การตรวจสมรรถภาพปอดด้วย Spirometry และปริมาตรปอด

Spirometry เป็นการวัดปริมาณอากาศที่บุคคลสามารถเคลื่อนย้ายได้และอัตราความเร็วในการเคลื่อนย้ายอากาศระหว่างการหายใจออกเต็มที่ ในขณะที่การวัดปริมาตรปอดเป็นการบันทึกปริมาตรอากาศคงที่ที่ปอดสามารถกักเก็บไว้ได้ การตรวจทั้งสองอย่างนี้เป็นพื้นฐานของการทดสอบสมรรถภาพปอด ซึ่งช่วยแยกแยะรูปแบบความบกพร่องของปอดระหว่างภาวะอุดกั้นและภาวะจำกัด

Definition

Spirometry คือการวัดปริมาตรอากาศที่หายใจเข้าและออก รวมถึงอัตราการไหลของอากาศตามเวลาในระหว่างการหายใจออกอย่างเต็มที่ ซึ่งให้ค่าความจุชีพที่ถูกบังคับ (FVC), ปริมาตรหายใจออกในหนึ่งวินาทีที่ถูกบังคับ (FEV1) และอัตราส่วนของทั้งสองค่านี้; การวัดปริมาตรปอดเป็นการหาปริมาณปริมาตรคงที่ ได้แก่ ความจุรวมของปอด, ปริมาตรคงค้าง และความจุคงค้างเชิงหน้าที่ ซึ่ง Spirometry เพียงอย่างเดียวไม่สามารถวัดได้

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมถึงการหายใจออกอย่างเต็มที่และดัชนีสำคัญ (FVC, FEV1 และอัตราส่วน FEV1/FVC) ปริมาตรปอดคงที่และความจุของปอด (ความจุรวมของปอด, ปริมาตรคงค้าง, ความจุคงค้างเชิงหน้าที่) และวิธีการที่ใช้ในการวัด รวมถึงการตีความค่าเหล่านี้เทียบกับสมการอ้างอิง เป็นข้อมูลอ้างอิงเชิงระเบียบวิธีวิจัย ไม่ใช่คำแนะนำทางคลินิก

Core questions

• FEV1, FVC และอัตราส่วน FEV1/FVC แสดงถึงอะไรทางสรีรวิทยา?
• ปริมาตรปอดคงที่ถูกวัดได้อย่างไรเมื่อปริมาตรคงค้างไม่สามารถหายใจออกได้?
• ค่า Spirometry ถูกตีความว่าเป็นภาวะอุดกั้นหรือภาวะจำกัดได้อย่างไร?
• สมการอ้างอิงและขีดจำกัดล่างของค่าปกติกำหนดผลลัพธ์ที่ผิดปกติได้อย่างไร?

Key concepts

• ความจุชีพที่ถูกบังคับ (FVC)
• ปริมาตรหายใจออกใน 1 วินาทีที่ถูกบังคับ (FEV1)
• อัตราส่วน FEV1/FVC
• ความจุรวมของปอด (TLC) และปริมาตรคงค้าง (RV)
• ความจุคงค้างเชิงหน้าที่ (FRC)
• การวัดปริมาตรปอดแบบเพลทิสโมกราฟีและวิธีเจือจางก๊าซ
• กราฟการไหล-ปริมาตร
• ขีดจำกัดล่างของค่าปกติและสมการอ้างอิง

Mechanisms

ในระหว่างการหายใจออกอย่างเต็มที่ การไหลของอากาศขณะหายใจออกจะกลายเป็นอิสระจากความพยายามเมื่อทางเดินหายใจถูกบีบอัดแบบพลวัต ดังนั้นความสัมพันธ์ระหว่างการไหลสูงสุดกับปริมาตรจึงสะท้อนถึงคุณสมบัติทางกลของทางเดินหายใจและการหดตัวของปอดมากกว่าความพยายาม FEV1 และ FVC สรุปการหายใจออกนี้; อัตราส่วน FEV1/FVC ที่ลดลงบ่งชี้ถึงการอุดกั้นทางเดินหายใจ ในขณะที่ปริมาตรที่ลดลงตามสัดส่วนโดยมีอัตราส่วนที่คงที่บ่งชี้ถึงภาวะจำกัด เนื่องจากปริมาตรคงค้างไม่สามารถหายใจออกได้ ปริมาตรคงที่จึงถูกวัดทางอ้อม โดยใช้เครื่องวัดปริมาตรปอดแบบเพลทิสโมกราฟี (โดยใช้กฎของบอยล์และการเปลี่ยนแปลงความดัน-ปริมาตรในกล่องปิดผนึก) หรือโดยการเจือจางและการชะล้างก๊าซเฉื่อย ความจุรวมของปอดจำเป็นสำหรับการยืนยันภาวะจำกัดที่แท้จริง เนื่องจาก Spirometry เพียงอย่างเดียวสามารถบ่งชี้ได้เท่านั้น (Miller 2005; Wanger 2005; Stanojevic 2022)

Clinical relevance

Spirometry เป็นการทดสอบอ้างอิงสำหรับการจำแนกความบกพร่องของการระบายอากาศว่าเป็นแบบอุดกั้นหรือแบบจำกัด และสำหรับการประเมินความรุนแรงเทียบกับค่าที่คาดการณ์ไว้ การวัดปริมาตรปอดช่วยยืนยันภาวะจำกัดและบ่งชี้ภาวะปอดพองเกินและการกักเก็บอากาศ การอ่านผลลัพธ์เหล่านี้ในบริบท — เทียบกับสมการอ้างอิงที่เหมาะสมและเกณฑ์คุณภาพ — เป็นส่วนหนึ่งของการประเมินหลักฐานในเวชศาสตร์ระบบทางเดินหายใจ ข้อมูลนี้อธิบายการวัดและการตีความในภาพรวม และไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการวินิจฉัยหรือการรักษาเฉพาะบุคคล

Evidence & guidelines

เทคนิคและการยอมรับของ Spirometry ถูกควบคุมโดยแถลงการณ์มาตรฐานร่วมของ ATS/ERS ซึ่งเดิมคือแถลงการณ์ปี 2005 (Miller 2005) และการปรับปรุงปี 2019 (Graham 2019) พร้อมด้วยมาตรฐานเสริมสำหรับการวัดปริมาตรปอด (Wanger 2005) การตีความตามมาตรฐานกลยุทธ์การตีความของ ATS/ERS ปี 2022 (Stanojevic 2022) โดยใช้สมการอ้างอิงของ Global Lung Function Initiative (Quanjer 2012) เพื่อกำหนดค่าที่คาดการณ์ไว้และขีดจำกัดล่างของค่าปกติ

History

John Hutchinson ได้นำเสนอเครื่อง Spirometer และแนวคิดเรื่องความจุชีพในช่วงกลางศตวรรษที่ 19 ปริมาตรหายใจออกที่ถูกบังคับและกราฟการไหล-ปริมาตรได้รับการพัฒนาในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 และตั้งแต่ปี 1979 เป็นต้นมา American Thoracic Society และต่อมา European Respiratory Society ได้ออกแถลงการณ์มาตรฐานต่อเนื่องกัน (โดยเฉพาะปี 2005 และ 2019) ซึ่งทำให้ Spirometry สามารถทำซ้ำได้ในห้องปฏิบัติการต่างๆ โดยเสริมด้วยสมการอ้างอิงทั่วโลกในปี 2012

Debates

อัตราส่วนคงที่เทียบกับขีดจำกัดล่างของค่าปกติสำหรับการกำหนดภาวะอุดกั้น

การใช้ค่าตัด FEV1/FVC แบบคงที่นั้นง่าย แต่ทำให้การจำแนกผู้สูงอายุและคนหนุ่มสาวผิดพลาด; ขีดจำกัดล่างของค่าปกติที่ได้จากการคำนวณทางสถิติจากสมการอ้างอิงเป็นที่นิยมในมาตรฐานปัจจุบัน แม้ว่าการเลือกยังคงส่งผลต่อการประมาณการความชุก

Key figures

• Martin R. Miller
• Brian L. Graham
• Peter H. Quanjer
• Sanja Stanojevic

Seminal works

• miller-2005
• graham-2019
• wanger-2005
• quanjer-2012

Frequently asked questions

อัตราส่วน FEV1/FVC ใช้เพื่ออะไร?

เป็นดัชนีหลักของ Spirometry สำหรับการอุดกั้นทางเดินหายใจ: อัตราส่วนที่ต่ำกว่าขีดจำกัดล่างของค่าปกติบ่งชี้ว่าอากาศออกจากปอดช้าเกินไปเมื่อเทียบกับปริมาตรรวมที่หายใจออก ซึ่งเป็นลักษณะสำคัญของรูปแบบการอุดกั้น

ทำไม Spirometry เพียงอย่างเดียวจึงไม่สามารถวินิจฉัยภาวะจำกัดได้?

Spirometry วัดได้เฉพาะอากาศที่สามารถหายใจออกได้เท่านั้น ไม่ใช่ปริมาตรคงค้างที่เหลืออยู่ในปอด; ภาวะจำกัดที่แท้จริงได้รับการยืนยันโดยการวัดความจุรวมของปอดด้วยวิธีเพลทิสโมกราฟีหรือวิธีเจือจางก๊าซ