Spirometria: Tutustu tieteeseen tutkimuksen taustalla

Kuopio, Suomi

20.02.2024

Spirometria on keskeinen työkalu keuhkosairauksien diagnosoinnissa ja hoidossa, ja se mahdollistaa ei-invasiivisen ja helpon tavan tarkastella keuhkojen nykytilaa. Tämä tärkeä keuhkojen toimintaa mittaava testi kertoo mm. kuinka paljon ilmaa ja millä nopeudella henkilö pystyy vetämään sisään keuhkoihinsa ja puhaltamaan niistä ulos. Spirometria on olennainen osa hengityssairauksien havaitsemista, arviointia ja seurantaa niin kliinisessä kuin tutkimuskäytössäkin. Spirometriatestin suorittamisen yksinkertaisuus saattaa hämätä luulemaan, ettei tutkimus pysty tarjoamaan riittävän syvällistä käsitystä hengitysterveydestä.

Tiede spirometriatutkimuksen taustalla

Spirometria perustuu keuhkojen toiminnan testaamiseen, jossa keskitytään hengitettävien ilmamäärien ja virtausnopeuksien mittaamiseen sisään- ja uloshengitysvaiheissa. Alla oleva spirogrammi eli spirometriakäyrä havainnollistaa näitä vaiheita:

Esimerkki spirometriakäyrästä – Käyrä näyttää ulos ja sisään hengitetyn ilman määrän sekä virtausnopeuden

Yllä oleva kuvaaja esittää visuaalisessa muodossa seuraavat mitattavat parametrit eli suureet: X-akseli kuvaa keuhkojen tilavuuden litroina eli kuinka paljon ilmaa henkilö pystyy puhaltamaan ulos keuhkoistaan tai vetämään sisään keuhkoihinsa katkeamattoman sisään- tai uloshengityksen aikana. Y-akseli kuvaa puolestaan sisään- ja uloshengitetyn ilman virtausnopeutta eli kuinka nopeasti ilmaa hengitetään sisään tai ulos. Näin ollen käyrä antaa käsityksen keuhkojen kapasiteetista eli tilavuudesta sekä hengitysvoimasta eli virtausnopeudesta, jotka ovat tärkeitä keuhkosairauksien diagnosoinnissa ja taudin vakavuuden arvioinnissa. Tarkastelemalla käyrän korkeutta ja leveyttä voi asiantuntija jo pelkän käyrän muodon perusteella tunnistaa tietyn keuhkosairauden etenemisvaiheen. 

Spirometrijärjestelmä

Spirometriajärjestelmässä jokaisella järjestelmän osalla on tärkeä roolinsa. Virtausanturi (Medikron kertakäyttöinen “SpiroSafe-virtausanturi”), jonka käyttäjäystävällinen muoto ja koko on suunniteltu estämään ilmavuotojen syntyminen spirometriatutkimuksen aikana. Kun potilas hengittää ulos, hänen hengittämänsä ilma ei kulkeudu suoraan spirometriin. Sen sijaan virtausanturissa syntyvä paineen nousu ja lasku välitetään paineletkun kautta spirometrin sisällä olevaan paineanturiin (edellä kuvatulla tavalla toimii esimerkiksi Medikro Pro – suosituin spirometrimme ympäri maailmaa). Virtausanturi toimii Medikron spirometriajärjestelmän sydämenä, joka muuntaa analogiset painevaihtelut digitaaliseksi signaaliksi, joka voidaan analysoida juuri siihen tarkoitetulla ohjelmistolla. 

Tämän menetelmän avulla hengitysilman tilavuus ja virtaus pystytään mittaamaan täsmällisesti, mikä mahdollistaa luotettavan tulosten arvioinnin. Kertakäyttöinen virtausanturi puolestaan estää potilaiden välisen ristikontaminaation mahdollisuuden. Medikron sitoutuminen innovatiiviseen suunnitteluun varmistaa, että jokainen testi ei ole ainoastaan tarkka vaan myös hygieeninen ja turvallinen, niin potilaille kuin terveydenhuollon ammattilaisillekin.

Spirometriamittauksen suorittaminen

Spirometriamittauksen oikeaoppiminen suorittaminen sisältää useita vaiheita, joilla kaikilla pyritään varmistamaan tarkkojen ja luotettavien tulosten saaminen. Potilaan tulee istua mukavasti selkä suorana, molemmat jalat tukevasti lattiaa vasten, hengittäen normaalisti virtausanturin läpi. Potilas ohjataan vetämään keuhkot rauhallisesti täyteen ilmaa, jonka jälkeen keuhkot tyhjennetään puhaltamalla nopeasti ja voimakkaasti ulos virtausanturin läpi. 

Mittauksen tarkkuuden varmistamiseksi potilaita kehotetaan käyttämään nenäpuristinta toimenpiteen aikana, jotta ilma ei pääse karkaamaan nenän kautta virtausanturin ohi. On ratkaisevan tärkeää, että kaikki ulos puhallettava ilma ohjataan virtausanturin läpi oikean mittaustuloksen saamiseksi. Puhalluksia joudutaan toistamaan useita kertoja tulosten luotettavuuden varmistamiseksi.

Potilas suorittamassa spirometriapuhalluksia.

Oikea puhallustekniikka on ratkaisevan tärkeää luotettavien tulosten saamiseksi. Vuotojen estämiseksi on varmistettava huulten tiiviys virtausanturin ympärillä. Lisäksi nenäpuristimen käyttöä tutkimuksen aikana suositellaan. Toimenpidettä valvova terveydenhuollon ammattilainen antaa tarvittaessa lisäohjeita ja varmistaa, että mittaus suoritetaan teknisesti oikein.

Mittaustyypit

Eri mittaustyyppien ymmärtäminen on keskeistä spirometriassa, jossa ensisijaiset mittaukset kuten nopea vitaalikapasiteetti (FVC) ja uloshengityksen sekuntikapasiteetti (FEV1) antavat kattavan kuvan keuhkojen toiminnasta. FVC kertoo, kuinka paljon ilmaa henkilö voi voimakkaasti puhaltaa ulos syvän sisäänhengityksen jälkeen. Tämä mittaus antaa tietoa keuhkojen kokonaistilavuudesta. FEV1 puolestaan mittaa, kuinka paljon ilmaa puhalletaan ulos ensimmäisen sekunnin aikana, mikä kuvastaa ilman virtauksen nopeutta ja mahdollisia esteitä hengitysteissä. FEV1:n ja FVC:n suhde on tärkeä mittari obstruktiivisten keuhkosairauksien diagnosoinnissa ja vakavuuden arvioinnissa. Uloshengityksen huippuvirtaus (engl. peak expiratory flow, PEF) tarkoittaa suurinta ilman virtausnopeutta voimakkaan uloshengityksen aikana.

Käyttökohteet

Spirometria on välttämätön monien hengityssairauksien, kuten kroonisen obstruktiivisen keuhkosairauden (COPD) eli keuhkoahtaumataudin (KAT) ja astman, diagnosoinnissa ja hoidossa. Etenkin keuhkoahtaumataudissa spirometria auttaa arvioimaan hengitysteiden ahtautumisen vakavuutta ja seuraamaan hoidon vaikuttavuutta. Spirometria on myös hyödyllinen restriktiivisten keuhkosairauksien, kuten keuhkofibroosin, arvioinnissa mittaamalla alentuneita keuhkotilavuuksia. Spirometrian käyttöalue on laajentunut kuitenkin myös diagnostiikan ulkopuolelle, sisältäen preoperatiiviset arvioinnit, työterveyshuollon ja kroonisista tiloista kärsivien potilaiden keuhkoterveyden seurannan.

Johtopäätökset

Spirometria on keskeinen väline hengitysterveyden tilan arvioinnissa, tarjoten elintärkeää tietoa keuhkosairauksien diagnosoinnin, seurannan ja hallinnan tueksi. Spirometriatutkimuksen yksinkertaisuus, yhdistettynä siitä saatavaan kattavaan tietoon, tekee siitä korvaamattoman tutkimuksen terveydenhuollossa. Ymmärtämällä, kuinka spirometria toimii – sen perustavanlaatuisista tieteellisistä periaatteista sen käytännön soveltamiseen – korostamme spirometrian roolia hengitysterveyden ja potilashoidon edistämisessä. Medikro on edelläkävijä alallaan, edistäen innovaatioita ja asettamalla standardeja hengityselinsairauksien diagnostiikassa. Sitoutumisemme spirometriatutkimuksen laadun ja saatavuuden parantamiseen on sitoumus, jota noudatamme joka päivä. “Spirometria yksinkertaistettu” ei ole vain mottomme – se on lupauksemme panoksestamme maailmanlaajuisen terveydenhuollon kehittämiseksi.  

Viitteet

1. A systematic review for a clinical practice guideline on the management of stable chronic obstructive pulmonary disease (COPD) underscores the role of spirometry in guiding treatment decisions, highlighting the effectiveness of inhaled therapies and the need for spirometric testing in clinical practice
Wilt, T., Niewoehner, D., MacDonald, R., & Kane, R. (2007). Management of Stable Chronic Obstructive Pulmonary Disease: A Systematic Review for a Clinical Practice Guideline. Annals of Internal Medicine, 147, 639-653. https://doi.org/10.1097/01.HCR.0000314212.63041.42.

2. Clinical and Spirometric Control and Inflammatory Process Assessment: Spirometry aids in the comprehensive assessment of asthma by quantifying the degree of airway obstruction. This is essential for diagnosing asthma and is recommended alongside clinical assessment and the evaluation of the inflammatory process. Despite the utility of clinical assessments and quality of life evaluations, patients may still exhibit airway inflammation and obstruction, which spirometry can help to identify. This emphasizes the need for a multifaceted approach to asthma management, where spirometry plays a pivotal role.
Andrade, C., Chatkin, J., & Camargos, P. (2010). Assessing clinical and spirometric control and the intensity of the inflammatory process in asthma.. Jornal de pediatria, 86 2, 93-100. https://doi.org/10.2223/JPED.1964.

3. The American Thoracic Society’s technical standards for spirometry in the occupational setting provide recommendations for the performance and interpretation of workplace spirometry, underlining its importance in monitoring lung health in relation to workplace exposures
Redlich, C., Tarlo, S., Hankinson, J., Townsend, M., Eschenbacher, W., Essen, S., Sigsgaard, T., & Weissman, D. (2014). Official American Thoracic Society technical standards: spirometry in the occupational setting.. American journal of respiratory and critical care medicine, 189 8, 983-93. https://doi.org/10.1164/rccm.201402-0337ST.