ככל שהשימוש בטכניקת תנודה כפויה (FOT) מנוצל יותר ויותר לאפיון מכניקה נשימתית, יש צורך לתקנן שיטות ביחס להנחיות הטכניות המתהוות והמלצות היצרן השונות. פרוטוקול מפורט מסופק כולל הערכת FOT ופרשנות לשני מקרים כדי להקל על סטנדרטיזציה של שיטות.
יש עניין גובר בשימוש בטכניקת התנודה הכפויה (FOT) או תנודה כדי לאפיין מכניקה נשימתית אצל אנשים בריאים וחולים. FOT, שיטה משלימה לבדיקות תפקודי ריאות מסורתיות, משתמשת במגוון תדרים מתנדנדים המודבקים על נשימה גאות ושפל כדי למדוד את הקשר התפקודי בין לחץ בדרכי הנשימה לזרימה. הערכה פסיבית זו מספקת הערכה של עמידות במערכת הנשימה (Rrs) ותגובה (Xrs) המשקפות קליבר בדרכי הנשימה ואחסון ופיזור אנרגיה, בהתאמה. למרות העלייה האחרונה בפופולריות והסטנדרטים הטכניים המעודכנים, האימוץ הקליני היה איטי המתייחס, בין השאר, לחוסר התקינה לגבי רכישה ודיווח של נתוני FOT. מטרת מאמר זה היא לטפל בחוסר התקינה במעבדות על ידי מתן פרוטוקול בכתב מקיף עבור FOT וסרטון נלווה. כדי להמחיש שניתן להשתמש בפרוטוקול זה ללא קשר להתקן מסוים, נעשה שימוש בשלושה התקני FOT נפרדים בדוגמאות המקרה ובהדגמת הווידאו. מאמץ זה נועד לתקנן את השימוש והפרשנות של FOT, לספק הצעות מעשיות, כמו גם להדגיש שאלות עתידיות שיש לטפל בהן.
טכניקת התנודה הכפויה (FOT) או התנודה הוצגה לראשונה לפני למעלה מ -60 שנה1 ומאפשרת מדידה של מכניקה נשימתית באמצעות תנודות לחץ מיושמות חיצונית על גבי נשימה גאות ושפל. בקצרה, לחץ וזרימת אוויר נמדדים בפה על ידי מתמרים על פני מגוון תדרים. ניתוח ספקטרלי משמש לאחר מכן כדי לקבוע עכבה (Zrs) או את המשרעת ואת ההבדלים פאזה בין לחץ וזרימת אוויר בכל תדר2,3. Zrs מייצג את סכום הכוחות המתנגדים לתנודות לחץ ומאופיין בדרך כלל על ידי מרכיבים של התנגדות (Rrs) ותגובה (Xrs). Rrs משקף את התכונות המכניות המפוזרות של מערכת הנשימה (פיזור אנרגיה), ואילו Xrs משקף אלגנטיות דינמית ואינרציה של מערכת הנשימה (אגירת אנרגיה). הערכת Zrs בתדרי תנודה מרובים מאפשרת עוד יותר הערכה של האחידות של התפלגות זרימת האוויר. לסקירה של עיבוד אותות FOT, עקרונות פיזיולוגיים ויישומים: עיין בהצהרות כוח המשימה של חברת הנשימה האירופית (ERS)2,4.
FOT אינו תחליף לספירומטריה, אלא הערכה משלימה של תפקוד הריאות. עם זאת, הוא עשוי להציע מספר יתרונות על פני בדיקות ספירומטריות, כולל מדידות המבוצעות במהלך נשימת גאות ושפל (ללא מאמץ) ופוטנציאל להערכת דרכי הנשימה הדיסטליות או הקטנות שאינן אפשריות עם ספירומטריה5. כתוצאה מכך, FOT צברה פופולריות רבה בהגדרת הילדים6,7, כמו גם להערכה של החולה הסימפטומטי עם ספירומטריה נורמלית או שמורה8,9,10,10,11. FOT הפגין גם תועלת קלינית במהלך בדיקות סימפונות לפיה הסימפטומים קשורים יותר עם FOT מאשר spirometry12. יתר על כן, FOT מחייב מינונים נמוכים יותר של סוכנים סימפונות כדי לגרום להבדלים מדידים בתפקוד הנשימה13.
לאור ממצאים אלה, העניין ב- FOT לפרקטיקה קלינית ומחקר עלה בשנים האחרונות. למעשה, על פי חיפוש צופים שנערך ביולי 2021 עבור המונחים “טכניקת תנודה כפויה” או “תנודת דחף”, המספר החציוני של פרסומים על FOT גדל מ 35 בשנה (2000-2010) ל 94 בשנה (2010-2020). למרות גל זה של עניין, סטנדרטיזציה ברכישה ודיווח של נתוני FOT רק לאחרונה קיבל תשומת לב רבה יותר עם התקנים הטכניים ERS האחרונים עבור תנודה נשימתית4. נכון לעכשיו, מספר מערכות FOT זמינות מסחרית המשתנות בהתאם לסוג אות הלחץ (לדוגמה, פסאודו-דורנדום, רכבת הדחפים), עידן הקלטה, טווח תדרים ורזולוציה14. למרות הבדלים אלה, רכישה ודיווח של נתוני FOT כפי שבוצע על ידי הטכנאי יכול לעקוב אחר גישה אוניברסלית שהיא המוקד של כתב היד הנוכחי. בזאת, פרוטוקול מתוקנן מסופק כי הוא עולה בקנה אחד עם הסטנדרטים הטכניים ERS4. פרוטוקול זה מומחש באמצעות דוגמאות מעשיות עם מחקר ונתונים קליניים שנרכשו במעבדה שלנו. באופן ספציפי, ההתמקדות היא על היישום והפרשנות של FOT בהערכה הקלינית של קוצר נשימה למבוגרים.
התקן הטכני האחרון של ERS ב- FOT4 מדגיש את הצורך בהקפדה רבה יותר ותקינה של מדידה. יש צורך בהקפדה הדוקה על מספר שלבים קריטיים לפני, במהלך ואחרי הבדיקה. מומלץ לבצע FOT לפני תמרונים תלויי מאמץ יותר הדורשים נשימות עמוקות כגון plethysmography body ויכולת פיזור. אימות משתמש הקצה של עומס הבדיקה עם עכבה ידועה נדרש לפחות מדי יום או מיד לפני הבדיקה. הוראות ברורות, עקביות ומדויקות שניתנו על ידי אנשי צוות מיומנים יכולות למזער את השונות החיצונית באיסוף נתונים. כל מחקר או מעבדה קלינית צריכים לפתח פרוטוקול משלה המיישם את טכניקות האימון המינימליות המומלצות על ידי ההנחיות הטכניות של ERS. חשוב שבמהלך כל תמרון יוכלו משתמשי הקצה להתבונן, לזהות ולתקן שגיאות פוטנציאליות שעלולות להיתקל בהן, כגון דליפות פה, סגירת מעגל גלוטרית, שיעול ודפוסי נשימה לא יציבים. למרות ששגיאות מסוימות עשויות להיות קשות להערכה בזמן אמת, משתמשי קצה לא צריכים להיות תלויים אך ורק בזיהוי אוטומטי מההתקן הספציפי שבו נעשה שימוש. יש לבדוק ביסודיות קריטריונים מקובלים שנקבעו על-ידי היצרן, וקריטריונים נוספים צריכים לדבוק במשפטי ERS. למרות שכל מכשיר יפיק דוח ייחודי, דיווח מתוקנן של פרמטרי FOT אפשרי ויכול להקל על השוואה בין מעבדות ומחקרים. לבסוף, נהלי בקרת איכות קפדניים, כולל הערכה שגרתית של בקרות ביולוגיות בריאות, חייבים להתבצע הן במסגרת המחקרית והן בהגדרות הקליניות.
הקפדה על פרוטוקול מתוקנן תצמצם את השונות בביצועים. עם זאת, השגת CoV ≤10% עדיין עשויה להיות קשה, ואולי לא תמיד אפשרית אצל אלה עם מחלת דרכי הנשימה. תפקידו של הטכנאי לשאוף למזעור השונות ויש מספר אסטרטגיות שיש לקחת בחשבון כאשר לא ניתן להשיג CoV ≤10%. ראשית, ודא שהמדידה נרכשת בנסיבות דומות עבור כל שכפול. זה כולל ניטור היציבה של הפרט, מיקום היד, והקפדה על הוראות אחרות. הטכנאי עשוי לשקול לחזור על הוראות ראשוניות, לספק הדגמה חזותית נוספת ולהציע לאדם מרווח מנוחה ממושך. בהתבסס על ניסיון, נמצא כי סיבה נפוצה לשונות מופרזת כוללת אימוץ תנוחת ישיבה שונה בין מדידות לשכפל לפיה אנשים עשויים למקם את עצמם מחדש כדי להשיג תנוחה נוחה יותר או מתח כדי להגיע לשופר. הדבר נפוץ ביותר בעת שימוש בהתקני FOT ניידים שתוכננו להיות מוחזקים על ידי הטכנאי כאשר מיקום השופר אינו קבוע. כדי לטפל בבעיה זו, ניתן לרכוש תושבות זרוע גמישות, המיועדות להחזיק מכשירים אלקטרוניים כמו מצלמות, שניתן לאבטח במהירות לשולחן או לשולחן ולהתאים למיקום אישי. לאחר הבטחת ביצועים מתאימים ועקביים בין מדידות לשכפל, הטכנאי צריך לרכוש עותקים משוכפלים נוספים.
שלא כמו ספירומטריה לפיה לכל היותר שמונה ניסיונות מומלץ כדי למנוע עייפות, אין מספר מרבי של שכפולים המומלצים עבור FOT סביר בגלל הגישה המאמץ שלה עצמאית. בפועל, חלק מהחוקרים רוכשים עד שמונה מדידות משוכפלות18, וכלל אצבע דומה של עד 10 מדידות משמש במעבדה שלנו. קביעת גבול עליון חשובה כמעט לחלוטין כדי להגדיר את סוף מפגש הבדיקה. פעולה זו רלוונטית במיוחד עבור אנשים עם מחלות בדרכי הנשימה לפיה CoV גדול מ -10% עשוי לשקף תהליכי מחלה בסיסיים ולא מאמץ לקוי. Harkness et al.18 תיארו לאחרונה את החוויה שלהם עם אוכלוסיות מטופלים אלה והציעו כי ניתוק ליברלי יותר (CoV עד 20%) עדיין עשוי להיות מדווח לפרשנות קלינית. כל מרפאה ומעבדת מחקר צריכות לאזן בין החלטות מעשיות כגון אילוץ זמן, יכולתו ורמת העייפות של הנבחן, כמו גם את הסבירות להשגת ניתוק CoV. גישה אחת שיש לקחת בחשבון היא יישום מערכת דירוג. לדוגמה, לאחר שלפחות שלוש מדידות שכפול ללא חפץ מתקבלות מ- 10 ניסיונות לכל היותר, החל ציון אות המתאים לרמות ה- CoV – כלומר, ‘A’ ≤10%; ב’ > 10% ו-≤15%; ‘C’ > 15% ו-≤20%; ו-ד’ >-20%. אסטרטגיות נוספות שיש לקחת בחשבון עשויות לכלול שינוי של פרמטרים של רכישת תוכנה וחומרה כדי להשיג נשימות שלמות יותר. לדוגמה, ליצרנים מסוימים יש הגדרות המתאימות למשכי הקלטה גדולים יותר ו/או לתקופות הקלטה מורחבות כדי להשיג יותר מהמינימום המומלץ על ידי ERS של שלוש נשימות שלמות. בעת דיווח על תוצאות FOT, חובה לחשוף את כל פרמטרי הרכישה כדי להקל על פרשנות והשוואה עם ספרות שפורסמה אחרת. פרמטרי רכישת FOT ממשיכים להיחקר באופן פעיל וסביר להניח שיביאו לשינויים עתידיים בביצועים ובמדידה של FOT.
במאמר זה, המטרה היא להדגיש את הטכנולוגיה והיישום העדכניים ביותר של FOT, כמו גם לספק פרוטוקול סטנדרטי לבדיקה במבוגרים. עם זאת, חשוב להכיר במגבלות הנלוות של FOT. ראשית, מדידות עכבה חשודות במיוחד לממצאים כגון השפעות מחוץ לבית החזה4. לכן, הפרוטוקול הנוכחי מתמקד במזעור השפעה זו, כגון הבטחת תמיכה נכונה בלחיים במהלך הרכישה. בנוסף, הפרעות בזרימה (למשל, לשון המכסה את השופר, בליעה, נשימות תועות) מונעות מדידה מדויקת וגורמות לפחות נשימות תקפות לחישובי Zrs19. שנית, אם כי FOT קל לביצוע מנקודת המבט של המטופל, זיהוי חפצים אלה, כמו גם לפרש את הפלט הוא מאתגר עבור הטכנאי והקלינאי20. לדוגמה, מכשירי FOT הנוכחיים מייצרים כמות ניכרת של נתונים כדי לאפיין את מכניקת הנשימה של הפרט; עם זאת, המחסור בערכי התייחסות וקונצנזוס סביב משתני מפתח הם גורמים שמאטים את האימוץ הקליני שלה. באופן דומה, בעוד שמומלץ להשיג לפחות שלושה ניסויים ללא חפץ4, אם יותר משלושה ניסויים מבוצעים ונמצאים מקובלים, אין קונצנזוס נוכחי על השיטות המומלצות כדי לבחור אילו מהניסויים האלה ישמשו לייצוג מושב הבדיקה. ככזה, השירות הקליני של FOT במגוון מחלות בדרכי הנשימה ממשיך להיחקר באופן פעיל. לבסוף, מנקודת מבט טכנית, קיימת הטרוגניות בין יצרני FOT ביחס לאלגוריתמים הבאים: i) צורות גל בתדרים, ii) אלגוריתמים לזיהוי שגיאות, ו- iii) ניתוחים בין-נשימתיים הבין-נשימתיים2,21,22,22,23,24. ניתן לטפל בחלק ניכר מהמגבלות הנ”ל על-ידי ביצוע פרוטוקול מתוקנן וכן על-ידי דיווח שקוף של פרמטרי פלט והקלטה.
בדיקות תפקודי ריאות כוללות באופן מסורתי מדידות של נפחי ריאות ויכולות, ויעילות של חילופי גזים, הדורשים הוראות משמעותיות, שיתוף פעולה ומאמץ הן מהבודקים והן מהנבחנים. בנוסף, תערובת של גזים בריכוזים שונים נשאפת לעתים קרובות במהלך תמרונים, אשר חלקם עשויים לשקול טכניקות פולשניות. אלה מנוגדים ל- FOT, שבו תכונות מכניות של הריאות כגון Rrs, אלגנטיות ואינרציה נבדקות באמצעות תדרי תנודה פחות פולשניים. לכן, FOT יכול לשמש כתוספת שימושית להערכת תפקוד ריאות מקיפה. לדוגמה, FOT עשוי להרשות לעצמו תובנה קלינית ייחודית בתרחישים שבהם הסימפטומים אינם פרופורציונליים לבדיקות תפקוד ריאות מסורתיות כגון אלה עם חשיפה תעסוקתית ו/או קוצר נשימה בלתי מוסבר9,11. בנוסף, FOT עשוי להיות חשוב גם עבור סינון אלה בסיכון גבוה יותר למחלות ריאות עתידיות כגון מעשנים אסימפטומטיים25 ואלה עם חשיפות סביבתיות26. לבסוף, נתונים עדכניים יותר זיהו כי FOT עשוי גם להיות מועיל באופן ייחודי עבור ניטור יומיומי של תנאי מחלה מסוימים כגון פעילות גופנית המושרה סימפונות27 ותסמינים ריאתיים הקשורים דלקת מפרקים שגרונית28. המאמר הנוכחי מתמקד ביישום של FOT באוכלוסייה הבוגרת, אם כי השירות הקליני והמחקרי של FOT תואר היטב באוכלוסיות ילדים כמו גם 29,30.
כיוונים עתידיים למחקר צריכים להתמקד עוד יותר בהיבטים טכניים וביצועיים של FOT, כגון סטנדרטיזציה של הצגת נתונים ודיווח, כמו גם אפיון השונות והחזרה המשויכות. בהגדרות קליניות, FOT יכול לשמש באופן נרחב להערכת קוצר נשימה וגילוי מוקדם של מחלות כרוניות בדרכי הנשימה או ביטויי ריאות הקשורים למחלות מערכתיות בכל קבוצות הגיל.
The authors have nothing to disclose.
עבודה זו נתמכה, בין היתר, על ידי מענק חוזה #10010115CN2 מהמכון לחקר החשמל. התוכן אינו מייצג את הדעות של המחלקה לענייני יוצאי צבא של ארה”ב או ממשלת ארצות הברית.
Quark i2M | Cosmed | n/a | https://www.cosmed.com/en/products/pulmonary-function/quark-i2m Software (version): PFTSuite (10.0e) Signal Type: Pseudo-random Frequencies (Hz): 4, 6, 8, …, 48 |
Resmon Pro | MGC Diagnostics | n/a | https://mgcdiagnostics.com/products/resmon-pro-v3-forced-oscillation-technique Software (version): Pro Full (v3) Signal Type: Pseudorandom, relative primes Frequencies (Hz): 5, 11, 19 |
Tremoflo C-100 | Thorasys | n/a | https://www.thorasys.com/ Software (version): tremfolo (1.0.43) Signal Type: Pseudo-random, relative primes Frequencies (Hz): 5, 11, 14, 17, 19, 23, 29, 31, 37 |