UELETTROPNEUMOGRAFIA PER IMPEDENZA
TRANSTORACICA (Z.P.G.) COME INDAGINE DI
ESPLORAZIONE MORFO-FUNZIONALE DEL POLMONE
L o d i R., B o n d i o l i A., M o r a n d i U., L a v i n i C , B o n a t i L., Tazzioli G. Università degli S t u d i d i Modena
Cattedra d i Semeiotica C h i r u r g i c a e Divisione d i C h i r u r g i a Toraco-Polmonare D i r e t t o r e : Prof. R. L o d i
R I A S S U N T O
Gli A u t o r i , facendo seguito a d u n a n o t a precedente, descrivono i p r i n c i p i tecnici, le modalità d i esecuzione nonché i c a m p i d i applicazione della elettro-pneumografia per impedenza t r a n s t o r a c i c a (Z.P.G.). Vengono q u i n d i esposti i d a t i r e l a t i v i all'analisi dei t r a c c i a t i n o r m a l i e p a t o l o g i c i .
Infine delineano i vantaggi, i l i m i t i , le p r o s p e t t i v e della metodica.
P R E M E S S E
L'elettropneumografia per impedenza transtoracica (Z.P.G.) è una tecnica d i esplorazione funzionale del p o l m o n e che misu-ra sepamisu-ratamente l'impedenza elettrica dei emisistemi t o r a c i c i e ne registra le variazioni che si accompagnano alla meccanica respiratoria.
L'impedenza elettrica (Z) del corpo u m a n o viene definita co-me l'ostacolo che questo offre al passaggio d i u n a corrente al-ternata, ed è i n r a p p o r t o proporzionale d i r e t t o alla quantità dei v o l u m i aerei p o l m o n a r i ed i n r a p p o r t o inverso alla concentra-zione degli i o n i c o n d u t t o r i , che a l o r o v o l t a dipendono dalla quantità dei f l u i d i presenti nei c o m p a r t i m e n t i c e l l u l a r i ed
extra-cellulari del polmone.
La tecnica è entrata nella ricerca fisiopatologica toracica con prospettive d i impiego clinico i n seguito ai l a v o r i d i Pacela (1966), Cooley e L o n g i n i (1968), Severingaus (1971), Lehr (1972), L o d i e Rosi (1974).
Per quanto concerne la preparazione del paziente e la rea-lizzazione metodologica della Z.P.G., ci siamo a t t e n u t i , salvo
al-2 R. L o d i e Coli.
cune modifiche, a quanto già descritto i n u n precedente lavoro ( L o d i e Rosi, 1974).
C A R A T T E R I D E L TRACCIATO N O R M A L E
Per decifrare la morfogenesi delle curve elettropneumografi-che, è essenziale la conoscenza d i a l c u n i elementi fisiopatologici:
— n e l polmone, variazioni v o l u m e t r i c h e d i f l u i d i i n t r a ed extracellulari danno c o r r i s p o n d e n t i variazioni d i i o n i c o n d u t t o r i , e q u i n d i d i impedenza;
— durante la respirazione, le variazioni v o l u m e t r i c h e del-l'aria influenzano anche esse i v a l o r i dell'impedenza transtora-cica;
— nel ciclo r e s p i r a t o r i o avvengono modificazioni inspirato-n e ed espiratorie dei d i a m e t r i del torace: questo reinspirato-nde variabi-le la distanza t r a i v a r i e l e t t r o d i e determina modificazioni del-l'impedenza.
I n u n soggetto n o r m a l e l'andamento delle curve è i l se-guente:
a) durante l'inspirazione si ha u n aumento dell'impedenza transtoracica ed i l tracciato registra una ascesa. Ciò è d o v u t o al fatto che con l'inspirazione diminuisce la conduttività elettrica toracica causa l'entrata massiccia d i aria nei p o l m o n i ; i n o l t r e nella fase i n s p i r a t o r i a i d i a m e t r i t o r a c i c i aumentano, ed aumen-tando la distanza t r a g l i e l e t t r o d i si ha u n u l t e r i o r e peggiora-mento della conduttanza transtoracica, m e n t r e ne aumenta la impedenza;
b) durante l'espirazione si hanno i l i v e l l i più bassi dei tracciati, per i m o t i v i o p p o s t i a q u e l l i elencati nel p u n t o a: d i m i n u i -sce l'aria i n t r a p o l m o n a r e , diminui-sce la distanza t r a g l i elettro-d i eelettro-d aumenta q u i n elettro-d i la concentrazione elettro-degli i o n i c o n elettro-d u t t o r i elettro-dei l i q u i d i c e l l u l a r i ed e x t r a c e l l u l a r i , con conseguente aumento del-la conducibilità toracica e paralledel-la d i m i n u z i o n e dell'impedenza.
I n sintesi o t t e n i a m o due t r a c c i a t i del soggetto in respirazio-ne: i l tracciato dell'emisistema destro nella parte superiore, quello dell'emisistema sinistro nella parte i n f e r i o r e della carta m i l -l i m e t r a t a . Si osserva una e-levazione i n s p i r a t o r i a ed una caduta espiratoria i n r a p p o r t o all'incremento e al decremento d e l l ' i m
pedenza transtoracica. Avremo perciò curve ampie, che seguono fedelmente le fasi respiratorie, e che c h i a m i a m o curve polmo-nari (Fig. l a ) .
Dall'analisi d i queste si ricavano i seguenti c a r a t t e r i : — la ritmicità delle curve p o l m o n a r i , ossia i l l o r o succeder-si regolare e r i t m i c o ;
— i l sincronismo delle curve p o l m o n a r i : i n c o n d i z i o n i nor-m a l i i n f a t t i le curve destre e sinistre sono perfettanor-mente sincro-ne, e ad ogni incremento e decremento delle p r i m e corrisponde u n incremento e decremento delle seconde;
—è possibile p o i calcolare la frequenza r e s p i r a t o r i a , essen-do questa correlata alla frequenza delle stesse onde p o l m o n a r i ;
— essenziale è l'esame dell'ampiezza delle curve p o l m o n a r i destre e sinistre: i n soggetti sani le curve p o l m o n a r i d i u n lato hanno una ampiezza sovrapponibile a quelle del lato opposto;
— infine possiamo r i c o r d a r e l ' i m p o r t a n z a dell'esame mor-fologico globale delle curve p o l m o n a r i : queste nel soggetto nor-male si presentano i n f a t t i u n i f o r m i e regolari.
Durante la registrazione in apnea si ottengono due t r a c c i a t i , del sistema destro superiormente, d i quello sinistro i n f e r i o r m e n -te. T a l i t r a c c i a t i presentano curve meno ampie e più f r e q u e n t i delle curve p o l m o n a r i . Queste curve sono sincrone con l'onda T dell'ECG e con l'acme dell'onda sfigmica del p l e t i s m o g r a m m a dell'arto superiore, perciò sono determinate dalle pulsazioni del sistema vascolare polmonare.
Queste piccole curve, che p o t r e m o chiamare onde o curve vascolari, rappresentano la variazione d i impedenza che si regi-stra i n a m b i t o toracico ad ogni sistole (Fig. l b ) . Se ne deduce che due sono le fasi fisiologiche che determinano le v a r i a z i o n i d i impedenza transtoracica: i cicli r e s p i r a t o r i e la d i n a m i c a car-diovascolare.
Nel soggetto n o r m a l e le curve vascolari presentano u n a bran-ca ascendente, r i p i d a , seguita dalla branbran-ca discendente, generalmente meno r i p i d a della p r i m a e i n t e r r o t t a da u n ' i n c i s u r a d i -crota più o meno netta.
Anche nello studio delle curve vascolari possiamo riscon-trare d a t i interessanti:
— la frequenza delle curve, che segue la frequenza cardiaca; — l'ampiezza delle curve stesse, che nel soggetto sano
ten-4 R. Lodi e Coli.
de ad essere uguale per i l lato destro e quello sinistro;
— la regolarità morfologica delle curve, costante nel
sog-getto sano, spesso diminuita o assente in quello con patologia
grave polmonare;
— in casi di ventilazione ottimale, le curve vascolari non
sono riconoscibili nell'ambito delle curve polmonari, quando la
ventilazione è scarsamente efficente le curve vascolari possono
essere messe in evidenza anche in un tracciato in respirazione.
CAMPI D I IMPIEGO
La Z.P.G. può trovare impiego come indagine di valutazione
della funzionalità respiratoria, sia in sede ospedaliera sia a l i
-vello ambulatoriale. I n ambito ospedaliero è stata da noi
appli-cata per valutare la funzionalità polmonare del paziente
toraco-chirurgico nel periodo pre e post-operatorio.
Nel post-operatorio la tecnica può essere utile come
moni-toraggio continuativo dell'attività polmonare, o per controllare
eventuali progressi ventilatori ottenuti sotto respirazione
assi-stita. Essendo una tecnica assolutamente tollerabile e non
trau-matizzante, può essere eseguita anche nel neonato o in pazienti
non cooperanti (in stato di incoscienza, sotto l'effetto degli
ane-stetici ecc.).
Un possibile impiego è quello in campo diagnostico
polmo-nare.
In tale settore i dati in nostro possesso sono ancora
insuf-ficienti, tuttavia riteniamo che uno studio approfondito di
tciati eseguiti su numerosi pazienti potrebbe consentire di
rac-cogliere, per molte manifestazioni patologiche sovrapponibili,
corrispondenti caratteristiche morfologiche delle curve;
sareb-be cioè auspicabile, come è già stato fatto per l'ECG e l'EEG,
riuscire ad estrapolare dai tracciati le alterazioni morfologiche
costanti e tipiche di ciascuna patologia.
ESPERIENZA CLINICA
La casistica studiata con la Z.P.G. comprende 83 pazienti
portatori di patologia toracica; di questi, 15 sono stati esaminati
dopo intervento toraco-chirurgico.
Patologia n. casi
Pneumotorace . 7
Bronchiectasie 3
Pectus excavatum 1
Polmone uremico in uremia al terzo stadio . . . . 4
Traumi del torace 11
Cancro polmonare 35
Tumori mediastinici 3
Empiemi 2
Tubercolomi polmonari 2
Tracciati post-operatori:
— dopo pneumonectomia 5
— dopo lobectomia 5
— dopo debulking 5
Dall'analisi delle curve relative alla casistica è emerso che
i tracciati eseguiti nel preoperatorio sono suddivisibili in tre
gruppi:
A) Tracciati di pazienti con lieve e media alterazione
funziona-le respiratoria
(Fig. 2).
Le curve polmonari presentano un'ampiezza minore nel lato
colpito rispetto a quelle controlaterali: infatti l'impedenza
elet-trica diminuisce diminuendo i volumi aerei mobilizzati durante
i cicli respiratori. Le medesime curve polmonari tuttavia
per-mangono regolari, ritmiche, sincrone, con frequenza respiratoria
generalmente nella norma. Le curve vascolari appaiono
appia-nate nel lato colpito, ma conservano comunque la loro
regola-rità e la loro normale morfologia e frequenza. A volte, in casi di
disfunzionalità respiratoria di media entità, le curve vascolari
appaiono anche nel tracciato in respirazione, inserite tra le
gran-di curve polmonari.
B) Tracciati di pazienti con grave alterazione funzionale
6 R. L o d i e Coli.
Le curve p o l m o n a r i appaiono d i ampiezza m o l t o d i m i n u i t a nel lato colpito, con a volte netto asincronismo f r a tracciato destro e sinistro, che appaiono sfasati con curve a m o r f o l o g i a invertita, specularmente identiche ed opposte, « a specchio », attestanti u n asincronismo v e n t i l a t o r i o t r a g l i emisistemi destro e sinistro. Le medesime curve p o l m o n a r i appaiono p o i spesso a m o r f o l o g i a irregolare, con frequenza variabile (bradipnea, ta-chipnea o a d d i r i t t u r a a r i t m i a v e n t i l a t o r i a ) . Le curve vascolari sono appianate anche esse nel lato leso, d i m o r f o l o g i a spesso as-sai irregolare e con frequenza variabile.
C) Tracciati di pazienti con lesioni ancora ben circoscritte. Le curve p o l m o n a r i e vascolari sono pressoché nella n o r m a , n o n esistono alterazioni f u n z i o n a l i d i sorta.
Nell'analisi dei t r a c c i a t i eseguiti dopo i n t e r v e n t o toracochirurgico, si sono riscontrate modificazioni morfologiche (e q u i n -d i funzionali) -dipen-denti -da -due f a t t o r i :
1) Tipo di intervento: i n caso d i p n e u m o n e c t o m i a (Fig. 4) avremo u n netto appianamento delle curve p o l m o n a r i nel lato operato, con a volte d i s m o r f i s m i , onde « a specchio », i r r e g o l a r i -tà del r i t m o e della frequenza, m e n t r e le curve vascolari del trac-ciato i n apnea sono completamente isoelettriche nell'emisistema sottoposto ad intervento. I n caso invece d i lobectomia o d i de-b u l k i n g , l'appianamento, i d i s m o r f i s m i , g l i a s i n c r o n i s m i delle cur-ve p o l m o n a r i dal lato operato appaiono meno spiccati, e ciò è indicativo d i una situazione funzionale più favorevole; le curve vascolari p o i sono ben presenti, anche se d i ampiezza d i m i n u i t a rispetto a quelle dell'altro emisistema, e con m o r f o l o g i a regolare.
1) Tempo intercorso d a l l ' i n t e r v e n t o : è ovvio che u n traccia-to n e l l ' i m m e d i a t o post-operatraccia-torio evidenzierà alterazioni funzio-nali ben m a g g i o r i rispetto a quelle d i u n tracciato raccolto ad esempio ad u n mese dall'intervento. I n f a t t i d u r a n t e i l post-ope-r a t o post-ope-r i o ppost-ope-recoce la funzionalità post-ope-r e s p i post-ope-r a t o post-ope-r i a può d i m i n u i post-ope-r e n o n solo a causa dell'exeresi parenchimale, m a anche a causa d i u n a ipoventilazione determinata da u n meccanismo antalgico o dal perdurare dell'effetto dell'anestetico o anche dall'eventuale pre-senza d i versamenti siero-ematici o flogistici, m e n t r e col t e m p o questi f a t t o r i vengono meno e si realizza i n o l t r e u n compenso respiratorio da parte del p o l m o n e residuo, tale da garantire u n
Fig. l a — Fase i n respirazione d i u n soggetto n o r m a l e , n o n f u m a t o r e . Età 24 anni, peso 60 c h i l o g r a m m i . Le curve p o l m o n a r i destre e sinistre appaiono r i t m i -che, sincrone, d i ampiezza s o v r a p p o n i b i l e e d i m o r f o l o g i a regolare. Frequenza r e s p i r a t o r i a : 18/min.
Fig. l b — Fase i n apnea del medesimo soggetto della figura precedente. Le cur-ve vascolari appaiono a destra e a s i n i s t r a del t u t t o r e g o l a r i e con i d e n t i c a am-piezza. Frequenza cardiaca: 100/min.
Fig. 2 — Paziente p o r t a t o r e d i f r a t t u r e costali m u l t i p l e destre da t r a u m a t o r a -cico chiuso. Età 62 a n n i . Le curve p o l m o n a r i appaiono d i ampiezza d i m i n u i t a nell'emisistema destro, p u r r i m a n e n d o r e g o l a r i e sincrone. Esiste u n discreto stato d i disventilazione, evidenziabile con la presenza d i piccole onde vascolari nel tracciato i n respirazione, inserite t r a le onde p o l m o n a r i . Frequenza respira-t o r i a : 20/min. Le curve vascolari sono appianarespira-te a desrespira-tra e si m a n respira-t e n g o n o d i morfologia n o r m a l e . Frequenza cardiaca: 70-75/min.
8 R. L o d i e Coli.
Fig. 3 — Paziente p o r t a t o r e d i neoplasia b r o n c o p o l m o n a r e s i n i s t r a estesa o l t r e i l i m i t i c h i r u r g i c i . Età 63 a n n i . Le curve p o l m o n a r i appaiono d i ampiezza d i m i n u i t a a s i n i s t r a , m a s o p r a t t u t t o p e r d o n o la l o r o n o r m a l e regolarità e m o r f o l o -gia; esiste asincronismo t r a i l t r a c c i a t o destro e s i n i s t r o , è presente a r i t m i a v e n t i l a t o r i a . Le curve vascolari sono appianate a s i n i s t r a e h a n n o perso la l o r o n o r m a l e m o r f o l o g i a . Frequenza cardiaca: 100/min.
Fig. 4 — Pneumonectomia destra r e g i s t r a t a dopo 12 g i o r n i d a l l ' i n t e r v e n t o i n paziente d i 59 a n n i . E ' evidente l ' a p p i a n a m e n t o delle curve p o l m o n a r i destre, con irregolarità m o r f o l o g i c a delle stesse sia a destra che a s i n i s t r a . Frequenza r e s p i r a t o r i a : 20/min. Le curve vascolari destre sono del t u t t o isoelettriche, quel-le sinistre p e r m a n g o n o regolari. Frequenza cardiaca: 100/min.
effettivo m i g l i o r a m e n t o funzionale. La p r a t i c a da n o i suggerita d i m o n i t o r a r e con questa metodica i l paziente operato, d u r a n t e t u t t o i l decorso post-operatorio, consente d i apprezzare tangi-bilmente l'evoluzione ed i m i g l i o r a m e n t i f u n z i o n a l i della situa-zione: i p a r a m e t r i maggiormente i n d i c a t i v i i n questo caso sono i l r i p r i s t i n o della regolarità, del sincronismo, ed eventualmente dell'ampiezza delle curve p o l m o n a r i e vascolari.
Precisiamo che la mole dei d a t i r a c c o l t i contemporaneamente al-la Z.P.G. per quanto r i g u a r d a l ' i n q u a d r a m e n t o delal-la funzionalità respiratoria ( b r o n c o s p i r o m e t r i a , scintigrafia polmonare, emoga-sanalisi) sono i n fase d i elaborazione da parte d i u n computer, e la loro analisi costituirà l ' a p p o r t o d i u n a u l t e r i o r e nota.
C O N C L U S I O N I
Dall'analisi globale delle nostre ricerche i n tema d i Z.P.G. possiamo concludere sottolineando alcuni p u n t i :
— l'indagine ha i l vantaggio d i essere semplice, n o n t r a u -matizzante, richiede l'impiego d i u n a apparecchiatura relativa-mente poco costosa, consente i l m o n i t o r a g g i o c o n t i n u o al letto del paziente, consente l'impiego i n pazienti n o n cooperanti, nel b a m b i n o e nel neonato; essa è u t i l e nel c o n t r o l l o d i r o u t i n e e continuativo dell'attività e funzionalità p o l m o n a r e ;
— u n l i m i t e dell'indagine è quello che n o n sempre è facile stabilire una corrispondenza del fenomeno elettrico registrato con i fenomeni e m o d i n a m i c i c o n c o m i t a n t i , e che, nonostante g l i adeguati accorgimenti, a volte possono persistere fenomeni d i interferenza elettrica che i n e v i t a b i l m e n t e falsano i l tracciato;
— a l t r o lato negativo della metodica sta nel f a t t o che que-sta valuta i n m o d o attendibile la disfunzionalità d i t i p o ventila-t o r i o dipendenventila-te dalle masse aeree mobilizzaventila-te, m e n ventila-t r e è d i scar-so aiuto nel rilievo della disfunzionalità d i t i p o alveolo-capillare o emato-circolatorio.
Alla luce d i t a l i considerazioni r i t e n i a m o che, i n virtù degli effettivi pregi della Z.P.G., questa possa entrare nella p r a t i c a corrente una volta r i s o l t i definitivamente i p r o b l e m i tecnici con-cernenti le interferenze elettriche sui t r a c c i a t i .
10 R. L o d i e Coli.
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