The relationship of impulse oscillometry results with respiratory muscle strength and exercise capacity in patients with emphysema
Hüseyin Kosak, Seher Satar, Pınar ErgunDepartment of Pulmonary Rehabilitation and Chronic Respiratory Failure, University of Health Science, Ankara Atatürk Sanatoryum Training and Research Hospital, Ankara, TurkiyeObjective: Assessment of small airway function, respiratory mechanics, respiratory muscle strength, and exercise capacity plays a crucial role in both pharmacological and non-pharmacological treatment planning, as well as in evaluating treatment efficacy in patients with emphysema. Impulse oscillometry (IOS) allows for the evaluation of the physiological properties of both large and small airways, along with lung parenchyma involvement. This study aimed to in*vestigate small airway function and respiratory mechanics related to lung parenchyma using IOS and to examine their relationship with respiratory muscle strength and exercise capacity in emphysema patients.
Methods: Thirty patients diagnosed with emphysema by high-resolution computed tomography (HRCT) and airway obstruction based on GOLD (Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Diseases) spirometric criteria were included in this study. Demographic characteristics, IOS parameters, respiratory muscle strength (MIP, MEP), and exercise capacity (Endurance Shuttle Walk Test [ESWT], VO₂ peak) were analyzed. The study was approved by the Ankara Keçiören Training and Research Hospital Ethics Committee (Approval number: 2012-KAEK-15/2210) and conducted in accordance with the Declaration of Helsinki.
Results: There was a statistically significant positive correlation between GOLD spirometric stages and IOS parameters, particularly the resistance difference at 5 and 20 Hz (R5-R20) and reactance area (AX). A significant negative correlation was observed between GOLD stages and reactance at 5 Hz (X5), maximal inspiratory pressure (MIP), ESWT, and VO₂ peak. Additionally, MIP was negatively correlated with R5, R5-R20, and AX, but positively correlated with X5. VO₂ peak was negatively correlated with R5, R20, R5-R20, and AX, while it was positively correlated with X5, MIP, and maximal expiratory pressure (MEP). ESWT was negatively correlated with R5, R5-R20, and AX, and positively correlated with X5.
Conclusion: This study demonstrated that emphysema involves impairment of small airways and lung parenchyma, which can be effectively assessed using IOS. The impaired respiratory mechanics significantly decrease exercise capacity. Prioritizing therapies that target small airways may enhance pharmacological outcomes, and the observed correlation between IOS parameters and respiratory muscle strength may provide guidance for inhaler selection in clinical practice.
Keywords: Emphysema; exercise capacity; muscle strength; oscillometry
Amfizemli hastalarda impulse osilometri sonuçlarının, solunum kas gücü ve egzersiz kapasitesi ile ilişkisi
Hüseyin Kosak, Seher Satar, Pınar ErgunAnkara Atatürk Sanatoryumu Eğitim ve Araştırma Hastanesi, Sağlık Bilimleri Üniversitesi, Pulmoner Rehabilitasyon ve Kronik Solunum Yetmezliği Anabilim Dalı, Ankara, TürkiyeAmaç: Amfizemli hastalarda küçük hava yolları, solunum mekaniği, solunum kas gücü ve egzersiz kapasitesinin değerlendirilmesi; farmakolojik ve nonfarmakolojik tedavi planlamasında yol gösterici olabilir. Bu çalışmanın amacı, amfizem tanılı hastalarda impuls osilometri (IOS) kullanılarak küçük hava yolu fonksiyonları ve akciğer parankimine bağlı solunum mekaniğinin değerlendirilmesi; bu parametrelerin solunum kas gücü ve egzersiz kapasitesi ile ilişkisinin incelenmesidir.
Yöntem: Ocak–Mart 2021 tarihleri arasında Pulmoner Rehabilitasyon Kliniği’ne başvuran ve yüksek çözünürlüklü bilgisayarlı tomografi (YÇBT) ile amfizem tanısı konmuş, GOLD (Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Diseases) spirometrik kriterlerine göre hava yolu obstrüksiyonu bulunan 30 hasta çalışmaya dahil edildi. Hastaların demografik verileri, IOS parametreleri (R5 [5 hertz frekansındaki direnç], R20, R5–R20, X5 [5 hertz frekansındaki reaktans], AX [reaktans alanı]), solunum kas gücü (MIP [maksimal inspiratuar basınç], MEP [maksimal ekspiratuar basınç], EMYT [Endurans mekik yürüme testi]) ve egzersiz kapasitesi (VO₂ peak) değerlendirildi. Parametreler arası ilişkiler Pearson korelasyon analizi ile incelendi. Çalışma, Ankara Keçiören Eğitim ve Araştırma Hastanesi Etik Kurulu tarafından onaylandı (Onay numarası: 2012-KAEK-15/2210) ve Helsinki Bildirgesi’ne uygun olarak yürütülmüştür.
Bulgular: GOLD evresi ile R5–R20 ve AX arasında anlamlı pozitif; X5, MIP, EMYT ve VO₂ peak ile anlamlı negatif korelasyon saptandı. MIP ile R5, R5–R20 ve AX arasında anlamlı negatif; X5 ile pozitif ilişki bulundu. VO₂ peak ile R5, R5–R20, R20 ve AX arasında negatif; X5, MIP ve MEP ile pozitif korelasyon gözlendi. EMYT ile R5, R5–R20 ve AX arasında negatif; X5 ile pozitif korelasyon bulundu (p<0.05).
Sonuç: Amfizemli hastalarda parankim harabiyetine eşlik eden küçük hava yolu etkilenmesi ve buna bağlı solunum mekanik bozukluklarının IOS ile değerlendirilebildiği gösterilmiştir. Bu bozulmaların solunum kas gücü ve egzersiz kapasitesi ile ilişkili olması, IOS’un klinik izlem ve tedavi planlamasında kullanılabilecek bir araç olduğunu desteklemektedir. Ayrıca, küçük hava yollarını hedefleyen farmakolojik tedavilerin önceliklendirilmesi gerektiği düşünülmektedir. IOS parametrelerinin inspiratuvar kas gücü ile korelasyon göstermesi, inhaler tedavi formlarının seçiminde de yol gösterici olabilir. [NCI-2025-6-6]
Anahtar Kelimeler: Amfizem; egzersiz kapasitesi; kas gücü; osilometri
Manuscript Language: English