weer van de longregio’s waarin het testgas zich daadwerkelijk heeft verspreid. Er zijn voorstellen gedaan om VA in dit soort situaties niet tijdens de ”single breath”-meting maar afzonderlijk te bepalen, aan de hand van een nauwkeuriger techniek (bijv. de ”multiple breath”-techniek (VA,mb) of plethysmografie (VA,plethys), om de gevonden waarden te corrigeren voor het effect van de ongelijkmatige verspreiding. De berekening van DL,CO (vergelijking 4 en 7) is echter gebaseerd op het volume van het gas waarin Tr (en CO) zich verspreiden, niet op de totale VTG. Een ander probleem is dat de keuze voor een ruimere, afzonderlijk bepaalde waarde voor VA,mb of VA,plethys ter vervanging van VA,sb vooronderstelt dat de DM- en Vc-gerelateerde eigenschappen van de longregio’s waarvoor geen meting heeft plaatsgevonden gelijk zijn aan die van de gemeten longregio’s, en dat is een aanname die moeilijk hard gemaakt kan worden. Op grond van deze overwegingen wordt afzonderlijke meting van VA,mb of VA,plethys ter vervanging van VA,sb niet aanbevolen. Wel wordt aanbevolen in gevallen waarin de waarde voor VA,sb duidelijk lager blijkt te zijn dan die voor een afzonderlijk gemeten VA,mb of VA,plethys, deze discrepantie te rapporteren, onder vermelding van de ratio VA,sb/VA,mb c.q. VA,sb/VA,plethys. Met het oog op de latere interpretatie van DL,CO moet daarbij aangegeven worden dat voor zover een afname in gemeten DL,CO-waarden waargenomen wordt, dit vermoedelijk mede het gevolg is van de ongelijkmatige verspreiding van het ingeademd gas. Het volume van verspreid tracergas kan bepaald worden aan de hand van de waarden voor VI, FI,Tr en FA,Tr en de condities van het in- en uit-
VOLUME 26 NUMMER 4
EUROPEAN RESPORATORY JOURNAL
N. MACINTYRE ET AL
CO DIFFUSING CAPACITY STANDARDISATION
geademd gas. Aangezien de hoeveelheid tracergas in de longen (alveolair plus dode ruimte) gelijk is aan de hoeveelheid ingeademd tracergas, en de fractie tracergas in de dode ruimte gelijk is aan de ingeademde fractie (alle waarden uitgedrukt bij BTPS), geldt:
VD = 24 x lengte x lengte/4545
(10)
wanneer de lengte wordt gemeten in cm, of: VD = 24 x lengte x lengte/703
(11)
wanneer de lengte wordt gemeten in inches. VI x FI,Tr = VA x FA,Tr + VD x FI,Tr
(8)
VA = VI – VD x (FI,Tr/FA,Tr)
(9)
VA wordt gewoonlijk uitgedrukt in BTPS-condities, maar voor de berekening van DL,CO via vergelijking 7 moet de waarde omgerekend worden in STPD-condities. Het is van groot belang dat VD bij de berekening van VA in aanmerking genomen wordt. VD doet zich voor in twee vormen: doderuimtevolume van apparatuur (volume van mondstuk, filters en verbindingsstukken binnen het kleppensysteem) en anatomisch doderuimtevolume (volume in de geleidende luchtwegen dat niet betrokken is bij de gaswisseling). Specificaties met betrekking tot apparatuurgerelateerde VD moeten door de fabrikant meegeleverd worden, maar de waarden kunnen variëren naar gelang van de aanpassingen die de gebruiker doorvoert in het systeem (zoals toevoeging van een filter). Er bestaan diverse methoden om het volume van de anatomische dode ruimte te bepalen. Zo is er een methode waarbij een vaste waarde van 150 ml wordt gehanteerd1 (maar die is minder geschikt voor volwassenen met een geringe lichaamslengte of voor kinderen), en er bestaat ook een methode waarbij gebruik wordt gemaakt van de formule 2,2 ml x kg lichaamsgewicht47 (die zich echter minder goed leent voor toepassing bij personen met ernstig overgewicht). In de onderzoeken waaruit de gangbare referentievergelijkingen zijn afgeleid (tabel 4) werd in de meeste gevallen de methode op basis van de formule 2,2 ml x kg lichaamsgewicht gehanteerd. Sommige onderzoekers hebben anatomisch VD echter buiten beschouwing gelaten79, 80, 82, en in één geval is een andere formule gebruikt (leeftijd+2,2ml x kg lichaamsgewicht)78. De opstellers van deze richtlijn bevelen aan bij een body mass index van <30 het volume van de anatomische dode ruimte te bepalen op basis van de formule 2,2 ml x kg lichaamsgewicht. Voor onderzoekspersonen met ernstig overgewicht en in gevallen waarin het gewicht niet bekend is kan VD (in ml) worden geschat aan de hand van de volgende vergelijking:
EUROPEAN RESPORATORY JOURNAL
Bij systemen op basis van enkelvoudige bemonstering leidt het residuaal volume van de bemonsteringszak (de ”dode ruimte” van de bemonsteringszak) tot verdunning van het monstergas, waardoor de gemeten concentraties van uitgeademde gassen veranderen. De ernst en de aard van de afwijking hangen af van VS, het residuaal volume van de bemonsteringszak en de aansluitklemmen daarvan (VSRV), en de inhoud van het VSRV-gas. VSRV kan testgas, omgevingslucht of (na een DL,CO-test) door de onderzoekspersoon uitgeademd gas bevatten. Bevat VSRV omgevingslucht, dan heeft dat lagere waarden voor de gemeten concentraties van uitgeademde gassen tot gevolg. Hiervoor kan aan de hand van de volgende vergelijking gecorrigeerd worden: Gecorrigeerd FA,Tr = gemeten FA,Tr x (Vs/(Vs-VSRV))
(12)
Schattingen voor de afwijkingen voor DL,COwaarden die bij bestaande systemen kunnen optreden wanneer geen correctie voor het doderuimtevolume van de bemonsteringszak plaatsvindt lopen uiteen van 0,3 tot 8%, afhankelijk van de afmetingen van de bemonsteringszak en van VSRV89. Fabrikanten zouden moeten aangeven wat het doderuimtevolume van hun apparatuur en bemonsteringszakken is. Beide dode ruimtes moeten vóór de ”single breath”-manoeuvre doorgespoeld worden met omgevingslucht (of met een passende hoeveelheid zuurstof als DM en Vc berekend moeten worden), zodat zeker is dat er geen uitgeademd gas van een eerdere meting meer in aanwezig is. VSRV moet <2% van VS of 10 ml zijn (de hoogste waarde is van toepassing). Condities ingeademd gas Bij meting van ingeademd gas worden voor dat gas vaak ATPS-condities (omgevingstemperatuur en -druk, verzadigd met waterdamp) aangenomen, maar die aanname is alleen juist voor systemen waarbij het testgas door een waterdichte spirometer gevoerd wordt voordat het
VOLUME 26 NUMMER 4
37
CO DIFFUSING CAPACITY STANDARDISATION
N. MACINTYRE ET AL
ingeademd wordt. In de meeste gevallen is het testgas dat via een bag-in-box-systeem, via een pneumotachometer uit een zak of via een gascilinder met inademingsventiel ingeademd wordt een droog gas (<10 ppm H2O) en is er dus sprake van ATPD-condities (omgevingstemperatuur en -druk, droog). Het ingeademd volume moet omgerekend worden naar BTPS-condities (lichaamstemperatuur en omgevingsdruk, verzadigd met waterdamp) om het toe te kunnen passen in vergelijking 7, 8 en 9. Aanbevolen wordt de waarde voor VI (BTPS) in het testrapport te vermelden, en fabrikanten worden aangemoedigd voor elk instrument aan te geven en vast te leggen wat de condities van het via dat instrument ingeademde gas zijn. CO2-, H2O- en temperatuurcorrectie voor VAberekeningen Uitgeademd gas bevat CO2 en H2O, gassen die oorspronkelijk niet aanwezig waren in de het testgasmengsel. Zoals eerder aangegeven zorgen bepaalde systemen voor verwijdering van deze twee gassen (of van één van beide) als zij interfereren met de werking van de analysator, met als gevolg dat zowel de concentratie CO als de concentratie tracergas toeneemt. Dat betekent dat correctie voor de toename van FA,Tr TABEL 5
nodig is om VA te berekenen (tabel 5). Er is echter geen correctie nodig voor de toename van de fractie alveolair CO op tijdpunt t (FA,CO,t) en FA,Tr bij de berekening van de snelheid van de CO-opname, omdat de concentratiefactor zowel in de teller als in de noemer van de formule verschijnt (FA,CO,0)/FA,CO,t) en dus wordt geneutraliseerd. De temperatuur van uitgeademd gas is in eerste instantie gelijk aan de lichaamstemperatuur. Bij sommige systemen is afkoeling mogelijk (het gasvolume krimpt), terwijl bij andere warmte toegevoegd wordt om de temperatuur constant te houden. Afhankelijk van de opzet van het systeem kan omrekening in BTPS-condities nodig zijn (tabel 5). Alle vereiste correcties dienen door de fabrikant voor ieder systeem afzonderlijk gespecificeerd te worden. BEOORDELING VAN DE DL,CO-meting Aanvaardbaarheid en herhaalbaarheid van tests en aantal tests Tabel 6 geeft een overzicht van de criteria voor de aanvaardbaarheid van tests. Onder herhaalbaarheid wordt verstaan de mate van variabili-
Correcties voor barometerdruk (PB), waterdampdruk omgevingslucht (PH2O), partiële druk CO2 en temperatuur
H2O verwijderd uit bemonsterd gas; geen interferentie CO2 met analysator VA,BTPS = (VI,ATPD-VD,INST-VD,ANAT) x (FI,Tr/FS,Tr) x (PB/(PB-47)) x (310/(273+T)) VA,STPD = (VI,ATPD-VD,INST-VD,ANAT) x (FI,Tr/FS,Tr) x (PB/760) x (273/(273+T)) H2O en CO2 verwijderd uit bemonsterd gas VA,BTPS = (VI,ATPD-VD,INST-VD,ANAT) x (FI,Tr(1+FA,CO2)/FS,Tr) x (PB/(PB-47)) x (310/(273+T)) VA,STPD = (VI,ATPD-VD,INST-VD,ANAT) x (FI,Tr(1+FA,CO2)/FS,Tr) x (PB/760) x (273(273+T)) Als geen gemeten waarde voor FA,CO2 beschikbaar is, kan uitgegaan worden van een waarde van 0,05 H2O in bemonsterd gas gelijk aan concentratie in omgevingslucht; geen interferentie CO2 met analysator. Wordt FI,Tr afgelezen door de analysator, dan zijn de vergelijkingen gelijk aan die welke gelden voor de eerstgenoemde situatie (H2O verwijderd uit bemonsterd gas). Wordt FI,Tr bepaald op basis van metingen in het gasreservoir (d.w.z. op basis van waarden voor concentraties droog gas), dan zijn de volgende vergelijkingen van toepassing: VA,BTPS = (VI,ATPD-VD,INST-VD,ANAT) x (FI,Tr/FS,Tr) x (PB-PH2O)/(PB-47)) x (310/(273+T)) VA,STPD = (VI,ATPD-VD,INST-VD,ANAT) x (FI,Tr/FS,Tr) x ((PB-PH2O)/760) x (273/(273+T)) Noch H2O noch CO2 verwijderd uit bemonsterd gas; geen interferentie met analysator; bemonsteringsslang verwarmd om condensatie te voorkomen VA,BTPS = (VI,ATPD-VD,INST-VD,ANAT) x (FI,Tr/FS,Tr) x (310/(273+T)) VA,STPD = (VI,ATPD-VD,INST-VD,ANAT) x (FI,Tr/FS,Tr) x ((PB-47)/760) x (273/(273+T)) Bij deze berekeningen is de omgevingstemperatuur (T) in Celsius en de gasdruk in mmHg gemeten. In alle vier vermelde gevallen is het ingeademd volume (VI) het gemeten volume van ingeademd droog gas en geldt daarvoor dus de aanname van ATPD-condities (omgevingstemperatuur en -druk, en droog). Voor de omrekening naar BPTS-condities (lichaamstemperatuur en omgevingsdruk, verzadigd met waterdamp) en STPD-condities (standaardtemperatuur en -druk, en droog) kan het nodig zijn correctiefactoren toe te passen in verband met het verdunnings- c.q. concentratie-effect van de toevoeging of verwijdering van H2O of CO2 op de plaats waar de bemonstering plaatsvindt. Om die reden moeten de formules voor omrekening in standaard gascondities aangepast worden zoals hierboven beschreven. VA: alveolair volume; VD,INST: dode ruimte apparatuur; VD,ANAT: anatomische dode ruimte; FI,Tr: fractie tracer (Tr)-gas in ingeademd testgas; FS,Tr: fractie Tr-gas in alveolair monster (kan verschillen van fractie alveolair Tr-gas, afhankelijk van het effect van CO2 en H2O zoals eerder beschreven); FA,CO2: fractie CO2 in alveolair monster.
38
VOLUME 26 NUMMER 4
EUROPEAN RESPORATORY JOURNAL
N. MACINTYRE ET AL
TABEL 6
CO DIFFUSING CAPACITY STANDARDISATION
Aanvaardbaarheidscriteria voor tests waarbij de diffusiecapaciteit voor koolmonoxide gemeten wordt
Gebruik van de juiste apparatuur waarop kwaliteitsbewaking wordt toegepast VI >85% van hoogste VC in <4 s# Stabiel berekend ”breath hold”-interval van 10±2 s; geen aanwijzingen voor lekkage of Valsalva- of Mueller-manoeuvres Uitademing in <4 s (en bemonsteringsinterval <3 s)#, met juiste clearing van VD en correcte bemonstering/analyse van alveolair gas VI: ingeademd volume; VC: vitale capaciteit; VD: dode ruimte; #: tests waarbij deze tijdslimieten overschreden worden kunnen toch klinisch nut hebben, maar wel moeten dergelijke afwijkingen van de standaard aanvaardbaarheidscriteria gerapporteerd worden, en ook dienen mogelijke effecten/correctiefactoren in aanmerking genomen te worden.
teit bij herhaalde tests onder gelijkblijvende testcondities90, 91. In een uitgebreid onderzoek in een universiteitslaboratorium is een variatiecoëfficiënt voor herhaalde metingen bij gezonde personen van 3,1% gevonden; dit cijfer nam slechts licht toe (van 4,0 tot 4,4%) bij patiënten die een abnormaal spirometrisch patroon vertoonden63. Anderzijds is voor DL,CO-waarden een variabiliteit tussen verschillende testsessies tot 9% (reproduceerbaarheid) gevonden bij gezonde personen bij wie gedurende een jaar herhaalde metingen werden uitgevoerd92. Aangezien variabiliteit binnen een en dezelfde testsessie in de meeste gevallen eerder aan technische dan aan fysiologische factoren toegeschreven kan worden, lijkt rapportage van het gemiddelde van gerealiseerde aanvaardbare tests redelijk. Hierbij moeten de resultaten weergegeven worden van minimaal twee aanvaardbare tests die voldoen aan de herhaalbaarheidseis, die inhoudt dat de gevonden waarden hetzij binnen 3 ml CO (STPD)/min-1/mmHg-1 (of 1 mmol/min-1/kPa-1) van elkaar, hetzij binnen 10% van de hoogste gemeten waarde liggen. In een uitgebreid onderzoek in een universiteitslaboratorium bleek >95% van de patiënten in staat te voldoen aan dit criterium63. Het gemiddelde van minimaal twee aanvaardbare tests die voldoen aan de herhaalbaarheidseis moet in het testrapport vastgelegd worden (d.w.z. geen uitschieters naar boven of naar beneden). Vooralsnog wordt een minimum van twee DL,CO-tests aanbevolen, maar er is meer onderzoek nodig om te bepalen hoeveel tests feitelijk nodig zijn om een redelijke schatting te kunnen maken van de gemiddelde DL,COwaarde voor een bepaald persoon. Zoals hieronder wordt uiteengezet neemt de COHbconcentratie bij vijf tests met ~3,5% toe84, waardoor de gemeten DL,CO-waarde met ~3-3,5% daalt. Om die reden wordt vooralsnog een maximum van vijf tests aanbevolen.
EUROPEAN RESPORATORY JOURNAL
Correctie van gemeten DL,CO-waarden vóór interpretatie DL,CO is afhankelijk van verschillende fysiologische factoren. Niet alleen leeftijd, geslacht, lichaamslengte en (mogelijk) etnische afkomst spelen een rol, maar ook het Hb-gehalte, het longvolume, de waarden voor COHb en PI,O2 (bijv. absolute hoogte), de mate van lichamelijke inspanning en de lichaamshouding. Hoewel deze factoren tegenovergestelde effecten op DL,CO kunnen hebben93, moeten ze allemaal in aanmerking genomen worden bij de interpretatie van de gevonden waarden voor de CO-opname. Bovendien moet standaard specifieke correctie plaatsvinden voor drie van de genoemde factoren (Hb, COHb en PI,O2 ) om een correcte interpretatie te garanderen (zie hieronder). Ook zou correctie overwogen kunnen worden voor een submaximale inademingsmanoeuvre die resulteert in een lager dan verwacht VA. Correctie voor hemoglobine De bindingsreactie van CO met Hb speelt een zodanig grote rol in de CO-transfer dat DL,CO sterk kan variëren naar gelang van de Hbconcentratie93-97. De empirische veranderingen die in DL,CO optreden als functie van veranderingen in Hb-gehalte komen nauw overeen met datgene wat theoretisch verwacht mag worden op basis van de relatie die in vergelijking 2 weergegeven is, waarbij θ verondersteld wordt evenredig te zijn met Hb, DM/θVc verondersteld wordt 0,7 te bedragen96 en de ’standaard’ waarde voor Hb verondersteld wordt 14,6 g/dl-1 (9 mmol/1-1 SI) voor volwassen mannen en adolescenten en 13,4 g/dl-1 (8,26 mmol/l-1 SI) voor volwassen vrouwen en kinderen <15 jaar te zijn. Toepassing van deze correlaties levert voor de correctie van de voorspelde DL,CO-waarde bij adolescenten en volwassen mannen de volgende vergelijking op (waarbij Hb is uitgedrukt in g/dl-1): DL,CO, voorspeld voor Hb = DL,CO, voorspeld x (1,7Hb/(10,22 + Hb))
VOLUME 26 NUMMER 4
(13)
39
De waarde van een instrument is meer dan de prijs alleen Een recente, onafhankelijke publicatie toont dat de instrumenten van CareFusion het meest betrouwbaar zijn. De internationale vergelijkingsstudie in kwestie werd uitgevoerd in 125 gecertificeerde longfunctielaboratoria. De instrumenten kwamen van 12 fabrikanten en de metingen werden verricht met behulp van diffusiesimulatoren. SensorMedics en Jaeger diffusie-instrumenten produceerden de meest accurate en minst variabele resultaten in vergelijking tot de overige deelnemende instrumenten.
Jaeger®
SensorMedics®
Micro Medical™
SomnoStar™
#SPO2VBMJUZDPOUSPMPG%- $0JOTUSVNFOUTJOHMPCBMDMJOJDBMUSJBMT3+FOTFOFUBM&VS3FTQJS+o
NOX/T3™
Eigenschappen en toepassingen t%JSFDUF POMJOFTUVEJFSFTVMUBUFO t(FFOBEEJUJPOFMFIBSEXBSFOPEJH t(FFOLBMJCSBUJF#PEZ1PTJUJPOOPEJH t(PVEFOTUBOEBBSE14(TJHOBMFO t3FBMUJNFXBWFGPSNTDIFDL t.FFSEFSFOBDIUFOSFHJTUSBUJF t%SBBEMP[FUFDIOPMPHJF t%JSFDUFJOUFSGBDFNFU&%'mMFGPSNBUFO t(FQBUFOUFFSEFBVEJPQMBZCBDL t7FJMJHFCBUUFSJKBGTMVJUFS t#MVFUPPUIQVMTFPYJNFUFS t-JDIUFO;FFSDPNQBDUEFTJHO
NOX/T3 de nieuwe draagbare Slaap monitor Met de introductie van de CareFusion NOX/T3 draagbare Slaap monitor, betreden wij een nieuw tijdperk in de draagbare Slaap diagnostiek. De NOX/T3 is vanaf een schone lei ontwikkeld. Jaren van klinische ervaring en technische expertise is verweven in het revolutionaire design. Dit heeft geresulteerd in een uniek product dat voor zowel de patiënt als gebruiker een zeer positieve ervaring zal zijn. De geavanceerde ‘audio playback’ functie markeert een nieuwe generatie van draagbare slaap monitoren. In het verleden kon het snurksignaal alleen maar zichtbaar gemaakt worden, nu - met behulp van deze functie - kunt u er ook naar luisteren!
carefusion.com
De Molen 8 - 10 3994 DB Houten Nederland +31 30 2289 711 tel +31 30 2289 713 fax
CO DIFFUSING CAPACITY STANDARDISATION
N. MACINTYRE ET AL
De corresponderende vergelijking voor correctie van de voorspelde DL,CO-waarde bij kinderen <15 jaar en volwassen vrouwen is: DL,CO, voorspeld voor Hb = DL,CO, voorspeld x (1,7 Hb/(9,38 + Hb))
(14)
Een onderzoek van recentere datum onder patiënten met een grote verscheidenheid van Hb-afwijkingen97 leverde een iets duidelijkere en ook meer lineaire correlatie op, maar de gecorrigeerde waarden kwamen over het geheel genomen overeen met de uitkomsten van vergelijking 13 en 14. Correcties voor PA,O2 Zoals eerder opgemerkt is PA,O2 van invloed op de meting van DL,CO. Veranderingen in PA,O2 treden op wanneer extra zuurstof wordt ingeademd (stijging van PA,O2) of wanneer de DL,COmeting op hoogte plaatsvindt (daling van PA,O2). Eerder is al aangegeven dat iedere verandering van PA,O2 met 1mmHg een verandering van ~0,35% voor DL,CO tot gevolg heeft73, 74, en dat iedere daling van PI,O2 met 1mmHg resulteert in een verandering van ~0,31% voor DL,CO. Correcties van de voorspelde waarde voor DL,CO bij onderzoekspersonen die gebruik maken van extra zuurstof kunnen worden gemaakt op basis van een gemeten waarde voor PA,O2 en de aanname van 100 mmHg als normale PA,O2-waarde voor omgevingslucht op zeeniveau. De formule luidt als volgt: DL,CO, voorspeld voor verhoogd PA,O2 = DL,CO, voorspeld/(1,0 + 0,0035(PA,O2-100)) (15) De formule voor correctie voor de hoogte (onder aanname van PI,O2 = 150 mmHg op zeeniveau) luidt: DL,CO, voorspeld voor hoogte = DL,CO, voorspeld/(1,0 + 0,0031(PI,O2 -150)) (16) Correctie voor COHb-concentratie en CO-tegendruk COHb kan de gemeten opname van CO op twee manieren beïnvloeden98-100. Ten eerste ontstaat een ”anemie-effect” als gevolg van het feit dat de plaatsen waar CO uit het testgas zich aan Hb kan binden bezet worden. Ten tweede stijgt de partiële druk van CO in het bloed, waardoor de stuwdruk voor het transport van CO vanuit het alveolair gas naar het capillair bloed gereduceerd wordt.
42
Blootstelling aan normale omgevings-CO en aan endogeen geproduceerde CO als bijproduct van Hb-katabolisme resulteert gewoonlijk in gemeten COHb-concentraties van 1-2%98. Deze baseline COHb-concentraties zijn al verwerkt in referentiewaarden die zijn gebaseerd op gezonde niet-rokers. Roken en andere omgevingsfactoren kunnen echter zodanige niveaus van CO-tegendruk en COHb tot gevolg hebben dat het nodig kan zijn deze factoren bij meting van de CO-opname in aanmerking te nemen99. De COHb-concentratie stijgt ook licht bij het inademen van CO tijdens de DL,CO-test. Zo hebben Frey et al.84 een toename van COHb met ~0,7% per ”single breath”-meting van DL,CO gevonden. De CO-tegendruk kan ofwel worden gemeten in uitgeademd gas voordat een DL,CO-manoeuvre wordt uitgevoerd, ofwel worden geschat met behulp van een of meerdere beschikbare methodes100-103. Zo kan de CO-tegendruk op basis van COHb berekend worden aan de hand van de volgende vergelijking: alveolair [CO] = (COHb/O2Hb) x (alveolair [O2])/210
(17)
DL,CO kan vervolgens herberekend worden door het getal voor de geschatte CO-tegendruk af te trekken van zowel de oorspronkelijke als de uiteindelijke waarde voor alveolair CO. Van belang is dat de gebruikte eenheden met elkaar in overeenstemming zijn gebracht voordat deze aftreksom wordt uitgevoerd. Met deze methode kan DL,CO echter niet gecorrigeerd worden voor het ”anemie-effect” van COHb. In verschillende studies is het effect van COHb op DL,CO in zowel empirische als theoretische zin beoordeeld, met aandacht voor beide genoemde effecten (tegendrukeffect en ”anemie-effect”). Gebleken is dat een COHb-toename van 1% globaal leidt tot een daling van de gemeten DL,CO-waarde van ~0,8-1% (voor beide effecten)13, 14. Hiervan uitgaande kan de voorspelde waarde voor DL,CO aan de hand van de volgende vergelijking op empirische basis met 1% verlaagd worden voor ieder procent COHb >2%: DL,CO, voorspeld voor COHb = DL,CO, voorspeld x (102% - COHb%)
(18)
Correctie voor COHb is niet vereist, maar wordt wel aanbevolen voor interpretatiedoeleinden wanneer een verhoogde COHb-concentratie
VOLUME 26 NUMMER 4
EUROPEAN RESPORATORY JOURNAL
N. MACINTYRE ET AL
CO DIFFUSING CAPACITY STANDARDISATION
wordt gevonden of vermoed. Correctie is niet nodig als COHb <2% is, omdat het effect hiervan al in de referentievergelijkingen verwerkt is. Correctie voor longvolume Zoals eerder aangegeven neemt de waarde voor DL,CO af naarmate de lucht uit de long verdwijnt, als gevolg van configuratieveranderingen van zowel het membraan als de capillairen17-24, 104-111. Dit verband is echter complex en vermoedelijk niet lineair108, 110. Er zijn correctievergelijkingen voor dit effect opgesteld die zijn afgeleid van gezonde personen bij wie op experimentele basis reducties in VI (en dus in VA) zijn gerealiseerd18, 19, 109, 111. Hieronder volgt een representatief voorbeeld van recente datum: DL,CO (bij VAm) = DL,CO (bij VAp) x (0,58+0,42/(VAm/VAp)) (19) KCO (bij VAm) = KCO (bij VAp) x (0,42+0,58/(VAm/VAp)) (20) waarbij VAm = gemeten VA en VAp = VA voorspeld bij normale waarden voor TLC. Opgemerkt moet worden dat deze correctie van DL,CO voor een verlaagd VI (en VA) als gevolg van een submaximale inspanning aanzienlijk geringer is dan een 1:1 DL,CO/VA-correctie (m.a.w. de afname van DL,CO als functie van de afname van longvolume is veel minder sterk dan de afname van VA). Gevolg is dat het getal voor de verhouding DL,CO/VA stijgt in geval van een verlaagd VI bij een submaximale inspanning. Wordt dit getal gebruikt om DL,CO te corrigeren voor de effecten van een verlaagd VA bij een submaximaal VI, dan vindt dus aanzienlijke ”overcorrectie” plaats. Het is belangrijk om te benadrukken dat de hierboven besproken effecten van VA op DL,CO afgeleid zijn van onderzoeken bij gezonde personen met submaximale waarden voor VI. Deze effecten (en de daarmee verband houdende correcties van DL,CO voor VA) zijn niet bevestigd bij patiënten met longaandoeningen waarbij beperking van de CO-opnamecapaciteit én een verminderd VI en VA tot de pathologie behoren. Bij sommige van dergelijke aandoeningen (zoals status na pneumonectomie) kan de afname van DL,CO minder groot zijn dan de afname van VA (hoog getal voor DL,CO/VA); bij andere aandoeningen (zoals pulmonale vasculaire aandoeningen) kan DL,CO juist sterker afgenomen zijn dan VA (laag getal voor DL,CO/VA)17.
EUROPEAN RESPORATORY JOURNAL
Bij veel ziektebeelden kan de verhouding tussen pathologische reducties van DL,CO en VA echter sterk variëren en is niet duidelijk wat de fysiologische of klinische betekenis ervan is. Een en ander betekent dat, hoewel de verhouding DL,CO/VA nuttig kan worden gebruikt om bij longaandoeningen de afname van CO-opnamecapaciteit in relatie tot de afname van alveolaire gasvolumes te beschrijven17, 19, 107, 112, het nodige voorbehoud moet gelden voor het trekken van meer specifieke klinische of pathologiegerelateerde conclusies op basis van correcties voor VA (of een ander volume). Dit is met name het geval wanneer de correctie ertoe leidt dat de capaciteit voor CO-opname als normaal beschouwd wordt. Het is duidelijk dat er meer onderzoek nodig is naar de interactie tussen COopname en alveolair gasvolume bij longaandoeningen voordat meer specifieke aanbevelingen voor volumecorrectie gegeven kunnen worden. In testrapport op te nemen waarden Met de ”single breath”-meting van DL,CO worden diverse waarden gemeten, en DL,CO wordt door diverse factoren beïnvloed. Het is van belang dat het testrapport alle gegevens bevat die nodig zijn om de resultaten correct te interpreteren. Dit betekent dat de gemiddelde waarden van minimaal twee aanvaardbare tests vastgelegd moeten worden (d.w.z. geen uitschieters naar boven of naar beneden). In het rapport moeten altijd de niet-gecorrigeerde waarde voor de gemeten DL,CO, de voorspelde en procent voorspelde waarde voor DL,CO evenals de voorspelde en procent voorspelde waarde voor DL,CO/VA (KCO) vermeld worden. Ook alle correcties (bijv. voor Hb, COHb, PI,O2 of longvolume) moeten gerapporteerd worden, onder vermelding van de gegevens die zijn gebruikt voor het maken van de correctie. Verder moet vermelding plaatsvinden van de gemiddelde waarde voor VA, samen met de voorspelde waarde voor deze parameter (TLC voorspeld min VD voorspeld) en de procent voorspelde waarde ervan. Ook moet de gemiddelde waarde voor VI vermeld worden. Als een afzonderlijk gemeten VC-waarde beschikbaar is, moet ook die vermeld worden, als referentie voor de juistheid van de waarde voor VI. Tot slot moet in het rapport aangegeven worden wat de kwaliteit is van de metingen die zijn uitgevoerd. AFKORTINGEN Tabel 7 bevat een lijst van afkortingen, met een omschrijving van de betekenis daarvan, die in
VOLUME 26 NUMMER 4
43
CO DIFFUSING CAPACITY STANDARDISATION
N. MACINTYRE ET AL
deze reeks documenten van de taskforce gebruikt worden. TABEL 7
Lijst van gebruikte afkortingen
ATPD
omgevingstemperatuur en omgevingsdruk, en droog omgevingstemperatuur en omgevingsdruk, verzadigd met waterdamp lichaamstemperatuur (37º C) en omgevingsdruk, verzadigd met waterdamp Celsius chloorfluorkoolwaterstof centimeter carboxyhemoglobine diffusiecapaciteit voor koolmonoxide (ook transferfactor genoemd) diffusiecapaciteit voor koolmonoxide per eenheid van alveolair volume (ook KCO genoemd) diffusiecapaciteit alveolair-capillair membraan dwell time flow >90% van PEF expiratoire flowbeperking expiratoir reservevolume teruggeëxtrapoleerd volume expiratoire vitale capaciteit fractie van gas X in alveolair gas fractie van gas X in alveolair gas op tijdstip t gemiddelde geforceerde expiratoire volumestroom tussen 25% en 75% van de FVC geforceerde expiratoire volumestroom op het moment dat X% van de FVC is uitgeademd geforceerd expiratoir volume in 1 seconde geforceerd expiratoir volume in t seconden fractie van uitgeademd gas X instantane geforceerde inspiratoire volumestroom op het moment dat X% van de FVC is ingeademd fractie van ingeademd gas X geforceerde inspiratoire vitale capaciteit functionele residuale capaciteit geforceerde vitale capaciteit water hemoglobine kwik Hertz (aantal cycli per seconde) inspiratoire capaciteit inspiratoir reservevolume
ATPS BTPS
C CFC cm COHb DL,CO DL,CO/VA
DM DT EFL ERV EV EVC FA,X FA,X,t FEF25-75%
FEFX%
FEV1 FEVt FE,X FIFX%
FI,X FIVC FRC FVC H2O Hb Hg Hz IC IRV
44
TABEL 7
(Vervolg)
IVC KCO
inspiratoire vitale capaciteit transfercoëfficiënt van de long (= DL, CO/VA) kilogram kilopascal liter liters per minuut liters per seconde Engels pond (gewicht) maximale instantane geforceerde expiratoire volumestroom op het moment dat nog X% van de FVC kan worden uitgeademd maximale flow-volumecurve milligram maximale inspiratoire flow milliliter millimeter maximale mid-expiratoire flow milliseconde maximale vrijwillige ventilatie partiële druk alveolair CO initiële partiële druk alveolair CO partiële druk alveolaire zuurstof barometerdruk expiratoire piekstroom partiële druk waterdamp partiële druk geïnhaleerde zuurstof specifieke CO-opname door het bloed rise time van 10% tot 90% van PEF residuaal volume seconde standaardtemperatuur (273 K, 0º C) en druk (101,3 kPa, 760 mmHg), en droog tuberculose thoracaal gasvolume inademingstijd totale longcapaciteit tracergas totale duur ademhalingscyclus ademteugvolume tijdens rustademhaling alveolair volume effectief alveolair volume alveolair volume als bepaald op basis van ”multiple breath”-methode alveolair volume als bepaald op basis van plethysmografie alveolair volume als bepaald op basis van ”single breath”-methode vitale capaciteit volume longcapillair bloed doderuimtevolume
kg kPa l l/min-1 l/s-1 lb MEFX%
MFVL mg MIF ml mm MMEF ms MVV PA,CO* PA,CO,0* PA, O2 PB PEF PH2O PI,O2 Φ (theta) RT RV s STPD TB TGV (of VTG) ti TLC Tr ttot TV (of VT) VA VA,eff VA,mb* VA,plethys* VA,sb* VC Vc VD
VOLUME 26 NUMMER 4
EUROPEAN RESPORATORY JOURNAL
N. MACINTYRE ET AL
CO DIFFUSING CAPACITY STANDARDISATION
TABEL 7
(Vervolg)
VI Vs VSRV* μg
ingeademd volume volume uitgeademd monstergas residuaal volume bemonsteringszak microgram
DANKBETUIGING Graag betuigen wij onze dank aan de volgende personen: N. Macintyre (Duke University Medical Center, Durham, NC, VS); R. Crapo en R. Jensen (LDS Hospital, Salt Lake City, UT, VS); G. Viegi (CNR Instituto di Fisiologia Clinica, Pisa, Italië); D.C. Johnson (Massachusetts General Hospital en Harvard Medical School, Boston, MA, VS); C.P.M. van der Grinten (Universitair Medisch Centrum Maastricht, Maastricht, Nederland); V. Brusasco (Università degli Studi di Genova, Genua, Italië); F. Burgos (Hospital Clinic, Villarroel, Barcelona, Spanje); R. Casaburi (Harbor UCLA Medical Center, Torrance, CA, VS); A. Coates (Hospital for Sick Children, Toronto, ON, Canada); P. Enright (4460 E Ina Rd, Tucson, AZ, VS); P. Gustafsson (Kinderziekenhuis Koningin Silvia, Göteborg, Zweden); J. Hankinson (Hankinson Consulting, Inc., Valdosta, GA, VS); R. McKay (Occupational Medicine, Cincinnati, OH, VS); M.R. Miller (University Hospital Birmingham NHS Trust, Birmingham, VK); D. Navajas (Universitat de Barcelona - IDIBAPS, Barcelona, Spanje); O.F. Pedersen (Aarhus Universitet, Aarhus, Denemarken); R. Pellegrino (Azienda Ospedaliera S. Croce e Carle, Cuneo, Italië); en J. Wanger (Pharmaceutical Research Associates, Inc., Lenexa, KS, VS).
EUROPEAN RESPORATORY JOURNAL
VOLUME 26 NUMMER 4
45
CO DIFFUSING CAPACITY STANDARDISATION
N. MACINTYRE ET AL
CO DIFFUSING CAPACITY STANDARDISATION
N. MACINTYRE ET AL.
Queen Silvias Children’s Hospital, Gothenburg, Sweden; J. Hankinson: Hankinson Consulting, Inc., Valdosta, GA, USA; R. McKay: Occupational Medicine, Cincinnati, OH, USA; M.R. Miller: University Hospital Birmingham NHS Trust, Birmingham, UK; D. Navajas: Lab Biofisica I Bioenginyeria, Barcelona, Spain; O.F. Pedersen: University of Aarhus, Aarhus, Denmark; R. Pellegrino: Azienda Ospedaliera S. Croce e Carle, Cuneo, Italy; J. Wagner: Pharmaceutical Research Associates, Inc., Lenexa, KS, USA.
REFERENCES 1 American Thoracic Society. Single-breath carbon monoxide diffusing capacity (transfer factor). Recommendations for a standard technique: 1995 update. Am J Respir Crit Care Med 1995; 152: 2185–2198. 2 Cotes JE, Chinn DJ, Quanjer PH, Roca J, Yernault JC. Standardization of the measurement of transfer factor (diffusing capacity). Report Working Party Standardization of Lung Function Tests, European Community for Steel and Coal. Official Statement of the European Respiratory Society. Eur Respir J 1993; 6: Suppl. 16, 41–52. 3 Krogh M. The diffusion of gases through the lungs of man. J Physiol (Lond) 1914; 49: 271–300. 4 Forster RE. Exchange of gases between alveolar air and pulmonary capillary blood: pulmonary diffusing capacity. Physiol Rev 1957; 37: 391–452. 5 MacIntyre NR. Diffusing capacity of the lung for carbon monoxide. Respir Care 1989; 34: 489–499. 6 Crapo RO, Forster RE. Carbon monoxide diffusing capacity. Clin Chest Med 1989; 10: 187–198. 7 Wilson AF, Hearne J, Brennen M, Alfonso R. Measurement of transfer factor during constant exhalation. Thorax 1994; 49: 1121–1126. 8 Leathart GL. Steady-state diffusing capacity determined by a simplified method. Thorax 1962; 17: 302–307. 9 Meyer M, Scheid P, Riepl G, Wagner H-J, Piiper J. Pulmonary diffusing capacities for CO2 and CO measured by a rebreathing technique. J Appl Physiol 1981; 51: 1643–1650. 10 Weibel ER. Morphometric estimation of pulmonary diffusion capacity. I. Model and method. Respir Physiol 1971; 11: 54–75. 11 Forster RE, Fowler WS, Bates DV, Van Lingen B. The absorption of carbon monoxide by the lungs during breath-holding. J Clin Invest 1954; 33: 1135–1145. 12 MacIntyre NR, Leatherman NE, Deitz JL, Wagner R, Friedman M. Distribution and uptake of helium, carbon monoxide and acetylene in the lungs during high frequency oscillatory ventilation. Respir Physiol 1986; 63: 201–212. 13 Comroe JH Jr. Pulmonary diffusing capacity for carbon monoxide (DLCO). Am Rev Respir Dis 1975; 111: 225–240. 14 Roughton FJW, Forster RE. Relative importance of diffusion and chemical reaction rates in determining rate of exchange of gases in the human lung, with special reference to true diffusing capacity of pulmonary membrane and volume of blood in the lung capillaries. J Appl Physiol 1957; 11: 290–302. 732
46
15 Michaelson ED, Sackner MA, Johnson RL. Vertical distribution of pulmonary diffusing capacity and capillary blood flow in man. J Clin Invest 1973; 52: 359–365. 16 MacIntyre NR, Nadel JA. Regional diffusing capacity in normal lungs during a slow exhalation. J Appl Physiol 1982; 52: 1487–1492. 17 Hughes JMB, Pride NB. In defense of the carbon monoxide transfer coefficient KCO (TL/VA). Eur Respir J 2001; 17: 168–174. 18 Stam H, Versprille A, Bogaard JM. The components of the carbon monoxide diffusing capacity in man dependent on alveolar volume. Bull Eur Physiopath Respir 1983; 19: 17–22. 19 Johnson DC. Importance of adjusting carbon monoxide diffusing capacity (DLCO) and carbon monoxide transfer coefficient (KCO) for alveolar volume. Respir Med 2000; 94: 28–37. 20 Filley GF, MacIntosh DJ, Wright GW. Carbon monoxide uptake and pulmonary diffusing capacity in normal subjects at rest and during exercise. J Clin Invest 1954; 33: 530–539. 21 Leech JA, Martz L, Liben A, Becklake MR. Diffusing capacity for carbon monoxide: the effects of different durations of breath-hold time and alveolar volume and of carbon monoxide back pressure on calculated results. Am Rev Respir Dis 1985; 132: 1127–1129. 22 McGrath MW, Thomson ML. The effect of age, body size and lung volume change on alveolar-capillary permeability and diffusing capacity in man. J Physiol (Lond) 1959; 146: 572–582. 23 Newth CJL, Cotton DJ, Nadel JA. Pulmonary diffusing capacity measured at multiple intervals during a single exhalation in man. J Appl Physiol 1977; 43: 617–623. 24 Graham BL, Dosman JA, Cotton DJ. A theoretical analysis of the single breath diffusing capacity for carbon monoxide. IEEE Trans Biomed Eng 1980; 27: 221–227. 25 Huang YC, Helms MI, MacIntyre NR. Normal values for single exhalation diffusing capacity and pulmonary capillary blood flow in sitting, supine positions and during mild exercise. Chest 1994; 105: 501–508. 26 Stam H, Kreuzer FJA, Versprille A. Effect of lung volume and positional changes on pulmonary diffusing capacity and its components. J Appl Physiol 1991; 71: 1477–1488. 27 Stokes DL, MacIntyre NR, Nadel JA. Non-linear increases in diffusing capacity during exercise by seated and supine subjects. J Appl Physiol 1981; 51: 858–863. 28 Johnson RL, Spicer WS, Bishop JM, Forster RE. Pulmonary capillary blood volume, flow and diffusing capacity during exercise. J Appl Physiol 1960; 15: 893–902. 29 Smith TC, Rankin J. Pulmonary diffusing capacity and the capillary bed during Valsalva and Muller maneuvers. J Appl Physiol 1969; 27: 826–833. 30 Cotes JE, Snidal DP, Shepard RH. Effect of negative intraalveolar pressure on pulmonary diffusing capacity. J Appl Physiol 1960; 15: 372–376. 31 Cotton DJ, Mink JT, Graham BL. Effect of high negative inspiratory pressure on single breath CO diffusing capacity. Respir Physiol 1983; 54: 19–29.
VOLUME 26 NUMBER 4
VOLUME 26 NUMMER 4
EUROPEAN RESPIRATORY JOURNAL
EUROPEAN RESPORATORY JOURNAL
N. MACINTYRE ET AL
CO DIFFUSING CAPACITY STANDARDISATION
CO DIFFUSING CAPACITY STANDARDISATION
N. MACINTYRE ET AL.
32 Cotton DJ, Prabhu MB, Mink JT, Graham BL. Effects of ventilation inhomogeneity on DLCO SB-3EQ in normal subjects. J Appl Physiol 1992; 73: 2623–2630. 33 Cotton DJ, Prabhu MB, Mink JT, Graham BL. Effect of ventilation inhomogeneity on ‘‘intrabreath’’ measurements of diffusing capacity in normal subjects. J Appl Physiol 1993; 75: 927–932. 34 Epler GR, Saber FA, Gaensler EA. Determination of severe impairment (disability) in interstitial lung disease. Am Rev Respir Dis 1980; 121: 647–659. 35 Viegi G, Paoletti P, Prediletto R, et al. Carbon monoxide diffusing capacity, other indices of lung function and respiratory symptoms in a general population sample. Am Rev Respir Dis 1990; 141: 1033–1039. 36 Nordenfelt I, Svensson G. The transfer factor (diffusing capacity) as a predictor of hypoxemia during exercise in restrictive and chronic obstructive pulmonary disease. Clin Physiol 1987; 7: 423–430. 37 Gelb AF, Gold WM, Wright RR, Bruch HR, Nadel JA. Physiologic diagnosis of subclinical emphysema. Am Rev Respir Dis 1973; 107: 50–63. 38 Rosenberg E, Young RC Jr. Potential value of diffusing capacity per liter of lung volume (DL/VA) for early detection of alveolar capillary defects. Lung 1979; 157: 23–29. 39 Renzetti AD, Bleecker ER, Epler GR, et al. Evaluation of impairment/disability secondary to respiratory disorders. Statement of the American Thoracic Society. Am Rev Respir Dis 1986; 133: 1205–1209. 40 Owens GR, Rogers RM, Pennock BE, Levin D. The diffusing capacity as a predictor of arterial oxygen desaturation during exercise in patients with chronic obstructive pulmonary disease. N Engl J Med 1984; 310: 1218–1221. 41 Morrison NJ, Abboud RT, Ramadan F, et al. Comparison of single breath carbon monoxide diffusing capacity and pressure-volume curves in detecting emphysema. Am Rev Respir Dis 1989; 139: 1179–1187. 42 Gould GA, Redpath AT, Ryan M, et al. Lung CT density correlates with measurements of airflow limitation and the diffusing capacity. Eur Respir J 1991; 4: 141–146. 43 Bates DV. Uptake of CO in health and emphysema. Clin Sci 1952; 11: 21–32. 44 Clausen JL, Zarins LP. Pulmonary function testing guidelines and controversies: equipment, methods and normal values. New York, Academic Press, 1982. 45 Quanjer PH. Standardized lung function testing. Bull Eur Physiopathol Respir (Clin Respir Physiol) 1983; 19: Suppl. 5, 39–44. 46 Morris AR, Kanner RE, Crapo RO, Gardner RM. Clinical pulmonary function testing: a manual of uniform laboratory procedures. 2nd Edn. Salt Lake City, Intermountain Thoracic Society, 1984. 47 Cotes JE. Lung function. 5th Edn. London, Blackwell Scientific Publications, 1993. 48 Ogilvie CM, Forster RE, Blakemore WS, Morton JW. A standardized breath-holding technique for the clinical measurement of the diffusing capacity of the lung for carbon monoxide. J Clin Invest 1957; 36: 1–17. 49 Miller MR, Hankinson J, Brusasco V, et al. Standardisation of spirometry. Eur Respir J 2005; 26: 319–338. EUROPEAN RESPIRATORY JOURNAL
EUROPEAN RESPORATORY JOURNAL
50 Yeh MP, Adams TD, Gardner RM, Yanowitz FG. Effect of O2, N2, and CO2 composition on the non-linearity of Fleisch pneumotachograph characteristics. J Appl Physiol: Respir Environ Exercise Physiol 1984; 56: 1423–1425. 51 Cotes JE. Effect of variability in gas analysis on the reproducibility of the pulmonary diffusing capacity by the single breath method. Thorax 1963; 18: 151–154. 52 Chinn DJ, Naruse Y, Cotes JE. Accuracy of gas analysis in lung function laboratories. Thorax 1986; 41: 133–137. 53 Gardner RM, Clausen JL, Crapo RO, et al. Quality assurance in pulmonary function laboratories. ATS position paper. Am Rev Respir Dis 1986; 134: 625–627. 54 Glissmeyer EW, Jensen RL, Crapo RO, Greenway LW. Initial testing with a carbon monoxide diffusing capacity simulator. J Invest Med 1999; 47: 37A. 55 Okubo T, Lenfant C. Calibration of gas chromatograph without standardized gas mixtures. Respir Physiol 1968; 4: 255–259. 56 Miller RM, Crapo R, Hankinson J, et al. General considerations for pulmonary function testing. Eur Respir J 2005; 26: 153–161. 57 Graham BL, Mink JT, Cotton DJ. Effects of increasing carboxyhemoglobin on the single breath carbon monoxide diffusing capacity. Am J Respir Crit Care Med 2002; 165: 1504–1510. 58 Sansores R, Pare PD, Abboud RT. Acute effect of cigarette smoking on the carbon monoxide diffusing capacity of the lung. Am Rev Respir Dis 1992; 146: 951–958. 59 Knudson RJ, Kaltenborn WT, Burrows B. Effects of cigarette smoking and smoking cessation on the carbon monoxide diffusing capacity of the lung in asymptomatic patients. Am Rev Respir Dis 1989; 140: 645–651. 60 Sansores R, Pare PD, Abboud RT. Effect of smoking cessation on pulmonary carbon monoxide diffusing capacity and capillary blood volume. Am Rev Respir Dis 1992; 146: 959–964. 61 Prabhu MB, Mink JT, Graham BL, Cotton DJ. Effect of a deep breath on gas mixing and diffusion in the lung. Respir Physiol 1990; 79: 195–204. 62 Welle I, Eide GE, Bakke P, Gulsvik A. Applicability of the single-breath carbon monoxide diffusing capacity in a Norwegian community study. Am J Respir Crit Care Med 1998; 158: 1745–1750. 63 Punjabi NM, Shade D, Patel AM, Wise RA. Measurement variability in single breath diffusing capacity of the lung. Chest 2003; 123: 1082–1089. 64 Graham BL, Mink JT, Cotton DJ. Improved accuracy and precision of single-breath CO diffusing capacity measurements. J Appl Physiol 1981; 51: 1306–1313. 65 Graham BL, Mink JT, Cotton DJ. Overestimation of the single-breath carbon monoxide diffusing capacity in patients with air-flow obstruction. Am Rev Respir Dis 1984; 129: 403–408. 66 Cotton DJ, Soparkar GR, Grahan BL. Diffusing capacity in the clinical assessment of chronic airflow limitation. Med Clin North Am 1996; 80: 549–564. 67 Graham BL, Mink JT, Cotton DJ. Effect of breath-hold time on DLCO (SB) in patients with airway obstruction. J Appl Physiol 1985; 58: 1319–1325. VOLUME 26 NUMBER 4
VOLUME 26 NUMMER 4
c
733
47
CO DIFFUSING CAPACITY STANDARDISATION
N. MACINTYRE ET AL
CO DIFFUSING CAPACITY STANDARDISATION
N. MACINTYRE ET AL.
68 Jones RS, Meade F. A theoretical and experimental analysis of anomalies in the estimation of pulmonary diffusing capacity by the single breath method. Q J Exp Physiol Cogn Med Sci 1961; 46: 131–143. 69 Chinn DJ, Harkawat R, Cotes JE. Standardization of single-breath transfer factor (TLCO); derivation of breathholding time. Eur Respir J 1992; 5: 492–498. 70 Ferris BG. Epidemiology Standardization Project (American Thoracic Society). Am Rev Respir Dis 1978; 118: 1–120. 71 Huang Y-C, MacIntyre NR. Real-time gas analysis improves the measurement of single-breath diffusing capacity. Am Rev Respir Dis 1992; 146: 946–950. 72 Comroe J. Physiology of respiration. Chicago, Year Book Medical Publisher, 1974. 73 Kanner RE, Crapo RO. The relationship between alveolar oxygen tension and the single-breath carbon monoxide diffusing capacity. Am Rev Respir Dis 1986; 133: 676–678. 74 Gray C, Zamel N, Crapo RO. Effect of a simulated 3,048 meter altitude on the single-breath transfer factor. Bull Eur Physiopath Respir 1986; 22: 429–431. 75 Teculescu DB, Stanescu DC. Lung diffusing capacity. Normal values in male smokers and nonsmokers using the breath-holding technique. Scand J Respir Dis 1970; 51: 137–149. 76 Van Ganse WF, Ferris BG Jr, Cotes JE. Cigarette smoking and pulmonary diffusing capacity. (Transfer factor). Am Rev Respir Dis 1972; 105: 30–41. 77 Frans A, Stanescu DC, Veriter C, Clerbaux T, Brasseur L. Smoking and pulmonary diffusing capacity. Scand J Respir Dis 1975; 56: 165–183. 78 Crapo RO, Morris AH. Standardized single breath normal values for carbon monoxide diffusing capacity. Am Rev Respir Dis 1981; 123: 185–189. 79 Paoletti P, Viegi G, Pistelli G, et al. Reference equations for the single breath diffusing capacity: a cross-sectional analysis and effect of body size and age. Am Rev Respir Dis 1985; 132: 806–813. 80 Knudson RJ, Kaltenbom WT, Knudson DE, Burrows B. The single-breath carbon monoxide diffusing capacity: reference equations derived from a healthy nonsmoking population and effects of hematocrit. Am Rev Respir Dis 1987; 135: 805–811. 81 Roca J, Rodriguez-Roisin R, Cobo E, et al. Single breath carbon monoxide diffusing capacity prediction equations from a Mediterranean population. Am Rev Respir Dis 1990; 141: 1026–1032. 82 Miller A, Thornton JC, Warshaw R, Anderson H, Teirstein AS, Selikoff U. Single breath diffusing capacity in a representative sample of the population of Michigan, a large industrial state. Predicted values, lower limits of normal, and frequencies of abnormality by smoking history. Am Rev Respir Dis 1983; 127: 270–277. 83 Cinkotai FF, Thomson ML. Diurnal variation in pulmonary diffusing capacity for carbon monoxide. J Appl Physiol 1966; 21: 539–542. 84 Frey TM, Crapo RO, Jensen RL, Elliott CG. Diurnal variation of the diffusing capacity of the lung: is it real? Am Rev Respir Dis 1987; 136: 1381–1384. 734
48
85 Sansores RH, Abboud RT, Kennell C, Haynes N. The effect of menstruation on the pulmonary carbon monoxide diffusing capacity. Am J Respir Crit Care Med 1995; 151: 381–384. 86 Peavy HH, Summer WR, Gurtner C. The effects of acute ethanol ingestion on pulmonary diffusing capacity. Chest 1980; 77: 488–492. 87 Iversen ET, Sorensen T, Heckscher T, Jensen JI. Effect of terbutaline on exercise capacity and pulmonary function in patients with chronic obstructive pulmonary disease. Lung 1999; 177: 263–271. 88 Chinn DJ, Askew J, Rowley L, Cotes JE. Measurement technique influences the response of transfer factor (TLCO) to salbutamol in patients with airflow obstruction. Eur Respir J 1988; 1: 15–21. 89 Morris AH, Crapo RO. Standardization of computation of single-breath transfer factor. Bull Eur Physiopath Respir 1985; 21: 183–189. 90 Wanger J, Irvin C. Comparability of pulmonary function results from 13 laboratories in a metropolitan area. Respir Care 1991; 36: 1375–1382. 91 Gaensler EA, Smith AA. Attachment for automated single breath diffusing capacity measurement. Chest 1973; 63: 136–145. 92 Hathaway EH, Tashkin DP, Simmons MS. Intraindividual variability in serial measurements of DLCO and alveolar volume over one year in eight healthy subjects using three independent measuring systems. Am Rev Respir Dis 1989; 140: 1818–1822. 93 Viegi G, Baldi S, Begliomini E, Ferdeghini EM, Pistelli F. Single breath diffusing capacity for carbon monoxide: effects of adjustment for inspired volume dead space, carbon dioxide, hemoglobin and carboxyhemoglobin. Respiration 1998; 65: 56–62. 94 Mohsenifar Z, Brown HV, Schnitzer B, Prause JA, Koerner SK. The effect of abnormal levels of hematocrit on the single breath diffusing capacity. Lung 1982; 160: 325–330. 95 Clark EH, Woods RL, Hughes JMB. Effect of blood transfusion on the carbon monoxide transfer factor of the lung in man. Clin Sci 1978; 54: 627–631. 96 Cotes JE, Dabbs JM, Elwood PC, Hall AM, McDonald A, Saunders MJ. Iron-deficiency anaemia: its effect on transfer factor for the lung (diffusing capacity) and ventilation and cardiac frequency during sub-maximal exercise. Clin Sci 1972; 42: 325–335. 97 Marrades RM, Diaz O, Roca J, et al. Adjustment of DLCO for hemoglobin concentration. Am J Respir Crit Care Med 1997; 155: 236–241. 98 Coburn RF, Forster RE, Kane PB. Considerations of the physiological variables that determine the blood carboxyhemoglobin concentration in man. J Clin Invest 1965; 44: 1899–1910. 99 Viegi G, Paoletti P, Carrozzi L, et al. CO diffusing capacity in a general population sample: relationship with cigarette smoking and air-flow obstruction. Respiration 1993; 60: 155–161. 100 Mohsenifar Z, Tashkin DP. Effect of carboxyhemoglobin on the single breath diffusing capacity: derivation of an empirical correction factor. Respiration 1979; 37: 185–191.
VOLUME 26 NUMBER 4
VOLUME 26 NUMMER 4
EUROPEAN RESPIRATORY JOURNAL
EUROPEAN RESPORATORY JOURNAL
N. MACINTYRE ET AL
CO DIFFUSING CAPACITY STANDARDISATION
CO DIFFUSING CAPACITY STANDARDISATION
N. MACINTYRE ET AL.
101 Gaensler EA, Cadigan JB, Ellicott MF, Jones RH, Marks A. A new method for rapid precise determination of carbon monoxide in blood. J Lab Clin Med 1957; 49: 945–957. 102 Henderson M, Apthorp CH. Rapid method for estimation of carbon monoxide in blood. Br Med J 1960; 2: 1853–1854. 103 Jones RH, Ellicott MF, Cadigan JB, Gaensler EA. The relationship between alveolar and blood carbon monoxide concentrations during breath-holding. J Lab Clin Med 1958; 51: 553–564. 104 Cassidy SS, Ramanathan M, Rose GL, Johnson RL Jr. Hysteresis in the relation between diffusing capacity of the lung and lung volume. J Appl Physiol 1980; 49: 566–570. 105 Cotes JE, Meade F, Sanders MJ. Effect of volume inspired and manner of sampling the alveolar gas upon components of the transfer factor (diffusing capacity of the lung) by the single breath method. J Physiol (Lond) 1965; 181: 73–75. 106 Cadigan JB, Marks A, Ellicott MF, Jones RH, Gaensler EA. An analysis of factors affecting the measurement of pulmonary diffusing capacity by the single breath method. J Clin Invest 1961; 40: 1495–1514.
107 Chinn DJ, Cotes JE, Flowers R, Marks AM, Reed JW. Transfer factor (diffusing capacity) standardized for alveolar volume: validation, reference values and applications of a new linear model to replace KCO (TL/VA). Eur Respir J 1996; 9: 1269–1277. 108 Cotton DJ, Taher F, Mink JT, Graham BL. Effect of volume history on changes in DLCO SB-3EQ with lung volume in normal subjects. J Appl Physiol 1992; 73: 434–439. 109 Frans A, Nemery B, Veriter C, Lacquet L, Francis C. Effect of alveolar volume on the interpretation of single breath DLCO. Respir Med 1997; 91: 263–273. 110 Huang Y-C, O’Brien SR, MacIntyre NR. Intrabreath diffusing capacity of the lung in healthy individuals at rest and during exercise. Chest 2002; 122: 177–185. 111 Stam H, Hrachovina V, Stijnen T, Versprille A. Diffusing capacity dependent on lung volume and age in normal subjects. J Appl Physiol 1994; 76: 2356–2363. 112 Stam H, Splinter TAW, Versprille A. Evaluation of diffusing capacity in patients with a restrictive lung disease. Chest 2000; 117: 752–757.
EUROPEAN RESPIRATORY JOURNAL
VOLUME 26 NUMBER 4
EUROPEAN RESPORATORY JOURNAL
VOLUME 26 NUMMER 4
735
49
Nederlandse Vereniging van Longfunctie Analisten www.nvla.nl
Erica Dijkers Voorzitter
Wilmy Alings - Bokkestijn Secretaris
Wim Put Penningmeester
AMC (Academisch Medisch Centrum) Longfunctie afdeling C2-434 Meibergdreef 9 1105 AZ Amsterdam
Tergooiziekenhuizen, loc. Blaricum Rijksstraatweg 1 1261 AN Blaricum
AZM (Academisch Ziekenhuis Maastricht) Afdeling Longfunctie P. Debyelaan 25 6229 HX Maastricht
Postbus 22660 1100 DD A’dam Tel: 020-5663501 Email:
[email protected]
Postbus 10016 1201 DA Hilversum Tel: 035-5391718 Email:
[email protected]
Email:
[email protected]
Han Beurskens Algemeen bestuurslid
Karin Nietzman - Lammering Algemeen bestuurslid
Loes Wansing Algemeen bestuurslid
Maxima Medisch Centrum Ds. Th. Fliesnerstraat 1 5631 BM Eindhoven
Erasmus MC ’s-Gravendijkwal 230 3015 CE Rotterdam
Postbus 90052 5600 PD Eindhoven
Postbus 2040 3000 CA Rotterdam
Medisch Spectrum Twente Longfunctie, poli 12 Haaksbergerstraat 55 7513 ER Enschede
Tel: 040-8885648 Email:
[email protected]
Tel: 010-703 3153 / 703 4893 Email:
[email protected]
Lid worden van de NVLA? Bezoek onze website www.nvla.nl. Onder het kopje lidmaatschap vindt U alle informatie betreffende onze tarieven, vormen van lidmaatschap, ledenvoordelen etc.
50
Postbus 5800 6202 AZ Maastricht
Tel. 053-4872630 Email:
[email protected]
Nederlandse Vereniging van Longfunctie Analisten www.nvla.nl
Overige adressen Ledenadministratie/ (personeels)advertenties Administratiekantoor Reijnders - Zuliani, Postbus 79 6230 AB Bunde-Meerssen E-mail:
[email protected]
Commissies:
Overige belangrijke adressen:
Internationale contacten Han Beurskens Maxima Medisch Centrum Ds. Th. Fliesnerstraat 1 5631 BM Eindhoven Tel.: 040-8885648 E-mail:
[email protected]
Kwaliteitsbeheersing Robert Schot Leids Universitair Medisch Centrum Albinusdreef 2 2333 ZA Leiden 071-5263597
[email protected]
Leerlingbelangen Hadassa de Raaf Erasmus Medisch Centrum afd. Longfunctie Dr. Molewaterplein 40 3015 GD Rotterdam 010-4633153
[email protected]
Bijscholing Henk Bindels Atrium MC, Parkstad Postbus 4446 6401 CX Heerlen 045-5766331
[email protected] [email protected]
Media Remco Boksem Academisch Medisch Centrum Longfunctieafdeling C2-434 Meibergdreef 9 1105 AZ Amsterdam Postbus 22660 1100 DD Amsterdam 020-5663104 E-mail:
[email protected]
Sociale Belangen Bard Kelder Canisius-Wilhelmina Ziekenhuis Weg door Jonkerbos 100 6532 SZ Nijmegen 024-3658451/8941
[email protected]
LOI Postadres Postbus 4200 2350 CA Leiderdorp Bezoekadres Leidsedreef 2 2352 BA Leiderdorp Tel.: 071-5451234 E-mail: www.loi.nl Vertrouwenspersoon
leerling Longfunctie Analisten Jan Bouwman UMCG, Afdeling Int. Geneesk. Functiecentrum Hanzeplein 1 9713 GZ Groningen Tel.: 050-3613442 E-mail:
[email protected]
Stichting Beroepsopleiding Longfunctie Analisten Bernadette Aalders Uilvlinder 5 3723 TV Bilthoven E-mail:
[email protected]
51
Wheeze ratio Een nieuw paradigma in astma management
®
PulmoTrack
Een nieuw innovatief systeem voor identificatie en kwantitficatie van wheeze. Astma is een reversibele luchtwegobstructie die geassocieerd wordt met een verhoogde gevoeligheid van de Tracheobronchiale boom op verschillende stimuli (waar normale individuën ongevoelig voor zijn). Deze patiënten ervaren dyspneu, hoest en wheeze als hoofdklachten. Tintinalli: Emergency Medicine, American College of Emergency Physicians
PulmoTrack® laat de continuë meting van wheeze en hoest* toe. Dit eenvoudig, snel en non invasief systeem laat toe:
• Wheeze by wheeze identificatie
Respiratory Acoustic Monitor De PulmoTrack ® Respiratory Acoustic Monitor kan gebruikt worden voor:
• Bronchodilatatie Test: Meten van respons op behandeling. • Bronchoprovocatie Test: Ideaal voor jonge of niet goed meewerkende patiënten. . • Beoordeling van longfunctie: De aanwezigheid van Wheeze bepalen en deze kwantificeren in een longfunctie setting.
• Accurate meting van de Wheeze Rate • Classificatie van wheeze: tijdens in- of uitademing • Respiratory rate en I\E ratio • Hoest* telling
Bezoek ons alvast online op:
www.accuramed.be Leuvensesteenweg 680 • B-1930 Zaventem (Nossegem) Tel: 06 303 686 45 • Fax: 0032 23 07 01 15