Брой 2/2017
Д-р С. Лазова, проф. д-р П. Переновска, д. м., доц. д-р Г. Петрова, д. м.
УМБАЛ “Александровска” ЕАД, Клиника по педиатрия, MУ – София
Астмата се асоциира с нарушени процеси на нарастване на белодробната функция в детската възраст. Нарушението на белодробната функция в ранна възраст от своя страна, е определящо за бъдещата функция на белите дробове при възрастния индивид и увеличава значително риска от развитие на хронична обструктивна белодробна болест. (21, 42, 47, 49)
Спирометричното изследване е „златен стандарт“ за диагностициране и проследяване на пациенти с бронхиална астма. Съгласно концепцията за дебитното ограничение, резултатите от този метод зависят както от величината на бронхиалния лумен, така и от еластичните свойства на белодробните структури.(34) Измерването на форсирания експираторен обем за една секунда (FEV1) и съответстващия му форсиран витален капацитет (FVC) се извършват при техниката на форсираната експирация.(4) Методиката е добре стандартизирана(6, 29, 33), може да се извършва с добра повтаряемост и са налични референтни уравнения за изследваните показатели. Много от стандартите за възрастни се „адаптират“ за детската популация, въпреки че в последния документ на ATS/ERS са включени и някои препоръки за пациенти под 10-годишна възраст.(29) (4) Ръководството на NAEPP препоръчва провеждане на спирометрия (FEV1 и FEV1/FVC) при поставяне на диагнозата и при мониторирането на деца с астма ≥5 години 1-2 пъти годишно(30).
В миналото се е считало, че спирометрията е трудно, дори невъзможно за изпълнение изследване при деца от 3 до 6 години, които не могат активно да сътрудничат, т.к. резултатите са зависими от приложеното усилие.(3, 5) В началото на 1990 г. научният интерес към провеждането на ФИД при деца в предучилищна възраст води до натрупването на достатъчно убедителни данни за приложимостта на метода в тази възрастова група. Според ERS/AST, децата в предучилищна възраст са способни да изпълнят достоверна и репродуктивна форсирана експираторна техника, при положение че се прилагат модифицираните критерии за контрол на качеството и съвременни референтни уравнения.(10, 46) Поради по-краткия експириум в детска възраст (понякога дори под една секунда) FEV1 се доближава по стойност до FVC.(9) Заради това някои от по-съвременните спирометри отчитат показателите FEV0.5 и FEV0.75 като заместители на FEV1 при изследването на деца в предучилищна възраст.(11, 56)
Спирометрията се определя като „нормална“ при нормални стойности за FVC (≥80% от предвиденото или над долната граница на нормата – LLN), FEV1 (≥80% от предвиденото или над LLN) и нормално съотношение FEV1/FVC. Наличието на бронхиална обструкция обичайно се характеризира с намален FEV1 (<80% от предвиденото или под LLN), намален FEV1/FVC и нормален FVC (може да бъде и намален при тежка обструкция).(24, 25) Белодробната функция, в частност FEV1% pred., показва много слаба корелация с тежестта на астмата и астма симптомите, което се демонстрира в няколко проучвания както при възрастни (43, 51), така и при деца (7, 40, 48, 55). Едно от ограниченията на показателя FEV1 се дължи на подлежащата му физиология. FEV1 не отразява добре наличието на дисфункция в малките ДП, т.к. при пациентите с астма зависи много от FVC, поради повишения остатъчен обем (RV). (53) Въпреки това, FEV1% pred. се доказва като добър предиктор за бъдещия риск от екзацербации(19) и остава най-проучваният показател при астма и най-широко използваният и препоръчван фунцкионален тест за поставяне на диагнозата и проследяването на деца с бронхиална обструкция и „свиркане“/астма.(17)
Скорошни проучвания демонстрират наличието на вентилаторен дефект и значима обструкция в малките ДП и при пациенти с нормален FEV1.(16, 24, 39) Освен това, FEV1/FVC, наред с FEF25-75 са най-често засегнатите показатели в детска възраст, за която е характерен съхранен FEV1, независимо от тежестта на астмата.(7, 31) Проучвания при астматици с добре контролирана астма демонстрират персистиране на обструкцията и възпалението в малките ДП, независимо от нормалните стойности на показателите, отразяващи калибъра на големите бронхи.
Съществуват няколко теста за изследване функцията на малките ДП. Импулсната осцилометрия (IOS) се използва за измерване на резистентността на малките и големи ДП и е метод на избор за оценка на SAD (small airway disease).(15) Няколко проучвания върху значението на FEV1, FEV1/FVC и FEF25-75 показват, че показателят FEF25-75 е по-чувствителен индикатор за бронхиална обструкция както при деца(24, 44, 54, 57), така и при възрастни(13). FEF25-75 е по-малко зависим от усилието в сравнение с FEV1 и се счита, че отразява калибъра на малките дихателни пътища.(22, 28) Показателите FEF50 и FEF25–75 от спирометрията(8, 14, 41) тясно корелират с данните за задръжка на въздух, получени при експираторно КАТ-скениране.(27, 52)
Използването на FEF25-75 при възрастни не се препоръчва, поради високата вариабилност на показателя при здрави субекти, докато в детска възраст намира по-голямо приложение. FEF25-75 е показател с висока физиологична чувствителност за предсказване на бронхиална обратимост.(44) В детска възраст FEF25-75% дава допълнителна информация за клиничния статус и възпалението в ДП, освен това корелира добре с БДО при пациенти с нормален изходен FEV1 и се асоциира със заболeваемостта и тежестта на детската астма. (37)
Най-високата стойност на спирометрията в процеса на диагностициране на астмата е документирането на обратимост на бронхиалната обструкция след приложение на бронходилататор с бързо действие.(17) В сравнение с изходния (пребронходилататорен) FEV1 и съотношението FEV1/FVC, които отразяват моментната белодробна функция и често в детска възраст остават нормални, появата на бронхиална лабилност може да предскаже бъдеща изява във времето на епизодична симптоматика и екзацербации. Доказването на бронхиална хиперреактивност в контекста на клиничните симптоми дава допълнителни детайли в мозайката на диагностиката и мониторирането на детската астма.(18)
„Идеалната“ формула за експресия на БДО трябва да бъде независима от изходния FEV1 и да отразява истинския отговор към медикамента, да корелира добре с клиничния отговор, да позволява сравнение между субекти с различна изходна стойност и да дава информация за тежестта на постбронходилататорната обструкция. (12) Счита се, че промяната във FEV1 и/или FVC като процент от предвидената стойност, предложена от Quanjer et al., има предимство пред използването на процент от изходната стойност, т.к отразява по-добре клиничния ефект от бронходилатацията. (36) ATS/ERS (Pellegrino et. al.) обаче препоръчват изчислението на БДО да става като процент от изходната, начално регистрирана стойност. (33) Според Pellegrino et. al. БДО е „сигнификантен“ при постбронходилататорно нарастване на FEV1 от 12% и 200 mL спрямо изходната стойност.(32)
БДО е тест с много висока специфичност, но относително ниска чувствителност при потвърждаването на диагнозата астма и вероятно би имал по-голяма клинична полза в процеса на мониториране на детската астма, особено преди започване на лечение с ИКС.(26) Високият БДО се асоциира с лош контрол на астмата, повишен риск от екзацербация и наличие на активно възпаление на ДП, БХР и добър терапевтичен отговор към ИКС.(20, 23, 50)
За правилната интерпретация на резултатите от ФИД е необходимо те да бъдат сравнени с подходящи референтни данни, за да бъде направена разликата между нормалната и увредена функция, както и да се оцени тежестта и характера на функционалното нарушение.(1,33,38) Чрез референтните уравнения се съпоставя индивидуалния резултат спрямо осреднените резултати на референтна популация от здрави лица със същите размери на тялото (ръст), пол, възраст и етнос (външна референтна стойност) или с предходни резултати на изследвания пациент (вътрешна референтна стойност).(2)
GLI 2012 (Quanjer P.H., Stanojevic S.) е първото референтно уравнение за изчисление на предвидените стойности на спирометричните индекси, в което са обобщени данни за възрасти от 3 до 95 години и етнически и географски групи от 26 страни.(45) Включването на голям брой здрави деца и подрастващи позволява да се създадат предвидени стойности, които осигуряват по-плавно преминаване от подрастващите към възрастните в сравнение с уравнения, в които са използвани данни само от здрави възрастни или само здрави деца. Така например, съотношението FEV1/FVC намалява постепенно до юношеството, поради по-бързото нарастване на FVC в сравнение с TLC и FEV1, когато тази тенденция се обръща и съотношението започва да нараства.
При прилагането на GLI 2012 към база данни за изследван контингент от здрави български деца на възраст 7-18 години Мандаджиева и кол. демонстрират, „че получените предвидени стойности за основните спирометрични показатели са в рамките на ±2 z-скор, което от своя страна означава, че тези уравнения са подходящи за приложение в тази популация и съответно възрастов диапазон.“ (1,2) Авторите уточняват, че е необходима по-нататъшна оценка и валидизиране в по-широк възрастов интервал, за да бъдат разкрити възможностите за плавно преминаване на предвидените стойности на белодробните функционални показатели, особено на границата деца-възрастни.
За подобряване качеството на интерпретацията на спирометрията в детска възраст биха допринесли общите усилия на патофизиолози и клиницисти в разработването и утвърждаването на референтно уравнение, което да обхваща голям брой здрави българи от всички възрасти и най-добре би съответствало на анатомичните и физиологични особености на българската популация.
Специалистите, практикуващи респираторна медицина, са възприели и ползват свободно в ежедневната практика концепцията за представяне на резултатите от ФИД като процент от предвиденото ([изследвана стойност/предвидена]x100), а предвидената стойност е получена по съответното референтно уравнение. Използването на фиксиран процент, т.нар. cut-off, при интерпретация на резултатите от ФИД, не винаги отразява нормалната динамика на възрастовите промени и вариабилността на функционалните белодробни показатели и може допълнително да доведе до несъответствия. Понастоящем се препоръчва заместването му с „плаваща граница“, т.нар. z-скор, който се изчислява по формулата:
z-score=(измерено-предвидено)/RSD*
* RSD – residual standard deviation
При клиничната интерпретация за долна граница на нормата (LLN) се препоръчва 5-ти персентил или -1.64 z-score. За разлика от % от предвиденото, прагът (cut-off) -1.64 z-score е приложим за всички възрасти, пол и етническа принадлежност за всеки спирометричен индекс. Счита се, че z-score е най-подходящият от статистическа гледна точка начин за представяне на отклоненията от референтните стойности и е включен в съвременните препоръки на Quanjer et al., GLI 2012.(35) Както ATS, така и ERS препоръчват използването на долна и горна граница на нормата (LLN/ULN) за разграничаване на здрави от потенциално болестно засегнати индивиди. Използвайки 5-я персентил за LLN, означава, че 90% от здравата популация ще попадне в границата на нормата с ниво на фалшиво-положителен резултат от 5%.(33)
Белодробните функционални тестове са важен елемент от изследването на респираторните заболявания при деца. Те са чувствителни и обективни в идентифицирането и оценката на тежестта на белодробната дисфункция, мониторирането на прогресията на заболяването и преценката на терапията. БДТ е широко използван при потвърждаване на диагнозата астма, но може да бъде и надежден метод за проследяване контрола на деца с астма. Утвърждаването на адаптирани за детската възраст спирометрични критерии, в допълнение към оценката на клиничните симптоми, физикалното изследване и определянето на атопичния статус би подобрило съществено контрола на астмата, взимането на правилни терапевтични решения и идентифициране на риска от прогресивна загуба на белодробна функция.
1. Мандаджиева С. МБ, Костянев С. Нормални белодробни показатели при деца на възраст от 7-18 години: възрастови промени и полови различия. Сборник резюмета: „Юбилейна научна сесия 60г МУ – Пловдив“.75 стр.
2. С. М. Физиологични и патофизологични аспекти на газовата обмяна при здрави български деца на възраст 7-18 години. доктдис. 2013.
3. Слави Ф. Диагностично значение на функционалното изследване на дишането при детската астма. Практическа педиатрия. 2003;1.
4. Слави Ф. Функционално изследване на дишането в детска възраст. Клинична пулмология в детската възраст. 2013:88-106.
5. Филчев С. КИ. Излседване на дихателната функция в кърмаческа и ранна детска възраст. Пневмология и фтизиатрия. 2000;35(3):17-21.
6. ATS. Standartization of spirometry -1994 update. Am J Respir Crit Care Med. 1995;152:1107-36.
7. Bacharier LB, Strunk RC, Mauger D, White D, Lemanske RF, Jr., Sorkness CA. Classifying asthma severity in children: mismatch between symptoms, medication use, and lung function. Am J Respir Crit Care Med. 2004;170(4):426-32.
8. Bar-Yishay E AI, Goldberg S. Comparison of maximal midexpiratory flow rate and forced expiratory flow at 50% of vital capacity in children. . Chest. 2003;123(3):731–5.
9. Beydon N, Davis SD, Lombardi E, Allen JL, Arets HG, Aurora P, et al. An official American Thoracic Society/European Respiratory Society statement: pulmonary function testing in preschool children. Am J Respir Crit Care Med. 2007;175(12):1304-45.
10. Beydon N DS, Lombardi E et al. An official American Thoracic Society/European Respiratory Society statement: pulmonary function testing in preschool children. Am J Respir Crit Care Med 2007 Jun;175(12):1304-45.
11. Borrego LM, Stocks J, Almeida I, Stanojevic S, Antunes J, Leiria-Pinto P, et al. Bronchodilator responsiveness using spirometry in healthy and asthmatic preschool children. Arch Dis Child. 2013;98(2):112-7.
12. Chhabra SK, Vijayan VK, Gupta R, De S. Expression of bronchodilator response: comparison of four indices. Respir Med. 2002;96(8):611-4.
13. Chiang CH HK. Residual abnormalities of pulmonary function in asymptomatic young adult asthmatics with childhood-onset asthma. J Asthma. 1997;34(1):15-21.
14. Contoli M BJ, Fabbri LM, Magnussen H, Rabe KF, Siafakas NM, Hamid Q, Kraft M. The small airways and distal lung compartment in asthma and COPD: a time for reappraisal. Allergy. 2010;65(2):141–51.
15. Contoli M, Kraft M, Hamid Q, Bousquet J, Rabe KF, Fabbri LM, et al. Do small airway abnormalities characterize asthma phenotypes? In search of proof. Clin Exp Allergy. 2012;42(8):1150-60.
16. de Lange EE AT, Patrie JT, Gaare JD, Knake JJ, Mugler JP 3rd, Platts-Mills TA. Evaluation of asthma with hyperpolarized helium-3 MRI: correlation with clinical severity and spirometry. Chest. 2006 Oct;;130(4):1055-62.
17. Debley J, Filbrun AG, Subbarao P. Clinical Applications of Pediatric Pulmonary Function Testing: Lung Function in Recurrent Wheezing and Asthma. Pediatric Allergy, Immunology, and Pulmonology. 2011;24(2):69-76.
18. Eigen H, Montgomery GS. Bronchodilator response: another piece in the asthma mosaic. J Pediatr. 2007;151(5):446-8.
19. Fuhlbrigge AL KB, Paltiel AD, et al. FEV1 is associated with risk of asthma attacks in a pediatric population. . J Allergy Clin Immunol. 2001;107:61-7.
20. Galant SP, Morphew T, Newcomb RL, Hioe K, Guijon O, Liao O. The relationship of the bronchodilator response phenotype to poor asthma control in children with normal spirometry. J Pediatr. 2011;158(6):953-9 e1.
21. Galobardes B, Granell R, Sterne J, Hughes R, Mejia-Lancheros C, Davey Smith G, et al. Childhood wheezing, asthma, allergy, atopy, and lung function: different socioeconomic patterns for different phenotypes. Am J Epidemiol. 2015;182(9):763-74.
22. Gelb AF ZN. Simplified diagnosis of small-airway obstruction. N Engl J Med. 1973 Feb;288(8):395-8.
23. GINA. Global strategy for asthma management and prevention. 2014:https://www.ginaasthma.org/.
24. Lebecque P KP, Coates AL. Spirometry in the asthmatic child: is FEF25-75 a more sensitive test than FEV1/FVC? Pediatr Pulmonol. 1993 Jul;16(1):19-22.
25. Levy ML QP, Booker R, Cooper BG, Holmes S, Small I; General Practice Airways Group. Diagnostic spirometry in primary care: Proposed standards for general practice compliant with American Thoracic Society and European Respiratory Society recommendations: a General Practice Airways Group (GPIAG)1 document, in association with the Association for Respiratory Technology & Physiology (ARTP)2 and Education for Health3 Prim Care Respir J 2009 Sep;18(3):130-47.
26. Linares Passerini M, Meyer Peirano R, Contreras Estay I, Delgado Becerra I, Castro-Rodriguez JA. Utility of bronchodilator response for asthma diagnosis in Latino preschoolers. Allergol Immunopathol (Madr). 2014;42(6):553-9.
27. Lucidarme O CE, Cluzel P, Mourey-Gerosa I, Howarth N, Grenier P. Expiratory CT scans for chronic airway disease: correlation with pulmonary function test results. AJR Am J Roentgenol. 1998 Feb;170(2):301-7.
28. McFadden ER Jr LD. A reduction in maximum mid-expiratory flow rate. A spirographic manifestation of small airway disease. Am J Med 1972 Jun;52(6):725-37.
29. Miller MR, Crapo R, Hankinson J, Brusasco V, Burgos F, Casaburi R, et al. General considerations for lung function testing. Eur Respir J. 2005;26(1):153-61.
30. NAEPP. National Asthma Education and Prevention Program. Expert panel report 3 (EPR-3): guidelines for the diagnosis and management of asthma – summary report 2007. J Allergy Clin Immunol. 2007;120(Suppl.5):S94-S138.
31. Paull K CR, Jain N, Gelfand EW, Spahn JD. Do NHLBI lung function criteria apply to children? A cross-sectional evaluation of childhood asthma at National Jewish Medical and Research Center, 1999-2002. Pediatr Pulmonol 2005 Apr;39(4):311-7.
32. Pellegrino R RJ, Brusasco V. Assessing the Reversibility of Airway Obstruction. Guidelines of the American Thoracic Society. Chest. 1998;114(6):1607-12.
33. Pellegrino R, Viegi G, Brusasco V, Crapo RO, Burgos F, Casaburi R, et al. Interpretative strategies for lung function tests. Eur Respir J. 2005;26(5):948-68.
34. Polgar G PV. Pulmonary function testing in children: Techniques and Standards. WB Saunders Publication, Philadelphia. 1971
35. Quanjer PH SS, Cole TJ, Baur X, Hall GL, Culver BH, Enright PL, Hankinson JL, Ip MS, Zheng J, Stocks J; ERS Global Lung Function Initiative. Multi-ethnic reference values for spirometry for the 3-95-yr age range: the global lung function 2012 equations. Eur Respir J. 2012 Dec;40(6):1324-43.
36. Quanjer PH TG, Cotes JE, Pedersen OF, Peslin R, Yernault JC. Lung volumes and forced ventilatory flows. Eur Respir J 1993 Mar;6(Suppl 16):5-40.
37. Rao DR GJ, Baxi SN, Sheehan WJ, Hoffman EB, Phipatanakul W. The utility of forced expiratory flow between 25% and 75% of vital capacity in predicting childhood asthma morbidity and severity. J Asthma. 2012 Aug;49(6):586-92.
38. RO C. The role of reference values in interpreting lung function tests. Eur Respir J. 2004 Sep;24(3):341-2.
39. Samee S AT, Powers P, de Lange EE, Knight-Scott J, Rakes G, Mugler JP 3rd, Ciambotti JM, Alford BA, Brookeman JR, Platts-Mills TA. Imaging the lungs in asthmatic patients by using hyperpolarized helium-3 magnetic resonance: assessment of response to methacholine and exercise challenge. J Allergy Clin Immunol. 2003 Jun;111(6):1205-11.
40. Schifano ED HJ, Cloutier MM. Mismatch between asthma symptoms and spirometry: implications for managing asthma in children. J Pediatr. 2014 Nov;165(5):997-1002.
41. Scichilone N BS, Olivieri D, Bellia V. The role of small airways in monitoring the response to asthma treatment: what is beyond FEV1? Allergy. 2009 Nov;64(11):1563-9.
42. Sears MR GJ, Willan AR, et al. A longitudinal, population-based, cohort study of childhood asthma followed to adulthood. N Engl J Med. 2003(349):1414-22.
43. Shingo S ZJ, Reiss TF. Correlation of airway obstruction and patient-reported endpoints in clinical studies. Eur Respir J. 2001 Feb;17(2):220-4.
44. Simon MR, Chinchilli VM, Phillips BR, Sorkness CA, Lemanske RF, Szefler SJ, et al. Forced expiratory flow between 25% and 75% of vital capacity and FEV1/forced vital capacity ratio in relation to clinical and physiological parameters in asthmatic children with normal FEV1 values. J Allergy Clin Immunol. 2010;126.
45. Stanojevic S, Quanjer Ph, Miller M, Stocks J. The Global Lung Function Initiative: dispelling some myths of lung function test interpretation. Breathe. 2013;9:462-74.
46. Stanojevic S WA, Cole TJ, et al. . Spirometry centile charts for young Caucasian
children: the Asthma UK Collaborative Initiative. . Am J Respir Crit Care Med. 2009;180:547–52.
47. Stern DA MW, Wright AL, et al. Poor airway function in early infancy and lung function by age 22 years:
a non-selective longitudinal cohort study. Lancet. 2007(370):758-64.
48. Strunk RC SS, Phillips BR, Zeiger RS,et al. Relationship of exhaled nitric oxide to clinical and inflammatory markers of persistent asthma in children. J Allergy Clin Immunol. 2003 Nov;112(5):883-92.
49. Svanes C SJ, Plana E, et al. Early life origins of chronic obstructive pulmonary disease. Thorax. 2010;65:14-20.
50. Tantisira KG FA, Tonascia J, Van Natta M, Zeiger RS, Strunk RC, Szefler SJ, Weiss ST; Childhood Asthma Management Program Research Group. Bronchodilation and bronchoconstriction: predictors of future lung function in childhood asthma. J Allergy Clin Immunol 2006 Jun;;117(6):1264-71.
51. Teeter JG BE. Relationship between airway obstruction and respiratory symptoms in adult asthmatics. Chest. 1998 Feb;113(2):272-7.
52. Ueda T NA, Matsumoto H, Takemura M, Hirai T, Yamaguchi M, Matsuoka H, Jinnai M, Muro S, Chin K, Mishima M. Role of small airways in asthma: investigation using high-resolution computed tomography. J Allergy Clin Immunol. 2006 Nov;118(5):1019-25.
53. Ulrik CS LP. Targeting small airways in asthma: improvement in clinical benefit? Clin Respir J. 2011 Jul;5(3):125-30.
54. Valletta EA PG, Del Col G, Boner AL. FEF25-75 as a marker of airway obstruction in asthmatic children during reduced mite exposure at high altitude. J Asthma. 1997;34(2):127-31.
55. Verini M1 RN, Dalfino T, Verrotti A, Di Gioacchino M, Chiarelli F. Lack of correlation between clinical patterns of asthma and airway obstruction. Allergy Asthma Proc. 2001 Sep-Oct;22(5):297-302.
56. Vilozni D HF, Livnat G, Bentur L. Forced expiratory decay in asthmatic preschool children–is it adult type? Respir Med 2013 Jul;107(7):975-80.
57. Weiss ST TT, Segal MR, Tager IB, Redline S, Speizer FE. Effects of asthma on pulmonary function in children. A longitudinal population-based study. Am Rev Respir Dis. 1992 Jan;145(1):58-64.