Spirometria – kluczowe badanie w diagnostyce chorób układu oddechowego

Spirometria jest jednym z najważniejszych badań czynnościowych układu oddechowego, które pozwala na obiektywną ocenę funkcji płuc. To nieinwazyjne badanie polega na pomiarze objętości i pojemności płuc oraz przepływu powietrza przez drogi oddechowe. Spirometria odgrywa kluczową rolę zarówno w diagnostyce, jak i monitorowaniu leczenia chorób takich jak astma, przewlekła obturacyjna choroba płuc (POChP), choroby śródmiąższowe płuc oraz inne schorzenia układu oddechowego. Według danych epidemiologicznych, choroby układu oddechowego stanowią ogromne obciążenie zdrowotne, dotykając miliony osób na całym świecie, a wczesna diagnostyka za pomocą spirometrii może znacząco przyczynić się do poprawy jakości życia pacjentów i skuteczności leczenia. Badanie to jest również zalecane profilaktycznie osobom po 40. roku życia, szczególnie palaczom i osobom narażonym na szkodliwe czynniki środowiskowe, aby wcześnie wykryć potencjalne problemy z układem oddechowym.

Czym jest spirometria?

Spirometria to badanie diagnostyczne, które mierzy funkcję płuc poprzez analizę ilości i szybkości przepływu powietrza wydychanego i wdychanego z płuc. Badanie wykonuje się za pomocą urządzenia zwanego spirometrem, który rejestruje parametry oddechowe podczas kontrolowanych wdechów i wydechów. Jest to nieinwazyjny, bezpieczny i stosunkowo prosty test, który dostarcza cennych informacji o wydolności układu oddechowego.

Podczas badania spirometrycznego mierzone są różne wskaźniki oddechowe, które pozwalają na ocenę funkcji płuc i wykrycie ewentualnych zaburzeń wentylacji. Spirometria umożliwia rozpoznanie i monitorowanie chorób obturacyjnych (przebiegających ze zwężeniem dróg oddechowych) oraz podejrzenie chorób restrykcyjnych (związanych ze zmniejszeniem objętości płuc).

Jak przebiega badanie spirometryczne?

Badanie spirometryczne przeprowadzane jest w pozycji siedzącej (wyjątkowo u osób z dużą nadwagą lub w zaawansowanej ciąży – w pozycji stojącej). Przed przystąpieniem do badania, pacjent zostaje zmierzony i zważony, ponieważ interpretacja wyników odnosi się do wartości należnych dla danej płci, wieku, wzrostu i wagi.

Procedura przebiega następująco:

1. Pacjent siada wygodnie, z wyprostowanym tułowiem
2. Na nos zakładany jest specjalny klips, uniemożliwiający oddychanie przez nos
3. Pacjent obejmuje ustami ustnik spirometru, zapewniając szczelne przyleganie warg
4. Badanie rozpoczyna się od spokojnego oddychania przez ustnik
5. Następnie, na polecenie osoby wykonującej badanie, pacjent wykonuje:
   • Maksymalnie głęboki wdech
   • Możliwie najszybszy i najmocniejszy wydech, który powinien trwać tak długo, jak to możliwe (minimum 6 sekund)
   • W niektórych wariantach badania – ponownie maksymalnie głęboki wdech

Badanie powtarza się zazwyczaj 3 razy (maksymalnie do 8 prób), aby uzyskać powtarzalne i wiarygodne wyniki. Do analizy wybierane są najlepsze (najwyższe) wartości. Różnice między dwoma najlepszymi pomiarami FEV1 i FVC nie powinny przekraczać 150 ml, co świadczy o poprawności wykonania badania.

W wielu przypadkach, szczególnie przy podejrzeniu astmy, wykonuje się dodatkowo tzw. próbę rozkurczową. Polega ona na podaniu pacjentowi leku rozszerzającego oskrzela (najczęściej salbutamolu), a następnie powtórzeniu badania po 15-20 minutach w celu oceny odwracalności obturacji.

Wskazania do wykonania spirometrii

Spirometria jest badaniem szeroko stosowanym w pulmonologii, a zakres wskazań do jej wykonania jest bardzo obszerny. Do najważniejszych wskazań należą:

• Diagnostyka astmy oskrzelowej i ocena jej kontroli
• Rozpoznanie i monitorowanie przewlekłej obturacyjnej choroby płuc (POChP)
• Ocena czynności płuc u pacjentów z chorobami śródmiąższowymi (np. zwłóknienie płuc, sarkoidoza)
• Diagnostyka w przypadku objawów ze strony układu oddechowego, takich jak:
  • Przewlekły kaszel z odkrztuszaniem wydzieliny
  • Duszność wysiłkowa lub spoczynkowa
  • Świszczący oddech
  • Bóle w klatce piersiowej
  • Sinica
• Kontrola po przeszczepie płuc
• Ocena ryzyka przed zabiegami chirurgicznymi
• Badania profilaktyczne, szczególnie u osób:
  • Palących papierosy
  • Narażonych na szkodliwe czynniki środowiskowe w miejscu pracy
  • Po 40. roku życia z czynnikami ryzyka chorób płuc
• Orzecznictwo medyczne i badania epidemiologiczne

Spirometria jest także zalecana w przypadku nieprawidłowości stwierdzonych w innych badaniach, takich jak zdjęcie RTG klatki piersiowej czy podwyższone wartości hematokrytu wskazujące na niedotlenienie.

Przygotowanie do badania spirometrycznego

Aby wyniki spirometrii były wiarygodne, pacjent powinien odpowiednio się do niej przygotować:

• Przed badaniem należy powstrzymać się od palenia papierosów i e-papierosów (co najmniej 1 godzinę, zalecane 24 godziny)
• Nie należy spożywać alkoholu przez co najmniej 8 godzin przed badaniem
• Na 2 godziny przed badaniem nie należy jeść obfitych posiłków ani pić napojów zawierających kofeinę (kawa, mocna herbata)
• Na 30-60 minut przed badaniem należy unikać intensywnego wysiłku fizycznego
• Na badanie należy założyć wygodną, nieuciskającą klatkę piersiową i brzuch odzież
• Należy zgłosić lekarzowi wszystkie przyjmowane leki, ponieważ niektóre z nich mogą wymagać czasowego odstawienia przed badaniem

W przypadku spirometrii z próbą rozkurczową, lekarz kierujący na badanie powinien poinformować pacjenta o konieczności odstawienia leków rozszerzających oskrzela na określony czas przed badaniem (czas ten zależy od rodzaju stosowanego preparatu):

• Krótko działające beta-2-mimetyki (np. salbutamol) – 6-8 godzin
• Długo działające beta-2-mimetyki (np. formoterol, salmeterol) – 12-24 godziny
• Leki przeciwcholinergiczne krótko działające (np. ipratropium) – 6-8 godzin
• Leki przeciwcholinergiczne długo działające (np. tiotropium) – 36-48 godzin
• Teofilina o przedłużonym działaniu – 24 godziny

Przeciwwskazania do spirometrii

Chociaż spirometria jest badaniem bezpiecznym, istnieją pewne stany kliniczne, w których wykonanie tego badania może być przeciwwskazane. Wyróżnia się przeciwwskazania bezwzględne (wykluczające wykonanie badania) i względne (wymagające rozważenia korzyści i ryzyka).

Przeciwwskazania bezwzględne:

• Tętniaki aorty oraz tętnic mózgowych grożące pęknięciem
• Niedawno przebyta operacja na naczyniach krwionośnych (w ciągu 2-4 tygodni)
• Zwiększone ciśnienie wewnątrzczaszkowe
• Niedawne krwawienie wewnątrzczaszkowe lub operacja neurochirurgiczna
• Niedawne ostre stany, takie jak:
  • Zawał serca (w ciągu tygodnia)
  • Niestabilna dławica piersiowa
  • Udar mózgu
  • Odma opłucnowa
• Niekontrolowane i znaczne nadciśnienie tętnicze
• Niedawna operacja okulistyczna (w ciągu 2 tygodni) lub przebyte odwarstwienie siatkówki
• Krwioplucie o nieznanej etiologii

Przeciwwskazania względne:

• Choroby mogące wpływać na wiarygodność wyników (np. zespół otępienny, zaburzenia funkcji poznawczych)
• Ból w klatce piersiowej lub jamie brzusznej
• Stan po zabiegu operacyjnym w obrębie klatki piersiowej lub jamy brzusznej
• Zawroty głowy, nudności i wymioty
• Zaburzenia rytmu serca
• Niedotlenienie po przerwaniu tlenoterapii
• Zaawansowana ciąża

Najważniejsze parametry mierzone podczas spirometrii

W trakcie badania spirometrycznego ocenia się wiele parametrów, z których najważniejsze to:

FEV1 (Forced Expiratory Volume in 1 second) – natężona objętość wydechowa pierwszosekundowa

Jest to objętość powietrza wydmuchana z płuc podczas pierwszej sekundy natężonego wydechu. FEV1 zależy od wielkości płuc oraz drożności dróg oddechowych. Obniżenie wartości FEV1 może wskazywać na zwężenie oskrzeli, które występuje w chorobach obturacyjnych.

FVC (Forced Vital Capacity) – natężona pojemność życiowa

To maksymalna ilość powietrza, jaką pacjent może wydmuchnąć z płuc po najgłębszym możliwym wdechu. Zmniejszenie FVC może sugerować choroby restrykcyjne płuc lub znaczną obturację.

FEV1/FVC – wskaźnik Tiffeneau

Jest to stosunek FEV1 do FVC, wyrażony jako wartość bezwzględna lub odsetek. Obniżenie tego wskaźnika poniżej dolnej granicy normy (5 percentyla) lub poniżej 0,7 (70%) wskazuje na obturację dróg oddechowych. Prawidłowy lub podwyższony wskaźnik przy zmniejszonych wartościach FEV1 i FVC może sugerować restrykcję.

PEF (Peak Expiratory Flow) – szczytowy przepływ wydechowy

Jest to maksymalny przepływ powietrza podczas natężonego wydechu. PEF jest mniej dokładnym wskaźnikiem niż FEV1, ale przydatnym w monitorowaniu astmy, szczególnie w warunkach domowych przy użyciu pikflometrów.

MEF25, MEF50, MEF75 (lub FEF25, FEF50, FEF75) – średnie przepływy wydechowe

Są to przepływy na poziomie 25%, 50% i 75% wydychanej FVC. Obniżenie tych wartości może wskazywać na obturację drobnych oskrzeli, nawet przy prawidłowych wartościach FEV1 i FVC.

VC (Vital Capacity) – pojemność życiowa

Jest to maksymalna ilość powietrza, jaką można wydmuchnąć po maksymalnym wdechu, mierzona podczas spokojnego oddychania. Różni się od FVC tym, że nie wymaga natężonego wydechu.

Interpretacja wyników spirometrii

Wyniki badania spirometrycznego przedstawiane są w formie liczbowej oraz graficznej (jako krzywe przepływ-objętość i objętość-czas). Interpretacja wyników wymaga odniesienia uzyskanych wartości do wartości należnych, które zależą od wieku, płci, wzrostu i rasy pacjenta.

Na podstawie spirometrii można zidentyfikować trzy główne wzorce zaburzeń wentylacji:

1. Zaburzenia obturacyjne

Charakteryzują się zmniejszeniem przepływu powietrza przez drogi oddechowe w wyniku ich zwężenia. W spirometrii obserwuje się:

• Obniżenie wskaźnika FEV1/FVC poniżej dolnej granicy normy
• Zmniejszenie FEV1 przy prawidłowej lub nieznacznie zmniejszonej FVC
• Charakterystyczny kształt krzywej przepływ-objętość z „wklęsłością” w części wydechowej

Zaburzenia obturacyjne występują w chorobach takich jak astma, POChP, zapalenie oskrzeli czy rozedma płuc.

2. Zaburzenia restrykcyjne

Związane są ze zmniejszeniem objętości płuc. W spirometrii obserwuje się:

• Zmniejszenie FVC i FEV1 przy prawidłowym lub podwyższonym wskaźniku FEV1/FVC
• Proporcjonalne zmniejszenie wszystkich objętości płuc
• Charakterystyczny kształt krzywej przepływ-objętość ze zmniejszeniem jej wielkości przy zachowaniu prawidłowego kształtu

Należy podkreślić, że spirometria jedynie sugeruje restrykcję, a do jej potwierdzenia konieczne jest wykonanie badania pletyzmograficznego. Zaburzenia restrykcyjne występują w chorobach takich jak zwłóknienie płuc, sarkoidoza, choroby opłucnej czy deformacje klatki piersiowej.

3. Zaburzenia mieszane

Łączą cechy obturacji i restrykcji. W spirometrii obserwuje się:

• Zmniejszenie FVC i FEV1
• Obniżenie wskaźnika FEV1/FVC

Stopień nasilenia zaburzeń wentylacji ocenia się najczęściej na podstawie wartości FEV1 wyrażonej jako procent wartości należnej:

• Łagodne zaburzenia: FEV1 ≥ 70% wartości należnej
• Umiarkowane zaburzenia: FEV1 50-69% wartości należnej
• Znaczne zaburzenia: FEV1 35-49% wartości należnej
• Ciężkie zaburzenia: FEV1 < 35% wartości należnej

Próba rozkurczowa w spirometrii

Próba rozkurczowa (bronchodilatacyjna) jest elementem diagnostyki różnicowej chorób obturacyjnych układu oddechowego. Polega na wykonaniu spirometrii przed i po podaniu leku rozszerzającego oskrzela (najczęściej krótko działającego beta-2-mimetyku, np. salbutamolu).

Interpretacja próby rozkurczowej:

• Za dodatnią (odwracalną obturację) uważa się wzrost FEV1 i/lub FVC o co najmniej 12% wartości wyjściowej i jednocześnie o minimum 200 ml
• Dodatnia próba rozkurczowa przemawia za astmą oskrzelową, choć nie wyklucza całkowicie POChP
• Ujemna próba rozkurczowa nie wyklucza astmy, szczególnie jeśli jest ona dobrze kontrolowana

W astmie oskrzelowej typowa jest odwracalna obturacja o zmiennym nasileniu, natomiast w POChP obturacja jest zazwyczaj niecałkowicie odwracalna lub nieodwracalna.

Spirometria w diagnostyce najczęstszych chorób układu oddechowego

Astma oskrzelowa

• Spirometria może być prawidłowa w okresie bezobjawowym
• Charakterystyczne jest obniżenie wskaźnika FEV1/FVC i FEV1 w okresie zaostrzenia
• Dodatnia próba rozkurczowa (wzrost FEV1 ≥ 12% i ≥ 200 ml)
• Zmienność wyników w kolejnych badaniach
• Znaczna dobowa zmienność wartości PEF (> 20%)

Przewlekła obturacyjna choroba płuc (POChP)

• Trwałe obniżenie wskaźnika FEV1/FVC < 0,7 po podaniu leku rozszerzającego oskrzela
• Stopniowe, postępujące zmniejszanie się FEV1 w czasie
• Niecałkowita odwracalność obturacji w próbie rozkurczowej
• Zwiększenie RV (objętości zalegającej) i TLC (całkowitej pojemności płuc) w badaniu pletyzmograficznym

Choroby śródmiąższowe płuc

• Zmniejszenie FVC przy prawidłowym lub podwyższonym wskaźniku FEV1/FVC
• Zmniejszenie TLC i VC w badaniu pletyzmograficznym
• Zmniejszenie zdolności dyfuzyjnej płuc (DLCO) w teście dyfuzji

Leczenie zaburzeń wykrywanych w spirometrii

Leczenie zaburzeń stwierdzanych w badaniu spirometrycznym zależy od rozpoznanej choroby podstawowej. Poniżej przedstawiono podstawowe strategie leczenia najczęstszych schorzeń układu oddechowego:

Leczenie astmy oskrzelowej

Astma jest przewlekłą chorobą zapalną dróg oddechowych, charakteryzującą się odwracalną obturacją oskrzeli i nadreaktywnością oskrzeli. Celem leczenia jest osiągnięcie i utrzymanie kontroli objawów oraz zapobieganie zaostrzeniom.

Podstawowe grupy leków stosowanych w astmie:

1. Leki przeciwzapalne – stanowią podstawę leczenia przewlekłego:
   • Glikokortykosteroidy wziewne (np. budezonid, flutykazon, beklometazon, cyklezonid, mometazon) – kontrolują zapalenie w drogach oddechowych
   • Leki przeciwleukotrienowe (np. montelukast, zafirlukast) – działają przeciwzapalnie i słabo rozszerzają oskrzela
   • Kromony (kromoglikan sodowy, nedokromil) – rzadziej stosowane, słabsze działanie przeciwzapalne
2. Leki rozszerzające oskrzela:
   • Beta-2-mimetyki krótko działające (SABA, np. salbutamol, fenoterol) – stosowane doraźnie w celu szybkiego łagodzenia objawów
   • Beta-2-mimetyki długo działające (LABA, np. salmeterol, formoterol) – stosowane w terapii przewlekłej w połączeniu z GKS wziewnymi
   • Leki przeciwcholinergiczne (np. ipratropium, tiotropium) – dodatkowa opcja terapeutyczna, szczególnie przy współistnieniu POChP
3. Leki biologiczne – stosowane w ciężkiej astmie o określonym fenotypie:
   • Przeciwciała anty-IgE (omalizumab) – w astmie alergicznej
   • Przeciwciała anty-IL-5 (mepolizumab, reslizumab) lub anty-receptor IL-5 (benralizumab) – w astmie eozynofilowej
   • Przeciwciała anty-IL-4/IL-13 (dupilumab) – w astmie z zapaleniem typu 2
4. Inne leki:
   • Teofilina – obecnie rzadziej stosowana ze względu na wąskie okno terapeutyczne i działania niepożądane
   • Doustne glikokortykosteroidy – w ciężkich zaostrzeniach lub jako terapia podtrzymująca w ciężkiej astmie

Leczenie prowadzone jest zgodnie ze schematem stopniowym (step-up/step-down), dostosowanym do aktualnej kontroli astmy.

Leczenie przewlekłej obturacyjnej choroby płuc (POChP)

POChP jest chorobą charakteryzującą się trwałym ograniczeniem przepływu powietrza, zwykle postępującym i związanym z przewlekłą odpowiedzią zapalną dróg oddechowych na szkodliwe cząstki lub gazy. Podstawowym czynnikiem ryzyka jest palenie tytoniu.

Podstawowe elementy leczenia POChP:

1. Zaprzestanie palenia – najskuteczniejsza interwencja spowalniająca postęp choroby
2. Leki rozszerzające oskrzela:
   • Długo działające leki przeciwcholinergiczne (LAMA, np. tiotropium, umeklidinium, glikopironium, aklidinium)
   • Długo działające beta-2-mimetyki (LABA, np. formoterol, salmeterol, indakaterol, olodaterol)
   • Skojarzenia LAMA+LABA (np. tiotropium+olodaterol, umeklidinium+wilanterol)
   • Krótko działające leki rozszerzające oskrzela (SABA, SAMA) – stosowane doraźnie
3. Leki przeciwzapalne:
   • Wziewne glikokortykosteroidy (ICS) – głównie w połączeniu z LABA lub LABA+LAMA u pacjentów z częstymi zaostrzeniami i eozynofilią krwi
   • Inhibitor fosfodiesterazy-4 (roflumilast) – u pacjentów z ciężką POChP, częstymi zaostrzeniami i przewlekłym zapaleniem oskrzeli
   • Makrolidy (azytromycyna, klarytromycyna) – w leczeniu przewlekłym u wybranych pacjentów z częstymi zaostrzeniami
4. Tlenoterapia domowa – u pacjentów z przewlekłą niewydolnością oddechową
5. Rehabilitacja oddechowa – poprawia wydolność fizyczną, zmniejsza duszność i poprawia jakość życia
6. Leczenie zaostrzeń – antybiotyki, systemowe glikokortykosteroidy, intensyfikacja leczenia rozszerzającego oskrzela

Leczenie śródmiąższowych chorób płuc

Śródmiąższowe choroby płuc to heterogenna grupa schorzeń charakteryzujących się zapaleniem i/lub włóknieniem śródmiąższu płucnego. Leczenie zależy od konkretnej jednostki chorobowej, przyczyny i stopnia zaawansowania zmian.

Podstawowe metody leczenia:

1. Leki immunosupresyjne i przeciwzapalne:
   • Glikokortykosteroidy systemowe (np. prednizon)
   • Leki immunosupresyjne (np. azatiopryna, mykofenolan mofetylu, cyklofosfamid)
   • Inhibitory TNF-alfa (np. infliksymab) – w niektórych postaciach sarkoidozy
2. Leki przeciwfibrotyczne – w idiopatycznym włóknieniu płuc:
   • Pirfenidon – hamuje procesy włóknienia
   • Nintedanib – inhibitor kinaz tyrozynowych, hamuje procesy włóknienia
3. Tlenoterapia – w przypadku niewydolności oddechowej
4. Przeszczepienie płuc – w zaawansowanych, postępujących postaciach choroby
5. Leczenie przyczynowe – w przypadku zidentyfikowania czynnika wywołującego (np. odstawienie leków wywołujących chorobę, unikanie narażenia zawodowego)

Bibliografia

1. Miller MR, Hankinson J, Brusasco V, et al. Standardisation of spirometry. Eur Respir J. 2005;26(2):319-338. doi: 10.1183/09031936.05.00034805. PMID: 16055882
2. Liou TG, Kanner RE. Spirometry. Clin Rev Allergy Immunol. 2009;37(3):137-152. doi: 10.1007/s12016-009-8128-z. PMID: 19347610
3. Pellegrino R, Viegi G, Brusasco V, et al. Interpretative strategies for lung function tests. Eur Respir J. 2005;26(5):948-968. doi: 10.1183/09031936.05.00035205. PMID: 16264058
4. Culver BH, Graham BL, Coates AL, et al. Recommendations for a Standardized Pulmonary Function Report. An Official American Thoracic Society Technical Statement. Am J Respir Crit Care Med. 2017;196(11):1463-1472. doi: 10.1164/rccm.201710-1981ST. PMID: 29192835