Summary
Vi demonstrerar ett standardprotokoll för att genomföra andningsoscilillometri, som belyser viktiga kvalitetskontroller och säkerhetsprocedurer.
Abstract
Respiratory oscillometry är en annan modalitet för lungfunktionstestning som alltmer används i en klinisk och forskningsmiljö för att ge information om lungmekanik. Andningsoscilillometri utförs genom tre acceptabla mätningar av tidvattenandning och kan utföras med minimala kontraindikationer. Små barn och patienter som inte kan utföra spirometri på grund av kognitiv eller fysisk försämring kan vanligtvis slutföra oscillometry. De främsta fördelarna med andningsoscilillometri är att det kräver minimalt patientsamarbete och är känsligare för att upptäcka förändringar i små luftvägar än konventionella lungfunktionstester. Kommersiella enheter är nu tillgängliga. Uppdaterade tekniska riktlinjer, standardrutiner och riktlinjer för kvalitetskontroll/kvalitetssäkring har nyligen publicerats. Referensvärden är också tillgängliga.
Vi genomförde oscillometry test revisioner före och efter genomförandet av ett formellt respiratorisk oscillometry utbildningsprogram och standard drift protokoll. Vi observerade en förbättring av kvaliteten på de genomförda testerna, med en betydande ökning av antalet acceptabla och reproducerbara mätningar.
Det aktuella dokumentet beskriver och visar ett standard driftsprotokoll för att genomföra luftvägarna oscillometry i en öppenvård inställning. Vi lyfter fram de viktigaste stegen för att säkerställa acceptabla och reproducerbara kvalitetsmätningar enligt de rekommenderade riktlinjerna från European Respiratory Society (ERS), eftersom kvalitetskontroll är avgörande för mätnoggrannhet. Potentiella problem och fallgropar diskuteras också med förslag för att lösa tekniska fel.
Introduction
Andningsoscilmetri mäter lungans impedans och är utsökt känslig för förändringar i andningsmekaniken1, särskilt för perifer lunga och små luftvägar, regioner i lungan som inte bedöms väl av traditionella lungfunktionstester.
Under de senaste åren har tillgången till kommersiella produkter och uppdaterade tekniska standarder och standarder för kvalitetskontroll/säkerhet2,3 lett till ökad användning av oscilillometri för kliniska och forskningsändamål. Hittills är det dock inte ett rutinmässigt test i repertoaren av pulmonell funktion modaliteter, men tekniken förväntas bli mer allmänt används med ökande erkännande av dess kliniska nytta. Det övergripande målet med andningsoscilillometri är att ge mätning av andningsmekanik under normal andning och bedömning av lungfunktionen, som inte kan urskiljas med nuvarande metoder för spirometri och plethysmografi. Oscillometry erbjuder andra fördelar jämfört med traditionella lungfunktionstester eftersom det kan utföras hos mycket unga, äldre eller hos patienter med kognitiv svikt där påtvingade expiratoriska manövrar som behövs för spirometri är omöjliga. Dessutom kan oscilillometri utföras hos alla som kan andas spontant medan de bär en näsklämma. Till skillnad från vanliga lungfunktionstester är det inte kontraindicerat efter katarakt, intra-abdominal eller cardiothoracic kirurgi, eller efter akut hjärtinfarkt och hjärtsvikt. Slutligen är flera av de oscillometrienheter som för närvarande är tillgängliga bärbara och kan användas i inställningar utanför ett diagnostiskt laboratorium, inklusive klinik- och kontorsinställningar, säng eller på arbetsplatser.
Oscillometry mäter den totala andningsimpedansen (Zrs) till flerfrekventa oscillatoriska tryckvågor1,2,4,5,6. Impedans består av den komplexa summan av andningsresistens (Rrs) och reaktans (Xrs). Rrs återspeglar luftvägarnas resistens och är till stor del frekvensoberoende i hälsa4,7,8. Vid små luftvägssjukdomar blir Rrs frekvensberoende och ökar mer i de lägre frekvenserna5,9,10, så att en skillnad i Rrs vid frekvenser mellan 5 och 19 Hz (R5-19) eller 5 och 20 Hz (R5-20) indikerar liten luftvägsobstruktion och heterogen ventilation i olika regioner i lungan 10,11,12 . Xrs mäter balansen mellan elastiska och inertiella impedanser i andningsorganen. Vid lägre frekvenser (t.ex. 5 till 11 Hz) återspeglar Xrs stelheten eller elastansen hos lung- och bröstväggsvävnaderna13,14. Vid högre frekvenser domineras Xrs av trögheten hos luftkolonnen i de ledande luftvägarna. Resonansfrekvensen (Fres) är den punkt där storleken på elastisk och inertiv reaktans är lika. AX är ett integrativt index för Xrs och beräknas som området under Xrs versus-frekvensdiagrammet mellan 5 Hz och Fres. AX har elastansenheter och är omvänt relaterad till lungvolymen i kommunikation med ventilation. AX ökar med restriktiva processer och perifer inhomogenitet. X5 blir allt mer negativt medan AX och Fres ökar i både obstruktiva och restriktiva lungsjukdomar4,5. Se bild 1 för avbildning av dessa mått.
Medan initialt fokuserade på mätning av lungfunktion hos barn, visar nya data att oscillometry ger användbar klinisk information även hos vuxna. Det används i allt högre grad i den kliniska miljön15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31, 32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45. Oscilmetri har studerats mest vid obstruktiva lungsjukdomar där det har visat sig erbjuda bättre diagnostisk information än spirometri med avseende på astmakontroll31,32,33,34,35, bättre korrelation med symtom23,34 och tidigare upptäckt36,37,38 av kronisk obstruktiv lunga sjukdom (KOL). Vår grupp har visat oscillometry vara känsligare än spirometri för att spåra ympkvist skada efter lung transplantation46. Flera studier har visat att Xrs, särskilt skillnaden i genomsnittlig inandnings- och expiratorisk reaktans vid 5 Hz, kan skilja restriktiva defekter i interstitiell lungsjukdom (ILD) från astma och KOL47, och kan skilja kombinerad lungfibros och emfysem från ILD-endast48,49. Figur 2 visar de typiska oscillometry mönster för normala, restriktiva och obstruktiva lungsjukdomar. Det har funnits ett ökande intresse för att genomföra oscillometry som en annan rutinmässig modalitet för lungfunktion testning för att komplettera och potentiellt ersätta några av de nuvarande testmetoderna för lungfunktion övervakning50,51.
Vi föreslår att oscillometry är användbart för screening av lungsjukdomar, i uppföljning av patienter med kända obstruktiva och restriktiva lungsjukdomar och efter lungtransplantation. De kommersiella apparaterna är lämpliga för användning hos barn så unga som 2 år. Det pågår forskning med ännu yngre populationer52, och när fältet växer kan det vara möjligt att utvärdera spädbarn och nyfödda.
Målet med det nuvarande manuskriptet är att tillhandahålla en utbildningshandbok för kliniker, teknologer och forskningspersonal om lämpligt beteende av oscilillometri, i enlighet med internationella standardrutiner och riktlinjer för kvalitetskontroll. På grund av det lilla fotavtrycket hos de flesta kommersiella svängräknare kan oscilillometri implementeras i flera inställningar. Protokollet som beskrivs är lämpligt för lungfunktionslaboratorier, läkarmottagningar, klinikinställningar och andra öppenvårdsmiljöer som arbetsplatsarbetshälsoenheter.
Protocol
Studierna av andningssnillometri godkändes av University Health Network Research Ethics Board (REB# 17-5373, 17-5652 och 19-5582). Skriftligt informerat samtycke erhölls från deltagarna före oscillometrytestet.
OBS: Den här videon beskriver standardproceduren för oscillometri. Vårt laboratorium använder en enhet tillverkad av Thorasys Thoracic Medical Systems Inc men tekniken är densamma oavsett tillverkare. Programmen är olika för varje tillverkare, på samma sätt som olika kommersiella spirometrar har unik proprietär programvara för datainsamling och visning. Protokollet nedan är tillämpligt för alla andningsoscilmetrianordningar. Läsare dirigeras till manualer av sina kommersiella enheter och hänvisar till specifika instruktioner om programvaran för sin enhet.
1. Förtesta patientscreening/förberedelse
- Se till att patienten är fri från aktiv eller misstänkt överförbar luftvägsinfektion, såsom coronavirus eller tuberkulos.
- Se till att patienten inte har genomgått några nyligen genomförda tand- eller ansiktsoperationer, såsom tanduttag, och kan bilda en ordentlig tät tätning runt munstycket.
- Se till att patienten är så avslappnad som möjligt, inte bär åtsittande kläder och undanhåller tobaksbruk och kraftfull motion minst 1 h före testning.
- Utför oscillometri före konventionella PFAS, såsom spirometri, om så begärs av en remitterande läkare.
OBS: Se kompletterande tabell 1 för kontraindikationer för spirometri/PFT. - Se till att patienten undanhåller bronkdilatorer före testning, om inte en hänvisande läkare instruerar att fortsätta bronkdilatormedicinen.
OBS: Se kompletterande tabell 2 för bronkdilator undanhållande tider för PFT och kompletterande tabell 3 för bronkdilator undanhållande tider för methacholine utmaning test.
2. Förberedelse av utrustning/material
- Förberedelse av utrustning
- Kontrollera oscilillometrienhetens motståndsbelastning med hjälp av en giltig fabrikskalibrerad mekanisk testbelastning före patienttestning.
- Ta bort dammskydden i båda ändar av den mekaniska provningsbelastningen och fäst på oscilillometrianordningen.
- Välj kalibrering på oscillometri-programvarumenyn och fortsätt med impedanstestbelastningsverifiering.
OBS: Den rekommenderade toleransen för verifieringen är ≤ ±10% eller ±0,1 cmH2O·s/L, beroende på vilket som först uppfylls. - Spara och fortsätt med testningen när du har verifierat.
- Materialberedning
- Ha flera "single-patient-use-bacterial/viral" filter och näsklämmor lätt tillgängliga.
- Ha personlig skyddsutrustning (PPE), såsom handskar och masker, och desinfektionsservetter tillgängliga.
OBS: Se laboratoriepolicyer för att donera och doffing av PPE och riktlinjer för infektionskontroll.
3. Patientförberedelse
- Antropometri
- Kontrollera patientens information: för- och efternamn, födelsedatum, födelsekön, längd, vikt och könsidentitet, om tillämpligt.
- Mät patientens längd utan skor, med fötterna tillsammans, stående så högt som möjligt med ögonnivån och titta rakt fram, och ryggen spola mot en vägg eller plan yta.
OBS: För patienter som inte kan stå upprätt kan höjden uppskattas med hjälp av armspann. För patienter som är 25 år eller äldre, där höjdmätning tidigare har gjorts i samma laboratorium, kan det mött att omvärdera höjden vid efterföljande besök inom 1 år. - Uppdatera viktmätningen vid varje besök.
- Registrera patientens användning av bronkdilatorer, dosering, tid/ datum för senaste administrering, och eventuella medicinering allergier, såsom salbutamol.
- Testpreparat för oscillometri
- Be patienten att sanera händerna innan de går in på teststationen.
- Ange testlängden på 30 s och minimikravet för tre försök.
- Förklara känslan som genereras av svängningarna som "vibrationer" eller "fladdrande".
- Se till att patienten sitter ordentligt i ett lätt "chin-up" läge med båda fötterna på golvet. Undvik att luta dig mot stolens eller benets baksida.
- Instruera patienten att andas normalt medan de håller kinderna med handflatan och fingrarna och använder tummarna för att stödja käkens mjukvävnad under mätningar.
OBS: Kinden och golvet i munstödet upprätthålls för att undvika övre luftvägsskuff. Om kinderna och mjuka vävnaderna i munnen inte stöds, går flödet mätt vid munnen förlorat i rörelsen på den övre luftvägsväggen. - Förklara för patienten att sväljning bör undvikas och tungan måste vara under munstycket under testet.
OBS: Instruktionerna ovan gäller både barn och vuxna. Beroende på barnets ålder kan en bild eller andra former av visuell distraktion framför barnet hjälpa till att säkerställa att huvudställningen upprätthålls under oscillometriinspelningsperioden. För vuxna med kognitiv svikt, överväg att ha en medföljande person i närheten för att coacha och lugna patienten att andas normalt. För patienter med fysisk funktionsnedsättning är vissa oscillometrienheter bärbara och kan föras till patientens säng eller rullstol. Överväg också att be den medföljande eller en annan person att ge kind- och käkstöd under tester.
4. Programvaruinställningar
OBS: Se tillverkarens bruksanvisning för enskilda instruktioner.
- Ny patientinställning
- Välj Ny patient och ange patientens information som för- och efternamn, födelsedatum, födelsekön, längd, vikt, etnicitet (om tillämpligt) och rökningshistorik.
- Kontrollera att all information som anges är korrekt innan du väljer Standardtest.
- Kontrollera att rätt våglängdsinställning är markerad. I den här demonstrationen väljer du Airwave Oscillometry på listrutan Mall . Valet av specifika våglängder och våglängdskombinationer kommer att vara olika mellan de olika tillverkarna. Följ bruksanvisningen för den specifika enheten.
- Se till att lämplig uppsättning referensvärden väljs: Oostveen et al.56 eller Brown et al.57 för vuxna och Nowowiejska m.fl.58 för barn i åldrarna 3 till 17 år.
OBS: De önskade referensvärdena och tillgängligheten kan variera beroende på varje laboratoriums policy och tillverkare av oscillometriutrustning.
- Befintlig patientinställning
- Klicka på Välj patient och välj rätt patientjournal genom att verifiera deras information som för- och efternamn och födelsedatum.
- Se till att patientens vikt och längd (om tillämpligt) uppdateras innan testet påbörjas.
- Välj Standardtest och välj Airwave Oscillometry på listrutan Mall . Se även avsnitt 4.1.3.
5. Provningsförfarande
- Installation av oscillometri-enhet
- Fäst ett filter för bakterie-/viralt med en patient på oscilillometrienheten.
- Kontrollera att oscilillometrienheten är klar i testläget.
- Spektral mätning
OBS: Airwave oscillometry 5-37 Hz i enheten som visas i videon.- Påminn patienten om 30-s testlängd och minimikravet för tre mätningar.
- Instruera patienten att bära näsklämma och ge instruktioner som beskrivs i steg 3.2.4 och steg 3.2.5.
- Justera oscilillometrienheten till patientens huvudnivå.
- Instruera patienten att blöta sina läppar innan du lindar dem runt munstycket för att bilda en ordentlig, tät tätning. Instruera patienten att börja andas normalt.
OBS: Kontrollera om det finns potentiella luftläckage runt munstycket och näsklämman. Extra syrgas måste stängas av under mätningarna för att undvika att oscilillometrianordningen förs in i oscilillometrianordningen. - Observera patientens andningsmönster och börja registrera efter minst tre stabila tidvatten andetag.
OBS: (Valfritt): Informera patienten under testet om den tid som återstår under varje mätning. - Ge tillräcklig vilotid mellan varje mätning och justera därefter, baserat på patienten.
OBS: Patienter med extra syrgas kan behöva längre vilointervaller. Ge extra syrgas efter behov under vilointervallen. - Efter minst tre mätningar, fortsätt till steg 6 för att bedöma acceptans och reproducerbarhet.
- Svar efter bronkdilatorn - valfritt
- Administrera bronkdilator (salbutamol eller ipratropiumbromid) via en distans.
- Registrera metoden och antalet administrerade doser.
- Vänta på 10 min post-salbutamol/albuterol och 20 min post-ipratropium bromid inandning.
- Upprepa steg 5.2 för att bedöma svaret efter bronkdilatorn
- 10 Hz (intra-breath) mätning - valfritt
- Påminn patienten om att varje testtid är 30 s och att minst tre mätningar erhålls.
- Se till att rätt våglängdsinställning för mätning inom utandningsluften är vald.
- Upprepa steg 5.2.2 till 5.2.6.
6. Tillgång till acceptans och reproducerbarhet
- Acceptans
- Se till att mätningarna har en giltighetstid som överstiger 70%.
- Kontrollera att symbolen bredvid mätningarna har fått en bock.
OBS: Om det finns en "Varning"-symbol är mätningen oacceptabel. - Inspektera varje mätning för avvikelser eller artefakter som kan orsakas av hosta, tungobstruktion, glottis stängning, luftläckage runt munstycket, försök att prata, svälja och ta ett djupt andetag.
OBS: Om patienten observeras ta ett djupt andetag, återställ oscilillometrianordningen, eftersom kraftfulla andetag stör motorerna och kvaliteten på efterföljande mätningar. Om du vill återställa slutar du testa och klickar sedan på Noll kanaler. - Granska mätningar som automatiskt utesluts av programvaran; Dessa inkluderar anomalier eller artefakter som hosta eller glottis stängning.
- Uteslut oacceptabla mätningar med avvikelser som beskrivs i steg 6.1.3 och upprepa steg 5.2 för att få ytterligare mätningar.
- Reproducerbarhet
- Se till att minst tre godtagbara mätningar registreras.
- Se till att varianskoefficienten (CoV) för Rrs (resistens i andningsorganen) är ≤10% hos vuxna och ≤15% hos barn.
- Upprepa steg 5.2 för att få ytterligare mätningar om de 3 godtagbara mätningarna har CoV >10% hos vuxna och >15% hos barn.
- Upprepa 6.1 för att bestämma acceptans och rapportera tre acceptabla mätningar med CoV ≤10% hos vuxna och ≤15% hos barn.
7. Desinfektion
- Kasta patientens munstycke och näsklämma i papperskorgen.
- Använd desinfektionsservetter för att rengöra oscilillometrienheten och patientens stol.
- Doff handskar och sanera händer.
- Sätt tillbaka det röda dammlocket på oscilillometrianordningen för att undvika kontaminering.
OBS: Varje laboratoriums policy för infektionskontroll kan vara annorlunda.
8. Rapportering av resultat
OBS: Se figur 3 för mer information.
- Inkludera patientens för- och efternamn, längd, vikt, ålder, födelsekön, BMI och rökningshistorik.
- Inkludera enhetens namn, modell, programvaruversion och tillverkare.
- Inkludera inmatningssignalfrekvenser och varaktighet för enskilda inspelningar.
- Rapportera medelvärdet av acceptabla och reproducerbara mätningar och CoV för dessa rapporterade mätningar.
OBS: Om cov är högre än den angivna övre gränsen, bör resultaten flaggas så att tolkläkaren kan tolka resultaten med försiktighet. - Välj referensekvationer.
- Inkludera impedansdiagram som visar Rrs och Xrs kontra svängningsfrekvens.
- Inkludera post-bronkdilator svar med dosering och administreringsmetod inklusive z-poäng och absolut procentuell förändring - valfritt
9. Kvalitetskontroll/kvalitetssäkring
- Utför regelbundna revisioner (veckovis eller månadsvis) beroende på volymen oscilillometritestning i laboratoriet.
- Utvärdera varje operatör med hjälp av en standardiserad checklista för att säkerställa att oscilillometritester utförs korrekt och professionellt.
- Ge regelbunden feedback till operatörerna och hålla kvartalsvisa kvalitetssäkringsmöten för att reflektera över laboratoriefrågor.
- Se till att biologiska kvalitetskontroller utförs varje vecka med minst två friska rökfria försökspersoner, och mätningarna ligger inom ±2SD av deras genomsnittliga baslinje.
OBS: Detta är extremt viktigt för validering av testutrustning och procedurer när det finns flera oscillometrianordningar i laboratoriet. - Utför kvartalsvis självinspektion och årligt fabriksunderhåll av oscillometrianordningar för kalibrering och kvalitetskontroller.
Representative Results
Från 17 oktober 2017 till 6 april 2018 genomförde vi den första kvalitetssäkrings-/kvalitetssäkringskontrollen (QA/QC) revisionen av oscilillometritesterna 1973. Även om alla operatörer utbildades innan testning patienten med ett en timmes seminarium och testning på plats, 10 (5,08%) oacceptabla och/eller irreprodukterbara mätningar identifierades. Dessa mätningar uteslöts på grund av hosta, tungan obstruktion och CoV större än 15% efter de ursprungliga föreslagna ERS riktlinjer52. Biologisk kvalitetskontroll (BioQC) genomfördes inte regelbundet. Forskningspersonalen genomgick ytterligare oscillometriutbildning och utvecklade ett standardprotokoll för drift för att säkerställa att lämpliga ERS-riktlinjer och medicinsk professionalism fanns på plats. Vikten av BioQC, ett verktyg för att validera testutrustning och procedurer, betonades för forskningspersonalen, som påmindes om att utföra regelbundna BioQC-tester. 3 Förbättringar konstaterades i efterföljande QA/QC-revisioner. Av de totalt 1930 oscillometrytester som utfördes från 9 april 2018 till 30 juni 2019 var endast tre (0,0016%) tester ogiltiga mätningar; dessa hade CoV större än 15%. Mellan 2 juli 2019 och 12 mars 2020 utfördes 1779 oscillometritester och nio (0,005%) ansågs oacceptabla, inklusive mätningar som hade glottis stängning, luftläckage och CoV större än 15%. Mer information finns i tabell 1 .
Sedan förstärkningen av BioQC i april 2018 har forskningspersonal regelbundet genomfört BioQC. I vårt centrum genomförde fyra friska rökfria individer oscillometri dagligen under de första 2 veckorna för att samla minst 10 mätningar med medelvärdet med den övre och nedre gränsen (±2SD eller standardavvikelse) med variationskoefficient ≤10% mellan Rrs i de två oscillometrienheterna i vårt laboratorium. Den 30 augusti 2021 observerade vi en BioQC-mätning som föll utanför individens genomsnittliga ±2SD. Individens observerade R5 var 3,36 cmH2O·s/L (öppen cirkel), medan R5-medelvärdet från de 20 senaste inspelningarna var 4,95 cmH2O.s/L ±2SD (prickad linje med nedre gräns vid 4,03 och övre gräns vid 5,86; Figur 4). En andra individ utförde sin BioQC oscilillometri samma dag med samma oscillometry enhet, och den observerade R5 mätningen var också utanför medelvärdet ±2SD. Dessa resultat tyder på problem som rör instrumentet snarare än förfarandet. Därefter kontaktades tillverkaren och enheten skickades för reparation. Vid retur av enheten upprepades BioQC den 15 oktober 2021 för att säkerställa att den låg inom individens R5-mätområde innan enheten omplacerades i vårt laboratorium.
Figur 1: Impedans kontra frekvensoscillogrammet med motståndskurvan (heldragen linje) och reaktanskurvorna (prickad linje) och frekvenser vid vilka mätningarna görs (fasta och öppna cirklar i varje kurva) som visas. Reaktansområdet (AX, kläckt område), resonansfrekvens (Fres. X) och motståndet mellan 5 Hz och 19 Hz (R5-19; dubbelsidig pil) illustreras. Klicka här för att se en större version av den här figuren.
Figur 2: De typiska oscillometrimönsterskillnaderna mellan normala (A), restriktiva (B) och obstruktiva (C) lungsjukdomar. Notera den högervridna reaktanskurvan (öppen cirkel, prickad linje) i den restriktiva sjukdomen (B) och det trumpetformade mönstret för det obstruktiva svängningsmönstret (C) med uppåtgående förskjutning av motståndskurvan (fast cirkel och linje), ökad R5-19 och motståndskurvans nedåt- och högerförskjutning (bruten linje; öppna cirklar). Klicka här för att se en större version av den här figuren.
Figur 3: Standardmallen för rapportering av oscillometri i vår institution. Vi visar oscillogrammet med hjälp av en standardiserad X-Y-axel och markerar relevanta för- och post-bronkdilatormätningar i olika färger för att underlätta tolkningen av resultaten. Klicka här för att se en större version av den här figuren.
Figur 4: Sammanfattningen av biologisk kvalitetskontroll (BioQC) av R5-mätningar från en individ från maj 2020 till november 2021. Mätningen som föll utanför (öppen cirkel) individens medelvärde (helgrå linje) ±2SD (prickad linje) observerades den 30 augusti 2021. Klicka här för att se en större version av den här figuren.
| Första revisionen | Andra revisionen | Tredje revisionen | |
| 17 oktober 2017 till 6 april 2018 | 9 april 2018 till 30 juni 2019 | 2 juli 2019 till 12 mars 2020 | |
| Giltig | 187 | 1927 | 1770 |
| Ogiltig | 10 | 3 | 9 |
Tabell 1: Jämförelse av oscilillometritester acceptans vid tre tidpunkter
Personalen genomgick repetitionsutbildning i uppförande av oscillometri efter den första revisionen. Vi implementerade också ett standardoperativprotokoll för genomförande av oscilillometri i lungfunktionslaboratoriet. Betydande förbättringar av andelen tester som uppfyller godtagbar kvalitetskontroll inträffade och bindetogs över tiden. Dessa resultat visar effektiviteten i att utveckla och följa standardrutiner och riktlinjer för kvalitetskontroll.
Kompletterande tabell 1. Kontraindikationer för Spirometry53,54Please klicka här för att ladda ner den här tabellen.
Kompletterande tabell 2. Bronchodilators undanhållande tider för lungfunktionstester53,54Please klicka här för att ladda ner den här tabellen.
Kompletterande tabell 3. Bronchodilators Undanhållande tider för Bronchial Challenge Test53,55Please klicka här för att ladda ner den här tabellen.
Discussion
De kritiska stegen i en högkvalitativ oscilillometrimätning kan kategoriseras i områdena patient, utrustning och operatör. Att se till att patienten är avslappnad och bekväm så att de insamlade mätningarna är i vila funktionell restvolym är nyckeln. Patientens hållning är mycket viktig; se till att patienten sitter upprätt med båda fötterna på marken utan att korsa benen. Upprätthållandet av kind- och käkstöd, bra placering av näsklämman och säkerställande av att läpparna är förseglade runt munstycket kommer att eliminera växling och luftläckage1,2,3. Utrustningen måste kalibreras och verifieras före användning. Operatören måste kunna känna igen acceptabla och oacceptabla inspelningar och kunna felsöka den underliggande orsaken till oacceptabla avläsningar eller artefakter för att säkerställa att rapporterade mätningar har CoV ≤10%1,2,3. Kvalitetssäkring och kvalitetssäkring måste upprätthållas för att inte bara säkerställa att oscilillometrianordningen valideras, utan också testernas kvalitet.
Utbildning av operatören att känna igen de mönster som produceras av vanliga artefakter som sväljning, läckage och växling kommer att möjliggöra upprepade mätningar i rätt tid för att erhålla kvalitetstester. Det finns fall där oscilillometri utförs vid olika lungvolymer (t.ex. i supin position). Under dessa omständigheter kan alla steg som beskrivs i protokollet fortfarande tillämpas.
Medan oscillometri är en enklare och snabbare modalitet för lungfunktionstestning, kommer fel i mätningar, och därmed tolkning, att uppstå om avvikelser från det standardiserade protokollet och kvalitetskontrollsteg uppstår. Vårt protokoll är baserat på den enhet som används i vårt centrum. Oscilillometrins beteende kommer att vara detsamma mellan enheter. Det kommer dock att finnas skillnader i den tekniska aspekten av kalibrering och programvaruapplikationer. Läsare rekommenderas att följa handboken för de olika instrumenten.
Oscillometry är snabbare och lättare att utföra än spirometri. Dessutom kan små barn och vuxna med språk, fysisk och/eller kognitiv svikt som hindrar förmågan att utföra de påtvingade expiratoriska manövrar som behövs för spirometri fortfarande utföra oscilillometri som det utförs under normal andning. I vissa centra har oscilillometri ersatt spirometri som det första screeningverktyget för lungsjukdom. Att förbättra utbildningen i uppförandet av oscilillometri kommer att underlätta dess bredare tillämpning som ett diagnostiskt verktyg och säkerställa kvalitetskontroll av de utförda testerna.
Även om oscilillometri är en snabb och enkel teknik behövs kvalitetskontroller för att säkerställa exakta och reproducerbara mätningar. Genom att följa internationella riktlinjer kan forsknings- och kliniska oscilillometridata tolkas på lämpligt sätt så att fynd kan tillämpas i olika patientpopulationer.
Disclosures
CWC har fått talavgifter för webbinarier som stöds av Thorasys Thoracic Medical Systems Inc. och konsultarvoden från Theravance Biopharma, Inc.
Acknowledgments
Studien finansierades av CIHR-NSERC Collaborative Health Research Projects (CWC), Pettit Block Term Grant (CWC), The Lung Health Foundation och Canadian Lung Association - Breathing as One: Allied Health Grant (JW). Vi tackar de många deltagarna i våra oscillometriforskningsstudier som har gjort det möjligt för oss att utveckla expertis inom oscilillometri.
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).
