4. EXPLORACIÓN FUNCIONAL RESPIRATORIA, ESPIROMETRÍA

4. 1. CAPACIDAD RESIDUAL FUNCIONAL(CRF, FRC)
   
El extremo espiratorio del VT (Gráfico 8), representa el nivel de reposo o equilibrio de las fuerzas musculares que tienden a expandir la caja torácica por una parte, y las fuerzas elásticas que tienden a vaciar el pulmón por la otra. Este nivel define una posición, volumen o capacidad residual funcional (CRF), que sería la suma del VR y el VRE, y tiene gran importancia en fisiopatología respiratoria. El aumento de la CRF define la hiperinsuflación pulmonar, así como el aumento del VR o de la TLC, hiperinsuflación que ocurre en  el enfisema pulmonar y en el asma bronquial, aunque en el enfisema, debido a la pérdida de las fuerzas de retracción o vaciado elástico, podemos encontrar una reducción de la TLC. En el asma bronquial y en la bronquitis crónica, hay hiperinsuflación por la dificultad al vaciado, por aumento de resistencias, o lo que es lo mismo, por disminución del inverso de la resistencia o conductancia (1/R).
   
La disminución de la CRF, es característica de situaciones de hinchado deficiente o colapso de unidades alveolares, tiene trascendencia, en el curso de la anestesia, distrés respiratorio, etc., situaciones en que la ventilación mecánica debe intentar abrir todas las unidades alveolocapilares, que al estar colapsadas, no contribuyen al intercambio gaseoso, produciendo hipoxemia.

4. 2. VOLUMEN MINUTO (VE)
   
El volumen minuto, determinante de la ventilación alveolar, depende del volumen tidal y de la frecuencia respiratoria,  pudiendo conseguirse el mismo valor de VE con distintas combinaciones de VT y fR, adoptando cada paciente un patrón respiratorio tendente a economizar al máximo su trabajo y costo respiratorio. Así, los pacientes obstructivos tienden a ventilar, aunque no obligatoriamente, con frecuencias bajas y VT altos para reducir su trabajo, esencialmente resistivo. Los pacientes restrictivos tienden a ventilar a VT bajos y frecuencias altas, pues así reducen su elevado trabajo elástico. Dada la variabilidad de los ciclos respiratorios, en la práctica, la cuantificación del VT se hace como el cociente entre el VE y la fR.
   
El patrón restrictivo, que es la  vía final común a todos los enfermos en fallo o agudización respiratoria (obstructivos y restrictivos), sin embargo provoca un aumento del espacio muerto y de la PaCO2. Tobin 26,  ha difundido últimamente, el uso del índice fR/VT, que cuando da valores superiores a 100, indica fallo importante, necesidad de ventilación mecánica, o imposibilidad de abandonar este soporte.

4. 3. VENTILACIÓN MÁXIMA VOLUNTARIA (VMV) Y RESERVAS 
   
La VMV puede medirse directamente en un espirómetro convencional, o en un respirómetro portátil tipo Wright, pidiendo al paciente que inspire y espire al máximo volumen y a la máxima frecuencia durante un período de 15 segundos. Se multiplica el valor obtenido por 4 y así se evita el teórico esfuerzo de 60 segundos, aunque algunos pacientes no pueden realizar ni estos 15 s de máximo esfuerzo. En estos casos, suele obtenerse la VMV de forma indirecta a partir del valor del Volumen Espiratorio Máximo al segundo(VEMS o FEV1),  que se verá en el apartado de flujos, con el que, salvo en respiración con cargas resistivas  23, guarda una estrecha relación:   VMV indirecta = FEV1  x  35
   
Beachey 27 demostró, que los pacientes con enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC), estable, tenían una relación VE/VMV del 22%, mientras que los EPOC inestables, o en fase de agudización (IRCA), tenían un índice superior al 41%, expresión de la escasa reserva ventilatoria. En los test de esfuerzo suele expresarse esta reserva ventilatoria como la diferencia: (VMV - VE) al máximo esfuerzo.

4. 4. FLUJOS
   
Los tiempos de vaciado (0,5 s, 1 s, 2 s, 3 s) de la Capacidad Vital, al considerar volumen en la unidad de tiempo(Litros/s), tienen el carácter de flujos: FEV0,5, FEV1 o VEMS, FEV2 y FEV3 (Gráfico 8).También suele medirse el  flujo en la parte media de la espiración descartando el inicio y final como FEM 25-75%, ó el pico de flujo espiratorio (PEF o FEM), de gran interés en el automanejo del asma bronquial. La mejor maniobra que da valores mayores de FEV1 y de PFE, suele ser una inspiración rápida, sin pausa, seguida de una espiración máxima.
   
Tiene gran interés, además de la cuantificación de estos flujos, la observación de las asas, bucles o curvas flujo-volumen (Gráfico 8 parte derecha) en un diagrama XY en que el volumen aparece en abscisas y el flujo en ordenadas con una escala Flujo/Volumen de 2/1. Estas asas son muy informativas de la mecánica y dinámica pulmonar, siendo útiles por ejemplo para detectar obstrucciones de flujo espiratorias, inspiratorias, obstrucciones fijas o bien obstrucciones variables, intra o extratorácicas. La visualización de estas asas también ayuda a detectar la presencia de secreciones en la vía aérea artificial, siendo importante buscar la presencia de una concavidad en el trazo del flujo espiratorio, o un truncamiento del mismo que sugeriría la presencia de PEEP oculta intrínseca (PEEPi); también interesa hacer una estimación de las reservas ventilatorias, comparando el asa en respiración tranquila con una maniobra forzada, o la respuesta broncodilatadora o broncoconstrictora, antes y después de administrar un fármaco broncomotor. Ultimamente, algunos equipos de monitorización 28 incorporan el concepto V 1%, como el tanto por cien del VT espirado en un segundo, de aplicación en ventilación mecánica, como índice de obstrucción espiratoria del Volumen Tidal mecánico suministrado.

4. 5.  TEST BRONCOMOTORES, BRONCODILATADORES
   
Al administrar un fármaco broncodilatador, puede aumentar el FEV1, pero también puede mejorar la CVF, en cuyo caso, la valoración debe incluir la medida del flujo llamada a Isovolumen (flujo medido al mismo volumen, antes y después del broncodilatador). Esta medida a isovolumen puede hacerse en el gráfico flujo-volumen, o en el gráfico volumen-tiempo. Debe distinguirse el término isovolumen, del concepto de isoflujo, que compara la respiración con aire, con la respiración con helio, la cual mejora el tránsito al principio del esfuerzo, pero no en su parte final, esfuerzo independiente (Gráfico 8 parte derecha). Una prueba broncodilatadora se considera positiva si el FEV1 mejora un 11%, si el FEM 25-75% mejora un 35%(menos fiable), o la CVF mejora un 7%. Smith 29,  considera  positiva la prueba si la CVF o el FEV1  mejoran un 15%, si   el   FEF 25-75% mejora un 20%, la conductancia (1/Raw) mejora un 40%, o el volumen de gas intratorácico (VGIT), medido como la conductancia, en pletismógrafo disminuye un 10%. Es deseable expresar la respuesta broncodilatadora en unidades absolutas, como porcentaje del valor de referencia 23 aunque es habitual la expresión siguiente: 
    Valor postbroncodilatador - valor prebroncodilatador
  -----------------------------------------------------------------------------x 100
  Valor prebroncodilatador
   
La prueba broncodilatadora es  muy específica (un test positivo confirma hiperreactividad bronquial) pero poco sensible. Cuando esta prueba es  negativa y se sospecha hiperreactividad bronquial, procede hacer una prueba de broncoconstricción con estímulo inespecífico (frío, metacolina), o bien específico con el supuesto alérgeno. Cuando se usa metacolina como broncoconstrictor, los resultados se expresan como PD20 (dosis de provocación que provoca un descenso de un 20% en el FEV1 basal), o como PD35 (dosis de provocación que causa un ascenso del 35% en la conductancia específica, sGaw). Esta valoración se hace aprovechando la buena reproductibilidad del FEV1, y la alta sensibilidad de la sGaw, respectivamente 3.

4. 6. TEST DE OBSTRUCCIÓN DE LA VÍA AÉREA ALTA
   
Se han descrito 29 una serie de índices que confirman la presencia de obstrucción de la vía aérea extratorácica, superior a la carina, a partir de los flujos inspiratorios y espiratorios, que son los siguientes: Flujo inspiratorio forzado al 50% de la CV (FIF 50%) menor de 100 Lpm,  Flujo espiratorio forzado al 50% de CV (FEF 50%) / FIF 50% mayor de 1,  FEV1/PFE mayor de 10 ml / Lpm, y FEV1/FEV0,5  mayor de 1,5

4. 7. MEDIDA DE LOS PICOS DE FLUJO ESPIRATORIOS(PFE)
   
Últimamente se ha popularizado la automonitorización por el paciente asmático, de su PFE, que tiene la ventaja de ser una medida objetiva de su obstrucción, a similitud con la toma de tensión arterial o la glucemia en hipertensos y diabéticos respectivamente. Esta monitorización puede hacerse en cualquier momento y lugar, siendo importante la variabilidad a lo largo del día, siendo normal por el ritmo circadiano, encontrar valores menores por la mañana y por la noche. Cada enfermo tiene unos valores teóricos, así como el llamado Mejor valor personal (el flujo mayor en el mejor momento de su enfermedad), denominando Valor potencial normal al teórico o al mejor valor personal 30. La antedicha variabilidad en el PEF se define como:

Valor  mejor personal - Valor menor actual postbroncodilatación 
........................................................................................................... 
        Valor  mejor personal

Este porcentaje de variabilidad es útil para definir el asma como leve (variabilidad menor de 20%), moderada (20-30%), o grave (>30%) junto a los valores actuales de PFE: 80%,  60 a 80%,  y <60%, respectivamente).(Gráfico 9).

4. 8. EQUIPOS DE ESPIROMETRIA
   
La espirometría, comenzó haciéndose con aparatos en que una campana de metal ligero o plástico, estaba sumergida en un recipiente con agua, transmitiéndose su llenado o vaciado por un sistema de poleas, al inscriptor,  equipos de referencia como patrón oro, pero con problemas por la inercia y la lentitud de respuesta, a pesar de que todos los equipos llevaban un ventilador o bomba, que ayudaba a mover el gas. Posteriormente aparecen los equipos de fuelles en seco, sin agua, más portátiles, y con mejores propiedades dinámicas, sustituidos hoy prácticamente por los neumotacógrafos, pionero de los cuales y referencia fue el de Fleisch 31.
   
En los neumotacógrafos, la caída de carga, o diferencia de presión antes de que el gas atraviese una malla o pequeño obstáculo, proporciona una estimación del flujo de gas a su través. Esta diferencia de presión se mide con el llamado transductor diferencial, que necesita tener alta precisión, teniendo todos los neumotacógrafos, el problema de que miden flujos, por lo que precisan su integración matemática a unidades de volumen. Desde la introducción del minineumotacógrafo de Osborn 32, estos equipos se han miniaturizado, cambiando la malla metálica antes descrita por una lámina móvil en ambas direcciones 33, habiendo aparecido últimamente un equipo en que no hay ni siquiera esta lámina 28. El espacio muerto de estos neumotacógrafos es mínimo (8,6 ml en el Bicore), así como su capacidad de resolución (capacidad de medir flujos mínimos), de gran interés en ventilación mecánica para medir respiración espontánea, y posibilidades de destete o deshabituación del ventilador.
   
La espirometría, es un test médico que exige una maniobra voluntaria esfuerzo dependiente, la cual requiere información, demostración previa, y coordinación o cooperación del sujeto (ancianos y niños) para hacer una maniobra aceptable, que además sea reproductible. Suelen requerirse 3 intentos, que no muestren una variabilidad superior al 5%, debiendo haber un volumen mínimo de extrapolación al inicio de la maniobra (trazos volumen-tiempo), un tiempo espiratorio superior a 6 seg,  una meseta evidente en el esfuerzo, escogiendo en la práctica, los valores de CVF y de FEV1 que den mayor suma. Los requerimientos para la homologación de los equipos de diagnóstico según normas ATS, exigen una seguridad en las medidas de CVF de 50 ml o +/-3%, para las medidas de FEM 25-75% de 0,2 l/s ó +/-5%, y para la medida de PEF, de 0,4 l/s ó +/-5%, tomando siempre el valor que sea mayor. Los requerimientos para equipos de monitorización exigen una seguridad de 100 ml +/-5% y una precisión de 50 ml ó +/-3%, en las medidas de CVF y FEV1. Respecto a la calibración de los espirómetros, hay equipos económicos disponibles, llamados de descompresión explosiva, en que un gas almacenado a presión en una cámara metálica de volumen asegurado, se libera bruscamente a través de resistencias variables, hacia el neumotacógrafo 34, así como equipos informatizados con 24 tipos de ondas flujo-volumen 35 para un mejor calibre de los sistemas de espirometría.En la práctica, los neumotacógrafos se calibran a intervalos frecuentes, con jeringas de 2-3 litros, que insuflan su volumen a velocidad lenta y rápida, y en ambas direcciones, al neumotacógrafo.

4. 9. VALORES TEÓRICOS
   
Los valores medidos en espirometría, han de compararse con unos teóricos o stándares 23 obtenidos de poblaciones sanas, de sujetos con edad, talla y condiciones raciales similares a los pacientes (las personas de raza negra tienen valores menores de CVF y FEV1, pero no tienen necesariamente menor PEF. El descenso 36  estimado normal anual para la CVF y el FEV1 es de 27-33 ml/año, pero en una muestra importante 37 de sujetos seguidos desde la edad de 5 a 70 años, se demostró la historia natural del FEV1 en sujetos no fumadores, fumadores, o sintomáticos respiratorios.Entre los 5-11 años hay un crecimiento del FEV1 rápido, de 12-15 años, el crecimiento anual es máximo, habiendo un pico a los 20-23 años. Entre 23-35 años hay un crecimiento lento o fase de meseta, menos demostrable en la población femenina, la cual aumenta tanto la CVF como el FEV1 de forma paralela. En fumadores, el FEV1 no muestra la fase de meseta, y el descenso es más precoz y más rápido que en no fumadores. No obstante, los estudios de poblaciones sanas adolescen del tamaño de la muestra, la inclusión de antiguos fumadores no detectados, variaciones en los equipos, etc.
   
Existen nomogramas, basados en ecuaciones de regresión lineal, que difieren entre sí hasta un 20% para volúmenes y un 40% para flujos, por lo que se han recomendado las ecuaciones polinómicas 36. La variabilidad de la CVF se debe un 30% al sexo, un 20% a la talla, un 10% a la etnia, un 8% a la edad, un 3% a factores técnicos, habiendo un 30% que incluye tabaquismo y enfermedades respiratorias previas 23. La edad y la talla en estas ecuaciones se multiplican por unas constantes, obteniendo los teóricos para la CV, el FEV1, o los flujos 25. En estas ecuaciones aparece el concepto: Desviación Residual standard (RSD) entendiendo por residual, la diferencia entre el valor medido y el predicho, y Desviación residual standard la raíz cuadrada del error medio al cuadrado. Sumando o restando en estas ecuaciones, la columna 1,64 x RSD, que también se llama L95, se obtiene el percentil 95% superior y 5% inferior, siendo 1,645 el percentil 50..El límite inferior de normalidad debe establecerse como la diferencia entre el valor predicho y  el  L95.
   
Lo ideal es que cada gabinete de fisiopatología respiratoria disponga de valores propios para sus equipos y para su población. La comparación de los valores medidos o reales, con los teóricos para sexo, edad y talla de individuos sanos, proporciona los valores de normalidad, sobre todo en niños, cuando estos porcentajes son iguales o superiores al 80% para la CV y el FEV1, superiores al  60% si se trata del  FEF 25-75%,  o anormalidad por debajo de estos porcentajes 3.
     Valor real u observado
    ...................... ...................      x 100
    Valor predicho o standard

Asimismo, se usan estos porcentajes para definir una anomalía o incapacidad como media (60% de CVF, FEV1, FEV1/CVF ó difusión del monóxido de carbono), moderada (<50%  para la CVF y <40% para el resto de parámetros), o severa (<40% para la CVF y <30% para el resto), de gran interés en valoración de la capacidad laboral 38.

4. 10. CALIFICACIÓN SECUENCIAL  ESPIROMÉTRICA
   
La secuencia en la interpretación de una espirometría, sobre todo con los nuevos equipos informatizados, requiere en primer lugar el cumplimiento de criterios de aceptabilidad, seguidos de criterios de reproductibilidad, escogiéndose de las tres maniobras, las que dan mayor suma de CVF y FEV1. En el algoritmo secuencial, se calcula FEV1/CVF, haciéndose la gradación de 100, 84 y 65% para calificar el componente obstructivo. Este cociente no debe denominarse índice de Tiffeneau 39, ya que la descripción original  de este autor, con un término tan descriptivo como el de “aire cautivo”, considera la CV, a veces inspiratoria, y desde luego no forzada (CVF). La CVF obtenida, comparada con los valores predichos, define los problemas restrictivos, con la gradación al 80,  64  y 44%. Cuando se mide la TLC, se califican mejor los problemas restrictivos, ya que la CVF puede disminuir por causas obstructivas y también por causas restrictivas .
   
La valoración global de la espirometría debe ser cuidadosa, nunca debe dar un diagnóstico sino un patrón funcional 23. A pesar de estas normas y algoritmos de uso común, hay  ejemplos de enfermedades que afectan a varios parámetros. Así, en la enfermedad de la pequeña vía aérea (menor de 2 mm), cuya detección se ha investigado como indicadora de afectación inicial tabáquica, puede haber un aumento del VR sin cambio en la TLC; en la fibrosis quística, afección predominantemente obstructiva puede haber reducción de la TLC por las atelectasias que conlleva.Los síndromes ventilatorios mixtos disminuyen la CPT y también el FEV1.
   
La utilidad de la espirometría podría resumirse en los siguientes puntos 23:
-confirma o descarta un diagnóstico de enfermedad respiratoria
-ayuda a la monitorización de la respuesta a los tratamientos usados
-ayuda a definir el pronóstico de una afección respiratoria
-tiene utilidad en los estudios preoperatorios de riesgo quirúrgico
-ayuda en la valoración del grado de disfunción respiratoria, que es el que debe definir el especialista, pues la definición de incapacidad  laboral requiere la consideración de factores sociolaborales por parte de la administración.
-utilidad en estudios epidemiológicos.

4. 11.  MEDIDA DE LA CV,  SIN LA COLABORACIÓN DEL PACIENTE
   
En pacientes en ventilación mecánica, en coma o sedados, no es posible hacer una estimación de los volúmenes pulmonares, al no haber colaboración voluntaria del paciente, por lo que Marini 40 propuso en 1986,  una técnica de valoración de la CV, que obliga al paciente a hacer maniobras de máximo esfuerzo. El enfermo, con mascarilla facial o intubado, se conecta a un circuito(Gráfico 10) con una válvula unidireccional, que permite sólo la inspiración o sólo la espiración, hacia un respirómetro Wright o similar. Durante un período de alrededor de 20-30 s, el paciente se ve obligado a inspirar o espirar, según la posición de la válvula, hasta que el volumen se estabiliza a un máximo que sería la capacidad inspiratoria (CI) en la parte derecha del gráfico, de mayor interés, al ser el estímulo inspiratorio más fuerte que el espiratorio, o el volumen de reserva espiratoria (VRE), en la parte izquierda del gráfico,  siendo CV=CI+VRE. Esta simple maniobra normaliza y maximiza, por aumento del impulso central, el esfuerzo en comparaciones evolutivas del mismo enfermo, o interpacientes, con una magnífica correlación con la maniobra standard de la CV en sujetos con buena colaboración. Este circuito, implementado en un transductor de presión, permite asimismo la medida de la Presión Inspiratoria o Espiratoria Máxima (PIM o PEM), de gran interés para medir la capacidad de independización del ventilador mecánico 41 y estado neuromuscular.

4. 12. CAMBIOS ESPIROMÉTRICOS  SEGÚN LA POSTURA
   
La postura, debido al efecto gravitatorio de las vísceras abdominales sobre el diafragma, influencia también la medida de la CV, lo que tiene valor en la detección precoz de la paresia o parálisis diafragmática, relativamente frecuente por otra parte tras intervenciones de cirugía cardiotorácica, por la manipulación o enfriamiento del nervio frénico. Una reducción de la CV, medida con o sin colaboración del paciente, al pasar de la posición semiincorporada o sentada, al decúbito horizontal 42, puede ser útil, junto al test radioscópico de husmeo (sniff) nasal, en la identificación de múltiples patologías. Se considera normal una reducción del 20% al pasar de sentado a supino; los pacientes restrictivos pueden bajar un 25% y los obstructivos hasta un 40%; en la debilidad, y en la parálisis diafragmática bilateral pueden bajar más de un 30%,  por lo que ante esta sospecha, esta prueba debe complementarse con el test radiológico del husmeo.