Función pulmonar oscilometría de impulso en pediatría: procedimiento y aplicación clínica / Pulmonary function impulse oscillometry in pediatrics: procedure and clinical application

La Oscilometría de Impulso (IOS) es una técnica no invasiva que evalúa las propiedades mecánicas de todo el sistema respiratorio durante la respiración tranquila. Mide la impedancia total del sistema respiratorio, evaluando la resistencia total de la vía aérea, la resistencia de la vía aérea alta y las propiedades elásticas del pulmón. Detecta el compromiso de la vía aérea periférica en forma muy precoz, antes que la espirometría, y es útil en niños pequeños porque no requiere maniobras de espiración forzada. Permite evaluar la respuesta broncodilatadora y broncoconstrictora a través de pruebas de provocación bronquial para el diagnóstico de hiperreactividad bronquial. La IOS tiene un rol en la evaluación temprana y seguimiento de la función pulmonar en niños con enfermedades respiratorias crónicas, principalmente asma bronquial, displasia broncopulmonar y fibrosis quística. Este artículo revisa los aspectos fisiológicos, técnicos y aplicación clínica de la IOS, considerando las últimas recomendaciones para la estandarización del examen y las limitaciones que dificultan su interpretación .

Impulse Oscillometry (IOS) is a non-invasive technique that assesses the mechanical properties of the entire respiratory system during quiet breathing. It measures the total impedance of the respiratory system by evaluating total airway resistance, upper airway resistance, and elastic properties of the lung. It detects peripheral airway compromise very early, before spirometry, and is useful in young children because it does not require forced expiration maneuvers. It allows evaluating the bronchodilator and bronchoconstrictor response through bronchial provocation tests for the diagnosis of bronchial hyperreactivity. The IOS has a role in the early evaluation and monitoring of lung function in children with chronic respiratory diseases, mainly bronchial asthma, bronchopulmonary dysplasia and cystic fibrosis. This article reviews the physiological, technical, and clinical application aspects, considering the latest recommendations for the standardization of the test and the limitations that hinder its interpretation.

Mecânica respiratória de pacientes com obesidade mórbida / Respiratory mechanics of patients with morbid obesity

RESUMO Objetivo avaliar os diferentes componentes da resistência do sistema respiratório e a força muscular respiratória, bem como investigar a ocorrência de limitação de fluxo expiratório (LFE) de pacientes obesos mórbidos (OM) na posição sentada. Métodos a amostra foi composta de OM (IMC ≥ 40 kg/m2) e de indivíduos não obesos (NO) com IMC entre 18 e 30 kg/m2. O protocolo foi composto de: avaliação antropométrica e da função respiratória (espirometria, pressões inspiratória (PIM) e expiratória máximas (PEM) e oscilometria de impulso). Na comparação entre os grupos, foi utilizado o teste T para amostras não pareadas. As correlações foram avaliadas pelo teste de Pearson, e o nível de significância foi de 5%. Resultados Foram avaliados 50 OM (idade 40,0 ± 10,4 anos, 1,64 ± 0,09 m, 138,8 ± 33,6 kg e 50,7 ± 8,9 kg/m2), além de 30 NO (idade 37,6 ± 11,5 anos, 1,67 ± 0,09 m, 65,2 ± 10,3 kg e 23,2 ± 22 kg/m2). Os OM apresentaram maiores valores de resistência total, central, de vias aéreas, tecidual e periférica quando comparados aos NO. Nenhum paciente apresentou LFE. A circunferência abdominal se associou com variáveis espirométricas PIM e PEM. A relação cintura-quadril se correlacionou com variáveis de mecânica respiratória, além das espirométricas PIM e PEM. Conclusões pacientes com obesidade mórbida e sem padrão espirométrico obstrutivo apresentam aumento nas resistências total, de vias aéreas, periférica e tecidual do sistema respiratório quando comparados a não obesos. Esses indivíduos, entretanto, não apresentam limitação de fluxo expiratório e redução da força muscular respiratória.

ABSTRACT Objective To evaluate the different components of the resistance of the respiratory system, respiratory muscle strength and to investigate the occurrence of expiratory flow limitation (EFL) in patients with morbid obesity (MO) when seated. Methods The sample was composed of MO (BMI≥40 kg/m2) and non-obese individuals (NO) with a BMI between 18 and 30 kg/m2. The protocol consisted of the anthropometric assessment and the following measures of respiratory function: spirometry, maximal inspiratory and expiratory pressures (MIP and MEP, respectively) and impulse oscillometry. The group comparison was performed using T-test for unpaired samples. The correlations were evaluated by the Pearson test with a significance level of 5%. Results Fifty MO (age 40±10.4 years, 1.64±0.09 m, 138.8±33.6 kg and 50.7±8.9 kg/m2), and 30 NO (age 37.6±11.5 years, 1.67±0.09 m, 65.2±10.3 kg and 23.2±22 kg/m2) were evaluated. The MO showed higher values of total, peripheral, airways, tissue and central resistance when compared to the NO. No patient showed EFL. The waist circumference was associated with spirometric variables, MIP, and MEP. The waist-to-hip ratio was correlated to respiratory mechanics and spirometric variables, MIP, and MEP. Conclusion Morbidly obese patients with no obstructive spirometric pattern show increased total, airway, peripheral, and tissue respiratory system resistance when compared to nonobese. These individuals, however, do not present with expiratory flow limitation and reduced respiratory muscles strength.

Estandarización de la oscilometría de impulso y generación de ecuaciones piloto para generar valores de referencia en el Hospital Central Militar / Standardization of impulse oscillometry and the generation of pilot equations to generate reference values in the Central Military Hospital

Resumen Introducción La oscilometría de impulso es una prueba que evalúa la mecánica respiratoria a través de la aplicación de pequeños pulsos de presión que producen oscilaciones de flujo a una frecuencia determinada. Su aplicación relevante es en el estudio de las enfermedades de la vía aérea pequeña. El software integrado al equipo que ejecuta esta prueba genera cálculos de valores predictivos para cada uno de los parámetros oscilométricos, los cuales se basan en datos de población alemana. Objetivo Estandarizar la prueba de oscilometría de impulso y obtener ecuaciones piloto para valores de referencia. Material y métodos Se realizó un estudio experimental, analítico, prospectivo y longitudinal con sujetos voluntarios sanos. Se llevaron a cabo pruebas de espirometría y oscilometría de impulso basales y, tras broncodilatador, se registraron las impedancias, resistencias y reactancias del sistema respiratorio a 5, 10, 15 y 20 Hz. Los resultados se analizaron por sexo, edad, talla y peso. Se de 127 participantes sanos ingresaron al estudio, 51.5% del sexo efectuó un modelo de regresión lineal múltiple. Resultados Un total masculino (68) y 48.5% (64) del femenino, con edad promedio de 39.65 ± 15.26 años; la talla tuvo un promedio de 1.63 ± 0.09 m. Se demostró que el sexo influye en los valores de la oscilometría en el volumen corriente (VT), la impedancia, las resistencias y el área de reactancia (p < 0.05), y no afecta las reactancias (XRs) (p > 0.05); este parámetro está mayormente asociado a la talla (r = 0.727, r2 = 0.528). La edad incide en los valores de la oscilometría, ya que las resistencias (Rrs) son menores en los grupos más jóvenes; el IMC y el peso no comprometieron los valores de IOS. Conclusiones Este estudio proporciona ecuaciones piloto de referencia para los índices comunes de oscilometría de impulso en sujetos mexicanos. Así, integra una prueba de función pulmonar para facilitar la detección de alteraciones funcionales en vía aérea pequeña. Sugerimos realizar más trabajos en población mexicana, sobre todo de edad avanzada, para confirmar nuestros resultados y proporcionar una base más sólida a las ecuaciones de referencia para IOS, con un fin clínico y epidemiológico.

Abstract Introduction Impulse oscillometry is a test that evaluates the respiratory mechanics by the application of small pulses of pressure, which produce flow oscillations to a certain frequency. Its main application is in the study of the illnesses of the small airline. The integrated software of the test equipment generates predictive values for each of the oscillometric parameters, based on German population data. Objective To standardize the impulse oscillometry test in order to design pilot equations for reference values in our population. Material and methods We performed a pilot, experimental, analytical, longitudinal study with healthy volunteer subjects. Spirometry and impulse oscillometry tests were performed, both basal impedances, resistances, and reactances of the respiratory system to and after bronchodilator application; we measured and registered the 5, 10, 15, and 20 Hz. The results were analyzed by sex, age, height, and weight. The analysis was performed using a model of multiple linear retrogression. Results A total of 127 healthy participants were recruited, 51.5% men (68) and 48.5% (64) women, with an average age of 39.65 ± 15.26 years; their height was an average of 1.63 ± 0.09 m. It was proved that the gender influences the oscillometry values of tidal volume (VT), the impedance, the resistances and reactance area (p < 0.05), but not the reactances (XRs) (p > 0.05); this parameter is mainly associated with the size (r = 0.727, r2 = 0.528). The age influences the oscillometry values since the resistances (Rrs) are lower in the youngest groups; the BMI and the weight had no influence on the values of IOS. Conclusions This study provides pilot reference equations for the common indexes of impulse oscillometry in Mexican subjects, in order to integrate this test of pulmonary function to facilitate the detection of functional alterations in the small airline. We suggest more studies should be done on Mexican population, and especially on people of advanced age, to confirm our results and to provide a more solid base for the equations of reference to IOS, with clinical and epidemiologic purposes.

Espirometría forzada versus oscilometría de impulso / Forced spirometry versus impulse oscillometry

Impulse oscillometry (IOS) is an emerging tool in the study of pulmonary function in respiratory diseases. In this review we compare its usefulness with that of forced spirometry in children. Although these techniques measure different mechanical properties of the respiratory system, -the first, resistance, and the second, flow- they are, undoubtedly, complementary tests.. This review includes a brief description of some comparative studies since 1973, year of the first publication about children; then, with the advent of technology, its application in the mid-80s and 90s made it possible to include reference values in order to establish functional diagnoses. IOS measures airway, pulmonary and thoracic resistance, which is a primary function of the mechanics of ventilation, whereas spirometry measures the flow, which is a secondary function. This principle allows us to understand why IOS indices are more sensitive than those of spirometry

La Oscilometría de Impulso (IOS) es una herramienta emergente en el estudio de la función pulmonar y en esta revisión se compara su utilidad con la espirometría forzada en niños. Aunque ambas técnicas miden diferentes propiedades mecánicas del sistema respiratorio, resistencias la primera y flujos la segunda, tienen un carácter complementario incuestionable. Esta revisión describe brevemente algunos trabajos comparativos a partir de 1973, fecha de la primera publicación en niños y luego con el advenimiento tecnológico, su aplicación a mediados de los 80 y 90 permite incluir valores de referencia para poder establecer diagnósticos funcionales. La IOS se caracteriza por medir resistencia de la vía aérea y toracopulmonar y que desde el punto de vista de la mecánica respiratoria ésta es una función primaria versus los flujos, medidos por espirometría, que son una función secundaria, este principio es el que permite entender porque sus índices son más sensibles que los de la espirometría

Importancia de la función pulmonar en el diagnóstico y evaluación del asma en el menor de seis años / Pulmonary function assesment for asthma evaluation and diagnosis in childrens under six years

El asma es la enfermedad crónica más frecuente en la infancia. Para su diagnóstico, adecuada evaluación de su severidad y monitoreo de la respuesta al tratamiento, se requiere de la medición de la función pulmonar. En los últimos años se ha despertado un gran interés en el estudio de los preescolares, para lo cual se han desarrollado adaptaciones de la espirometría y técnicas como la oscilometría de impulso (IOS) y se han publicado estudios que muestran que es factible obtener espirometrías aceptables a esta edad y que en conjuntos con la IOS permiten diagnosticar y evaluar la gravedad del asma con mayor precisión que basados solamente en aspectos clínicos. Estos importantes avances son revisados a continuación.

Asthma is the most common chronic disease in childhood. For diagnosis, appropriate assessment of its severity and monitoring response to treatment, it requires the measurement of lung function. In recent years there has been a great interest in the study of preschool children, for which spirometry adaptations and impulse oscillometry (IOS) has been used and published studies show that it is possible to obtain acceptable spirometry at this age and in conjunction with the IOS to diagnose and assess the severity of asthma with greater precision than based solely on clinical aspects. These important advances are reviewed here.