Valores de Referencia de Espirometría en Niños y Adolescentes Sanos en la Ciudad de Bogotá

Spirometry reference values in healthy children and teenagers in Bogota city

Carlos Rodríguez Martínez,MD*; Mónica Patricia Sossa, MD**; Sandra Falla***
Tercer puesto – Premio Internacional de Medicina Juan Jacobo Muñoz 2005.
* Neumólogo Pediatra Organización Sánitas Internacional – Clínica Infantil Colsubsidio – Hospital Santa Clara.
** Residente de Medicina Interna Universidad El Bosque – Hospital Santa Clara.
*** Terapeuta Respiratoria Organización Sánitas Internacional.
Artículo publicado en la revista Médica Sanitas.
Correspondencia: carlos_rodriguez2671@yahoo.com

Resumen

Introduccion: las pruebas de función pulmonar cumplen un papel cada vez más importante en la valoración de las enfermedades respiratorias en niños, dado que son una forma sensible y objetiva de detectar y medir la severidad de la patología respiratoria. Sin embargo, las ecuaciones de predicción propuestas actualmente para generar los valores de referencia de los principales índices espirométricos podrían no ser útiles para niños y adolescentes residentes en la ciudad de Bogotá.

Objetivo: Construir ecuaciones de predicción y determinar valores de referencia de los principales índices espirométricos para niños a partir de los 4 años de edad sanos residentes en la ciudad de Bogotá, y compararlos con los principales valores utilizados en nuestro medio.

Diseño: estudio observacional analítico de corte transversal.

Materiales y métodos: 119 niños y adolescentes sanos, con edades entre 4 a 17 años, atendidos en el servicio de consulta externa de optometría, realizaron las mediciones de los principales índices espirométricos entre febrero y noviembre de 2004. Para establecer las ecuaciones de predicción de valores de referencia de los principales índices espirométricos se ajustaron varios modelos de regresión para cada sexo de forma independiente.

Resultados: Se presentan las ecuaciones de predicción para los principales índices espirométricos para ambos sexos y la comparación numérica entre los valores de los principales índices espirométricos calculados con nuestras ecuaciones y los calculados con las ecuaciones de Knudson y cols, y las de Rodríguez MN y cols, encontrando diferencias estadísticamente significativas.

Conclusiones: Concluimos que las ecuaciones obtenidas son adecuadas para hacer las predicciones de los principales indices espirométricos para niños y adolescentes de las edades y tallas incluidos en el estudio y que residen en la ciudad de Bogotá

Palabras clave: espirometria, ecuaciones de predicción

Introducción

Las pruebas de función pulmonar cumplen un papel cada vez más importante en la valoración de las enfermedades respiratorias en niños (1). Estas pruebas son una forma sensible y objetiva de detectar y medir la severidad de la patología respiratoria, de monitorizar el progreso de la enfermedad, y de determinar la respuesta a una determinada terapia (2). Las pruebas de función pulmonar permiten diferenciar entre las alteraciones obstructivas y las restrictivas, e indican si la obstrucción es reversible o es fija (3). Además pueden ayudar a predecir el pronóstico de enfermedades progresivas tales como la fibrosis quística, las miopatías o la escoliosis (1). La espirometría es la prueba de función pulmonar utilizada con más frecuencia en niños debido a la relativa facilidad para su realización, ya que rápidamente provee información acerca del volumen pulmonar y el tamaño de la vía aérea (3).

Los índices espirométricos básicos que se utilizan en el diagnóstico y categorización de la severidad de las enfermedades respiratorias son la medición de la Capacidad Vital Forzada (CVF), el volumen espiratorio forzado en el primer segundo (VEF1), el flujo máximo a la mitad de la espiración o flujo espiratorio entre el 25 y el 75% de la CVF (MMEF o FEF25-75%) y la relación VEF1/CVF (2).

Como muchos otros exámenes diagnósticos, la interpretación de estos índices espirométricos necesita valores de referencia para poder discriminar con adecuada confiabilidad entre enfermedad y normalidad (4). Varios autores han desarrollado y publicado valores de referencia de estos índices espirométricos en niños (5), realizados principalmente en poblaciones de raza blanca. Los valores de referencia obtenidos de niños de raza blanca pueden no ser aplicables a niños de otras razas (6). Se han descrito diferencias en las proporciones corporales en niños de diferentes orígenes étnicos, particularmente diferencias en el largo del tronco entre niños blancos y de otras razas (7,8). En Colombia se encuentra una gran variedad de razas, calculándose que los mestizos constituyen el 50% de su población, los blancos el 25%, los mulatos y los zambos (mezcla entre blancos e indios) el 20%, los negros el 4%, y los indios el 1%. Debido a que este gran mestizaje limita el uso de la mayoría de los valores de referencia de espirometría publicados en la literatura para clasificar a niños en nuestro medio como sanos o enfermos, y a que se ha recomendado que en lo posible cada laboratorio de función pulmonar debería establecer sus propios valores de referencia y comparar sus futuras mediciones con estos valores (5), se han generado valores de referencia para Colombia de los principales índices espirométricos (9).

Sin embargo, debido a que para la generación de estos valores de referencia sólo se incluyeron niños entre nueve a 18 años, sus resultados no pueden extrapolarse a niños menores de esta edad. Además estos valores de referencia se derivaron de espirometrías realizadas en cinco poblaciones del Valle del Cauca, lo que hace probable que sus resultados no sean válidos para niños de otras regiones colombianas.

El objetivo de este estudio fue construir ecuaciones de predicción y determinar valores de referencia de los principales índices espirométricos para niños a partir de los cuatro años de edad sanos residentes en la ciudad de Bogotá, y compararlos con los principales valores utilizados en nuestro medio.

Métodos

Niños y adolescentes sanos, de cuatro a 17 años, que asistieron a consulta de optometría, seleccionados mediante muestreo no probabilístico por conveniencia, realizaron las mediciones de los principales índices espirométricos entre febrero y noviembre de 2004. Un cuestionario y el consentimiento informado escrito fueron distribuidos y recolectados por los investigadores. El cuestionario identificó sujetos con síntomas sugestivos de asma, otras patologías respiratorias, problemas cardíacos, o alguna otra enfermedad que se conozca afecte directa o indirectamente al sistema respiratorio, así como sujetos con exposición a tabaquismo pasivo. A los niños con historia de algunas de estas patologías se les ofreció realizarles la espirometría, aunque sus resultados no fueron incluidos en el análisis.

Todos los demás niños y adolescentes, es decir, los que no tenían historia de patología que afecte el sistema respiratorio, y los que tuvieran el consentimiento informado firmado por sus padres, conformaron la población de estudio, comprendiendo un total de 119 niños (64 niños y 55 niñas). Al momento de realizar la espirometría a los niños y adolescentes se les interrogó acerca de síntomas gripales en ese momento, y a los últimos acerca de hábitos de tabaquismo activo. Los fumadores fueron excluidos del análisis, y a los niños con síntomas gripales se les ofreció realizarles la medición tres semanas después.

Previo a la realización de la espirometría, a cada uno de los individuos se les midió el peso y la talla. La determinación de la talla se realizó con los individuos descalzos; de la misma manera el peso se midió sin zapatos, vestidos, con los bolsillos desocupados, de acuerdo a metodología estandarizada y descrita anteriormente (10).

Ninguno de los sujetos seleccionados tenía experiencia previa con la realización de espirometrías o con la realización de alguna prueba de función pulmonar. El mismo espirómetro (Schiller SP-1. Schiller America Inc.) se utilizó para las mediciones en todos los individuos, el cual se calibró diariamente en las horas de la mañana antes de la realización de las mediciones espirométricas. Las espirometrías las realizó siempre la misma persona (S.F.), en las horas de la mañana, con los pacientes de pie, con pinzas nasales, sin permitir que flexionaran el cuello, y de acuerdo con los criterios de aceptabilidad y reproducibilidad de la Sociedad Americana de Tórax (American Thoracic Society – ATS) (11). Antes de realizar la primera maniobra, a cada sujeto se le realizó un período de entrenamiento hasta que entendiera la maniobra y la realizara correctamente. Cada uno de los individuos realizó un mínimo de tres y un máximo de ocho intentos, de los cuales los dos mayores valores de CVF y de VEF1 no debían diferir en más de 200 ml. La espirometría con el mayor valor de la suma de los valores de CVF y VEF1 fue escogida con la “mejor curva”, de acuerdo a los criterios de la ATS (11).

Análisis Estadístico

Para establecer las ecuaciones de predicción de valores de referencia de los principales índices espirométricos se ajustaron varios modelos de regresión para cada sexo por separado, utilizando la edad, peso, y talla como variables predictoras. Por tratarse de modelos de predicción se incluyeron además términos cuadráticos de las variables predictoras (edad2, peso2 y talla2) (12). La elección del modelo de regresión apropiado para cada índice espirométrico se realizó con base en dos consideraciones: 1) La mayor variación explicada de la variable dependiente, es decir el coeficiente de determinación (R2) y 2) La parsimonia del modelo, es decir, el modelo con el mínimo de parámetros que pueda explicar la variable dependiente comparado con modelos que incluyen un mayor número de parámetros. Debido a que el aumento que ocurre en las dimensiones del pulmón y de la caja torácica durante la adolescencia, el denominado “brote puberal”, hace poco probable que la relación entre la talla y los volúmenes pulmonares sea lineal en todos los rangos de talla (13) y para facilitar la comparación de nuestros modelos de regresión con los desarrollados por otros autores (14) se ajustaron modelos de regresión por separado para sujetos menores de 12 años y para mayores de esta edad, para cada uno de los dos sexos.

Para el diagnóstico de cada uno de los modelos de regresión se realizó una evaluación de los puntos extremos, las observaciones influyentes, los supuestos de normalidad y homocedasticidad de los residuales, colinearidad, los supuestos de linearidad e independencia, y el ajuste del modelo (12,15). De acuerdo a este diagnóstico de los modelos de regresión, se consideró realizar transformaciones de las variables predictoras y/o de cada una de las variables dependientes. Finalmente, antes de definir las ecuaciones de predicción definitivas se realizó una validación cruzada para determinar la fiabilidad de las ecuaciones mediante la determinación del coeficiente de reducción de la validación cruzada o “shrinkage on cross-validation” (12).

Todos los análisis fueron realizados usando el Paquete Stata 8.0 (Stata Corporation, College Station, TX).

Resultados

De los 119 sujetos que se consideraron como “sanos” posterior al diligenciamiento de los cuestionarios, siete (cuatro de sexo masculino, tres de sexo femenino) fueron excluidos debido a varias razones, incluyendo infecciones del tracto respiratorio superior el día de la prueba, tabaquismo activo, y/o incapacidad para obtener mediciones técnicamente aceptables. La edad (4.9 ± 1.1 años), peso (18.4 ± 4.1 Kg) y talla (111.3 ± 8.5 cm) de los cuatro niños que presentaron dificultades para la realización de maniobras espirométricas técnicamente aceptables fueron significativamente menores que las de los que pudieron ser incluidos debido a una correcta realización de las mismas (p < 0.001).

Los datos antropométricos y los valores espirométricos de todos los niños y adolescentes sanos que se incluyeron para establecer las ecuaciones de predicción se muestran en la Tabla 1.

Para cada sexo por separado se analizaron varios modelos de regresión lineal múltiple incluyendo la edad, el peso, y la talla, y sus términos cuadráticos (edad2, peso2 y talla2) como variables predictoras. El mejor ajuste de los datos determinado mediante el coeficiente de determinación (R2) se obtuvo mediante el uso de las variables sin transformar; además al incluir las variables de esta manera en los modelos de regresión se cumplieron los supuestos de normalidad, homocedasticidad y linearidad. Por este motivo se presentan las ecuaciones de predicción de valores de referencia para cada uno de los principales índices espirométricos con las variables sin transformar.

El valor de reducción (“shrinkage value”) calculado en los modelos de regresión de cada uno de los principales índices espirométricos varió entre 0.10 y 0.18, indicando una buena confiabilidad del modelo; por tanto, para la elaboración de las ecuaciones de predicción finales se utilizaron las mediciones de todos los 112 sujetos que se consideraron “sanos” posterior al diligenciamiento del cuestionario, y que no se excluyeron posteriormente debido a los motivos mencionados.

Los parámetros estimados: el intercepto (a), las pendientes de las variables predictoras (b), y el coeficiente de determinación (R2) se presentan por separado para cada sexo y para cada uno de los grupos de edad mencionados en las Tablas 2 y 3. La comparación gráfica entre los valores de los principales índices espirométricos calculados con nuestras ecuaciones de predicción y los calculados con una de las ecuaciones más utilizadas en nuestro medio, las de Knudson y cols (14), se muestran en los Gráficos 1 a 16. Para los sujetos mayores de 12 años, se muestra además la comparación gráfica con los valores calculados con las ecuaciones de predicción ajustadas por Rodríguez MN y cols con niños colombianos mayores de nueve años (9). La comparación numérica entre los valores de los principales índices espirométricos calculados con nuestras ecuaciones y los calculados con las ecuaciones de Knudson y cols (14) y las de Rodríguez MN y cols (9). Se presentan en las tablas 4 y 5.

Al comparar los valores de los principales índices espirométricos calculados con nuestras ecuaciones y los calculados con las ecuaciones de Knudson y cols (14) y las de Rodríguez MN y cols (9), encontramos que para niños menores de 12 años, los valores de la relación VEF1/CVF calculados con nuestras ecuaciones fueron significativamente mayores que los calculados con las ecuaciones de Knudson y cols. (p < 0.001) Además los valores de MMEF calculados con nuestras ecuaciones fueron significativamente menores que los calculados con las ecuaciones de Knudson y cols. (p < 0.001) (Tabla 4). Para niños y adolescentes mayores de 11 años, los valores de VEF1 y MMEF calculados con nuestras ecuaciones fueron significativamente diferentes a los calculados con las ecuaciones de Knudson y cols y las de Rodríguez MN y cols. (p < 0.001) (Tabla 4). Al aplicar las pruebas a posteriori, encontramos que los valores de VEF1 calculados con las ecuaciones de Knudson y cols fueron significativamente menores que los calculados con nuestras ecuaciones y con las ecuaciones de Rodríguez MN y cols (p < 0.001), sin encontrarse diferencia significativa entre los valores calculados para el VEF1 con estas dos últimas ecuaciones (p > 0.05). Al aplicar las pruebas a posteriori para determinar las diferencias entre los valores de MMEF, encontramos que los valores calculados con nuestras ecuaciones fueron significativamente menores a los calculados con las ecuaciones de Rodríguez MN y cols (p < 0.001), sin encontrarse diferencia significativa entre los valores de MMEF calculados con estas dos ecuaciones y los calculados con las ecuaciones de Knudson (p > 0.05).

Gráfico 1. Valores calculados de CVF para niños menores de 12 años
según nuestras ecuaciones y las de Knudson y cols(14)*
*CVF: Capacidad vital forzada.

Al realizar la misma clase de comparaciones para niñas menores de 12 años, encontramos que tanto los valores del VEF1 como los de la relación VEF1/CVF calculados con nuestras ecuaciones fueron significativamente mayores que los calculados con las ecuaciones de Knudson y cols. (p < 0.001). Además los valores de MMEF calculados con nuestras ecuaciones fueron significativamente menores que los calculados con las ecuaciones de Knudson y cols. (p < 0.001) (Tabla 5). Para niñas y adolescentes mayores de 11 años, los valores de todos los principales índices espirométricos (CVF, VEF1, MMEF y VEF1/CVF) calculados con las tres ecuaciones fueron significativamente diferentes (p<0.001) (Tabla 5). Al aplicar las pruebas a posteriori, encontramos que los valores de CVF calculados con nuestras ecuaciones fueron significativamente mayores a los calculados con las ecuaciones de Knudson y cols y a los calculados con las ecuaciones de Rodríguez MN y cols (p < 0.001), sin encontrarse diferencias significativas entre los valores calculados con estas últimas dos ecuaciones (p > 0.05). Al aplicar las pruebas a posteriori para determinar las diferencias entre los valores de VEF1, encontramos que los valores calculados con nuestras ecuaciones fueron significativamente mayores que los calculados con las ecuaciones de Rodríguez MN y cols, y estos valores a su vez fueron significativamente mayores que los calculados con las ecuaciones de Knudson y cols (p < 0.001). De la misma manera, los valores de MMEF calculados con nuestras ecuaciones fueron significativamente menores a los calculados con las ecuaciones de Knudson y cols, y éstos a su vez fueron significativamente menores que los calculados con las ecuaciones de Rodríguez MN y cols (p < 0.001). Finalmente, al aplicar las pruebas a posteriori para determinar las diferencias entre los valores de VEF1/CVF, encontramos que los valores calculados con nuestras ecuaciones fueron significativamente mayores a los calculados con las ecuaciones de Rodríguez MN y cols, y ´éstos a su vez fueron mayores a los calculados con las ecuaciones de Knudson y cols (p < 0.001).

Gráfico 3. Valores calculados de MMEF para niños menores de 12 años según nuestras ecuaciones y las de Knudson y cols (14 )*. *MMEF ó FEF25-75%: Flujo máximo a la mitad de la espiración

Gráfico 4. Valores calculados de VEF1/CVF para niños menores de 12 años según nuestras ecuaciones y las de Knudson y cols (14)* *VEF1/CVF: Relación entre el VEF1 y la CVFç

Gráfico 5. Valores calculados de CVF para niños mayores de 12 años según nuestras ecuaciones, las de Knudson y cols, (14) y las de Rodríguez MN y cols (9)* *CVF: Capacidad vital forzada

Gráfico 6. Valores calculados de VEF1 para niños mayores de 12 años según nuestras ecuaciones, las de Knudson y cols, (14) y las de Rodríguez MN y cols (9)* *VEF1: Volumen espiratorio forzado en el primer segundo

Gráfico 7. Valores calculados de MMEF para niños mayores de 12 años según nuestras ecuaciones, las de Knudson y cols,(14) y las de Rodríguez MN y cols (9)* *MMEF o FEF25-75%: Flujo máximo a la mitad de la espiración.

Gráfico 8. Valores calculados de VEF1/CVF para niños mayores de 12 años según nuestras ecuaciones, las de Knudson (14), y las de Rodríguez MN y cols (9)* *VEF1/CVF: Relación entre el VEF1 y la CVF.

Gráfico 9. Valores calculados de CVF para niñas menores de 12 años según nuestras ecuaciones y las de Knudson y cols (14)* *CVF: Capacidad vital forzada.

Gráfico 10. Valores calculados de VEF1 para niñas menores de 12 años según nuestras ecuaciones y las de Knudson y cols (14)* *VEF1: Volumen espiratorio forzado en el primer segundo.

Gráfico 11. Valores calculados de MMEF para niñas menores de 12 años según nuestras ecuaciones y las de Knudson y cols (14) **MMEF ó FEF25-75%: Flujo máximo a la mitad de la espiración.

ráfico 12. Valores calculados de VEF1/CVF para niñas menores de 12 años según nuestras ecuaciones y las de Knudson y cols (14)* *VEF1/CVF: Relación entre el VEF1 y la CVF.

Gráfico 13. Valores calculados de CVF para niñas mayores de 12 años según nuestras ecuaciones, las de Knudson y cols (14), y las de Rodríguez MN y cols (9)* *CVF: Capacidad vital forzada.

Gráfico 14. Valores calculados de VEF1 para niñas mayores de 12 años según nuestras ecuaciones, las de Knudson y cols (14) y las de Rodríguez MN y cols (9)* *VEF1: Volumen espiratorio forzado en el primer segundo

Gráfico 15. Valores calculados de MMEF para niñas mayores de 12 años según nuestras ecuaciones, las de Knudson y cols (14) y las de Rodríguez MN y cols (9)* *MMEF ó FEF25-75%: Flujo máximo a la mitad de la espiración.

Gráfico 16. Valores calculados de VEF1/CVF para niñas mayores de 12 años según nuestras ecuaciones, las de Knudson y cols (14) y las de Rodríguez MN (9)* *VEF1/CVF: Relación entre el VEF1 y la CVF.