Summary
We demonstreren een standaard operationeel protocol om respiratoire oscillometrie uit te voeren, waarbij de belangrijkste kwaliteitscontrole- en borgingsprocedures worden benadrukt.
Abstract
Respiratoire oscillometrie is een andere modaliteit van longfunctietesten die steeds vaker wordt gebruikt in een klinische en onderzoeksomgeving om informatie te verstrekken over longmechanica. Respiratoire oscillometrie wordt uitgevoerd door middel van drie acceptabele metingen van getijdenademhaling en kan worden uitgevoerd met minimale contra-indicaties. Jonge kinderen en patiënten die geen spirometrie kunnen uitvoeren vanwege cognitieve of fysieke beperkingen, kunnen meestal oscillometrie voltooien. De belangrijkste voordelen van respiratoire oscillometrie zijn dat het minimale samenwerking van de patiënt vereist en gevoeliger is bij het detecteren van veranderingen in kleine luchtwegen dan conventionele longfunctietests. Commerciële apparaten zijn nu beschikbaar. Bijgewerkte technische richtlijnen, standaard operationele protocollen en richtlijnen voor kwaliteitscontrole/borging zijn onlangs gepubliceerd. Referentiewaarden zijn ook beschikbaar.
We voerden oscillometrie-testaudits uit voor en na het implementeren van een formeel respiratoir oscillometrietrainingsprogramma en een standaard operatieprotocol. We zagen een verbetering in de kwaliteit van de voltooide tests, met een aanzienlijke toename van het aantal aanvaardbare en reproduceerbare metingen.
Het huidige artikel schetst en demonstreert een standaard operationeel protocol om respiratoire oscillometrie uit te voeren in een poliklinische setting. We benadrukken de belangrijkste stappen om aanvaardbare en reproduceerbare kwaliteitsmetingen te garanderen volgens de aanbevolen richtlijnen van de European Respiratory Society (ERS), aangezien kwaliteitscontrole van cruciaal belang is voor de meetnauwkeurigheid. Ook mogelijke problemen en valkuilen worden besproken met suggesties om technische fouten op te lossen.
Introduction
Respiratoire oscillometrie meet de impedantie van de long en is buitengewoon gevoelig voor veranderingen in de ademhalingsmechanica1, met name voor de perifere long en kleine luchtwegen, longgebieden die niet goed worden beoordeeld door traditionele longfunctietests.
In de afgelopen jaren hebben de beschikbaarheid van commerciële hulpmiddelen en bijgewerkte technische en kwaliteitscontrole-/borgingsnormen2,3 geleid tot een toenemend gebruik van oscillometrie voor klinische en onderzoeksdoeleinden. Tot op heden is het echter geen routinetest in het repertoire van pulmonale functiemodaliteiten, maar de techniek zal naar verwachting op grotere schaal worden gebruikt met toenemende erkenning van het klinische nut ervan. Het algemene doel van respiratoire oscillometrie is het meten van ademhalingsmechanica tijdens normale ademhaling en beoordeling van de longfunctie, die niet waarneembaar is door de huidige methoden van spirometrie en plethysmografie. Oscillometrie biedt andere voordelen ten opzichte van traditionele longfunctietests, omdat het kan worden uitgevoerd bij zeer jonge, oudere of bij patiënten met cognitieve stoornissen waar geforceerde expiratoire manoeuvres die nodig zijn voor spirometrie onmogelijk zijn. Bovendien kan oscillometrie worden uitgevoerd bij iedereen die spontaan kan ademen tijdens het dragen van een neusklem. In tegenstelling tot standaard longfunctietests is het niet gecontra-indiceerd na cataract, intra-abdominale of cardiothoracale chirurgie, noch na acuut myocardinfarct en hartfalen. Ten slotte zijn verschillende van de oscillometrie-apparaten die momenteel beschikbaar zijn draagbaar en kunnen ze worden gebruikt in omgevingen buiten een diagnostisch laboratorium, inclusief kliniek- en kantooromgevingen, aan het bed of op werkplekken.
Oscillometrie meet de totale respiratoire impedantie (Zrs) tot multifrequente oscillerende drukgolven1,2,4,5,6. Impedantie bestaat uit de complexe som van respiratoire weerstand (Rrs) en reactantie (Xrs). Rrs weerspiegelt de weerstand van de luchtwegen en is grotendeels frequentie-onafhankelijk in gezondheid4,7,8. Bij kleine luchtwegaandoeningen worden Rrs frequentieafhankelijk en nemen ze meer toe in de lagere frequenties5,9,10, zodat een verschil in Rrs bij frequenties tussen 5 en 19 Hz (R5-19) of 5 en 20 Hz (R5-20) wijst op kleine luchtwegobstructie en heterogeniteit van ventilatie in verschillende longgebieden 10,11,12 . Xrs meet de balans van elastische en inertiële impedanties van het ademhalingssysteem. Bij lagere frequenties (bijv. 5 tot 11 Hz) weerspiegelt Xrs de stijfheid of elastantie van de long- en borstwandweefsels13,14. Bij hogere frequenties wordt Xrs gedomineerd door de traagheid van de luchtkolom in de geleidende luchtwegen. De resonantiefrequentie (Fres) is het punt waarop de grootheden van elastische en inertieve reactantie gelijk zijn. AX is een integratieve index van Xrs en wordt berekend als het gebied onder de Xrs versus frequentiegrafiek tussen 5 Hz en Fres. AX heeft de eenheden van elastantie en is omgekeerd evenredig met het volume van de long in communicatie met ventilatie. AX neemt toe met beperkende processen en perifere inhomogeniteit. X5 wordt steeds negatiever, terwijl AX en Fres toenemen bij zowel obstructieve als beperkende longziekten4,5. Zie figuur 1 voor een weergave van deze statistieken.
Hoewel aanvankelijk gericht op het meten van de longfunctie bij kinderen, tonen opkomende gegevens aan dat oscillometrie ook bij volwassenen nuttige klinische informatie biedt. Het wordt steeds vaker gebruikt in de klinische setting15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31, 32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45. Oscillometrie is het meest uitgebreid bestudeerd bij obstructieve longziekten waarbij is gebleken dat het betere diagnostische informatie biedt dan spirometrie met betrekking tot astmacontrole31,32,33,34,35, betere correlatie met symptomen23,34, en eerdere detectie36,37,38 van chronische obstructieve longen ziekte (COPD). Onze groep heeft aangetoond dat oscillometrie gevoeliger is dan spirometrie voor het volgen van transplantaatletsel na longtransplantatie46. Verschillende studies hebben aangetoond dat Xrs, met name het verschil in de gemiddelde inspiratoire en expiratoire reactantie bij 5 Hz, beperkende defecten in interstitiële longziekte (ILD) kan onderscheiden van astma en COPD47, en gecombineerde longfibrose en emfyseem kan onderscheiden van ILD-only48,49. Figuur 2 toont de typische oscillometriepatronen voor normale, beperkende en obstructieve longziekten. Er is een toenemende belangstelling om oscillometrie te implementeren als een andere routinemodaliteit van longfunctietesten om enkele van de huidige testmodaliteiten voor longfunctiemonitoring aan te vullen en mogelijk te vervangen50,51.
Wij suggereren dat oscillometrie nuttig is voor screening van longziekten, bij de follow-up van patiënten met bekende obstructieve en beperkende longziekten en na longtransplantatie. De commerciële apparaten zijn geschikt voor gebruik bij kinderen vanaf 2 jaar oud. Er is lopend onderzoek met nog jongere populaties52, en naarmate het veld groeit, kan het mogelijk zijn om baby's en pasgeborenen te evalueren.
Het doel van het huidige manuscript is om een trainingshandboek te bieden voor clinici, technologen en onderzoekspersoneel over het juiste uitvoeren van oscillometrie, volgens internationale standaard operationele protocollen en richtlijnen voor kwaliteitscontrole. Vanwege de kleine voetafdruk van de meeste commerciële oscillometers kan oscillometrie in meerdere instellingen worden geïmplementeerd. Het geschetste protocol is geschikt voor longfunctielaboratoria, artsenpraktijken, kliniekinstellingen en andere poliklinische instellingen zoals bedrijfsgezondheidseenheden op de werkplek.
Protocol
De respiratoire oscillometriestudies werden goedgekeurd door de University Health Network Research Ethics Board (REB # 17-5373, 17-5652 en 19-5582). Schriftelijke geïnformeerde toestemming werd verkregen van deelnemers voorafgaand aan de oscillometrietest.
OPMERKING: Deze video schetst de standaardwerkwijze voor oscillometrie. Ons laboratorium maakt gebruik van een apparaat vervaardigd door Thorasys Thoracic Medical Systems Inc, maar de techniek is hetzelfde, ongeacht de fabrikant. De softwareprogramma's zijn verschillend voor elke fabrikant, op dezelfde manier dat verschillende commerciële spirometers unieke propriëtaire software hebben voor het verzamelen en weergeven van gegevens. Het onderstaande protocol is van toepassing op alle respiratoire oscillometrie-apparaten. Lezers worden doorverwezen naar handleidingen van hun commerciële apparaten en verwijzen naar specifieke instructies met betrekking tot software van hun apparaat.
1. Pre-test patiënt screening / voorbereiding
- Zorg ervoor dat de patiënt vrij is van actieve of vermoedelijk overdraagbare luchtweginfecties, zoals coronavirus of tuberculose.
- Zorg ervoor dat de patiënt geen recente tandheelkundige of gezichtsoperaties heeft ondergaan, zoals tandextracties, en een goede strakke afdichting rond het mondstuk kan vormen.
- Zorg ervoor dat de patiënt zo ontspannen mogelijk is, geen nauwsluitende kleding draagt en ten minste 1 uur voorafgaand aan de test geen tabaksgebruik en krachtige lichaamsbeweging onthoudt.
- Voer oscillometrie uit voorafgaand aan conventionele PFT's, zoals spirometrie, op verzoek van een verwijzende arts.
OPMERKING: Raadpleeg aanvullende tabel 1 voor contra-indicaties voor spirometrie/PFT's. - Zorg ervoor dat de patiënt bronchusverwijders achterhoudt voorafgaand aan het testen, tenzij een verwijzende arts opdracht geeft om door te gaan met bronchusverwijdende medicatie.
OPMERKING: Raadpleeg aanvullende tabel 2 voor bronchodilatator-inhoudingstijden voor PFT's en aanvullende tabel 3 voor bronchodilatator-inhoudingstijden voor de methacholine-provocatietest.
2. Voorbereiding van apparatuur/materialen
- Voorbereiding van apparatuur
- Controleer de weerstandsbelasting van het oscillometrieapparaat met behulp van een geldige, in de fabriek gekalibreerde mechanische testbelasting voorafgaand aan het testen van de patiënt.
- Verwijder de stofkappen aan beide uiteinden van de mechanische testbelasting en bevestig deze aan de oscillometrie-inrichting.
- Selecteer kalibratie in het menu van de oscillometriesoftware en ga verder met de verificatie van de impedantietestbelasting.
OPMERKING: De aanbevolen tolerantie voor de verificatie is ≤ ±10% of ±0,1 cmH2O·s/L, afhankelijk van wat het eerst wordt gehaald. - Na succesvolle verificatie slaat u op en gaat u verder met testen.
- Materiaalvoorbereiding
- Zorg dat er meerdere 'single-patient-use-bacterial/viral' filters en neusclips direct beschikbaar zijn.
- Zorg voor persoonlijke beschermingsmiddelen (PBM's), zoals handschoenen en maskers, en desinfecterende doekjes beschikbaar.
OPMERKING: Raadpleeg het laboratoriumbeleid voor het aan- en uittrekken van PBM's en richtlijnen voor infectiebeheersing.
3. Voorbereiding van de patiënt
- Antropometrie
- Controleer de gegevens van de patiënt: voor- en achternaam, geboortedatum, geboortegeslacht, lengte, gewicht en genderidentiteit, indien van toepassing.
- Meet de lengte van de patiënt zonder schoenen, met de voeten tegen elkaar, zo hoog mogelijk staand met de ogen op gelijke hoogte en recht vooruit kijkend, en de rug vlak tegen een muur of plat oppervlak.
OPMERKING: Voor patiënten die niet in staat zijn om rechtop te staan, kan de hoogte worden geschat met behulp van armlengte. Voor patiënten van 25 jaar of ouder, waarbij de hoogtemeting eerder in hetzelfde laboratorium is uitgevoerd, is het mogelijk dat het opnieuw meten van de hoogte bij volgende bezoeken binnen 1 jaar niet nodig is. - Werk de gewichtsmeting bij elk bezoek bij.
- Registreer het gebruik van bronchusverwijders door de patiënt, dosering, tijd / datum van laatste toediening en eventuele medicatieallergieën, zoals salbutamol.
- Voorbereiding van de oscillometrietest
- Vraag de patiënt om zijn handen te ontsmetten voordat hij het teststation betreedt.
- Schets de testduur van 30 s en de minimale vereiste van drie proeven.
- Verklaar de sensatie die wordt gegenereerd door de oscillaties zoals 'trillingen' of 'fladderen'.
- Zorg ervoor dat de patiënt goed zit in een lichte 'chin-up' positie met beide voeten op de grond. Vermijd het hangen tegen de rugleuning van de stoel of beenkruising.
- Instrueer de patiënt om normaal te ademen terwijl hij zijn wangen vasthoudt met zijn handpalm en vingers en zijn duimen gebruikt om het zachte weefsel van de kaak te ondersteunen tijdens metingen.
OPMERKING: Wang en vloer van de mondsteun wordt afgedwongen om shunt van de bovenste luchtwegen te voorkomen. Als de wangen en zachte weefsels van de mond niet worden ondersteund, gaat de stroom die bij de mond wordt gemeten verloren in de beweging van de bovenste luchtwegwand. - Leg de patiënt uit dat slikken moet worden vermeden en dat de tong zich tijdens de test onder het mondstuk moet bevinden.
OPMERKING: De bovenstaande instructies zijn van toepassing op zowel kinderen als volwassenen. Afhankelijk van de leeftijd van het kind, kan het vasthouden van een foto of andere vormen van visuele afleiding voor het kind helpen ervoor te zorgen dat de hoofdhouding wordt gehandhaafd tijdens de oscillometrie-opnameperiode. Voor volwassenen met cognitieve stoornissen, overweeg om een begeleider in de buurt te hebben om de patiënt te coachen en te kalmeren om normaal te ademen. Voor patiënten met een lichamelijke beperking zijn sommige oscillometrie-apparaten draagbaar en kunnen ze naar het bed of de rolstoel van de patiënt worden gebracht. Overweeg ook om de begeleider of een andere persoon te vragen om wang- en kaakondersteuning te bieden tijdens tests.
4. Software instellen
OPMERKING: Raadpleeg de handleiding van de fabrikant voor individuele instructies.
- Nieuwe patiëntopstelling
- Selecteer Nieuwe patiënt en voer de gegevens van de patiënt in, zoals voor- en achternaam, geboortedatum, geboortegeslacht, lengte, gewicht, etniciteit (indien van toepassing) en rookgeschiedenis.
- Controleer of alle ingevoerde informatie juist is voordat u Standaardtest selecteert.
- Zorg ervoor dat de juiste golflengte-instelling is geselecteerd. Selecteer in deze demonstratie Airwave-oscillometrie in het vervolgkeuzemenu Sjabloon . De keuze van specifieke golflengten en golflengtecombinaties zal verschillen tussen de verschillende fabrikanten. Volg de softwarehandleiding voor het specifieke apparaat.
- Zorg ervoor dat de juiste set referentiewaarden is geselecteerd: Oostveen et al.56 of Brown et al.57 voor volwassenen en Nowowiejska et al.58 voor kinderen van 3 tot 17 jaar.
OPMERKING: De voorkeurs- en beschikbaarheid van referentiewaarden kunnen verschillen, afhankelijk van het beleid van elk laboratorium en de fabrikant van het oscillometrieapparaat.
- Bestaande patiëntopstelling
- Klik op Patiënt selecteren en kies het juiste patiëntendossier door hun gegevens te verifiëren, zoals voor- en achternaam en geboortedatum.
- Zorg ervoor dat het gewicht en de lengte van de patiënt (indien van toepassing) worden bijgewerkt voordat het testen begint.
- Selecteer Standaardtest en kies Airwave-oscillometrie in het vervolgkeuzemenu Sjabloon . Zie ook rubriek 4.1.3.
5. Testprocedure
- Oscillometrie-apparaat instellen
- Bevestig een 'single-patient-use-bacterial/viral' filter op het oscillometrie-apparaat.
- Zorg ervoor dat het oscillometrieapparaat gereed is in de testmodus.
- Spectrale meting
OPMERKING: Airwave-oscillometrie 5-37 Hz in het apparaat dat in de video wordt weergegeven.- Herinner de patiënt aan de testduur van 30 s en de minimale vereiste van drie metingen.
- Instrueer de patiënt om een neusklem te dragen en geef instructies beschreven in stap 3.2.4 en stap 3.2.5.
- Pas het oscillometrie-apparaat aan op het hoofdniveau van de patiënt.
- Instrueer de patiënt om zijn /haar lippen nat te maken voordat hij ze om het mondstuk wikkelt om een goede, strakke afdichting te vormen. Instrueer de patiënt om normaal te beginnen ademen.
OPMERKING: Inspecteer op mogelijke luchtlekken rond het mondstuk en de neusclip. Tijdens de metingen moet extra zuurstof worden uitgeschakeld om te voorkomen dat deze in de oscillometrie-inrichting terechtkomt. - Observeer het ademhalingspatroon van de patiënt en begin met het opnemen na minimaal drie stabiele getijdenademhalingen.
OPMERKING: (Optioneel): Informeer de patiënt tijdens de test over de resterende tijd tijdens elke meting. - Zorg voor voldoende rusttijd tussen elke meting en pas dienovereenkomstig aan, op basis van de patiënt.
OPMERKING: Patiënten die extra zuurstof gebruiken, kunnen langere rustintervallen nodig hebben. Zorg voor extra zuurstof als dat nodig is tijdens de rustintervallen. - Ga na minimaal drie metingen verder met stap 6 om de aanvaardbaarheid en reproduceerbaarheid te beoordelen.
- Reactie na bronchodilatator - optioneel
- Dien de luchtwegverwijder (salbutamol of ipratropiumbromide) toe via een afstandhouder.
- Noteer de methode en het aantal toegediende doses.
- Wacht 10 minuten na salbutamol/albuterol en 20 minuten na inhalatie van ipratropiumbromide.
- Herhaal stap 5.2 om de respons na de luchtwegverwijder te beoordelen
- 10 Hz (intra-adem) meting - optioneel
- Herinner de patiënt eraan dat elke testduur 30 s is en dat er minimaal drie metingen worden verkregen.
- Zorg ervoor dat de juiste golflengte-instelling voor intra-ademmeting is geselecteerd.
- Herhaal stap 5.2.2 tot en met 5.2.6.
6. Aanvaardbaarheid en reproduceerbaarheid van toegang
- Aanvaardbaarheid
- Zorg ervoor dat de metingen een validiteit hebben van meer dan 70%.
- Controleer of het symbool naast de metingen een vinkje heeft gekregen.
OPMERKING: Als er een 'Let op'-symbool aanwezig is, is de meting onaanvaardbaar. - Inspecteer elke meting op afwijkingen of artefacten die kunnen worden veroorzaakt door hoesten, tongobstructie, glottissluiting, luchtlekkage rond het mondstuk, proberen te praten, slikken en diep ademhalen.
OPMERKING: Als de patiënt wordt waargenomen terwijl hij diep ademhaalt, reset dan het oscillometrie-apparaat, omdat krachtige ademhalingen de motoren en de kwaliteit van de daaropvolgende metingen verstoren. Als u het opnieuw instellen wilt, stopt u met testen en klikt u op Nul kanalen. - Bekijk metingen die automatisch worden uitgesloten door de software; deze omvatten afwijkingen of artefacten zoals hoest of glottis sluiting.
- Sluit onaanvaardbare metingen met afwijkingen uit die worden beschreven in stap 6.1.3 en herhaal stap 5.2 om aanvullende metingen te verkrijgen.
- Reproduceerbaarheid
- Zorg ervoor dat er minimaal drie acceptabele metingen worden geregistreerd.
- Zorg ervoor dat de variantiecoëfficiënt (CoV) van Rrs (weerstand van het ademhalingssysteem) ≤10% is bij volwassenen en ≤15% bij kinderen.
- Herhaal stap 5.2 om aanvullende metingen te verkrijgen als de 3 acceptabele metingen CoV >10% bij volwassenen en >15% bij kinderen hebben.
- Herhaal 6.1 om de aanvaardbaarheid te bepalen en rapporteer drie acceptabele metingen met CoV ≤10% bij volwassenen en ≤15% bij kinderen.
7. Desinfectie
- Gooi het mondstuk van de patiënt en de neusklem in de prullenbak.
- Gebruik desinfecterende doekjes om het oscillometrieapparaat en de stoel van de patiënt schoon te maken.
- Doe handschoenen en ontsmet de handen.
- Plaats de rode stofkap terug op het oscillometrie-apparaat om verontreiniging te voorkomen.
OPMERKING: Het infectiebeheersingsbeleid van elk laboratorium kan verschillen.
8. Rapporteren van resultaten
OPMERKING: Raadpleeg figuur 3 voor meer informatie.
- Inclusief de voor- en achternaam van de patiënt, lengte, gewicht, leeftijd, geboortegeslacht, BMI en rookgeschiedenis.
- Inclusief apparaatnaam, model, softwareversie en fabrikant.
- Inclusief ingangssignaalfrequenties en duur van individuele opnames.
- Rapporteer het gemiddelde van aanvaardbare en reproduceerbare metingen en de CoV voor deze gerapporteerde metingen.
OPMERKING: Als de CoV hoger is dan de opgegeven bovengrens, moeten de resultaten worden gemarkeerd, zodat de interpreterende arts de resultaten met voorzichtigheid kan interpreteren. - Selecteer referentievergelijkingen.
- Inclusief impedantiegrafiek die Rrs en Xrs versus oscillatiefrequentie laat zien.
- Inclusief post-luchtwegverwijdende respons met dosering en wijze van toediening inclusief z-scores en absolute procentuele verandering - optioneel
9. Kwaliteitscontrole/kwaliteitsborging
- Voer regelmatig audits uit (wekelijks of maandelijks), afhankelijk van het volume van de oscillometrietests in het laboratorium.
- Beoordeel elke operator met behulp van een gestandaardiseerde checklist om ervoor te zorgen dat oscillometrietests nauwkeurig en professioneel worden uitgevoerd.
- Geef regelmatig feedback aan operators en houd driemaandelijkse vergaderingen over kwaliteitsborging om na te denken over laboratoriumaangelegenheden.
- Zorg ervoor dat biologische kwaliteitscontroles wekelijks worden uitgevoerd met ten minste twee gezonde niet-rokende proefpersonen en dat de metingen binnen ±2SD van hun gemiddelde uitgangswaarde liggen.
OPMERKING: Dit is uiterst belangrijk voor het valideren van testapparatuur en -procedures wanneer er meerdere oscillometrie-apparaten in het laboratorium zijn. - Voer driemaandelijkse zelfinspectie en jaarlijks fabrieksonderhoud van oscillometrie-apparaten uit voor kalibratie en kwaliteitscontroles.
Representative Results
Van 17 oktober 2017 tot 6 april 2018 hebben we de eerste quality assurance/quality control (QA/QC) audit van de 197 oscillometrietesten uitgevoerd3. Hoewel alle operators voorafgaand aan het testen van de patiënt werden getraind met een seminar van een uur en testen ter plaatse, werden 10 (5,08%) onaanvaardbare en / of onherleidbare metingen geïdentificeerd. Deze metingen werden uitgesloten vanwege hoest, tongobstructie en CoV van meer dan 15% volgens de aanvankelijk voorgestelde ERS-richtlijnen52. Biologische kwaliteitscontrole (BioQC) werd niet regelmatig uitgevoerd. Het onderzoekspersoneel onderging aanvullende oscillometrietraining en ontwikkelde een standaard operationeel protocol om ervoor te zorgen dat de juiste ERS-richtlijnen en medische professionaliteit aanwezig waren. Het belang van BioQC, een hulpmiddel om testapparatuur en -procedures te valideren, werd benadrukt aan het onderzoekspersoneel, dat eraan werd herinnerd om regelmatig BioQC-tests uit te voeren. 3 Verbeteringen werden gevonden in daaropvolgende QA/QC-audits. Van de in totaal 1930 oscillometrietests die van 9 april 2018 tot 30 juni 2019 werden uitgevoerd, waren slechts drie (0,0016%) tests ongeldige metingen; deze hadden een CoV van meer dan 15%. Tussen 2 juli 2019 en 12 maart 2020 werden er 1779 oscillometrietests uitgevoerd en negen (0,005%) werden als onaanvaardbaar beschouwd, inclusief metingen met glottissluiting, luchtlekkage en CoV van meer dan 15%. Raadpleeg tabel 1 voor meer informatie.
Sinds de versterking van BioQC in april 2018 voerden onderzoeksmedewerkers Regelmatig BioQC uit. In ons centrum voerden vier gezonde niet-rokende personen de eerste 2 weken dagelijks oscillometrie uit om minimaal 10 metingen te verzamelen met het gemiddelde met de boven- en ondergrens (±2SD of standaarddeviatie) met variatiecoëfficiënt ≤10% tussen Rrs in de twee oscillometrie-apparaten in ons laboratorium. Op 30 augustus 2021 observeerden we een BioQC-meting die buiten het gemiddelde ±2SD van het individu viel. De waargenomen R5 van het individu was 3,36 cmH2O·s/L (open cirkel), terwijl het R5-gemiddelde van de 20 meest recente opnames 4,95 cmH2O.s/L ±2SD was (stippellijn met ondergrens op 4,03 en bovengrens op 5,86; Figuur 4). Een tweede persoon voerde zijn BioQC-oscillometrie op dezelfde dag uit met hetzelfde oscillometrie-apparaat en de waargenomen R5-meting viel ook buiten het gemiddelde ±2SD. Deze bevindingen wijzen op problemen die verband houden met het instrument in plaats van met de procedure. Vervolgens werd contact opgenomen met de fabrikant en werd het apparaat ter reparatie verzonden. Bij terugkeer van het apparaat werd BioQC op 15 oktober 2021 herhaald om ervoor te zorgen dat het binnen het R5-meetbereik van het individu lag voordat het apparaat opnieuw in ons laboratorium werd geïmplementeerd.
Figuur 1: Het impedantie versus frequentie oscillogram met de weerstandscurve (ononderbroken lijn) en reactantiecurven (stippellijn), en frequenties waarbij de metingen worden gedaan (vaste en open cirkels in elke kromme) weergegeven. Het gebied van reactantie (AX, gearceerd gebied), resonantiefrequentie (Fres. X), en weerstand tussen 5 Hz en 19 Hz (R5-19; tweezijdige pijl) worden geïllustreerd. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 2: De typische oscillometrie patroonverschillen tussen normale (A), restrictieve (B) en obstructieve (C) longziekten. Let op de rechtse verschuiving van de reactantiecurve (open cirkel, stippellijn) in de restrictieve ziekte (B) en het trompetvormige patroon van het obstructieve oscillogram (C) met opwaartse verschuiving van de weerstandscurve (vaste cirkel en lijn), verhoogde R5-19 en de neerwaartse en rechtse verschuiving van de weerstandscurve (gebroken lijn; open cirkels). Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 3: Het standaard sjabloon voor rapportage van oscillometrie in onze instelling. We geven het oscillogram weer met behulp van een gestandaardiseerde X-Y-as en markeren de relevante pre- en post-bronchodilatatormetingen in verschillende kleuren om de interpretatie van de resultaten te vergemakkelijken. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 4: De samenvatting van de biologische kwaliteitscontrole (BioQC) van R5-metingen van één persoon van mei 2020 tot november 2021. De meting die buiten (open cirkel) het gemiddelde (effen grijze lijn) ±2SD (stippellijn) van het individu viel, werd waargenomen op 30 augustus 2021. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
| Eerste audit | Tweede audit | Derde audit | |
| oktober 17, 2017 to april 6, 2018 | april 9, 2018 to juni 30, 2019 | juli 2, 2019 tot maart 12, 2020 | |
| Geldig | 187 | 1927 | 1770 |
| Ongeldig | 10 | 3 | 9 |
Tabel 1: Vergelijking van de aanvaardbaarheid van oscillometrietests op drie tijdstippen
Het personeel onderging na de eerste audit een opfristraining in het uitvoeren van oscillometrie. We hebben ook een standaard operatieprotocol geïmplementeerd voor het uitvoeren van oscillometrie in het laboratorium voor longfuncties. Significante verbeteringen in het percentage tests dat aan een aanvaardbare kwaliteitscontrole voldeed, traden op en werden in de loop van de tijd volgehouden. Deze resultaten tonen de effectiviteit aan van het ontwikkelen en naleven van standaard operationele protocollen en richtlijnen voor kwaliteitscontrole.
Aanvullende tabel 1. Contra-indicaties voor spirometrie53,54Klik hier om deze tabel te downloaden.
Aanvullende tabel 2. Bronchodilatoren Inhoudingstijden voor longfunctietests53,54Klik hier om deze tabel te downloaden.
Aanvullende tabel 3. Bronchodilatoren Inhoudingstijden voor Bronchiale Challenge Test53,55Klik hier om deze tabel te downloaden.
Discussion
De kritieke stappen in een hoogwaardige oscillometriemeting kunnen worden onderverdeeld in de domeinen patiënt, apparatuur en operator. Ervoor zorgen dat de patiënt ontspannen en comfortabel is, zodat de verzamelde metingen op rust functioneel restvolume zijn, is de sleutel. De houding van de patiënt is erg belangrijk; zorg ervoor dat de patiënt rechtop zit met beide voeten op de grond zonder kruising van benen. De handhaving van wang- en kaakondersteuning, een goede plaatsing van de neusclip en ervoor zorgen dat de lippen rond het mondstuk zijn afgedicht, voorkomt rangeren en luchtlekken1,2,3. De apparatuur moet vóór gebruik worden gekalibreerd en gecontroleerd. De operator moet in staat zijn om aanvaardbare en onaanvaardbare opnames te herkennen en in staat zijn om de onderliggende oorzaak van onaanvaardbare metingen of artefacten op te lossen om ervoor te zorgen dat gerapporteerde metingen CoV ≤10% 1,2,3 hebben. Kwaliteitscontrole en -zekerheid moeten worden gehandhaafd om niet alleen ervoor te zorgen dat het oscillometrie-apparaat wordt gevalideerd, maar ook de kwaliteit van de tests.
Training van de operator om de patronen te herkennen die worden geproduceerd door veelvoorkomende artefacten zoals inslikken, lekken en rangeren, zal tijdige herhaalde metingen mogelijk maken om kwaliteitstests te verkrijgen. Er zijn gevallen waarin oscillometrie wordt uitgevoerd bij verschillende longvolumes (bijvoorbeeld in rugligging). Onder deze omstandigheden kunnen alle in het protocol beschreven stappen nog steeds worden toegepast.
Hoewel oscillometrie een eenvoudigere en snellere modaliteit is van longfunctietests, zullen fouten in metingen, en dus interpretatie, optreden als afwijkingen van het gestandaardiseerde protocol en de stappen voor kwaliteitscontrole optreden. Ons protocol is gebaseerd op het apparaat dat in ons centrum wordt gebruikt. Het gedrag van oscillometrie zal hetzelfde zijn voor alle apparaten. Er zullen echter verschillen zijn in het technische aspect van kalibratie en softwaretoepassingen. Lezers wordt geadviseerd om de handleiding voor de verschillende instrumenten te volgen.
Oscillometrie is sneller en gemakkelijker uit te voeren dan spirometrie. Bovendien kunnen jonge kinderen en volwassenen met taal-, fysieke en / of cognitieve stoornissen die het vermogen belemmeren om de geforceerde expiratoire manoeuvres uit te voeren die nodig zijn voor spirometrie, nog steeds oscillometrie uitvoeren zoals deze wordt uitgevoerd tijdens de normale ademhaling. In sommige centra heeft oscillometrie spirometrie verdrongen als het eerste screeningsinstrument voor longziekten. Het verbeteren van de training in het uitvoeren van oscillometrie zal de bredere toepassing ervan als diagnostisch hulpmiddel vergemakkelijken en de kwaliteitscontrole van de uitgevoerde tests waarborgen.
Hoewel oscillometrie een snelle en eenvoudige techniek is, zijn kwaliteitscontroles nodig om nauwkeurige en reproduceerbare metingen te garanderen. Door internationale richtlijnen te volgen, kunnen onderzoeks- en klinische oscillometriegegevens op de juiste manier worden geïnterpreteerd, zodat bevindingen kunnen worden toegepast op verschillende patiëntenpopulaties.
Disclosures
CWC heeft spreekgeld ontvangen voor webinars ondersteund door Thorasys Thoracic Medical Systems Inc. en advieskosten van Theravance Biopharma, Inc.
Acknowledgments
De studie werd gefinancierd door CIHR-NSERC Collaborative Health Research Projects (CWC), Pettit Block Term grant (CWC), The Lung Health Foundation en Canadian Lung Association - Breathing as One: Allied Health Grant (JW). We bedanken de vele deelnemers aan onze oscillometrie-onderzoeken die ons in staat hebben gesteld om expertise te ontwikkelen in het uitvoeren van oscillometrie.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Accel Prevention Disinfectant wipes - 160/canister | Diversey Care | 100906721 | https://diversey.com/en/ |
| clearFlo F-100 - 100 Airwave Oscillometry filters | Thorasys | 101635 | https://www.thorasys.com/ |
| Noseclip w/cushions, "Snuffer", bx/1000 | McArthur Medical Sales Inc. | 785-1008BULK | https://mcarthurmedical.com/ |
| Tremoflo C-100 Airwave Oscillometry System | Thorasys | 101969 | https://www.thorasys.com/ Software verison: 1.0.43 build 43 Signal Type: Pseudo-random, relative primes Frequencies (Hz): 5, 10, 11, 14, 17, 19, 23, 29, 31, 37 |
| Tremoflo C-100 Calibrated Reference Load 15 cm H2O. s/L | Thorasys | 101059 | https://www.thorasys.com/ |
References
- Bates, J. H., Irvin, C. G., Farre, R., Hanto, sZ.
- King, G. G., et al. Technical standards for respiratory oscillometry. European Respiratory Journal. 55 (2), 1900753 (2020).
- Wu, J., et al. Development of quality assurance and quality control guidelines for respiratory oscillometry in clinical studies. Respiratory Care. 65 (11), 1687-1693 (2020).
- Pride, N. B. Forced oscillation techniques for measuring mechanical properties of the respiratory system. Thorax. 47 (4), 317-320 (1920).
- Clement, J., Landser, F. J., Van de Woestijne, K. P. Total resistance and reactance in patients with respiratory complaints with and without airways obstruction. Chest. 83 (2), 215-220 (1983).
- Leary, D., Bhatawadekar, S. A., Parraga, G., Maksym, G. N. Modeling stochastic and spatial heterogeneity in a human airway tree to determine variation in respiratory system resistance. Journal of Applied Physiology. 112 (1), 167-175 (2012).
- Landser, F. J., Clement, J., Van de Woestijne, K. P. Normal values of total respiratory resistance and reactance determined by forced oscillations: influence of smoking. Chest. 81 (5), 586-591 (1982).
- Wouters, E. F., Polko, A. H., Schouten, H. J., Visser, B. F. Contribution of impedance measurement of the respiratory system to bronchial challenge tests. Journal of Asthma. 25 (5), 259-267 (1988).
- Wouters, E. F., Landser, F. J., Polko, A. H., Visser, B. F. Impedance measurement during air and helium-oxygen breathing before and after salbutamol in COPD patients. Clinical and Experimental Pharmacology & Physiology. 19 (2), 95-101 (1992).
- Grimby, G., Takishima, T., Graham, W., Macklem, P., Mead, J. Frequency dependence of flow resistance in patients with obstructive lung disease. The Journal of Clinical Investigation. 47 (6), 1455-1465 (1968).
- Cavalcanti, J. V., Lopes, A. J., Jansen, J. M., de Melo, P. L. Using the forced oscillation technique to evaluate bronchodilator response in healthy volunteers and in asthma patients presenting a verified positive response. Journal Brasileiro de Pneumologia. 32 (2), 91-98 (2006).
- Cavalcanti, J. V., Lopes, A. J., Jansen, J. M., Melo, P. L. Detection of changes in respiratory mechanics due to increasing degrees of airway obstruction in asthma by the forced oscillation technique. Respiratory Medicine. 100 (12), 2207-2219 (2006).
- Bates, J. H., Maksym, G. N.
- Dellaca, R. L., Aliverti, A., Lutchen, K. R., Pedotti, A. Spatial distribution of human respiratory system transfer impedance. Annals of Biomedical Engineering. 31 (2), 121-131 (2003).
- Dandurand, R., Li, P., Mancino, P., Bourbeau, J. Oscillometry from the CanCOLD Cohort: correlation with spirometry and patient reported outcomes. European Respiratory Society International Congress. , Paris. (2018).
- Jabbal, S., Manoharan, A., Lipworth, J., Lipworth, B. Utility of impulse oscillometry in patients with moderate to severe persistent asthma. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 138 (2), 601-603 (2016).
- Lipworth, B. J., Jabbal, S. What can we learn about COPD from impulse oscillometry. Respiratory Medicine. 139, 106-109 (2018).
- Manoharan, A., Anderson, W. J., Lipworth, J., Lipworth, B. J. Assessment of spirometry and impulse oscillometry in relation to asthma control. Lung. 193 (1), 47-51 (2015).
- Manoharan, A., Morrison, A. E., Lipworth, B. J. Effects of adding tiotropium or aclidinium as triple therapy using impulse oscillometry in COPD. Lung. 194 (2), 259-266 (2016).
- Manoharan, A., von Wilamowitz-Moellendorff, A., Morrison, A., Lipworth, B. J. Effects of formoterol or salmeterol on impulse oscillometry in patients with persistent asthma. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 137 (3), 727-733 (2016).
- Wei, X., et al. Impulse oscillometry system as an alternative diagnostic method for chronic obstructive pulmonary disease. Medicine. 96 (46), 8543 (2017).
- Tse, H. N., Tseng, C. Z., Wong, K. Y., Yee, K. S., Ng, L. Y. Accuracy of forced oscillation technique to assess lung function in geriatric COPD population. International Journal of Chronic Obstructive Pulmonary Disease. 11, 1105-1118 (2016).
- Eddy, R. L., Westcott, A., Maksym, G. N., Parraga, G., Dandurand, R. J. Oscillometry and pulmonary magnetic resonance imaging in asthma and COPD. Physiological Reports. 7 (1), 13955 (2019).
- Yamagami, H., et al. Association between respiratory impedance measured by forced oscillation technique and exacerbations in patients with COPD. International Journal of Chronic Obstructive Pulmonary Disease. 13, 79-89 (2018).
- Kitaguchi, Y., Yasuo, M., Hanaoka, M. Comparison of pulmonary function in patients with COPD, asthma-COPD overlap syndrome, and asthma with airflow limitation. International Journal of Chronic Obstructive Pulmonary Disease. 11, 991-997 (2016).
- Jetmalani, K., et al. Peripheral airway dysfunction and relationship with symptoms in smokers with preserved spirometry. Respirology. 23 (5), 512-518 (2018).
- Robinson, P. D., King, G. G., Sears, M. R., Hong, C. Y., Hancox, R. J. Determinants of peripheral airway function in adults with and without asthma. Respirology. 22 (6), 1110-1117 (2017).
- Short, P. M., Anderson, W. J., Manoharan, A., Lipworth, B. J. Usefulness of impulse oscillometry for the assessment of airway hyperresponsiveness in mild-to-moderate adult asthma. Annals of Allergy, Asthma & Immunology. 115 (1), 17-20 (2015).
- Zimmermann, S. C., Tonga, K. O., Thamrin, C. Dismantling airway disease with the use of new pulmonary function indices. European Respiratory Review. 28 (151), (2019).
- Lundblad, L. K. A., Siddiqui, S., Bossé, Y., Dandurand, R. J. Applications of oscillometry in clinical research and practice. Canadian Journal of Respiratory, Critical Care, and Sleep Medicine. 5 (1), 1-15 (2019).
- Shi, Y., et al. Relating small airways to asthma control by using impulse oscillometry in children. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 129 (3), 671-678 (2012).
- Pisi, R., et al. Small airway dysfunction by impulse oscillometry in asthmatic patients with normal forced expiratory volume in the 1st second values. Allergy & Asthma Proceedings. 34 (1), 14-20 (2013).
- Saadeh, C., Saadeh, C., Cross, B., Gaylor, M., Griffith, M. Advantage of impulse oscillometry over spirometry to diagnose chronic obstructive pulmonary disease and monitor pulmonary responses to bronchodilators: An observational study. SAGE Open Medicine. 3, (2015).
- Foy, B. H., et al. Lung computational models and the role of the small airways in asthma. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 200 (8), 982-991 (2019).
- Tang, F. S. M., et al. Ventilation heterogeneity and oscillometry predict asthma control improvement following step-up inhaled therapy in uncontrolled asthma. Respirology. 25 (8), 827-835 (2020).
- Frantz, S., et al. Impulse oscillometry may be of value in detecting early manifestations of COPD. Respiratory Medicine. 106 (8), 1116-1123 (2012).
- Aarli, B. B., et al. Variability of within-breath reactance in COPD patients and its association with dyspnoea. European Respiratory Journal. 45 (3), 625-634 (2015).
- Dean, J., Kolsum, U., Hitchen, P., Gupta, V., Singh, D. Clinical characteristics of COPD patients with tidal expiratory flow limitation. International journal of Chronic Obstructive Pulmonary Disease. 12, 1503-1506 (2017).
- Kotoulas, S. C., et al. Acute effects of e-cigarette vaping on pulmonary function and airway inflammation in healthy individuals and in patients with asthma. Respirology. 25 (10), 1037-1045 (2020).
- Berger, K. I., Goldring, R. M., Oppenheimer, B. W. POINT: Should oscillometry be used to screen for airway disease? Yes. Chest. 148 (5), 1131-1135 (2015).
- Berger, K. I., et al. Distal airway dysfunction identifies pulmonary inflammation in asymptomatic smokers. ERJ Open Research. 2 (4), (2016).
- Oppenheimer, B. W., et al. Distal airway function in symptomatic subjects with normal spirometry following World Trade Center dust exposure. Chest. 132 (4), 1275-1282 (2007).
- Lappas, A. S., et al. Short-term respiratory effects of e-cigarettes in healthy individuals and smokers with asthma. Respirology. 23 (3), 291-297 (2018).
- Vardavas, C. I., et al. Short-term pulmonary effects of using an electronic cigarette: impact on respiratory flow resistance, impedance, and exhaled nitric oxide. Chest. 141 (6), 1400-1406 (2012).
- Antoniewicz, L., Brynedal, A., Hedman, L., Lundback, M., Bosson, J. A. Acute effects of electronic cigarette inhalation on the vasculature and the conducting airways. Cardiovascular Toxicology. 19 (5), 441-450 (2019).
- Cho, E., et al. Airway oscillometry detects spirometric-silent episodes of acute cellular rejection. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 201 (12), 1536-1544 (2020).
- Sugiyama, A., et al. Characteristics of inspiratory and expiratory reactance in interstitial lung disease. Respiratory Medicine. 107 (6), 875-882 (2013).
- Mori, K., et al. Respiratory mechanics measured by forced oscillation technique in combined pulmonary fibrosis and emphysema. Respiratory Physiology & Neurobiology. 185 (2), 235-240 (2013).
- Mori, Y., et al. Respiratory reactance in forced oscillation technique reflects disease stage and predicts lung physiology deterioration in idiopathic pulmonary fibrosis. Respiratory Physiology and Neurobiology. 275, 103386 (2020).
- Usmani, O. S. Calling time on spirometry: unlocking the silent zone in acute rejection after lung transplantation. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 201 (12), 1468-1470 (2020).
- Calverley, P. M. A., Farré, R. Oscillometry: old physiology with a bright future. European Respiratory Journal. 56 (3), 2001815 (2020).
- Radics, B. L., et al. Effect of nasal airway nonlinearities on oscillometric resistance measurements in infants. Journal of Applied Physiology. 129 (3), 591-598 (2020).
- Toronto General Pulmonary Function Laboratory. Toronto General Pulmonary Function Laboratory Policies and Procedures Manual. , (2022).
- Graham, B. L., et al.
- Coates, A. L., et al. ERS technical standard on bronchial challenge testing: general considerations and performance of methacholine challenge tests. European Respiratory Journal. 49, 1601526 (2017).
- Oostveen, E., et al. Respiratory impedance in healthy subjects: baseline values and bronchodilator response. European Respiratory Journal. 42 (6), 1513-1523 (2013).
- Brown, N. J., et al. Reference equations for respiratory system resistance and reactance in adults. Respiratory Physiology and Neurobiology. 172 (3), 162-168 (2010).
- Nowowiejska, B., et al. Transient reference values for impulse oscillometry for children aged 3-18 years. Pediatric Pulmonology. 43 (12), 1193-1197 (2008).
