La pletismografía de inductancia respiratoria (RIP) es un método para evaluar la ventilación pulmonar midiendo el movimiento del tórax y la pared abdominal.
La medición precisa de la ventilación pulmonar o de la respiración a menudo requiere el uso de dispositivos como mascarillas o boquillas acopladas a la abertura de la vía aérea. Estos dispositivos suelen ser engorrosos e invasivos, por lo que no son adecuados para mediciones continuas o ambulatorias. Como alternativa, se pueden utilizar dispositivos RIP que detectan las excursiones respiratorias en la superficie corporal para medir la ventilación pulmonar.
Según un artículo de Konno y Mead [1], "el tórax puede considerarse un sistema de dos compartimentos con un solo grado de libertad cada uno". Por lo tanto, cualquier cambio de volumen del abdomen debe ser igual y opuesto al de la caja torácica. El artículo sugiere que el cambio de volumen está casi linealmente relacionado con los cambios en el diámetro anteroposterior (de adelante hacia atrás del cuerpo). Cuando se inhala un volumen de aire conocido y se mide con un espirómetro , se puede establecer una relación volumen-movimiento como la suma de los desplazamientos abdominales y de la caja torácica. Por lo tanto, según esta teoría, solo se necesitan cambios en el diámetro anteroposterior del abdomen y la caja torácica para estimar los cambios en el volumen pulmonar.
Se han desarrollado varias metodologías de sensores basadas en esta teoría. RIP es el método de pletismografía más utilizado, establecido y preciso para estimar el volumen pulmonar a partir de los movimientos respiratorios [ cita requerida ] .
RIP se ha utilizado en muchos estudios de investigación clínica y académica en una variedad de dominios, incluidos la polisomnografía (sueño), la psicofisiología, la investigación psiquiátrica, la investigación sobre ansiedad y estrés, la anestesia, la cardiología y la investigación pulmonar (asma, EPOC, disnea).
Un pletismógrafo de inductancia respiratoria consta de dos bobinas de alambre sinusoidal aisladas y colocadas dentro de dos bandas elásticas y adhesivas ligeras de 2,5 cm (aproximadamente 1 pulgada) de ancho. Las bandas del transductor se colocan alrededor de la caja torácica debajo de las axilas y alrededor del abdomen a la altura del ombligo . Se conectan a un oscilador y a una electrónica de demodulación de frecuencia posterior para obtener formas de onda digitales. Durante la inspiración, el área de la sección transversal de la caja torácica y el abdomen aumenta alterando la autoinductancia de las bobinas y la frecuencia de su oscilación, con un aumento del área de la sección transversal proporcional a los volúmenes pulmonares. La electrónica convierte este cambio de frecuencia en una forma de onda de respiración digital donde la amplitud de la forma de onda es proporcional al volumen de aire inspirado. Un paso típico de la sinusoide de alambre está en el rango de 1-2 cm y la inductancia del cinturón es de ~ 2-4 microhenrios por metro de cinturón. [2] La inductancia se puede medir haciéndola parte del circuito sintonizado de un oscilador y luego midiendo la frecuencia de oscilación.
Konno y Mead [3] evaluaron exhaustivamente un modelo de dos grados de libertad del movimiento de la pared torácica, mediante el cual la ventilación podía derivarse de las mediciones de los desplazamientos de la caja torácica y el abdomen. Con este modelo, el volumen corriente (Vt) se calculó como la suma de las dimensiones anteroposteriores de la caja torácica y el abdomen, y se pudo medir con una precisión del 10 % del Vt real siempre que se mantuviera una postura determinada.
Los cambios en el volumen de la cavidad torácica también se pueden inferir a partir de los desplazamientos de la caja torácica y el diafragma . El movimiento de la caja torácica se puede evaluar directamente, mientras que el movimiento del diafragma se evalúa indirectamente como el movimiento hacia afuera de la pared abdominal anterolateral. Sin embargo, surgen problemas de precisión cuando se intenta evaluar volúmenes respiratorios precisos a partir de una sola banda respiratoria colocada en el tórax, el abdomen o la línea media. Debido a las diferencias en la postura y la sincronización respiratoria toracoabdominal, no es posible obtener volúmenes respiratorios precisos con una sola banda. Además, la forma de la forma de onda adquirida tiende a ser no lineal debido a la coordinación no exacta de los dos compartimentos respiratorios. Esto limita aún más la cuantificación de muchos índices respiratorios útiles y limita la utilidad solo a las frecuencias respiratorias y otros índices de tiempo básicos. Por lo tanto, para realizar mediciones respiratorias volumétricas con precisión, se debe requerir un sistema de sensor respiratorio de doble banda.
La pletismografía de inductancia respiratoria de banda dual se puede utilizar para describir diversas medidas de patrones respiratorios complejos. La imagen muestra formas de onda y medidas que se analizan habitualmente.
La frecuencia respiratoria es el número de respiraciones por minuto. Es una medida no específica de los trastornos respiratorios.
El volumen corriente (Vt) es el volumen inspirado y espirado con cada respiración. La variabilidad en la forma de onda se puede utilizar para diferenciar entre enfermedades pulmonares restrictivas (menos restrictivas) y obstructivas, así como ansiedad aguda.
La ventilación minuto es equivalente al volumen corriente multiplicado por la frecuencia respiratoria y se utiliza para evaluar la actividad metabólica.
El flujo inspiratorio máximo (PifVt) es una medida que refleja el impulso respiratorio, cuanto mayor sea su valor, mayor será el impulso respiratorio en presencia de movimientos toracoabdominales coordinados o incluso moderadamente descoordinados.
El tiempo inspiratorio fraccional (Ti/Tt) es el "ciclo de trabajo" (Ti/Tt, relación entre el tiempo de inspiración y el tiempo total de respiración). Los valores bajos pueden reflejar una obstrucción grave de las vías respiratorias y también pueden ocurrir durante el habla. Se observan valores más altos cuando hay ronquidos.
El trabajo respiratorio es una medida del "índice de respiración rápida y superficial".
El flujo inspiratorio y espiratorio máximo/medio mide la presencia de limitaciones del flujo en las vías respiratorias superiores durante la inspiración y la espiración.
El %RCi es la contribución porcentual de las excursiones de la caja torácica al volumen corriente Vt. La proporción de la contribución del %RCi al volumen corriente se obtiene dividiendo el volumen inspirado en la banda RC por el volumen inspirado en la suma algebraica de RC + AB en el punto del pico del volumen corriente inspiratorio. Este valor es más alto en mujeres que en hombres. Los valores también son generalmente más altos durante la hiperventilación aguda .
Ángulo de fase - Phi - La respiración normal implica una combinación de movimientos torácicos y abdominales (diafragmáticos). Durante la inhalación, tanto la cavidad torácica como la abdominal se expanden simultáneamente en volumen y, por lo tanto, también en circunferencia. Si hay un bloqueo en la tráquea o la nasofaringe, la fase de estos movimientos cambiará en relación con el grado de obstrucción. En el caso de una obstrucción total, los fuertes músculos del pecho fuerzan al tórax a expandirse, tirando del diafragma hacia arriba en lo que se conoce como respiración "paradójica", paradójica en el sentido de que las fases normales del movimiento torácico y abdominal se invierten. Esto se conoce comúnmente como el ángulo de fase . [4]
Detección de apnea e hipopnea : componentes diagnósticos del síndrome de apnea/hipopnea del sueño y respiración periódica.
Clasificación de apnea e hipopnea : la relación de fase entre el tórax y el abdomen clasifica los eventos de apnea/hipopnea en tipos centrales, mixtos y obstructivos.
La diferencia cuantitativa qDEEL del volumen pulmonar espiratorio final es un cambio en el nivel del volumen pulmonar espiratorio final y puede estar elevada en la respiración de Cheyne-Stokes y la respiración periódica.
Se validó la pletismografía de inductancia respiratoria de banda dual para determinar el volumen corriente durante el ejercicio y se demostró que es precisa. Para estos estudios de validación se utilizó una versión de RIP incorporada en una prenda llamada LifeShirt. [5] [6]
Uso de RIP para investigación preclínica en animales en libre movimiento :