Analysis of changes in respiratory machanics and bronchodilator response in asthmatic children by Forced Oscilations Technique

O aprofundamento de nosso conhecimento acerca das alterações da mecânica respiratória e da resposta ao uso do broncodilatador em crianças com asma pode contribuir para o melhor entendimento desta doença. A técnica de oscilações forçadas (FOT) apresenta elevado potencial neste sentido, pois permite uma avaliação detalhada da mecânica respiratória de crianças asmáticas. Desta maneira, os objetivos deste estudo são: (1) aprofundar nosso conhecimento sobre as alterações de mecânica respiratória em crianças asmáticas; (2) investigar o potencial de utilização clínica da FOT e (3) analisar as alterações de mecânica respiratória decorrentes da resposta broncodilatadora em crianças asmáticas. No presente estudo foram analisadas 93 crianças, separadas em grupo controle (n=31) e grupo de crianças asmáticas divididas de acordo com o grau de obstrução ao fluxo aéreo determinado pela espirometria em: normal ao exame espirométrico (n=31) e com distúrbio ventilatório obstrutivo leve (n=31). Pela FOT foram analisados os parâmetros relacionados às propriedades resistivas do sistema respiratório R0 (resistência no intercepto), Rm (resistência média) e S (inclinação da reta de resistência). R0 e Rm aumentaram com a obstrução ao fluxo aéreo (p<0,002 e p<0,02, respectivamente) e S apresentou redução (p<0,0007) caracterizando, este último, aumento da não-homogeneidade do sistema respiratório. Observou- se uma redução nos parâmetros relacionados às propriedades reativas do sistema respiratório, Cdin,sr (complacência dinâmica, p<0,03) e Xm (reatância média, p<0,02) com o aumento da obstrução. Também foi analisado o módulo da impedância em 4 Hz (&#1472;Zrs4Hz&#1472;), parâmetro relacionado com a carga mecânica total no sistema respiratório, que mostrou- se aumentado com a obstrução(p<0,001). Na análise do desempenho diagnóstico, os parâmetros R0, Rm, Cdin,sr e &#1472;Zrs4Hz&#1472; apresentaram área sob a Curva (AUC), sensibilidade (Se) e especificidade (Sp) adequados ao uso clínico no grupo com distúrbio ventilatório obstrutivo leve. Estes valores foram mais elevados do que no grupo de crianças asmáticas normais ao exame espirometrico, o que está relacionado com as maiores alterações no grupo com obstrutrução leve. A resposta broncodilatadora foi estudada observando- se as diferenças dentro do mesmo grupo de crianças e mensurando as alterações em cada grupo antes e após o uso do broncodilatador. Os parâmetros relacionados às propriedades resistivas, R0, Rm e S apresentaram melhora significativa com redução das resistências no grupo controle (p<0,00001, p<0,0003 e 0,00001), normal ao exame espirometrico (p<0,000002, p<0,00008 e 0,0006) e grupo com distúrbio ventilatório obstrutivo leve (p<0,0001, p<0,0007 e 0,000001). Estas alterações ocorreram no grupo controle e nos grupos de crianças asmáticas. Crs,din e Xm também apresentaram alterações significativas em todos os grupos estudados: no grupo controle (p<0,0001, p<0,00001), normal ao exame (p<0,00006, p<0,00001) e no grupo com distúrbio ventilatório obstrutivo leve (p<0,0001, p<0,00001), fato também observado na análise de &#1472;Zrs4Hz&#1472; no grupo controle (p<0,00001), normal ao exame (p<0,00001) e grupo com distúrbio ventilatório obstrutivo leve (p<0, 00001). Concluímos que a asma introduz alterações nos parâmetros resistivos e reativos do sistema respiratório com o aumento do grau de obstrução ao fluxo aéreo. Essas alterações foram identificadas nas crianças com obstrução leve. A FOT detectou as alterações ocorridas após a utilização da medicação broncodilatadora. Estes resultados indicam que a FOT pode ser um exame sensível para avaliar as alterações fisiopatológicas decorrentes da asma em crianças.The increase of our knowledge about changes in respiratory mechanics and response to bronchodilator use in asthmatic children may contribute to a better understanding of this disease. The forced oscillation technique (FOT) has high potential in this sense, since it allows a detailed assessment of respiratory mechanics in asthmatic children. Thus, the objectives of this study are: (1) increase our understanding of the changes in respiratory mechanics of asthma in children, (2) investigate the clinical potential of FOT and (3) analyze the changes in respiratory mechanics resulting from bronchodilator response in asthmatic children. The present study examined 93 children, separated in the control group (n=31) and the asthmatic group divided according to the degree of airflow obstruction determined by spirometry in normal spirometry results (n=31) and with mild airway obstruction (n=31). Using the FOT we analyzed parameters related to the resistance of the respiratory system R0 (intercept resistance), Rm (resistance average) and S (slope of the resistance). R0 and Rm increased with airflow obstruction (p<0.002 and p<0.02, respectively) and S decreased (p<0.0007), indicating increased respiratory system non-homogeneity. There was a reduction in parameters related to the reactive properties of the respiratory system, Cst,sr (dynamic compliance, p<0.03) and Xm (reactance average, p<0,001) with increasing obstruction. The module of the respiratory system impedance at 4 Hz (| Zrs4Hz |) was also studied. This parameter is related to the total mechanical load on the respiratory system, and increased significantly with obstruction (p<0,001). Analyzing the diagnostic performance of FOT parameters, R0, Rm, Cst,sr and |Zrs4Hz| presented adequate values for clinical use in the identification of mild airway obstruction (AUC>0.7). These values were higher than that observed in the identification of the normal to the spirometric exam group, which may be related to the higher modifications in the group of children with mild airway obstruction. The bronchodilator response was studied by observing the differences within the same group of children, measuring the changes in each group before and after bronchodilator use. The parameters related to the resistance, R0, Rm and S showed significant improvement indicating reduced resistance in control group (p<0.00001,p<0.0003 e 0.00001), normal spirometry results (p<0.000002, p<0.00008 e 0.0006) and with mild airway obstruction (p<0.0001, p<0.0007 e 0.000001). These changes occurred in the control group and groups of children with asthma. Crs,din and Xm also showed significant changes in all groups studied in control group p<0.0001, p<0.00001), normal spirometry results (p<0.00006, p<0.00001) and with mild airway obstruction (p<0.0001, p<0.00001), a fact also observed in the analysis of | Zrs4Hz |, with showed a significant decrease in control group (p<0.00001), normal spirometry results(p<0.00001) and with mild airway obstruction (p