Lungfunktionsdiagnostik
Kurs: MDBI Del: 04 Klinisk Fysiologi
Lungfunktionsdiagnostik översätter patientens andfåddhet till mätbara storheter. Den röda tråden är att skilja obstruktivt mönster (svårt att blåsa ut – sänkt flöde) från restriktivt mönster (för lite lunga att fylla – sänkt volym), och att sedan lägga till rätt kompletterande test (DLCO, reversibilitet, provokation) för att nå diagnos. Startpunkten är nästan alltid en spirometri.
Målsättning
- Redogöra för de patofysiologiska mekanismerna vid Astma och KOL samt vid restriktiva tillstånd (parenkym, thoraxvägg, neuromuskulärt).
- Redogöra för principerna för och nyttan av diffusionskapacitet (DLCO), kväveutsköljning, kroppspletysmografi, reversibilitetstest och bronkialprovokation.
- Redogöra för vilka undersökningar som har störst värde vid de vanligaste lungsjukdomarna.
- Kunna tolka resultat från en standardundersökning med dynamisk och statisk spirometri samt diffusionskapacitet.
Andningscykeln
Grunden för all tolkning är att inandning och utandning skiljer sig fysiologiskt:
- Inspiration – aktiv process. Diafragma, externa interkostalmuskler och vid ansträngning auxiliära (accessoriska) muskler kontraherar och expanderar thorax.
- Expiration – passiv process. Drivs normalt av lungans elastiska recoil; buk- och interna interkostalmuskler engageras först vid forcerad utandning. Expirationen upptar cirka ⅔ av andningscykelns tid.
Detta förklarar varför obstruktiva sjukdomar drabbar just utandningen: när det passiva, recoil-drivna utflödet möter trånga luftrör bromsas flödet och luft blir kvar (air trapping).
Patofysiologi: obstruktivt vs restriktivt
Två principiellt skilda mekanismer ger dyspné:
- Obstruktivt – trånga luftrör och (vid emfysem) hög compliance gör att utandningen bromsas. Vid Astma är obstruktionen en reversibel följd av inflammation, slemhinnesvullnad och bronkkonstriktion. Vid KOL är obstruktionen irreversibel och kombineras ofta med emfysem (destruerade alveolarväggar → förlorad elastisk recoil och kollaps av småluftvägar under utandning). Exempel: astma, KOL, emfysem.
- Restriktivt – små, stela lungor; lungans eller thorax förmåga att expandera är nedsatt, vilket sänker lungvolymerna. Orsakerna delas i tre grupper: parenkymatösa (lungfibros, sarkoidos, pneumonit, reuma), thoraxväggsrelaterade (kyfoskolios, fetma, pleurit/pleuraförtjockning) och neuromuskulära (ALS, myastenia gravis, frenikuspares).
De två kan förekomma samtidigt – det ena utesluter inte det andra.
Obstruktion vs restriktion i en mening
Vid obstruktion är problemet att få ut luften (flödet är sänkt); vid restriktion är problemet att få in luften (volymen är sänkt).
Lungfunktionsmätningar – översikt
De metoder som ingår i utredningen:
- Spirometri – statisk och dynamisk.
- Diffusionskapacitet (DLCO).
- Kväveutsköljning (gasspädning – mäter statiska volymer).
- Provokationstester (direkt/indirekt bronkialprovokation).
- Impulsoscillometri (mäter luftvägsmotstånd med tryckpulser, kräver ingen forcerad manöver – bra för barn och svårundersökta).
Indikationer för spirometri: utredning av hosta, andningsbesvär, ansträngningsutlösta besvär och andfåddhet; långvarig rökning (>10 paketår); kontroll/uppföljning av känd lungsjukdom och behandling; pre-op utredning; misstänkt högt luftvägshinder eller läkemedelsbiverkan; kontroll vid exponering för lungskadliga ämnen.
Dynamisk spirometri
Vid dynamisk spirometri blåser patienten ut maximalt snabbt och kraftfullt. Volym och flödeshastighet registreras och ger en flöde-volym-kurva. De centrala måtten:
| Parameter | Betydelse |
|---|---|
| FEV1 | Forcerad expiratorisk volym under första sekunden; ~¾ av kurvan, stabilt mått. Viktigast för att gradera ventilationsnedsättning |
| FVC | Forcerad vitalkapacitet – total utblåst volym; hos vuxna ≈ VC. Sänkt FVC kan ge misstanke om restriktivitet |
| FEV1/FVC | Andelen av VC som blåses ut på en sekund. Normalt > LLN (nedre normalgräns, 5:e percentilen). Typiskt sänkt vid obstruktivitet |
| FIV1 | Forcerad inspiration på en sekund; sänkt vid högt (vanligen extrathorakalt) andningshinder |
| PEF | Peak expiratory flow – toppen av flödeskurvan |
| MEF50 / MEF25 | Flöde när 50 % resp. 25 % av FVC återstår att blåsa ut; sänkta värden talar för obstruktion i små luftvägar |
När man bedömer kurvan granskar man i tur och ordning: teknik/form, FEV1/FVC-kvoten, FEV1, FVC och möjliga felkällor (låg compliance, felaktig teknik, läckage).
| Mönster | FEV1 | FVC | FEV1/FVC | Tolkning |
|---|---|---|---|---|
| Normalt | Normalt | Normalt | ≥0,7 (>LLN) | Ingen ventilationsinskränkning |
| Obstruktivt | Sänkt | Normal/sänkt | Sänkt (<0,7) | Astma, KOL |
| Restriktivt | Sänkt | Sänkt | Normal/hög | Lungfibros, thoraxvägg, neuromuskulärt |
Klinisk pärla
Kvoten skiljer typerna, men FVC ensamt kan inte bekräfta restriktivitet – en svår obstruktion med air trapping sänker också FVC. Misstänkt restriktivitet måste verifieras med sänkt TLC vid statisk mätning.
Statisk spirometri och kroppspletysmografi
Dynamisk spirometri missar den luft som inte kan andas ut (t.ex. residualvolym). Statiska lungvolymer mäts därför med kroppspletysmografi eller gasspädning.
| Volym | Betydelse | Obstruktivt | Restriktivt |
|---|---|---|---|
| TV (tidalvolym) | Luft in/ut vid normalt andetag | Normal | Normal/sänkt |
| VC (vitalkapacitet) | TV + IRV + ERV | Normal/sänkt | Sänkt |
| FRC (funktionell residualkapacitet) | Volym kvar efter normalt andetag (viloläge) | Ökad (hyperinflation) | Sänkt |
| RV (residualvolym) | Luft kvar efter maximal utandning; går ej att mäta med spirometri | Ökad (air trapping) | Sänkt |
| TLC (total lungkapacitet) | All luft vid maximal inandning | Normal/ökad | Sänkt (graderar restriktivitet) |
- Kroppspletysmografi (body box) – bygger på Boyles lag (P × V = konstant i ett slutet rum). Vid inandning drar diafragma ner, alveolvolymen ökar och Palv sjunker medan trycket i boxen (Pbox) stiger; vid utandning tvärtom. Lungvolymen räknas ut som boxvolym × ΔPbox/ΔPalv. Fångar även gas i icke-kommunicerande utrymmen och föredras vid uttalat emfysem.
- Gasspädning (helium/kväve) – patienten kopplas till ett slutet system med känd volym (V1) och känd heliumkoncentration (C1, ~10 %). Helium tas inte upp av blodet utan blandas ut i lungluften; av koncentrationsfallet (C2) beräknas den okända lungvolymen (V2). Indiceras vid klaustrofobi, grav övervikt eller tekniska svårigheter med boxen.
- Kväveutsköljning – patienten andas 100 % O₂ och den utsköljda kvävemängden ger FRC; utsköljningskurvans lutning speglar dessutom gasdistributionen (ojämn vid tidig småluftvägssjukdom).
Diffusionskapacitet (DLCO)
DLCO (transferfaktor) mäter gasutbytets effektivitet från alveol till kapillärblod. Enligt Ficks lag beror diffusionshastigheten på alveolaryta, membrantjocklek och Hb/blodvolym – alltså själva gasutbytet, inte ventilationen.
Man använder kolmonoxid (CO) eftersom den binder ~220 gånger starkare till Hb än syre; upptaget begränsas då enbart av diffusionen genom membranet, inte av blodflödet. Patienten andas in en känd mängd CO, håller andan i 10 sekunder, och skillnaden i CO-koncentration före/efter ger DLCO.
| DLCO | Typiskt tillstånd | Mekanism (Ficks lag) |
|---|---|---|
| Sänkt | Emfysem | Förlust av yta – färre alveoler kvar för gasutbyte |
| Sänkt | Lungfibros | Ökat avstånd – interstitiet tjockare/stelare |
| Sänkt | Lungemboli, anemi, pulmonell hypertension | Kärlproblem – för lite blod/erytrocyter når alveolerna |
| Normal/hög | Astma | Bevarat parenkym (ev. ökad vid alveolär blödning) |
Klinisk pärla
Astma – reversibilitet och provokation
En normal spirometri utesluter inte astma, eftersom sjukdomen är variabel och patienten kan vara besvärsfri vid undersökningen. Diagnostiken bygger på att påvisa variabel obstruktion.
- Reversibilitetstest (bronkdilatationstest): positivt om FEV1 eller FVC förbättras med ≥12 % och ≥200 ml efter β₂-agonist. Om patienten redan kommer med lågt FEV1 går man direkt på reversibilitetstest; annars föregås det av provokation.
- Direkt provokation (metakolin/histamin) – hög sensitivitet. Verkar direkt på glatt muskulatur i luftrören. Positivt om FEV1 sjunker ≥20 %. Har mycket högt negativt prediktivt värde – ett negativt test (ingen reaktion trots hög dos) gör astma osannolikt och kan i praktiken utesluta diagnosen.
- Indirekt provokation (mannitol/ansträngning) – hög specificitet. Efterliknar verkliga triggers som får inflammatoriska celler att frisätta bronkkonstringerande ämnen. Vid ansträngningstest (rullband/cykel, gärna i kall luft) talar >10 % fall i FEV1 för ansträngningsutlöst astma.
Tenta-fokus
Reversibilitetskriteriet är både ≥12 % OCH ≥200 ml (av FEV1 eller FVC) – båda måste vara uppfyllda. Metakolin (direkt) = hög sensitivitet (utesluter), ansträngning/mannitol (indirekt) = hög specificitet (bekräftar).
Diagnostrappan (klinisk praxis): 1) Anamnes (pip i bröstet, nattlig hosta, allergi). 2) Spirometri med reversibilitet – positiv → diagnos klar. 3) PEF-kurva hemma morgon/kväll i 2 veckor – variation >20 % → diagnos klar. 4) Provokation om steg 2–3 är normala men misstanken kvarstår.
KOL – diagnos och gradering
Vid KOL föreligger kronisk bronkit/bronkiolit (inflammation, ofta rökningsutlöst) och/eller emfysem (destruktion av alveoler/bronkioler → ökad air trapping/RV, försämrat gasutbyte, luftvägar som faller ihop). Diagnosen kräver dynamisk spirometri med FEV1/FVC <0,7 efter bronkdilatation.
Tidigare skilde man astma från KOL på reversibiliteten, men även KOL-patienter kan visa betydande reversibilitet – de har dock kvar en kronisk obstruktivitet med kvot <0,7. Man väger därför flera faktorer:
| Faktor | Talar för KOL | Talar för Astma |
|---|---|---|
| Anamnes | Rökning, debut efter 40 år | Allergi, debut i barndom/ungdom |
| Symtom | Progressiva (blir långsamt sämre) | Variabla (bra och dåliga dagar/nätter) |
| Spirometri | Kvot <0,7 efter inhalation; normaliseras ej efter bronkdilatation | Normaliseras ofta helt vid behandling |
| Inflammation | Neutrofil (oftast) | Eosinofil (mäts med FeNO) |
GOLD-kriterierna – KOL ställs om patienten har: 1) Exponering (rökning/yrkesdamm), 2) Symtom (hosta, slem, andnöd) och 3) Spirometri: FEV1/FVC <0,7 post-bronkdilatation. Gradering av svårighetsgrad görs sedan med FEV1 (efter bronkdilatation). Notera att kvotens nedre normalgräns sjunker med åldern.
Tenta-fokus
FEV1/FVC <0,7 EFTER bronkdilatation = obligat för KOL-diagnos (irreversibel obstruktion). Graderingen av svårighetsgrad görs däremot på FEV1 post-bronkdilatation, inte på kvoten.
Restriktivitet
Restriktiva patienter har volymbegränsning: per definition sänkt TLC (används för gradering) och ofta sänkt DLCO (fibros i alveolerna). FEV1 och FVC kan vara sänkta, men eftersom FVC sjunker mer blir utblåsningen snabb med hög/normal FEV1/FVC och ofta hög PEF.
Orsaker som ger restriktiv bild: ILD (interstitiell lungsjukdom – inflammation/fibros i parenkymet), tumör, neuromuskulär sjukdom, skolios, övervikt och hjärtsvikt.
| Test | Obstruktivt | Restriktivt |
|---|---|---|
| FEV1/FVC | Sänkt (<0,7) | Normal/hög |
| TLC | Normal/ökad | Sänkt |
| RV | Ökad (air trapping) | Sänkt |
| DLCO | Sänkt vid emfysem, normal vid astma | Sänkt vid parenkymsjukdom, normal vid thorax/neuromuskulärt |
Lungans compliance (tänjbarhet) knyter ihop bilden: minskad compliance → stela lungor (fibros, restriktivitet); ökad compliance → nedbrutet elastin, lungan vidgas lätt → emfysem.
Vilket test vid vilken sjukdom
- Astma – dynamisk spirometri med reversibilitetstest; vid normal spirometri kompletteras med bronkialprovokation. DLCO normal.
- KOL – dynamisk spirometri (kvot <0,7 post-bronkdilatation) + DLCO (sänkt vid emfysem) och statiska volymer (hyperinflation, ökad RV/TLC).
- Lungfibros/restriktivitet – statisk spirometri (sänkt TLC) + DLCO (sänkt); dynamisk spirometri visar bevarad/hög kvot.
- Neuromuskulär restriktivitet – lungvolymer sänkta men DLCO normal; mät gärna i liggande för att fånga diafragmasvaghet.
Kopplingar
- Spirometri — grundundersökningen som allt annat byggs på
- Astma — prototypen för reversibel obstruktion
- KOL — irreversibel obstruktion med emfysemkomponent
- Diffusionskapacitet — måttet på gasutbytet över alveolarmembranet
- Emfysem — destruerad alveolaryta, hög compliance, sänkt DLCO
- Lungfibros — stela lungor, sänkt TLC och DLCO
- Dyspné — det symtom lungfunktionsdiagnostiken ska förklara