Pruebas de función pulmonar con rayos X

El sistema respiratorio funcional consta de numerosos eslabones, entre los que destacan la respiración pulmonar (externa) y el sistema circulatorio. El esfuerzo de los músculos respiratorios provoca cambios en el volumen del tórax y los pulmones, asegurando su ventilación. Gracias a ello, el aire inhalado se distribuye por el árbol bronquial hasta llegar a los alvéolos. Naturalmente, las alteraciones de la permeabilidad bronquial provocan un trastorno del mecanismo de la respiración externa. En los alvéolos, la difusión de gases se produce a través de la membrana alveolocapilar. El proceso de difusión se interrumpe tanto cuando se dañan las paredes alveolares como cuando se altera el flujo sanguíneo capilar pulmonar.

Las radiografías convencionales tomadas durante las fases de inhalación y exhalación, así como la fluoroscopia, pueden proporcionar una idea aproximada de la mecánica del acto respiratorio y la ventilación pulmonar. Durante la inhalación, los extremos anteriores y los cuerpos costales se elevan, los espacios intercostales se ensanchan y el diafragma desciende (especialmente debido a su pronunciada inclinación posterior). Los campos pulmonares aumentan de tamaño y su transparencia. Si es necesario, se pueden medir todos estos parámetros. La TC permite obtener datos más precisos. Esta permite determinar el tamaño de la cavidad torácica a cualquier nivel, la función ventilatoria de los pulmones en su conjunto y en cualquiera de sus secciones. Mediante la TC, se puede medir la absorción de la radiación de rayos X a todos los niveles (realizar una densitometría) y, por lo tanto, obtener información resumida sobre la ventilación y el llenado sanguíneo de los pulmones.

La obstrucción de los bronquios debido a cambios en su tono, acumulación de esputo, hinchazón de la membrana mucosa y constricciones orgánicas se reflejan claramente en radiografías y tomografías computarizadas. Hay tres grados de obstrucción bronquial: parcial, valvular y completa, y, en consecuencia, tres estados del pulmón: hipoventilación, enfisema obstructivo y atelectasia. Un ligero estrechamiento persistente del bronquio se acompaña de una disminución del contenido de aire en la parte del pulmón ventilada por este bronquio: hipoventilación. En radiografías y tomografías, esta parte del pulmón está ligeramente reducida, se vuelve menos transparente y el patrón en ella se realza debido a la convergencia de vasos y la plétora. El mediastino, al inhalar, puede desviarse ligeramente hacia la hipoventilación.

En el enfisema obstructivo, el aire entra en los alvéolos durante la inhalación, cuando el bronquio se expande, pero no puede salir inmediatamente durante la exhalación. La parte afectada del pulmón aumenta de tamaño y se vuelve más clara que las partes circundantes, especialmente durante la exhalación. Finalmente, cuando la luz del bronquio se cierra por completo, se produce una falta de aire total (atelectasia). El aire ya no puede penetrar en los alvéolos. El aire restante se reabsorbe y es parcialmente reemplazado por líquido edematoso. El área sin aire disminuye y causa una sombra intensa y homogénea en las radiografías y tomografías computarizadas.

Cuando se obstruye el bronquio principal, se produce una atelectasia pulmonar completa. La obstrucción de un bronquio lobar provoca la atelectasia del lóbulo. La obstrucción de un bronquio segmentario provoca la atelectasia del segmento. Las atelectasias subsegmentarias suelen presentar la forma de franjas estrechas en diferentes partes de los campos pulmonares, y las atelectasias lobulillares presentan la forma de compactaciones redondeadas con un diámetro de 1 a 1,5 cm.

Sin embargo, el principal método de radiación para estudiar la fisiología e identificar la patología funcional pulmonar se ha convertido en el método radionucleido: la gammagrafía. Esta permite evaluar el estado de la ventilación, la perfusión y el flujo sanguíneo capilar pulmonar, así como obtener indicadores cualitativos y cuantitativos que caracterizan la entrada y la eliminación de gases en los pulmones, así como el intercambio de gases entre el aire alveolar y la sangre en los capilares pulmonares.

Para estudiar el flujo sanguíneo pulmonar, se realizan gammagrafía de perfusión y gammagrafía de inhalación para la permeabilidad venosa y bronquial. Ambos estudios producen una imagen de radionúclidos de los pulmones. Para realizar la gammagrafía de perfusión, se inyectan al paciente por vía intravenosa partículas de alúmina marcadas con ^99m Tc (microesferas o macroagregados). Una vez en el torrente sanguíneo, son transportadas a la aurícula derecha, el ventrículo derecho y, posteriormente, al sistema arterial pulmonar. El tamaño de las partículas es de 20-40 μm, lo que les impide atravesar el lecho capilar. Casi el 100 % de las microesferas se atascan en los capilares y emiten gamma cuantos, que se registran con una gammacámara. El estudio no afecta al bienestar del paciente, ya que solo una pequeña parte de los capilares queda excluida del torrente sanguíneo. Una persona tiene aproximadamente 280 mil millones de capilares en los pulmones, y solo se inyectan entre 100 000 y 500 000 partículas para el estudio. Varias horas después de la inyección, las enzimas sanguíneas y los macrófagos destruyen las partículas proteicas.

Para evaluar las gammagrafías de perfusión, se realizan análisis cualitativos y cuantitativos. En el análisis cualitativo, se determinan la forma y el tamaño de los pulmones en cuatro proyecciones: directa anterior y posterior, lateral derecha e izquierda. La distribución del radiofármaco sobre los campos pulmonares debe ser uniforme. En el análisis cuantitativo, ambos campos pulmonares en la pantalla se dividen en tres partes iguales: superior, media e inferior. La acumulación total del radiofármaco en ambos pulmones se considera del 100 %. La radiactividad relativa se calcula en el ordenador, es decir, la acumulación del radiofármaco en cada sección del campo pulmonar, por separado, izquierda y derecha. Normalmente, se registra una mayor acumulación para el campo pulmonar derecho (entre un 5 % y un 10 %), y la concentración del radiofármaco en el campo aumenta de arriba a abajo. Los trastornos del flujo sanguíneo capilar se acompañan de un cambio en las proporciones anteriores en la acumulación del radiofármaco en los campos y secciones de los pulmones.

La gammagrafía por inhalación se realiza con gases inertes como Xe o Kr. Se introduce una mezcla de aire y xenón en el sistema cerrado del espirógrafo. Mediante una boquilla y una pinza nasal, se crea un sistema cerrado entre el espirógrafo y el paciente. Tras alcanzar el equilibrio dinámico, se registra una imagen gammagráfica de los pulmones con una gammacámara y posteriormente se realiza su procesamiento cualitativo y cuantitativo de forma análoga a la perfusión. Las zonas con ventilación pulmonar deficiente corresponden a zonas de menor acumulación del radiofármaco. Esto se observa en lesiones pulmonares obstructivas: bronquitis, asma bronquial, neumosclerosis local, cáncer bronquial, etc.

^{Los aerosoles de 99m} Tc también se utilizan para la gammagrafía por inhalación. En este caso, se introduce 1 ml del radiofármaco con una actividad de 74-185 MBq en el nebulizador del inhalador. Se realiza un registro dinámico a una velocidad de 1 fotograma por 1 s durante 15 min. Se traza una curva de actividad-tiempo. En la primera etapa del estudio, se determina el estado de la permeabilidad y ventilación bronquial, y se puede establecer el nivel y grado de obstrucción. En la segunda etapa, cuando el radiofármaco difunde en el torrente sanguíneo a través de la membrana alveolocapilar, se evalúan la intensidad del flujo sanguíneo capilar y el estado de la membrana. La medición de la perfusión y ventilación pulmonar regional también puede realizarse mediante la administración intravenosa de xenón radiactivo disuelto en una solución isotónica de cloruro de sodio, seguida del registro de la depuración de xenón de los pulmones en una gammacámara.