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Revista chilena de enfermedades respiratorias

versión On-line ISSN 0717-7348

Rev. chil. enferm. respir. vol.31 no.2 Santiago jun. 2015

http://dx.doi.org/10.4067/S0717-73482015000200003 

TRABAJO ORIGINAL

 

Confiabilidad de la fuerza muscular respiratoria y flujos espiratorios forzados en adolescentes sanos

Reliability of pulmonary function tests in healthy adolescents

 

IVÁN RODRÍGUEZ N.*,**,***

* Docente, Escuela de Kinesiología, Facultad de Ciencias de la Salud, Universidad San Sebastián. Concepción, Chile.
** Kinesiólogo, Unidad de Ventilación Mecánica Prolongada, Servicio de Pediatría, Hospital Regional Dr. Guillermo Grant Benavente, Concepción, Chile.
*** Magíster en Fisiología Humana Universidad de Concepción; Alumno de Doctorado en Ciencias Médicas Universidad de la Frontera, Temuco, Chile - Programa de Pós-graduajáo em Farmacologia, Escola Paulista de Medicina, Universidade Federal de Sao Paulo, Brasil.

Correspondencia a:


Inspiratory and expiratory muscle strength (MIP and MEP) assessment, and peak expiratory flow (PEF) and peak cough flow (PCF) measurements are often used to assess patients with respiratory diseases. Notwithstanding, there are few reports about reliability of these measurements. The aim of this study is to determine the intra-observer reliability of MIP, MEP, PCF and PEF in healthy adolescents. The study design was test retest. A sample of students from a public school of Talcahuano (Chile) were studied. MIP, MEP, PEF and PCF were recorded twice by the same appraiser, with an interval of 8 weeks. Intraclass correlation coefficient (ICC) was used as an index of reliability. Analysis of individual differences was performed by Bland and Altman’s method and the probability of discordance between test and retest was evaluated. A p value < 0.05 was considered significant. 23 students (9 males), ageing 16.3 ± 0.5 years-old entered to the study. ICC of MIP, MEP, PEF and PCF were 0.7; 0.78; 0.86 and 0.63 respectively. Bland-Altman analysis shows that the average discrepancy between the test and retest was -5 (95% CI: 35.6 to -52.6), -9.1 (95% CI: 20.2 to -38.4), -7.8 (95% CI: 107.7 to -123.2) and -28.5 (95% CI: 131.9 to -189.1) in MIP, MEP, PEF and PCF respectively. There was no significant difference in probability of discordance between parameters with the same unit of measure. Respiratory function variables show a moderate to high level of reliability, considering eight weeks of time interval between test and retest. PEF and MEP were the variables with the best performance.

Key words: Adolescents, reliability of measures, lung function.


Resumen

La evaluación de fuerza muscular inspiratoria (PImax) y espiratoria (PEmax), la medición del flujo espiratorio máximo (FEM) y flujo máximo de tos (FMT) son, a menudo, utilizados para el seguimiento de pacientes con enfermedades respiratorias. No obstante, son escasos los reportes acerca de sus propiedades de evaluación. El objetivo de este estudio es determinar la confiabilidad intra-observador de la PImax, PEmax, FMT y FEM, en adolescentes sanos. Se empleó un diseño test retest en que se seleccionaron adolescentes voluntarios de un colegio público de Talcahuano. PImax, PImax, FEM y FMT fueron registradas por un mismo evaluador en dos oportunidades con un intervalo de 8 semanas. Se empleó el coeficiente de correlación intraclase (CCI) como índice de confiabilidad. Mediante el método de Bland-Altman se realizó el análisis de las diferencias individuales y se evaluó la probabilidad de discordancia entre test y retest. Se consideró significativo un valor de p < 0,05. Al estudio ingresaron 23 sujetos (9 varones), edad promedio 16,3 ± 0,5 años. El CCI de PImax, PEmax, FEM y FMT fueron 0,7; 0,78; 0,86 y 0,63 respectivamente. Por su parte, el análisis de Bland-Altman muestra que el promedio de discordancia entre los tests fue -8,5 (95% IC: 35,6 a -52,6), -9,1 (95% IC: 20,2 a -38,4), -7,8 (95% IC: 107,7 a -123,2) y -28,5 (95% IC: 131,9 a -189,1) en PImax, PEmax, FEM y FMT respectivamente. No existió diferencia significativa de probabilidad de discordancia entre parámetros con igual unidad de medida. Las variables de función respiratoria muestran un nivel de confiabilidad moderado a alto, considerando 8 semanas de intervalo de tiempo entre el test y retest. Las variables con mejor rendimiento fueron FEM y PEmax.

Palabras clave: Adolescentes, confiabilidad de las mediciones, función pulmonar.


 

Introducción

Diversas pruebas de función pulmonar son utilizadas para el diagnóstico y seguimiento de los pacientes con enfermedades respiratorias (ER)1,2. En este contexto, la evaluación de los volúmenes y flujos forzados del sistema respiratorio mediante la espirometría constituye el método de evaluación de función pulmonar más ampliamente utilizado en los distintos niveles de atención de nuestro país3,4. Sin embargo, el costo de su implementación, así como también, el alto nivel de capacitación del personal técnico requerido para una apropiada ejecución ha permitido el surgimiento de métodos de evaluación simplificados para el seguimiento de los pacientes con enfermedades respiratorias3.

Es así como la medición del flujo espiratorio máximo (FEM) y flujo máximo de tos (FMT), a través del flujómetro mini-Wright®, son variables frecuentemente medidas en el seguimiento de pacientes con enfermedades respiratorias5,6,7. Adicionalmente, la evaluación de la fuerza de los músculos inspiratorios (PImax) y espiratorios (PEmax) mediante la medición de las presiones generadas en la boca complementan las pruebas de función pulmonar, debido a que muestran una fuerte asociación con las capacidades pulmonares principalmente en pacientes neuromusculares8,9,10. En virtud de lo anterior, estas pruebas de función respiratoria son consideradas para el seguimiento del curso clínico de la enfermedad, así como también, como medida de efecto en la evaluación de alguna intervención con fines terapéuticos7,10.

Una de las principales desventajas de estas pruebas es que requieren de la motivación del paciente para una medición confiable. Lo cual, se encuentra sujeto al grado de aprendizaje de la técnica y experiencia del paciente en su ejecución1,6,8.

Diversos estudios que han evaluado las propiedades de estas pruebas, han comunicado rendimientos aceptables en cuanto a su confiabilidad11,12,13. Se debe destacar que los intervalos de tiempo considerados entre el test y retest de los estudios citados se encuentran en el rango de días o semanas; no obstante, en el contexto clínico a menudo existe un intervalo de tiempo mayor debido al plan de seguimiento de la enfermedad o reevaluación posterior a alguna intervención37. Por este motivo, surge la necesidad de evaluar la confiabilidad de la medición de estos índices, considerando un intervalo temporal más amplio entre el test y re test, de manera similar a lo acontecido el contexto clínico.

Por lo precedentemente planteado el objetivo de este estudio es determinar la confiabilidad in-traobservador del FEM, FMT y variables de fuerza muscular respiratoria, considerando 8 semanas de intervalo de tiempo entre las mediciones en una muestra de adolescentes chilenos sanos.

Material y Método

Diseño de investigación

En el presente estudio se empleó un diseño test retest con el fin de evaluar la confiabilidad intraobservador de las pruebas no invasivas de función respiratoria PImax, PEmax, FEM y FMT. Las pruebas fueron realizadas por el mismo evaluador con un intervalo de 8 semanas entre ellas.

Muestra

A través de un muestreo no probabilístico por conveniencia se seleccionó adolescentes voluntarios, sin restricción de género, estudiantes del colegio "Amanecer" de Talcahuano. Los criterios de inclusión fueron: jóvenes adolescentes sanos sedentarios (que realicen actividad física con una frecuencia menor a dos veces por semana). Como criterios de exclusión fueron considerados: la presencia de patología cardiorrespiratoria o músculo-esquelética, sujetos que fumaban y aquellos que se encontraban bajo tratamiento broncodilatador. También se excluyó del estudio aquellos que presentaron algún cuadro de reagudización entre las evaluaciones.

Variables

En una planilla ad-hoc se registró, en ambas sesiones de evaluación, las variables biodemográficas (estatura, peso corporal, edad y género) y las variables de función respiratoria (PImax, PEmax, FEM y FMT). Para la medición del peso y talla se utilizó una cinta métrica y balanza análoga cuyo registro se expresó en centímetros (cm) y kilogramos (kg) respectivamente.

Tanto el FEM como el FMT fueron medidas con un flujómetro (Mini-Wright®; Clement Clarke International, Essex, England). El FEM se midió con el sujeto en posición de pie, utilizando una pinza nasal, debiendo soplar con la mayor fuerza posible desde capacidad pulmonar total. La prueba se realizó un mínimo de 3 veces y un máximo de 8; se registró el valor más alto reproducible en 3 intentos con una diferencia no mayor al 10% entre cada prueba6. Por su parte, el FMT se midió con el sujeto sentado, lo cual favorece a la mecánica ventilatoria y permite un adecuado desarrollo de cada una de las fases de la tos. Durante la prueba se solicitó inspirar lo más profundo posible y realizar un esfuerzo de tos máximo a través del flujómetro. Los resultados fueron expresados en litros/min7.

La fuerza de los músculos respiratorios se evaluó a través de la presión inspiratoria máxima (PImax), medida a través de un esfuerzo inspiratorio máximo mantenido por al menos un segundo desde volumen residual y la presión espiratoria máxima (PEmax) medida a través de un esfuerzo espiratorio máximo mantenido por al menos un segundo desde capacidad pulmonar total. Como instrumento se utilizó un manómetro aneroide NS120-TRS calibrado en centímetros de agua (desde 0 a -120 y desde 0 a +120 cmH2O). Los valores obtenidos de PImax y PEmax se expresan en valores absolutos (cmH2O)7.

Finalmente, con el propósito de descartar algún cambio en la capacidad funcional de los músculos de la faja abdominal que pudiese influenciar el rendimiento de las pruebas de función respiratoria se evaluó la fuerza de los músculos abdominales (FMA) mediante el Sit Up Test; el cual, ha sido ampliamente utilizado, tanto en adolescentes sanos, como en pacientes con enfermedades respiratorias crónicas14,15. El protocolo de ejecución se llevó a cabo de acuerdo a lo publicado por nuestro grupo14.

Consideraciones éticas

Ningún integrante de la muestra participó en otros estudios realizados previamente14. Adicionalmente, se contó con la autorización del establecimiento educacional para la realización de este estudio y todos los padres firmaron un consentimiento y los adolescentes un asentimiento informado.

Análisis estadístico

Utilizando el paquete estadísticos MedCalc 14,8; se realizó un análisis exploratorio de los datos y posteriormente se aplicó estadística descriptiva con cálculo de promedio y desviación estándar (DS). Se utilizó t-student para muestras pareadas con el fin de evaluar la diferencia de las variables entre el primer y segundo test (muestra total), así como también, fue utilizado el test U Mann Whitney para evaluar las variables entre géneros y el test de Wlcoxon para evaluar la magnitud de las diferencias entre géneros entre el pre y post. Por otra parte, se empleó el coeficiente de correlación intraclase (CCI) para evaluar la confiabilidad de las variables de función respiratoria. Adicionalmente, mediante el método de Bland-Altman, se realizó el análisis de las diferencias individuales mediante la relación entre el promedio de la diferencia entre ambos tests y el límite de concordancia. Finalmente, se evaluó la probabilidad de discordancia entre el test y retest. El test log rank fue utilizado para comparar la probabilidad de discordancia entre variables de iguales unidades de medida (PImax-PEmax y FEM-FMT). Se consideró significativo un valor de p < 0,05.

Resultados

Caracterización de la muestra

Al estudio ingresaron 23 sujetos (9 varones), edad promedio 16,3 ± 0,5 años. Ningún sujeto fue excluido durante el desarrollo del estudio debido a presencia de algún cuadro de reagudización. No existió diferencia en las variables biodemográficas ni en la fuerza de los músculos abdominales medida por el Sit Up Test entre el test y retest (Tabla 1).

 

Tabla 1. Características generales de los 23
adolescentes sedentarios del estudio

Resultados se muestran en promedio ± su desviación
estándar. No hubo diferencias significativas entre el
test y retest en ninguna de las variables (se usó t-test
para muestras pareadas).

 

Resultados descriptivos de las pruebas de función respiratoria

En los hombres se observaron mayores valores de PEmax, FEM, FMT y FMA respecto a las mujeres tanto en el pre como en el post test. La magnitud de la diferencia entre géneros fue semejante tanto en el test como el retest (Tabla 2). Adicionalmente, en todas las pruebas se observaron mayores valores absolutos en el retest, sin embargo, sólo la variable PEmax incrementó de manera estadísticamente significativa (p = 0,007) (Tabla 3).

 

Tabla 2. Diferencias en el resultado de las pruebas
de función respiratoria y fuerza de músculos
 abdominales de acuerdo al género

PImax: Presión inspiratoria máxima; PEmax: Presión
espiratoria máxima; FEM: Flujo espiratorio máximo; 
FMT: Flujo máximo de tos. Δ género fue calculada
como: (Variable hombre-Variable mujer)/Variable mujer
x 100. ns: no significativo; *< 0,05; **< 0,01;
***< 0,001. (Test U de Mann Whitney). - No existió
diferencia significativa entre los test respecto a las
diferencia según género (Test de Wilcoxon p = 0,1).

 

Tabla 3. Resultados de las pruebas de función respiratoria
en el test y retest de la muestra total

% Δ: Porcentaje de cambio, calculado como: valor retest-valor
test/valor test; PImax: Presión inspiratoria máxima; PEmax: Presión
 espiratoria máxima; FEM: Flujo espiratorio máximo; FMT: Flujo 
máximo de tos. Resultados se muestran en promedio ± su desviación
estándar. *t-test para muestras pareadas.

 

Análisis de confiabilidad

El coeficiente de correlación intraclase (CCI) calculado para cada una de las pruebas de función respiratoria fue de moderado a fuerte (Tabla 4). Por otra parte, el análisis de Bland-Altman muestra que el promedio de discordancia entre los tests fue -8,5 (35,6 a -52,6), -9,1 (20,2 a -38,4), -7,8 (107,7 a -123,2) y -28,5 (131,9 a -189,1) en PImax, PEmax, FEM y FMT respectivamente (Figuras 1 a 4).

 

Tabla 4. Coeficiente de correlación intraclase
de las variables de función respiratoria

PImax: Presión inspiratoria máxima; PEmax: Presión
espiratoria máxima; FEM: Flujo espiratorio máximo;
FMT: Flujo máximo de tos; CCI: Coeficiente de
correlación intraclase.

 

Figura 1. Confiabilidad test retest de la presión inspiratoria máxima (PImax).
Resultados se muestran en promedio e intervalo de confianza.

 

Figura 2. Confiabilidad test retest de la presión espiratoria máxima (PEmax).
Resultados se muestran en promedio e intervalo de confianza.

 

Figura 3. Confiabilidad test retest del flujo espiratorio máximo (FEM). 
Resultados se muestran en promedio e intervalo de confianza.

 

Figura 4. Confiabilidad test retest del flujo máximo de tos (FMT).
Resultados se muestran en promedio e intervalo de confianza.

 

Por otra parte, no se observó diferencia significativa en la probabilidad de discordancia entre las pruebas de fuerza muscular respiratoria (PImax y PEmax), ni flujos espiratorios forzados (FEM y FMT) (Figuras 5 y 6).

 

Figura 5. Probabilidad de discordancia entre el test y retest de PImax y
PEmax; p = 0,25 (Log rank test).

 

Figura 6. Probabilidad de discordancia entre el test y retest de FEM y
FMT. p = 0,30 (Log rank test).

 

Discusión

En el presente estudio fue verificada la confiabilidad intra-observador de las variables de función respiratoria más ampliamente medidas en el seguimiento de pacientes con enfermedades respiratorias. Los resultados muestran que las variables poseen diversos niveles de confiabilidad, siendo FMT y FEM, las variables que mostraron los más bajos y los más altos índices de confiabilidad (CCI: 0,63 y 0,86 respectivamente).

Como índice de confiabilidad inter-observador fue considerado el coeficiente de correlación intraclase (CCI), el cual, representa la proporción de la variabilidad total que no es producida por error de medición16. Adicionalmente, como variables de control fueron consideradas las características biodemográficas de los sujetos (peso, talla, edad), así como también, el rendimiento durante el Sit up test observándose en ninguna de estas variables diferencias significativas entre el test y el retest. Esto permite descartar la presencia de error sistemático asociado a cambios antropométricos o fisiológicos de los individuos que pudiesen afectar el nivel de confiabilidad obtenido.

Son escasos los estudios donde se ha evaluado el nivel de confiabilidad en este tipo de variables. Morán y cols12, verificaron la confiabilidad de la PImax y PEmax en 20 sujetos con bronquiectasias no asociada a fibrosis quística, observando un alto nivel de confiabilidad en ambas mediciones. Cabe destacar que el intervalo de tiempo considerado fue de sólo un día, pese a aquello, fueron observadas diferencias absolutas en los valores medidos entre los tests, siendo estadísticamente significativo sólo en la variable PEmax (+10 cmH2O; p = 0,02).

Los resultados del estudio citado concuerdan con lo observado en el presente estudio donde también existió diferencia significativa sólo en la PEmax (+19 cmH2O; p = 0,007). Pese a lo anterior, el rendimiento del Sit up test fue similar en ambas pruebas, lo cual sugiere que el desarrollo de la fuerza de la faja abdominal para ejecutar la espiración forzada no se asocia al requerido para ejecutar el Sit up test. Esto concuerda con lo recientemente reportado por nuestro grupo donde fue observada la inexistencia de correlación entre la FMA y PEmax14. Por otra parte, un potencial fenómeno de aprendizaje en el desarrollo de las pruebas de evaluación de la fuerza muscular respiratoria durante retest no puede ser descartado debido a la magnitud de las diferencias observadas entre los test tanto en la PImax como en la PEmax.

En relación a la medición de flujos forzados la variable FEM, pese a existir diferencias absolutas entre el test y retest, mostró el nivel de confiabilidad más fuerte observado (CCI: 0,86). Esto concuerda con lo reportado por Mandros y cols17, que observó un alto nivel de reproducibilidad en la medición del FEM, considerando diversos tipos de maniobras estandarizadas. Por su parte, Holcroft y cols11, observaron un bajo porcentaje de variación entre 5 mediciones consecutivas de FEM en una muestra de 223 sujetos sanos, siendo las variaciones asociadas a hiperreactividad bronquial, hipersecreción y hábito tabáquico. No obstante, las mediciones fueron realizadas en días consecutivos durante una semana; diferenciándose de nuestro protocolo, el cual se llevó a cabo en un intervalo de 2 meses.

El FMT mostró el nivel más bajo de confiabilidad. En este ámbito, se debe considerar que el desarrollo de los flujos espiratorios durante la tos demanda un nivel de aprendizaje específico para un adecuado desarrollo de cada una de las fases que la componen18. En virtud de lo anterior, la maniobra de la tos presentaría una mayor fuente de variabilidad que las otras pruebas de función respiratoria, lo cual fue observado en este estudio al presentar un 37% de error sistemático de medición.

Mediante el análisis de probabilidad de discordancia19 fue posible constatar que no existe diferencia entre la variable PImax y PEmax, así como también, entre la variable FEM y FMT en cuanto al riesgo de presentar discordancia en mediciones sucesivas. Lo cual muestra que las pruebas función pulmonar con magnitudes físicas semejantes comparten ciertas propiedades de medición a pesar de ser ejecutadas de manera diferente.

Vale la pena destacar que se observó un mayor nivel de PEmax, FEM, FMT y FMA en sujetos de género masculino, tanto en el pre como post test (Tabla 2). A pesar que en el post test se observó una disminución en la magnitud de estas diferencias, esta no fue estadísticamente significativa (test de Wilcoxon p = 0,1). Por tanto, es probable que la variabilidad existente entre hombres y mujeres, tanto en el pre como en el post test, no haya afectado significativamente los niveles de confiabilidad observados en este estudio. No obstante, dado el pequeño tamaño muestral considerado no es posible descartar esta posible fuente de sesgo.

A partir de los resultados de este estudio, es posible conjeturar que la magnitud del efecto inducido por intervenciones terapéuticas como el entrenamiento muscular respiratorio (EMR) debe ser analizada con cautela, debido a que la falta de confiabilidad puede conducir a errores de sobreestimación de los resultados obtenidos posterior a la intervención. Resultados recientemente publicados por nuestro grupo han mostrado que 8 semanas de entrenamiento de músculos abdominales incrementaron la PImax, PEmax 17,1% y 50,3% respectivamente en adolescentes sanos14. Adicionalmente, estudios previos en pacientes con enfermedad respiratoria crónica ya habían mostrado que 13 y 24 semanas de entrenamiento de los músculos respiratorios generan incrementos en la fuerza muscular respiratoria superiores a 15% y 30% respectivamente7,20. Estas diferencias son superiores a las inducidas por el error aleatorio observadas en los resultados de este estudio, lo cual podría sugerir que las variables de función respiratoria analizadas serían capaces de reconocer los cambios en el estatus funcional de una persona que es sometida a este tipo de entrenamiento.

A partir de este reporte es posible formular nuevas hipótesis que deben ser verificadas en estudios ulteriores. En este sentido, evaluar el efecto de distintos intervalos de tiempo entre mediciones sucesivas, así como también, el impacto de distintos protocolos de educación al paciente sobre las propiedades de medición permitiría reorientar los planes y programas de seguimiento de los pacientes con enfermedades respiratorias, con el fin de realizar mediciones con más altos índices de confiabilidad que favorezcan la precisión de los datos obtenidos.

Finalmente, los resultados de este estudio sugieren que las variables de función respiratoria muestran diversos niveles de confiabilidad. En este contexto, el FMT y FEM fueron las variables que mostraron los más bajos y más altos índices de confiabilidad respectivamente. Futuros estudios con mayor tamaño muestral son necesarios para confirmar estas conclusiones.

 

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Correspondencia a: Klgo. Iván Rodríguez Núñez
Universidad San Sebastián, Facultad de Ciencias de la Salud, Centro de Medicina Molecular. Lientur 1457. Concepción, Chile.
Email: ivan.rodriguez@uss.cl

 

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