Flow based modelling

Los sibilantes constituyen un signo inespecífico asociados a una restricción del flujo aéreo a través de unas vías aéreas estrechas, y se cree que son generados por la presencia de un flujo turbulento, que causa oscilación de la pared bronquial92.

1.4.1.- Características de la vía aérea del lactante y del preescolar

Las características fisiológicas de la vía aérea a esta edad nos permiten entender la clínica que presentan estos niños93:

- Cuanto menor es la edad del niño, menor es el radio de la vía aérea y por tanto mayor la resistencia al flujo aéreo.

- La capacidad retráctil de la vía aérea del niño es inferior a la del adulto, debido a que presenta un intersticio pobre en colágeno y elastina.

- Las vías aéreas son menos rígidas por un menor desarrollo cartilaginoso y muscular. En situaciones de obstrucción bronquial, cuanto mayor es el trabajo respiratorio más grande es el segmento bronquial colapsado.

- Las glándulas mucosas son más numerosas, existe mayor secreción de moco y los mecanismos defensivos del árbol bronquial, como la tos y la expectoración están mal desarrollados o son insuficientes.

- La musculatura torácica es más débil, la parrilla costal menos firme, la presión abdominal está aumentada y la postura en decúbito dificulta la mecánica diafragmática.

1.4.2.- Función respiratoria

En el laboratorio de función pulmonar distinguimos dos grupos de niños en función de la edad a la que presentan las sibilancias.

1) Niño colaborador (a partir de 5-6 años). Ante la sospecha de diagnóstico de asma en este grupo de edad, se puede realizar una espirometría basal94, una prueba broncodilatadora95,96 o pruebas de hiperrespuesta bronquial utilizando como variable repuesta el descenso del volumen espiratorio forzado en el primer segundo (FEV1) (tabla 4).

Para determinar la función pulmonar en este grupo, son necesarias pruebas más complejas que requieren sedación del paciente, como la pletismografia corporal o la técnica de compresión toracoabdominal mediante chaquetilla hinchable97 o resistencias por interrupción (Rint)98 u oscilometría de impulsos, con las que se puede establecer el diagnóstico de asma o de reversibilidad bronquial (tabla 5).

Tabla 4. Diagnóstico funcional de asma en niños mayores de 5 años99

Prueba broncodilatadora: incremento FEV1 ≥ 9% Variabilidad del PEF ≥ 20%

Provocación con metacolina: descenso del FEV1 ≥ 20% Prueba de esfuerzo: descenso del FEV1 ≥15%

Provocación con suero salino hipertónico: descenso del FEV1 ≥15%

FEV1: Volumen espiratorio forzado en el primer segundo PEF: Pico flujo espiratorio

Tabla 5. Diagnóstico funcional de asma en niños no colaboradores, mediante prueba broncodilatadora99.

Pletismografía Incremento sGaw ≥ 25%

Oscilometría de impulsos Descenso de Rsr5 ≥ 30% Incremento Xrs5 ≥ 40% Resistencias por oclusión descenso Rint ≥ 25%

Compresión tóracoabdominal Incremento FEV0,5 ≥ 10%

Incremento FEF25-75% ≥18%

sGaw: Conductancia específica Rsr: Resistencia a 5 Hz

Xrs: Reactancia a 5 Hz

Rint: Resistencias por oclusión (por interrupción)

FEV0,5: Flujo espiratorio forzado en el primer medio segundo

A continuación, se realiza una breve revisión de las diversas técnicas empleadas hasta hoy en niños no colaboradores para el estudio de la función pulmonar. Se han señalado sus utilidades, su interés y sus posibles inconvenientes.

1.4.2.1.- El asa flujo-volumen a respiración corriente

Es una técnica que determina el volumen corriente o analiza el asa flujo – volumen durante la respiración normal y reposada, usando una mascarilla y un neumotacógrafo.

Su interés radica en que no precisa colaboración ni sedación, la duración del procedimiento es breve de 30 segundos a 4 minutos, no precisa personal específicamente cualificado y solo precisa a nivel técnico: mascarilla facial, neumotacógrafo y ordenador para procesar los datos.

Se han publicado diversos artículos estableciendo valores normales, pero en algunos estudios se ha demostrado que carece de repetibilidad y la variabilidad intra sujeto en el grupo de niños pequeños es amplia. Por otro lado en las pruebas de provocación parece que el índice para determinar la positividad de la prueba, sería insensible si lo comparamos con el Vmax CRF de la compresión toracoabdominal100,101.

1.4.2.2.- Pletismografía corporal Esta técnica permite:

- Determinar simultáneamente la capacidad residual funcional, la resistencia de las vías aéreas (Raw= resistencia al flujo aéreo medido en el pulmón) y la conductancia de éstas (1/Raw).

- Medición de otros volúmenes pulmonares además de la capacidad residual funcional, para distinguir un proceso restrictivo o obstructivo (sólo posible en los niños colaboradores).

- Determinar la respuesta a broncodilatadores mediante el cambio de la resistencia. - Estudiar la hiperrespuesta bronquial mediante la variación de la resistencia.

Precisa un pletismógrafo, que es una gran caja hermética cerrada donde el paciente se coloca durante el estudio, respirando mediante una mascarilla conectada a una válvula para interrumpir el flujo del aire y a un neumotacógrafo para la medición del flujo aéreo. Las señales se procesan mediante un ordenador.

Se basa en la ley de Boyle que relaciona volumen y presión en un recipiente cerrado. Se han elaborado tablas de normalidad en niños y un estudio de 1999 ha propuesto valores de referencia en niños/as de 4 a 19 años.

Inconvenientes: Necesita sedación del paciente, personal entrenado en la realización de la técnica, y un pletismógrafo – material caro que no está al alcance de todas las unidades de neumología pediátrica102,103.

1.4.2.3.- Resistencias por oscilometría de impulsos Esta técnica permite:

- Medición de la resistencia total respiratoria (Rrs) y de la reactancia (Xrs) de forma no invasora durante la respiración espontánea.

- Estudio de la hiperrespuesta bronquial. - Estudiar la respuesta a los broncodilatadores.

Consiste en la aplicación de una oscilación de presión de pequeña amplitud en la entrada de la vía aérea mediante un altavoz y una cámara, mientras el paciente respira tranquilamente. La presión y el flujo en la boca son medidos respectivamente y de forma continua mediante un transductor de presión y un neumotacógrafo de presión diferencial. Ambas señales se acondicionan, filtran e introducen en el ordenador para el cálculo de la Rrs.

Inconvenientes: Precisa un equipamiento caro, tiempo y personal entrenado. Tiene problemas sobre todo en niños pequeños en detectar la broncoprovocación inducida debido a la distorsión de la señal y a los cambios asociados en el volumen pulmonar.

1.4.2.4.- Resistencias por interrupción Esta técnica permite :

-Medición de las resistencias por interrupción (Rint). - Estudio de la hiperrespuesta bronquial.

- Estudiar la respuesta a los broncodilatadores.

En los últimos años, se ha extendido mucho, dado que los avances técnicos han permitido fabricar sistemas más sencillos, precisos y baratos

Consiste en hacer respirar al paciente a volumen corriente a través de un neumotacógrafo con un oclusor que se dispara directamente al inicio de una espiración. Durante la oclusión se produce una relajación de los músculos respiratorios (reflejo de Herin Breuer) y se equilibra la presión en la boca con la alveolar; el flujo que se produce al abrir el oclusor se debe a la espiración pasiva. El sistema mide la presión en la boca durante la oclusión y el flujo tras liberar ésta.

La técnica es sencilla y la mayoría de niños sobre los 2 años la realizan bien.

Existen diversas publicaciones sobre los valores de referencia para la Rint en la población infantil normal y se observa que la Rint se correlaciona inversamente con la

talla y la edad de los niños reflejando el aumento de calibre de las vías aéreas con el crecimiento.

Inconvenientes: Precisa mascarilla y sedación en los < 2 años. Presenta un problema técnico, ya que si la interrupción es demasiado corta, no se llega al equilibrio entre presión alveolar y bucal con lo que obtendríamos una presión y una resistencia por debajo de lo real; esto sucede especialmente en niños obstruidos.

Por otro lado, infraestima el grado de broncoconstricción durante una prueba de metacolina, sobre todo en los más pequeños.

Así mismo, parece que presenta más variación debida al azar entre observadores

1.4.2.5.- Compresión toracoabdominal rápida

Su importancia radica en que es capaz de cuantificar la función espiratoria y su patrón patológico característico, el obstructivo, que es el más frecuente e importante a esta edad.

Es una técnica que imita la espirometría de los niños mayores. Se ha utilizado en el estudio de la función pulmonar en niños de 0 a 2 años.

Consiste en sedar al niño con hidrato de cloral, y una vez dormido, en la camilla de exploración, se le coloca una chaquetilla neumática y se aplica a la cara una mascarilla almohadillada que selle bien; ésta va unida a un neumotacógrafo que mide el flujo, y los datos se registran mediante un sistema informático. La chaquetilla se infla a diferentes presiones para producir la espiración. Existen dos variantes la realizada a volumen corriente y la que se realiza con hiperinsuflación previa.

Cuantifica el flujo máximo a nivel de la capacidad residual funcional (Vmax FRC), valor muy sensible para detectar la obstrucción, que correspondería al mesoflujo de una espirometría normal.

Inconvenientes: requiere sedación importante por lo que no puede utilizarse en niños con hipoxia basal ni con reflujo gastroesofágico. Dada la hiperpresión tambien se desaconseja en niños afectos de hernias. Aunque están suficientemente estandarizadas, aún no forman parte de la evaluación sistemática de lactantes con enfermedades respiratorias debido principalmente a la carestía de los aparatos y al tiempo y dedicación que requieren, junto al mayor problema, la necesidad de sedación104.

1.4.2.6.- Presión transcutánea de oxígeno (PtcO2)

Se utiliza en lactantes y niños pequeños dado que es un método simple y no invasor . La correlación entre la PtcO2 y la gasometría arterial está bien documentada en niños con asma aguda.

Consiste en la colocación de un electrodo sobre la piel del paciente, que detecta la PtcO2. La disminución de este parámetro se cree es debida a la alteración de la relación ventilación perfusión.

Inconvenientes: Requiere una calibración meticulosa y prolongada (>20 minutos). Es útil para valorar la bronoconstricción, pero no para determinar la broncodilatación. Posiblemente se afecta con la tos y los cambios en el patrón respiratorio. Parece que sólo es fiable en los estudios sobre niños con sibilantes, pero no en niños normales105.