Uno studio pilota per lo sviluppo di un giubbotto di induzione per test di funzionalità polmonare per automatizzare lo sforzo nell'esecuzione della manovra di capacità vitale forzata

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 8004 (2023) Citare questo articolo

440 accessi

Dettagli sulle metriche

Il giubbotto di induzione per il test di funzionalità polmonare (PFT) è stato inventato per rendere il processo di esecuzione della manovra di capacità vitale forzata (FVC) con uno spirometro computerizzato semplice e produttivo sia per il paziente che per il medico. La giacca è composta da tre strati di materiale PVC sigillati insieme per formare un'unica giacca con due camere. Tra lo strato interno e lo strato intermedio si forma la camera interna, nella quale, quando attivata, viene fatta circolare acqua fredda ad una temperatura di 10 °C tramite un gruppo idrico collegato. Allo stesso modo, tra lo strato intermedio e lo strato esterno si forma la camera esterna, nella quale l'aria viene pressurizzata tramite un'unità ad aria collegata. Trenta volontari hanno eseguito la manovra FVC con e senza indossare la giacca. Non c'era differenza tra i risultati dei parametri spirometrici nei partecipanti senza giacca e quelli con giacca. Tuttavia, l’uso del giubbotto ha ridotto significativamente il numero di prove a cui i partecipanti dovevano sottoporsi per eseguire la spirometria. Il giubbotto automatizza la manovra FVC innescando un sussulto inspiratorio fisiologico utilizzando acqua fredda e circoscrivendo aria pressurizzata per l'espirazione. Inoltre, sono stati suggeriti successivi progressi nella giacca.

Negli ultimi anni, la prevalenza delle anomalie della funzionalità polmonare ha portato a diversi programmi di test di massa e a vari programmi di sorveglianza sanitaria in tutto il mondo. I test di funzionalità polmonare (PFT) sono stati ampiamente utilizzati per scopi diagnostici e di ricerca in medicina polmonare, otorinolaringoiatria, medicina dello sport, indagini preoperatorie e fisiologia1,2. I PFT misurano diversi volumi e capacità polmonari, il che a sua volta aiuta a diagnosticare e classificare la patologia polmonare ostruttiva o restrittiva. I PFT aiutano nella valutazione della funzione polmonare, che è diventato uno strumento prognostico cruciale nell'era della pandemia di COVID-19, in cui i pazienti presentano una compromissione della funzione polmonare post-COVID di vari tipi e percentuali3.

La PFT può essere eseguita con due metodi: la spirometria (un apparecchio con un boccaglio collegato ad una piccola macchina elettronica) e la pletismografia (una scatola ermetica che assomiglia ad una cabina telefonica corta e quadrata), di cui la spirometria è la più comune, poiché la lo strumento è portatile4.

Lo spirometro misura il volume massimo di aria che un individuo può inspirare ed espirare con il massimo sforzo, catturando così il segnale del volume o del flusso in funzione del tempo. Tra i vari parametri misurati dallo spirometro, la capacità vitale forzata (FVC) è il più rilevante. FVC è il volume erogato durante un'espirazione effettuata nel modo più energico e completo possibile a partire dalla piena inspirazione5.

La misurazione della FVC con uno spirometro richiede che i pazienti seguano uno specifico protocollo respiratorio noto come manovra FVC, che prevede quattro fasi distinte: (1) inspirazione massima, (2) un "colpo" di espirazione, (3) espirazione completa continuata per un tempo massimo di 15 s e (4) l'inspirazione al flusso massimo ritorna al volume polmonare massimo. Inoltre, i pazienti devono eseguire bene un certo numero di volte per ottenere risultati accettabili e riproducibili.

L’American Thoracic Society (ATS) e la European Respiratory Society (ERS) hanno pubblicato congiuntamente le linee guida e gli standard tecnici per la conduzione della spirometria. Le linee guida vengono aggiornate periodicamente per considerare le evoluzioni delle migliori pratiche e i miglioramenti nella strumentazione e nelle capacità computazionali, insieme a nuovi studi di ricerca e approcci migliorati di garanzia della qualità. L'aggiornamento più recente è stato pubblicato nel 2019. Secondo l'aggiornamento, l'"operatore" è la persona che conduce il test e ha la responsabilità più importante di osservare e coinvolgere il paziente per ottenere risultati ottimali, il che richiede una combinazione di formazione ed esperienza . Tuttavia, la formazione degli operatori, il raggiungimento e il mantenimento delle competenze richiedono un follow-up a breve termine e una formazione supplementare, che potrebbe non essere disponibile in tutti i paesi6. Inoltre, Ruppel GL e Enright PL hanno osservato: "Ci sono 3 elementi chiave per ottenere dati sulla funzionalità polmonare di alta qualità: una strumentazione accurata e precisa, un paziente/soggetto in grado di eseguire misurazioni accettabili e ripetibili e un tecnico motivato a ottenere le massime prestazioni dal paziente. Nell’ambito della standardizzazione, il tecnologo ha ricevuto la minore attenzione7”. Le dichiarazioni tecniche ATS/ERS 2019 hanno inoltre riassunto l’esperienza dei pazienti e affermano indirettamente che il 20% degli intervistati ha ritenuto il grado di difficoltà nell’esecuzione della PFT né completamente né sostanzialmente accettabile. Inoltre, il 31% ha affermato che l'affermazione "Continuare a soffiare anche se non si sente che esce nulla" descrive un problema moderato o grave. Ciò potrebbe essere risolto disponendo di una visualizzazione analogica o digitale del flusso in ml/s sullo schermo per fornire ai pazienti un feedback sulla loro frequenza espiratoria durante la manovra.