ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΣΕ ΜΗ ΚΑΠΝΙΣΤΕΣ ΕΛΛΗΝΕΣ

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΙΑΤΡΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΟΜΕΑΣ ΠΑΘΟΛΟΓΙΑΣ ΠΝΕΥΜΟΝΟΛΟΓΙΚΗ -ΦΥΜΑΤΙΟΛΟΓΙΚΗ ΚΛΙΝΙΚΗ ΔΙΕΥΘΥΝΤΗΣ: ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ ΖΑΡΟΓΟΥΛΙΔΗΣ ΠΑΝΕΠ. ΕΤΟΣ ΑΡ. ΔΙΑΤΡΙΒΗΣ 2900 ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΣΕ ΜΗ ΚΑΠΝΙΣΤΕΣ ΕΛΛΗΝΕΣ ΠΑΥΛΟΣ Χ. ΜΙΧΑΗΛΟΠΟΥΛΟΣ ΠΝΕΥΜΟΝΟΛΟΓΟΣ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΥΠΟΒΛΗΘΗΚΕ ΣΤΗΝ ΙΑΤΡΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΟΥ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟΥ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2011

2 Η ΤΡΙΜΕΛΗΣ ΕΠΙΤΡΟΠΗ ΣΙΧΛΕΤΙΔΗΣ ΛΑΖΑΡΟΣ ΑΡΓΥΡΟΠΟΥΛΟΥ-ΠΑΤΑΚΑ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ ΚΙΟΥΜΗΣ ΙΩΑΝΝΗΣ ΟΜ.ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ ΕΠ. ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ Η ΕΠΤΑΜΕΛΗΣ ΕΠΙΤΡΟΠΗ ΣΙΧΛΕΤΙΔΗΣ ΛΑΖΑΡΟΣ ΑΡΓΥΡΟΠΟΥΛΟΥ-ΠΑΤΑΚΑ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ ΚΙΟΥΜΗΣ ΙΩΑΝΝΗΣ ΗΛΟΝΙΔΗΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΖΑΡΟΓΟΥΛΙΔΗΣ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ ΚΟΝΤΑΚΙΩΤΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ ΣΠΥΡΑΤΟΣ ΔΙΟΝΥΣΙΟΣ ΟΜ.ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ ΕΠ. ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΕΠ. ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΛΕΚΤΟΡΑΣ «Η έγκρισης της ιδακτορικής ιατριβής υπό της Ιατρικής Σχολής του Αριστοτέλειου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης, δεν υποδηλοί αποδοχήν των γνωμών του συγγραφέως». (Νόμος 5343/32, άρθρο και ν. 1268/82, άρθρο 50 8) 2

3 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΙΑΤΡΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΡΟΕΔΡΟΣ ΤΗΣ ΣΧΟΛΗΣ ΒΑΣΙΛΕΙΟΣ ΤΑΡΛΑΤΖΗΣ 3

4 4

5 Στους γονείς μου, με ευγνωμοσύνη για την αμέριστη συμπαράσταση που μου προσέφεραν όλα αυτά τα χρόνια Στη σύζυγό μου Ειρήνη που έκανε υπομονή Στους δασκάλους μου 5

6 6

7 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΣΥΝΤΟΜΟΓΡΑΦΙΕΣ - ΟΡΙΣΜΟΙ.. 9 ΠΡΟΛΟΓΟΣ 11 ΓΕΝΙΚΟ ΜΕΡΟΣ I) ΣΠΙΡΟΜΕΤΡΗΣΗ-ΕΛΕΓΧΟΣ ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΗΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ 17 Α) ΟΡΙΣΜΟΣ 17 Β) ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΑΝΑΔΡΟΜΗ 18 Γ) ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΕΛΕΓΧΟΥ ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΗΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΣΗΜΕΡΑ 20 Δ) ΕΝΔΕΙΞΕΙΣ ΚΑΙ ΧΡΗΣΙΜΟΤΗΤΑ ΤΗΣ ΣΠΙΡΟΜΕΤΡΗΣΗΣ. 21 Ε) ΜΕΤΡΟΥΜΕΝΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ Όγκοι δυναμικής εκπνοής Στατικοί όγκοι Χωρητικότητες πνευμόνων Διαχυτική ικανότητα CO (μονοξειδίου του άνθρακα). 26 ΣΤ) ΠΡΟΤΥΠΟΠΟΙΗΣΗ ΤΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΕΛΕΓΧΟΥ ΤΗΣ ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΗΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ. 26 Ζ) ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΤΩΝ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ.. 27 II) ΤΙΜΕΣ ΑΝΑΦΟΡΑΣ.. 29 Α) ΟΡΙΣΜΟΣ-ΧΡΗΣΙΜΟΤΗΤΑ.. 29 Β) ΠΟΙΕΣ ΤΙΜΕΣ ΑΝΑΦΟΡΑΣ ΠΡΟΤΕΙΝΟΝΤΑΙ ΚΑΙ ΠΟΙΕΣ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΟΥΝΤΑΙ. 29 Γ) ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΔΙΑΚΥΜΑΝΣΗΣ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΙΚΟΙ.. 37 α. Φύλο β. Ύψος.. 38 γ. Ηλικία. 39 δ. Βάρος.. 40 ε. Φυλετικές και εθνολογικές διαφορές.. 40 στ. Άλλοι παράγοντες ΥΠΟΚΕΙΜΕΝΙΚΟΙ.. 43 α. Μέθοδοι συλλογής δεδομένων 43 7

8 β. Μέθοδοι επεξεργασίας αποτελεσμάτων.. 44 γ. Διάφορα είδη σπιρομέτρων 45 Δ) ΔΥΝΑΤΟΤΗΤΕΣ ΑΔΥΝΑΜΙΕΣ ΤΙΜΩΝ ΑΝΑΦΟΡΑΣ. 46 ΕΙΔΙΚΟ ΜΕΡΟΣ.. 49 I) ΣΚΟΠΟΣ. 51 II) ΑΤΟΜΑ-ΜΕΘΟΔΟΙ-ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ 52 Α) ΑΤΟΜΑ 53 Β) ΜΕΘΟΔΟΙ ΓΕΝΙΚΑ ΜΕΓΙΣΤΗ ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΕΚΠΝΕΥΣΤΙΚΗ ΠΡΟΣΠΑΘΕΙΑ ΜΕΘΟΔΟΣ ΜΙΑΣ ΑΝΑΠΝΟΗΣ ΗΛΙΟΥ ΜΕΘΟΔΟΣ ΜΙΑΣ ΕΙΣΠΝΟΗΣ ΜΟΝΟΞΕΙΔΙΟΥ ΤΟΥ ΑΝΘΡΑΚΟΣ (SINGLE BREATHE DLCO SB ) 59 Γ) ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΙΙΙ) ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ 62 Α) FVC.. 64 B) FEV Γ) Tiffeneau index: FEV 1 /VC 74 Δ) PEF 77 Ε) MMEF.. 80 ΣΤ) FRC 83 Ζ) RV. 86 Η) TLC.. 89 Θ) DLCO 92 I) KCO IV) ΣΥΖΗΤΗΣΗ 99 V) ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ. 109 VI) ΠΕΡΙΛΗΨΗ. 111 VII) SUMMARY 112 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ. 113 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

9 ΣΥΝΤΟΜΟΓΡΑΦΙΕΣ - ΟΡΙΣΜΟΙ ATS = American thoracic society (Αμερικανική Πνευμονολογική Εταιρία) BMI = body mass index (δείκτης μάζας σώματος) BSA = body surface area (επιφάνεια σώματος) BTPS = body temperature and pressure saturated (περιβάλλον κορεσμένο σε υδρατμούς με θερμοκρασία σώματος και σε πίεση περιβάλλοντος) B.T.S. = British Thoracic Society (Βρετανική Πνευμονολογική Εταιρεία) CO = carbon monoxide (μονοξείδιο του άνθρακα) DLCO = diffusion capacity for carbon monoxide (ικανότητα διάχυσης μονοξειδίου του άνθρακα) ECG = electrocardiography (ΗΚΓ = ηλεκτροκαρδιογράφημα) ECSC = European coal and steel community (Ευρωπαϊκή Εταιρεία σιδήρου και άνθρακα) ERJ = European Respiratory Journal (Ευρωπαϊκή Πνευμονολογική Εφημερίδα) ERS = European Respiratory Society (Ευρωπαϊκή Πνευμονολογική Εταιρεία) ERV = expiratory reserve volume (εκπνευστικός εφεδρικός όγκος) FEF 25 = forced expiratory flow when 25% of the forced expiratory capacity has been exhaled (δυναμική εκπνευστική ροή όταν το 25% της δυναμικής εκπνευστικής χωρητικότητας έχει εκπνευστεί) FEF MMEF = forced mid-expiratory flow rate - Maximal Mid-Expiratory Flow (μέγιστη μεσοεκπνευστική ροή) FEF 50 = forced expiratory flow when 50% of the forced expiratory capacity has been exhaled (δυναμική εκπνευστική ροή όταν το 50% της δυναμικής εκπνευστικής χωρητικότητας έχει εκπνευστεί) FEF 75 = forced expiratory flow when 75% of the forced expiratory capacity has been exhaled (δυναμική εκπνευστική ροή όταν το 75% της δυναμικής εκπνευστικής χωρητικότητας έχει εκπνευστεί) FEV 1 = forced expiratory volume in one second (δυναμικά εκπνεόμενος όγκος σε ένα δευτερόλεπτο) FRC =functional residual capacity (λειτουργική υπολειπόμενη χωρητικότητα) FVC = forced vital capacity (δυναμική ζωτική χωρητικότητα) 9

10 HSE= health survey for England (έρευνα υγείας για την Αγγλία) IC = inspiratory capacity (εισπνευστική χωρητικότητα) MVV = maximal voluntary ventilation (μέγιστος βουλητικός αερισμός) NHANES III= third national health and nutrition examination survey PEF = peak expiratory flow (μέγιστη εκπνευστική ροή) RMSE= relative mean squared error (σχετικό μέσο τετραγωνικό σφάλμα) RSD: relative standard deviation (σχετική τυπική απόκλιση) Rsq= R-squared (R στο τετράγωνο) RV= residual volume (υπολειπόμενος όγκος) SAPALDIA =Swiss study on air pollution and lung diseases in adults SI = system international (διεθνές σύστημα μονάδων) SD = standard deviation (τυπική απόκλιση) Tiffeneau index = FEV 1 / FVC (δείκτης Tiffeneau) TLC =total lung capacity (ολική πνευμονική χωρητικότητα) TL CO = carbon monoxide (CO) transfer factor (παράγοντας μεταφοράς μονοξειδίου του άνθρακα) VC = vital capacity (ζωτική χωρητικότητα) V T = tidal volume (αναπνεόμενος όγκος) Χ.Α.Π. = χρόνια αποφρακτική πνευμονοπάθεια 10

11 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η σπιρομέτρηση και ο υπολογισμός των αερίων αίματος είναι οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενοι μέθοδοι για την εκτίμηση της αναπνευστικής λειτουργίας και τη διάγνωση των πνευμονικών νοσημάτων (1). Η σπιρομέτρηση ειδικότερα είναι πλέον μέρος της εξέτασης ρουτίνας όχι μόνο στην πνευμονολογία αλλά και στην ιατρική της εργασίας όπως επίσης και στην αθλητιατρική (2). Η αξιολόγηση των αποτελεσμάτων των διάφορων παραμέτρων της σπιρομέτρησης εμπεριέχει δύο στάδια. Πρώτον την ταξινόμηση των λαμβανόμενων τιμών σε σύγκριση με τις αντίστοιχες ενός πληθυσμού αναφοράς και την αξιολόγηση της αξιοπιστίας της διαδικασίας της εξέτασης και δεύτερον την ενσωμάτωση και τη χρησιμοποίηση των σπιρομετρικών τιμών στη διαδικασία της διάγνωσης, θεραπείας και πρόγνωσης για κάθε ασθενή. Αρμόδιος για το πρώτο στάδιο της αξιολόγησης των αποτελεσμάτων είναι ο διευθυντής του κάθε εργαστηρίου αναπνευστικής λειτουργίας ο οποίος είναι ελεύθερος να χρησιμοποιήσει τις τιμές αναφοράς που εκφράζουν καλύτερα τον πληθυσμό τον οποίο εξυπηρετεί το εργαστήριο, και με βάση αυτές να εκφέρει άποψη για το φυσιολογικό ή όχι των εξετάσεων που γίνονται. Το δεύτερο στάδιο της αξιολόγησης είναι ευθύνη του κλινικού ιατρού που παραγγέλλει την εξέταση και γίνεται στα πλαίσια της συνολικής αξιολόγησης του ασθενούς. Υπάρχει μεγάλη ποικιλία προτεινόμενων τιμών αναφοράς όσον αφορά σπιρομετρικές παραμέτρους και χρησιμοποιούνται διαφορετικές στην Ευρώπη και άλλες στην Αμερική ανάλογα με την εθνική καταγωγή και τη φυλή του υποκείμενου πληθυσμού. Πάντως σε κάθε περίπτωση οι προτεινόμενες τιμές αναφοράς και από την Αμερικανική (ATS, American Thoracic Society) αλλά και από την Ευρωπαϊκή (ERS, European Respiratory Society) Πνευμονολογική Εταιρία, βασίζονται σε μελέτες που διεξήχθησαν τουλάχιστον πριν από 25 χρόνια και που η αξιοπιστία τους για μεγαλύτερες ηλικιακά ομάδες είναι αμφισβητήσιμη. Τα όρια των φυσιολογικών τιμών των πνευμονικών δοκιμασιών υπολογίζονται με βάση μεταβλητές όπως η ηλικία, το φύλο, το ύψος και το βάρος οι οποίες συνεισφέρουν ανεξάρτητα στη διαμόρφωση των φυσιολογικών ορίων. Για να προκύψουν αυτές οι εξισώσεις με βάση τις οποίες μπορούν να προβλεφθούν όρια 11

12 φυσιολογικών τιμών σπιρομετρικών παραμέτρων οι ATS και ERS έχουν θέσει ορισμένα κριτήρια (2,3,4). Τα κριτήρια αυτά έχουν να κάνουν με την αντιπροσωπευτικότητα και υγιή κατάσταση του πληθυσμού που εξετάζεται καθώς επίσης και την εγκυρότητα των μεθόδων που χρησιμοποιούνται. Παγκοσμίως δεν υπάρχουν αρκετά δεδομένα όσον αφορά τιμές αναφοράς παραμέτρων σπιρομέτρησης και διάχυσης. Μολονότι ο μέσος όρος ηλικίας των ατόμων που υποβάλλονται σε σπιρομέτρηση είναι πάνω από 60 ετών, οι εξισώσεις αναφοράς που χρησιμοποιούν τα σπιρομετρικά εργαστήρια για την πρόβλεψη των φυσιολογικών τιμών, προκύπτουν από μελέτες ατόμων ηλικίας έως 65 ετών. Για τις μεγαλύτερες ηλικίες οι προβλεπόμενες φυσιολογικές τιμές βασίζονται σε εξισώσεις οι οποίες ισχύουν για νεώτερους ανθρώπους. Η επέκταση αυτή των εξισώσεων που ισχύουν για τις νεώτερες ηλικίες στις μεγαλύτερες ηλικίες δεν είναι σωστή και πολλές φορές δεν μας επιτρέπει την ορθή αξιολόγηση των σπιρομετρικών ευρημάτων στους ηλικιωμένους. Οι τελευταίες οδηγίες όσον αφορά μεθόδους εκτίμησης της πνευμονικής λειτουργίας συνιστούν ότι οι τιμές αναφοράς θα πρέπει να εξάγονται από μετρήσεις πνευμονικής λειτουργίας πληθυσμού που να περιλαμβάνει τη διακύμανση σε ηλικία, ύψος, φύλο και εθνότητα των εξεταζόμενων ατόμων (5). Επιπλέον οι τρέχουσες διεθνείς κατευθυντήριες οδηγίες της ATS αλλά και της ERS συνιστούν οι σπιρομετρικές εξισώσεις αναφοράς να μη γενικεύονται και να μη χρησιμοποιούνται για ηλικίες και ύψη έξω από τα όρια διακύμανσης της μελέτης από την οποία προκύπτουν (2,3,4). Διεθνώς μόνο οι Crapo and Morris 1982 (6) και Knudson et al 1987 (7) ασχολήθηκαν σε παγκοσμίως αναγνωρισμένες μελέτες με ηλικίες άνω των 70 ετών ενώ υπάρχει κενό όσον αφορά τη διερεύνηση των ηλικιών ετών. Τέλος οι Crapo and Morris προσπάθησαν να διαμορφώσουν τιμές αναφοράς σπιρομετρικών δεδομένων για τις διάφορες ηλικιακές ομάδες οι οποίες να προκύπτουν από ξεχωριστές εξισώσεις. Στη διατριβή αυτή βρέθηκαν φυσιολογικές τιμές σπιρομετρικών παραμέτρων και δείκτη διάχυσης ατόμων διάφορων ηλικιών, σε υγιείς μη καπνιστές Έλληνες άνδρες και γυναίκες. Εξετάσθηκαν 485 άτομα ηλικίας 15 έως και 91 ετών ομοιόμορφα κατανεμημένα ανά 20ετία και καταγράφηκαν τα αποτελέσματα των σπιρομετρικών τους παραμέτρων. Στη συνέχεια και με βάση αυτά τα αποτελέσματα καταρτίστηκαν μαθηματικές εξισώσεις ειδικές για κάθε εικοσαετία ηλικιών ανά φύλο, οι οποίες 12

13 έχοντας ως ελεύθερες παραμέτρους την ηλικία το ύψος ή και το φύλο υπολογίσθηκαν οι προβλεπόμενες φυσιολογικές τιμές των εξεταζόμενων μεγεθών που προκύπτουν από τη σπιρομέτρηση. Οι εξισώσεις αυτές μας έδωσαν φυσιολογικές τιμές σπιρομετρικών παραμέτρων για κάθε άτομο που θα μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως εξισώσεις αναφοράς δεδομένου ότι στην Ελλάδα δεν υπάρχουν άλλες ανάλογες, καθώς και διεθνώς δεν υπάρχει τέτοιου είδους κατηγοριοποίηση και ομαδοποίηση ανά εικοσαετία ηλικιών και φύλο. Ευχαριστώ θερμά τον Ομότιμο Καθηγητή Πνευμονολογίας Λάζαρο Σιχλετίδη για την εμπιστοσύνη που μου έδειξε με την ανάθεση αυτής της διατριβής, την πολύτιμη υποστήριξή του στο σχεδιασμό και υλοποίηση του κλινικού μέρους της έρευνας και την παρακολούθησή της σε όλα τα στάδια της διεξαγωγής της. Την Καθηγήτρια Παρασκευή Αργυροπούλου-Πατάκα ευχαριστώ για τις εποικοδομητικές παρατηρήσεις της. Ευχαριστώ επίσης τον Ομότιμο Καθηγητή Δημήτριο Πατάκα για τις πολύτιμες γνώσεις που μου παρείχε συμβάλλοντας τα μέγιστα στην εξέλιξή μου στην ιατρική. Πολύτιμη συνεισφορά και συμβολή στην ολοκλήρωση της διατριβής είχε και ο Καθηγητής Παθολογίας Ηλονίδης Γεώργιος μέλος της επταμελούς με τις εποικοδομητικές παρατηρήσεις του, όπως και ο Καθηγητής Οφθαλμολογίας Γεωργιάδης-Στεφανίδης Νικόλαος με τις πολύτιμες παρεμβάσεις του. Ιδιαίτερες ευχαριστίες στον Επίκουρο Καθηγητή Ιωάννη Κιουμή μέλος της τριμελούς επιτροπής για τις καίριες παρατηρήσεις του, καθώς και στο Λέκτορα Πνευμονολογίας Διονύσιο Σπυράτο μέλος της επταμελούς για τη βοήθεια, καθοδήγηση, συμπαράσταση και το χρόνο που αφιέρωσε καθόλη τη διάρκεια της διατριβής. Θεωρώ ιδιαίτερη υποχρέωση να ευχαριστήσω τον Καθηγητή Κωνσταντίνο Ζαρογουλίδη που ως μέλος της επταμελούς αλλά και ως διευθυντής της Πανεπιστημιακής Πνευμονολογικής Κλινικής κατά το τελευταίο έτος, μου παρείχε κάθε δυνατή διευκόλυνση για την ολοκλήρωση του κλινικού μέρους της διατριβής Επίσης ευχαριστώ θερμά το Λέκτορα Βιομετρίας του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας Χρήστο Νάκα για τη βοήθεια του στην πολύπλοκη και δύσκολη στατιστική ανάλυση που εμπεριείχε η διατριβή. 13

14 Δε θα μπορούσα βέβαια να ξεχάσω τον τεχνικό του εργαστηρίου ελέγχου αναπνευστικής λειτουργίας κ. Νίκο Τσεκουριάδη που με τη μεγάλη εμπειρία του και την υπομονή του συνέβαλε τα μέγιστα στην ολοκλήρωση του κλινικού μέρους της διατριβής. Ευχαριστώ θερμά τον Επίκουρο Καθηγητή Πνευμονολογίας Θεόδωρο Κοντακιώτη, την Επίκουρη Καθηγήτρια Δέσποινα Παπακώστα και τη Λέκτορα Γεωργία Πίτσιου για την πολύτιμη βοήθεια και υποστήριξη κατά τη συλλογή των περιστατικών. Ευχαριστώ τη γραμματέα της Πανεπιστημιακής Πνευμονολογικής Κλινικής κ. Στέλλα Πανταζίδου, για τη βοήθεια στις γραφειοκρατικές ανάγκες της παρούσας διατριβής. Τέλος, είμαι ευγνώμων στην οικογένεια και τους φίλους μου για τη στήριξη, το ενδιαφέρον, τη συμπαράσταση και κυρίως την κατανόηση και την υπομονή τους κατά τη διάρκεια της διαδικασίας αυτής. 14

15 ΓΕΝΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 15

16 16

17 Ι)ΣΠΙΡΟΜΕΤΡΗΣΗ-ΕΛΕΓΧΟΣ ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΗΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ Α) ΟΡΙΣΜΟΣ Η σπιρομέτρηση είναι η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη εξέταση ελέγχου της αναπνευστικής λειτουργίας. Αποτελεί άριστο και εύχρηστο έμμεσο εκτιμητή των μηχανικών ιδιοτήτων του αναπνευστικού συστήματος. Είναι μια ιατρική πράξη η οποία μετράει τον όγκο του αέρα που εκπνέει ή εισπνέει ο εξεταζόμενος σε σχέση με το χρόνο ή μετρά τη μεταβολή του όγκου αυτού σε σχέση με το χρόνο (8). Το πρωτοπαθές μέγεθος που μετράται μπορεί να είναι ο όγκος ή η ροή αέρα. Παλαιότερα είχαμε μόνο την καταγραφή του όγκου προς τον χρόνο ενώ αργότερα και την καταγραφή της ροής προς τον όγκο. Είναι μια πολύ χρήσιμη εξέταση και τα αποτελέσματά της συνδέονται επαρκώς με τη νοσηρότητα και την επιβίωση των ασθενών, αφού έχει αποδειχθεί η προγνωστική αξία της FVC (δυναμικής ζωτικής χωρητικότητας) και του FEV 1 (δυναμικά εκπνεόμενου όγκου σε ένα δευτερόλεπτο) για νοσήματα του αναπνευστικού συστήματος και όχι μόνον αυτού. δυναμική ζωτική χωρητικότητα Η αξία της σπιρομέτρησης όσον αφορά την εκτίμηση της υγείας του αναπνευστικού συστήματος, είναι η ίδια όπως αυτή της αρτηριακής πίεσης όσον αφορά την υγεία του καρδιαγγειακού. Τα λαμβανόμενα δεδομένα επηρεάζουν σε μεγάλο βαθμό τις παρεμβάσεις αλλά και διάφορες θεωρήσεις σχετικά με την κατάσταση του εξεταζόμενου, τη φύση και σοβαρότητα της βλάβης ή το βαθμό απάντησης στη θεραπεία. Ο RV είναι ο μόνος από τους πνευμονικούς όγκους που δε μπορεί να μετρηθεί άμεσα με το σπιρόμετρο και υπολογίζεται έμμεσα με άλλες μεθόδους. Το ίδιο ισχύει και για τις στατικές χωρητικότητες. Η διαχυτική ικανότητα του πνεύμονα υπολογίζεται με διαφορετική εντελώς μεθοδολογία και αποτελεί μία επιπλέον εξέταση ελέγχου της αναπνευστικής λειτουργίας με συγκεκριμένες ενδείξεις. 17

18 Β) ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΑΝΑΔΡΟΜΗ Αποτελεί παλαιότατη γνώση, πως η ικανότητα πλήρωσης ενός περιέκτη (π.χ. μιας φούσκας) με τον εκπνεόμενο αέρα είναι στοιχείο μέτρησης της υγείας του αναπνευστικού. Η μέτρηση αυτή της υγείας εξετάζει και τις δυο φυσικές ποσότητες της αναπνευστικής κίνησης: με πόσο αέρα μπορεί να γεμίσει η φούσκα (όγκος) και πόσο γρήγορα (ροή). Μολονότι υπάρχουν πολλές ιστορικές μαρτυρίες για πρωτόγονες σπιρομετρήσεις από την αρχαιότητα, το πρώτο ειδικά κατασκευασμένο όργανο κάνει την εμφάνιση του στα μισά του 19 ου αιώνα στην Αγγλία. Πρόκειται για το σπιρόμετρο (το σπι με γιώτα) αφού προέρχεται από το λατινικό spiro = αναπνέω και όχι από την ελληνική λέξη σπείρα = ελατήριο εύλογη η σύγχυση μεταξύ των δύο όρων (9). Μετά την εφεύρεση του σπιρομέτρου το 1846 από τον John Hutchinson ή καλύτερα τη θεμελίωση της σπιρομέτρησης ως ένα σημαντικό εργαλείο στην κλινική πράξη από τον συγκεκριμένο ιατρό, το σπιρόμετρο έχει εξαπλωθεί και είναι σήμερα το όργανο εκλογής για τη μέτρηση της ζωτικής χωρητικότητας και των επιμέρους παραμέτρων της. Πρώτος λοιπόν ο John Hutchinson (10) έδειξε ότι η μέτρηση της ζωτικής χωρητικότητας (VC), την οποία μετρούσε με ένα αρχέγονο σπιρόμετρο που κατασκεύασε, ήταν πολύ πιο ευαίσθητος δείκτης για τη διάγνωση της φυματίωσης από ότι η ακρόαση πνευμόνων με στηθοσκόπιο (το οποίο είχε εφευρεθεί 30 έτη νωρίτερα). Αυτή η ανακάλυψη έγινε 50 χρόνια πριν την εισαγωγή της ακτινογραφίας στη διάγνωση της φυματιώσεως και 40 χρόνια πριν την ανακάλυψη από τον Robert Koch του μυκοβακτηριδίου της φυματίωσης (11). Αναφέρονται σποραδικές μετρήσεις της ζωτικής χωρητικότητας (VC), από το 18 ο αιώνα με πρωτόγονες συσκευές σπιρομέτρησης σε υγιείς ανθρώπους ενώ όπως αναφέραμε η πρώτη κλινική εφαρμογή ήταν στα μέσα του 19 ου αιώνα για την αναγνώριση ασθενών με φυματίωση. Από εκείνη τη στιγμή είχαμε πολύ μικρή χρησιμοποίηση της VC στην κλινική ιατρική πράξη τουλάχιστον μέχρι το δεύτερο μισό του 20 ου αιώνα. Τότε πρωτοπεριγράφηκε ο FEV 1 από δύο ανεξάρτητους ερευνητές [Tiffeneau and Pinelli στο Παρίσι (12) και Gaensler στις ΗΠΑ (13)] και έκτοτε είχαμε μια διεύρυνση των εφαρμογών της σπιρομέτρησης λόγω της αυξημένης διαγνωστικής ικανότητας του FEV 1. 18

19 Τα σπιρόμετρα γενικά μπορούν να διαχωριστούν σε 2 κατηγορίες: Σε αυτά που πρωταρχικώς μετρούν όγκο (υγρού και ξηρού τύπου) και σε αυτά που μετρούν τη ροή (με πνευμοταχογράφο) (14). Από την πρώτη κατηγορία το κλασικό υδατικό σπιρόμετρο (υγρού τύπου) αποτελεί πλέον μουσειακό είδος. Εντούτοις, οι λεπτομέρειες της κατασκευής του το καθιστούν πρότυπο ακρίβειας ειδικότερα για παραμέτρους όπως η FVC και ο FEV 1. Είναι απλό, κατανοητό (ιδανικό για διδασκαλία όσον αφορά το μηχανισμό λειτουργίας του), δεν απαιτούνται ηλεκτρονικά κυκλώματα για τη λειτουργία του και μπορεί κανείς να έχει απευθείας άποψη των μετρούμενων τιμών. Βέβαια τέτοιου είδους συσκευές δεν παράγονται πλέον, έχουν ένα περιορισμένο αριθμό άμεσα υπολογιζόμενων παραμέτρων (ο υπολογισμός περισσοτέρων παραμέτρων απαιτεί πολύπλοκες αριθμητικές πράξεις) και μπορεί να υπάρχουν τεχνικά προβλήματα που να οδηγούν στην υπερεκτίμηση των υπολογιζόμενων όγκων. Η ιστορική περιγραφή των σπιρομέτρων δεν μπορεί να αγνοήσει μερικούς τύπους μη υδατικών (ξηρών) σπιρομέτρων με ικανότητα καταγραφής του εισπνευστικού και εκπνευστικού όγκου ή μόνο του εκπνευστικού. Πρόκειται για απλούστερα σπιρόμετρα που μπορούσαν όμως να διαθέτουν την ικανότητα μετατροπής του μηχανικού σήματος σε ηλεκτρικό-ηλεκτρονικό και παρείχαν κατά συνέπεια τη δυνατότητα προβολής του σήματος του όγκου σε οθόνη παλμογράφου ή προσωπικού υπολογιστή. Σε αυτή την κατηγορία σπιρομέτρων η ροή υπολογίζεται ως χρονική παράμετρος του λαμβανόμενου σήματος όγκου εισπνεόμενου ή εκπνεόμενου αέρα. Στη δεύτερη κατηγορία ανήκουν τα σπιρόμετρα με πνευμοταχογράφο. Η εφεύρεση του πνευμοταχογράφου υπήρξε ίσως το σημαντικότερο βήμα στην εξέλιξη των οργάνων λειτουργικού ελέγχου της αναπνοής. Πρόκειται για όργανο άμεσης μέτρησης της ροής που η αρχή λειτουργίας του βασίζεται στην πτώση πίεσης που αναπτύσσεται κατά μήκος ενός σωλήνα με ελάχιστη αντίσταση. Αυτή η πτώση πίεσης διαιρούμενη με την αντίσταση του πνευμοταχογράφου μας δίνει την υπάρχουσα ροή, η οποία μπορεί να μετατραπεί σε όγκο με την ενσωμάτωση της χρονικής παραμέτρου. Για την μέτρηση της ικανότητας διάχυσης των πνευμόνων πρώτος ο Krogh το 1910 επινόησε τη μέθοδο της απλής αναπνοής (single breath), η οποία χρησιμοποιείται μέχρι και σήμερα όσον αφορά τη φιλοσοφία της, με μόνες αλλαγές τον πιο σύγχρονο τεχνικό εξοπλισμό των εργαστηρίων. 19

20 Γ) ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΕΛΕΓΧΟΥ ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΗΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΣΗΜΕΡΑ Στην τελευταία κατηγορία ανήκουν και τα σύγχρονα σπιρόμετρα, που είναι ουσιαστικά υπερβατικά όργανα και που εφοδιασμένα με τον απαραίτητο αισθητήρα ροής (πνευμοταχογράφο), συγκροτούνται πλήρως με τη βοήθεια προσωπικού υπολογιστή και ενός απλού αναλογοψηφιακού μετατροπέα. Με τη βοήθεια του αναγκαίου λογισμικού, ο ηλεκτρονικός υπολογιστής μετατρέπεται σε πλήρες εύχρηστο σπιρόμετρο φορητό ή επιτραπέζιο με πολλαπλές δυνατότητες υπολογισμού όλων των δεικτών στατικής και δυναμικής σπιρομετρίας, επαναλαμβανόμενων αποταμιευμένων και συγκρινόμενων μετρήσεων μεγάλου πλήθους εξεταζόμενων. Αυτή η κατηγορία σπιρομέτρων είναι σήμερα ευρέως διαδεδομένη και χρησιμοποιείται είτε στα αναπνευστικά εργαστήρια των νοσοκομείων είτε στα ιατρεία πρωτοβάθμιας περίθαλψης. Με τον πνευμοταχογράφο που διαθέτουν υπολογίζεται η ροή η οποία και μετατρέπεται σε όγκο με την ενσωμάτωση της χρονικής παραμέτρου. Μερικά από τα πλεονεκτήματα των σύγχρονων σπιρομέτρων είναι ότι διαθέτουν υπολογιστή είναι απλά και στην πλειοψηφία τους παρέχουν άμεσα αποτελέσματα χωρίς την ανάγκη πραγματοποίησης υπολογισμών από την πλευρά του ιατρού. Επιπλέον, επιτρέπουν μετρήσεις με την καμπύλη όγκου-χρόνου (απλή σπιρομέτρηση) και με την καμπύλη ροής-όγκου (η τελευταία έχει καλύτερη ευαισθησία). Τα πλέον σύγχρονα μάλιστα δίνουν πληροφορίες στον τεχνικό σχετικά με το αν πληρούνται οι προϋποθέσεις μιας αποδεκτής σπιρομέτρησης σύμφωνα με τα ERS/ATS κριτήρια (8) πράγμα που θεωρείται επιθυμητό από την ERS όσον αφορά τα χαρακτηριστικά ενός σπιρομέτρου. Πολλά επίσης δίνουν και μια εκτίμηση επί των αποτελεσμάτων (interpretation), στην οποία όμως σε καμιά περίπτωση δε θα πρέπει να στηρίζεται ο ιατρός για την εξαγωγή ασφαλών συμπερασμάτων. Σπιρόμετρα με δυνατότητες ελέγχου των συγκεντρώσεων οξυγόνου, μονοξειδίου του άνθρακα, αζώτου και ηλίου στο κλειστό κύκλωμα καθώς και με δυνατότητα μονής κατεύθυνσης ροής αέρα χρησιμοποιούνται για μελέτες παραμέτρων οι οποίες απαιτούν περισσότερο χρόνο για την εκτέλεση των δοκιμασιών. Με τέτοιου είδους εξοπλισμό και με τη χρησιμοποίηση κατάλληλων τεχνικών και μεθόδων υπολογίζονται οι χωρητικότητες και η διαχυτική ικανότητα των πνευμόνων. 20

21 Σήμερα υπάρχει μεγάλη ποικιλία σπιρομέτρων που κυκλοφορούν στο εμπόριο. Από φθηνές και εύκολες στη χρήση συσκευές που συνήθως συναντώνται στα πρωτοβάθμια κέντρα υγείας και υπολογίζουν μόνο τις βασικές παραμέτρους PEF (μέγιστη εκπνευστική ροή), FVC και FEV 1, μέχρι ακριβά και πολύπλοκα μεγάλα σπιρόμετρα που υπάρχουν στα αναπνευστικά εργαστήρια των τριτοβάθμιων νοσοκομείων και υπολογίζουν όλους τους πνευμονικούς όγκους και χωρητικότητες αλλά και τη διαχυτική ικανότητα των πνευμόνων. Εξαιτίας της προόδου της τεχνολογίας, το λογισμικό των υπολογιστών έχει κάνει αλματώδεις προόδους παρέχοντας επιπλέον πολύπλοκες σπιρομετρικές παραμέτρους, μπερδεύοντας και αποπροσανατολίζοντας τους μη ειδικούς και αποσπώντας την προσοχή τους από τις πιο σημαντικές παραμέτρους και πληροφορίες. Το πόρισμα μιας σπιρομέτρησης θα πρέπει να περιέχει σχόλιο για την ποιότητα της εξέτασης. Μη αποδεκτές σπιρομετρήσεις μπορεί να περιλαμβάνουν χρήσιμες πληροφορίες για τον ασθενή. Από την άλλη, αν δε ληφθούν υπόψη τα ποιοτικά στοιχεία μιας σπιρομέτρησης και στηριχθεί κάποιος μόνο στα αριθμητικά αποτελέσματα της εκτίμησης που δίνει ο ηλεκτρονικός υπολογιστής, ενδέχεται να οδηγηθεί σε σημαντικά σφάλματα που θα αποπροσανατολίσουν τη διάγνωση (10). Δ) ΕΝΔΕΙΞΕΙΣ ΚΑΙ ΧΡΗΣΙΜΟΤΗΤΑ ΤΗΣ ΣΠΙΡΟΜΕΤΡΗΣΗΣ Οι ενδείξεις της σπιρομέτρησης (4) σύμφωνα με την ATS χωρίζονται στις εξής κατηγορίες: 1) Διαγνωστικές Για την αξιολόγηση συμπτωμάτων: δύσπνοια, συριγμός, ορθόπνοια, βήχας, παραγωγή πτυέλων, θωρακικού πόνου σημείων: ελαττωμένοι αναπνευστικοί ήχοι, υπερδιάταση, παράταση εκπνοής, κυάνωση, θωρακικές ανωμαλίες, ανεξήγητοι τρίζοντες παθολογικών εργαστηριακών ευρημάτων: υποξαιμία, υπερκαπνία, πολυερυθραιμία, παθολογικές ακτινογραφίες θώρακα Για την εκτίμηση της επίδρασης της νόσου στην πνευμονική λειτουργία 21

22 Για το διαχωρισμό ατόμων σε κίνδυνο να έχουν πνευμονική νόσο Καπνιστές Άτομα με έκθεση σε επικίνδυνες ουσίες Για την εκτίμηση προεγχειρητικού κινδύνου Για την εκτίμηση της πρόγνωσης (π.χ. μετά από μεταμόσχευση πνεύμονα) 2) Παρακολούθηση Για την εκτίμηση θεραπευτικών παρεμβάσεων θεραπεία με βρογχοδιασταλτικά θεραπεία με στεροειδή σε άσθμα και σε διάμεσα νοσήματα κ.λπ. αντιμετώπιση συμφορητικής καρδιακής ανεπάρκειας άλλες (αντιβιοτικά στην κυστική ίνωση) Για την περιγραφή επίδρασης των νόσων στην πνευμονική λειτουργία πνευμονικά νοσήματα αποφρακτικές πνευμονοπάθειες διάμεσα νοσήματα κυστικές νόσοι καρδιακά νοσήματα συμφορητική καρδιακή ανεπάρκεια νευρομυικά νοσήματα σύνδρομο Guillain-Barré Για παρακολούθηση ατόμων σε εργασίες με έκθεση σε τοξικές ουσίες Για παρακολούθηση ανεπιθύμητων ενεργειών φαρμάκων με γνωστή τοξικότητα στους πνεύμονες 3) Εκτίμηση αναπηρίας-ανικανότητας Για εκτίμηση κινδύνων ως μέρος ασφαλιστικής κάλυψης Για εκτίμηση ατόμων για νομικούς λόγους, λόγους κοινωνικής ασφάλισης ή άλλων κυβερνητικών προγραμμάτων αποζημίωσης 4) Δημόσια υγεία Επιδημιολογικές μελέτες Σύγκριση του επιπέδου υγείας πληθυσμών που ζουν σε διαφορετικό περιβάλλον Εγκυρότητα υποκειμενικών ενοχλήσεων σε εργασιακά περιβάλλοντα Διαμόρφωση τιμών αναφοράς 22

23 Είναι γνωστό ότι η FVC και ο FEV 1 χρησιμοποιούνται γενικά για την εκτίμηση της ικανότητας εργασίας και τη βαθμολόγηση του ποσοστού βλάβης συνεπεία έκθεσης σε διάφορες ουσίες στον εργασιακό χώρο (15,16). Το επίπεδο πνευμονικής λειτουργίας σχετίζεται με τη νοσηρότητα υπό την έννοια ότι έχουν περισσότερα αναπνευστικά συμπτώματα όσοι έχουν χαμηλότερη αναπνευστική λειτουργία (17). Επιπλέον το επίπεδο πνευμονικής λειτουργίας σχετίζεται με τη νοσηρότητα και τη θνητότητα εξαιτίας είτε καρδιακής είτε πνευμονικής νόσου (18,19) ακόμη και σε άτομα που δεν κάπνισαν ποτέ (20). Ένας χαμηλός FEV 1 εμπεριέχει 4 με 5 φορές μεγαλύτερο κίνδυνο για θάνατο από καρκίνο του πνεύμονα (18,19) ενώ χαμηλός FEV 1 και δείκτης Tiffeneau (FEV 1 /VC) είναι ανεξάρτητοι προγνωστικοί παράγοντες θνητότητας από κάθε πνευμονικό νόσημα (20,21,22). Σε σύγκριση με αυτούς που o FEV 1 τους είναι εντός των ορίων μιας τυπικής απόκλισης (SD) από το μέσο όρο, αυτοί που έχουν FEV 1 μικρότερη από 2 τυπικές αποκλίσεις (2SD) από το μέσο όρο έχουν 12 φορές μεγαλύτερη πιθανότητα θνητότητας λόγω ΧΑΠ (χρόνιας αποφρακτικής πνευμονοπάθειας), 10πλάσια πιθανότητα θανάτου από μη νεοπλασματική πνευμονική νόσο και 2πλάσια πιθανότητα θανάτου από αγγειακή νόσο σε μια περίοδο παρακολούθησης 20 ετών (23). Όπως φαίνεται από τα παραπάνω η σπιρομέτρηση είναι μία εξέταση η οποία άντεξε στη φθορά του χρόνου αλλά η αξία της αναγνωρίζεται συχνά μόνο από τους ειδικούς και υποεκτιμάται από ιατρούς άλλων ειδικοτήτων οι οποίοι στην πλειονότητά τους δεν γνωρίζουν πώς να την αξιοποιήσουν. Ε) ΜΕΤΡΟΥΜΕΝΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ Κατά τη διάρκεια μιας σπιρομέτρησης μετρούνται οι δυναμικοί όγκοι και ροές. Οι στατικοί όγκοι και χωρητικότητες (εικόνα 1) μπορούν να υπολογιστούν με τις μεθόδους αραίωσης του He (ηλίου) ή Ν 2 (αζώτου), με τη πληθυσμογραφική μέθοδο ή με ακτινογραφικές μεθόδους, ενώ η διαχυτική ικανότητα του πνεύμονα με μεθόδους όπου χρησιμοποιείται το CO (μονοξείδιο του άνθρακα). 23

24 1) Στατικοί όγκοι-χωρητικότητες VC (Vital Capacity) Ζωτική χωρητικότητα Η μεγαλύτερη ποσότητα αέρα την οποία μπορεί να εκπνεύσει ένα άτομο μετά από μια βαθιά εισπνοή. ERV (Expiratory Reserve Volume) Εκπνευστικός Εφεδρικός όγκος Ο όγκος αέρα που μπορεί να εκπνεύσει το άτομο πέρα από το επίπεδο της ήρεμης εκπνοής. IC (Inspiratory Capacity) Εισπνευστική χωρητικότητα Ο όγκος αέρα ο οποίος μπορεί να εισπνευσθεί με βαθιά εισπνοή από το επίπεδο της ήρεμης εκπνοής. VT (Tidal Volume) Αναπνεόμενος όγκος Ο όγκος αέρα που εισπνέεται ή εκπνέεται κατά τη διάρκεια ενός αναπνευστικού κύκλου. FRC (Functional Residual Capacity) Λειτουργική υπολειπόμενη χωρητικότητα Ο όγκος αέρα που παραμένει στους πνεύμονες στο τέλος μιας ήπιας εκπνοής. RV (Residual Volume) Υπολειπόμενος όγκος Ο όγκος αέρα παραμένει στους πνεύμονες στο τέλος μιας πλήρους εκπνοής. TLC (Total Lung Capacity) Ολική πνευμονική χωρητικότητα Ο όγκος αέρα στους πνεύμονες στο τέλος μιας πλήρους εισπνοής. 2) Όγκοι δυναμικής εκπνοής FVC (Forced Vital Capacity) Δυναμική ζωτική χωρητικότητα Μετά από μία μέγιστη εισπνοή ο όγκος του αέρα που εκπνέεται με τη μεγαλύτερη δυνατή ταχύτητα και δύναμη έτσι ώστε ο ασθενής να μείνει μόνο με τον υπολειπόμενο όγκο αέρα (RV) στους πνεύμονες του ονομάζεται FVC. 24

25 FEV 1 (Forced Expiratory Volume in one second) Δυναμικά εκπνεόμενος όγκος σε ένα δευτερόλεπτο Ο όγκος αέρα που εκπνέεται στο πρώτο δευτερόλεπτο κατά τη διάρκεια μιας δυναμικής εκπνοής που αρχίζει από τη θέση μέγιστης εισπνοής. Tiffeneau index: FEV 1 /VC Δείκτης Tiffeneau Ο λόγος του FEV 1 προς τη VC (ζωτική χωρητικότητα) μας δίνει ένα πιο ευαίσθητο δείκτη της απόφραξης αεραγωγών. MMEF, FEF (Maximal Mid-Expiratory Flow) Μέγιστη μεσοεκπνευστική ροή Είναι η μέση ροή μεταξύ του 25% και 75% της δυναμικής ζωτικής χωρητικότητας (FVC). PEF (Peak Expiratory Flow) Μέγιστη εκπνευστική ροή Είναι η μέγιστη ροή κατά τη διάρκεια μιας μέγιστης δυνατής εκπνευστικής προσπάθειας. MVV (Maximal Voluntary Ventilation) Μέγιστος βουλητικός αερισμός Ο όγκος του αέρα που εκπνέεται σε 1 λεπτό κατά τη διάρκεια μέγιστης προσπάθειας βουλητικού αερισμού. Εικόνα 1: Πνευμονικοί όγκοι και χωρητικότητες 25

26 3) Διαχυτική ικανότητα CO (μονοξείδιο του άνθρακα) DLCO (Diffusing Capacity of Carbon Monoxide) Συντελεστής διάχυσης μονοξειδίου του άνθρακα Η διαχυτική ικανότητα για το CO δείκτης της ακεραιότητας της κυψελιδοτριχοειδικής μεμβράνης. KCO= DLCO/V (Σταθερά διαχύσεως) Ο ρυθμός πρόσληψης του CO ανά λίτρο δραστικού κυψελιδικού όγκου. ΣΤ) ΠΡΟΤΥΠΟΠΟΙΗΣΗ ΤΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΕΛΕΓΧΟΥ ΤΗΣ ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΗΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ Η πρώτη προσπάθεια προτυποποίησης της σπιρομέτρησης έγινε στο Snowbird της Utah το 1979 από την ομάδα εργασίας της ATS που κατέληξε σε μια πρώτη επίσημη ανακοίνωση που αφορούσε τη σπιρομέτρηση (24). Έκτοτε αυτή ανανεώθηκε το 1987 (25,26) και αργότερα το 1991 (27) και το 1994 (28,29). Παρόμοια πρωτοβουλία πήρε το 1983 (30) και η τότε υπάρχουσα Ευρωπαϊκή Πνευμονολογική Εταιρία ECSC (European Community of Steel and Coal) που εξέδωσε τη δική της πρόταση η οποία και ανανεώθηκε το 1993 (3) καταλήγοντας στην επίσημη πρόταση της μετέπειτα δημιουγηθείσας ERS. Οι δύο επίσημες εκφράσεις της προτυποποίησης της σπιρομέτρησης ελάχιστα διέφεραν μεταξύ τους οπότε και αποφασίσθηκε να εκδοθεί μια νεότερη κοινή πρόταση για τις δύο εταιρίες Αμερικανική και Ευρωπαϊκή που να περιλαμβάνει και όλα τα νεότερα δεδομένα (5,8,31,32,33). Η κοινή αυτή πρόταση των ATS και ERS η οποία δημοσιεύθηκε σε 5 συνεχή τεύχη της ERJ (European Respiratory Journal - Ευρωπαϊκής Πνευμονολογικής εφημερίδας)(5,8,31,32,33), περιλαμβάνει διευκρινήσεις και τοποθετήσεις των επιστημονικών εταιριών όσον αφορά: 1. Οδηγίες για τις ενδείξεις και αντενδείξεις της σπιρομέτρησης, την καταγραφή απαραίτητων στοιχείων του εξεταζόμενου, τις λεπτομέρειες για το εργαστήριο, την υγιεινή, τους υπεύθυνους τεχνικούς και τις τιμές αναφοράς των μετρήσεων (5) 26

27 2. Λεπτομέρειες και τεχνικές οδηγίες για τη διενέργεια της δοκιμασίας με την καμπύλη ροής-όγκου, τη μέγιστη εκπνεόμενη ροή, το μέγιστο βουλητικό αερισμό (8) 3. Ορισμούς πνευμονικών όγκων και χωρητικοτήτων και οδηγίες για τον υπολογισμό τους χρησιμοποιώντας διάφορες μεθόδους (31) 4. Οδηγίες για τον προσδιορισμό της διαχυτικής ικανότητας των πνευμόνων με τη μέθοδο της μιας αναπνοής CO (single breath CO uptake) (32) 5. Την επιλογή τιμών αναφοράς, το χαρακτηρισμό των μετρήσεων ως παθολογικές, το σχολιασμό της εξέτασης και την κατάταξη ανάλογα με τη σοβαρότητα (33). Ζ) ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΤΩΝ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ Προφανής είναι η αναγκαιότητα της δημιουργίας πινάκων ή εξισώσεων προβλεπόμενων τιμών, για τις εξετάσεις ελέγχου αναπνευστικής λειτουργίας. Με τη χρήση των προβλεπόμενων τιμών, οι εξετάσεις ελέγχου αναπνευστικής λειτουργίας παρέχουν ικανοποιητικότερη και ακριβέστερη βοήθεια τόσο στην καθημερινή κλινική πράξη, όσο και σε επιδημιολογικές έρευνες. Οι μετρήσεις που γίνονται συγκρίνονται με τις προβλεπόμενες, δηλαδή με εκείνες του μέσου ιδεατού υγιούς με το ίδιο φύλο, ηλικία και σωματική διάπλαση ατόμου. Από τη σύγκριση αυτή βγαίνουν τα συμπεράσματα για την κατάσταση της αναπνευστικής λειτουργίας του εξεταζόμενου. Η ερμηνευτική ικανότητα των εξετάσεων αναπνευστικής λειτουργίας και η ευαισθησία τους στην ανίχνευση πρώιμων διαταραχών της αναπνευστικής λειτουργίας, εξαρτώνται απόλυτα από το βαθμό στον οποίο οι προβλεπόμενες τιμές είναι ακριβείς, δηλαδή αποτυπώνουν αντικειμενικά τη μέση «φυσιολογική» κατάσταση, που επικρατεί στον πληθυσμό στον οποίο ανήκει ο εξεταζόμενος. Τα λαμβανόμενα δεδομένα επηρεάζουν σε μεγάλο βαθμό τις παρεμβάσεις και διάφορες θεωρήσεις σχετικά με την κατάσταση του εξεταζομένου, τη φύση της βλάβης, τη σοβαρότητά της ή το βαθμό απάντησης στη θεραπεία. Για παράδειγμα, μια μετρούμενη τιμή εκτός φυσιολογικών ορίων δεν είναι διαγνωστική συγκεκριμένης νόσου διότι πολλές νόσοι μπορούν να προκαλέσουν παθολογικές τιμές πνευμονικών όγκων. Θα μπορούσε όμως να έχει μεγαλύτερη αξία εφόσον χρησιμοποιείτο για την παρακολούθηση κάποιου ασθενή και τη σύγκριση των τιμών του ιδίου σε κάποια 27

28 παρόξυνση της νόσου του ή κατόπιν κάποιας δοκιμασίας ή και θεραπευτικής παρέμβασης. Για την ερμηνεία των αποτελεσμάτων της σπιρομέτρησης και της διάχυσης και τον προσδιορισμό των φυσιολογικών ορίων για τα υγιή άτομα η ATS προτείνει τη χρησιμοποίηση από τα κατά τόπους σπιρομετρικά εργαστήρια εξισώσεων και τιμών αναφοράς που να ταιριάζουν στον πληθυσμό που συνήθως εξετάζεται στο συγκεκριμένο εργαστήριο (2). Οι εξισώσεις αυτές θα πρέπει να βασίζονται σε σπιρομετρήσεις «φυσιολογικών ατόμων» που να πληρούν τις συστάσεις των ATS/ERS. [Σημειώνεται ότι για τους Έλληνες δεν υπάρχουν τιμές αναφοράς σπιρομετρικών δεικτών και διάχυσης]. Η επιλογή των κατάλληλων σπιρομετρικών τιμών αναφοράς για την οποία υπεύθυνος είναι ο εκάστοτε διευθυντής του εργαστηρίου καθορίζεται με λεπτομέρειες από δημοσιευμένες κατευθυντήριες οδηγίες των ERS και ATS (5,2,34). Είναι σημαντικό να γίνει επιλογή τιμών αναφοράς από μελέτες που να έχουν γίνει με ανάλογο εξοπλισμό (ίδιου τύπου σπιρόμετρα) και να αναφέρονται σε ίδιες φυλετικές-εθνικές ομάδες καθώς επίσης και εύρος ύψους και ηλικιών που να ανταποκρίνονται στον εξεταζόμενο πληθυσμό. Επίσης είναι σημαντικό όλες οι σπιρομετρικές παράμετροι να προέρχονται από την ίδια πηγή σπιρομετρικών εξισώσεων. Δεν είναι ορθό για παράδειγμα FVC και FEV 1 να προέρχονται από μία πηγή τιμών αναφοράς, διαφορετική από αυτήν από την οποία προέρχεται ο FEV 1 /VC. Η επιλογή των εξισώσεων αναφοράς δεν θα πρέπει να αφήνεται στους κατασκευαστές των σπιρομέτρων και να είναι υποχρεωτικά μεταξύ των προτεινόμενων από αυτούς τιμών. Το λογισμικό των σπιρομέτρων θα πρέπει να μπορεί να αναβαθμίζεται με την ενσωμάτωση νέων τιμών αναφοράς που πιθανώς να έχουν καλύτερη εφαρμογή και να αντιπροσωπεύουν καλύτερα τον εξεταζόμενο πληθυσμό. 28

29 ΙΙ) ΤΙΜΕΣ ΑΝΑΦΟΡΑΣ Α) ΟΡΙΣΜΟΣ-ΧΡΗΣΙΜΟΤΗΤΑ Η ερμηνεία κάθε εργαστηριακής εξέτασης γίνεται μέσω σύγκρισης του αποτελέσματος με το «εύρος αναφοράς», που συχνά καλείται «φυσιολογικές τιμές». Οι τιμές αυτές που θεωρούνται φυσιολογικές μπορεί να είναι διαφορετικές για διαφορετικές ομάδες πληθυσμού ή να εξαρτώνται από ιδιαίτερα χαρακτηριστικά των ασθενών. Τα όρια τους προκύπτουν μετά από μελέτη γενικού πληθυσμού ο οποίος θεωρείται υγιής ως προς το χαρακτηριστικό για το οποίο και εξετάζεται. Όπως και για όλες τις ιατρικές εξετάσεις έτσι και για την αξιόπιστη αξιολόγηση των αποτελεσμάτων των δοκιμασιών της αναπνευστικής λειτουργίας απαιτείται η διαθεσιμότητα των κατάλληλων τιμών αναφοράς που θα βοηθήσουν στο χαρακτηρισμό των λαμβανομένων εξετάσεων ως παθολογικών ή φυσιολογικών. Β) ΠΟΙΕΣ ΤΙΜΕΣ ΑΝΑΦΟΡΑΣ ΠΡΟΤΕΙΝΟΝΤΑΙ ΚΑΙ ΠΟΙΕΣ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΟΥΝΤΑΙ Παρά τον αυξημένο όγκο συνεχώς νέο-δημοσιευόμενων τιμών αναφοράς για σπιρομετρικές παραμέτρους σε διάφορες εθνότητες και πληθυσμούς, πολύ λίγες είναι αυτές που έχουν υιοθετηθεί από τις διάφορες πνευμονολογικές εταιρίες και συνιστώνται ώστε να χρησιμοποιούνται από τα πνευμονολογικά εργαστήρια (35). Σε μία μελέτη το 1990 στην οποία πήραν μέρος 139 σπιρομετρικά κέντρα σε όλη την επικράτεια των Ηνωμένων Πολιτειών διαπιστώθηκε ότι χρησιμοποιήθηκαν σε περισσότερα από 2 κέντρα, 6 μόνο διαφορετικές πηγές εξισώσεων αναφοράς όσον αφορά FVC, FEV 1, FEV 1 /FVC και FEF 25-75, 5 διαφορετικές όσον αφορά πνευμονικούς όγκους και χωρητικότητες και 8 διαφορετικές όσον αφορά τη διάχυση (36). Στους παρακάτω πίνακες 1, 2 και 3 φαίνονται οι εξισώσεις που χρησιμοποιήθηκαν σε κάθε περίπτωση. 29

30 ΠΙΝΑΚΑΣ 1 Πηγές χρησιμοποιούμενων τιμών αναφοράς από διάφορα πνευμονολογικά εργαστήρια της Αμερικής όσον αφορά δυναμικά εκπνεόμενους όγκους και ροές FVC or VC FEV 1 FEV1/FVC FEF M F M F M F M F Morris et al (37,38) Crapo et al (39) Knudson et al (40) Kory et al (41) 7 8 Kory et al (42) 7 8 Cherniak and Rabe (43) Miller at al (44) Other studies ΠΙΝΑΚΑΣ 2 Πηγές χρησιμοποιούμενων τιμών αναφοράς από διάφορα πνευμονολογικά εργαστήρια της Αμερικής όσον αφορά πνευμονικούς όγκους και χωρητικότητες TLC RV FRC M F M F M F Goldman and Becklake (45) Crapo et al (46) Boren et al (47) Bates et al (48) Quanjer (2) Other studies

31 ΠΙΝΑΚΑΣ 3 Πηγές χρησιμοποιούμενων τιμών αναφοράς από διάφορα πνευμονολογικά εργαστήρια της Αμερικής όσον αφορά την ικανότητα διάχυσης CO M F Burrows et al (49) Crapo et al (6) Miller et al (50) Gaensler and Wright (51) Cotes (52) Bates et al (48) 3 2 Salorinne (53) 3 3 McGrath and Thompson (54) 1 2 Other studies Από την επεξεργασία των παραπάνω πινάκων φαίνεται ότι τα σπιρομετρικά εργαστήρια στην Αμερική χρησιμοποιούν τιμές αναφοράς που προκύπτουν από μελέτες σε υγιείς πληθυσμούς από το 1959 έως και το 1983, με όλα όσα μειονεκτήματα αυτό συνεπάγεται όσον αφορά την εγκυρότητα των μεθόδων και την τεχνολογία των μηχανημάτων που χρησιμοποιήθηκαν. Δεν υπάρχει δημοσιευμένη τα τελευταία 15 χρόνια αντίστοιχη μελέτη που να μας δείχνει ποιες τιμές αναφοράς χρησιμοποιούν τα σπιρομετρικά κέντρα σε Ευρώπη και Αμερική. Ενώ υπάρχουν αρκετά νέα δεδομένα παγκοσμίως όσον αφορά φυσιολογικές τιμές FEV 1 και FVC ελάχιστες μελέτες περιλαμβάνουν τιμές TLC, FRC, RV και ακόμη λιγότερες δείκτη διάχυσης. Στην Ελλάδα δεν υπάρχει ολοκληρωμένη μελέτη που να περιλαμβάνει όλες τις παραπάνω αναφερθείσες παραμέτρους ενώ όσον αφορά τη διάχυση η πλέον σύγχρονη μελέτη που χρησιμοποιείται είναι του Knudson (7) και χρονολογείται από το Για τα Ελληνικά δεδομένα υπάρχουν, μια παλιά μελέτη από τον Pournaras et al (55) 31

32 που μετρούσε μόνο FVC και FEV 1 σε μικρό πληθυσμό (50 άτομα), τρεις μελέτες σε παιδιά (56,57,58) και μία σε ενήλικες άνω των 60 ετών σε δείγμα 71 ατόμων (59). Η ERS δεν προτείνει συγκεκριμένη πηγή τιμών αναφοράς μολονότι τα περισσότερα εργαστήρια αναπνευστικής λειτουργίας στην Ευρώπη αλλά και στην Ελλάδα χρησιμοποιούν τις προτεινόμενες φυσιολογικές τιμές της ECSC (3,10), ενώ κάποια άλλα τις τιμές των Knudson et al. (7,40). Η ATS προτείνει τη χρησιμοποίηση τιμών αναφοράς της NHANES III (National Health And Nutrition Survey) για την εκτίμηση σπιρομετρικών αποτελεσμάτων (60). H B.T.S. (British Thoracic Society- Βρετανική Πνευμονολογική Εταιρεία) προτείνει τις εξισώσεις της ECSC για τους ενήλικες ενώ για τα παιδιά <18 ετών αυτές του Rosenthal et al.(61). Η Αυστραλία, η Νέα Ζηλανδία και οι Ασιατικές χώρες του Ειρηνικού δε συνιστούν στα εργαστήρια αναπνευστικής λειτουργίας κάποιες ιδιαίτερες τιμές αναφοράς, αλλά αντιθέτως τα επιτρέπουν να επιλέξουν από μόνα τους τις τιμές που εκφράζουν καλύτερα τον πληθυσμό που αντιπροσωπεύουν. Βέβαια θα πρέπει να έχουμε πάντα υπ όψη, ότι ακόμη και αν οι κατάλληλες τιμές αναφοράς είναι διαθέσιμες, προβλήματα μπορεί να υπάρξουν αν το εργαστήριο δεν πληροί τον ποιοτικό τεχνολογικό εξοπλισμό και μεθοδολογία που χρησιμοποιήθηκαν για την κατασκευή των εξισώσεων αναφοράς. Παρά τη μεγάλη σημασία των τιμών αναφοράς για τη σύγκριση των λαμβανόμενων από μια εξέταση τιμών όσον αφορά το χαρακτηρισμό τους ως φυσιολογικές ή παθολογικές, πολλοί χρήστες των σπιρομέτρων δεν γνωρίζουν ποιες εξισώσεις αναφοράς χρησιμοποιούνται και συνήθως βασίζονται σε αυτές που έχουν προεπιλεγεί από τον κατασκευαστή. Μολονότι τελευταία όλο και περισσότερο αναγνωρίζεται η ανάγκη να φαίνεται η πηγή των τιμών αναφοράς μαζί με τα υπόλοιπα στοιχεία της σπιρομέτρησης, στην πράξη αυτή η τακτική δεν εφαρμόζεται πολύ συχνά και από τους χρήστες αλλά και από τους κατασκευαστές των σπιρομέτρων. Σε μια μελέτη όπου ρωτήθηκαν 16 κατασκευαστές σπιρομέτρων σχετικά με τις εξισώσεις αναφοράς που προτείνουν στους χρήστες (35), και παρά το μεγάλο όγκο των τελευταία δημοσιευμένων τιμών αναφοράς, ο αριθμός των πηγών προέλευσης των εξισώσεων αυτών ήταν εξαιρετικά μικρός, ενώ μικρός ήταν και ο αριθμός των σπιρομέτρων που είχαν τη δυνατότητα ενσωμάτωσης στο λογισμικό τους νέων τιμών αναφοράς. Η πλειονότητα των συστημάτων έδινε τη δυνατότητα επιλογής στους χρήστες μεταξύ τιμών αναφοράς για ενήλικες και για παιδιά όπως επίσης και μεταξύ Καυκάσιων και μη Καυκάσιων, αλλά πολύ λίγα έδιναν προειδοποιήσεις ώστε να 32

33 αποφεύγεται η γενίκευση και η χρησιμοποίηση τους εκτός των ορίων ηλικίας και ύψους από τα οποία έχουν προέλθει. Για μία ακόμη φορά φαίνεται ότι οι προτεινόμενες από τους κατασκευαστές εξισώσεις δημιουργήθηκαν στη συντριπτική τους πλειοψηφία πριν χρόνια. Η εξέλιξη των διεθνών standards τις 2 τελευταίες δεκαετίες με συνέπεια τις αλλαγές στον τεχνολογικό εξοπλισμό, στο λογισμικό και στις τεχνικές μέτρησης σε συνδυασμό με τις αλλαγές στα ανθρωπολογικά χαρακτηριστικά των πληθυσμών και με την ανάπτυξη νέων στατιστικών μοντέλων, έχουν κάνει αυτές τις εξισώσεις αναφοράς να φαίνονται απαρχαιωμένες και όχι πλέον οι κατάλληλες. Παρακάτω παρατίθενται πίνακες (4-6) με τις περισσότερο αξιόπιστες και περισσότερο χρησιμοποιούμενες εξισώσεις αναφοράς οι οποίες εκδόθηκαν μέχρι το 1992 και περιλαμβάνουν τον αριθμό ανδρών και γυναικών που συμμετείχαν καθώς και το εύρος ηλικιών τους ξεχωριστά για δυναμικά εκπνεόμενους όγκους FEV 1 και FVC, για τη διάχυση μονοξειδίου του άνθρακα και για πνευμονικούς όγκους και χωρητικότητες. ΠΙΝΑΚΑΣ 4 Εξισώσεις αναφοράς για FEV 1 και FVC, εύρος ηλικιών, αριθμός και φύλο των συμμετεχόντων Πρώτος συγγραφέας Ηλικίες Αριθμός ατόμων Άνδρες-γυναίκες Crapo 1981 [39] Knudson 1983 [40] Roca 1986 [62] Paoletti 1986 [63] Miller 1986 [44] Roberts CM 1991 [64]

34 ΠΙΝΑΚΑΣ 5 Εξισώσεις αναφοράς για τη διάχυση CO (diffusing capacity), εύρος ηλικιών, αριθμός και φύλο των συμμετεχόντων Πρώτος συγγραφέας Ηλικίες Αριθμός ατόμων Άνδρες-γυναίκες Crapo 1982 [6] Paoletti 1985 [65] Knudson 1987 [7] Roca 1990 [66] Roberts CM 1991 [64] Gulsvik A 1992 [67] ΠΙΝΑΚΑΣ 6 Εξισώσεις αναφοράς για RV, FRC, TLC, εύρος ηλικιών, αριθμός και φύλο των συμμετεχόντων Πρώτος συγγραφέας Ηλικίες Αριθμός ατόμων Άνδρες-γυναίκες Crapo 1982 [46] Roberts CM 1991 [64] Υπάρχουν και πιο πρόσφατες δημοσιεύσεις για εξισώσεις αναφοράς που αφορούν πληθυσμούς ενηλίκων της Βραζιλίας (68), της Πολωνίας (69), της Κίνας (70), του Καζακστάν (71) της Ιταλίας (72), για παιδιά (73,74,75) και της Ευρώπης για ηλικιωμένους (1). Η πληθώρα αυτή νέο-δημοσιευθέντων τιμών αναφοράς μπορεί να εισάγει νέες δυσκολίες και πολυπλοκότητα όσον αφορά την ορθολογική χρησιμοποίηση τους από τα σπιρομετρικά εργαστήρια. Αυτές αφενός μεν, δεν αναφέρονται συνήθως στο σύνολο των παραμέτρων εκτίμησης αναπνευστικής λειτουργίας (δυναμικά εκπνεόμενοι όγκοι, διάχυση μονοξειδίου του άνθρακα, πνευμονικοί όγκοι και χωρητικότητες), παρά μόνο σε FEV 1 και FVC, τη στιγμή που η ERS συνιστά όλες οι χρησιμοποιούμενες 34

35 σπιρομετρικές παράμετροι να προέρχονται από μια και μόνο πηγή δεδομένων προκειμένου να αποφεύγονται ασυνέχειες και στρεβλώσεις στις προβλεπόμενες τιμές. Αφετέρου μερικές μελέτες περιλαμβάνουν περιορισμένο εύρος ηλικιών, άλλες πολύ χαμηλό αριθμό ατόμων και άλλες δεν πληρούν τα ATS/ERS πρότυπα (5,8,31,32,33) που έχουν τεθεί. Υπάρχουν και δύο εξαιρέσεις α) η μελέτη της Αγγλίας (76) σε ένα πληθυσμό 6053 ατόμων ηλικίας ετών και β) η μελέτη Kuster et al (77) με 8684 άτομα ηλικίας ετών. Βέβαια και στις δύο αυτές μελέτες παρά το μεγάλο αριθμό ατόμων έχουμε δεδομένα μόνο για δυναμικά εκπνεόμενους όγκους, καθώς και άλλες παρατυπίες όπως για παράδειγμα το ότι ως τιμή ύψους για κάθε άτομο λαμβάνονταν η εκτιμούμενη από το ίδιο το άτομο και δεν είχαμε μέτρηση του ύψους στη μελέτη Kuster et al, το γεγονός της χρησιμοποίησης περισσοτέρων του ενός σπιρομέτρων τα οποία ήταν φορητά καθώς και το ότι η διενέργεια των σπιρομετρήσεων έγινε κατά τόπους από νοσηλευτικό προσωπικό που εκπαιδεύτηκε για το σκοπό αυτό και όχι από έμπειρους τεχνικούς επί των σπιρομετρήσεων. Παρακάτω παρατίθενται οι προτεινόμενες από την ERS (3) εξισώσεις αναφοράς όσον αφορά πνευμονικούς όγκους, χωρητικότητες και ροές για ενήλικες 18 έως 70 ετών (πίνακας 7) οι οποίες και χρησιμοποιούνται περισσότερο. 35

36 ΠΙΝΑΚΑΣ 7 Προτεινόμενες από την ERS εξισώσεις αναφοράς σε άνδρες και γυναίκες Variable Unit Regression equation RSD 1.64 RSD Άνδρες IVC l 6.10H A FVC l 5.76H A TLC l 7.99H RV l 1.31H A FRC l 2.34H A RV/TLC % 0.39 A FRC/TLC % 0.21 A FEV 1 l s H 0.029A FEV 1 /VC % -O.18A FEF 25-75% l s H 0.043A PEF l s H 0.043A MEF 75 l s H 0.029A MEF 50 l s H 0.031A MEF 25 l s H 0.026A Variable Unit Regression equation RSD 1.64 RSD Γυναίκες IVC l 4.66H A FVC l 4.43H A TLC l 6.60H RV l 1.81H A FRC l 2.24H A RV/TLC % 0.34 A FRC/TLC % 0.16 A FEV 1 l 3.95H 0.025A FEV 1 /FVC % -O.19A FEF 25-75% l s H 0.034A PEF l s H 0.030A MEF 75 l s H 0.025A MEF 50 l s H 0.025A MEF 25 l s H 0.025A Η: ύψος (m) l: liters (λίτρα) Α: ηλικία (έτη) s: second (δευτερόλεπτα) RSD: Relative Standard Deviation (Σχετική Τυπική Απόκλιση) * Για ηλικίες μεταξύ ετών τοποθετούμε την τιμή των 25 ετών 36

37 Γ) ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΔΙΑΚΥΜΑΝΣΗΣ Παρά την τεράστια σημασία των προβλεπομένων τιμών, σε πολλές παραμέτρους υπάρχουν μεγάλες διαφορές μεταξύ των εργασιών διαφόρων ερευνητών και σε άλλες δεν υπάρχουν ακριβείς τιμές. Αυτό συμβαίνει, διότι στη διαμόρφωση των προβλεπομένων τιμών συμβάλλουν πάρα πολλοί παράγοντες που αποτελούν πηγές διακύμανσης. Μερικοί από αυτούς μπορούν να χαρακτηριστούν αφ ενός μεν ως αντικειμενικοί, δηλαδή η διακύμανση που εισάγουν οφείλεται σε διαφορές αυτού του ίδιου του εξεταζόμενου, αφ ετέρου δε ως υποκειμενικοί, δηλαδή σχετίζονται με τη διαδικασία και τη μεθοδολογία που ακολουθήθηκε στις μετρήσεις για τη συλλογή και επεξεργασία των προβλεπομένων τιμών. Στους αντικειμενικούς συγκαταλέγονται οι βιολογικοί, σωματομετρικοί, εθνολογικοί και κοινωνικοοικονομικοί παράγοντες. Στους υποκειμενικούς η διαφορετική μεθοδολογία των μετρήσεων, η διαφορετική μεθοδολογία στην επεξεργασία των αποτελεσμάτων και η χρησιμοποίηση οργάνων διαφορετικής αρχής λειτουργίας(78). 1. ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΙΚΟΙ ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ Στις περιπτώσεις στις οποίες ο συσχετισμός με διάφορα φυσικά και σωματομετρικά χαρακτηριστικά οδηγεί σε σημαντικό περιορισμό του εύρους των τιμών, είναι χρήσιμο τα χαρακτηριστικά αυτά να λαμβάνονται υπόψη στη δημιουργία προβλεπόμενων τιμών. Στην περίπτωση των εξετάσεων ελέγχου αναπνευστικής λειτουργίας το φύλο, το μέγεθος του σώματος (όπως αυτό εκφράζεται από το ύψος και το βάρος), η ηλικία και εθνολογικές και φυλετικές διαφορές είναι οι παράγοντες που χρησιμοποιούνται συνηθέστερα. α. ΦΥΛΟ Σχετίζεται με τις σημαντικές διαφορές των περισσότερων εξετάσεων αναπνευστικής λειτουργίας. Στις περιπτώσεις αυτές καθορίζονται ξεχωριστές προβλεπόμενες τιμές για κάθε φύλο. Στα παιδιά είναι ασαφής η επίδραση του φύλου 37

38 και ιδιαίτερα στις μικρές ηλικίες. Η επίδραση του φύλου φαίνεται να γίνεται ουσιαστική στην προεφηβική ηλικία, κατά την οποία η σωματική ανάπτυξη ακολουθεί διαφορετική πορεία στα δύο φύλα. Για τον υπολογισμό των προβλεπόμενων φυσιολογικών τιμών υπάρχουν διαφορετικές εξισώσεις για τους άνδρες και τις γυναίκες. Η βάση γι αυτές τις διαφορές δεν είναι καθορισμένη, αλλά προφανώς περιλαμβάνει τις διαφορές του σχήματος και του μεγέθους της θωρακικής κοιλότητας μεταξύ των δύο φύλων καθώς και τις διαφορές ως προς ισχύ των αναπνευστικών μυών (79). β. ΥΨΟΣ Αποτελεί τον παράγοντα, ο οποίος εμφανίζει το μεγαλύτερο δείκτη συσχέτισης με τις προβλεπόμενες τιμές των περισσότερων αναπνευστικών παραμέτρων. Το ύψος αποτελεί την παράμετρο εκείνη που εκτιμά καλύτερα το μέγεθος των πνευμόνων, ενώ ταυτόχρονα μετριέται εύκολα. Στις περιπτώσεις εκείνες που δεν μπορεί να μετρηθεί το ύψος, π.χ. προβλήματα σπονδυλικής στήλης ή αναπηρία κάτω άκρων, μπορεί με ικανοποιητική προσέγγιση να αντικατασταθεί από το μήκος του ανοίγματος των χεριών σε έκταση. Η ανάπτυξη των πνευμόνων φαίνεται να υπολείπεται της αύξησης του ύψους κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης (80,81) και υπάρχουν ενδείξεις ότι το στάδιο ανάπτυξης είναι καθοριστικό για την πνευμονική λειτουργία (80,82). Στα παιδιά οι περισσότερες από τις προβλεπόμενες φυσιολογικές τιμές αναφέρονται σε σχέση με το ύψος και μόνο και μάλιστα με εκθετικές εξισώσεις, παρά με την ηλικία ή το φύλο τους. Πολλές φορές δημιουργούνται προβλήματα με τον υπολογισμό των προβλεπόμενων τιμών σε άτομα με τιμές ύψους εκτός των ορίων που προβλέπουν οι εξισώσεις αναφοράς (83). Αυτό συμβαίνει κυρίως επειδή οι νεότερες γενιές είναι ψηλότερες και οι παλαιότερες εξισώσεις αναφοράς δεν περιέχουν τόσο ψηλά άτομα. Επιπλέον η τάση για πιο ψηλά άτομα, φαίνεται να σχετίζεται με αλλαγές στην αναλογία ποδιών-κορμού σώματος {όπως φάνηκε στη Δανία και Ιαπωνία (84)} με αποτέλεσμα πιθανές αλλαγές στη σχέση μεταξύ ύψους και πνευμονικών όγκων. 38

39 γ. ΗΛΙΚΙΑ Παίζει σημαντικό ρόλο, στην εξέλιξη των τιμών των περισσότερων εξετάσεων αναπνευστικής λειτουργίας. Η ζωτική χωρητικότητα και οι περισσότερες από τις παραμέτρους των εξετάσεων ελέγχου αναπνευστικής λειτουργίας, παρουσιάζουν αύξουσα πορεία μέχρι την ηλικία των ετών και μια σταθερή μείωση έκτοτε. Σύμφωνα με άλλες μελέτες, η ανάπτυξη των πνευμόνων σταματά για τις γυναίκες στα 18 έτη και για τους άνδρες στα 20 οπότε και η πνευμονική λειτουργία φτάνει σε μία επιπέδωση - plateau (60,85). Άλλες πάλι μελέτες οριοθετούν τη μέγιστη ζωτική χωρητικότητα στα 17 για τις γυναίκες και στα 25 για τους άνδρες (86,87,88,89). Είναι επίσης γνωστό ότι η TLC δεν αλλάζει με την ηλικία σε υγιείς ενήλικες, τη στιγμή που η RV αυξάνεται με σχεδόν γραμμικό τρόπο (7). Οι μεταβολές των λειτουργικών παραμέτρων των πνευμόνων με την ηλικία οφείλονται στην επίδραση της φθοράς με την αύξηση της ηλικίας, στη μείωση του ύψους του σώματος με την ηλικία λόγω σμικρύνσεως των μεσοσπονδύλιων διαστημάτων και στην επίδραση της διατροφής η οποία είναι διαφορετική στους νέους από τους ηλικιωμένους. Η πνευμονική λειτουργία επηρεάζεται από ατομικούς, συμπεριφορικούς και περιβαλλοντικούς παράγοντες οι οποίοι δρουν και κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης του πνεύμονα αλλά και κατά τη φθίση του με την πάροδο της ηλικίας(90,91,92,93). Για τον υπολογισμό των προβλεπόμενων φυσιολογικών τιμών κατά την παιδική ηλικία, στις περισσότερες εξισώσεις δεν χρησιμοποιείται ο παράγων ηλικία αλλά μόνο το ύψος, επειδή κατά την παιδική ηλικία κυμαίνεται ευρέως ο βαθμός αναπτύξεως του σώματος (94). Για άτομα ηλικίας από ετών υπάρχει πρόβλημα για τον υπολογισμό των προβλεπόμενων τιμών, επειδή οι παιδιατρικές μελέτες δεν περιλαμβάνουν άτομα άνω των 15 ετών, ενώ οι μελέτες που αναφέρονται στους ενήλικες περιλαμβάνουν λίγα ή και καθόλου άτομα ηλικίας ετών. Επίσης η βελτίωση της διατροφής των παιδιών και των εφήβων συντελεί σε μεταβολές της αναπτύξεως και κυρίως του ύψους και αυτό αποτελεί ένα σημαντικό λόγο για να μην εφαρμόζονται οι εξισώσεις εποχών ή περιοχών που η διατροφή ήταν διαφορετική ή ελλιπής. Όσον αφορά τις μεγαλύτερες ηλικίες πολλές εξισώσεις αναφοράς ήταν γραμμικές (95,96,97), και συνεπώς δεν αντανακλούν τον αυξημένο ρυθμό φθίσης της 39

40 αναπνευστικής λειτουργίας με την ηλικία όπως κάνουν κάποιες άλλες (98,99). Οι περισσότερες δεν περιλαμβάνουν άτομα με ηλικία άνω των 65 ετών οπότε καλό θα ήταν να μη γενικεύεται η χρήση τους σε μεγαλύτερες ηλικίες. Σε μία άλλη μελέτη με μεγάλο αριθμό ηλικιωμένων (1) βρέθηκε ότι η πτώση του FEV 1 /FVC ήταν μικρότερη για άτομα >65 ετών παρά για τους υπόλοιπους ενήλικες. δ. ΒΑΡΟΣ Στις περισσότερες σπιρομετρικές παραμέτρους δεν παίζει ανεξάρτητο ρόλο στη διαμόρφωση των τιμών, εκτός ακραίων καταστάσεων υπερβολικής παχυσαρκίας ή μεγάλης απίσχνασης. Σε μικρές τιμές βάρους και στις περιπτώσεις που η διακύμανση του βάρους αντανακλά αυξομείωση της μυικής μάζας, έχει μια θετική επίδραση στη διαμόρφωση των τιμών των περισσοτέρων παραμέτρων, ιδιαίτερα στις μικρές ηλικίες. Σε μεγάλες τιμές βάρους (παχυσαρκία) η επίδραση είναι αρνητική, λόγω των διαταραχών τις οποίες προκαλεί στη μηχανική του αναπνευστικού συστήματος, μέσω της παχυσαρκίας και της συσσώρευσης λίπους, περί το θωρακικό κλωβό και ιδιαίτερα στην περιοχή κάτω από το διάφραγμα (100). Η επίδραση στην κινητικότητα του διαφράγματος παίζει σημαντικό ρόλο στον υπολογισμό της FRC. Για το λόγο αυτό, το βάρος μαζί με το ύψος συμπεριλαμβάνονται στις παραμέτρους που διαμορφώνουν τη διακύμανση της. Όσον αφορά τις εξισώσεις αναφοράς, σε πολύ λίγες περιπτώσεις το βάρος ή ακόμη και το ΒΜΙ (Body Mass Index) συμμετέχει στη διαμόρφωση κάποιας σπιρομετρικής παραμέτρου όπως για παράδειγμα για FEV 1, FVC και FEV 6 προκειμένου για γυναίκες >65 ετών (1) και για FEV 1, FVC για γυναίκες και άντρες στην Ελλάδα (59). ε. ΦΥΛΕΤΙΚΕΣ ΚΑΙ ΕΘΝΟΛΟΓΙΚΕΣ ΔΙΑΦΟΡΕΣ Παίζουν αρκετά σημαντικό ρόλο στη διαμόρφωση των προβλεπόμενων τιμών. Υπάρχουν πολλές εργασίες, οι οποίες αναδεικνύουν διαφορές μεταξύ Μαύρων και Λευκών στην Αμερική, μεταξύ Κινέζων και Λευκών, Μογγόλων και Λευκών, Πολυνήσιων και Λευκών, Λευκών και Μεξικανών, Λευκών και Πακιστανών( ). Είναι αναγκαία μια περισσότερο αναλυτική προσέγγιση του θέματος, για να 40

41 προσδιοριστούν οι παράγοντες εκείνοι, οι οποίοι οδηγούν στη δημιουργία των διαφορών αυτών. Το μέγεθος των πνευμόνων διαφέρει ανά εθνότητα(110,111). Η διαφορά αυτή εξηγείται εν μέρει από το διαφορετικό μήκος του κορμού σε σύγκριση με το ύψος των διάφορων φυλών καθώς επίσης και σε διαφορές στην ελεύθερη λίπους μάζα σώματος, στις διαστάσεις του θώρακα και στην ισχύ των αναπνευστικών μυών (34). Σύμφωνα με κάποιες άλλες μελέτες (111,112) διαφορές στο μέγεθος των κυψελίδων και στο μέγεθος των αεραγωγών σε διαφορετικές εθνότητες, μπορεί να είναι αιτίες που συμβάλουν στις διαφορετικές προβλεπόμενες τιμές. Υπάρχει μεγάλη έλλειψη στοιχείων για εξισώσεις αναφοράς για μη- Καυκάσιους. Για μαύρους υπάρχουν ξεχωριστές τιμές αναφοράς (113,114,115). Για τις υπόλοιπες φυλές μολονότι μερικές φορές χρησιμοποιούνται ειδικές για κάθε έθνος εξισώσεις, τις περισσότερες φορές χρησιμοποιείται κάποιος συντελεστής διόρθωσης για κάθε παράμετρο η τιμή του οποίου φαίνεται να ταιριάζει περισσότερο. Έτσι για τη FVC για παράδειγμα, οι φυσιολογικές τιμές της για Πολυνήσιους και Πακιστανούς υπολείπονται κατά 10% της τιμής για Καυκάσιους (3) ενώ για τους Αφρο-Αμερικάνους και Μεξικάνους ο συντελεστής διόρθωσης κυμαίνεται μεταξύ 12-15%. Μεταξύ των Ευρωπαϊκών λαών δεν έχουν ευρεθεί σημαντικές διαφορές. στ. ΑΛΛΟΙ ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ Αμφιλεγόμενη είναι η επίδραση του υψομέτρου. Λίγες εργασίες υπάρχουν σχετικά και η συγκριτική μελέτη των εργασιών αυτών δεν προσφέρει σημαντική βοήθεια, διότι αφορούν σε διαφορετικούς πληθυσμούς και έχουν γίνει με διαφορετική μεθοδολογία. Σε γενικές γραμμές σε ύψος έως και m. δε φαίνεται να υπάρχουν μετρήσιμες διαφορές όσον αφορά τους πνευμονικούς όγκους, μολονότι κάποιες πνευμονικές ροές επηρεάζονται από αλλαγές στην πυκνότητα του αέρα σε αυτά τα ύψη (39,116,117). Ο FEV 1 και οι δυναμικές εκπνευστικές ροές αυξάνονται λίγο σε πολύ μεγάλα υψόμετρα εξαιτίας κυρίως της μειωμένης πυκνότητας του αέρα (118,119). Σε οξεία έκθεση σε μεγάλο υψόμετρο έχουμε μικρές μειώσεις σε VC, TLC και FRC (120). Τέλος οι τιμές της DLCO SB, όταν οι μετρήσεις έγιναν στο επίπεδο της θάλασσας, βρέθηκαν κατά 10% μικρότερες σε σχέση με αυτές που έγιναν σε υψόμετρο m.(6,44). 41

42 Η μεγάλη ρύπανση της ατμόσφαιρας, έχει ενοχοποιηθεί για δυσμενή επίδραση στη διαμόρφωση των τιμών των αναπνευστικών παραμέτρων, χωρίς να υπάρχει ομοφωνία στο όλο ζήτημα. Η χρόνια έκθεση σε συνήθεις συνθήκες ατμοσφαιρικής ρύπανσης των αστικών κέντρων φαίνεται να μην προκαλεί κλινικά σημαντική μείωση της αναπνευστικής λειτουργίας (121). Η χρόνια επαγγελματική έκθεση σε συγκεκριμένες ουσίες όπως για παράδειγμα οξείδια του θείου, εισπνεόμενα σωματίδια και φωτοχημικά οξειδωτικά σχετίζονται με χαμηλή αναπνευστική λειτουργία και αυξημένο ρυθμό μείωσης της αναπνευστικής ικανότητας (122). Για το λόγο αυτό άτομα με επαγγελματική έκθεση σε ουσίες που προκαλούν πνευμονικά νοσήματα πρέπει να αποκλείονται από τις ομάδες ατόμων που χρησιμοποιούνται για τον καθορισμό των προβλεπόμενων τιμών. Το κάπνισμα είναι γνωστός παράγοντας που έχει αρνητική επίδραση στην αναπνευστική λειτουργία. Παλαιότερα για την κατάρτιση των εξισώσεων αναφοράς συμμετείχαν καπνιστές ή και πρώην καπνιστές κάτι που πλέον δε συνιστάται από τις πνευμονολογικές εταιρίες. Για τη χρόνια επίδραση του καπνίσματος στους παθητικούς καπνιστές έχουν γίνει αρκετές μελέτες, στις οποίες βρέθηκε στατιστικά σημαντική επίδραση στην πνευμονική λειτουργία, χωρίς όμως αυτή η επίδραση να δύναται να αξιολογηθεί κλινικά και επομένως να επηρεάζει αξιόλογα τις προβλεπόμενες τιμές αυτών των ατόμων (79). Η άσκηση έχει μια θετική επίδραση στην πνευμονική λειτουργία η οποία όμως δεν είναι αρκετά μεγάλη ώστε να θεωρείται απαραίτητη η προσαρμογή των προβλεπόμενων τιμών για τα αθλούμενα άτομα (83,123,124). Η διατροφή παίζει ρόλο ιδιαίτερα κατά την ανάπτυξη των πνευμόνων κατά την παιδική ηλικία, όπου όταν είναι χαμηλή σε περιεκτικότητα σε πρωτεΐνες έχουμε μειωμένη ανάπτυξη των πνευμόνων με άμεσο αποτέλεσμα στους πνευμονικούς όγκους και ροές. Αυτές οι διατροφικές συνήθειες επικρατούσαν παλαιότερα στην Ιαπωνία με αποτέλεσμα μικρότερο μέγεθος πνευμόνων στις προηγούμενες γενεές, ενώ ακολουθούνται ακόμη και σήμερα σε περιοχές όπως η Νότια Ινδία επηρεάζοντας περισσότερο τις γυναίκες. Η χαμηλή κοινωνικοοικονομική κατάσταση συχνά σχετίζεται με μειωμένη πνευμονική λειτουργία (125,126,127), εξαιτίας έκθεσης σε δυσμενείς περιβαλλοντικές καταστάσεις όπως κατοικία σε βιομηχανικές περιοχές με αυξημένη περιβαλλοντική μόλυνση, κακές συνθήκες διαβίωσης και διατροφής, αυξημένους δείκτες πνευμονικής νοσηρότητας και μειωμένες δυνατότητες πρόσβασης στις υπηρεσίες υγείας. 42

43 Στους αντικειμενικούς παράγοντες συμπεριλαμβάνονται και άλλοι παράγοντες ιδιοσυστασικοί και γενετικοί, όπως επίσης και παράγοντες που επηρεάζουν τη συνολική διαμόρφωση των διαστάσεων του θωρακικού κλωβού αλλά και του συνολικού αριθμού των κυψελίδων που περιέχονται στους πνεύμονες, η συμμετοχή των οποίων όμως, δεν έχει μετρηθεί με ακρίβεια μέχρι σήμερα. 2. ΥΠΟΚΕΙΜΕΝΙΚΟΙ ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ Στην κατηγορία αυτή συγκαταλέγονται, η διαφορετική μεθοδολογία αφενός στη συλλογή των δεδομένων και αφετέρου στην επεξεργασία των αποτελεσμάτων καθώς και η χρησιμοποίηση οργάνων διαφορετικής αρχής λειτουργίας. α. ΜΕΘΟΔΟΙ ΣΥΛΛΟΓΗΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ Εδώ περιλαμβάνεται η σωστή τεχνική κατά τη διενέργεια της σπιρομέτρησης όπως περιγράφεται από ATS και ERS (5,8,31,32) που περιλαμβάνει τη στάση του σώματος (όρθια ή καθιστή), τη θέση του κεφαλιού (σε έκταση ή κάμψη) και άλλες λεπτομέρειες οι οποίες επηρεάζουν τα αποτελέσματα των μετρήσεων. Για κάποιες παραμέτρους υπάρχουν περισσότεροι από ένας μέθοδοι συλλογής αποτελεσμάτων. Οι πνευμονικοί όγκοι και χωρητικότητες μπορούν να μετρηθούν με: Τη μέθοδο κλειστού κυκλώματος με He Τη μέθοδο single breath με He η οποία σχεδόν πάντα συνδυάζεται με τη μέτρηση της ικανότητας διάχυσης DLCO του πνεύμονα με CO (30) Τη μέθοδο έκπλυσης με άζωτο Την πληθυσμογραφική μέθοδο Την ακτινογραφική μέθοδο Είναι γνωστό ότι η πληθυσμογραφική μέθοδος υπερεκτιμά τις πνευμονικές χωρητικότητες σε σχέση με τις μεθόδους διαχύσεως αερίων στις περιπτώσεις ατόμων με μέτρια και σοβαρή απόφραξη γιατί συμπεριλαμβάνει και μη αεριζόμενες περιοχές (34,128,129). Από την άλλη οι μέθοδοι διαχύσεως των αερίων υποεκτιμούν τις 43

44 πνευμονικές χωρητικότητες σε βαθμό ανάλογο με το βαθμό απόφραξης των αεραγωγών (130,131,132). Σύμφωνα με μελέτες που συγκρίνουν τις διαφορετικές μεθόδους δεν ανευρέθηκαν αξιοσημείωτες αποκλίσεις (133,134,135) στις τιμές των σπιρομετρικών παραμέτρων ειδικά όταν πρόκειται για υγιή άτομα. Για τη μέτρηση της διαχυτικής ικανότητας των πνευμόνων χρησιμοποιούνται οι 3 παρακάτω μέθοδοι: Η μέθοδος της μιας εισπνοής μίγματος μονοξειδίου του άνθρακος (Single Breath Method) Η μέθοδος της σταθερής καταστάσεως (Steady State) Η μέθοδος της επανεισπνοής (Rebreathing) Κάθε μία από τις παραπάνω μεθόδους έχει ειδικά πλεονεκτήματα αλλά και περιορισμούς. Η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη μέθοδος αλλά και η πλέον απλή και εύκολα εφαρμόσιμη από τους εξεταζόμενους είναι η μέθοδος της μιας εισπνοής μίγματος μονοξειδίου του άνθρακα την οποία και επιλέξαμε και για τη δική μας μελέτη. β. ΜΕΘΟΔΟΙ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ Όπως είναι γνωστό η επεξεργασία των αποτελεσμάτων γίνεται με τη σύγκρισή τους με τις τιμές αναφοράς που χρησιμοποιεί το κάθε εργαστήριο. Είναι λοιπόν αναμενόμενο να υπάρχουν διαφορές στην ερμηνεία των διαφόρων εξετάσεων μια και τα σπιρομετρικά κέντρα χρησιμοποιούν διαφορετικές εξισώσεις αναφοράς (36). Υπάρχει επίσης ένα ζήτημα σχετικά με το αν θα χρησιμοποιηθεί μια εξίσωση αναφοράς για όλες τις ηλικίες ή διαφορετικές για παιδιά, ενήλικες και υπερήλικες. Στη δεύτερη περίπτωση ενώ υπάρχει καλύτερη απεικόνιση των μεταβολών της πνευμονικής λειτουργίας ανάλογα με την ηλικία, προκύπτουν προβλήματα όσον αφορά τις ηλικίες στα όρια των διαφορετικών ηλικιακών ομάδων και την ομαλή μετάβαση από τη μία ομάδα στην άλλη χωρίς να προκύπτουν σοβαρές στρεβλώσεις των αποτελεσμάτων. Σημαντικό ρόλο στην αξιολόγηση των αποτελεσμάτων παίζει ο τρόπος με τον οποίο προήλθαν οι εξισώσεις αναφοράς. Παλαιότερα που οι υπολογισμοί γινόταν με το χέρι ήταν προτιμότερες οι εξισώσεις προβλεπομένων τιμών γραμμικής παλινδρόμησης (linear regression) ενώ αργότερα με τη γενίκευση των υπολογιστών, χρησιμοποιήθηκαν εξισώσεις μη γραμμικής παλινδρόμησης (curvilinear regression). Αργότερα με την 44

45 πρόοδο της τεχνολογίας είχαμε και τις εξισώσεις πολλαπλής παλινδρόμησης (multiple regression analysis). γ. ΔΙΑΦΟΡΑ ΕΙΔΗ ΣΠΙΡΟΜΕΤΡΩΝ Όπως είναι γνωστό υπάρχουν και χρησιμοποιούνται αυτή τη στιγμή σπιρόμετρα διαφόρων ειδών, κατασκευασμένα από διαφορετικές εταιρίες, στηριζόμενα ακόμη και σε διαφορετική αρχή και τεχνικές λειτουργίας. Σε μία μελέτη (136), συγκρίνονται διαφορετικής αρχής σπιρόμετρα, κάποια που ως πρωταρχικό μέγεθος μετρούν τη ροή (με πνευμοταχογράφο) και άλλα που μετρούν όγκο (κλασικό υδατικό-υγρό σπιρόμετρο και το μη υδατικό-ξηρό σπιρόμετρο). Από τη σύγκριση των διαφορετικής αρχής σπιρομέτρων δεν παρατηρήθηκαν αξιόλογες διαφορές. Σε άλλη μελέτη (137) όπου συγκρίθηκαν μοντέλα σπιρομέτρων διαφορετικών εταιριών (Ferraris Respiratory, Morgan Scientific, VIASIS Healthcare, Jaeger USA, Medical Graphics Corp) δεν ανευρέθηκαν αξιοσημείωτες διαφορές για FVC, FEV 1, τις αναπνευστικές ροές αλλά ακόμη και για τη DLCO. Σε δύο πιο πρόσφατες μελέτες από Jensen et al (138,139), φάνηκε μια διαφορά 2,8-4,2% για τον FEV 1 και 4,9-9,8% όσον αφορά τον παράγοντα διάχυσης CO (DLCO) μεταξύ 5 διαφορετικών σπιρομέτρων. Οι διαφορές αυτές δεν είναι κλινικά σημαντικές, ωστόσο όμως συστήνεται και θα ήταν ιδανικό αν οι τιμές αναφοράς που επιλέγει το κάθε κέντρο προέρχονταν από μελέτες πού έγιναν με τον ίδιο τύπο σπιρομέτρου και ακολουθήθηκαν οι ίδιες διαδικασίες συλλογής δεδομένων και επεξεργασίας αποτελεσμάτων. Επίσης θα ήταν επιθυμητό σε περίπτωση σύγκρισης αποτελεσμάτων αυτά να προέρχονται από εξετάσεις με τον ίδιο τύπο σπιρομέτρου (140). Από τα παραπάνω φαίνεται ότι μάλλον δεν ισχύει η αντίληψη που επικρατούσε το 1979 (24), αλλά και αργότερα το 1987 (25) ότι η κύρια πηγή διαφορών στις σπιρομετρήσεις ήταν τα διαφορετικά όργανα που χρησιμοποιούνταν. Όπως παραδέχθηκε αργότερα και η ATS (27), η κύρια πηγή διαφορών ήταν η πλημμελής και μη ομοιόμορφη εφαρμογή της διαδικασίας της σπιρομέτρησης και όχι τα διαφορετικά είδη σπιρομέτρων που χρησιμοποιήθηκαν. 45

46 Δ) ΔΥΝΑΤΟΤΗΤΕΣ - ΑΔΥΝΑΜΙΕΣ ΤΙΜΩΝ ΑΝΑΦΟΡΑΣ Είναι σαφές ότι, είτε χρησιμοποιούνται «συνοπτικές», είτε εξατομικευμένες εξισώσεις, είναι σημαντικό να ελέγχεται εάν οι παρεχόμενες τιμές προσεγγίζουν εκείνες που μετρώνται σε υγιή άτομα που εξετάζονται δοκιμαστικά στο συγκεκριμένο εργαστήριο. Η πρόταση της ATS/ERS (33) είναι οι τιμές αναφοράς να δοκιμάζονται σε υγιείς μάρτυρες του σπιρομετρικού εργαστηρίου ώστε να αποφεύγονται οι περιπτώσεις δυσαναλογίας τους με τον εξεταζόμενο πληθυσμό. Προχωρώντας ένα βήμα παρακάτω συστήνεται ότι το ιδανικό θα ήταν το κάθε κέντρο να είχε αναπτύξει τις δικές του τιμές αναφοράς, όμως κάτι τέτοιο σπανίως επιτυγχάνεται (141,142). Επίσης γίνεται αντιληπτό ότι είναι πολύ δύσκολο να υπάρχει μία εξίσωση που να καλύπτει φυσιολογικές τιμές για όλες τις ηλικίες από την παιδική ηλικία έως τους υπερήλικες (40). Για το λόγο αυτό συνήθως χρησιμοποιούνται ξεχωριστές εξισώσεις αναφοράς για παιδιά-έφηβους έως 18 ετών και άλλες για τους ενήλικες. Όσον αφορά τη δεύτερη κατηγορία (ενήλικες), οι εξισώσεις των τιμών αναφοράς που κατασκευάζονται χρησιμοποιούν στοιχεία από άντρες και γυναίκες ξεχωριστά και περιέχουν τέσσερα βασικά σημεία: Την αρχική τιμή κατά τη νεώτερη ηλικία που μπορεί να θεωρηθεί πλήρως ώριμη όσον αφορά την ανάπτυξη του πνεύμονα Τη ρύθμιση ανάλογα με το ύψος Τη σχέση με την ηλικία Τη σταθερά διακύμανσης (standard deviation). Το μοντέλο που συνήθως χρησιμοποιείται και περιγράφηκε παραπάνω της γραμμικής παλινδρόμησης (linear regression analysis), παρουσιάζει αδυναμίες ιδιαίτερα στις ακραίες τιμές διακύμανσης των παραμέτρων της. Για το λόγο αυτό προτείνεται από την ATS (85,63) η χρησιμοποίηση ξεχωριστών εξισώσεων αναφοράς για συγκεκριμένες ηλικιακές ομάδες. Βέβαια, αυτή η πρακτική δημιουργεί πρόβλημα στην ομαλή μετάβαση των τιμών μεταξύ των ακραίων ηλικιών των διαφόρων ηλικιακών ομάδων, κάτι που όμως φαίνεται να ξεπερνιέται με κατάλληλες προσαρμογές στο λογισμικό, ενώ από την άλλη εκφράζει καλύτερα τον αυξημένο ρυθμό φθίσης με την πάροδο της ηλικίας. 46

47 Οι τιμές αναφοράς ήταν στο παρελθόν μάλλον αναξιόπιστες σε ηλικιωμένα άτομα και άτομα ηλικίας ετών. Κάποιες μελέτες που έγιναν ειδικά για τις ηλικίες αυτές (61,82,97,102,143) βοήθησαν αλλά δεν κατόρθωσαν να αναπληρώσουν πλήρως το κενό αυτό. Η επέκταση των εξισώσεων αναφοράς πέραν των ορίων διακύμανσης όσον αφορά την ηλικία του μελετώμενου πληθυσμού δε θεωρείται ορθή. Αντιθέτως η επέκταση σε ακραίες τιμές αναστήματος φαίνεται να δίνει αποδεκτά αποτελέσματα (83). Με βάση λοιπόν τις εξισώσεις που μας δίνει η ERS (3) αυτές αναφέρονται σε άνδρες και γυναίκες Ευρωπαίους ετών ύψους cm για τους άνδρες και cm για τις γυναίκες. Η ίδια η ERS παραδέχεται ότι οι τιμές που δίνει για PEF, RV, FRC και TLC δεν είναι ικανοποιητικές και αυτό γιατί α) στις μελέτες από τις οποίες προκύπτουν και έχουν δημοσιευτεί δεν γίνεται σαφής διαχωρισμός μη καπνιστών και πρώην καπνιστών, β) ο αριθμός των μελετών είναι πολύ μικρός γ) οι τιμές που ανευρίσκονται με τις διάφορες μεθόδους διαφέρουν αρκετά (ιδιαίτερα όσον αφορά την TLC) και δ) η διενέργεια των σπιρομετρήσεων δεν πληρούσε τα κριτήρια των ATS ή ERS (ειδικότερα οι παλαιότερες). Προκειμένου να υπάρχει σωστή επιλογή από τις διάφορες πηγές τιμών αναφοράς οι Πνευμονολογικές Εταιρίες Αμερικής και Ευρώπης ATS/ERS έχουν δώσει τις απαραίτητες κατευθυντήριες οδηγίες. Για την εξασφάλιση της ομοιομορφίας σε σχέση με τη διενέργεια των σπιρομετρήσεων υπάρχουν αναλυτικές οδηγίες που αφορούν ενδείξεις-αντενδείξεις της εξέτασης, τη λήψη των στοιχείων από τον εξεταζόμενο, την υγιεινή και έλεγχο μετάδοσης μεταδιδόμενων νοσημάτων, τη σειρά διενέργειας διαφόρων δοκιμασιών, την τεχνική κατάρτιση του προσωπικού του εργαστηρίου αλλά και τον τρόπο διενέργειας κάθε εξέτασης (5,8,33,34,35). 47

48 48

49 ΕΙΔΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 49

50 50

51 I) ΣΚΟΠΟΣ Από αυτά που αναφέρονται στο γενικό μέρος, προκύπτει ότι υπάρχει ένα έλλειμμα σε τιμές αναφοράς σπιρομετρικών παραμέτρων όσον αφορά τον Ελλαδικό χώρο, αλλά και παγκοσμίως ιδιαίτερα σε κάποιες παραμέτρους (πνευμονικούς όγκους, χωρητικότητες και διάχυση CO) και για κάποιες ηλικιακές ομάδες (έφηβους-νέους, υπερήλικες). Επίσης λόγω της αλλαγής των διατροφικών συνηθειών, των διαφορετικών σωματομετρικών χαρακτηριστικών των νέων γενεών, τη διαφορετική αναλογία ποδιών κορμού και τη διαφορετική αναλογία ελεύθερης λίπους μάζας σώματος προς το συνολικό βάρος των εξεταζόμενων τίθεται ζήτημα αναθεώρησης των ήδη υπαρχόντων τιμών αναφοράς και καταλληλότητας τους για χρησιμοποίηση στους υπάρχοντες πληθυσμούς. Ένα άλλο ζήτημα είναι αυτό της παλαιότητας (20 έως 40 έτη) των εξισώσεων αναφοράς που είναι ευρέως αποδεκτές και χρησιμοποιούνται σήμερα από τα σπιρομετρικά εργαστήρια και της αξιοπιστίας των μεθόδων που χρησιμοποιήθηκαν για την κατασκευή τους (καπνιστές στους πληθυσμούς αναφοράς, σπιρομετρήσεις που δεν πληρούσαν τα ATS/ERS κριτήρια, μη αντιπροσωπευτικά δείγματα υγιούς πληθυσμού). Συμπερασματικά, προκύπτει η ανάγκη δημιουργίας νέων τιμών αναφοράς, που να ανταποκρίνονται καλύτερα στους σύγχρονους πληθυσμούς, αλλά και στον Ελληνικό πληθυσμό ειδικότερα. Θα ήταν ιδανικό, αν ο εξεταζόμενος και ο πληθυσμός από τον οποίο προκύπτουν οι τιμές αναφοράς με βάση τις οποίες θα χαρακτηριστούν οι εξετάσεις του, ήταν ομοιάζοντα και συμβατά μεγέθη όσον αφορά τη βιολογική διαφορετικότητα και ιδιοσυστατική ποικιλομορφία (144,145,146). Το ιδανικό θα ήταν ο ασθενής να μοιάζει στον πληθυσμό αναφοράς από όλες τις απόψεις εκτός από αυτή που διερευνάται (αναπνευστική ικανότητα) (147). Ακόμη μεγαλύτερη προγνωστική αξία αποκτούν οι τιμές αναφοράς, αν αυτές προέρχονται από τον ίδιο αυτό ασθενή σε περίοδο εκτός παρόξυνσης της νόσου του ή από το δίδυμο αδελφό του. Επόμενη σε σειρά λύση, είναι το κάθε εργαστήριο να έχει τις δικές του τιμές αναφοράς που να προκύπτουν από τον υγιή πληθυσμό που αυτό εξετάζει, αλλά επειδή και αυτό δεν είναι δόκιμο αλλά αντιθέτως πολύ δύσκολο να πραγματοποιηθεί, αφήνονται ελεύθερα τα εργαστήρια να επιλέξουν από κάποιες ήδη υπάρχουσες εξισώσεις αναφοράς, αυτές που τους ταιριάζουν περισσότερο (143,144). 51

52 Σκοπός της διατριβής είναι να δοθεί κάποια λύση στα ζητήματα αυτά με τη δημιουργία εξισώσεων αναφοράς για όλες τις αναπνευστικές παραμέτρους που προκύπτουν από μία σπιρομέτρηση (δυναμικούς όγκους-ροές) από τη μέτρηση στατικών πνευμονικών όγκων και χωρητικοτήτων και τη μέτρηση της διαχυτικής ικανότητας του πνεύμονα που να αντιπροσωπεύει τον πληθυσμό της Βορείου Ελλάδος, από όπου και κατάγονται τα άτομα που σπιρομετρήθηκαν, αλλά και κατά επέκταση ολόκληρης της Ελλάδας. Θα έχουν δηλαδή εφαρμογή στα σωματομετρικά δεδομένα και τις διατροφικές συνήθειες των Ελλήνων που είναι διαφορετικά από αυτά των Ευρωπαίων από όπου και προέρχονται οι τιμές αναφοράς που χρησιμοποιούμε σήμερα. Οι εξισώσεις αυτές αναφέρονται σε μεγάλο ηλικιακό εύρος πληθυσμού με ιδιαίτερη έμφαση στις ηλικίες και >65 ετών. Επίσης, εκτός του ότι αναφέρονται ξεχωριστά σε άνδρες και γυναίκες, είναι και διαφορετικές ανά ηλικιακή ομάδα ως εξής: (νέοι), (νεαροί ενήλικες), (μεσήλικες), 65+ έτη (υπερήλικες). II) ΑΤΟΜΑ, ΜΕΘΟΔΟΙ ΚΑΙ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ Η ATS έθεσε κάποια σημαντικά προαπαιτούμενα χαρακτηριστικά για την κατάρτιση έγκυρων μελετών οι οποίες να μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως μελέτες από τις οποίες θα προκύψουν εξισώσεις αναφοράς (2). Τα πιο σημαντικά συνοψίζονται στα παρακάτω: 1) Τα υγιή άτομα που θα εξετάζονται να είναι αντιπροσωπευτικά του πληθυσμού από τον οποίο θα προέρχονται οι ασθενείς 2) Τα άτομα που είναι γνωστό ότι έχουν κάποια πνευμονική νόσο, όπως αυτό εκτιμάται από σταθμισμένα ερωτηματολόγια ή έχουν άλλες κλινικές καταστάσεις που επηρεάζουν την αναπνευστική λειτουργία όπως για παράδειγμα το κάπνισμα, θα πρέπει να αποκλείονται από τη μελέτη 3) Τα σπιρόμετρα που θα χρησιμοποιούνται θα πρέπει να πληρούν τις προϋποθέσεις (standards) λειτουργίας που έχουν τεθεί από ATS και ERS (5), να 52

53 ελέγχονται συχνά για διαρροές και να γίνεται στάθμιση-βαθμονόμηση (calibration) τουλάχιστον μια φορά ημερησίως 4) Η μεθοδολογία που θα ακολουθείται κατά τη διαδικασία της σπιρομέτρησης θα πρέπει να είναι σύμφωνη με τις υποδείξεις των ATS και ERS (8,31,32,33) και να διενεργείται από ειδικά εκπαιδευμένους τεχνικούς. Α) ΑΤΟΜΑ Στη μελέτη περιελήφθησαν εθελοντές της Καυκάσιας φυλής, από τη Βόρεια Ελλάδα, που ανήκουν μικτά σε αστικό και πληθυσμό της υπαίθρου, άνδρες και γυναίκες ηλικίας 17 έως 91 ετών μη καπνιστές, σε καλή γενική κατάσταση υγείας και χωρίς ενδείξεις καρδιοαναπνευστικής ή άλλης σοβαρής συστηματικής νόσου με αλληλεπίδραση με το αναπνευστικό. Ο πληθυσμός της Βορείου Ελλάδος από όπου και προήλθε το δείγμα περιλαμβάνει άνδρες και γυναίκες. Το τυπικό δείγμα σε μελέτες επιδημιολογικών και γενικών ερευνών για τον ευρύ πληθυσμό για την επίτευξη ακρίβειας 6% και υπολογισμό 95% διαστημάτων εμπιστοσύνης είναι περί τα 250 άτομα. Αυτό το μέγεθος έχει την ίδια ακρίβεια είτε πρόκειται για πληθυσμούς 1000 ατόμων είτε ατόμων. Με άλλα λόγια το δείγμα μας των 488 ατόμων (243 άνδρες-245 γυναίκες) είναι αντιπροσωπευτικό του πληθυσμού που εξετάζεται. Η στρατολόγηση των εθελοντών έγινε από επισκέπτες του νοσοκομείου, προσωπικό του νοσοκομείου, φοιτητές ιατρικής, νέους που χρειαζόταν πιστοποιητικό υγείας για έναρξη εργασίας ή εισαγωγή σε ανώτερες και ανώτατες σχολές καθώς και ηλικιωμένους από διάφορα Κ.Α.Π.Η. του νομού Θεσσαλονίκης. Το ιδανικό βέβαια θα ήταν η επιλογή να γινόταν από τυχαίο δείγμα του γενικού πληθυσμού, όμως μία μελέτη (148) κατέληξε ότι αφού αποκλειστούν οι νοσηλευόμενοι ασθενείς και οι πάσχοντες εκ του αναπνευστικού η μεθοδολογία επιλογής πληθυσμού που θα χρησιμοποιηθεί ως δείγμα, έχει μικρή μόνο επίδραση στις λαμβανόμενες τιμές. Επιπλέον οι ATS/ERS στις πρόσφατες συστάσεις που εξέδωσαν θεωρούν έγκυρες και αποδεκτές τιμές αναφοράς προερχόμενες από μεγάλες ομάδες εθελοντών, υπό την προϋπόθεση βέβαια ότι τηρούνται τα κριτήρια της σωστής επιλογής και κατανομής των ανθρωπομετρικών χαρακτηριστικών τους (33). 53

54 Οι εθελοντές απαντούσαν παρουσία ιατρού, σε ειδικό ερωτηματολόγιο υγείας του αναπνευστικού του British Medical Research Council (149) το οποίο καλύπτει δημογραφικά στοιχεία, ύπαρξη συμπτωμάτων από το αναπνευστικό, προηγούμενο ιατρικό ιστορικό και ιστορικό καπνίσματος. Στη συνέχεια όσοι δεν είχαν κάποια πρόσφατη ακτινολογική απεικόνιση θώρακα των τελευταίων 5 ετών, υποβάλλονταν σε μία οπισθοπρόσθια (face) ακτινογραφία θώρακα. Επιπρόσθετα, σε όσους ήταν άνω των 50 ετών ή ανέφεραν υπέρταση ή κάποιο καρδιαγγειακό νόσημα γινόταν και ένα ηλεκτροκαρδιογράφημα 12 απαγωγών. Ως κριτήρια αποκλεισμού από τη μελέτη και πάντα σύμφωνα με τις συστάσεις της ATS και ERS (2,3,32) τέθηκαν τα εξής: α) Ιστορικό χρόνιας ή οξείας νόσου από το αναπνευστικό με παρουσία συμπτωμάτων όπως βήχα, απόχρεμψης ή συριγμού β) Προηγηθείσα διάγνωση από ιατρό χρόνιας βρογχίτιδας, εμφυσήματος, βρογχικού άσθματος, πνευμονικής φυματίωσης, πρόσφατης πνευμονίας, ανωμαλιών του θωρακικού τοιχώματος, υπεζωκοτικής συλλογής γ) Ιστορικό θωρακικού τραύματος, εγχειρήσεων εκτομής πνευμονικού παρεγχύματος, τοποθέτησης συσκευής παροχέτευσης Bullau, θωρακοχειρουργικής επέμβασης δ) Μη φυσιολογική ακτινογραφία θώρακα όσον αφορά παρεγχυματικές και υπεζωκοτικές βλάβες καθώς και μείζονες ανωμαλίες στο θωρακικό τοίχωμα, στο μεσοθωράκιο και στον καρδιαγγειακό σχηματισμό (π.χ. αύξηση καρδιοθωρακικού δείκτη κ.λπ.) ε) Αναφερόμενο καρδιολογικό ιστορικό με προηγηθείσα επέμβαση, γνωστή στεφανιαία νόσο ή καρδιακή ανεπάρκεια, μείζονες ανωμαλίες στο ΗΚΓ. Κατά τη διάρκεια της διενέργειας των δοκιμασιών, κάποια άτομα και ιδιαίτερα αυτά μεγαλύτερων ηλικιών, δεν μπορούσαν να ολοκληρώσουν με επιτυχία τις διάφορες σπιρομετρικές εξετάσεις. Τα άτομα αυτά αποκλείονταν από τη συνέχεια των εξετάσεων και δεν συμπεριλαμβάνονταν στη μελέτη. Η κατανομή των ατόμων ανά ηλικιακή ομάδα σε άνδρες και γυναίκες ξεχωριστά φαίνεται στους παρακάτω πίνακες (8,9) και γραφήματα (2,3) 54

55 ΑΝΔΡΕΣ ΠΙΝΑΚΑΣ 8 Αριθμός ατόμων και εκατοστιαία αναλογία ανά ηλικιακή δεκαετία στους άνδρες Ηλικίες Άτομα Ποσοστό % Αθροιστικό ποσοστό Total Εικόνα 2: Γράφημα με αριθμό ατόμων ανά ηλικιακή δεκαετία στους άνδρες 55

56 ΓΥΝΑΙΚΕΣ ΠΙΝΑΚΑΣ 9 Αριθμός ατόμων και εκατοστιαία αναλογία ανά ηλικιακή δεκαετία στις γυναίκες Ηλικίες Άτομα Ποσοστό % Αθροιστικό ποσοστό Total Εικόνα 3: Γράφημα με αριθμό ατόμων ανά ηλικιακή δεκαετία στις γυναίκες 56

57 Β) ΜΕΘΟΔΟΙ 1. ΓΕΝΙΚΑ Όλες οι δοκιμασίες (σπιρομέτρηση--διάχυση) διενεργήθηκαν μεταξύ 9π.μ. και 2μ.μ. στο Γ.Π.Ν. Γ. Παπανικολάου στην Εξοχή Θεσσαλονίκης (υψόμετρο 600m). Χρησιμοποιήθηκε το σπιρόμετρο Masterscreen PFT version 4.3 της Jaeger Gmbh, το οποίο πληροί τις προϋποθέσεις των ATS/ERS και ρυθμίζεται καθημερινά σύμφωνα με τις οδηγίες του κατασκευαστή. Μετράται το ύψος των εθελοντών χωρίς παπούτσια με την πλάτη κάθετα σε τοίχο με αρίθμηση μέτρησης ύψους. Γίνεται ζύγιση χωρίς παπούτσια με ενδυμασία εσωτερικού χώρου και υπολογίζονται ο δείκτης μάζας σώματος BMI (Body Mass Index) καθώς και η επιφάνεια σώματος BSA (Body Surface Area). Οι εξετάσεις μέτρησης της αναπνευστικής λειτουργίας, δεν είναι παθητικές διαδικασίες, όπως η λήψη ενός Η.Κ.Γ., αλλά απαιτούν συνεργασία εκ μέρους του εξεταζόμενου. Κατά τη σπιρομέτρηση ο εξεταζόμενος καλείται να πραγματοποιήσει μια αθλητικού τύπου προσπάθεια, το αποτέλεσμα της οποίας εξαρτάται όχι μόνο από την πραγματική ικανότητα του αναπνευστικού συστήματός του, αλλά και από το βαθμό συνεργασίας του. Η σπιρομέτρηση, η μέγιστη δυναμική εκπνευστική προσπάθεια (όπως εκφράζεται από το flow-volume loop), ο υπολογισμός TLC και διαχυτικής ικανότητας των πνευμόνων DLCO SB με τη μέθοδο μιας αναπνοής ηλίου (He) και μονοξειδίου του άνθρακα, γίνονταν σύμφωνα με τις συστάσεις των ATS/ERS (5,8,31,32,33). Αρχικά γίνεται επίδειξη της τεχνικής και των διαδικασιών που θα ακολουθηθούν από το χειριστή-τεχνικό στον εθελοντή. Σε καθιστή θέση, ο εθελοντής αναπνέει δια μέσου ενός επιστομίου και με τη μύτη κλειστή με ένα ρινοπίεστρο, ώστε να μην είναι δυνατή η διαφυγή αέρα και στη συνεχεία διενεργεί τις δοκιμασίες υπό τις οδηγίες και την παρότρυνση του ίδιου τεχνικού με εμπειρία 30 ετών στο αντικείμενο. 57

58 2. ΜΕΓΙΣΤΗ ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΕΚΠΝΕΥΣΤΙΚΗ ΠΡΟΣΠΑΘΕΙΑ Ο εξεταζόμενος μετά από κάποιες ήρεμες αναπνοές προκειμένου να εξοικειωθεί με τον εξοπλισμό του εργαστηρίου καλείται να εισπνεύσει βαθιά όσο περισσότερο γίνεται. Στη συνέχεια προτρέπεται να φυσήξει μέσα στο σπιρόμετρο όσο πιο απότομα και δυνατά γίνεται και να παρατείνει την προσπάθεια τουλάχιστον για 6 δευτερόλεπτα και μέχρι να εκπνεύσει πλήρως. Απαιτούνται τρεις τουλάχιστον αποδεκτές προσπάθειες. Για να θεωρείται αποδεκτή μια προσπάθεια θα πρέπει να έχει απότομη έναρξη, ομαλή συνέχεια κατά τη διάρκεια της εκπνοής, χωρίς βήχα ή πρώιμη διακοπή της προσπάθειας και διαφυγή αέρα από το επιστόμιο ή ύπαρξη τεχνικών προβλημάτων του εξοπλισμού. Συμμετέχοντες οι οποίοι δεν καταφέρνουν τρεις αποδεκτές προσπάθειες εξαιρούνται από την ομάδα των υγιών εθελοντών γιατί τα αποτελέσματα τους θεωρούνται ανακριβή. Χρειάζεται τουλάχιστον 6 sec εκπνοής και ένα plateau στην καμπύλη όγκου-χρόνου (αλλαγή <30 ml σε χρόνο 2 sec) για να γίνεται αποδεκτή η δοκιμασία. Η υψηλότερη τιμή για FVC και FEV 1 δεν πρέπει να διαφέρει περισσότερο από 0,2L από τη δεύτερη μεγαλύτερη και είναι αυτή που επιλέγεται και χρησιμοποιείται. 3. ΜΕΘΟΔΟΣ ΜΙΑΣ ΑΝΑΠΝΟΗΣ ΗΛΙΟΥ Η μέθοδος αυτή χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της TLC και δυνητικά ταυτόχρονη μέτρηση της διαχυτικής ικανότητας των πνευμόνων με τη μέθοδο της μιας εισπνοής με μίγμα με μονοξείδιο του άνθρακα. Κατά την τεχνική αυτή ο εξεταζόμενος εκπνέει μέχρι το επίπεδο του RV και ακολούθως εισπνέει μέχρι την TLC δηλαδή εισπνέει όγκο ίσο με τη VC ο οποίος περιέχει (εκτός του CO, O 2, N 2 ) ήλιο σε συγκέντρωση περίπου 10%. Στο επίπεδο της TLC κρατάει την αναπνοή του για περίπου 10 δευτερόλεπτα και ακολούθως εκπνέει μέχρι τον RV. Από τον εκπνεόμενο αέρα συλλέγεται ένα ποσόν στο τέλος της εκπνοής 58

59 και αναλύεται ως προς τη συγκέντρωση ηλίου. Η τιμή της TLC υπολογίζεται από τον τύπο: TLC = VC (BTPS) X F IHe /F EHe VC (BTPS) είναι η Ζωτική Χωρητικότητα σε περιβάλλον κορεσμένο σε υδρατμούς με θερμοκρασία σώματος και σε πίεση του περιβάλλοντος (Body Temperature Pressure Saturated) Όπου F IHe είναι η συγκέντρωση του ηλίου στο εισπνεόμενο μίγμα αέρος και F EHe είναι η συγκέντρωση του ηλίου στο τελοεκπνευστικό μίγμα αερίου. 4. ΜΕΘΟΔΟΣ ΜΙΑΣ ΕΙΣΠΝΟΗΣ ΜΟΝΟΞΕΙΔΙΟΥ ΤΟΥ ΑΝΘΡΑΚΟΣ (SINGLE BREATHE DLCO SB ) Η μέθοδος που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της διάχυσης του μονοξειδίου του άνθρακα, είναι αυτή που έχει επικρατήσει και χρησιμοποιείται σήμερα από τα περισσότερα εργαστήρια ελέγχου αναπνευστικής λειτουργίας, η μέθοδος της μιας αναπνοής (single breath method), με κράτημα της αναπνοής για 10 δευτερόλεπτα. Η μέθοδος αυτή χρησιμοποιεί CO και He και υποδηλώνεται ως DLCO SB. Είναι μια εξέταση εύκολη, βολική και δεν είναι χρονοβόρα. Δεν υπάρχουν αντενδείξεις για την εξέταση και δεν αναφέρονται ανεπιθύμητες ενέργειες από την εφαρμογή της. Ο εξεταζόμενος θα πρέπει να αναπνέει ατμοσφαιρικό αέρα τουλάχιστον 15 λεπτά πριν την εξέταση και να μπορεί να κρατήσει την αναπνοή του για 10 sec. Επιπλέον θα πρέπει να έχει μια VC μεγαλύτερη των 1,2-1,5L, διότι τόσος είναι ο ελάχιστος όγκος αέρα ο οποίος απαιτείται για την πραγματοποίηση των μετρήσεων από τα περισσότερα όργανα που υπάρχουν στην αγορά. Η διαδικασία που ακολουθείται είναι η εξής: Ο εξεταζόμενος αφού εκπνεύσει μέχρι τον RV, εισπνέει μέχρι την TLC μίγμα αερίου CO και He και στη συνέχεια κρατάει την αναπνοή του για 10 δευτερόλεπτα. Κατόπιν εκπνέει με σταθερό ρυθμό μέχρι τον RV περίπου. Η πρώτη ποσότητα του εκπνεόμενου αέρα (0,7-1 L) απορρίπτεται, ώστε να αποκλειστούν επιδράσεις από τον ανατομικό νεκρό χώρο, ο οποίος φυσιολογικά δε συμμετέχει στην ανταλλαγή των αερίων και η σύνθεση του είναι εκείνη του εισπνευσθέντος μίγματος. Ακολούθως συλλέγεται ποσότητα εκπνεόμενου αέρα περίπου 0,8-1L, η οποία θεωρείται αντιπροσωπευτική του κυψελιδικού αέρα, μετά 59

60 τις μεταβολές στη σύνθεση του, τις οποίες υπέστη εξαιτίας της διαχύσεως κατά τη διάρκεια του κρατήματος της αναπνοής. Η ανάλυση του δείγματος παρέχει τα απαραίτητα στοιχεία με βάση τα οποία υπολογίζεται η ποσότητα του CO, η οποία μεταφέρθηκε από τις κυψελίδες στο αίμα, στο χρόνο στον οποίο διήρκησε το κράτημα της αναπνοής. Ο ρυθμός απομάκρυνσης του CO υπολογίζεται με μέτρηση της συγκέντρωσης του στον εισπνεόμενο και τον εκπνεόμενο αέρα με αναλυτή υπέρυθρων ακτινών. Η ποσότητα αυτή αποτελεί τη μετρηθείσα τιμή της DLCO SB. Η δοκιμασία μπορεί να επαναληφθεί μετά από λίγα λεπτά. Η ικανότητα διαχύσεως μετράται σε ml/min/mmhg ή σε mmol/min/kpa στο διεθνές σύστημα μονάδων (SI). H διαίρεση της τιμής αυτής με τον V A (όγκο του κυψελιδικού αέρα), ο οποίος υπολογίζεται ταυτόχρονα από το διαλελυμένο He, δίδει μια τιμή της ικανότητας διαχύσεως διορθωμένη ως προς τον κυψελιδικό όγκο αέρα του εξεταζομένου. Η μέτρηση αυτή αποτελεί την ειδική διάχυση ή το συντελεστή διάχυσης και συμβολίζεται ως KCO. Γ) ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ Για την περιγραφή των δεδομένων υπολογίστηκαν οι μέσες τιμές και οι τυπικές αποκλίσεις των καταγεγραμμένων μεταβλητών και έγιναν απεικονίσεις με τη βοήθεια ιστογραμμάτων. Για δεδομένα μετρήσεων κατασκευάστηκαν ραβδογράμματα συχνοτήτων. Τα δεδομένα των εργαστηριακών μετρήσεων απεικονίστηκαν σε αντιπαράθεση με τα χαρακτηριστικά των ατόμων της μελέτης (ηλικία, ύψος κλπ) ως σημειογραφήματα και κατασκευάστηκαν τοπικοί μη-παραμετρικοί λειαντές για την εύρεση της τάσης των μετρήσεων με βάση τα σωματομετρικά χαρακτηριστικά. Σημαντικότητες μικρότερες του 0.05 θεωρήθηκαν στατιστικά σημαντικές, ενώ όλοι οι στατιστικοί έλεγχοι που διενεργήθηκαν ήταν δίπλευροι. Κατασκευάστηκαν γραμμικά μοντέλα για τις εργαστηριακές μετρήσεις χρησιμοποιώντας την ηλικία και το ύψος των ατόμων της μελέτης ως ανεξάρτητους παράγοντες. Καθότι το γραμμικό μοντέλο δεν θεωρήθηκε επαρκές και πλέον είναι ξεπερασμένο στη σχετική βιβλιογραφία, κατασκευάστηκαν καμπυλόγραμμα μοντέλα για την πρόβλεψη των εργαστηριακών μετρήσεων των ατόμων της μελέτης με βάση τα σωματομετρικά τους χαρακτηριστικά. Η ποιοτική αξιολόγηση των μοντέλων έγινε με 60

61 βάση το συντελεστή προσδιορισμού (Rsq) και το σχετικό μέσο τετραγωνικό σφάλμα (RMSE). Εναλλακτικά κατασκευάστηκαν και τμηματικά γραμμικά μοντέλα αφού διαχωρίστηκε η ηλικία σε τέσσερις ηλικιακές ομάδες. Τα τμηματικά γραμμικά μοντέλα έχουν το μειονέκτημα ότι δεν είναι συνεχή. Για τη σύγκριση των προτεινόμενων καμπυλόγραμμων μοντέλων και των υπαρχόντων της ERS οι εξισώσεις των μοντέλων απεικονίστηκαν γραφικά μαζί με τις μετρήσεις για την κάθε εργαστηριακή παράμετρο. Τα μοντέλα σε πολλές περιπτώσεις διαφέρουν ως προς την πρόβλεψη με εμφανή την ανωτερότητα των καμπυλόγραμμων. Για την εύρεση των μέγιστων των εργαστηριακών μετρήσεων με βάση τα προτεινόμενα μοντέλα χρησιμοποιήθηκε κλασσική μεθοδολογία διαφορικού λογισμού για την εύρεση ακρότατων σε πολυμεταβλητές συναρτήσεις. Για τη στατιστική ανάλυση χρησιμοποιήθηκαν τα λογισμικά JMP 8.0 (SAS Inst., Cary, NC), R 2.10 ( IBM SPSS 19.0 (IBM Inc., Armonk, NY) και WolframAlpha ( σε περιβάλλον Mac OS X (Apple Inc., Cupertino, CA). 61

62 ΙΙΙ) ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Συνολικά συμμετείχαν στη μελέτη 488 άτομα (243 άνδρες 245 γυναίκες). Η κατανομή τους ανά 10ετή ηλικιακή ομάδα φαίνεται προηγουμένως (πίνακες 8,9) στην παράγραφο ασθενείς - μέθοδοι. Εδώ γίνεται διαχωρισμός ηλικιακών ομάδων ως εξής: <25 ετών, (νέοι ενήλικες), (μεσήλικες), 65+ (υπερήλικες) (πίνακας 10,11). Επίσης υπάρχουν πίνακες με το μέσο όρο (mean) και τη σταθερά απόκλισης (std. deviation) για κάθε μία από τι παραμέτρους όπως το ύψος, η ηλικία, το βάρος το BMI και το BSA ανά ηλικιακή ομάδα (πίνακες 12,13). ΠΙΝΑΚΑΣ 10 : Αναλογία ατόμων (άνδρες) ανά ηλικιακή ομάδα ΑΝΔΡΕΣ ΗΛΙΚΙΑΚΕΣ ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ ΑΡΙΘΜΟΣ ΠΟΣΟΣΤΟ ΣΥΝΟΛΟ Άθροισμα ΠΙΝΑΚΑΣ 11: Αναλογία ατόμων (γυναίκες) ανά ηλικιακή ομάδα ΓΥΝΑΙΚΕΣ- ΗΛΙΚΙΑΚΕΣ ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ ΑΡΙΘΜΟΣ ΠΟΣΟΣΤΟ ΣΥΝΟΛΟ Άθροισμα

63 ΠΙΝΑΚΑΣ 12: Μέσος όρος (mean) και σταθερά απόκλισης (std. deviation) για το ύψος, την ηλικία, το βάρος το BMI και το BSA ανά ηλικιακή ομάδα (άνδρες) Ηλ. κατηγορίες ΑΝ ΡΕΣ Ηλικία Ύψος (cm) Βάρος(kg) BMI BSA Mean Std. Deviation N Mean Std. Deviation N Mean Std. Deviation N Mean Std. Deviation N Total Mean Std. Deviation N ΠΙΝΑΚΑΣ 13: Μέσος όρος (mean) και σταθερά απόκλισης (std. deviation) για το ύψος, την ηλικία, το βάρος το BMI και το BSA ανά ηλικιακή ομάδα (γυναίκες) Ηλ.κατηγορίεςΓΥΝΑΙΚΕΣ Ηλικία Ύψος (cm) Βάρος(kg) BMI BSA Mean Std. Deviation N Mean Std. Deviation N Mean Std. Deviation N Mean Std. Deviation N Total Mean Std. Deviation N

64 Θα εξεταστούν ξεχωριστά οι διάφορες σπιρομετρικές παράμετροι, θα μελετάται αν είναι ακριβές και στατιστικά σωστό να χρησιμοποιείται μια εξίσωση για όλες τις ηλικίες (all age equation) ή αν είναι προτιμότερο να χρησιμοποιούνται διαφορετικές εξισώσεις για τις διάφορες ηλικιακές ομάδες καθώς επίσης θα γίνει και μια σύγκριση των εξισώσεων που θα προκύπτουν με τις αντίστοιχες από την ERS προτεινόμενες. Σημειώνεται ότι τα σωματομετρικά μεγέθη (βάρος, BMI, BSA) που δε χρησιμοποιήθηκαν στη μοντελοποίηση καθώς δεν επηρεάζουν στατιστικά σημαντικά τις υπό μελέτη σπιρομετρικές παραμέτρους δεν θα απεικονίζονται γραφικά για την οικονομία του χώρου. Δειγματοληπτικά και μόνο για τις FVC και FEV 1 θα έχουμε γραφική απεικόνιση αυτών των μεγεθών. Επίσης και μόνο για τη FVC στους άνδρες θα έχουμε γραφήματα ανά ηλικιακή ομάδα με το ύψος ως ελεύθερη παράμετρο. Α) FVC (Forced Vital Capacity) Δυναμική ζωτική χωρητικότητα Η μέση τιμή για τη FVC για όλα τα ύψη και τις ηλικίες φαίνεται στα γραφήματα παρακάτω για άνδρες και γυναίκες ξεχωριστά.. Παρακάτω επίσης παραθέτονται οι εικόνες (4,5,6) που συσχετίζουν τη FVC με την ηλικία, το ύψος, το βάρος, BMI και BSA για άνδρες και γυναίκες ξεχωριστά. ΑΝΔΡΕΣ FVC Εικόνα 4: Γράφημα με αριθμό ανδρών ανά FVC 64

65 Εικόνα 5: Απεικόνιση της FVC των ανδρών ως προς BMI και BSA Εικόνα 6: Απεικόνιση της FVC των ανδρών ως προς ηλικία και ύψος Το προτεινόμενο γραμμικό (linear) μοντέλο για τη FVC στους άνδρες δίνεται από την παρακάτω εξίσωση FVC = 0,06793*H(cm) 0,0242*A(years) 6,139 (linear) Ο συντελεστής προσδιορισμού του γραμμικού μοντέλου είναι R 2 = 0,75 με RMSE = 0,529 Το προτεινόμενο καμπυλόγραμμο (curvilinear) μοντέλο για τη FVC στους άνδρες δίνεται από την παρακάτω εξίσωση ln(fvc) = -10, ,0057*A(years) 0,00013*(Α) 2 + 2,34888*ln[H(cm)] (curvilinear) Ο συντελεστής προσδιορισμού του καμπυλόγραμμου μοντέλου είναι R 2 = 0,803 με RMSE = 0,108 Παρακάτω φαίνονται τα γραφήματα με τη μεταβολή της FVC σε σχέση με το ύψος στους άνδρες για κάθε μια ηλικιακή ομάδα και οι επιμέρους εξισώσεις που τα εκφράζουν 65

66 ΑΝΔΡΕΣ Εικόνα 7: Απεικόνιση της FVC των ανδρών ηλικίας FVC =0,068*H(cm) + 0,077*A(years) 8,3034 / R 2 = 0,46 RMSE=0,4728 ΑΝΔΡΕΣ Εικόνα 8: Απεικόνιση της FVC των ανδρών ηλικίας FVC = 0,06447*H(cm) 0,0283*A(years) 5,213 / R 2 =0,42 RMSE= 0,5326 ΑΝΔΡΕΣ Εικόνα 9: Απεικόνιση της FVC των ανδρών ηλικίας

67 FVC = 0,0668*H(cm) 0,0447*A(years) 4,807 / R 2 =0,61 RMSE=0,476 ΑΝΔΡΕΣ 65+ Εικόνα 10: Απεικόνιση της FVC των ανδρών ηλικίας 65+ FVC = 0,04087*H(cm) 0,03918*A(years) 0,62 / R 2 = 0,35 RMSE=0,4725 Απεικονιστικά η σύγκριση του καμπυλόγραμμου μοντέλου με το αντίστοιχο γραμμικό της ERS (3) καθώς και με τα περισσότερο χρησιμοποιούμενα (60,76,77,98) φαίνεται στο παρακάτω γράφημα (11). Σημειώνεται ότι οι ευρισκόμενες τιμές στα γραφήματα αντιστοιχούν σε άνδρα ύψους 1,75 m και γυναίκα ύψους 1,60 m. Εικόνα 11: Σύγκριση της δικής μας εξίσωσης με την αντίστοιχη της ERS και με τις περισσότερο χρησιμοποιούμενες. Με τη μαύρη συνεχόμενη γραμμή απεικονίζεται το καμπυλόγραμμο μοντέλο ενώ με την κόκκινη διακεκομμένη το μοντέλο της ERS 67

68 ΓΥΝΑΙΚΕΣ FVC Εικόνα 12: Γράφημα με αριθμό γυναικών ανά FVC Εικόνα 13: Απεικόνιση της FVC των γυναικών ως προς BMI και BSA Εικόνα 14: Απεικόνιση της FVC των γυναικών ως προς ηλικία και ύψος 68

69 Το προτεινόμενο γραμμικό (linear) μοντέλο για τη FVC στις γυναίκες δίνεται από την παρακάτω εξίσωση FVC = 0,04394*H(cm) 0,0246*A(years) 2,753 / R 2 = 0,79 RMSE = 0,378 Το προτεινόμενο καμπυλόγραμμο (curvilinear) μοντέλο για τη FVC στις γυναίκες δίνεται από την παρακάτω εξίσωση ln(fvc) = -10, ,0068*A(years) 0,0001*(Α) 2 (curvilinear) / R 2 = 0,814 RMSE = 0, ,2529*ln[H(cm)] Απεικονιστικά η σύγκριση του καμπυλόγραμμου μοντέλου με το αντίστοιχο της ERS και με τα περισσότερο χρησιμοποιούμενα φαίνεται στο παρακάτω γράφημα Εικόνα 15: Σύγκριση της δικής μας εξίσωσης με την αντίστοιχη της ERS και με τις περισσότερο χρησιμοποιούμενες. Με τη μαύρη συνεχόμενη γραμμή απεικονίζεται το καμπυλόγραμμο μοντέλο ενώ με την κόκκινη διακεκομμένη το μοντέλο της ERS Β) FEV 1 (Forced Expiratory Volume in one second) Δυναμικά εκπνεόμενος όγκος σε ένα δευτερόλεπτο Η μέση τιμή για το FEV 1 για όλα τα ύψη και τις ηλικίες φαίνεται στο παρακάτω γράφημα. Παρακάτω επίσης παραθέτονται τα γραφήματα που συσχετίζουν το FEV 1 με την ηλικία, το ύψος, το βάρος, BMI και BSA για άνδρες και γυναίκες ξεχωριστά. 69

70 ΑΝΔΡΕΣ FEV 1 Εικόνα 16: Γράφημα με αριθμό ανδρών ανά FEV 1 Εικόνα 17: Απεικόνιση της FEV 1 των ανδρών ως προς την ηλικία και το ύψος Εικόνα 18: Απεικόνιση του FEV 1 των ανδρών ως με BMI και BSA Το προτεινόμενο γραμμικό (linear) μοντέλο για το FEV 1 στους άνδρες δίνεται από την παρακάτω εξίσωση 70

71 FEV 1 = 0,0516*H(cm) 0,0287*A(years) 3,646 / R 2 = 0,79 RMSE = Το προτεινόμενο καμπυλόγραμμο (curvilinear) μοντέλο για το FEV 1 στους άνδρες δίνεται από την παρακάτω εξίσωση ln(fev 1 ) = -8, ,0012*A(years) 0,0001*(Α) 2 + 2,0428*ln[H(cm)] (curvilinear) / R 2 = 0,81 RMSE = Απεικονιστικά η σύγκριση του καμπυλόγραμμου μοντέλου με το αντίστοιχο της ERS και με τα περισσότερο χρησιμοποιούμενα φαίνεται στο παρακάτω γράφημα. Εικόνα 19: Σύγκριση της δικής μας εξίσωσης με την αντίστοιχη της ERS και με τις περισσότερο χρησιμοποιούμενες. Με τη μαύρη συνεχόμενη γραμμή απεικονίζεται το καμπυλόγραμμο μοντέλο ενώ με την κόκκινη διακεκομμένη το μοντέλο της ERS 71

72 ΓΥΝΑΙΚΕΣ FEV 1 Εικόνα 20: Γράφημα με αριθμό ατόμων ανά FEV 1 στις γυναίκες Εικόνα 21: Απεικόνιση της FEV 1 στις γυναίκες ως προς BMI και BSA Εικόνα 22: Απεικόνιση της FEV 1 των γυναικών ως προς ηλικία και ύψος 72

73 Το προτεινόμενο γραμμικό (linear) μοντέλο για το FEV 1 στις γυναίκες δίνεται από την παρακάτω εξίσωση FEV 1 = 0,0364*H(cm) 0,0257*A(years) 1,8 / R 2 = 0,81 RMSE = 0.34 Το προτεινόμενο καμπυλόγραμμο (curvilinear) μοντέλο για το FEV 1 στις γυναίκες δίνεται από την παρακάτω εξίσωση ln(fev 1 ) = -9, ,0028*A(years) 0,0001*(Α) 2 (curvilinear) / R 2 = 0,814 RMSE = ,0539*ln[H(cm)] Απεικονιστικά η σύγκριση του καμπυλόγραμμου μοντέλου με το αντίστοιχο της ERS και με τα περισσότερο χρησιμοποιούμενα φαίνεται στο παρακάτω γράφημα Εικόνα 23: Σύγκριση της δικής μας εξίσωσης με την αντίστοιχη της ERS και με τις περισσότερο χρησιμοποιούμενες. Με τη μαύρη συνεχόμενη γραμμή απεικονίζεται το καμπυλόγραμμο μοντέλο ενώ με την κόκκινη διακεκομμένη το μοντέλο της ERS 73

74 Γ) Tiffeneau index: FEV 1 /VC Δείκτης Tiffeneau Η μέση τιμή για το δείκτη Tiffeneau για όλα τα ύψη και τις ηλικίες φαίνεται στο παρακάτω γράφημα. Παρακάτω επίσης παραθέτονται τα γραφήματα που συσχετίζουν το δείκτη Tiffeneau με την ηλικία και το ύψος για άνδρες και γυναίκες ξεχωριστά. ΑΝΔΡΕΣ FEV 1 /VC Εικόνα 24: Γράφημα με αριθμό ανδρών ανά τιμή δείκτη Tiffeneau Εικόνα 25: Απεικόνιση του δείκτη Tiffeneau των ανδρών ως προς ηλικία και ύψος Το προτεινόμενο γραμμικό (linear) μοντέλο για το δείκτη Tiffeneau στους άνδρες δίνεται από την παρακάτω εξίσωση FEV 1 /FVC = 124,768 0,201*A(years) 0,17*H(cm) / R 2 = 0,3 RMSE = 5,247 Το προτεινόμενο καμπυλόγραμμο (curvilinear) μοντέλο για τη FEV 1 /FVC στους άνδρες δίνεται από την παρακάτω εξίσωση 74

75 ln(fev 1 /FVC) = 6,1915-0,0045*A(years) + 2,3962*10-5 *(Α) 2 0,3086*ln[H(cm)] (curvilinear) / R 2 = 0,32 RMSE = Απεικονιστικά η σύγκριση του καμπυλόγραμμου μοντέλου με το αντίστοιχο της ERS και με τα περισσότερο χρησιμοποιούμενα φαίνεται στο παρακάτω γράφημα. Εικόνα 26: Σύγκριση της δικής μας εξίσωσης με την αντίστοιχη της ERS και με τις περισσότερο χρησιμοποιούμενες. Με τη μαύρη συνεχόμενη γραμμή απεικονίζεται το καμπυλόγραμμο μοντέλο ενώ με την κόκκινη διακεκομμένη το μοντέλο της ERS ΓΥΝΑΙΚΕΣ FEV 1 /VC Εικόνα 27: Γράφημα με αριθμό ατόμων ανά FEV 1 στις γυναίκες 75

76 Εικόνα 28: Απεικόνιση του δείκτη Tiffeneau των γυναικών ως προς ηλικία και ύψος Το προτεινόμενο γραμμικό (linear) μοντέλο για το δείκτη Tiffeneau στις γυναίκες δίνεται από την παρακάτω εξίσωση FEV 1 /FVC = 109,507 0,171*A(years) 0,085*H(cm) / R 2 = 0,23 RMSE = 5,21 Το προτεινόμενο καμπυλόγραμμο (curvilinear) μοντέλο για τη FEV 1 /FVC στις γυναίκες δίνεται από την παρακάτω εξίσωση ln(fev 1 /FVC) = 5,321-0,0015*A(years) 4,651*10-6 *(Α) 2 0,1504*ln[H(cm)] (curvilinear) / R 2 = 0,22 RMSE = 0.06 Απεικονιστικά η σύγκριση του καμπυλόγραμμου μοντέλου με το αντίστοιχο της ERS και με τα περισσότερο χρησιμοποιούμενα φαίνεται στο παρακάτω γράφημα Εικόνα 29: Σύγκριση της δικής μας εξίσωσης με την αντίστοιχη της ERS και με τις περισσότερο χρησιμοποιούμενες. Με τη μαύρη συνεχόμενη γραμμή απεικονίζεται το καμπυλόγραμμο μοντέλο ενώ με την κόκκινη διακεκομμένη το μοντέλο της ERS 76

77 Δ) PEF (Peak Expiratory Flow) Μέγιστη εκπνευστική ροή Η μέση τιμή για τη PEF για όλα τα ύψη και τις ηλικίες φαίνεται στο παρακάτω γράφημα. Παρακάτω επίσης παραθέτονται τα γραφήματα που συσχετίζουν τη PEF με την ηλικία και το ύψος για άνδρες και γυναίκες ξεχωριστά. ΑΝΔΡΕΣ PEF Εικόνα 30: Γράφημα με αριθμό ανδρών ανά τιμή PEF Εικόνα 31: Απεικόνιση της PEF των ανδρών ως προς ηλικία και ύψος Το προτεινόμενο γραμμικό (linear) μοντέλο για τη PEF στους άνδρες δίνεται από την παρακάτω εξίσωση PEF = 0,1087*H(cm) 0,029*A(years) 7,874 / R 2 = 0,375 RMSE = 1,68 Το προτεινόμενο καμπυλόγραμμο (curvilinear) μοντέλο για τη PEF στους άνδρες δίνεται από την παρακάτω εξίσωση ln(pef) = -6, ,0155*A(years) 0,0002*(Α) 2 (curvilinear) / R 2 = 0,5 RMSE = ,5723*ln[H(cm)] 77

78 Απεικονιστικά η σύγκριση του καμπυλόγραμμου μοντέλου με το αντίστοιχο της ERS και με τα περισσότερο χρησιμοποιούμενα φαίνεται στο παρακάτω γράφημα Εικόνα 32: Σύγκριση της δικής μας εξίσωσης με την αντίστοιχη της ERS και με τις περισσότερο χρησιμοποιούμενες. Με τη μαύρη συνεχόμενη γραμμή απεικονίζεται το καμπυλόγραμμο μοντέλο ενώ με την κόκκινη διακεκομμένη το μοντέλο της ERS ΓΥΝΑΙΚΕΣ PEF Εικόνα 33: Γράφημα με αριθμό ατόμων ανά τιμή PEF στις γυναίκες 78

79 Εικόνα 34: Απεικόνιση της PEF των γυναικών ως προς ηλικία και ύψος Το προτεινόμενο γραμμικό (linear) μοντέλο για τη PEF στις γυναίκες δίνεται από την παρακάτω εξίσωση PEF = 0,0586*H(cm) 0,0384*A(years) 1 / R 2 = 0,55 RMSE = 0,98 Το προτεινόμενο καμπυλόγραμμο (curvilinear) μοντέλο για τη PEF στις γυναίκες δίνεται από την παρακάτω εξίσωση ln(pef) = -5, ,0087*A(years) 0,0001*(Α) 2 (curvilinear) / R 2 = 0,598 RMSE = 0, ,3824*ln[H(cm)] Απεικονιστικά η σύγκριση του καμπυλόγραμμου μοντέλου με το αντίστοιχο της ERS και με τα περισσότερο χρησιμοποιούμενα φαίνεται στο παρακάτω γράφημα Εικόνα 35: Σύγκριση της δικής μας εξίσωσης με την αντίστοιχη της ERS και με τις περισσότερο χρησιμοποιούμενες. Με τη μαύρη συνεχόμενη γραμμή απεικονίζεται το καμπυλόγραμμο μοντέλο ενώ με την κόκκινη διακεκομμένη το μοντέλο της ERS 79

80 Ε) MMEF, FEF (Maximal Mid-Expiratory Flow) Μέγιστη μεσοεκπνευστική ροή Η μέση τιμή για τη MMEF για όλα τα ύψη και τις ηλικίες φαίνεται στο παρακάτω γράφημα. Παρακάτω επίσης παραθέτονται τα γραφήματα που συσχετίζουν τη MMEF με την ηλικία και το ύψος για άνδρες και γυναίκες ξεχωριστά. ΑΝΔΡΕΣ MMEF Εικόνα 36: Γράφημα με αριθμό ανδρών ανά τιμή ΜΜEF. Εικόνα 37: Απεικόνιση της ΜΜEF των ανδρών ως προς ηλικία και ύψος 80

81 Το προτεινόμενο γραμμικό (linear) μοντέλο για τη MMEF στους άνδρες δίνεται από την παρακάτω εξίσωση MMEF = 0,031*H(cm) 0,05*A(years) + 1,735 / R 2 = 0,48 RMSE = 1,23 Το προτεινόμενο καμπυλόγραμμο (curvilinear) μοντέλο για τη MMEF στους άνδρες δίνεται από την παρακάτω εξίσωση ln(mmef) = -2,776-0,0017*A(years) 0,00011*(Α) 2 (curvilinear) / R 2 = 0,514 RMSE = 0, ,9007*ln[H(cm)] Απεικονιστικά η σύγκριση του καμπυλόγραμμου μοντέλου με το αντίστοιχο της ERS φαίνεται στο παρακάτω γράφημα. Εικόνα 38: Σύγκριση του καμπυλόγραμμου μοντέλου (μπλε διακεκομμένες μικρές γραμμές) με το αντίστοιχο γραμμικό της ERS (κόκκινες διακεκομμένες μεγαλύτερες γραμμές) για τη ΜΜEF στους άνδρες 81

82 ΓΥΝΑΙΚΕΣ MMEF Εικόνα 39: Γράφημα με αριθμό ατόμων ανά τιμή ΜΜEF στις γυναίκες Εικόνα 40: Απεικόνιση της ΜΜEF των γυναικών ως προς ηλικία και ύψος Το προτεινόμενο γραμμικό (linear) μοντέλο για τη MMEF στις γυναίκες δίνεται από την παρακάτω εξίσωση MMEF = 0,034*H(cm) 0,043*A(years) + 1,8 / R 2 = 0,56 RMSE = 0.89 Το προτεινόμενο καμπυλόγραμμο (curvilinear) μοντέλο για τη FVC στις γυναίκες δίνεται από την παρακάτω εξίσωση ln(mmef) = -6, ,00156*A(years) 0,00016*(Α) 2 + 1,528*ln[H(cm)] (curvilinear) / R 2 = 0,558 RMSE = 0,281 82

83 Απεικονιστικά η σύγκριση του καμπυλόγραμμου μοντέλου με το αντίστοιχο της ERS φαίνεται στο παρακάτω γράφημα. Εικόνα 41: Σύγκριση του καμπυλόγραμμου μοντέλου (μπλε διακεκομμένες μικρές γραμμές) με το αντίστοιχο γραμμικό της ERS (κόκκινες διακεκομμένες μεγαλύτερες γραμμές) για τη ΜΜEF στις γυναίκες ΣΤ) FRC (Functional Residual Capacity) Λειτουργική υπολειπόμενη χωρητικότητα Η μέση τιμή για τη FRC για όλα τα ύψη και τις ηλικίες φαίνεται στο παρακάτω γράφημα. Παρακάτω επίσης παραθέτονται τα γραφήματα που συσχετίζουν τη FRC με την ηλικία και το ύψος για άνδρες και γυναίκες ξεχωριστά. ΑΝΔΡΕΣ FRC Εικόνα 42: Γράφημα με αριθμό ανδρών ανά τιμή FRC 83

84 Εικόνα 43: Απεικόνιση της FRC των ανδρών ως προς ηλικία και ύψος Το προτεινόμενο γραμμικό (linear) μοντέλο για τη FRC στους άνδρες δίνεται από την παρακάτω εξίσωση FRC = 0,041*H(cm) + 0,005*A(years) 4,19 / R 2 = 0,12 RMSE = 0,75 Το προτεινόμενο καμπυλόγραμμο (curvilinear) μοντέλο για τη FRC στους άνδρες δίνεται από την παρακάτω εξίσωση ln(frc) = -10,8905-0,0049*A(years) + 7,4743*10-5 *(Α) 2 + 2,3406*ln[H(cm)] (curvilinear) / R 2 = 0,135 RMSE = 0,226 Απεικονιστικά η σύγκριση του καμπυλόγραμμου μοντέλου με το αντίστοιχο της ERS (3) και με τα περισσότερο χρησιμοποιούμενα (46,64,150,151) φαίνεται στο παρακάτω γράφημα Εικόνα 44: Σύγκριση της δικής μας εξίσωσης με την αντίστοιχη της ERS και με τις περισσότερο χρησιμοποιούμενες. Με τη μαύρη συνεχόμενη γραμμή απεικονίζεται το καμπυλόγραμμο μας μοντέλο ενώ με την κόκκινη διακεκομμένη το μοντέλο της ERS 84

85 ΓΥΝΑΙΚΕΣ FRC Εικόνα 45: Γράφημα με αριθμό ατόμων ανά τιμή FRC στις γυναίκες Εικόνα 46: Απεικόνιση της FRC των γυναικών ως προς ηλικία και ύψος Το προτεινόμενο γραμμικό (linear) μοντέλο για τη FRC στις γυναίκες δίνεται από την παρακάτω εξίσωση FRC = 0,042*H(cm) + 0,0047*A(years) 4,5 / R 2 = 0,18 RMSE = 0.55 Το προτεινόμενο καμπυλόγραμμο (curvilinear) μοντέλο για τη FRC στις γυναίκες δίνεται από την παρακάτω εξίσωση ln(frc) = -13, ,0018*A(years) 1,787*10-6 *(Α) 2 + 2,7447*ln[H(cm)] (curvilinear) / R 2 = 0,188 RMSE = 0,23 85

86 Απεικονιστικά η σύγκριση του καμπυλόγραμμου μοντέλου με το αντίστοιχο της ERS και με τα περισσότερο χρησιμοποιούμενα φαίνεται στο παρακάτω γράφημα Εικόνα 47: Σύγκριση της δικής μας εξίσωσης με την αντίστοιχη της ERS και με τις περισσότερο χρησιμοποιούμενες. Με τη μαύρη συνεχόμενη γραμμή απεικονίζεται το καμπυλόγραμμο μας μοντέλο ενώ με την κόκκινη διακεκομμένη το μοντέλο της ERS Ζ) RV (Residual Volume) Υπολειπόμενος όγκος Η μέση τιμή για τον RV για όλα τα ύψη και τις ηλικίες φαίνεται στο παρακάτω γράφημα. Παρακάτω επίσης παραθέτονται τα γραφήματα που συσχετίζουν ττον RV με την ηλικία και το ύψος για άνδρες και γυναίκες ξεχωριστά. ΑΝΔΡΕΣ RV Εικόνα 48: Γράφημα με αριθμό ανδρών ανά τιμή RV 86

87 Εικόνα 49: Απεικόνιση του RV των ανδρών ως προς ηλικία και ύψος Το προτεινόμενο γραμμικό (linear) μοντέλο για τη RV στους άνδρες δίνεται από την παρακάτω εξίσωση RV = 0,02*H(cm) + 0,017*A(years) 2,72 / R 2 = 0,35 RMSE = Το προτεινόμενο καμπυλόγραμμο (curvilinear) μοντέλο για τη RV στους άνδρες δίνεται από την παρακάτω εξίσωση ln(rv) = -11, ,01194*A(years) 1,125*10-5 *(Α) 2 + 2,2572*ln[H(cm)] (curvilinear) / R 2 = 0,388 RMSE = 0,225 Απεικονιστικά η σύγκριση του καμπυλόγραμμου μοντέλου με το αντίστοιχο και με τα περισσότερο χρησιμοποιούμενα της ERS φαίνεται στο παρακάτω γράφημα Εικόνα 50: Σύγκριση της δικής μας εξίσωσης με την αντίστοιχη της ERS και με τις περισσότερο χρησιμοποιούμενες. Με τη μαύρη συνεχόμενη γραμμή απεικονίζεται το καμπυλόγραμμο μας μοντέλο ενώ με την κόκκινη διακεκομμένη το μοντέλο της ERS 87

88 ΓΥΝΑΙΚΕΣ RV Εικόνα 51: Γράφημα με αριθμό ατόμων ανά τιμή RV στις γυναίκες Εικόνα 52: Απεικόνιση του RV των γυναικών ως προς ηλικία και ύψος Το προτεινόμενο γραμμικό (linear) μοντέλο για τον RV στις γυναίκες δίνεται από την παρακάτω εξίσωση RV = 0,02*H(cm) + 0,013*A(years) 2,34 / R 2 = 0,23 RMSE = 0.32 Το προτεινόμενο καμπυλόγραμμο (curvilinear) μοντέλο για τον RV στις γυναίκες δίνεται από την παρακάτω εξίσωση ln (RV) = -12, ,02426*A(years) 0,00015*(Α) 2 + 2,22968*ln[H(cm)] (curvilinear) / R 2 = 0,302 RMSE = 0,22 Απεικονιστικά η σύγκριση του καμπυλόγραμμου μοντέλου με το αντίστοιχο της ERS και με τα περισσότερο χρησιμοποιούμενα φαίνεται στο παρακάτω γράφημα 88

89 Εικόνα 53: Σύγκριση της δικής μας εξίσωσης με την αντίστοιχη της ERS και με τις περισσότερο χρησιμοποιούμενες. Με τη μαύρη συνεχόμενη γραμμή απεικονίζεται το καμπυλόγραμμο μας μοντέλο ενώ με την κόκκινη διακεκομμένη το μοντέλο της ERS Η) TLC (Total Lung Capacity) Ολική πνευμονική χωρητικότητα Η μέση τιμή για τη TLC για όλα τα ύψη και τις ηλικίες φαίνεται στο παρακάτω γράφημα. Παρακάτω επίσης παραθέτονται τα γραφήματα που συσχετίζουν τη TLC με την ηλικία και το ύψος για άνδρες και γυναίκες ξεχωριστά. ΑΝΔΡΕΣ TLC Εικόνα 54: Γράφημα με αριθμό ανδρών ανά τιμή TLC 89

90 Εικόνα 55: Απεικόνιση της TLC των ανδρών ως προς ηλικία και ύψος Το προτεινόμενο γραμμικό (linear) μοντέλο για την TLC στους άνδρες δίνεται από την παρακάτω εξίσωση TLC = 0,0854*H(cm) 0,0033*A(years) 8,53 / R 2 = 0,54 RMSE = 0.67 Το προτεινόμενο καμπυλόγραμμο (curvilinear) μοντέλο για την TLC στους άνδρες δίνεται από την παρακάτω εξίσωση ln(tlc) = -9, ,00585*A(years) 7,228*10-5 *(Α) 2 + 2,2633*ln[H(cm)] (curvilinear) / R 2 = 0,583 RMSE = 0,104 Απεικονιστικά η σύγκριση του καμπυλόγραμμου μοντέλου με το αντίστοιχο της ERS και με τα περισσότερο χρησιμοποιούμενα φαίνεται στο παρακάτω γράφημα Εικόνα 56: Σύγκριση της δικής μας εξίσωσης με την αντίστοιχη της ERS και με τις περισσότερο χρησιμοποιούμενες. Με τη μαύρη συνεχόμενη γραμμή απεικονίζεται το καμπυλόγραμμο μας μοντέλο ενώ με την κόκκινη διακεκομμένη το μοντέλο της ERS 90

91 ΓΥΝΑΙΚΕΣ TLC Εικόνα 57: Γράφημα με αριθμό ατόμων ανά τιμή TLC στις γυναίκες Εικόνα 58: Απεικόνιση της TLC των γυναικών ως προς ηλικία και ύψος Το προτεινόμενο γραμμικό (linear) μοντέλο για τη TLC στις γυναίκες δίνεται από την παρακάτω εξίσωση TLC = 0,0062*H(cm) 0,0098*A(years) 5,057 / R 2 = 0,62 RMSE = 0.48 Το προτεινόμενο καμπυλόγραμμο (curvilinear) μοντέλο για την TLC στις γυναίκες δίνεται από την παρακάτω εξίσωση ln(tlc) = -9, ,00641*A(years) 9,386*10-5 *(Α) 2 + 2,2464*ln[H(cm)] (curvilinear) / R 2 = 0,643 RMSE = 0,109 91

92 Απεικονιστικά η σύγκριση του καμπυλόγραμμου μοντέλου με το αντίστοιχο της ERS και με τα περισσότερο χρησιμοποιούμενα φαίνεται στο παρακάτω γράφημα Εικόνα 59: Σύγκριση της δικής μας εξίσωσης με την αντίστοιχη της ERS και με τις περισσότερο χρησιμοποιούμενες. Με τη μαύρη συνεχόμενη γραμμή απεικονίζεται το καμπυλόγραμμο μας μοντέλο ενώ με την κόκκινη διακεκομμένη το μοντέλο της ERS Θ) DLCO (Diffusing Capacity of Carbon Monoxide) Συντελεστής διάχυσης μονοξειδίου του άνθρακα Η μέση τιμή για τη TLCO για όλα τα ύψη και τις ηλικίες φαίνεται στο παρακάτω γράφημα. Παρακάτω επίσης παραθέτονται τα γραφήματα που συσχετίζουν τη TLCO με την ηλικία και το ύψος για άνδρες και γυναίκες ξεχωριστά. Διευκρινίζεται ότι ο συντελεστής διάχυσης μονοξειδίου του άνθρακα αναφέρεται στην Αμερική σαν DLCO ενώ στην Ευρώπη χρησιμοποιείται ο συμβολισμός TLCO. Υπάρχει διαφορά στις 2 παραμέτρους όσον αφορά τη μονάδα μέτρησης. Η TLCO μετριέται στο διεθνές σύστημα μετρήσεων S.I. και η μονάδα μέτρησης είναι mmol/min/kpa ενώ η DLCO μετριέται σε ml CO/min/mmHg. Η παρακάτω εξίσωση μετατρέπει από τη μια μονάδα στην άλλη DLCO = 2,986 x TLCO 92

93 ΑΝΔΡΕΣ TLCO Το προτεινόμενο γραμμικό (linear) μοντέλο για τη TLCO στους άνδρες δίνεται από την παρακάτω εξίσωση Εικόνα 60: Γράφημα με αριθμό ανδρών ανά τιμή TLCΟ Εικόνα 61: Απεικόνιση της TLCΟ των ανδρών ως προς ηλικία και ύψος TLCO = 0,127*H(cm) 0,056*A(years) 8,86 / R 2 = 0,65 RMSE = 1,4 Το προτεινόμενο καμπυλόγραμμο (curvilinear) μοντέλο για τη TLCO στους άνδρες δίνεται από την παρακάτω εξίσωση ln(tlco) = -7, ,4429*A(years) 6,266*10-5 *(Α) 2 + 2,0272*ln[H(cm)] (curvilinear) / R 2 = 0,684 RMSE = 0,131 Απεικονιστικά η σύγκριση του καμπυλόγραμμου μοντέλου με το αντίστοιχο του Crapo (6) και με τα περισσότερο χρησιμοποιούμενα (7,152,153) φαίνεται στο παρακάτω γράφημα 93

94 Εικόνα 62: Σύγκριση της δικής μας εξίσωσης με την αντίστοιχη του Crapo και με τις περισσότερο χρησιμοποιούμενες. Με τη μαύρη συνεχόμενη γραμμή απεικονίζεται το καμπυλόγραμμο μας μοντέλο ενώ με την κόκκινη διακεκομμένη το μοντέλο του Crapo για τη TLCΟ στους άνδρες ΓΥΝΑΙΚΕΣ TLCO Εικόνα 63: Γράφημα με αριθμό ατόμων ανά τιμή TLCΟ στις γυναίκες 94

95 Εικόνα 64: Απεικόνιση της TLCΟ των γυναικών ως προς ηλικία και ύψος Το προτεινόμενο γραμμικό (linear) μοντέλο για τη TLCO στις γυναίκες δίνεται από την παρακάτω εξίσωση TLCO = 0,088*H(cm) 0,0355*A(years) 5,13 / R 2 = 0,583 RMSE = 1,04 Το προτεινόμενο καμπυλόγραμμο (curvilinear) μοντέλο για τη TLCO στις γυναίκες δίνεται από την παρακάτω εξίσωση ln(tlco) = -7, ,00757*A(years) 0,00013*(Α) 2 + 1,8873*ln[H(cm)] (curvilinear) / R 2 = 0,609 RMSE = 0,147 Απεικονιστικά η σύγκριση του καμπυλόγραμμου μοντέλου με το αντίστοιχο του Crapo (6) και με τα περισσότερο χρησιμοποιούμενα φαίνεται στο παρακάτω γράφημα Εικόνα 65: Σύγκριση της δικής μας εξίσωσης με την αντίστοιχη του Crapo και με τις περισσότερο χρησιμοποιούμενες. Με τη μαύρη συνεχόμενη γραμμή απεικονίζεται το καμπυλόγραμμο μας μοντέλο ενώ με την κόκκινη διακεκομμένη το μοντέλο του Crapo για τηtlcο στις γυναίκες 95

96 Ι) KCO= DLCO/V (Σταθερά διαχύσεως) Η μέση τιμή για τη KCO για όλα τα ύψη και τις ηλικίες φαίνεται στο παρακάτω γράφημα. Παρακάτω επίσης παραθέτονται τα γραφήματα που συσχετίζουν τη KCO με την ηλικία και το ύψος για άνδρες και γυναίκες ξεχωριστά. ΑΝΔΡΕΣ KCO Εικόνα 66: Γράφημα με αριθμό ανδρών ανά τιμή ΚCΟ Εικόνα 67: Απεικόνιση της ΚCΟ των ανδρών ως προς ηλικία και ύψος Το προτεινόμενο γραμμικό (linear) μοντέλο για το KCO στους άνδρες δίνεται από την παρακάτω εξίσωση KCO = 2,64-0,027*H(cm) 0,0085*A(years) / R 2 = 0,34 RMSE =

97 Το προτεινόμενο καμπυλόγραμμο (curvilinear) μοντέλο για τη KCO στους άνδρες δίνεται από την παρακάτω εξίσωση ln(kco) = 2,1196-0,00517*A(years) + 4,0099*10-6 *(Α) 2-0,2581*ln[H(cm)] (curvilinear) / R 2 = 0,351 RMSE = 0,122 ΓΥΝΑΙΚΕΣ KCO Εικόνα 68: Γράφημα με αριθμό ατόμων ανά τιμή ΚCΟ στις γυναίκες Εικόνα 69: Απεικόνιση της ΚCΟ των γυναικών ως προς ηλικία και ύψος 97

98 Το προτεινόμενο γραμμικό (linear) μοντέλο για τη KCO στις γυναίκες δίνεται από την παρακάτω εξίσωση KCO = 2,47-0,0033*H(cm) 0,0047*A(years) / R 2 = 0,1 RMSE = 0,22 Το προτεινόμενο καμπυλόγραμμο (curvilinear) μοντέλο για τη KCO στις γυναίκες δίνεται από την παρακάτω εξίσωση ln(kco) = 2, ,00218*A(years) 5,325*10-5 *(Α) 2-0,3242*ln[H(cm)] (curvilinear) / R 2 = 0,111 RMSE = 0,132 98

99 IV) ΣΥΖΗΤΗΣΗ Είναι γνωστό ότι η σπιρομέτρηση είναι η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη μέθοδος για την εκτίμηση της αναπνευστικής λειτουργίας και τη διάγνωση των πνευμονικών νοσημάτων. Η σύγκριση των λαμβανόμενων τιμών με τις τιμές αναφοράς που χρησιμοποιεί κάποιο εργαστήριο αναπνευστικής λειτουργίας έχει μεγάλη επίδραση και καθορίζει σε μεγάλο βαθμό τις παρεμβάσεις και διάφορες θεωρήσεις σχετικά με την κατάσταση του εξεταζομένου, τη φύση της βλάβης, τη σοβαρότητά της ή το βαθμό απάντησης στη θεραπεία. Τα διάφορα εργαστήρια στην Ελλάδα αλλά και σε όλο τον κόσμο χρησιμοποιούν τιμές αναφοράς που προκύπτουν από μελέτες προ 20 έως και 40 ετών με αμφισβητήσιμες μεθόδους και τεχνικές. Στην παρούσα μελέτη γίνεται μια προσπάθεια να επικαιροποιηθούν οι τιμές αναφοράς όλων των αναπνευστικών παραμέτρων να γίνει προσαρμογή στον Ελληνικό πληθυσμό και σύγκριση με προηγούμενες. Εικάζεται ότι μπορεί να υπάρχουν διαφορές στις τιμές των σπιρομετρικών παραμέτρων που να οφείλονται α) στην αλλαγή των σωματομετρικών δεδομένων (ύψους, βάρους)με την πάροδο του χρόνου β) στη διαφορετικότητα του Ελληνικού πληθυσμού (διαφορετική αναλογία κορμού-ποδιών, μεσογειακό κλίμα και δίαιτα, νέες διατροφικές συνήθειες και διαφορετικό επίπεδο ρύπανσης της ατμόσφαιρας) και γ) στη χρησιμοποίηση διαφορετικών μεθόδων και τεχνολογίας προσαρμοσμένων στις υποδείξεις των ATS/ERS. Από τη μελέτη των γραφημάτων των ηλικιών των συμμετεχόντων, γίνεται αντιληπτό ότι και στους άνδρες αλλά και στις γυναίκες, δόθηκε μεγαλύτερη έμφαση στην αντιπροσώπευση των ηλικιών <25 και >65 ετών. Αυτό έγινε για την ηλικία <25 ετών, προκειμένου να απεικονισθούν με μεγαλύτερη ακρίβεια κάποιες αλλαγές στην κλίση της καμπύλης ορισμένων παραμέτρων (π.χ. FEV 1 ), που συμβαίνουν σε αυτές τις ηλικίες καθώς και για να υπολογιστούν με μεγαλύτερη αξιοπιστία τα μέγιστα των παραμέτρων αυτών που επίσης παρατηρούνται σε αυτές τις ηλικιακές ομάδες. Για τις ηλικίες >65 ετών, είναι γνωστή η υπό-αντιπροσώπευσή τους στις μέχρι τώρα μελέτες από τις οποίες προέκυψαν οι τιμές αναφοράς μια και στις περισσότερες περιπτώσεις γινόταν επέκταση της ισχύος των εξισώσεων αυτών εκτός των ηλικιακών ορίων των μελετών από τις οποίες προήλθαν. Αυτό βέβαια δε θεωρείται ορθό από την ERS και είναι ένα από τα ζητήματα στα οποία δίνεται μια λύση στην παρούσα μελέτη. Επίσης θα πρέπει να τονίσουμε ότι εξαιτίας των πολύ αυστηρών κριτηρίων εισαγωγής κάποιου ατόμου στη μελέτη (υγιείς, εφ όρου ζωής μη καπνιστές, απαιτούμενη αποδεκτή ακτινογραφία θώρακος και ΗΚΓ) πολύ μικρό ποσοστό των ατόμων >65 ετών έγιναν αποδεκτά. Σε μία μελέτη στον εξεταζόμενο πληθυσμό της Βορείου Ελλάδας (150), βρέθηκε ότι το 60,1% των ανδρών > 60 ετών ήταν νυν ή πρώην καπνιστές οπότε και αυτόματα αποκλείονταν από τη μελέτη. 99

100 Ένα αξιόλογο επίσης ποσοστό ατόμων αυτών των ηλικιών είχαν παθολογική ακτινογραφία θώρακα κάτι που δε συνέβαινε στις μικρότερες ηλικιακές ομάδες. Υπήρξαν πολλές περιπτώσεις παχυπλευρίτιδων οι οποίες και αποδίδονται είτε στη μη πλήρη απορρόφηση παραπνευμονικών συλλογών που συνόδευαν πνευμονίες οι οποίες δεν αντιμετωπίστηκαν ή αντιμετωπίστηκαν ατελώς κατά το παρελθόν λόγω περιορισμένων επιλογών στην αντιβιοτική αγωγή ή λόγω έλλειψης γνώσεων όσον αφορά την εκκενωτική παρακέντηση αυτών των συλλογών. Το μεγάλο ποσοστό παχυπλευρίτιδων αποδίδεται επίσης και στη μεγάλη συχνότητα πριν 40 και πλέον έτη όσον αφορά τις φυματιώδεις πλευρίτιδες στον Ελληνικό πληθυσμό και στην έλλειψη τότε επαρκούς αντιφυματικής αγωγής για την αντιμετώπιση τους. Αρκετές ήταν και οι περιπτώσεις ατόμων >65 ετών με αυξημένο καρδιοθωρακικό δείκτη, στερνοδεσία ή και ανύψωση κάποιου ημιδιαφράγματος οι οποίες και αποκλείστηκαν από τη μελέτη. Όλες αυτές οι προϋποθέσεις σε συνδυασμό με την απόρριψη των ΗΚΓ-γραφημάτων ατόμων με μείζονες καρδιολογικές νόσους (π.χ. σοβαρές αρρυθμίες) συντέλεσαν ώστε ο εναπομείναντας πληθυσμός που θα ήταν κατάλληλος για τη μελέτη να είναι συγκριτικά αρκετά περιορισμένος. Τα παραπάνω βέβαια ισχύουν μόνο για τις ηλικίες >65 ετών γιατί στις μικρότερες ηλικίες τα ποσοστά απόρριψης των ασθενών εξ αυτών των λόγων ήταν πολύ μικρά. Στις μικρότερες ηλικίες η συχνότερη αιτία απόρριψης ήταν το κάπνισμα, με ποσοστά περίπου στο 75% για νυν και πρώην καπνιστές στις ηλικίες ετών στους άνδρες (150), καθώς και η ύπαρξη νόσου εκ του αναπνευστικού (π.χ. άσθμα) ως δεύτερη συχνότερη αιτία αποκλεισμού. Ένας άλλος σημαντικός παράγοντας που μείωνε τον αριθμό των ατόμων μεγαλύτερης ηλικίας που περιλαμβάνονταν στη μελέτη ήταν η αδυναμία συνεργασίας τους όσον αφορά την επιτέλεση των αναπνευστικών δοκιμασιών και την ολοκληρωμένη διενέργεια τους. Αυτό επιβεβαιώνεται και από πληθυσμό της Minnesota (151) όπου το 10% των ατόμων ηλικίας ετών δεν κατάφεραν να ολοκληρώσουν μια αποδεκτή δοκιμασία FVC. Σε μια Κροατική μελέτη (152) από τα 651 άτομα ηλικίας ετών μόνο τα 261 ήταν κατάλληλα και κατάφεραν να ολοκληρώσουν επιτυχώς τη δοκιμασία για τη FVC. Το ποσοστό που είναι λιγότερο από το 40% των ατόμων αποδεικνύει το μέγεθος της δυσκολίας ανεύρεσης υγιών εθελοντών στις μεγαλύτερες ηλικίες. Σχεδόν όλες οι άλλες μελέτες από τις οποίες έχουν προκύψει εξισώσεις αναφοράς περιελάμβαναν άτομα χωρίς ακτινολογικό και ηλεκτροκαρδιογραφικό έλεγχο, ενώ μερικές περιελάμβαναν και πρώην καπνιστές με αποτέλεσμα άτομα με νοσογόνες καταστάσεις οι οποίες αποδεδειγμένα επηρεάζουν τις σπιρομετρικές παραμέτρους να περιλαμβάνονται στις μελέτες. Χρειάζεται επίσης να τονίσουμε ότι η μελέτη μας καλύπτει σχεδόν ομοιόμορφα όλο το φάσμα των ηλικιών από 17 έως και 91 ετών για τους άνδρες και έως 85 έτη για τις γυναίκες. Το γεγονός ότι ο πληθυσμός αναφοράς περιλαμβάνει τόσο μεγάλες ηλικίες δίνει σημαντικό πλεονέκτημα στη μελέτη, μια και οι εξισώσεις αναφοράς δεν πρέπει ποτέ να επεκτείνονται και να εφαρμόζονται έξω από τα όρια 100

101 των ηλικιών των ατόμων από τα οποία και προκύπτουν. Είναι γνωστό ότι ο μέσος όρος των ηλικιών που προσέρχονται για σπιρομέτρηση είναι γύρω στα 60 έτη (151). Πολύ δύσκολα θα ανευρεθεί ενήλικας ο οποίος να μπορεί να ολοκληρώσει μια πλήρη σπιρομέτρηση και να είναι μεγαλύτερος από τα ηλικιακά όρια της δικής μας μελέτης. Έτσι, δε χρειάζεται να επεκτείνουμε τα ηλικιακά όρια της μελέτης για να καλύψουμε τους πιο ηλικιωμένους, κάτι που γίνεται ακόμα και σήμερα όταν οι εξισώσεις αναφοράς που χρησιμοποιούμε βασίζονται σε νεότερους πληθυσμούς (3,62,99,108,153) και συνεπώς έχουν μειωμένη εφαρμογή στην εκτίμηση της φυσιολογικής αναπνευστικής λειτουργίας των ηλικιωμένων. Για παράδειγμα και με βάση τα ποιοτικά της χαρακτηριστικά δεν είναι ορθό να χρησιμοποιούμε τις εξισώσεις της ERS για ηλικίες μεγαλύτερες των 70 ετών, ενώ όσον αφορά τα όρια για το ύψος αυτά είναι 1,55 1,95 m για τους άνδρες και 1,45 1,80 m για τις γυναίκες. Από την επεξεργασία των αποτελεσμάτων με βάση το καμπυλόγραμμο μοντέλο το οποίο εκφράζει πολύ καλύτερα τα αποτελέσματα σε όλες τις παραμέτρους (λαμβάνοντας υπόψη το R 2 και το RMSE) στον παρακάτω πίνακα απεικονίζονται οι ηλικίες στις οποίες παρατηρούνται οι μέγιστες τιμές των σημαντικότερων παραμέτρων. ΠΙΝΑΚΑΣ 14: Ηλικίες μέγιστων τιμών σπιρομετρικών παραμέτρων Ηλικία μέγιστης τιμής Άνδρες Γυναίκες FVC 28,5 17 FEV PEF MMEF TLC 29,5 32 FEV1/FVC TLCO 17 27,5 Έτσι βλέπουμε στους άνδρες να έχουμε μια μέγιστη τιμή για τη FVC στην ηλικία των 28,5 ετών ενώ στις γυναίκες έχουμε το μέγιστο στα 17. Σε διάφορες μελέτες (60,85,86,87,88,89) έχει βρεθεί μέγιστο για τους άνδρες σε ηλικίες 23 έως 27 ετών ενώ για τις γυναίκες 16 έως 19 ετών. Ενώ στις γυναίκες φαίνεται να 101

102 συμφωνούμε με το σύνολο των μελετών στους άνδρες η πρόβλεψη του μεγίστου της FVC τοποθετείται ελαφρώς ψηλότερα. Ο FEV 1, ο FEV 1 /FVC και η MMEF βλέπουμε ότι συμβαδίζουν όσον αφορά τις μέγιστες τιμές σε άνδρες και γυναίκες και τοποθετούνται στα 17έτη. Σημαντικές διαφοροποιήσεις έχουμε στην PEF όπου τοποθετείται το μέγιστο για τους άνδρες στα 37 και τις γυναίκες στα 22 ενώ για την TLC το μέγιστο ανευρίσκεται για τους άνδρες στα 29,5 και για τις γυναίκες στα 32. Τέλος όσον αφορά τη TLCO η μέγιστη τιμή ανευρίσκεται στα 17 έτη για τους άνδρες και στα 27,5 έτη για τις γυναίκες. Αξίζει να σημειωθεί ότι η ERS για τις αντίστοιχες παραμέτρους, λόγω του ότι χρησιμοποιεί γραμμικό μοντέλο, θεωρεί ως μέγιστο για όλες τις προαναφερθείσες παραμέτρους την ηλικία των 25 ετών την οποία μάλιστα μας προτρέπει να χρησιμοποιήσουμε στις εξισώσεις προκειμένου να υπολογίσουμε παραμέτρους ηλικιών ετών. Δηλαδή έχουμε για παράδειγμα τις ίδιες ακριβώς προβλεπόμενες τιμές (για τη FVC και άλλες παραμέτρους) για άτομα του ίδιου ύψους, ηλικίας 18, 20, 22 ή 23 ετών. Στην περίπτωση της TLC μάλιστα η ERS μας τη δίνει εντελώς ανεξάρτητη από την ηλικία τη στιγμή που στη δική μας μελέτη φαίνεται ότι η ηλικία είναι μια στατιστικώς σημαντική παράμετρος για τον υπολογισμό της TLC. Παραδοσιακά, οι εξισώσεις πρόβλεψης διάφορων σπιρομετρικών παραμέτρων και ειδικότερα των FVC και FEV 1 που χρησιμοποιούνται και συχνότερα, στηρίχθηκαν σε αμιγώς γραμμικά μοντέλα (3,39,62,97,101). Εντούτοις η σχέση μεταξύ της αναπνευστικής λειτουργίας και της ηλικίας δεν είναι γραμμική αλλά μάλλον χαρακτηρίζεται από 3 φάσεις: της ανάπτυξης, της επιπέδωσης (plateau) και της πτώσης. Οι παράμετροι αυτοί αυξάνονται κατά την παιδική ηλικία, έχουν το μέγιστο τους σε μικρές συνήθως ηλικίες και αρχίζουν να φθίνουν από ένα συγκεκριμένο σημείο και μετά. Είναι φανερό ότι οι μεταβολές αυτές δεν καλύπτονται από τα παραδοσιακά γραμμικά μοντέλα. Για το λόγο αυτό έχουν εκδοθεί ξεχωριστές εξισώσεις αναφοράς για την παιδική ηλικία όπου και έχουμε τη φάση της αύξησης της αναπνευστικής λειτουργίας. Από εκεί και πέρα τη φάση της επιπέδωσης στην αναπνευστική λειτουργία η ERS την αντιμετώπισε προτρέποντάς μας να βάζουμε την τιμή των 25 για τις ηλικίες 18 έως 25. Αυτή η παραδοχή φαίνεται να λειτουργεί καλά για παραμέτρους όπως η FVC και ο FEV 1 αλλά όχι και για όλες τις παραμέτρους των οποίων τα μέγιστα είδαμε παραπάνω να βρίσκονται σε διάφορες ηλικίες εκτός ετών. Υπάρχουν και κάποιοι άλλοι παράμετροι όπως ο RV και η FRC των οποίων η ελάχιστη τιμή απαντάται στις μικρές αυτές ηλικίες και αυξάνονται με την πάροδο των ετών. Για τις παραμέτρους αυτές προφανώς και αντιστοιχούν κάποια άλλα μοντέλα με αυξητική τάση αυτή τη φορά. Υπάρχουν διάφορες αναφορές σε μελέτες (40,154) για το γεγονός ότι στις μεγαλύτερες ηλικίες οι διάφορες αναπνευστικές παράμετροι (FVC, FEV 1 κ.λπ.) μεταβάλλονται με εντελώς διαφορετικό τρόπο από ότι στις μικρότερες ηλικίες. Η 102

103 μεγαλύτερη προς τα κάτω κλίση στην καμπύλη για τον υπολογισμό της πτώσης των FVC και FEV 1 στις ηλικίες άνω των 60 ετών επιβεβαιώνεται και σε μια Ευρωπαϊκή μελέτη (1) όπου και χρησιμοποιήθηκε το ύψος 3 (H) 3, προκειμένου να αποτυπωθεί αυτή η μεταβολή στην εξίσωση. Η ATS άλλωστε το 1991 (2), παραδέχεται ότι οι υπάρχουσες γραμμικές εξισώσεις υπερεκτιμούν τις διάφορες αναπνευστικές παραμέτρους στους νεαρούς ενήλικες, ενώ τις υποεκτιμούν στους ηλικιωμένους. Για το λόγο αυτό έγινε και ο διαχωρισμός σε ηλικιακές ομάδες <25, 25-44, και 65+ έτη. Έγινε παραγωγή εξισώσεων για κάθε μια από τις παραμέτρους ξεχωριστά, για κάθε ηλικιακή ομάδα ανδρών και γυναικών αντίστοιχα. Δειγματοληπτικά αυτές οι εξισώσεις φαίνονται παρακάτω και αφορούν τη FVC στους άνδρες. Εκτός όμως από το πρόβλημα του μεγάλου όγκου των εξισώσεων υπήρχε και το πρόβλημα της ασυνέχειας των τιμών στα σημεία μετάβασης από την μία ηλικιακή ομάδα στην άλλη. Για το λόγο αυτό και παραθέτουμε και την καμπυλόγραμμη εξίσωση η οποία χρησιμοποιείται τελευταία περισσότερο και μπορεί να εκφράσει καλύτερα τις μεταβολές αυτές. Η γραμμική εξίσωση για όλες τις ηλικίες είναι η (Α), για τις ξεχωριστές ηλικιακές ομάδες <25 (Β), (Γ), (Δ), 65+ (Ε) ενώ για τη καμπυλόγραμμη εξίσωση για όλες τις ηλικίες (ΣΤ) Α) FVC = 0,06793*H(cm) 0,0242*A(years) 6,139 ( ΟΛΕΣ ΗΛΙΚΙΕΣ ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΕΞΙΣΩΣΗ ) / R 2 = 0,75 RMSE= 0,529 Β) FVC =0,068*H(cm) + 0,077*A(years) 8,3034 (17-24) / R 2 = 0,46 RMSE=0,4728 Γ) FVC = 0,06447*H(cm) 0,0283*A(years) 5,213 (25-44) / R 2 =0,42 RMSE= 0,5326 Δ) FVC = 0,0668*H(cm) 0,0447*A(years) 4,807 (45-64) / R 2 =0,61 RMSE=0,476 Ε) FVC = 0,04087*H(cm) 0,03918*A(years) 0,62 (65+) / R 2 = 0,35 RMSE=0,4725 ΣΤ) FVC = Exp{-10, ,0057*A(years) 0,00013*(Α) 2 + 2,34888*ln[H(cm)]} (ΟΛΕΣ ΟΙ ΗΛΙΚΙΕΣ ΚΑΜΠΥΛΟΓΡΑΜΜΗ ΕΞΙΣΩΣΗ) / R 2 = 0,8 RMSE=0,108 Βλέποντας κανείς τις εξισώσεις πρόβλεψης που εκφράζουν το καμπυλόγραμμο μοντέλο, θα παρατηρούσε ότι η ηλικία συμμετέχει δυο φορές, το ύψος μία και έχουμε και τον ανεξάρτητο παράγοντα (intercept). Συγκεκριμένα για την ηλικία, έχουμε και την ηλικία Α σε απλή γραμμική συσχέτιση και την ηλικία στο τετράγωνο Α 2 το οποίο και εκφράζει καλύτερα την εξέλιξη της ηλικίας. Όσον αφορά το ύψος έχουμε το λογάριθμο του ύψους, ο οποίος αλλάζει την κλίμακα της μοντελοποίησης και από τις δοκιμές που έγιναν εκφράζει καλύτερα τη διακύμανση του ύψους. 103

104 Ένα άλλο θέμα που προκύπτει σχετικά με την καμπυλόγραμμη εξίσωση είναι η πολυπλοκότητα της, μια και περιλαμβάνει μεταβλητές στο τετράγωνο και λογάριθμους. Ο τελικός χρήστης των τιμών αναφοράς όμως δε χρειάζεται να ασχοληθεί με αυτό αφού οι εξισώσεις μπορούν να ενσωματωθούν στο λογισμικό των σύγχρονων σπιρομέτρων και τις πολύπλοκες πράξεις να τις αναλάβει ο υπολογιστής. Το ζήτημα με την ασυνέχεια των τιμών που δίνουν τα τμηματικά ηλικιακά γραμμικά μοντέλα θα μπορούσε να ξεπεραστεί με τη χρήση των υπολογιστών και την ενσωμάτωση του λογισμικού στα σύγχρονα σπιρόμετρα. Αυτό είναι κάτι δύσκολο και περικλείει πολλές ατέλειες κατά την εφαρμογή του αλλά αν θα ήταν εφικτό θα μπορούσε κανείς να εφαρμόσει τμηματικά για κάθε ηλικία καμπυλόγραμμα μοντέλα τα οποία είναι και πιο ακριβή στην πρόβλεψη των τιμών. Στη συνέχεια θα απεικονισθούν με γράφημα οι 3 διαφορετικές μορφές της εξίσωσης για τη FVC στους άνδρες (γράφημα χ) 104

105 105