Τεχνική προκλητών ταλαντώσεων για την εκτίμηση της αναπνευστικής λειτουργίας στα παιδιά

Abstract

INTRODUCTION The Forced Oscillations Technique (FOT) is a pulmonary function test that requires minimal patient collaboration and, therefore, is particularly suitable for young children who cannot perform complex respiratory maneuvers. The method has been successfully applied in a number of respiratory disorders in children, such as asthma, cystic fibrosis and chronic lung disease of prematurity, in order to assess airway obstruction, bronchial reversibility to bronchodilation and hyper-responsiveness to bronchial challenge. AIMSThe aims of the present thesis were: a) to obtain reference values for Greek children aged 3-14 years using a commercially available measuring device and compare the results with similar studies in Caucasian populations of a similar age distribution, and b) to use FOT for investigating the presence of subclinical small airway dysfunction and its ability to predict asthma development in a cohort of school-aged non-asthmatic children with allergic rhinitis.METHODSFOT measurements were performed with a commercially available device which uses pseudorandom noise in the frequency range of 4-48 Hz. Were studied: a) 249 healthy children aged 3 to 14 years, in whom the resistance (Rrs) and the reactance (Xrs) at 6, 8 and 10 Hz before and after administration of 400 mcg inhaled salbutamol were evaluated. b) 73 6-years-old non-asthmatic children with moderate-severe intermittent allergic rhinitis, in whom Rrs and Xrs measurements at 6 and 8 Hz were performed. These measurements were evaluated in comparison to classical spirometric parameters with regards to their ability to predict asthma development during a five-year follow-up period.RESULTSRrs and Xrs reference values for Greek children aged 3-14 years were determined and incorporated into reference equations in relation to height. The overall success rate of the method was excellent (98%), as was the variability of the measurements. However, in younger ages the variability increased and the success rate was relatively lower (88-92% for children aged <5 years). A decrease of Rrs by 30% and/or an increase of Xrs by 50% were defined as the normal limits of bronchial reversibility to bronchodilation. School-aged children with allergic rhinitis experienced significant changes in pulmonary impedance after bronchodilation, which were particularly evident during the exacerbation of the disease. These changes, which are indicative of small airway dysfunction, represented the most significant risk factor for asthma development, while their effect overcame the effects of other known risk factors, such as eczema, parental asthma and allergic sensitization.CONCLUSIONSMeasurement of respiratory impedance by FOT is a feasible and reliable method to assess the mechanical properties of the lung and the pulmonary function in childhood. School-aged children with allergic rhinitis exhibit subclinical small airway dysfunction during the exacerbation of the disease, which is expressed by a significant change in pulmonary impedance after bronchodilation and is predictive of asthma development. Therefore, detecting small airway dysfunction by FOT may help in identifying children at risk for asthma development and to design personalized follow-up and intervention strategies.

ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η τεχνική εξαναγκασμένων ταλαντώσεων (Forced Oscillations Technique - FOT) είναι μια δοκιμασία πνευμονικής λειτουργίας που απαιτεί ελάχιστη συνεργασία από τον ασθενή και ως εκ τούτου είναι κατάλληλη για χρήση σε μικρά παιδιά, ιδιαίτερα σε εκείνα που δεν μπορούν να εκτελέσουν σύνθετους αναπνευστικούς χειρισμούς. Η μέθοδος έχει εφαρμοστεί επιτυχώς σε πλήθος αναπνευστικών διαταραχών, όπως το άσθμα, η κυστική ίνωση και η χρόνια πνευμονοπάθεια της προωρότητας, για την εκτίμηση της δυναμικής απόφραξης των αεραγωγών, της αναστρεψιμότητα στη βρογχοδιαστολή και της απαντητικότητας στις δοκιμασίες πρόκλησης. ΣΚΟΠΟΣ Σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής ήταν α) ο καθορισμός τιμών αναφοράς σε Ελληνόπαιδες ηλικίας 3-14 ετών μέσω μιας εμπορικά διαθέσιμης συσκευής FOT και η σύγκριση των αποτελεσμάτων με εκείνα από παρόμοιες μελέτες σε Καυκάσιους πληθυσμούς με ανάλογη ηλικιακή κατανομή και, β) η διερεύνηση μέσω της FOT της ύπαρξης υποκλινικής δυσλειτουργίας των μικρών αεραγωγών και η ικανότητα της μεθόδου να αξιολογεί τον κίνδυνο ανάπτυξης άσθματος σε μη-ασθματικά παιδιά σχολικής ηλικίας με αλλεργική ρινίτιδα. ΜΕΘΟΔΟΣ Πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις FOT με συσκευή ψευδοτυχαίου θορύβου στο εύρος συχνοτήτων 4-48 Hz. Μελετήθηκαν: α) 249 υγιή παιδιά ηλικίας 3 έως 14 ετών στα οποία αξιολογήθηκε η αντίσταση (Rrs) και η άεργος αντίσταση (Xrs) στα 6, 8 και 10 Hz, πριν και μετά τη χορήγηση 400 mcg εισπνεόμενης σαλβουταμόλης. β) 73 μη-ασθματικά παιδιά ηλικίας 6 ετών με μέτρια-σοβαρή διαλείπουσα αλλεργική ρινίτιδα, στα οποία πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις Rrs και Xrs στα 6 και 8 Hz. Τα αποτελέσματα των μετρήσεων αξιολογήθηκαν σε σύγκριση με τις συνήθης σπιρομετρικές παραμέτρους για την ικανότητά τους να προβλέπουν την εμφάνιση άσθματος κατά τη διάρκεια μιας πενταετούς περιόδου παρακολούθησης.ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Καθορίστηκαν τιμές αναφοράς Rrs και Xrs σε Ελληνόπαιδες ηλικίας 3-14 ετών, οι οποίες ενσωματώθηκαν σε εξισώσεις αναφοράς σε σχέση με το ύψος. Το συνολικό ποσοστό επιτυχίας της μεθόδου (98%) ήταν εξαιρετικό, όπως πολύ καλή ήταν και η μεταβλητότητα των μετρήσεων. Ωστόσο, η μεταβλητότητα αυξανόταν στις μικρότερες ηλικίες ενώ το ποσοστό επιτυχίας ήταν σχετικά μικρότερο (88-92% σε ηλικίες <5 ετών). H μείωση της Rrs κατά 30% και η αύξηση της Xrs κατά 50% μετά τη χορήγηση βρογχοδιαστολής καθορίστηκαν ως όρια της βρογχικής αναστρεψιμότητας. Τα παιδιά σχολικής ηλικίας με αλλεργική ρινίτιδα παρουσίασαν σημαντικές μεταβολές της πνευμονικής εμπέδησης μετά τη βρογχοδιαστολή, οι οποίες ήταν ιδιαίτερα εμφανείς κατά την έξαρση της νόσου. Οι παραπάνω διαταραχές, οι οποίες είναι ενδεικτικές δυσλειτουργίας των μικρών αεραγωγών, ήταν ο σημαντικότερος παράγοντας κινδύνου για εμφάνιση άσθματος και μάλιστα υπερκάλυπτε την επίδραση άλλων παραγόντων κινδύνου, όπως το ιστορικό εκζέματος, το γονικό άσθμα και η αλλεργική ευαισθητοποίηση. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Η μέτρηση της πνευμονικής εμπέδησης μέσω FOT αποτελεί εφικτή και απόλυτα αξιόπιστη μέθοδο εκτίμησης των μηχανικών ιδιοτήτων του πνεύμονα και της πνευμονικής λειτουργίας στην παιδική ηλικία. Τα παιδιά σχολικής ηλικίας με αλλεργική ρινίτιδα παρουσιάζουν, κατά την έξαρση της νόσου, υποκλινική δυσλειτουργία των μικρών αεραγωγών η οποία εκφράζεται ως σημαντική μεταβολή της πνευμονικής εμπέδησης μετά τη βρογχοδιαστολή και είναι προγνωστική για την ανάπτυξη άσθματος. Επομένως, η ανίχνευση της δυσλειτουργίας των μικρών αεραγωγών μέσω της FOT θα μπορούσε να βοηθήσει στην ταυτοποίηση των παιδιών υψηλού κινδύνου για ανάπτυξη άσθματος και στο σχεδιασμό εξατομικευμένων στρατηγικών παρακολούθησης και παρέμβασης.