Overzicht van longfunctietesten
Longfunctieonderzoek is een essentieel hulpmiddel voor de longarts.
Inzicht in de onderliggende pathofysiologie van de longen kan worden verkregen door vergelijking met normale waarden (op basis van leeftijd, lengte, ras en geslacht) en eerdere waarden van dezelfde patiënt.
Het percentage van de voorspelde normaalwaarde wordt gebruikt om de ernst van afwijkingen te beoordelen.
Longfunctietesten (PFT) maken een objectieve beoordeling van de longfunctie mogelijk. Hierdoor kunnen de ademhalingsmechanica, de functie van het longparenchym, de gaswisseling en de cardiopulmonale interactie nauwkeuriger worden bepaald. Deze resultaten zijn reproduceerbaar en kwantitatief, waardoor ze in de loop van de tijd kunnen worden gevolgd. Ademhalingssymptomen op zichzelf correleren doorgaans slecht met de ernst en de voortgang van de ziekte, en daarom is een objectieve meting belangrijk.
PFT worden gebruikt voor screening op de aanwezigheid van obstructieve en restrictieve aandoeningen, beoordeling van patiënten vóór een operatie, het documenteren van de voortgang van een longziekte, het documenteren van de effectiviteit van een therapeutische interventie en het controleren van de toxiciteit van geneesmiddelen voor de longen. Contra-indicaties voor PFT zijn onder meer een recente oogoperatie, thoracale, abdominale en cerebrale aneurysma’s, actieve hemoptoë, pneumothorax en instabiele angina pectoris/een myocardinfarct in de afgelopen maand.
Spirometrie meet het luchtvolume dat de patiënt uitademt of inademt als functie van de tijd. De manoeuvre voor de geforceerde vitale capaciteit (FVC) vereist dat de patiënt krachtig lucht uitblaast vanaf het punt van maximale inademing (totale longcapaciteit [TLC]) tot het punt van maximale uitademing (residuaal volume [RV]).
Het geforceerde expiratoire volume in de eerste seconde van de FVC-manoeuvre (FEV1) en de verhouding FEV1/FVC zijn essentieel om vast te stellen of er sprake is van obstructie. Een grafische weergave van inademing en uitademing als functie van het volume (flow-volumecurve) maakt het mogelijk subtiele afwijkingen in de luchtstroom te herkennen. FEV1/FVC (meestal uitgedrukt als percentage) geeft aan welk percentage van de totale FVC tijdens de eerste seconde van een geforceerde uitademing uit de longen wordt geblazen.
De totale longcapaciteit is moeilijker te meten. Hoewel spirometrie de ingeademde en uitgeademde volumes kan meten, kan hiermee niet de totale hoeveelheid lucht in de longen bij volledige inademing (TLC) worden bepaald, noch de hoeveelheid lucht die aan het einde van een rustige uitademing in de longen achterblijft (functionele residuele capaciteit), noch de hoeveelheid lucht die na maximale uitademing achterblijft (RV). Deze volumes kunnen worden bepaald door verdunning van een inert gas en met bodyplethysmografie, waarbij de wet van Boyle wordt gebruikt om het longvolume te bepalen aan de hand van druk- en volumeveranderingen tijdens het ademen in een afgesloten cabine.
Functionele residuele capaciteit (FRC)
- is het luchtvolume in de longen aan het einde van een normale uitademing.
FRC helpt een stabiele arteriële zuurstofspanning te handhaven, atelectase te voorkomen en de ademarbeid tot een minimum te beperken. De totale longcapaciteit (TLC) is gelijk aan de som van de functionele residuele capaciteit (FRC) en de inspiratoire capaciteit (IC), ofwel de som van het residuaal volume (RV) en de vitale capaciteit (VC). Een totale longcapaciteit van minder dan 80% van de voorspelde waarde wordt over het algemeen beschouwd als passend bij een restrictieve longziekte.
Een andere PFT-manoeuvre is de bepaling van de diffusiecapaciteit (DLCO), waarmee wordt geprobeerd de diffusie-eigenschappen te bepalen van het membraan waardoor zuurstof en kooldioxide diffunderen. De diffusiecapaciteit hangt af van de snelheid waarmee gas in het bloed terechtkomt, gedeeld door de drijvende druk ervan, en beoordeelt het vermogen van de longen om ingeademd gas van de alveoli naar de longcapillairen te transporteren. Dit transport hangt af van de dikte van het alveolair-capillaire membraan, de hemoglobineconcentratie en de bloedstroom door de longen. De diffusiecapaciteit wordt over het algemeen beoordeeld met de single-breathmethode met koolmonoxide (CO). CO wordt gebruikt vanwege zijn hoge affiniteit voor hemoglobine, die ongeveer 200 keer groter is dan die van zuurstof. Onder normale omstandigheden is er een lage concentratie in het bloed en een longconcentratie. Een verlaagde DLCO komt voor bij structurele longziekte, pulmonale hypertensie, congestief hartfalen, een afname van effectieve alveolaire eenheden (bijvoorbeeld longresectie, emfyseem) en anemie. Een hoge DLCO hangt het vaakst samen met grote longvolumes, obesitas en astma, hoewel deze ook kan worden gezien bij een alveolaire bloeding of wanneer de patiënt tijdens het onderzoek een Valsalva-manoeuvre uitvoert.
De 6-minutenwandeltest is gebruikt om de functionele toestand van patiënten met een breed scala aan longziekten te beoordelen, waaronder pulmonale hypertensie, COPD en idiopathische longfibrose.
Dit onderzoek kan de sterfte bij verschillende longziekten in het eindstadium voorspellen en heeft cardiopulmonale inspanningstesten bij de beoordeling van longziekten grotendeels vervangen. Het is veel gemakkelijker uit te voeren, met lagere bijbehorende kosten en een goede reproduceerbaarheid.
Stoornis van de diffusiecapaciteit (DLCO)
DLCO is de gevoeligste parameter voor het opsporen van verlies van functioneel alveolair oppervlak en meet de krachten die werkzaam zijn bij de moleculaire beweging volgens de concentratiegradiënt van het alveolaire oppervlak naar het hemoglobinemolecuul. De hemoglobineconcentratie is een zeer belangrijke maat bij de interpretatie van een verlaagde DLCO. Aangezien hemoglobine in de alveolaire capillairen koolmonoxide opvangt, kan DLCO verlaagd zijn wanneer de patiënt anemisch is. Hematologische afwijkingen komen vrij vaak voor bij patiënten met sarcoïdose, met anemie als gevolg van niet-verkazende granulomen en de afwezigheid van ijzervoorraden in het beenmerg. Een verlaagde DLCO is een sterke aanwijzing voor afwijkingen in de gaswisseling tijdens inspanning bij patiënten met sarcoïdose, en DLCO en arteriële desaturatie bij lichamelijke inspanning zijn de sterkste functionele parameters die correleren met de uitgebreidheid en de ernst van sarcoïdose, beoordeeld aan de hand van pathologische bevindingen of CT met hoge resolutie. Deze afname correleert ook met verlies van diffusiecapaciteit van het alveolaire membraan en niet met veranderingen in het bloedvolume in de longcapillairen.
Pulmonale hypertensie (PH) wordt gezien bij sarcoïdose (5-15% van de patiënten), maar is aanwezig bij meer dan 50% van de patiënten met langdurige dyspneu, en er is een sterke omgekeerde correlatie tussen de gemiddelde druk in de longslagader en DLCO. PH als complicatie van sarcoïdose gaat samen met een verminderd inspanningsvermogen. PH hangt vaker samen met gevorderde sarcoïdose en een verminderd longvolume, maar ernstige PH wordt ook waargenomen zonder duidelijke beperkingen. Een verlaagde DLCO en hypoxemie in rust of desaturatie tijdens inspanning correleren met de aanwezigheid van PH bij sarcoïdose.