We demonstreren een standaard operationeel protocol om respiratoire oscillometrie uit te voeren, waarbij de belangrijkste kwaliteitscontrole- en borgingsprocedures worden benadrukt.
Method Article
We demonstreren een standaard operationeel protocol om respiratoire oscillometrie uit te voeren, waarbij de belangrijkste kwaliteitscontrole- en borgingsprocedures worden benadrukt.
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.
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.
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
2. Voorbereiding van apparatuur/materialen
3. Voorbereiding van de patiënt
4. Software instellen
OPMERKING: Raadpleeg de handleiding van de fabrikant voor individuele instructies.
5. Testprocedure
6. Aanvaardbaarheid en reproduceerbaarheid van toegang
7. Desinfectie
8. Rapporteren van resultaten
OPMERKING: Raadpleeg figuur 3 voor meer informatie.
9. Kwaliteitscontrole/kwaliteitsborging
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.
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.
CWC heeft spreekgeld ontvangen voor webinars ondersteund door Thorasys Thoracic Medical Systems Inc. en advieskosten van Theravance Biopharma, Inc.
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.
| 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/ |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request Permission