ทำไมต้องมีมาตรฐานใหม่?
การตรวจสมรรถภาพปอดที่คนส่วนใหญ่รู้จักคือ spirometry ซึ่งต้องให้ผู้ป่วยเป่าลมออกอย่างแรงและเร็วที่สุด แต่ผู้ป่วยหลายกลุ่ม โดยเฉพาะเด็กเล็ก ผู้สูงอายุ หรือผู้ป่วยหนัก ไม่สามารถทำได้ Oscillometry หรือที่รู้จักในชื่อ Forced Oscillation Technique (FOT) เป็นทางเลือกที่น่าสนใจกว่ามาก เพราะผู้ป่วยเพียงแค่หายใจตามปกติ โดยไม่ต้องออกแรงพิเศษใดๆ
เทคนิคนี้ถูกพัฒนามาตั้งแต่ปี ค.ศ. 1956 และมีเอกสารมาตรฐานฉบับแรกจาก European Respiratory Society (ERS) ในปี 2003 บทความนี้คือการอัปเดตครั้งใหญ่ โดยคณะผู้เชี่ยวชาญ 21 คนจาก 10 ประเทศ หลังจากมีงานวิจัยสะสมมาอีก 17 ปี
Oscillometry คืออะไร?
เครื่อง oscillometry ส่ง คลื่นความดันขนาดเล็ก (oscillating pressure) เข้าสู่ปอดผ่านทางปาก ขณะที่ผู้ป่วยหายใจตามปกติ จากนั้นวัดว่าปอดตอบสนองต่อคลื่นนั้นอย่างไร ผลที่ได้คือ Respiratory System Impedance (Zrs) ซึ่งบอกคุณสมบัติเชิงกลของระบบหายใจทั้งหมด ทั้งทางเดินหายใจ เนื้อเยื่อปอด และผนังทรวงอก
หลักการทำงาน: ปอดเป็นเหมือนวงจรไฟฟ้า
ค่าที่สำคัญ 2 ตัวหลัก
Zrs ประกอบด้วยสองส่วน:
1. Resistance (Rrs) — ความต้านทาน บ่งบอกขนาดของทางเดินหายใจ ยิ่งทางเดินหายใจแคบหรือยาว Rrs ยิ่งสูง เปรียบเหมือนแรงเสียดทานในท่อน้ำ — ท่อเล็กน้ำไหลยากกว่า
2. Reactance (Xrs) — ความยืดหยุ่น-ความเฉื่อย บ่งบอกความแข็งตัว (stiffness) และความเฉื่อยของระบบหายใจ ค่าที่ติดลบมากขึ้นหมายถึงปอดแข็งหรือมีการกักอากาศมากขึ้น เปรียบเหมือนสปริงในระบบ — ยิ่งแข็ง ยิ่งกดยาก
ความถี่และความถี่สั่นพ้อง (Resonant Frequency)
ที่ความถี่หนึ่งซึ่งเรียกว่า Resonant Frequency (fres) แรงของความยืดหยุ่นและความเฉื่อยหักล้างกันพอดี Xrs จะเป็นศูนย์ และ Zrs จะเท่ากับ Rrs เพียงอย่างเดียว ในผู้ใหญ่ปกติ fres อยู่ที่ประมาณ 8–12 Hz ส่วนในเด็กเล็กจะสูงกว่านี้ บางครั้งมากกว่า 30 Hz
ทำไมต้องวัดหลายความถี่?
การวัดที่ความถี่ต่างกันให้ข้อมูลที่ต่างกัน:
- ความถี่ต่ำ (<5 Hz): สะท้อนคุณสมบัติของเนื้อเยื่อปอดและผนังทรวงอก
- 5–15 Hz: สะท้อนความต้านทานของทางเดินหายใจ
- >50 Hz: สะท้อนคุณสมบัติอะคูสติกของทางเดินหายใจใหญ่
Frequency dependence หรือการที่ค่า Rrs และ Xrs เปลี่ยนตามความถี่ เป็นหัวใจของการแปลผล เพราะบ่งบอกถึงความไม่สม่ำเสมอ (heterogeneity) ในปอด ซึ่งพบบ่อยในโรคหอบหืดและ COPD
ใช้ได้กับใครบ้าง? การประยุกต์ใช้ทางคลินิก
Oscillometry มีข้อได้เปรียบเหนือ spirometry อย่างชัดเจนในหลายสถานการณ์:
เด็กเล็กและทารก — ไม่ต้องอธิบายวิธีเป่า เด็กอายุ 1–3 วันก็ตรวจได้ด้วยเทคนิค wave tube รวมถึงทารกที่ตรวจระหว่างนอนหลับ
ผู้ป่วยในหอผู้ป่วยวิกฤต (ICU) — วัดได้แม้ระหว่างใช้เครื่องช่วยหายใจ
การตรวจที่บ้านและภาคสนาม — ระยะเวลาตรวจสั้น ง่ายต่อการใช้งาน งานวิจัยพบว่าในผู้ป่วย COPD ที่ตรวจที่บ้านทุกวัน และแพทย์แทรกแซงเร็วเมื่อค่าแย่ลง ช่วยลดการกลับเข้าโรงพยาบาลซ้ำและลดค่าใช้จ่ายสุขภาพได้อย่างมีนัยสำคัญ
การตรวจ bronchial challenge — เหมาะกว่า spirometry ในบางกรณี เพราะวัดระหว่างหายใจปกติโดยไม่ต้องสูดลมลึก ทำให้ตรวจจับภาวะ hyperresponsiveness ได้ไวกว่า
มาตรฐานทางเทคนิค: สิ่งที่เปลี่ยนแปลงจาก 2003
1. สัญญาณที่ส่งเข้าปอด (Input Signal)
ความถี่ต่ำสุดที่แนะนำเปลี่ยนจาก ≥2 Hz เป็น ≥4 Hz เพื่อหลีกเลี่ยงสัญญาณรบกวนจากการหายใจ ความดันสูงสุดของคลื่นต้องไม่เกิน 0.3 kPa เพื่อป้องกันพฤติกรรมแบบ non-linear ในปอด ซึ่งอาจทำให้ค่าคลาดเคลื่อน
2. การสอบเทียบและตรวจสอบเครื่อง
เครื่องต้องผ่านการตรวจสอบ (verification) ด้วย test load ทุกวันที่ใช้งาน โดย:
- ค่าเบี่ยงเบนที่ยอมรับได้ต้อง ≤±10% หรือ ±0.1 hPa·s·L⁻¹ แล้วแต่ค่าใดจะมากกว่า
- Test load สำหรับผู้ใหญ่ควรอยู่ที่ ~15 hPa·s·L⁻¹ และสำหรับเด็ก ~40 hPa·s·L⁻¹
- ในอนาคต test load ควรมีทั้งองค์ประกอบ elastic และ inertive ไม่ใช่แค่ resistive อย่างเดียวเหมือนในปัจจุบัน
ควรมีการใช้ biological control (อาสาสมัครสุขภาพดีในห้องปฏิบัติการ) อย่างน้อยสัปดาห์ละครั้ง เพื่อตรวจสอบว่าเครื่องยังทำงานถูกต้อง
3. ความต้านทานและ Dead Space ของระบบ
ตัวเครื่องและ bacterial filter รวมกันต้องมีความต้านทาน <2 hPa·s·L⁻¹ ที่ความถี่ ≤5 Hz และ dead space รวมต้อง <100 mL ในผู้ใหญ่ และ <70 mL ในเด็กเล็ก เพื่อไม่รบกวนรูปแบบการหายใจของผู้ป่วย
โปรโตคอลการตรวจ: ขั้นตอนที่สำคัญ
การเตรียมผู้ป่วย
ก่อนตรวจ ต้องอธิบายให้ผู้ป่วยเข้าใจว่าจะรู้สึกเหมือน “มีการสั่นสะเทือนเบาๆ” ที่ปากและหน้าอก และให้:
- นั่งตรงในท่าที่สบาย เงยคางขึ้นเล็กน้อย
- ใช้มือประคองแก้มทั้งสองข้างเพื่อป้องกันการสั่นของเนื้อเยื่ออ่อนบริเวณนั้น (ในเด็กให้ผู้ปกครองหรือเจ้าหน้าที่ช่วย)
- ไม่กลืนน้ำลายระหว่างตรวจ
- อ้าปากอย่างถูกวิธี ไม่ให้ลิ้นอุดตันปลายท่อ
ลำดับการตรวจ
Oscillometry ต้องทำก่อน การทดสอบที่ต้องสูดหายใจลึก เช่น spirometry, exhaled nitric oxide และ diffusing capacity เพราะการสูดลมลึกมีผลต่อคุณสมบัติของทางเดินหายใจ และอาจทำให้ผลคลาดเคลื่อนได้
ระยะเวลาและจำนวนครั้ง
| กลุ่มผู้ป่วย | ระยะเวลาต่อครั้ง | จำนวนขั้นต่ำ |
|---|---|---|
| ผู้ใหญ่ | 30 วินาที | 3 ครั้ง |
| เด็กอายุ <12 ปี | 16 วินาที | 3 ครั้ง |
ค่า Coefficient of Variation (CoV) ระหว่างการตรวจแต่ละครั้งต้อง ≤10% ในผู้ใหญ่ และ ≤15% ในเด็ก
การควบคุมคุณภาพ: อะไรเป็น artefact?
นี่คือหนึ่งในส่วนที่สำคัญที่สุด เพราะ artefact ทำให้ผลไม่น่าเชื่อถือ สัญญาณรบกวนที่พบบ่อยได้แก่:
- การกลืนน้ำลาย — ทำให้ impedance พุ่งสูงกะทันหัน
- การปิดกล่องเสียง (glottis closure) — เกิดความต้านทานสูงผิดปกติชั่วขณะ
- ลิ้นอุดปลายท่อ — ทำให้ flow เปลี่ยนแปลงอย่างเห็นได้ชัด
- ปากรั่ว — ทำให้ impedance ลดลงกะทันหัน
- การไอ — ทำให้ค่าความต้านทานติดลบ ซึ่งเป็นไปไม่ได้ในทางสรีรวิทยา
ข้อเปลี่ยนแปลงสำคัญจากปี 2003: เดิมใช้ค่า Coherence ในการตัดสินคุณภาพข้อมูล แต่บทความนี้ ไม่แนะนำให้ใช้อีกต่อไป เพราะ:
- แต่ละบริษัทคำนวณไม่เหมือนกัน
- ในผู้ป่วยโรคปอด coherence มักต่ำตามธรรมชาติ การตัดข้อมูลด้วยเกณฑ์ cohrence จะทำให้ผลลำเอียง
- coherence สูงไม่ได้รับประกันว่าไม่มี artefact
ให้ใช้ การตรวจสอบด้วยสายตา ร่วมกับ CoV และ การตัด artefact ทั้ง breath แทน
ค่าอ้างอิงและการแปลผล
การตอบสนองต่อยาขยายหลอดลม (Bronchodilator Response)
คณะผู้เชี่ยวชาญกำหนดเกณฑ์การตอบสนองต่อยาสูดขยายหลอดลม (เช่น salbutamol) ไว้ดังนี้ ทั้งในเด็กและผู้ใหญ่:
| ค่า | เกณฑ์การตอบสนองที่มีนัยสำคัญ |
|---|---|
| Rrs5 (ความต้านทานที่ 5 Hz) | ลดลง ≥40% |
| Xrs5 (reactance ที่ 5 Hz) | เพิ่มขึ้น ≥50% |
| AX (Area of Reactance) | ลดลง ≥80% |
และแนะนำให้ใช้ z-scores ในอนาคต แทนค่า % เพราะหลีกเลี่ยงปัญหาเมื่อค่าอ้างอิงใกล้ศูนย์
การทดสอบ Bronchial Challenge
Oscillometry ใช้แทน spirometry ในการทดสอบความไวของทางเดินหายใจต่อสารกระตุ้น (bronchial challenge test) ได้ และอาจตรวจจับภาวะ hyperresponsiveness ได้ไวกว่า เพราะ:
- วัดระหว่างหายใจปกติ ไม่มีผลของการสูดลมลึก
- บางรายที่มีอาการแต่ FEV1 ไม่เปลี่ยน กลับพบการเปลี่ยนแปลงของ Rrs และ AX ซึ่งแสดงถึงการตีบแคบและการปิดของทางเดินหายใจ
อย่างไรก็ตาม เกณฑ์ตัดสินควรพัฒนาขึ้นสำหรับแต่ละห้องปฏิบัติการและแต่ละเครื่อง เพราะยังมีความแปรปรวนระหว่างการศึกษา
การรายงานผล: ต้องโปร่งใสมากขึ้น
หนึ่งในข้อเน้นย้ำที่สำคัญที่สุดของบทความนี้คือ ความโปร่งใสในการรายงาน เพื่อให้ห้องปฏิบัติการและนักวิจัยทั่วโลกเปรียบเทียบและทำซ้ำผลได้
รายงานและบทความวิจัยต้องระบุ:
- ชื่อเครื่อง รุ่น และ software version
- ความถี่ที่ใช้ในการส่งสัญญาณ
- ระยะเวลาของการตรวจแต่ละครั้ง
- จำนวนครั้งที่ตรวจ
- วิธีการคำนวณค่าเฉลี่ย (ทั้ง breath หรือเฉพาะ inspiratory/expiratory?)
- เกณฑ์การตัด artefact และ CoV ที่ใช้
- ลำดับการตรวจเทียบกับ spirometry
- วิธีประคองแก้ม และท่าทางของผู้ป่วย
สรุป: Oscillometry กับอนาคตของการตรวจปอด
Oscillometry เป็นเครื่องมือที่มีศักยภาพสูงมาก เพราะไม่ต้องอาศัยความร่วมมือของผู้ป่วย ทำให้ตรวจได้ในกลุ่มที่ spirometry ทำไม่ได้ และอาจตรวจจับโรคได้ไวกว่าในบางกรณี บทความ ERS ฉบับนี้วางรากฐานมาตรฐานทางเทคนิคที่จำเป็นอย่างยิ่งสำหรับการนำเทคนิคนี้ไปใช้อย่างแพร่หลายในทางคลินิกและการวิจัย
ข้อความสำคัญที่คณะผู้เชี่ยวชาญฝากไว้คือ: การมาตรฐานไม่ใช่แค่เรื่องของเครื่องมือ แต่ต้องครอบคลุมทั้งซอฟต์แวร์ โปรโตคอล การควบคุมคุณภาพ และการรายงานผล เพราะทั้งหมดนี้ล้วนส่งผลต่อความน่าเชื่อถือของการวัดที่ผู้ป่วยจะได้รับประโยชน์จากมัน
ที่มา: King GG, Bates J, Berger KI, et al. (2020). Technical standards for respiratory oscillometry. European Respiratory Journal, 55(2), 1900753.