Lungefunksjonsmålinger hos små barn med obstruktiv lungesykdom

Transkript

1 Lungefunksjonsmålinger hos små barn med obstruktiv lungesykdom SAMMENDRAG Lungefunksjonsmålinger er rutine for store barn og voksne i utredning og oppfølging av astma og andre lungesykdommer. Hos spedbarn og små barn finnes ulike metoder basert på spirometri/ flow-volum-målinger, oscillasjonsmålinger, motstandsmålinger og utvaskingsmetoder. Gode metoder for å måle lungefunksjon hos spedbarn og små barn vil kunne øke diagnostiske muligheter og gi større innsikt i ulike lungesykdommer, samt fenotyper av obstruktive lungesykdommer. Likevel er slike målinger ikke standard i kliniske eller vitenskapelige undersøkelser, tross vel 50 års forskning og utvikling. De ulike metodene som benyttes, hovedsakelig i spesielle sentre og mest hyppig til forskning, illustrerer at klinisk nytte ikke er tilstrekkelig dokumentert ved hver enkelt metode, og praktisk gjennomføring kan synes utfordrende. Artikkelen beskriver noen ulike lungefunksjonsteknikker basert på tidal ventilasjon eller forsert ekspirasjon for å måle lungefunksjon hos barn etter nyfødtperioden frem til de evner å gjennomføre standard spirometrimålinger, og diskuterer mulig klinisk eller vitenskapelig nytte med tanke på obstruktiv lungesykdom. Metoder som forsert oscillasjonsteknikk og impulsoscillometri benyttes til en viss grad i forskning og klinikk, men omtales ikke videre her. Impulsoscillometri, IOS og multiple utvasking, MBW er videre beskrevet i andre artikler i dette nummer av Allergi i Praksis. KARIN C. LØDRUP CARLSEN 1, KAI-HÅKON CARLSEN 2 Innsikt i luftveiene og lungenes funksjon er nødvendig i utredning og oppfølging av lungesykdommer. Hos individer som evner å gjennomføre målinger under instruksjon, er spirometri og forserte flow-volumkurver hyppig brukt i spesialist- og primærhelsetjenesten, mens helkroppspletysmografi-måling basert på respirasjonsmekanikk, oscillasjon og utvaskingsteknikker er tilgjengelige i mer spesialiserte sentre. Likeledes er målinger av reversibilitet og bronkial provokasjonstesting vanlige i klinisk praksis for store barn og voksne. Da mange av metodene savner gode norske/svenske ekvivalente ord, vil artikkelen i stor grad benytte internasjonale begreper der dette er naturlig. For de minste barna er lungefunksjonsmålinger ikke standard i klinisk praksis, og ofte ikke del av vitenskapelige studier som omhandler lungesykdommer. Likevel er slike målinger hos små barn ikke noe nytt. Allerede på 1970-tallet ble lungefunksjon målt hos små barn, der Janet Stocks (London, UK) i 1977 oppsummerte konklusjoner basert på tilgjengelige data om lungeutvikling hos de yngste barna (1). Hun beskrev at lungeutvikling foregikk svært 1 Professor, forskningsleder, Barneavdeling for Allergi og lungesykdommer, Barne- og ungdomsklinikken, Universitetet i Oslo og Oslo universitetssykehus. 2 Professor emeritus, Institutt for klinisk medisin, Universitetet i Oslo kontaktadresse: Karin C. Lødrup Carlsen Institutt for klinisk medisin, Universitetet i Oslo Postboks 4956 Nydalen, NO-0424 Oslo k.c.l.carlsen@medisin.uio.no organisert, og at lungevolumer hadde klare sammenhenger med kroppsstørrelse, dynamisk compliance (etterlevelse) og conductance (luftveienes ledningsevne). Videre beskrev hun at compliance var høyere i spedbarnsperioden enn senere i livet, noe som trolig kompenserte for spedbarns små lunger og obligate nesepusting (1). Omtrent samtidig beskrev Taussig og medarbeidere målinger av funksjonell residual kapasitet ved hjelp av helium-ekvilibrium hos barn fra tre måneder til seks års alder (2), og konkluderte med at lungefunksjonsmålinger relativt enkelt kunne gjennomføres også hos små barn. Noen år senere bidro pionerer som Lynn Taussig (USA), Louis Landau (Australia) og Simon Godfrey (Israel) til utvikling av metoden som skulle bli «gullstandard» for lungefunksjon hos spedbarn i flere tiår (3), basert på partielle assisterte forserte ekspiratoriske kurver for flow-volum (FV) (4, 5). Metoden kalles ofte «Squeeze jacket teknikk», eller en variant med økende volumer kalt «Raised lung volume rapid thoraco-abdominal compression (RVRTC)» som en illustrasjon på at luften trykkes ut av barnets thorax via en oppblåsbar vest for å illudere 48 ALLERGI I PRAKXSIS 2/2018

2 en aktiv forsert ekspirasjon som hos større barn og voksne. Hovedparameter ved disse teknikkene, maksimal flow ( max ) ved funksjonell residualkapasitet (FRC) ( max FRC), er typisk redusert ved bronkial obstruksjon (6) som vist etter inhalasjon av kald luft i figur 1. Ettersom metoden fordrer sedasjon, blir den hovedsakelig benyttet i forskning og kun i beskjeden grad i klinisk arbeid. Etter nesten 50 år med metodeutvikling, vitenskapelige studier og oversiktsartikler er lungefunksjonsmålinger hos spedbarn og små barn fortsatt ikke etablert som kliniske og vitenskapelige rutineundersøkelser i Skandinavia og andre regioner. Årsakene kan nok variere noe, men er trolig knyttet til noen hovedfaktorer: 1. Metoder 2. Praktisk gjennomføring (våken, sovende, sedasjon, kompetanse og erfaring) 3. Klinisk og vitenskapelig nytte 4. Tilgjengelighet av teknisk utstyr 5. Kostnader For spedbarn og førskolebarn finnes i hovedsak fire til fem typer lungefunksjonsmålinger som i store trekk er knyttet til luftstrøm, lungevolumer, tømming av perifere luftveier og luftveismekanikk. Disse metodene kan klassifiseres som spirometri/ flow-volum-kurver, tidale respirasjonsmålinger, interrupter-teknikk, forsert oscillasjon og multiple utvasking (multiple breath wash out, MBW). Alle metoder som kan gjennomføres i våken tilstand hos små barn, kan også gjennomføres under søvn eller sedasjon. I retningslinjer for lungefunksjonsmålinger hos spedbarn er søvn eller sedasjon standard, slik som ved måling av lung clearing index (LCI) (8), kurver for tidal flowvolum (TFV) (9) og flow-volum med økt volum (10). Derimot er målinger i våken tilstand hos spedbarn og små barn lite omtalt i retningslinjer, da de fleste metoder fordrer enten samarbeid om respirasjonsteknikker eller ro, til tross for intervensjon gjennom respirasjonssykluser. I praksis er kun tidale målinger mulig å gjennomføre hos de minste barna i våken tilstand. Likeså er det begrenset dokumentasjon på effekten Gjennomføring av spirometri krever at barnet evner å inhalere til total lungekapasitet før rask og kraftfull ekshalasjon. Målingene er standard fra skolealder, men kan være utfordrende å gjennomføre hos yngre barn. FOTO: WWCIH CHARITY / YOUTUBE FIGUR 1. Forserte ekspirasjonskurver med V. maxfrc og tidal flow-volum (TFV) før (til venstre) og etter (til høyre) ved provokasjon med inhalasjon av kald luft. På x-aksen vises volum, der den stiplede linjen langs y-aksen viser flow-verdien ved det volumet som ved ende-tidal-ekspirasjon regnes som funksjonell residualkapasitet (FRC). Fasongen på den partielt forserte FV-kurven endres fra en noenlunde rett linje til en hengekøyefasong etter provokasjonen, med tilsvarende reduksjon i V. maxfrc. GJENGITT MED TILLATELSE (7). av søvn/sedasjon under slike målinger, sammenlignet med målinger i våken tilstand i denne aldersgruppen. Men for klinisk bruk og epidemiologisk forskning er det viktig å benytte metoder som kan gjennomføres relativt enkelt, sikkert, reproduserbart og med tilstrekkelig klinisk verdi for å rettferdiggjøre nødvendig ressursbruk. Spirometri/flow-volum-kurver Luftstrømmen (flow) måles ofte ved hjelp av spirometer, standardiserte FV-målinger eller som forholdstall (ratio) mellom ulike deler av FV-kurven. Felles for FV-målinger er at tolkningen knyttes både til total mengde luft eller luftstrømshastighet og ikke minst til fasongen av flowvolum-kurven som vist i figur 1. Den klassiske spirometrimetoden (volum mot tid) måles regelmessig i klinisk virksomhet og angir verdier som vitalkapasitet (VC) og forsert ekspiratorisk volum i første sekund (FEV 1 ). I klinisk virksomhet og forskning benyttes vanligvis verdier og vurderinger basert på maksimale FV-kurver, (svært) ofte feilaktig omtalt som spirometri. Tolkning av kurvene knyttes vanligvis til referanseverdier basert på kjønn, alder, etnisitet, høyde og vekt. I 2012 ble det første store, internasjonale referansemateriale publisert som et resultat av et internasjonalt altruistisk samarbeid gjennom Global Lung Initiative (GLI) (11). I dette materialet A ALLERGI I PRAKXSIS 2/

3 er det samlet mer enn datapunkter fra 72 sentre i 33 land (12) og med spirometri og forserte FV-kurver med justerte verdier for lengde, vekt, kjønn og etnisitets helt ned til tre års alder (13). Gjennomføring av spirometri krever at barnet evner å inhalere til total lungekapasitet (TLC), før rask og kraftfull ekshalasjon helt til residualvolum er nådd. Slike målinger, som er standard fra skolealder og oppover, kan være utfordrende hos yngre barn, særlig ned i førskolealder. For å øke muligheten for å få gode målinger, finnes en rekke dataprogrammer med animasjoner som kan tilpasses det enkelte barn, enten de trenger mest hjelp til å ekshalere kraftfullt eller å opprettholde ekshalasjon til TLC. Målinger av kurver for maksimal forsert ekspirasjon (FV-kurver) krever at barnet opplever en trygg situasjon, er motivert og får anledning til å bli kjent med å ha munnstykke i munnen og å puste med neseklype. Hos de yngste barna, der det foreligger lite dokumentasjon på betydningen av å sitte eller stå (14), er trolig god instruksjon av dedikert og kompetent personell og et motivert barn det viktigste for å sikre best mulig teknisk kvalitet på kurvene. Ved slike målinger er det særlig viktig å være oppmerksom på at barnet får til en god toppstrømshastighet (peak flow) FIGUR 2. Tidal respirasjonsmåling. Målene rapporteres vanligvis som tid til toppekspiratorisk flow (tptef) dividert på total ekspiratorisk tid (te) (tptef/te eller også som Tme:te). Alternativt er tilsvarende volumratioer (VE eller VPTEF/VE) benyttet i noen studier. (FRA LOEDRUP CARLSEN K, CARLSEN KH. MEASUREMENT OF PULMONARY FUNCTION IN INFANTS AND SMALL CHILDREN. TIDAL BREATHING MEASUREMENTS. PROG RESPIR RES. BASEL, KARGER, 2005, VOL 33, PP 10 19). GJENGITT MED TILLATELSE Flow Expiration t PTEF PTEF t E t PTIF t I Time som kan evalueres ved at ekspirasjonskurven har et klart og spisst topp-punkt, samt at barnet ekshalerer tilstrekkelig lenge til at TLC kan forventes nådd. Klinisk og vitenskapelig nytte av spirometri/forserte FV-kurver er godt dokumentert for større barn og voksne og vil ikke bli nærmere omtalt her. For de minste barna finnes referanseverdier innen GLI helt ned til 3-årsalder (11), men den kliniske nytten for enkeltindivider i denne aldersgruppen bør tolkes med varsomhet (10). Dette skyldes blant annet at variasjonen i målinger blir større ved usikker teknisk ferdighet, illustrert ved variasjonskoeffisienter opp i nesten 16% for FEV 1 hos de yngste barna i referansematerialet fra GLI 2012 (11). Kostnader knyttet til spirometri/ forserte FV-kurver hos førskolebarn er relativt begrenset ved enheter som utreder og behandler barn med lungesykdommer, da utstyret vanligvis er tilstede og personell ofte kompetente i å instruere barn i slike målinger. For noen barn med kroniske lungesykdommer kan det derfor være aktuelt å starte forsøk på slike målinger allerede fra 3-årsalder, men ellers tilpasse oppstart til barnets modenhet og evner til å ta instruksjon. Flow PTEF normal PTIF Inspiration PTEF Bronchial obstruction Expiration Volume Inspiration Tidale respirasjonsmålinger Metoder for tidale ekspirasjonsmålinger baserer seg i hovedsak på registrering av TFV- kurver, men er også beskrevet for impedansmetoder som ved Respitrace og andre metoder for å vurdere flow mot volum, flow mot tid eller volum mot tid. Selv om slike målinger i prinsippet kan måles uavhengig av våkenhetstilstand så lenge barnet puster rolig, er disse hyppigst rapportert for sovende eller sederte barn (9, 15 19). I likhet med målinger av forserte FV-kurver kan kurvefasong og tilsvarende deriverte ratioer benyttes som målingsutfall. Som illustrert i figur 1 forandres fasongen ikke bare av den partiell forserte kurven, men også av den mindre TFV-kurven, fra før til etter inhalasjon av kald luft. Beskrivelse av de vanligste målene illustreres i figur 2 (20 22) og rappor- 50 ALLERGI I PRAKXSIS 2/2018

4 FIGUR 3. TFV-kurver ved obstruktiv lungefunksjon. A) Måles ved at barnet puster rolig gjennom en pneumotakk eller ultralydsensor. Hos de minste barna benyttes vanligvis en tettsittende maske som dekker både munn og nese, tilpasset barnets ansikt for å oppnå minst mulig død-volum. B) Flow-tid-kurvene hos det samme våkne 3 måneder gamle barnet som i figur 2. Registreringer spenner over mange sekunder med rimelig reproduserbare kurver selv om enkelte kurver skiller seg ut. FOTO: KARIN C. LØDRUP CARLSEN teres vanligvis som tid til topp-ekspiratorisk flow (t PTEF ) dividert på total ekspiratorisk tid (t E ) (t PTEF /t E eller også som Tme:te). Alternativt er tilsvarende volumratioer (V E eller V PTEF /V E ) benyttet i noen studier (23 25). TFV-kurver, som vist i figur 3, måles ved at barnet puster rolig gjennom en pneumotakk eller ultralydsensor. Hos de minste barna benyttes vanligvis en tettsittende maske som dekker både munn og nese, tilpasset barnets ansikt for å oppnå minst mulig død-volum (9). Målemetodene har utviklet seg fra pneumotakk-baserte registreringer, som ved SensorMedics 2600 fra tidlig 1990-tallet, og annet egenprodusert utstyr til ultralydbaserte målinger ofte integrert i moderne utstyr med større datakapasitet og moduler for flere typer målinger. For registrering av flow/volum- kurver er det viktig at måleutstyret har en målekapasitet på minst 200 herz for å oppfange alle datapunkter. Hos sovende barn under rolig søvn, (ikke REM-søvn) er kurve til kurvevariasjonen generelt mindre enn sammenlignet med målinger hos våkne barn der avbrytelser og endret respirasjon følger barnets atferd. Av denne grunn har de fleste studier gjennomført målinger hos rolig sovende barn, i tråd med internasjonale anbefalinger (9, 15 19), og i noen grad hos sederte barn (15, 26). Kun et fåtall studier omhandler målinger hos våkne små barn (24, 27 30). Vi viste i en studie på begynnelsen av 1990-tallet (31) at TFVkurver synes mer stabile og mindre påvirket av luftstrømsavbrudd (shutter-teknikk ved induksjon av Hering Breuer-refleksen) hos våkne sammenlignet med sovende spedbarn. Utover denne studien foreligger lite kunnskap om i hvilken grad søvn versus våken tilstand påvirker barns tidale lungefunksjon. Til sammenligning gjennomføres alltid spirometriske målinger fra 3-årsalder og oppover i våken tilstand. Gjennomføring Målinger gjennomført under rolig søvn vil typisk registrere lange respirasjonsløp, ofte minst fortløpende kurver, mens kliniske (17, 32, 33) eller prediktive (28, 34) korrelater fra tidlige studier ofte omhandlet TFV-målinger basert på så få som 4 til 10 kurver. Retningslinjer fra 2007 (14) anbefaler minst 10 konsekutive stabile TFV-målinger. Dette krever vanligvis minimum 30 sekunder tidal respirasjon. Gjennomsnittsverdier for kurver beregnes vanligvis automatisk basert på algoritmer innenfor en angitt prosentvariasjon av volum eller flow, eventuelt etter manuell fjerning av avvikende kurver. Disse algoritmene baseres i hovedsak på fortløpende FV-kurver over en forutgitt tidsperiode som for eksempel 30 sekunder. Det anbefales at parametrene, vanligvis t PTEF /t E eller tilsvarende volum-ratio, oppgis som gjennomsnitt av 10 stabile kurver med tilsvarende variasjonsmål, fortrinnsvis både standard deviasjon (SD) og variasjonskoeffisient (CV)(14). Hos våkne små barn skal det lite til før kurvesekvenser forstyrres og det kan være utfordrende å få f.eks 20 teknisk gode suksessive kurver. I slike tilfeller må kurver i større grad selekteres manuelt, uten at det foreligger standardiserte og gode kriterier for kurveutvelgelse. Risikoen for å velge kurver som ikke er tilstrekkelige representative, øker ved manglende standardisering av kurveseleksjon, noe som må tas med i betraktning ved tolkning av kurvene. I PreventADALL-studien (35) måles tidal lungefunksjon og lung clearance index (LCI) ved 3 og 12 måneder primært i våken tilstand, og det arbeides nå med validering av kriterier for kurveseleksjon. Barn med bronkial obstruksjon med redusert t PTEF /t E og obstruktivt preg på TFV-kurven synes å ha mindre intra-individuell variasjon enn friske barn (30). I klinisk arbeid vil registreringer som krever søvn begrense muligheten for planlagte undersøkelser og i stor grad begrense gjennomførbarhet ved polikliniske konsultasjoner. Målinger i våken tilstand fordrer et rolig barn i trygge omgivelser med kompetente, tålmodige og erfarne teknikere/ sykepleiere/leger som gjennomfører målingene. Våre erfaringer tilsier at personen som gjennomfører målingen helst bør oppnå uforstyrret kontakt med barnet, mens velmenende foreldre som forsøker å avlede barnets oppmerksomhet kan komme i veien for gode målinger. Kjente barnesanger, små filmer eller annet som tiltrekker barnets oppmerksomhet på en rolig måte, kan bidra til suksess (her må man finne løsninger som passer ved den enkelte enheten), mens det er vanskelig å gjennomføre målinger på et trett, sultent eller urolig barn. Nytteverdi Vitenskapelig nytte av TFV-målinger er veldokumentert. Redusert lungefunksjon ved fødsel basert på TFV er vist å ha sammenheng med tobakkseksponering gjennom svangerskapet (19, 26, 36, 37), økt risiko for tidlig obstruktiv lungesykdom eller «recur- A ALLERGI I PRAKXSIS 2/

5 FIGUR 4. TV-kurver ved patologi i luftveiene A) TFV-kurve fra et barn med laryngotrakeomalaci, der både inspirasjon og ekspirasjonsfasen er affisert, og kurven får et tilnærmet firkantet utseende. B). TV-kurve fra et spedbarn med alvorlig bronkopulmonal dysplasi, der særlig tidevolumet er svært begrenset, med høye flow-verdier. rent wheeze» (17, 19, 38, 39) og astma i skolealder (28), mens TFV-målinger i spedbarns- eller småbarnsalder har vært assosiert med bronkial obstruksjon (9, 24, 25, 29, 30, 40, 41) og har vært benyttet til å teste for reversibilitet til bronkodilatorer (27, 42 45) eller FIGUR 5. Strukturert friløpetest hos et 2 år gammelt barn med spørsmål om anstrengelsesutløst astma. På venstre side ser vi kurver før løping (basis), fem minutter etter løping (5 ) og nederst ytterligere 10 minutter etter inhalasjon av salbutamol. Testen ble gjentatt seks uker senere etter behandling med inhalasjonssteroider, der kurvene til høyre nå viser at det ikke ble signifikant reduksjon i t PTEF /t E i forbindelse med aktivitet. bronkial provokasjon med metakolin (41). Nylig viste McEvoy (19) at mors inntak av 500 mg vitamin C gjennom svangerskapet, så ut til å redusere skadeeffekten av mors røyking i svangerskapet på barnets lungefunksjon ved fødsel, gitt ved en normalisering av t PTEF /t E. I Miljø- barneastmastudien kunne vi nylig vise at lungefunksjonen (FEV 1 ) hos 16-åringer med astma kombinert med allergisk rhinitt og atopisk eksem, var signifikant lavere enn ved alle andre former for astma, med eller uten komorbiditeter, og den reduserte lungefunksjonen ble observert allerede ved fødsel og ved senere målinger ved 10 og 16 års alder (34). Det er derfor god grunn til å inkludere TFV-målinger i studier som omhandler obstruktive lungesykdommer hos barn helt ned i spedbarnsalder. Den kliniske nytten ligger trolig mest i muligheten til å se på kurvenes fasong for differensialdiagnostikk, evaluere redusert lungefunksjon assosiert med obstruktiv lungesykdom og eventuell respons til bronkodilatorer eller eventuell provokasjonsagens (21). Ulike kurvefasonger kan indikere patologi i luftveiene. Typisk kan det forventes, i likhet med forserte FV-kurver hos større barn, at patologi særlig i sentrale og ekstratorakale luftveier, vil påvirke inspirasjonsfasen av TFV-kurven, mens patologi i de sentrale og nedre intratorakale luftveier i større grad vil kunne gjenfinnes ved unormale ekspirasjonsfaser av kurvene, som ved laryngo trakeomalaci og bronkopulmonal dysplasi (figur 4 a og b). I figur 5 vises målinger før og etter en strukturert friløpetest hos et 2 år gammelt barn med spørsmål om anstrengelsesutløst astma. I klinisk praksis ønskes ofte en verdi som indikerer patologi versus normal t PTEF /t E. Det foreligger ingen dokumentert optimal verdi som skiller mellom bronkial obstruksjon eller ikke. Men en t PTEF /t E 0.20 (eller 20%) har vært brukt som en indikator, og har vist assosiasjon med klinisk sykdom. For å vurdere om det foreligger signifikant reversibilitet, er det ikke uvanlig å bruke endring fra før til etter inhalasjon av bronkodilatator lik eller større enn to ganger standard deviasjon for basis målingene. Studier som dokumenterer klinisk nytte av slike målinger i klinisk praksis mangler (46), men TFV-målinger benyttes i økende grad for de minste barna. 52 ALLERGI I PRAKXSIS 2/2018

6 Okklusjonsteknikk ved tidal respirasjon Denne teknikken som også kalles passiv respirasjonsmekanikk, eller passiv single okklusjonsteknikk, ble utviklet til bruk hos nyfødte og spedbarn (i 1. leveår) og baserte seg på utløsning av Hering-Breuerrefleksen. Etter 1. leveår er denne refleksen noe vanskeligere å utløse. Under regelmessig tidal respirasjon med registrering av TFV-kurver gjennomføres en plutselig og meget kortvarig okklusjon av luftveiene ved maksimal inspirasjon, noe som utløser en kortvarig apné (gjennom Hering-Breuer-refleksen) som leder til en passiv ekspirasjon bare drevet av de elastiske kreftene i lungene og luftveiene. Relaksasjonstrykket ved åpningen av luftveiene under den passive ekspirasjonen representerer alveolærtrykket. Forholdet mellom dette trykket (P) og endring i volum (V) under den passive ekspirasjonen uttrykker compliance ((P/V), mens forholdet mellom passiv ekspiratorisk flow (V) og alvolærtrykk representerer luftveismotstand (V/P). Tidskonstanten er den tid som går med for lungen passivt å tømme 63% av lungevolumet. Man måler compliance og tidskonstant og kan således bestemme luftveismotstanden. Ved bruk av denne metoden for passiv respirasjonsmekanikk fant man at nyfødte barn av mødre som røkte i svangerskapet, hadde lavere compliance enn barn av mødre som ikke røkte i svangerskapet (36) og en lavere tilvekst av compliance de første 18 måneder etter fødselen hos spedbarn av mødre som røkte i svangerskapet (47). Rapid interrupter technique (Rint) En lignende metode som har vært brukt hos førskolebarn, er Rapid interrupter technique (Rint). Denne metoden brukes for bestemmelse av luftveismotstand hos førskolebarn. Det finnes kommersielt utstyr for denne målemetoden, og det er publisert flere referansematerialer for barn fra 2 10 års alder (48). Prinsippet for Rint-teknikken er at et plutselig avbrudd av luftstrømmen Rapid interrupter technique (Rint) benyttes ved bestemmelse av luftveismotstand hos førskolebarn. Bildet viser Rint-måling hos en tre år gammel pasient. KILDE: KOOI S, SCHOKKERT, VAN DER MOLENE, DUIVERMANJ. AIRWAY RESISTANCE MEASUREMENTS IN PRE-SCHOOL CHILDREN WITH ASTHMATIC SYMPTOMS: THE INTERRUPTER TECHNIQUE. RESPIR MED 2006; GJENGITT MED TILLATELSE. ved munnen fører til at alveolærtrykket og munntrykket komme hurtig i likevekt. Rint er definert som dette trykket dividert med luft-flow målt umiddelbart før avbruddet. Den svært korte totale tiden for avbrudd av luftstrømmen (100 millisekunder) er for kort til å initiere voluntær motstand mot okklusjon hos barnet. Under måling benyttes et flowmeter, en trykkmåler og et flowinterruption-system som består av en ventil for å avbryte luftstrømmen. Under Rint-målinger er det viktig å støtte pasientens kinn for å redusere tiden for ekvilibrering av alveolærtrykk og munntrykk. Hvis ikke dette gjøres, vil man få for høy compliance. Målingen utføres i sittende stilling med neseklype (bilde). Barnet skal puste rolig gjennom munnstykket og et bakteriefilter, og munnstykket holdes mellom tennene med leppene lukket tett rundt munnstykkets omkrets. Nakken strekkes lett med kinnene støttet av operatørens hender for å redusere compliance av de øvre luftveier. Mens barnet puster rolig, lukkes ventilen automatisk utløst av en forutbestemt trigger, enten flow eller volum. Ventilen holdes lukket i 100 millisekunder. Prosedyren gjentas til ønsket antall Rint-målinger er utført. Ujevn ventilasjon, eller alvorlig bronkial obstruksjon, kan øke tiden for å oppnå likevekt av munntrykk og alveolærtrykk, slik at alveolærtrykket underestimeres og målt Rint blir lavere enn reell luftveismotstand. De fleste publiserte studier av Rint har brukt flow for å trigge lukningen av ventilen, enten peak tidal flow eller 0,2 0,7 L/sekund. Det anbefales å utføre minst fem, helst ti, målinger av Rint og benytte gjennomsnitt- eller medianverdi som resultat. Rint-målinger har blitt brukt til studier av effekt på luftveismotstand A ALLERGI I PRAKXSIS 2/

7 av bronkodilatasjon, så vel som til bronkial provokasjon med metakolin (49). Metoden er brukt til bestemmelse av luftveismotstand hos friske barn, barn med gjentatt wheeze (recurrent wheeze), barn med astma og barn med cystisk fibrose. Rint-måling etter anstrengelsesprovokasjonstester er vanskelig å utføre på grunn av behovet for rolig tidal ventilasjon under målingene. Men slike studier er utført der Rint målt 10 minutter etter avsluttet anstrengelse viste godt samsvar med peak flow-målinger gjort ved 5, 10, 15 og 20 minutter etter avsluttet anstrengelse (50). Kostnadene ved slike målinger er knyttet til innkjøp av utstyr, munnstykker og filtre og nødvendig opplæring av personell. Multiple utvaskingsmetoder (MBW) Multiple breath washout (MBW) brukes til bestemmelse av funksjonell residual kapasitet (FRC) og til bestemmelse av lung clearance index (LCI). Metoden krever rolig ventilasjon hos et rolig barn og er brukt hos førskolebarn. Forskjellige sporingsgasser kan benyttes, f.eks. nitrogen (nitrogenutvasking med rent oksygen), helium og svovelheksafluorid (SF 6- gass). Nitrogenutvasking med inhalasjon med rent oksygen bør ikke brukes hos nyfødte og med forsiktighet i 1. leveår på grunn av den toksisitet på lungevev som rent oksygen har. Ved bruk av nitrogen er det tilstrekkelig med utvasking, mens ved bruk av «non-residente» gasser som SF 6 -gass, må man både ha en innvaskings- og en utvaskingsfase. Metoden er beskrevet i artikler av Per Gustafsson og Anders Lindblad og Marcus Svedberg i denne utgaven av Allergi i Praksis og omtales ikke ytterligere her. Oppsummering Lungefunksjonsmålinger hos spedbarn og små barn kan gi nyttig informasjon om lunger og luftveiers utvikling og funksjon, i likhet med målinger hos større barn og voksne. Selv om det er begrenset bruk av ulike metoder til å måle lungefunksjon hos de minste barna i klinisk hverdag i Skandinavia, finnes gode og godt dokumenterte metoder tilgjengelig. Utfordringene for de minste barna består i å få reproduserbare målinger i våken tilstand i vanlig klinisk virksomhet, da målinger i søvn eller sedasjon er mer tidkrevende og komplisert å gjennomføre i en travel klinisk praksis. Vår erfaring er at lungefunksjonsmålinger hos våkne barn fra spedbarnsperioden er mulig, og bør i større grad enn nå benyttes som supplement til diagnostikk av obstruktiv lungesykdom hos barn. REFERANSER 1. Stocks J. The functional growth and development of the lung during the first year of life. Early Hum Dev 1977; 1(3): Taussig LM, Harris TR, Lebowitz MD. Lung function in infants and young children: functional residual capacity, tidal volume, and respiratory rats. Am Rev Respir Dis 1977; 116(2): Taussig LM, Landau LI, Godfrey S, Arad I. Determinants of forced expiratory flows in newborn infants. J Appl Physiol 1982; 53(5): Adler SM, Wohl ME. Flow-volume relationship at low lung volumes in healthy term newborn infants. Pediatrics. 1978; 61(4): Taussig LM. Maximal expiratory flows at functional residual capacity: a test of lung function for young children. Am Rev Respir Dis. 1977; 116(6): Prendiville A, Green S, Silverman M. Bronchial responsiveness to histamine in wheezy infants. Thorax 1987; 42(2): Geller DE, Morgan WJ, Cota KA, Wright AL, Taussig LM. Airway responsiveness to cold, dry air in normal infants. Pediatr Pulmonol 1988; 4(2): Robinson PD, Latzin P, Verbanck S, Hall GL, Horsley A, Gappa M, et al. Consensus statement for inert gas washout measurement using multiple- and single- breath tests. Eur Respir J 2013; 41(3): Bates JH, Schmalisch G, Filbrun D, Stocks J. Tidal breath analysis for infant pulmonary function testing. ERS/ATS Task Force on Standards for Infant Respiratory Function Testing. European Respiratory Society/ American Thoracic Society. EurRespir J 2000; 16(6): Rosenfeld M, Allen J, Arets BH, Aurora P, Beydon N, Calogero C, et al. An official American Thoracic Society workshop report: optimal lung function tests for monitoring cystic fibrosis, bronchopulmonary dysplasia, and recurrent wheezing in children less than 6 years of age. Ann Am Thorac Soc 2013; 10(2): S1 S Quanjer PH, Stanojevic S, Cole TJ, Baur X, Hall GL, Culver BH, et al. Multi-ethnic reference values for spirometry for the 3-95-yr age range: the global lung function 2012 equations. Eur Respir J 2012; 40(6): Cooper BG, Stocks J, Hall GL, Culver B, Steenbruggen I, Carter KW, et al. The Global Lung Function Initiative (GLI) Network: bringing the world s respiratory reference values together. Breathe (Sheff). 2017; 13(3): e56 e Stanojevic S, Graham BL, Cooper BG, Thompson BR, Carter KW, Francis RW, et al. Official ERS technical standards: Global Lung Function Initiative reference values for the carbon monoxide transfer factor for Caucasians. Eur Respir J 2017; 50(3). 14. Beydon N, Davis SD, Lombardi E, Allen JL, Arets HG, Aurora P, et al. An official American Thoracic Society/European Respiratory Society statement: pulmonary function testing in preschool children. Am J Respir Crit Care Med 2007; 175(12): Stocks J, Dezateux CA, Jackson EA, Hoo AF, Costeloe KL, Wade AM. Analysis of tidal breathing parameters in infancy: how variable is TPTEF:TE? Am J RespirCrit Care Med 1994; 150(5 Pt 1): Fuchs O, Latzin P, Thamrin C, Stern G, Frischknecht P, Singer F, et al. Normative data for lung function and exhaled nitric oxide in unsedated healthy infants. Eur Respir J 2011; 37(5): Yuksel B, Greenough A, Giffin F, Nicolaides KH. Tidal breathing parameters in the first week of life and subsequent cough and wheeze. Thorax 1996; 51(8): McEvoy C, Venigalla S, Schilling D, Clay N, Spitale P, Nguyen T. Respiratory function in healthy late preterm infants delivered at weeks of gestation. J Pediatr. 2013;162(3): McEvoy CT, Schilling D, Clay N, Jackson K, Go MD, Spitale P, et al. Vitamin C supplementation for pregnant smoking women and pulmonary function in their newborn infants: a randomized clinical trial. JAMA 2014; 311(20): Lodrup Carlsen KC, Stenzler A, Carlsen KH. Determinants of tidal flow volume loop indices in neonates and children with and without asthma. Pediatr Pulmonol 1997; 24(6): Lodrup Carlsen KC. Tidal breathing at all ages. Monaldi ArchChest Dis. 2000; 55(5): Carlsen K-H, Carlsen KCL. Tidal breathing techniques. Eur Respir Mon 2010(47): Morris MJ, Lane DJ. Tidal expiratory flow patterns in airflow obstruction. Thorax 1981; 36(2): Carlsen KH, Lodrup Carlsen KC. Tidal breathing analysis and response to salbutamol in awake young children with and without asthma. Eur Respir J 1994; 7(12): Banovcin P, Seidenberg J, Von der HH. Assessment of tidal breathing patterns for monitoring of bronchial obstruction in infants. PediatrRes 1995; 38(2): Hoo AF, Henschen M, Dezateux C, Costeloe K, Stocks J. Respiratory function among preterm infants whose mothers smoked during pregnancy. Am J Respir Crit Care Med. 1998; 158(3): Lodrup Carlsen KC, Halvorsen R, Ahlstedt S, Carlsen KH. Eosinophil cationic protein and tidal flow volume loops in children 0 2 years of age. Eur Respir J. 1995;8(7): Haland G, Carlsen KC, Sandvik L, Devulapalli CS, Munthe-Kaas MC, Pettersen M, et al. Reduced lung function at birth and the risk of asthma at 10 years of age. N Engl J Med 2006; 355(16): Lodrup Carlsen KC, Carlsen KH. Inhaled nebulized adrenaline improves lung function in infants with acute bronchiolitis. Respir Med 2000; 94(7): van der Ent CK, Brackel HJ, van der LJ, Bogaard JM. Tidal breathing analysis as a measure of airway obstruction in children three years of age and older. Am J Respir Crit Care Med 1996; 153(4 Pt 1): Lodrup KC, Mowinckel P, Carlsen KH. Lung function measurements in awake compared to sleeping newborn infants. Pediatr Pulmonol 1992; 12(2): Carlsen KCL, Magnus P, Carlsen K-H. Lung function by tidal breathing in awake healthy newborns and infants. European Respiratory Journal. 1994; 7: Lodrup-Carlsen KC, Carlsen KH. Lung function in awake healthy infants: the first five days of life. EurRespirJ 1993; 6(10): ALLERGI I PRAKXSIS 2/2018

8 34. Lodrup Carlsen KC, Mowinckel P, Hovland V, Haland G, Riiser A, Carlsen KH. Lung function trajectories from birth through puberty reflect asthma phenotypes with allergic comorbidity. J Allergy Clin Immunol. 2014; 134(4): e Carlsen KCL, Rehbinder EM, Skjerven HO, Carlsen MH, Fatnes TA, Fugelli P, et al. Preventing Atopic Dermatitis and ALLergies in Children - the PreventADALL study. Allergy Apr 30. doi: /all [Epub ahead of print] 36. Lodrup Carlsen KC, Jaakkola JJ, Nafstad P, Carlsen KH. In utero exposure to cigarette smoking influences lung function at birth. EurRespirJ. 1997; 10(8): Stick SM, Burton PR, Gurrin L, Sly PD, LeSouef PN. Effects of maternal smoking during pregnancy and a family history of asthma on respiratory function in newborn infants. Lancet 1996;348(9034): Lodrup Carlsen KC, Carlsen KH, Nafstad P, Bakketeig L. Perinatal risk factors for recurrent wheeze in early life. Pediatr Allergy Immunol 1999; 10(2): Proietti E, Riedel T, Fuchs O, Pramana I, Singer F, Schmidt A, et al. Can infant lung function predict respiratory morbidity during the first year of life in preterm infants? Eur Respir J 2014; ;43(6): Dezateux C, Fletcher ME, Dundas I, Stocks J. Infant respiratory function after RSV-proven bronchiolitis. Am J Respir Crit Care Med 1997; 155(4): Benoist MR, Brouard JJ, Rufin P, Delacourt C, Waernessyckle S, Scheinmann P. Ability of new lung function tests to assess methacholine-induced airway obstruction in infants. Pediatr Pulmonol. 1994;18(5): Lodrup Carlsen KC, Pettersen M, Carlsen KH. Is bronchodilator response in 2-yrold children associated with asthma risk factors? Pediatr Allergy Immunol 2004; 15(4): Debley J, Stanojevic S, Filbrun AG, Subbarao P. Bronchodilator responsiveness in wheezy infants and toddlers is not associated with asthma risk factors. Pediatr Pulmonol 2012; 47(5): Lodrup Carlsen KC, Carlsen KH, Nikander K, Leegaard J, Havnen J, Steen-Johnsen J, et al. Nebulized budesonide after hospitalization for recurrent bronchial obstruction in children younger than 18 months. Pediatr Allergy Immunol 2001; 12(3): Carlsen KCL, Pettersen M, Carlsen K-H. Is bronchodilator response in 2-yr-old children associated with asthma risk factors? Pediatric Allergy and Immunology. 2004; 15(4): Moeller A, Carlsen KH, Sly PD, Baraldi E, Piacentini G, Pavord I, et al. Monitoring asthma in childhood: lung function, bronchial responsiveness and inflammation. European respiratory review : an official journal of the Eur Respir Soc 2015; 24(136): Hanrahan JP, Brown RW, Carey VJ, Castile RG, Speizer FE, Tager IB. Passive respiratory mechanics in healthy infants. Effects of growth, gender, and smoking. Am J Respir Crit Care Med 1996; 154(3 Pt 1): McKenzie SA, Chan E, Dundas I, Bridge PD, Pao CS, Mylonopoulou M, et al. Airway resistance measured by the interrupter technique: normative data for 2-10 year olds of three ethnicities. Arch Dis Child 2002; 87(3): Phagoo SB, Wilson NM, Silverman M. Evaluation of a new interrupter device for measuring bronchial responsiveness and the response to bronchodilator in 3 year old children. Eur Respir J 1996; 9(7): Kannisto S, Vanninen E, Remes K, Korppi M. Interrupter technique for evaluation of exercise-induced bronchospasm in children. Pediatr Pulmonol 1999; 27(3):