Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Medicine
Click here for the English version

Medicine

Gjennomføre respiratorisk oscillometri i en poliklinisk setting

Published: April 8, 2022 doi: 10.3791/63243
Automatic Translation
1, 1, 1, 1, 1, 1
1Division of Respirology, Department of Medicine, University Health Network, University of Toronto

Summary

Vi demonstrerer en standard driftsprotokoll for å gjennomføre respiratorisk oscillometri, og fremhever viktige kvalitetskontroll- og sikkerhetsprosedyrer.

Abstract

Respiratorisk oscillometri er en annen modalitet av lungefunksjonstesting som i økende grad brukes i en klinisk og forskningsmessig setting for å gi informasjon om lungemekanikk. Respiratorisk oscillometri utføres gjennom tre akseptable målinger av tidevannspust og kan utføres med minimale kontraindikasjoner. Små barn og pasienter som ikke kan utføre spirometri på grunn av kognitiv eller fysisk svikt, kan vanligvis fullføre oscillometri. De viktigste fordelene med respiratorisk oscillometri er at det krever minimalt pasientsamarbeid og er mer følsomt for å oppdage endringer i små luftveier enn konvensjonelle lungefunksjonstester. Kommersielle enheter er nå tilgjengelige. Oppdaterte tekniske retningslinjer, standard driftsprotokoller og retningslinjer for kvalitetskontroll/-forsikring er nylig publisert. Referanseverdier er også tilgjengelige.

Vi gjennomførte oscillometritestrevisjoner før og etter implementering av et formelt opplæringsprogram for respiratorisk oscillometri og standard driftsprotokoll. Vi observerte forbedring i kvaliteten på fullførte tester, med en betydelig økning i antall akseptable og reproduserbare målinger.

Det nåværende papiret skisserer og demonstrerer en standard driftsprotokoll for å utføre respiratorisk oscillometri i en poliklinisk setting. Vi fremhever de viktigste trinnene for å sikre akseptable og reproduserbare kvalitetsmålinger i henhold til de anbefalte retningslinjene for European Respiratory Society (ERS), da kvalitetskontroll er avgjørende for målenøyaktigheter. Potensielle problemer og fallgruver diskuteres også med forslag for å løse tekniske feil.

Introduction

Respiratorisk oscillometri måler lungens impedans og er utsøkt følsom for endringer i respiratorisk mekanikk1, spesielt for perifer lunge og små luftveier, lungens regioner som ikke er godt vurdert av tradisjonelle lungefunksjonstester.

I løpet av de siste årene har tilgjengeligheten av kommersielle enheter og oppdaterte tekniske og kvalitetsstyrings-/forsikringsstandarder2,3 ført til økende bruk av oscillometri til kliniske og forskningsformål. Til dags dato er det imidlertid ikke en rutinemessig test i repertoaret av lungefunksjonsmodaliteter, men teknikken forventes å bli mer utbredt med økende anerkjennelse av sin kliniske nytte. Det overordnede målet med respiratorisk oscillometri er å gi måling av respiratorisk mekanikk under normal pusting og vurdering av lungefunksjon, som ikke er merkbar ved dagens metoder for spirometri og plethysmografi. Oscillometri tilbyr andre fordeler i forhold til tradisjonelle lungefunksjonstester, da det kan utføres hos svært unge, eldre eller hos pasienter med kognitiv svikt der tvangsutløpsmanøvrer som trengs for spirometri er umulige. Videre kan oscillometri utføres hos alle som kan puste spontant mens de har på seg et neseklips. I motsetning til standard lungefunksjonstester, er det ikke kontraindisert etter katarakt, intra-abdominal eller kardiothoracic kirurgi, eller etter akutt hjerteinfarkt og hjertesvikt. Til slutt er flere av oscillometrienhetene som for øyeblikket er tilgjengelige bærbare, og kan brukes i innstillinger utenfor et diagnostisk laboratorium, inkludert klinikk- og kontorinnstillinger, sengeside eller på arbeidsplasser.

Oscillometri måler den totale respiratoriske impedansen (Zrs) til multi-frekvens oscillatoriske trykkbølger1,2,4,5,6. Impedans består av den komplekse summen av åndedrettsmotstand (Rrs) og reaktans (Xrs). Rrs reflekterer luftveienes motstand og er i stor grad frekvensuavhengig i helse4,7,8. Ved små luftveissykdommer blir Rrs frekvensavhengige og øker mer i de lavere frekvensene5,9,10, slik at en forskjell i Rrs ved frekvenser mellom 5 og 19 Hz (R5-19) eller 5 og 20 Hz (R5-20) indikerer liten luftveisobstruksjon og heterogenitet av ventilasjon i forskjellige områder av lungen 10,11,1 . Xrs måler balansen mellom elastiske og inertiale impedanser i luftveiene. Ved lavere frekvenser (f.eks. 5 til 11 Hz) reflekterer Xrs stivheten eller elastansen til lunge- og brystveggvevet13,14. Ved høyere frekvenser domineres Xrs av tregheten i luftsøylen i de ledende luftveiene. Resonansfrekvensen (Fres) er punktet der størrelsene på elastisk og inertive reaktans er like. AX er en integrativ indeks av Xrs og beregnes som området under Xrs versus frekvensgrafen mellom 5 Hz og Fres. AX har enhetene for elastans og er omvendt relatert til lungevolumet i kommunikasjon med ventilasjon. AX øker med restriktive prosesser og perifer inhomogenitet. X5 blir stadig mer negativ, mens AX og Fres økes i både obstruktive og restriktive lungesykdommer4,5. Se figur 1 for fremstilling av disse beregningene.

Mens de i utgangspunktet fokuserte på måling av lungefunksjon hos barn, viser nye data at oscillometri også gir nyttig klinisk informasjon hos voksne. Den brukes i økende grad i den kliniske settingen15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31, 32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45. Oscillometri har blitt mest studert i obstruktive lungesykdommer der det har vist seg å gi bedre diagnostisk informasjon enn spirometri med hensyn til astmakontroll31,32,33,34,35, bedre korrelasjon med symptomer23,34, og tidligere deteksjon36,37,38 av kronisk obstruktiv lunge sykdom (KOLS). Vår gruppe har vist at oscillometri er mer følsom enn spirometri for sporing av transplantatskade etter lungetransplantasjon46. Flere studier har vist at Xrs, spesielt forskjellen i gjennomsnittlig inspiratorisk og ekspiratorisk reaktans ved 5 Hz, kan skille restriktive defekter i interstitiell lungesykdom (ILD) fra astma og KOLS47, og kan skille kombinert lungefibrose og emfysem fra ILD-only48,49. Figur 2 viser de typiske oscillometrimønstrene for normale, restriktive og obstruktive lungesykdommer. Det har vært økende interesse for å implementere oscillometri som en annen rutinemessig modalitet av lungefunksjonstesting for å supplere og potensielt erstatte noen av de nåværende testmodalitetene for lungefunksjonsovervåking50,51.

Vi foreslår at oscillometri er nyttig for screening av lungesykdommer, i oppfølging av pasienter med kjente obstruktive og restriktive lungesykdommer, og etter lungetransplantasjon. De kommersielle enhetene er egnet for bruk hos barn så små som 2 år. Det pågår forskning med enda yngre populasjoner52, og etter hvert som feltet vokser, kan det være mulig å evaluere spedbarn og nyfødte.

Målet med det nåværende manuskriptet er å gi en opplæringshåndbok for klinikere, teknologer og forskningspersonell om riktig oppførsel av oscillometri, etter internasjonale standard driftsprotokoller og retningslinjer for kvalitetskontroll. På grunn av det lille fotavtrykket til de fleste kommersielle oscillometere, kan oscillometri implementeres i flere innstillinger. Protokollen som er skissert er egnet for lungefunksjonslaboratorier, legekontorer, klinikkinnstillinger og andre polikliniske omgivelser som arbeidshelseavdelinger på arbeidsplassen.

Protocol

De respiratoriske oscillometristudiene ble godkjent av University Health Network Research Ethics Board (REB# 17-5373, 17-5652 og 19-5582). Skriftlig informert samtykke ble innhentet fra deltakerne før oscillometritest.

MERK: Denne videoen skisserer standard driftsprosedyre for oscillometri. Vårt laboratorium bruker en enhet produsert av Thorasys Thoracic Medical Systems Inc, men teknikken er den samme uavhengig av produsent. Programmene er forskjellige for hver produsent, på samme måte som forskjellige kommersielle spirometere har unik proprietær programvare for datainnsamling og visning. Protokollen nedenfor gjelder for alle respiratoriske oscillometrienheter. Leserne blir henvist til håndbøker av sine kommersielle enheter og refererer til spesifikke instruksjoner angående programvare på enheten deres.

1. Pre-test pasient screening / forberedelse

  1. Sørg for at pasienten er fri for aktiv eller mistenkt overførbar luftveisinfeksjon, som koronavirus eller tuberkulose.
  2. Forsikre deg om at pasienten ikke har hatt noen nylige tann- eller ansiktsoperasjoner, for eksempel tannutvinning, og kan danne en riktig tett forsegling rundt munnstykket.
  3. Sørg for at pasienten er så avslappet som mulig, ikke har på seg tettsittende klær, og holder tilbake tobakksbruk og kraftig trening minst 1 time før testing.
  4. Utfør oscillometri før konvensjonelle PFTer, for eksempel spirometri, hvis en henvisende lege ber om det.
    MERK: Se supplerende tabell 1 for kontraindikasjoner for spirometri/PFTer.
  5. Forsikre deg om at pasienten holder tilbake bronkodilatatorer før testing, med mindre det er instruert av en henvisende lege om å fortsette bronkodilatatormedisinen.
    MERK: Se Supplerende tabell 2 for tilbakeholdingstider for bronkodilatator for PFTer og supplerende tabell 3 for tilbakeholdingstider for bronkodilatatoren for methacholine-utfordringstesten.

2. Forberedelse av utstyr/materialer

  1. Klargjøring av utstyr
    1. Kontroller motstandsbelastningen til oscillometrienheten ved å bruke en gyldig mekanisk testbelastning i fabrikkkalibrert før pasienttesting.
    2. Fjern støvhettene i begge ender av den mekaniske testbelastningen og fest den på oscillometrienheten.
    3. Velg kalibrering fra oscillometriprogramvaremenyen og fortsett med impedanstestbelastningsverifisering.
      MERK: Den anbefalte toleransen for verifiseringen er ≤ ±10% eller ±0,1 cmH2O·s/L, avhengig av hva som inntreffer først.
    4. Etter vellykket verifisering, lagre og fortsett med testing.
  2. Materialforberedelse
    1. Ha flere "single-patient-use-bakterielle / virale" filtre og neseklips lett tilgjengelig.
    2. Ha personlig verneutstyr (PVU), for eksempel hansker og masker, og desinfeksjonsservietter tilgjengelig.
      MERK: Se laboratorieretningslinjene for donning og doffing av retningslinjer for verneutstyr og smittevern.

3. Pasientforberedelse

  1. Antropometri
    1. Bekreft pasientens informasjon: for- og etternavn, fødselsdato, fødselssex, høyde, vekt og kjønnsidentitet, hvis aktuelt.
    2. Mål pasientens høyde uten sko, med føttene sammen, stå så høyt som mulig med øynene i vater og se rett frem, og ryggen skyller mot en vegg eller flat overflate.
      MERK: For pasienter som ikke klarer å stå oppreist, kan høyden estimeres ved hjelp av armspenn. For pasienter over 25 år, der høydemåling tidligere er gjort i samme laboratorium, kan det ikke være nødvendig å måle høyde ved senere besøk innen 1 år.
    3. Oppdater vektmåling ved hvert besøk.
    4. Registrer pasientens bruk av bronkodilatatorer, dosering, tid/dato for siste administrasjon og eventuelle medisineringsallergier, for eksempel salbutamol.
  2. Oscillometri test forberedelse
    1. Be pasienten om å desinfisere hendene før de går inn i teststasjonen.
    2. Skisser testvarigheten på 30 s og minimumskravet til tre forsøk.
    3. Forklar følelsen som genereres av svingningene, for eksempel 'vibrasjoner' eller 'flagrende'.
    4. Sørg for at pasienten sitter riktig i en liten "chin-up" stilling med begge føttene på gulvet. Unngå å skråne mot baksiden av stolen eller benkryssingen.
    5. Be pasienten puste normalt mens han holder kinnene med håndflaten og fingrene og bruker tommelen til å støtte kjevens myke vev under målinger.
      MERK: Kinn og gulv i munnstøtten håndheves for å unngå øvre luftveis shunt. Hvis kinnene og bløtvevet i munnen ikke støttes, går strømmen målt ved munnen tapt i bevegelsen til den øvre luftveisveggen.
    6. Forklar pasienten at svelging bør unngås og tungen må være under munnstykket under testen.
      MERK: Instruksjonene ovenfor gjelder for både barn og voksne. Avhengig av barnets alder, kan det å holde et bilde eller andre former for visuell distraksjon foran barnet bidra til å sikre at hodestillingen opprettholdes i løpet av oscillometriopptaksperioden. For voksne med kognitiv svikt, vurder å ha en medfølgende person i nærheten for å trene og roe pasienten til å puste normalt. For pasienter med fysisk svekkelse er noen oscillometrienheter bærbare, og kan bringes til pasientens seng eller rullestol. Vurder også å be den medfølgende eller en annen person om å gi kinn- og kjevestøtte under tester.

4. Programvareoppsett

MERK: Se produsentens bruksanvisning for individuelle instruksjoner.

  1. Nytt pasientoppsett
    1. Velg Ny pasient og skriv inn pasientens informasjon som for- og etternavn, fødselsdato, fødselssex, høyde, vekt, etnisitet (hvis aktuelt) og røykehistorie.
    2. Kontroller at all angitt informasjon er riktig før du velger Standardtest.
    3. Kontroller at riktig bølgelengdeoppsett er valgt. I denne demonstrasjonen velger du Airwave Oscillometry fra rullegardinmenyen Mal . Valget av spesifikke bølgelengder og bølgelengdekombinasjoner vil være forskjellig blant de forskjellige produsentene. Følg bruksanvisningen for programvaren for den bestemte enheten.
    4. Sørg for at riktig sett med referanseverdier er valgt: Oostveen et al.56 eller Brown et al.57 for voksne, og Nowowiejska et al.58 for barn i alderen 3 til 17 år.
      MERK: Foretrukket og tilgjengelighet av referanseverdier kan variere avhengig av hvert laboratoriums policy og produsent av oscillometrienheter.
  2. Eksisterende pasientoppsett
    1. Klikk på Velg pasient og velg riktig pasientfil ved å bekrefte informasjonen deres, for eksempel for- og etternavn og fødselsdato.
    2. Sørg for at pasientens vekt og høyde (hvis aktuelt) oppdateres før teststart.
    3. Velg Standardtest , og velg Airwave Oscillometry fra rullegardinmenyen Mal . Se også pkt. 4.1.3.

5. Testprosedyre

  1. Oppsett av oscillometrienhet
    1. Fest et "enkeltpasientbruksbakterielt/viralt" filter til oscillometrienheten.
    2. Kontroller at oscillometrienheten er klar i testmodus.
  2. Spektral måling
    MERK: Airwave oscillometri 5-37 Hz i enheten som vises i videoen.
    1. Minn pasienten på 30-tallets testvarighet og minimumskravet til tre målinger.
    2. Be pasienten om å bruke neseklips og gi instruksjoner som er beskrevet i trinn 3.2.4 og trinn 3.2.5.
    3. Juster oscillometrienheten til pasientens hodenivå.
    4. Be pasienten våte leppene før han/hun pakker dem rundt munnstykket for å danne en skikkelig, tett forsegling. Be pasienten om å begynne å puste normalt.
      MERK: Inspiser for potensielle luftlekkasjer rundt munnstykket og neseklemmen. Ekstra oksygen må slås av under målinger for å unngå drift inn i oscillometrienheten.
    5. Vær oppmerksom på pasientens pustemønster og begynn å registrere deg etter minst tre stabile tidevannspust.
      MERK: (Valgfritt): Under testen informerer du pasienten om tiden som gjenstår under hver måling.
    6. Gi tilstrekkelig hviletid mellom hver måling og juster deretter, basert på pasienten.
      MERK: Pasienter med ekstra oksygen kan kreve lengre hvileintervaller. Gi ekstra oksygen etter behov i hvileintervallene.
    7. Etter minst tre målinger går du videre til trinn 6 for å vurdere akseptabilitet og reproduserbarhet.
  3. Post-bronkodilatator respons - valgfritt
    1. Administrer bronkodilatator (salbutamol eller ipratropiumbromid) via en avstandsstykke.
    2. Registrer metoden og antall administrerte doser.
    3. Vent i 10 min post-salbutamol/albuterol og 20 min post-ipratropiumbromid innånding.
    4. Gjenta trinn 5.2 for å vurdere respons etter bronkodilatator
  4. 10 Hz (intra-pust) måling - valgfritt
    1. Minn pasienten på at hver testvarighet er 30 s og at det vil bli oppnådd minst tre målinger.
    2. Kontroller at riktig bølgelengdeoppsett for intra-pustemåling er valgt.
    3. Gjenta trinn 5.2.2 til 5.2.6.

6. Tilgang akseptabilitet og reproduserbarhet

  1. Aksept
    1. Sørg for at målingene har en gyldighet som er større enn 70 %.
    2. Kontroller at symbolet ved siden av målingene har fått en hake.
      MERK: Hvis det finnes et «Forsiktig»-symbol, er målingen uakseptabel.
    3. Inspiser hver måling for uregelmessigheter eller gjenstander som kan være forårsaket av hoste, tungeobstruksjon, glottislukking, luftlekkasje rundt munnstykket, forsøk på å snakke, svelge og ta et dypt pust.
      MERK: Hvis pasienten blir observert å puste dypt, tilbakestiller du oscillometrienheten, da kraftige pust forstyrrer motorene og kvaliteten på etterfølgende målinger. Hvis du vil tilbakestille, stopper du testingen og klikker deretter Null kanaler.
    4. Gå gjennom målinger som automatisk er utelukket av programvaren. Disse inkluderer uregelmessigheter eller gjenstander som hoste eller glottis lukking.
    5. Utelat eventuelle uakseptable mål med uregelmessigheter som er beskrevet i trinn 6.1.3, og gjenta trinn 5.2 for å oppnå flere målinger.
  2. Reproduserbarhet
    1. Sørg for at minst tre akseptable målinger registreres.
    2. Forsikre deg om at varianskoeffisienten (CoV) av Rrs (motstand av åndedrettssystem) er ≤10% hos voksne og ≤15% hos barn.
    3. Gjenta trinn 5.2 for å oppnå ytterligere målinger hvis de 3 akseptable målingene har COV >10% hos voksne og >15% hos barn.
    4. Gjenta 6.1 for å bestemme akseptabilitet og rapportere tre akseptable målinger med CoV ≤10% hos voksne og ≤15% hos barn.

7. Desinfeksjon

  1. Kast pasientens munnstykke og neseklemme i søppelkassen.
  2. Bruk desinfeksjonsservietter til å rengjøre oscillometrienheten og pasientens stol.
  3. Doff hansker og desinfisere hender.
  4. Sett den røde støvhetten tilbake på oscillometrianordningen for å unngå forurensning.
    MERK: Hvert laboratoriums smittevernpolitikk kan være forskjellig.

8. Rapportering av resultater

MERK: Se figur 3 hvis du vil ha mer informasjon.

  1. Inkluder pasientens for- og etternavn, høyde, vekt, alder, fødselssex, BMI og røykehistorie.
  2. Inkluder enhetsnavn, modell, programvareversjon og produsent.
  3. Inkluder inngangssignalfrekvenser og varigheten av individuelle opptak.
  4. Rapporter gjennomsnittet av akseptable og reproduserbare målinger og COV for disse rapporterte målingene.
    MERK: Hvis COV-en er høyere enn den angitte øvre grensen, bør resultatene flagges slik at tolkelegen kan tolke resultatene med forsiktighet.
  5. Velg referanseligninger.
  6. Inkluder impedansgraf som demonstrerer Rrs og Xrs versus oscillasjonsfrekvens.
  7. Inkluder post-bronkodilatatorrespons med dosering og administrasjonsmetode, inkludert z-score og absolutt prosentvis endring - valgfritt

9. Kvalitetskontroll/kvalitetssikring

  1. Utfør regelmessige revisjoner (ukentlig eller månedlig) avhengig av volumet av oscillometritesting i laboratoriet.
  2. Vurder hver operatør ved hjelp av en standardisert sjekkliste for å sikre at oscillometritester utføres nøyaktig og profesjonelt.
  3. Gi regelmessige tilbakemeldinger til operatører og hold kvartalsvise kvalitetssikringsmøter for å reflektere over laboratoriespørsmål.
  4. Sørg for at biologiske kvalitetskontroller utføres ukentlig med minst to friske, røykfrie personer, og målingene er innenfor ±2SD av deres gjennomsnittlige baseline.
    MERK: Dette er ekstremt viktig for validering av testutstyr og prosedyrer når det er flere oscillometrienheter i laboratoriet.
  5. Gjennomføre kvartalsvis selvinspeksjon og årlig fabrikkvedlikehold av oscillometrienheter for kalibrering og kvalitetskontroller.

Representative Results

Fra 17 oktober 2017 til april 6, 2018, gjennomførte vi den første kvalitetssikring / kvalitetskontroll (QA / QC) revisjon av 197 oscillometri tester3. Selv om alle operatørene ble opplært før testing av pasienten med et timeseminar og testing på stedet, ble det identifisert 10 (5,08 %) uakseptable og/eller uopprettelige målinger. Disse målingene ble utelukket på grunn av hoste, tungeobstruksjon og CoV større enn 15% etter de første foreslåtte ERS-retningslinjene52. Biologisk kvalitetskontroll (BioQC) ble ikke utført regelmessig. Forskningspersonellet gjennomgikk ytterligere opplæring i oscillometri og utviklet en standard driftsprotokoll for å sikre at riktige ERS-retningslinjer og medisinsk profesjonalitet var på plass. Betydningen av BioQC, et verktøy for å validere testutstyr og prosedyrer, ble fremhevet for forskningspersonellet, som ble påminnet om å utføre regelmessige BioQC-tester. 3 Forbedringer ble funnet i påfølgende QA/QC-revisjoner. Av totalt 1930 oscillometri tester utført fra april 9, 2018 til juni 30, 2019, bare tre (0.0016%) tester var ugyldige målinger; disse hadde CoV større enn 15%. mellom 2. juli 2019 og 12. mars 2020 ble det utført 1779 oscillometritester og ni (0,005 %) ble ansett som uakseptable, inkludert målinger som hadde glottis-lukking, luftlekkasje og CoV større enn 15 %. Se tabell 1 hvis du vil ha mer informasjon.

Siden forsterkningen av BioQC i april 2018 gjennomførte forskningspersonell BioQC regelmessig. I vårt senter gjennomførte fire friske ikke-røykende individer oscillometri daglig i de første 2 ukene for å samle minst 10 målinger med gjennomsnittet med øvre og nedre grense (±2SD eller standardavvik) med variasjonskoeffisient ≤10% mellom Rrs i de to oscillometrienhetene i laboratoriet vårt. august 2021 observerte vi en BioQC-måling som falt utenfor individets gjennomsnittlige ±2SD. Personens observerte R5 var 3,36 cmH2O·s/L (åpen sirkel), mens R5-gjennomsnittet fra de 20 siste opptakene var 4,95 cmH2O.s/L ±2SD (prikket linje med nedre grense ved 4,03 og øvre grense ved 5,86; Figur 4). En annen person gjennomførte sin BioQC oscillometri samme dag med samme oscillometrienhet, og den observerte R5-målingen var også utenfor gjennomsnittet ±2SD. Disse funnene indikerer problemer knyttet til instrumentet i stedet for prosedyren. Deretter ble produsenten kontaktet og enheten ble sendt til reparasjon. Oktober 2021 ble BioQC gjentatt for å sikre at den var innenfor individets R5-måleområde før omdisponering av enheten i laboratoriet vårt.

Figure 1
Figur 1: Impedansen versus frekvens-oscillogrammet med motstandskurven (heltrukket linje) og reaktanskurvene (prikket linje) og frekvensene der målingene er gjort (faste og åpne sirkler i hver kurve) vist. Reaktansområdet (AX, klekket område), resonansfrekvens (Fres. X), og motstand mellom 5 Hz og 19 Hz (R5-19; tosidig pil) er illustrert. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figure 2
Figur 2: De typiske oscillometrimønsterforskjellene mellom normale (A), restriktive (B) og obstruktive (C) lungesykdommer. Legg merke til høyre skift av reaktanskurven (åpen sirkel, prikket linje) i den restriktive sykdommen (B), og trompetformet mønster av det obstruktive oscillogrammet (C) med oppover skift av motstandskurven (solid sirkel og linje), økt R5-19, og nedadgående og høyre skift av motstandskurven (brutt linje; åpne sirkler). Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figure 3
Figur 3: Standardmalen for rapportering av oscillometri i vår institusjon. Vi viser oscillogrammet ved hjelp av en standardisert X-Y-akse, og fremhever de relevante før- og postbronkodilatormålingene i forskjellige farger for å lette tolkningen av resultatene. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figure 4
Figur 4: Den biologiske kvalitetskontrollsammendraget (BioQC) av R5-målinger fra ett individ fra mai 2020 til november 2021. Målingen som falt utenfor (åpen sirkel) den enkeltes gjennomsnittlige (heldekkende grå linje) ±2SD (prikket linje) ble observert i august 30, 2021. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Første revisjon Andre revisjon Tredje revisjon
Oktober 17, 2017 til April 6, 2018 April 9, 2018 til Juni 30, 2019 Juli 2, 2019 til Mars 12, 2020
Gyldig 187 1927 1770
Ugyldig 10 3 9

Tabell 1: Sammenligning av oscillometritester akseptabilitet ved tre tidspunkter

Personell gjennomgikk repetisjonstrening i gjennomføring av oscillometri etter den første revisjonen. Vi implementerte også en standard driftsprotokoll for gjennomføring av oscillometri i lungefunksjonslaboratoriet. Betydelige forbedringer i prosentandelen av tester som oppfyller akseptabel kvalitetskontroll, skjedde og ble opprettholdt over tid. Disse resultatene viser effektiviteten av å utvikle og overholde standard driftsprotokoller og retningslinjer for kvalitetskontroll.

Supplerende tabell 1. Kontraindikasjoner for Spirometry53,54Klikk her for å laste ned denne tabellen.

Supplerende tabell 2. Bronkodilatatorer Tilbakeholdte tider for lungefunksjonstester53,54Klikk her for å laste ned denne tabellen.

Supplerende tabell 3. Bronkodilatatorer Tilbakeholdende tider for Bronchial Challenge Test53,55Klikk her for å laste ned denne tabellen.

Discussion

De kritiske trinnene i en oscillometrimåling av høy kvalitet kan kategoriseres i domenene til pasient, utstyr og operatør. Det er viktig å sørge for at pasienten er avslappet og komfortabel, slik at målingene som samles inn, er til hvilefunksjonelt restvolum. Pasientstillingen er svært viktig; sørg for at pasienten sitter oppreist med begge føttene på bakken uten kryssing av ben. Håndhevelsen av kinn- og kjevestøtte, god plassering av neseklemmen og sikre at leppene er forseglet rundt munnstykket, vil eliminere shunting og luftlekkasjer1,2,3. Utstyret må kalibreres og verifiseres før bruk. Operatøren må kunne gjenkjenne akseptable og uakseptable opptak og kunne feilsøke den underliggende årsaken til uakseptable avlesninger eller gjenstander for å sikre at rapporterte målinger har CoV-≤10%1,2,3. Kvalitetskontroll og forsikring må opprettholdes for ikke bare å sikre at oscillometrienheten er validert, men også kvaliteten på testene.

Opplæring av operatøren for å gjenkjenne mønstrene som produseres av vanlige gjenstander som svelging, lekkasjer og shunting, vil tillate rettidig gjentatte målinger for å oppnå kvalitetstester. Det er tilfeller der oscillometri utføres ved forskjellige lungevolumer, (f.eks. i liggende stilling). Under disse omstendighetene kan alle trinnene som er beskrevet i protokollen fortsatt brukes.

Mens oscillometri er en enklere og raskere modalitet av lungefunksjonstesting, vil feil i målinger og dermed tolkning oppstå hvis avvik fra standardisert protokoll og kvalitetskontrolltrinn oppstår. Vår protokoll er basert på enheten som brukes i vårt senter. Oppførselen til oscillometri vil være den samme på tvers av enheter. Det vil imidlertid være forskjeller i det tekniske aspektet ved kalibrering og programvare. Leserne anbefales å følge håndboken for de forskjellige instrumentene.

Oscillometri er raskere og enklere å utføre enn spirometri. Videre kan små barn og voksne med språk, fysisk og / eller kognitiv svikt som hindrer evnen til å utføre de tvungne utløpsmanøvrene som trengs for spirometri fortsatt utføre oscillometri som det utføres under normal pusting. I noen sentre har oscillometri erstattet spirometri som det første screeningverktøyet for lungesykdom. Forbedre opplæringen i gjennomføringen av oscillometri vil lette sin bredere anvendelse som et diagnostisk verktøy og sikre kvalitetskontroll av testene som utføres.

Selv om oscillometri er en rask og enkel teknikk, er det nødvendig med kvalitetskontroller for å sikre nøyaktige og reproduserbare målinger. Ved å følge internasjonale retningslinjer kan forskningsdata og kliniske oscillometridata tolkes på riktig måte slik at funn kan anvendes på tvers av ulike pasientpopulasjoner.

Disclosures

CWC har mottatt talegebyrer for webinarer støttet av Thorasys Thoracic Medical Systems Inc. og konsulenthonorarer fra Theravance Biopharma, Inc.

Acknowledgments

Studien ble finansiert av CIHR-NSERC Collaborative Health Research Projects (CWC), Pettit Block Term grant (CWC), The Lung Health Foundation og Canadian Lung Association - Breathing as One: Allied Health Grant (JW). Vi takker de mange deltakerne i våre forskningsstudier av oscillometri som har gjort det mulig for oss å utvikle kompetanse innen gjennomføring av oscillometri.

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/

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Bates, J. H., Irvin, C. G., Farre, R., Hanto, sZ. Oscillation mechanics of the respiratory system. Comprehensive Physiology. 1 (3), 1233-1272 (2011).
  2. King, G. G., et al. Technical standards for respiratory oscillometry. European Respiratory Journal. 55 (2), 1900753 (2020).
  3. 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).
  4. Pride, N. B. Forced oscillation techniques for measuring mechanical properties of the respiratory system. Thorax. 47 (4), 317-320 (1920).
  5. 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).
  6. 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).
  7. 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).
  8. 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).
  9. 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).
  10. 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).
  11. 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).
  12. 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).
  13. Bates, J. H., Maksym, G. N. Mechanical determinants of airways hyperresponsiveness. Critical Reviews in Biomedical Engineering. 39 (4), 281-296 (2011).
  14. 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).
  15. 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).
  16. 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).
  17. Lipworth, B. J., Jabbal, S. What can we learn about COPD from impulse oscillometry. Respiratory Medicine. 139, 106-109 (2018).
  18. 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).
  19. 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).
  20. 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).
  21. Wei, X., et al. Impulse oscillometry system as an alternative diagnostic method for chronic obstructive pulmonary disease. Medicine. 96 (46), 8543 (2017).
  22. 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).
  23. 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).
  24. 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).
  25. 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).
  26. Jetmalani, K., et al. Peripheral airway dysfunction and relationship with symptoms in smokers with preserved spirometry. Respirology. 23 (5), 512-518 (2018).
  27. 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).
  28. 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).
  29. 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).
  30. 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).
  31. 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).
  32. 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).
  33. 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).
  34. 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).
  35. 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).
  36. Frantz, S., et al. Impulse oscillometry may be of value in detecting early manifestations of COPD. Respiratory Medicine. 106 (8), 1116-1123 (2012).
  37. 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).
  38. 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).
  39. 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).
  40. 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).
  41. Berger, K. I., et al. Distal airway dysfunction identifies pulmonary inflammation in asymptomatic smokers. ERJ Open Research. 2 (4), (2016).
  42. 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).
  43. 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).
  44. 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).
  45. 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).
  46. 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).
  47. Sugiyama, A., et al. Characteristics of inspiratory and expiratory reactance in interstitial lung disease. Respiratory Medicine. 107 (6), 875-882 (2013).
  48. 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).
  49. 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).
  50. 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).
  51. Calverley, P. M. A., Farré, R. Oscillometry: old physiology with a bright future. European Respiratory Journal. 56 (3), 2001815 (2020).
  52. 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).
  53. Toronto General Pulmonary Function Laboratory. Toronto General Pulmonary Function Laboratory Policies and Procedures Manual. , (2022).
  54. Graham, B. L., et al. Standardization of Spirometry 2019 Update. American Journal of Respiratory and Critica Care Medicine. 200, 70-88 (2019).
  55. 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).
  56. Oostveen, E., et al. Respiratory impedance in healthy subjects: baseline values and bronchodilator response. European Respiratory Journal. 42 (6), 1513-1523 (2013).
  57. Brown, N. J., et al. Reference equations for respiratory system resistance and reactance in adults. Respiratory Physiology and Neurobiology. 172 (3), 162-168 (2010).
  58. Nowowiejska, B., et al. Transient reference values for impulse oscillometry for children aged 3-18 years. Pediatric Pulmonology. 43 (12), 1193-1197 (2008).

Tags

Medisin utgave 182 respiratorisk oscillometri standard driftsprotokoll kvalitetskontroll forsikring
Gjennomføre respiratorisk oscillometri i en poliklinisk setting
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Chang, E., Vasileva, A., Nohra, C.,… More

Chang, E., Vasileva, A., Nohra, C., Ryan, C. M., Chow, C. W., Wu, J. K. Y. Conducting Respiratory Oscillometry in an Outpatient Setting. J. Vis. Exp. (182), e63243, doi:10.3791/63243 (2022).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter