Técnica de oscilações forçadas monofrequência na análise em tempo real das alterações mecânicas ao longo do ciclo respiratório de asmáticos com diferentes níveis de obstrução ao fluxo aéreo / Forced oscillation technique monofrequency in real-time analysis of the mechanical changes along the respiratory cycle of asthmatic patients with different levels of airflow obstruction

A análise da mecânica respiratória em tempo real pela técnica de oscilações forçadas (FOT) monofrequência é de interesse nos estudos clínicos e diagnósticos de doenças respiratórias. Entretanto, ainda é escassa a análise de asmáticos com esta técnica. O presente trabalho avalia a contribuição da FOT monofrequência na análise das alterações mecânicas ao longo do ciclo respiratório e da dinâmica da impedância do sistema respiratório (Zrs) de asmáticos. Na primeira fase do estudo, 14 voluntários sadios (GC) e 70 asmáticos foram incluídos. Destes, 13 asmáticos apresentaram espirometria normal (NE), e o restante apresentava obstrução leve (OL; n=26), moderada (OM; n=18) e acentuada (OA; n=13). Através da FOT foram analisadas a impedância total do sistema respiratório (Zt), a impedância inspiratória e expiratória (Zi e Ze), a impedância no início da inspiração e da expiração (Zii e Zie), a impedância pico-a-pico (diferença entre Zii e Zie) e a variação média da impedância (diferença entre Zi e Ze). Na segunda fase do estudo, a dinâmica do sistema respiratório foi analisada através da variabilidade da impedância, traduzida pelo desvio padrão da Zrs (sdZrs), pelo desvio-padrão do logaritmo da Zrs (sdlnZrs) e pela sua complexidade, analisada através da entropia aproximada da Zrs(EnApZ). Foram analisados 62 pacientes asmáticos da mesma amostra, divididos em NE (n=12), OL (n=20), OM (n=18) e OA (n=12). O GC foi composto por 12 voluntários. Testes de diferenças entre médias, correlações entre os parâmetros da FOT e da espirometria, além de curvas ROC, foram usados para avaliar o potencial da FOT monofrequência na detecção das alterações mecânicas em tempo real na asma. A impedância foi maior nos asmáticos em relação ao GC, sendo progressivamente maior entre os asmáticos de acordo com o grau de obstrução: Zt (p<0,0001), Zi (p<0,0001), Ze (p<0,0001), Zii (p<0,0001), Zie (p<0,0001), Zpp (p<0,0001) e AZrs (p<0,0001). A dinâmica do sistema respiratório sofreu diferenças...

The analysis of respiratory mechanics in real time by monofrequency FOT is of great interest in clinical and dignosis studies of respiratory diseases. However, the use of this technique for the analysis of patients with asthma is still limited. The present study evaluates the contribution of the monofrequency FOT in the analysis of changes in respiratory mechanics during the breathing cycle and the dynamics of the respiratory system of asthmatics. In the first phase of the study, 14 healthy volunteers (CG) and 70 asthmatics were included. Among them, 13 patients with asthma had normal spirometry (NE), and the others showed mild obstruction (n=26), moderate (n=18) and severe (n=13). The parameters analyzed through FOT were the total impedance of the respiratory system (Zt), the inspiratory and expiratory impedance (Zi and Ze) and the impedance at the beginning of inspiration and expiration (Zii and Zie). The impedance peak-to-peak (Zii - Zie) and the mean of impedance (Zi - Ze) were also evaluated. In the second phase, the respiratory system dynamics was analyzed through the impedance variability, reflected by the standard deviation of Zrs (sdZrs), and the standard deviation of the Zrs logarithm (sdlnZrs), and an impedance complexity was analyzed through the approximated entropy of the Zrs (ApEnZ). 62 patients with asthma were analyzed, divided into NE (n=12), mild (n=20), moderate (n=18) and severe (n=12). The CG was composed by 12 volunteers. Tests of differences between means, correlations between the FOT parameters, spirometry, and ROC curves, were used to evaluate the potential of monofrequency FOT in the detection of asthma mechanical changes in real-time. The respiratory impedance was higher in asthmatics than in CG, being progressively bigger among asthmatics according to obstruction degree: Zt (p<0.0001), Zi (p<0.0001), Ze (p<0.0001), Zii (p<0.0001), Zie (p<0.0001) and AZrs (p<0.0001). The dynamics of the respiratory system suffered significant...

Técnica de oscilações forçadas na análise da resposta broncodilatadora em voluntários sadios e indivíduos portadores de asma brônquica com resposta positiva / Using the forced oscillation technique to evaluate bronchodilator response in healthy volunteers and in asthma patients presenting a verified positive response

OBJETIVO: Analisar, através da técnica de oscilações forçadas, pacientes asmáticos com resposta broncodilatadora positiva pelo laudo espirométrico e comparar esses resultados com os obtidos em indivíduos sadios. MÉTODOS: Foram analisados 53 indivíduos não tabagistas, sendo 24 sadios sem história de doença pulmonar e 29 asmáticos com resposta broncodilatadora positiva segundo o laudo espirométrico. Todos foram submetidos à técnica de oscilações forçadas e a espirometria antes e após vinte minutos da administração de salbutamol spray (300 g). Os parâmetros derivados da técnica de oscilações forçadas foram: resistência total, reatância total, resistência extrapolada para o eixo y, coeficiente angular da reta de resistência e complacência dinâmica. Na espirometria, os parâmetros utilizados foram o volume expiratório forçado no primeiro segundo e a capacidade vital forçada. RESULTADOS: No grupo controle, a utilização do broncodilatador produziu alteração significativa na resistência extrapolada para o eixo y (p < 0,001), embora o coeficiente angular da reta de resistência e a complacência dinâmica não tenham apresentado diferenças estatisticamente significativas. A análise dos asmáticos mostrou que a diferença entre as medidas pré e pós-broncodilatador foi significativa, tanto para os parâmetros espirométricos quanto para os de técnica de oscilações forçadas. Valores de p < 0,001 foram obtidos em todas as comparações relacionadas aos asmáticos. CONCLUSÃO: As alterações nos parâmetros obtidos a partir da técnica de oscilações forçadas mostraram-se em estreita concordância com a fisiopatologia da resposta broncodilatadora em asmáticos, indicando que a técnica de oscilações forçadas pode ser útil como análise complementar à espirometria nesses pacientes.

Using the forced oscillation technique to evaluate bronchodilator response in healthy volunteers and in asthma patients presenting a verified positive response.

OBJECTIVE: To use the forced oscillation technique to evaluate asthma patients presenting positive bronchodilator responses (confirmed through spirometry) and compare the results with those obtained in healthy individuals. METHODS: The study sample consisted of 53 non-smoking volunteers: 24 healthy subjects with no history of pulmonary disease and 29 asthmatics presenting positive bronchodilator response, as determined through analysis of spirometry findings. All of the subjects were submitted to forced oscillation technique and spirometry immediately before and 20 minutes after the administration of salbutamol spray (300 g). The parameters derived from the forced oscillation technique were total respiratory resistance, total respiratory reactance, resistance extrapolated to the y axis, the slope of resistance, and dynamic compliance. The parameters measured in the spirometry evaluation tests were forced expiratory volume in one second and forced vital capacity. RESULTS: In the control group, bronchodilator use produced a significant alteration in the resistance extrapolated to the y axis (p < 0.001), although no significant differences were observed in the slope of resistance or in dynamic compliance. Analysis of the asthma patients revealed significant differences between the prebronchodilator and postbronchodilator values for all spirometry and forced oscillation technique parameters. Values of p < 0.001 were obtained for all comparisons between the two groups. CONCLUSION: The modifications provoked by use of the forced oscillation technique were in direct concordance with the pathophysiology of the bronchodilator response in asthma patients, indicating that the forced oscillation technique could be useful as a complement to spirometry in these patients.