چکیده

نوسان‌سنجی ضربه‌ای (IOS) یک تکنیک نوآورانه و غیرتهاجمی برای ارزیابی عملکرد ریه است. برخلاف اسپیرومتری معمولی که نیاز به مانورهای بازدمی با فشار و همکاری قابل توجه بیمار دارد، IOS امپدانس تنفسی را در طول تنفس آرام جزر و مدی اندازه‌گیری می‌کند. این امر، استفاده از آن را به ویژه در کودکان، سالمندان و بیمارانی که قادر به انجام اسپیرومتری قابل اعتماد نیستند، ارزشمند می‌کند. این مقاله اصول، پارامترهای کلیدی، کاربردهای بالینی، مزایا و محدودیت‌های IOS را در پزشکی تنفسی مدرن بررسی می‌کند.

مقدمه

تست‌های عملکرد ریوی (PFT) برای تشخیص و مدیریت بیماری‌های تنفسی ضروری هستند. اسپیرومتری، استاندارد طلایی، به دلیل وابستگی به تلاش و هماهنگی بیمار، محدودیت‌هایی دارد. نوسان‌سنجی ضربه‌ای (IOS) به عنوان یک تکنیک جایگزین و مکمل قدرتمند ظهور کرده است که با نیاز به تنفس غیرفعال، بر این چالش‌ها غلبه می‌کند.

اصول نوسان‌سنجی ضربه‌ای

سیستم IOS سیگنال‌های فشار کوتاه و پالسی (شامل طیفی از فرکانس‌های پایین و بالا، معمولاً از ۵ تا ۳۵ هرتز) را از طریق یک دهنی به مجاری هوایی بیمار اعمال می‌کند. دستگاه به طور همزمان سیگنال‌های فشار و جریان حاصل را در دهان اندازه‌گیری می‌کند. با اعمال اصلی مشابه قانون اهم در الکترونیک، امپدانس تنفسی (Z) را محاسبه می‌کند.

امپدانس تنفسی از دو جزء اصلی تشکیل شده است:

مقاومت (R): مؤلفه امپدانس همفاز با جریان. این مؤلفه در درجه اول منعکس کننده خواص مقاومتی مجاری هوایی در برابر جریان هوا است. فرکانس‌های بالاتر (مثلاً 20 هرتز) به صورت مرکزی نفوذ می‌کنند و مقاومت مرکزی مجاری هوایی را نشان می‌دهند، در حالی که فرکانس‌های پایین‌تر (مثلاً 5 هرتز) به صورت عمیق نفوذ می‌کنند و مقاومت کل مجاری هوایی را نشان می‌دهند.

راکتانس (X): مؤلفه امپدانس ناهمفاز با جریان. این مؤلفه، بازتاب‌دهنده‌ی پس‌زنی الاستیک بافت ریه و دیواره‌ی قفسه‌ی سینه (ظرفیت خازنی) و خواص اینرسی هوا در مجاری هوایی مرکزی (اینرسی) است.

پارامترهای کلیدی و اهمیت بالینی آنها

R5: مقاومت در فرکانس ۵ هرتز، که نشان‌دهنده مقاومت تنفسی کل است.

R20: مقاومت در فرکانس 20 هرتز، نشان دهنده مقاومت راه هوایی مرکزی است.

R5 - R20: تفاوت بین R5 و R20 یک شاخص حساس از مقاومت راه‌های هوایی محیطی یا کوچک است. افزایش این مقدار نشان‌دهنده اختلال در عملکرد راه‌های هوایی کوچک است.

فرس (فرکانس رزونانس): فرکانسی که در آن راکتانس صفر است. افزایش فرس نشان دهنده افزایش انسداد و سفتی ریه ها است که از علائم بارز بیماری راه های هوایی کوچک است.

AX (ناحیه راکتانس): ناحیه یکپارچه راکتانس از ۵ هرتز تا فرس. افزایش AX یک نشانگر حساس برای اختلال در راه هوایی محیطی است.

نوسان اجباری در مقابل نوسان ضربه‌ای در آزمایش عملکرد ریه

هر دو روش نوسان اجباری (FOT) و نوسان‌سنجی ضربه‌ای (IOS) روش‌های غیرتهاجمی هستند که امپدانس تنفسی را در طول تنفس آرام اندازه‌گیری می‌کنند. تفاوت کلیدی در نوع سیگنالی است که آنها برای ایجاد اختلال در سیستم تنفسی استفاده می‌کنند.

1. تکنیک نوسان اجباری (FOT)

سیگنال:از یک فرکانس واحد و خالص یا ترکیبی از فرکانس‌های از پیش تعریف‌شده (چند فرکانسی) به طور همزمان استفاده می‌کند. این سیگنال یک موج سینوسی پیوسته است.

ویژگی کلیدی:این یک اندازه‌گیری حالت پایدار است. از آنجا که می‌تواند از یک فرکانس واحد استفاده کند، برای اندازه‌گیری امپدانس در آن فرکانس خاص بسیار دقیق است.

2. نوسان‌سنجی ضربه‌ای (IOS)

سیگنال:از امواج فشاری بسیار کوتاه و پالس مانند استفاده می‌کند. هر پالس یک موج مربعی است که شامل طیفی از فرکانس‌های مختلف (معمولاً از ۵ هرتز تا ۳۵ هرتز) است.

ویژگی کلیدی:این یک اندازه‌گیری گذرا است. مزیت اصلی آن این است که یک پالس واحد تقریباً فوراً داده‌های امپدانس را در طیف وسیعی از فرکانس‌ها ارائه می‌دهد.

به طور خلاصه، اگرچه هر دو روش ارزشمند هستند، تکنیک پالسی IOS آن را سریع‌تر، بیمارپسندتر و در تشخیص بیماری‌های مجاری هوایی کوچک فوق‌العاده مؤثر می‌کند و به پذیرش بالینی گسترده آن کمک می‌کند.

مزایای آی او اس

حداقل همکاری بیمار: فقط به تنفس آرام و جزر و مدی نیاز دارد، که آن را برای کودکان خردسال، سالمندان و بیماران بدحال ایده‌آل می‌کند.

ارزیابی جامع: بین انسداد راه هوایی مرکزی و محیطی تمایز قائل می‌شود و اطلاعاتی در مورد انطباق ریه ارائه می‌دهد.

حساسیت بالا برای بیماری راه‌های هوایی کوچکمی‌تواند ناهنجاری‌های موجود در مجاری هوایی کوچک را زودتر از اسپیرومتری تشخیص دهد.

عالی برای نظارتامکان اندازه‌گیری‌های مکرر و طولانی‌مدت را فراهم می‌کند، برای آزمایش‌های چالش برونش، آزمایش‌های پاسخ برونکودیلاتور و پایش در طول خواب یا بیهوشی مفید است.

کاربردهای بالینی

ریه‌شناسی کودکان: کاربرد اصلی، به‌ویژه برای تشخیص و پایش آسم در کودکان خردسال.

آسم: با افزایش R5 و پاسخ قابل توجه به گشادکننده‌های برونش مشخص می‌شود. IOS همچنین برای پایش اثربخشی درمان و تشخیص بیماری کنترل نشده از طریق پارامترهای راه هوایی کوچک (R5-R20، AX) استفاده می‌شود.

بیماری انسدادی مزمن ریه (COPD): مقاومت بالا و اختلال عملکرد شدید راه‌های هوایی کوچک (افزایش R5-R20، Fres و AX) را نشان می‌دهد.

بیماری‌های بینابینی ریه (ILD): در درجه اول بر راکتانس تأثیر می‌گذارد و باعث منفی‌تر شدن X5 و افزایش Fres می‌شود که نشان‌دهنده کاهش انطباق ریه (ریه‌های سفت) است.

ارزیابی قبل از عمل و پایش حین عمل: ارزیابی سریعی از عملکرد ریه ارائه می‌دهد و می‌تواند برونکواسپاسم حاد را در حین عمل جراحی تشخیص دهد.

ارزیابی تنگی نفس بدون علت: به افتراق بین الگوهای انسدادی و محدودکننده کمک می‌کند.

نتیجه‌گیری

اسیلومتری ضربه‌ای یک تکنیک پیچیده و بیمارپسند است که آزمایش عملکرد ریوی را متحول کرده است، به ویژه در جمعیت‌هایی که اسپیرومتری چالش برانگیز است. توانایی آن در تشخیص بیماری راه‌های هوایی کوچک و ارائه تجزیه و تحلیل متمایز از مکانیک راه‌های هوایی، آن را به ابزاری ارزشمند برای تشخیص زودهنگام، فنوتیپ‌بندی و مدیریت طولانی مدت طیف وسیعی از بیماری‌های تنفسی تبدیل می‌کند. در حالی که این روش به جای جایگزینی PFT های معمولی، مکمل آنهاست، IOS نقشی دائمی و رو به رشد در مجموعه تجهیزات تشخیصی تنفسی مدرن به دست آورده است.