Keuhkojen diffuusiokapasiteetin viitearvojen soveltaminen ei-suomalaisilla maahanmuuttajilla
Lähtökohdat
Useimmilla ei-suomalaisilla on pituuteen nähden pienemmät keuhkotilavuudet kuin suomalaisilla. Tarkoituksemme oli verrata keskieurooppalaisia (ECSC) ja suomalaisia diffuusiokapasiteetin viitearvoja selvittääksemme, millä tavoin tuloksia tulisi verrata ei-suomalaisilla maahanmuuttajilla.
Menetelmät
Suomalaisia diffuusiokapasiteetin (DLCO) ja keuhkojen kokonaiskapasiteetin (TLC) viitearvoja vertailtiin laskennallisesti ECSC-viitearvoihin iän funktiona eri pituisilla ja painoisilla miehillä ja naisilla.
Tulokset
DLCO:n suomalainen viitearvo oli miehillä 3-12 % ja naisilla 8-20 % pienempi kuin ECSC-viitearvo, kun taas TLC:n suomalainen viitearvo oli 2-14 % korkeampi kuin ECSC-viitearvo.
Päätelmät
Diffuusiokapasiteettimittauksen yhteydessä mitattavien suureiden viitearvot tulee korjata henkilön etnisen alkuperän mukaiseksi. Koska menetelmäerot vaikuttavat tuloksiin, mittaus tulee tehdä samalla menetelmällä, millä viitearvot on laadittu.
Vuonna 2005 Suomessa asui lähes 114 000 jonkin muun maan kansalaista. Yhä useammin ei-suomalaiset henkilöt käyvät keuhkosairauden tai sen epäilyn vuoksi lääkärissä ja saavat lähetteitä keuhkojen toimintakokeisiin maamme terveysasemille ja sairaaloihin. Monilla roduilla vartalon ja keuhkojen koko suhteessa pituuteen on pienempi kuin suomalaisilla (1). Suurin keuhkotilavuus suhteessa pituuteen on pohjoismaalaisilla ja Amerikan intiaaneilla, pienin Afrikan mustilla sekä intialaisilla (1,2,3). Aikaisemman viitearvovertailun perusteella suomalaisilla vaikuttaisi olevan pituuteen nähden 10-20 % suurempi keuhkotilavuus kuin keskieurooppalaisilla henkilöillä (4). Tämän vuoksi spirometriatutkimuksen yhteydessä keskieurooppalaisten henkilöiden spirometriatulokset verrataan Suomessa keskieurooppalaisiin (ECSC) viitearvoihin (5,6), suomalaisten taas kotimaisiin viitearvoihin (7).
Keuhkojen diffuusiokapasiteetti (DLCO), joka yleisesti mitataan hiilimonoksidin (CO) avulla, kuvastaa keuhkokudoksen kaasujenvaihduntakykyä. Diffuusiokapasiteettitutkimuksia tehdään Suomessa arviolta 10 000 vuodessa. Tutkimusta käytetään yleisten keuhkokudoksen sairaustilojen, kuten emfyseeman ja keuhkorakkulatautien, toteamiseen, vaikeusasteen arvioimiseen ja seurantaan (8).
Diffuusiokapasiteettitutkimuksen yhteydessä mitataan DLCO:n lisäksi myös keuhkotilavuuksia (kaasulaimennusperiaate) ja niistä riippuvia suureita: spesifinen diffuusiokapasiteetti (kokonaisdiffuusiokapasiteetti suhteessa alveolaariseen tilavuuteen) (DLCO/VA), keuhkojen kokonaiskapasiteetti (TLC) ja jäännöstilavuus (RV).
DLCO on yleensä melko riippumaton etnisestä ryhmästä (1,2,3). On viitettä siitä, että Afrikan mustilla voisi olla muita rotuja pienempi (9,10) ja korkeiden paikkojen asukkailla hieman suurempi (11) DLCO suhteessa pituuteen, joskaan riittävän laajoja vertailuja ei ole tehty. Korkean paikan asukkailla hieman korkeampi DLCO voisi johtua alveolien suurentuneesta määrästä, mikä suurentaisi diffuusiopinta-alaa (12,13,14). Kansainvälisissä suosituksissa DLCO-viitearvojen korjausta eri rotujen välillä ei kuitenkaan ole suositeltu (1,15,16,17), vaikka DLCO-mittauksen yhteydessä saaduissa tilavuusarvoissa ja tilavuudesta riippuvassa DLCO/VA-arvossa saattaisi olla merkittäviä rodunmukaisia eroja.
Tarkoituksemme oli verrata DLCO:n ECSC-viitearvoa ja suomalaisia viitearvoja keskenään, jotta voisimme arvioida, onko niiden välillä eroavuutta myös diffuusiokapasiteettiarvoissa todetun tilavuuseron lisäksi. Vertailu on tullut tarpeelliseksi, jotta voidaan päätellä, millä tavoin DLCO:n viitearvoja tulisi korjata geneettisesti ei-suomalaisilla maahanmuuttajilla.
Menetelmät
DLCO:n, DLCO/VA:n ja TLC:n suomalaisia viitearvoja (17) verrattiin ECSC-viitearvoihin (5,6) eri pituisilla ja painoisilla miehillä ja naisilla. Suomalaiset ja ECSC-viitearvot laskettiin regressioyhtälöiden mukaisesti (R-ohjelmisto). Viitearvojen prosentuaalinen ero saatiin, kun suomalaisesta viitearvosta vähennettiin ECSC-viitearvo ja tämä erotus jaettiin ECSC-viitearvolla.
Tulokset
DLCO:n ECSC-viitearvo oli yleensä korkeampi kuin suomalainen viitearvo, ja erityisen selvästi tämä tuli esiin ikähaitarin äärilaidoilla ja naisilla (kuvio 1).
TLC:n suomalainen viitearvo oli sekä miehillä että naisilla selvästi korkeampi kuin ECSC-viitearvo kuvion 2 mukaisesti.
DLCO/VA:n suomalainen viitearvo oli pienempi kuin ECSC-viitearvo, mikä korostui ikähaitarin ääripäissä. Miehillä suomalainen viitearvo oli ECSC-viitearvoa pienempi kaikissa ikäluokissa, ero vanhoilla ja nuorilla suurimmillaan noin 22 %, 30-40-vuotiailla 21 %:n luokkaa. Naisilla suomalainen DLCO/VA:n viitearvo oli kaikilla ikäryhmillä 27-33 % pienempi kuin ECSC-viitearvo.
Pohdinta
Aikaisemmin on todettu, että suomalaiset pituuden suhteen vakioidut spirometriaviitearvot (7) ovat keuhkotilavuuksien osalta keskimäärin 10-20 % suuremmat (4) kuin ECSC-viitearvot (5,6), minkä eroavaisuuden taustalla on todennäköisimmin ruumiinrakenne (1); alaraajojen osuus kokonaispituudesta vaihtelee eri rotujen välillä. Nykyisessä tutkimuksessa suomalainen TLC:n viitearvo oli vastaavalla tavoin suurempi kuin TLC:n ECSC-viitearvo.
Koska pituuden suhteen vakioidut keuhkotilavuudet ovat suomalaisessa viitearvoaineistossa suuremmat kuin ECSC-viitearvoissa, voisi olettaa, että myös suomalaisten DLCO:n viitearvo olisi suurempi. Tekemämme vertailun perusteella näin ei kuitenkaan ole, vaan DLCO:n suomalainen viitearvo oli 3-20 % pienempi kuin ECSC-viitearvo (18,19).
Eroon löytyy selkeä selitys. DLCO-mittauksessa tutkittava hengittää keuhkot täyteen testikaasua. Suomessa DLCO:n mittausperiaatteena on rajoitettu sisäänhengitystilavuus (Vin on 90 % VC:stä), kun ECSC-menetelmän mukaan tutkittava hengittää sisään täyden vitaalikapasiteetin (Vin on 100 % VC:stä). Sisäänhengityksen rajoittimen käyttö selittää edellä selostetun löydöksen siitä, että DLCO on suomalaisten viitearvojen (7) mukaan pienempi kuin ECSC-viitearvojen mukainen (5,6). Jos oletetaan, että DLCO pienenee rajoittimen käytön yhteydessä samassa suhteessa kuin keuhkotilavuus, niin ero on teoreettisesti arvioiden noin 8 %. Ero kuitenkin vaihtelee kuvion 1 mukaisesti eri ikäluokissa. Tuloksen perusteella voitaneen kuitenkin arvioida, että suomalaisten keuhkojen diffuusiokyky ei merkittävästi eroa keskieurooppalaisten diffuusiokyvystä. TLC-mittauksessa sen sijaan rajoittimen käyttö ei juurikaan vaikuta, koska sen laskemisessa käytetään hyväksi mitattua VC-arvoa.
DLCO-mittausta koskevassa Amerikan ja Euroopan (ATS/ERS) keuhkolääkäriyhdistyksien suositusjulkaisussa vuodelta 2005 (20) todetaan, että kun DLCO-mittauksen yhteydessä sisäänhengitystilavuuden suuruudeksi pyritään saamaan 100 % VC-arvosta, käytännössä saavutetaan keskimäärin vain 90 %. Realistiseksi tavoitteeksi sisäänhengityksen suuruudelle on ilmoitettu suosituksessa 85 % VC-arvosta (20). Tätä taustaa vasten suomalainen, jo 1980-luvulla omaksuttu käytäntö käyttää sisäänhengityssulkijaa tilavuustasolla 90 % VC-arvosta on ollut hyvä ratkaisu. Rajoittimen avulla tehty tutkimus on potilaalle kevyempi suorittaa, ja se on hyvin toistettava (21). Tätä puhallustekniikkaa on noudatettu suomalaisissa diffuusiokapasiteetin viitearvoissa (7).
Vertailtavana olevilla viitearvoilla oli varsin erilaiset yhtälörakenteet. Sekä suomalainen että ECSC:n mukainen DLCO:n viitearvo muodostetaan iän ja pituuden mukaan, mutta kokonaiskapasiteetin (TLC) ECSC-viitearvo muodostetaan pelkästään pituuden mukaan. Suomalaiseen TLC:n viitearvoon vaikuttavat pituuden lisäksi paino ja ikä. ECSC-viitearvosto on muodostettu useammista eurooppalaista ja eräistä Pohjois-Amerikan valkoihoisen (niin sanotun kaukasialaisen) väestön viitearvoista (5), suomalaista materiaalia varten on tutkittu geneettisesti eri puolilta Suomea olevia rautatievirkailijoita ja -työntekijöitä (7). Molempien viitearvojen aineisto on kerätty valtaosin 1970-luvun puolivälin seutuvilla, joskin ECSC-viitearvoissa on mukana myös vanhempaa materiaalia.
Alveolaarinen tilavuus (VA) on kaasulaimennoksen avulla mitattu keuhkojen kokonaistilavuus, joka on suuruudeltaan lähes TLC-tilavuus. Thorax-ontelon tilavuus vaikuttaa myös VA:n arvoon; mitä suurempi VA, sitä pienempi on DLCO/VA. DLCO/VA:n ECSC-viitearvo muodostetaan iän ja pituuden mukaan, suomalaisissa arvoon vaikuttaa lisäksi paino.
Olemme päätyneet omassa käytännössämme siihen, että ei-suomalaisten eurooppalaisten DLCO-arvoa verrataan ECSC-viitearvoon, jolloin mittaus tehdään samalla menetelmällä kuin alkuperäinen viitearvokin, eli ilman tilavuusrajoitinta (sisäänvedetty tilavuus, Vin 100 % VC:stä) (taulukko 1).
Kansainväliset suositukset TLC:n korjaamisesta rodunmukaisesti vaihtelevat jonkin verran (15,17,22,23), mutta valtaosin TLC ja RV korjataan samassa suhteessa kuin FVC (22). Olemme Meilahden sairaalan kliinisen fysiologian laboratoriossa alkaneet soveltaa seuraavaa käytäntöä: diffuusiokapasiteettimittauksen yhteydessä mitatut TLC:n, RV:n ja FRC:n (toiminnallinen jäännöskapasiteetti) viitearvo korjataan tarvittaessa samalla tavoin kuin spirometrian FEV1:n ja FVC:n viitearvo (4,15).
Suomessa on käsittääksemme hyvin omaksuttu spirometriaviitearvojen rodunmukainen korjaaminen suosituksien mukaisesti (4,15), ja se on myös todettu mielekkääksi. Mikäli potilaalle tehdään myös diffuusiokapasiteettimittaus, eikä rodunmukaista korjausta siinä yhteydessä suoriteta, keuhkofunktioiden tulosprofiilin tulkinta voi vaikeutua. Tästä syystä pidämme tärkeänä, että myös diffuusiokapasiteettimittauksen tuloksissa otetaan huomioon rodunmukaiset erot.
Sekä ECSC-viitearvosto että suomalainen viitearvosto tulisi ajanmukaistaa. Vuoden 2005 kansainvälinen (ATS/ERS) hengitysfunktiosuosituksessa kirjoitetaan, että olisi tarpeen saada aikaan ajan tasalla olevat eurooppalaiset viitearvot (23). Suomalaiset diffuusiokapasiteetin viitearvot (7) ovat menetelmällisesti korkeatasoiset, mutta aineisto perustuu pienehköön otokseen, ja siitä puuttuvat yli 65-vuotiaat. Tämän vuoksi Suomessa on meneillään uuden viitearvomateriaalin keräys. Uusien diffuusiokapasiteettiviitearvojen laatiminen vie kuitenkin aikaa. Toistaiseksi on tyydyttävä yllä kuvattuun kompromissiratkaisuun ei-suomalaisten maahanmuuttajien osalta.
Kiitokset
CEO, Ph.D. Pasi Korhoselle statistisesta konsultaatiosta ja tuloksien laskemisesta.
Tästä asiasta tiedettiin
Ei-suomalaisilla on yleensä pituuteen nähden pienemmät keuhkotilavuudet kuin suomalaisilla.
Spirometriassa mitatut keuhkotilavuudet korjataan ei-suomalaisilla etnisen alkuperän mukaisesti.
Kertahengitysmenetelmällä mitattu diffuusiokapasiteetti on yleisin keuhkokudoksen toiminnan tutkimiseen käytetty menetelmä.
Diffuusiokapasiteetti ei juurikaan poikkea eri rotujen välillä, mutta keuhkotilavuuksien eroavaisuudet voivat aikaansaada virhettä eri rotujen välillä erityisesti tilavuuksien ja spesifisen diffuusiokapasiteetin arvossa.
Tämä tutkimus opetti
Suomalainen diffuusiokapasiteettiviitearvo on pienempi kuin ECSC-viitearvo, mikä korostuu nuorilla ja vanhoilla ikäluokilla. Tämä selittyy menetelmäerolla; suomalaisessa menetelmässä sisään hengitetty keuhkotilavuus on rajattu 90 %:iin vitaalikapasiteetista.
TLC- ja RV-tilavuudet ovat suomalaisten viitearvojen mukaan suuremmat kuin keskieurooppalaisilla viitearvoilla.
Diffuusiokapasiteettimittauksen yhteydessä mitatut TLC:n, RV:n (jäännöstilavuus) ja FRC:n (toiminnallinen jäännöskapasiteetti) viitearvo korjataan tarvittaessa samalla tavoin kuin spirometrian uloshengityksen sekuntikapasiteetin FEV1:n ja nopean vitaalikapasiteetin FVC:n viitearvo.
- 1
- Cotes JE. Lung function throughout life: Determinants and reference values. Kirjassa: Lung function. 5. painos. Oxford: Blackwell scientific publications 1993;445-513.
- 2
- Donnelly PM, Yang T-S, Peat JK, Woolcock JA. What factors explain racial differences in lung volumes? Eur Respir J 1991;4:829-38.
- 3
- Rossiter CE, Weill H. Ethnic difference in lung function: evidence for proportional differences. Int J Epidemiol 1974;3:55-61.
- 4
- Piirilä P, Lindqvist A, Rytilä P, Välimäki P, Sovijärvi ARA. Mitä viitearvoja tulisi käyttää Suomeen muuttaneiden ulkomaalaisten spirometriatuloksia arvioitaessa? Suom Lääkäril 2001;56:4487-92.
- 5
- European Community for Coal and Steel. Summary equations of reference values. Quanjer Ph H, toim. Bull Europ Physiopath Resp 1983;19:7-27.
- 6
- Cotes JE, Chinn DJ, Quanjer Ph H ym. Standardization of the measurement of transfer factor (diffusing capacity). Eur Respir J 1993;6:41-52.
- 7
- Viljanen AA, toim 1982. Reference values for spirometric, pulmonary diffusing capacity and body plethysmographic studies. Scand J Clin Invest 1982;42:1-50.
- 8
- Piirilä P, Sovijärvi ARA. Keuhkojen diffuusiokapasiteettimittaus keuhkokudoksen toiminnan arvioinnissa. Suom Lääkäril 2006;61:565-9.
- 9
- Neas LM, Schwarzt J. The determinants of pulmonary diffusing capacity in a national sample of U.S. adults. Am J Respir Crit Care Med 1996;153:656-64.
- 10
- Pesola GR, Sunmonu Y, Huggins G, Ford JG. Measured diffusion capacity versus prediction equation estimates in blacks without lung disease. Respiration 2004;71:484-92.
- 11
- Frisancho AR. Functional adaptation of high altitude hypoxia. Science 1975;187:313-9.
- 12
- Miller GJ, Saunders MJ, Gin RJ ym. Lung function in healthy boys and girls in Jamaica in relation to ethnic composition, test exercise performance and habitual physical activity. Thorax 1977;32:486-96.
- 13
- Cotes JE, Saunders MJ, Adan JER ym. Lung function in coastal and highland New Guineans - comparison with Europeans. Thorax 1973;28:320-30.
- 14
- Yang T-S, Peat J, Keena V ym. A review of the racial differences in the lung function of normal Caucasian, Chinese and Indian subjects. Eur Respir J 1991;4:872-80.
- 15
- Cotes JE, Chinn DJ, Quanjer PhH, Roca J, Yernault J-C. Standardisation of the measurement of transfer factor (Diffusing capacity). Eur Respir J 1993;16:41-52.
- 16
- American Thoracic Society. Lung function testing: Selection of reference values and interpretative strategies. Am RevRespir Dis 1991;144:1202-18.
- 17
- American Thoracic Society. Single-breath carbon monoxide diffusing capacity (transfer factor). Recommendations for a standard technique - 1995 update. Am J Respir Crit Care Med 1995;152:2185-98.
- 18
- Seikkula T. Eri etnisten ryhmien diffuusiokapasiteettitutkimus, viitearvovertailu. Opinnäytetyö Helsingin ammattikorkeakoulu, Helsinki Polytechnic, Health Care and Social Services, Helsinki: Stadia 2003.
- 19
- Lampinen A. Diffuusiokapasiteettimittauksen vertailua eurooppalaisilla ja afrikkalaisilla maahanmuuttajilla Suomessa. Opinnäytetyö Helsingin ammattikorkeakoulu, Helsinki Polytechnic, Health Care and Social Services, Stadia 2004.
- 20
- Brusasco V, Crapo R, Viegi G. Standardisation of the single-breath determination of carbon monoxide uptake in the lung. Eur Respir J 2005;26:720-35.
- 21
- Sovijärvi ARA. Day-to-day variation of single-breath diffusing capacity and lung volumes in patients with chronic obstructive lung disease, diffuse interstitial lung disease and in healthy subjects. Am Rev Respis dis 1986;133, number 4, part 2:Abstr. A 385.
- 22
- Stocks J, Quanjer Ph H. Reference values for residual volume, functional residual capacity and total lung capacity. Eur Respir J 1995;8:492-506.
- 23
- Pellegrino R, Viegi G, Brusasco V ym. Interpretative strategies for lung function tests. Series "ATS/ERS task force: Standardisation of lung function testing". Eur Respir J 2005;26:948-68.
English summary: DIFFUSING CAPACITY REFERENCE VALUES IN NON-FINNISH IMMIGRANTS
Background
Most non-Finnish subjects have smaller lung volumes in relation to height than Finns. The aim of this study was to compare the European (ECSC) and Finnish reference values for single breath diffusing capacity for carbon monoxide in order to find out how the diffusing capacity results should be interpreted in non-Finnish immigrants.
Methods
Finnish reference values for diffusing capacity (DLCO) and total lung capacity (TLC) were compared with ECSC reference values in men and women of different height and weight.
Results
The Finnish reference value for DLCO in the age group of 35-40 years was 3-10% lower than the ECSC reference value, in young and old men it was at most 12% lower, and in young women 20% lower. The Finnish reference value for TLC was 2-14% higher than the ECSC reference value.
Conclusions
The reference values for diffusing capacity measurement should be corrected according to the ethnic origin of the subject. Since methodological differences influence the results, the measurements should be performed with the same method as that used for establishment of the reference values.
