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IV Congreso Nacional de Medicina del Mar, Gijón, 1999

Ver también Moriyón JM. En Med Mar: Exploración funcional pulmonar en el trabajador del mar. Espirometría [Formación Continuada]. Medicina Marítima. 1997 Jun; 1 (4): 185-190.

Taller práctico de formación continuada de la SEMM para valoración de riesgos laborales en el aparato respiratorio:

Espirometría

 Juan Enrique Cimas Hernando* y  Javier Pérez Fernández**
Miembros del Grupo de Asma de la Sociedad Asturiana de Medicina Familiar y Comunitaria (SAMFYC)
 * Centro de Salud de Cabañaquinta – Aller (Asturias) **Centro de Salud de La Calzada – Gijón (Asturias)

Profesor del taller: Javier Pérez Fernández 


DINÁMICA DE LA RESPIRACIÓN

La función respiratoria permite el intercambio gaseoso según las necesidades del organismo, con el menor gasto de energía posible.

Este proceso consta de varias fases:

  1. Ventilación pulmonar
  2. Difusión de gases entre alveolos y sangre
  3. Procesos metabólicos en las células, con captación por éstas de oxígeno y eliminación de CO2

Todo este complejo sistema está regulado a su vez por el sistema nervioso central y diversos mecanismos reguladores neuro-químicos.

Vamos a centrarnos aquí en una breve descripción de la ventilación pulmonar, cuyo estudio pasa necesariamente por el conocimiento de los distintos volúmenes y capacidades pulmonares.

El pulmón es una estructura elástica con tendencia a la retracción (por su gran riqueza en fibras elásticas y la tensión superficial de los líquidos). En el interior de la caja torácica, la presión negativa pleural evita el colapso del pulmón, produciéndose entre éste y el tórax una situación de equilibrio que se denomina volumen de reposo pulmón – tórax, en la cual el pulmón está distendido y se adapta al interior de la caja torácica. En esta situación podemos medir y conocer los volúmenes movilizables y no movilizables que intervienen en la dinámica pulmonar.

En condiciones normales, el volumen de aire que se mueve en cada respiración es de unos 500 ml; este volumen se denomina volumen normal, volumen corriente o volumen tidal.

Figura1. Volúmenes estáticos del pulmón.  

Pero nuestro pulmón es capaz de introducir más aire con la inspiración profunda: es el volumen de reserva inspiratorio. De la misma forma, puede expulsar más aire al hacer una espiración máxima: se trata del volumen de reserva espiratorio.

La suma de estos tres volúmenes (volumen corriente, volumen de reserva inspiratorio y volumen de reserva espiratorio) recibe el nombre de Capacidad Vital (CV), que es el volumen total de aire que puede movilizar una persona. Este volumen dependerá en cada individuo, principalmente, de su edad, talla y sexo. Si existe un proceso patológico que provoque una disminución de la capacidad vital (es decir, del aire movilizable), decimos que existe una restricción.

Pero en el pulmón y en las vías aéreas queda además una cierta cantidad de aire no movilizable: es el llamado volumen residual, cuya determinación precisa de técnicas de laboratorio de función pulmonar, como la pletismografía corporal.

La suma de la capacidad vital y el volumen residual es la cantidad total de aire que pueden contener los pulmones y se denomina Capacidad Pulmonar Total.

Tabla 1. Abreviaturas y símbolos de uso habitual, con sus equivalencias en castellano e inglés. Se recomienda internacionalmente el uso de las siglas inglesas.

  CASTELLANO INGLÉS
VOLUMENES 
Volumen corriente, volumen normal o volumen tidal 
Volumen de reserva inspiratorio 
Volumen de reserva espiratorio 
olumen residual
 
VT 
VRI 
VRE 
VR
 
TV 
IRV 
ERV 
RV
CAPACIDADES 
Capacidad vital, o capacidad vital lenta 
Capacidad inspiratoria 
Capacidad residual funcional 
Capacidad pulmonar total
CV o CVL 
CI 
CRF 
CPT
VC o SVC 
IC 
FRC 
TLC
MEDICIONES ESPIROMÉTRICAS 
Capacidad vital forzada  
Volumen espiratorio forzado en el primer segundo  
Relación FEV1/FVC 
Indice de Tiffeneau  
Flujo espiratorio forzado entre el 25%-75% de la FVC  
Flujo espiratorio máximo
  
CVF 
VEMS  
VEMS/CVF  
VEMS/CV  
FEF25-75% 
FEM
 
FVC 
FEV1 
FEV1/FVC 
FEV1/VC 
FEF25-75% 
PEF

 

ESPIROMETRÍA FORZADA

La espirometría forzada es la maniobra que registra el máximo volumen de aire que puede mover un sujeto desde una inspiración máxima hasta una exhalación completa (es decir, hasta que en los pulmones sólo quede el volumen residual).

Al mismo tiempo que se registra el máximo volumen espirado, éste se relaciona con el tiempo que dura la maniobra, con lo que es posible obtener medidas de flujo.
 

PRINCIPALES TIPOS DE ESPIRÓMETROS

Existen multitud de aparatos diferentes para obtener una espirometría, pero básicamente los podemos agrupar en cuatro grupos, según el método que utilicen para determinar las medidas:

  1. ESPIRÓMETROS DE AGUA O DE CAMPANA. Fueron los primeros aparatos que se utilizaron, y aún se emplean en laboratorios de función pulmonar. Se trata básicamente de un circuito de aire que empuja una campana móvil (figura 2), que transmite su movimiento a una guía que registra el mismo en un papel continuo. La campana va sellada en un depósito de agua (de ahí el nombre del instrumento). Sirve para registrar los volúmenes pulmonares (excepto el volumen residual), y al aumentar la velocidad del papel al doble se puede registrar también la capacidad vital forzada. Es muy útil para realizar estudios completos, pero su tamaño y complejidad limitan su uso exclusivamente a los laboratorios de función pulmonar, por lo que no se recomienda en atención primaria.

Figura 2. Espirómetro de agua. a) Boquilla. b) Tubo del espirómetro. c) Campana. d) Cilindro de doble pared. e) Agua para sellar la campana.

 

  1. ESPIRÓMETROS SECOS. Llamados así por contraposición a los de agua. Dentro de este grupo existen a su vez varios tipos:

Figura 3. Espirómetro de fuelle.  

Figura 4. Neumotacómetro. El flujo pasa a través de una resistencia conocida. La diferencia de presiones antes y después de la resistencia es recogida por el transductor, que por integración de flujos calcula los volúmenes.

 

Figura 5. Espirómetro de turbina. El sensor de infrarrojos detecta el movimiento de la turbina y lo transmite al microprocesador, que calcula los flujos y los volúmenes.

 


En atención primaria deben utilizarse los espirómetros secos, y preferentemente los informatizados (neumotacómetros y espirómetros de turbina), por su pequeño tamaño y facilidad de uso. El aparato escogido debe tener una pantalla en la que aparezca, en tiempo real, la curva que esté realizando el paciente, para poder asegurarnos de que la maniobra es correcta.
 

PRINCIPALES MEDIDAS

Con cualquiera de los aparatos descritos podemos registrar volúmenes y flujos. Se han descrito multitud de medidas y parámetros, pero los más importante son los siguientes:

1. CAPACIDAD VITAL FORZADA (FVC o CVF): es el máximo volumen de aire espirado, con el máximo esfuerzo posible, partiendo de una inspiración máxima. Se expresa como volumen (en ml) y se considera normal cuando es mayor del 80% de su valor teórico. No debe confundirse con la capacidad vital “lenta” (VC o SVC), dado que ésta se obtiene de con una respiración “lenta” o “relajada”, no forzada.
 
2. VOLUMEN ESPIRADO MÁXIMO EN EL PRIMER SEGUNDO DE LA ESPIRACIÓN FORZADA (FEV1 o VEMS): es el volumen de aire que se expulsa durante el primer segundo de la espiración forzada. Aunque se expresa como volumen (en ml), dado que se relaciona con el tiempo supone en la práctica una medida de flujo. Se considera normal si es mayor del 80% de su valor teórico.
 
3. RELACIÓN FEV1/FVC (FEV1%): expresada como porcentaje, indica la proporción de la FVC que se expulsa durante el primer segundo de la maniobra de espiración forzada. Es el parámetro más importante para valorar si existe una obstrucción, y en condiciones normales ha de ser mayor del 75%, aunque se admiten como no patológicas cifras de hasta un 70%.
 
Aunque en algunos textos se denomina a esta relación “Índice de Tiffeneau”, esto es incorrecto, pues el índice de Tiffeneau relaciona el FEV1 con la capacidad vital “lenta” (VC) y no con la capacidad vital forzada (FVC).
 
4. FLUJO ESPIRATORIO FORZADO ENTRE EL 25% Y EL 75% DE LA CAPACIDAD VITAL FORZADA (FEF25%-75%): este parámetro sirve en teoría para reflejar el estado de las pequeñas vías aéreas (las de menos de 2 mm de diámetro), lo que serviría para detectar tempranamente las obstrucciones. Sin embargo presenta una gran variabilidad interindividual, por lo que ha caído en desuso.

En atención primaria vamos a utilizar los tres primeros parámetros descritos, que nos van a aportar en conjunto suficiente información para el diagnóstico y seguimiento de nuestros pacientes.
 

INDICACIONES DE LA ESPIROMETRÍA

a) Para el diagnóstico:

1. Evaluar signos y síntomas

2. Medir el impacto de la enfermedad en la función pulmonar

3. Cribado de pacientes con riesgo de padecer enfermedades respiratorias:

4. Valorar el riesgo preoperatorio

5. Valorar el pronóstico (trasplante pulmonar, etc.)

6. Valorar el estado de salud de las personas incluidas en programas de actividad física importante (deportistas, etc.)

b) Para el seguimiento:

1. Valorar intervenciones terapéuticas:

2. Describir el curso de enfermedades que afectan a la función pulmonar:

3. Seguimiento de personas expuestas a sustancias nocivas

4. Seguimiento de reacciones adversas fármacos con toxicidad pulmonar conocida

c) Para la evaluación de discapacidades:

  1. Programas de rehabilitación
  2. Exámenes médicos para seguros
  3. Valoraciones legales

d) Para estudios epidemiológicos:

CONTRAINDICACIONES DE LA ESPIROMETRÍA

a) Absolutas:

b) Relativas:

PRINCIPALES PATRONES ESPIROMÉTRICOS

1. PATRÓN OBSTRUCTIVO:
 
Indica una reducción del flujo aéreo y es producido bien por aumento de la resistencia de las vías aéreas (asma, bronquitis), bien por la disminución de la retracción elástica del parénquima (enfisema).
 
Se define como una reducción del flujo espiratorio máximo respecto de la capacidad vital forzada, y se detecta mediante la relación FEV1/FVC, que será menor del 70%.
 
Los valores espirométricos nos darían:
 

 
2. PATRÓN RESTRICTIVO:
 
Se caracteriza por la reducción de la capacidad pulmonar total, ya sea por alteraciones del parénquima (fibrosis, ocupación, amputación…), del tórax (rigidez, deformidad) o de los músculos respiratorios y/o de su inervación.
 
La capacidad pulmonar total es la suma de la capacidad vital y el volumen residual, por lo que para una caracterización completa de la afección será necesaria la medición de los volúmenes estáticos pulmonares, volumen residual incluido (mediante pletismografía o planimetría con radiología torácica).
 
En atención primaria, sospecharemos restricción cuando en la espirometría aparezca:

 
3. PATRÓN MIXTO (OBSTRUCTIVO – RESTRICTIVO):
 
Combina las características de los dos anteriores. Algunos pacientes de EPOC muy evolucionados, por ejemplo, tienen un grado de obstrucción tal que provoca cierto grado de atrapamiento aéreo. En estos caso,  ese aire atrapado se comporta como volumen residual, por lo que disminuye la FVC. Para diferenciar esta situación de otra que tuviera realmente obstrucción y restricción (una bronquitis crónica en un paciente con fibrosis pulmonar, por ejemplo) hay que recurrir a un estudio completo de volúmenes pulmonares en un laboratorio de función pulmonar.
 
 En atención primaria sospecharemos un síndrome mixto si encontramos en la espirometría:

Tabla 2. Resumen de los patrones espirométricos

  OBSTRUCTIVO RESTRICTIVO MIXTO
FVC Normal ¯ ¯
FEV1 ¯ ¯ ¯
FEV1/FVC ¯ Normal ¯

 

ORIENTACIÓN DIAGNÓSTICA

La espirometría es un medio diagnóstico de gran valor en atención primaria, pero siempre debe correlacionarse con la clínica del paciente; no debemos olvidar que hasta un 10% de las personas sanas pueden presentar alteraciones cuando se analizan el FEV1, el FVC y el FEV1/FVC, sin que ello tenga significación clínica.
 
Una vez que tenemos los resultados de la espirometría podemos intentar una aproximación diagnóstica. Para ello, puede ser útil el algoritmo de la figura 6.

Figura 6. Algoritmo para la interpretación de los resultados de la espirometría forzada.

Consideramos en primer lugar el índice FEV1/FVC; si es normal (es decir, mayor o igual al 70%), descartamos obstrucción, y miramos entonces la FVC. Si ésta es normal, podemos considerar la espirometría como normal; si, por el contrario, es baja (inferior al 80%), debemos pensar en restricción o bien en una mala colaboración del paciente. Esta última circunstancia la podremos determinar viendo la curva de flujo – volumen, como veremos luego.
 
Si el índice FEV1/FVC es bajo (inferior al 70%), podemos pensar en una obstrucción. A partir de aquí debemos explorar la posible reversibilidad de la misma mediante una prueba broncodilatadora (PBD). Si ésta es positiva (es decir, existe reversibilidad), la principal sospecha diagnóstica será el asma. Pero si es negativa (no reversibilidad), no podemos descartar la presencia de asma, pues el paciente puede estar en un buen momento funcional, o bien tener una obstrucción que requiere corticoides para revertir. Por esta razón, intentamos lo que se denomina una “prueba o ensayo de corticoides”, que consiste en administrar al paciente corticoides orales durante unos días y repetir la espirometría. Se comprueba entonces si existe reversibilidad comparando la última espirometría con la realizada antes del ciclo de corticoides. Si existe reversibilidad, podremos pensar en asma. En caso de que aun así no revierta, debemos orientar nuestras hipótesis a otros diagnósticos, como EPOC (en caso de que la edad, los antecedentes y el historial clínico del paciente sean compatibles), bronquiectasias, fibrosis quística, etc.
 
Es importante señalar que una espirometría normal no descarta el asma. Si la espirometría es repetidamente normal y existe una fuerte sospecha de asma, lo adecuado es derivar al paciente a un laboratorio de función pulmonar para realizar una prueba de broncoprovocación que permita determinar si existe hiperreactividad bronquial. Otra alternativa previa puede ser controlar en el domicilio del paciente el Flujo Espiratorio Máximo (FEM) durante 2 ó 3 semanas.
 

PRUEBA BRONCODILATADORA (PBD)

La prueba broncodilatadora (PBD) tiene por objeto poner de manifiesto la posible existencia de reversibilidad de la obstrucción bronquial. Para ello, se practica en primer lugar una espirometría basal al paciente; a continuación, se le administran en cámara espaciadora 3 o 4 “puffs” de salbutamol o terbutalina, y se esperan 15 ó 20 minutos para que hagan efecto. Pasado ese tiempo, se le realiza al paciente una nueva espirometría.
 
Se comparan los resultados de la espirometría basal (PRE) con los de la espirometría post-broncodilatación (POST); para ello, se miran la FVC y el FEV1. La diferencia observada debe expresarse en su valor absoluto en ml y en porcentaje de cambio respecto del basal.
 
Para calcular el porcentaje de cambio, se usa la siguiente fórmula:
 

Post - Pre x 100
Pre

o mejor aún, la fórmula del llamado “porcentaje ponderado”:
 

    Post - Pre  x 100
(Post + Pre) / 2

 
La PBD será positiva si el resultado es mayor o igual al 15%, siempre que la diferencia en valores absolutos sea mayor de 200 ml. Esto es así porque en personas que tengan por ejemplo un FEV1 basal muy bajo, pequeños cambios pueden representar un gran porcentaje, sin que en realidad ese cambio sea significativo.
 
Para la PBD generalmente se considera el FEV1, aunque, como ya se ha dicho, en ocasiones se usa también la FVC.

Aunque hemos reseñado que la PBD se considera positiva si existe una reversibilidad mayor o igual al 15%, algunos autores, como la European Respiratory Society (ERS), recomiendan bajar ese porcentaje al 12%, e incluso se ha propuesto que para la FVC bastaría una reversibilidad del 7%. Sin embargo, estos criterios no son universalmente aceptados, por lo que señalamos la cifra más extendida, que es el 15%.
 
Es importante señalar que una PBD negativa no permite descartar la presencia de reversibilidad de la obstrucción, pues el paciente puede estar en ese momento con un calibre de la vía aérea relativamente normal o con una gran inflamación, sin que eso signifique que en otra situación sí pueda tener una PBD positiva.
 
La PBD debería hacerse rutinariamente a todo paciente al que se le realice una espirometría. En el seguimiento de los pacientes con obstrucción se debe utilizar el FEV1 post-broncodilatación para valorar la intensidad de la obstrucción.
 

REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE LA ESPIROMETRÍA: TIPOS DE CURVAS

Al realizar una espirometría forzada, obtenemos dos tipos de curvas, según sea el aparato utilizado: las curvas de volumen – tiempo y las curvas de flujo – volumen.
 

CURVA DE VOLUMEN – TIEMPO

Relaciona el volumen espirado con el tiempo empleado para la espiración. Son las más “intuitivas” y las más fáciles de interpretar.
 
Figura 7. Curva de volumen – tiempo normal. Obsérvese representado cómo se calculan los valores de FEV1 y FVC.

 

CURVA DE FLUJO – VOLUMEN

Relaciona el flujo espirado en cada instante con el volumen espirado en ese instante. Son más difíciles de interpretar que las curvas de volumen – tiempo, pero a cambio aportan más información clínica y técnica, por lo que son de elección.
 
Figura 8. Curva de flujo - volumen normal. Véase que tiene una fase de ascenso rápido hasta llegar al flujo espiratorio máximo o Peak-Flow, y luego un descenso más lento, pero prácticamente en línea recta, hasta que alcanza la línea de base, momento en que señala la FVC. El FEV1 es calculado por el propio espirómetro y si es normal suele estar en la última parte de la línea descendente.

 

A continuación vamos a ver las curvas correspondientes a los diferentes patrones espirométricos.
 

a) Patrón obstructivo:

En la curva de flujo – volumen (figura 9) podemos ver cómo la obstrucción se manifiesta en la parte descendente de la curva, en la que aparece una concavidad, que será tanto más pronunciada cuanto mayor sea el grado de obstrucción. De la misma forma, el valor de FEM está disminuido, tanto más cuanto mayor sea la obstrucción.

  figura 9   figura 10

 
En la curva de volumen – tiempo (figura 10) se puede apreciar cómo la pendiente de la curva es menor que en la curva normal, con una espiración más prolongada (aunque en la figura sólo se han registrado 7 segundos, si el paciente siguiese soplando la curva aún subiría algo más).
 
Veamos ahora cómo serán las curvas (figura 11 y figura 12) en una obstrucción grave:

  figura 11   figura 12

 

b) Patrón restrictivo:

En la curva de flujo – volumen (figura 13) vemos que su forma se asemeja a una curva normal, pero “en miniatura”. Tiene una fase inicial de ascenso rápido, pero el FEM está muy disminuido; la fase de descenso es una pendiente en línea recta, pero acaba pronto, lo que significa que el FVC está también disminuido (es de apenas un litro).

  figura 13   figura 14

 
En la curva de volumen – tiempo (figura 14) se ve igualmente que su forma nos recuerda a una curva normal “en miniatura”: El FEV1 es bajo, pero como la FVC es igualmente baja, la relación FEV1/FVC permanece dentro de los límites normales.
 

c) Patrón mixto (obstructivo-restrictivo):

Vemos en esta ocasión que la curva de flujo – volumen (figura 15) parece una “miniatura”, pero no de la curva normal, sino de la obstructiva: el FEM es muy bajo y la FVC es igualmente baja, aunque la morfología de la curva es obstructiva.

  figura 15   figura 16

 
En la curva de volumen – tiempo (figura 16), la morfología es igualmente obstructiva, con un FEV1 bajo y una espiración prolongada, pero con un FVC bajo, y con una relación FEV1/FVC baja (en la figura 16 puede verse que el FEV1 es apenas el 50% de la FVC).
 

d) Curva producto de falta de colaboración o simulación:

En ocasiones, la curva de volumen - tiempo tendrá una apariencia correcta, por lo que podríamos dar por buena la maniobra; pero al obtener la curva flujo – volumen de la misma maniobra se puede apreciar en ocasiones como se trata de una espiración en la que el paciente no se ha esforzado lo suficiente, en cuyo caso se obtiene una especie de meseta (figura 17), o de un intento de simulación (figura 18), en el que se obtiene una curva con irregularidades.

  figura 17   figura 18

 
En la figura 17 podemos apreciar como un paciente que no se esfuerce adecuadamente durante la maniobra produce una curva con una meseta y una rápida caída. Esto es así porque el FEM es un valor muy dependiente del esfuerzo.
 
En un paciente que simule durante la maniobra obtendremos la curva de la figura 18, con una forma muy irregular y un FEM bajo. Este tipo de curva puede verse también en pacientes con inestabilidad de las vías aéreas centrales, pero en este caso las maniobras sucesivas darían curvas muy parecidas, lo que no sucede en el paciente simulador.
 

INSTRUCCIONES PARA LA CORRECTA REALIZACIÓN DE UNA ESPIROMETRÍA

INSTRUCCIONES PREVIAS AL PACIENTE:

INSTRUCCIONES GENERALES

Todas las maniobras espiratorias serán realizadas:

FORMA DE REALIZAR CORRECTAMENTE LA MANIOBRA

CÁLCULO DE LA MEJOR CURVA

La mejor curva de las obtenidas será aquella en la que la suma del FEV1 y del FVC sea mayor, aunque alguno de estos parámetros sea mayor por separado en alguna otra curva.
 

MANIOBRA TÉCNICAMENTE SATISFACTORIA

La maniobra se considera técnicamente satisfactoria cuando, tras obtener tres curvas correctas, la diferencia entre las dos mejores es  inferior al 5% o a 100 ml. La mayor parte de los espirómetros con microprocesador  dan esta información de manera automática.
 
Además, las curvas deberán durar como mínimo 6 segundos.

A continuación vamos a ver un ejemplo gráfico de maniobra no satisfactoria, a pesar de haber registrado 3 curvas correctamente:
 
Figura 19. Maniobra no satisfactoria por mala reproductibilidad. Se aprecian, tanto en la curva de volumen – tiempo como en la de flujo – volumen, diferencias no aceptables entre las tres curvas (diferencias superiores al 5%).

    figura 19

 
Por el contrario, en la siguiente figura vemos una maniobra realizada de forma satisfactoria:
 
Figura 20. Maniobra técnicamente satisfactoria, con buena reproductibilidad (diferencias inferiores al 5%).

    figura 20

 

GRADACIÓN ESPIROMÉTRICA DE LA ALTERACIÓN VENTILATORIA

ÍNDICE DE GRAVEDAD FVC, FEV1  
o ambos, expresados como % del valor de referencia
LIGERA Hasta el 65%
MODERADA 64% - 50%
GRAVE 49% - 35%
MUY GRAVE Menor del 35%

BIBLIOGRAFÍA 
  1. Quanjer H, Tammeling GJ, Cotes JE, Pedersen OF, Peslin R, Yernault JC. Lung volumes and forced ventilatory flows. Report working party “standarization of lung function tests”. European Community for steel and coal. Official Statement  of the European Respiratory Society. Eur Respir J 1993; 6 (suppl 16): 5–40.
      
  2. American Thoracic Society (ATS). Standarization of spirometry (1994 update). Am J Respir Crit Care Med 1995; 152: 1107–1136.
      
  3. Grupo de trabajo de la SEPAR para la práctica de la espirometría en clínica. Recomendaciones SEPAR. Normativa para la práctica de la espirometría forzada. Arch Bronconeumol 1989; 25: 132–141.
      
  4. Sanchís J. Espirometría: cómo realizarla e interpretarla. En: Sobradillo V, Molina J, eds. Aspectos prácticos neumológicos en atención primaria. Barcelona: Permanyer, 1996.

PALABRAS CLAVE
Espirometría, asma, enfermedad pulmonar obstructiva crónica, pruebas diagnósticas.
 
  Autorizados por el autor Javier Pérez para el taller del IV Congreso N de Medicina del Mar. Copyright © 1999. semFYC www.cap-semfyc.com


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