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Pruebas de Función Pulmonar

Las modalidades de diagnóstico, como las radiografías de tórax, proporcionan imágenes estáticas de la cavidad torácica, incluidos los pulmones y las vías respiratorias. Si bien proporciona una gran cantidad de información anatómica necesaria para el diagnóstico de la enfermedad pulmonar, las radiografías de tórax no brindan mucha información sobre la función respiratoria del individuo. Las pruebas de función pulmonar son un grupo de procedimientos de diagnóstico que brindan información útil y cuantificable sobre la velocidad del flujo de aire a través de las vías respiratorias del individuo, la capacidad pulmonar y la eficiencia del intercambio de gases en relación con el tiempo. Las pruebas más utilizadas incluyen la espirometría (antes y después del uso de broncodilatadores), volúmenes pulmonares y cuantificación de la capacidad de difusión de monóxido de carbono. Las pruebas pueden verse influenciadas por el esfuerzo/fatiga del individuo, el estado de la enfermedad o alguna malformación anatómica.

Última actualización: 7 Jun, 2022

Responsabilidad editorial: Stanley Oiseth, Lindsay Jones, Evelin Maza

Descripción General

Definición

  • Grupo de pruebas que proporcionan datos objetivos sobre la función pulmonar de un individuo, incluyen:
    • Volúmenes pulmonares
    • Tasa de flujo de aire
    • Capacidad de intercambio de gases
  • Las pruebas deben interpretarse dentro del contexto de los antecedentes clínicos y el examen físico.
  • Los resultados pueden sugerir diferentes categorías de enfermedades respiratorias.

Ejemplos

  • Espirometría antes y después de un broncodilatador
  • Volumen pulmonar
  • Cuantificación de la capacidad de difusión

Indicaciones

  • Para buscar evidencia de patología pulmonar específica en presencia de síntomas respiratorios
  • Para evaluar la progresión de una enfermedad pulmonar conocida
  • Para monitorear la eficacia del tratamiento
  • Para evaluar el estado físico antes de un procedimiento quirúrgico, especialmente en los casos de procedimientos que involucran los pulmones y el corazón
  • Para monitorear los efectos secundarios de los medicamentos (e.g., amiodarona)
  • Para monitorear el desarrollo de enfermedades pulmonares en individuos con exposiciones dañinas
  • Para evaluar el grado de discapacidad

Contraindicaciones

  • Infarto de miocardio reciente
  • Embolia pulmonar no tratada
  • Aneurisma de aorta ascendente (dilatación > 6 cm)
  • Neumotórax
  • Cirugía torácica reciente
  • Cirugía ocular (< 1 semana)
  • Hemoptisis
  • Angina

Volúmenes Pulmonares

  • Los volúmenes pulmonares se miden con:
    • Pletismografía corporal:
      • La técnica más precisa
      • Basado en la ley de Boyle: P1 x V1 = P2 x V2 → el producto de la presión (P) y el volumen (V) es constante para cualquier gas, independientemente del recipiente que contenga el gas
      • El individuo se sienta dentro de un recinto sellado y respira contra una válvula cerrada.
      • Los cambios de presión y volumen en el recinto se miden y se pueden utilizar para extrapolar el volumen y la presión dentro de los pulmones.
    • Dilución de gas inerte:
      • El individuo inhala un gas trazador inerte que los pulmones no absorben.
      • Se recoge el gas exhalado y se calcula la dilución, dando estimaciones del volumen pulmonar.
    • Lavado de nitrógeno:
      • El 80% del volumen pulmonar es nitrógeno.
      • El individuo inhala oxígeno al 100% a través de un tubo de 1 vía, “lavando” el nitrógeno de los pulmones.
      • Se mide el volumen de nitrógeno eliminado y se estima el volumen pulmonar.
      • Mide la capacidad residual funcional
  • Volúmenes pulmonares:
    • Volumen corriente (TV, por sus siglas en inglés):
      • Volumen de aire inhalado o exhalado durante la respiración normal en reposo
      • Valor normal: aproximadamente 500 mL
    • Volumen de reserva inspiratoria (IRV, por sus siglas en inglés): volumen de aire inhalado al máximo por encima de la inspiración corriente normal
    • Volumen de reserva espiratorio (ERV, por sus siglas en inglés): volumen de aire exhalado al máximo después de una espiración corriente normal
    • Volumen residual (RV, por sus siglas en inglés): cantidad de aire que queda en los pulmones después de la exhalación máxima
  • Capacidades pulmonares:
    • Capacidad pulmonar total (TLC, por sus siglas en inglés):
      • Volumen de aire presente en los pulmones después de la máxima inspiración profunda
      • La suma de todos los volúmenes: TLC = IRV + TV + ERV + RV
    • Capacidad vital (VC, por sus siglas en inglés):
      • Volumen máximo de aire exhalado después de una inspiración profunda máxima
      • VC = IRV + TV + ERV o VC = TLC – RV
    • Capacidad inspiratoria (IC, por sus siglas en inglés):
      • Volumen máximo de aire inspirado después de una espiración corriente normal
      • IC = TV + IRV
    • Capacidad espiratoria (EC, por sus siglas en inglés):
      • Volumen máximo de aire espirado después de una inspiración corriente normal
      • EC = TV + ERV
    • Capacidad residual funcional (FRC, por sus siglas en inglés): volumen de aire que queda en los pulmones después de una espiración corriente normal
Representación gráfica de los volúmenes pulmonares medidos por pletismografía corporal

Representación gráfica de los volúmenes pulmonares medidos con pletismografía corporal:
Los volúmenes pulmonares se pueden medir y calcular colocando a un individuo en un recinto de volumen conocido y realizando maniobras de respiración específicas, lo que permite al médico diagnosticar la patología que causa cambios en los volúmenes pulmonares.

Imagen por Lecturio.

Espirometría

  • La espirometría registra el volumen de aire que entra y sale de los pulmones de una persona.
  • Método más utilizado para la medición de la función pulmonar
  • Se instruye al individuo para que inhale al máximo y exhale con fuerza a través de un espirómetro.
  • Las medidas más utilizadas incluyen:
    • Capacidad vital forzada (FVC, por sus siglas en inglés): volumen máximo de aire exhalado con fuerza después de una inspiración máxima
    • Volumen espiratorio forzado en 1 segundo (FEV1, por sus siglas en inglés): volumen de aire exhalado durante el segundo inicial de la maniobra de FVC
    • La relación de FEV1/FVC:
      • Describe la proporción de aire espirado exhalado en el 1er segundo
      • Valor normal > 70%
      • La relación está disminuida en la enfermedad pulmonar obstructiva porque las vías respiratorias se colapsan con la espiración.
    • Tasa de flujo espiratorio máximo (PEFR, por sus siglas en inglés):
      • Velocidad máxima de espiración
      • Ocurre dentro de los 1ros 200 milisegundos desde el inicio de la espiración forzada
      • Normalmente, se utiliza para evaluar la obstrucción de las vías respiratorias en personas con asma
  • Curva de volumen flujo: la representación gráfica del flujo en función del volumen:
    • El volumen se representa en el eje x y el flujo en el eje y.
    • La curva espiratoria generalmente se representa como una desviación positiva.
    • En enfermedades pulmonares obstructivas:
      • Los flujos espiratorios están disminuidos.
      • Los volúmenes al final de la inspiración y al final de la espiración aumentan debido al atrapamiento de aire.
    • En enfermedades pulmonares restrictivas:
      • Los pulmones son “más rígidos”, lo que provoca una disminución de los volúmenes.
      • Los flujos se mantienen.
  • Obstrucción fija de la vía aérea:
    • Limitación constante del flujo durante la inspiración y espiración
    • Las curvas de flujo se “aplanan” tanto en la inspiración como en la espiración.
    • Ejemplos: tumor traqueal o estenosis
  • Obstrucción extratorácica variable:
    • La reducción del flujo es mayor durante la inspiración.
    • La curva de flujo es plana durante la inspiración.
    • La presión positiva en las vías respiratorias durante la espiración disminuye la obstrucción.
    • Ejemplos: parálisis de las cuerdas vocales, apnea obstructiva del sueño
  • Obstrucción intratorácica variable:
    • La reducción en el flujo de entrada es mayor durante la espiración.
    • La curva de flujo es plana durante la espiración.
    • La presión pleural más baja alrededor de las vías respiratorias disminuye la obstrucción durante la inspiración.
    • Ejemplos: traqueomalacia, tumor de bronquio
Interfaz de usuario de ventilador estándar

Curvas de volumen flujo:
Los resultados de las pruebas de espirometría a menudo se representan como gráficos estandarizados llamados curvas de volumen flujo. Los gráficos suelen representar el volumen en el eje x y el flujo en el eje y (el flujo que sale de los pulmones es positivo, el flujo que entra en los pulmones es negativo). Una curva de volumen flujo representa un ciclo respiratorio capturado a través de la espirometría.
PEF: flujo espiratorio máximo
MEF: flujo espiratorio máximo
FEF: flujo espiratorio forzado
FVC: capacidad vital forzada
FIF: flujo inspiratorio forzado

Imagen por Lecturio.

Capacidad de Difusión Pulmonar para el Monóxido de Carbono

  • Se utiliza como medida del intercambio de gases
  • Medido por el método de “respiración única”:
    • El individuo inspira una mezcla diluida de monóxido de carbono, contiene la respiración durante 10 segundos y luego exhala en un sensor.
    • La cantidad de monóxido de carbono exhalado se mide mediante análisis infrarrojo.
  • Demuestra la capacidad del pulmón para transportar el gas inhalado desde los alvéolos a la sangre
  • La difusión de gas a través de la membrana alveolar depende de:
    • El área de superficie de la membrana alveolar
    • La constante de difusión del gas específico
    • El gradiente de presión del gas a través de la membrana
  • El monóxido de carbono es el gas ideal para el estudio:
    • Muy alta afinidad por la hemoglobina
    • El monóxido de carbono unido a la hemoglobina no contribuye a la presión parcial de monóxido de carbono en la sangre.
    • El gradiente de presión de monóxido de carbono a través de la membrana alveolar es constante.
  • Factores que disminuyen la capacidad de difusión pulmonar para el monóxido de carbono:
    • Anemia
    • Fibrosis pulmonar
    • Enfisema
  • Factores que aumentan la capacidad de difusión pulmonar para el monóxido de carbono:
    • Asma
    • Ejercicio
    • Hemorragia pulmonar
    • Policitemia
Espirometría

Izquierda: una curva de volumen flujo normal
Medio: espirometría con patrón obstructivo (disminuye el flujo espiratorio)
Derecha: espirometría con patrón restrictivo (los volúmenes disminuyen, pero el flujo permanece relativamente igual)

Imagen por Lecturio.
Bucle de volumen de flujo de obstrucción fijo

Curva de volumen flujo en una obstrucción fija: el diámetro de la vía aérea es fijo (tumores de las vías respiratorias), por lo que el flujo espiratorio e inspiratorio no puede aumentar más allá de un punto establecido determinado por el diámetro físico de la vía aérea, lo que lleva a una estabilización de la porción inspiratoria y espiratoria de la vía aérea.
Curva de volumen flujo con obstrucción extratorácica variable: la obstrucción variable de las vías respiratorias extratorácicas (disfunción de las cuerdas vocales) empeora con la inspiración cuando la presión negativa en la porción extratorácica de las vías respiratorias es máxima, lo que provoca el aplanamiento de la porción inspiratoria de la curva.
Curva de volumen flujo con obstrucción intratorácica variable: la obstrucción intratorácica variable (asma) es más pronunciada en la espiración cuando el diámetro de las vías respiratorias intratorácicas es el más pequeño (se muestra como aplanamiento de la fase espiratoria de la curva).

Imagen por Lecturio.
Tabla: Parámetros de enfermedad pulmonar obstructiva y restrictiva
Parámetro Enfermedad pulmonar obstructiva Enfermedad pulmonar restrictiva
TLC Alto/normal Muy bajo
VC o FVC Bajo/normal Muy bajo
RV Alto Bajo
FRC Alto Bajo
FEV1 Muy bajo Normal/bajo
FEV1/FVC Bajo Normal/alto
TLC: capacidad pulmonar total
VC: capacidad vital
FVC: capacidad vital forzada
RV: volumen residual
FRC: capacidad residual funcional
FEV1: volumen espiratorio forzado en 1 segundo

Relevancia Clínica

Las siguientes afecciones se diagnostican mediante pruebas de función pulmonar:

  • Enfermedad pulmonar obstructiva: una categoría de enfermedad respiratoria caracterizada por obstrucción de las vías respiratorias y atrapamiento de aire en los pulmones. La enfermedad pulmonar obstructiva se caracteriza por volúmenes pulmonares altos (i.e., aumento de FRC, RV y TLC). La prueba de función pulmonar muestra una disminución predominante en FEV1, lo que lleva a una disminución de la relación FEV1/FVC. El enfisema, bronquitis crónica, asma y bronquiectasias son tipos de enfermedad pulmonar obstructiva.
  • Enfermedad pulmonar restrictiva: un grupo de enfermedades pulmonares caracterizadas por una mayor rigidez del tejido pulmonar debido a la inflamación y fibrosis intersticial. Los volúmenes pulmonares están característicamente disminuidos (i.e., FVC y TLC disminuidos). La prueba de función pulmonar muestra un aumento en la relación FEV1/FVC porque tanto el FEV1 como la FVC están disminuidos simétricamente. La fibrosis pulmonar idiopática, enfermedad pulmonar debida a esclerodermia, lupus eritematoso sistémico, asbestosis y otras enfermedades pulmonares ocupacionales son ejemplos de enfermedad pulmonar restrictiva.

Referencias

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  3. Liou T.G., Kanner R.E. (2009). Measurement of lung volumes. Clinical reviews in allergy & immunology, 37(3):153-158. https://hollis.harvard.edu/primo-explore/fulldisplay?docid=TN_cdi_proquest_miscellaneous_1033159481&context=PC&vid=HVD2&lang=en_US&search_scope=everything&adaptor=primo_central_multiple_fe&tab=everything&query=any,contains,Measurement%20of%20lung%20volumes&offset=0
  4. Modi P., Cascella M. (2021). Diffusing Capacity Of The Lungs For Carbon Monoxide. 2021 Mar 24. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2021 Jan–. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32310609/
  5. Ruppel G.L., Enright P.L. (2012). Pulmonary function testing. Respir Care, 57(1):165-175. doi: 10.4187/respcare.01640.
  6. Stark P. (2021). Principles of computed tomography of the chest. UptoDate. Retrieved July 30, 2021 from https://www.uptodate.com/contents/principles-of-computed-tomography-of-the-chest

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