Спирометр
| Спирометр | |
|---|---|
 Спирометр Тест | |
| Цель | Измерение объема воздуха, вдохновленного и истек с помощью легких |
Спирометр - это аппарат для измерения объема воздуха , вдохновленного и истекших легкими . Спирометр измеряет вентиляцию, перемещение воздуха в легкие. Спирограмма будет идентифицировать два различных типа аномальной вентиляционной модели, обструктивной и ограничительной. Существуют различные типы спирометров, которые используют ряд различных методов для измерения (датчики давления, ультразвуковые, манометрирование воды).
Легочные функциональные тесты
[ редактировать ]Спирометр является основной частью оборудования, используемого для основных тестов легочной функции (PFT). Заболевания легких, такие как астма , бронхит и эмфизема, могут быть исключены из тестов. Кроме того, спирометр часто используется для поиска причины одышки, оценки влияния загрязняющих веществ на функцию легких, влияние лекарств и оценку прогресса для лечения заболеваний. [ 1 ]
Причины тестирования
[ редактировать ]- Диагностировать определенные виды заболеваний легких (такие как Covid-19 , бронхит и эмфизема )
- Найти причину одышки
- ли воздействие химикатов на работе Измерить, влияет
- Проверьте функцию легких, прежде чем кто -то перенесится операция
- Оценить влияние лекарств
- Измерить прогресс в лечении заболеваний
История
[ редактировать ]
Раннее развитие
[ редактировать ]Самая ранняя попытка измерить объем легких может быть датирована периодом 129–200 гг. Клавдий Гален , римский врач и философ, провели объемный эксперимент по вентиляции человека. У него был ребенок, который дышил и выходил из мочевого пузыря, и обнаружил, что объем не изменился. Эксперимент оказался неубедительным.
- 1681, Борелли попытался измерить объем воздуха, вдохновленный одним дыханием. Он собрал цилиндрическую трубку, частично заполненную водой, а источник в открытой воде попал в дно цилиндра. Он окклюзил свои ноздри, вдыхал через выход в верхней части цилиндра и измерил объем воздуха, перемещенного водой. В настоящее время этот метод очень важен для определения параметров объема легких.
Девятнадцатый век
[ редактировать ]- 1813, Кентиш, Э. использовал простой «Пульмометр» для изучения влияния заболеваний на объем легких легких. Он использовал перевернутую градуированную банку колокольчика, стоящую в воде, с розеткой в верхней части банки колокола, контролируемой краном. Объем воздуха измеряли в единицах пинты .
- 1831, Thacrah, CT описал «пульмометр», похожий на кендиша. Он изобразил устройство как колокольчик с отверстием для воздуха, чтобы войти снизу. Там не было коррекции на давление. Следовательно, спирометр не только измерял дыхательный объем, но и силу дыхательных мышц. [ 2 ]
- 1845, Вирордт в своей книге под названием «Physiologie des Athmens mit besonderer rücksicht auf die auscheidung der Kohlensäure» обсудил его интерес к точному объему истечения срока действия. Он также завершил точные показатели других параметров тома, используя свой «Excirator». Некоторые из описанных он параметров используются сегодня, включая остаточный объем и жизненно важную емкость .
- спирометр, 1846 г., измеренный водный был разработан хирургом по имени Джон Хатчинсон . Он изобрел калиброванный колокол, перевернутый в воде, который использовался для захвата объема воздуха, выдыхаемого человеком. Хатчинсон опубликовал свою статью о своем водном спиртере и измерениях, которые он прошел у более чем 4000 субъектов, [ 2 ] описывая прямую связь между жизненно важной способностью и высотой и обратной взаимосвязи между жизненно важной способностью и возрастом. Он также показал, что жизненно важная способность не относится к весу на любой высоте. Хатчинсон рассматривается как изобретатель жизненно важной емкости, потому что он обнаружил, что с каждым дюймом жизненно важной высоты увеличивается на восемь кубических дюймов. [ 3 ] Он также использовал свою машину для прогнозирования преждевременной смертности. Он придумал термин «жизненно важная способность», который был утвержден как мощный прогноз сердечно -сосудистых заболеваний в результате исследования Framingham. Он полагал, что его машина должна использоваться для актуарных прогнозов для компаний, продающих страхование жизни. [ 4 ]
- 1854 Доктор М. Альтон Уинтрих разработал спирометр, который был проще в использовании, чем у Хатчинсона. Он провел эксперимент с 4000 субъектов и пришел к выводу, что существует три параметра, влияющие на жизненно важную емкость: рост, вес и возраст. Его эксперимент дал результаты, аналогичные результатам исследования Хатчинсона.
- 1859 Э. Смит разработал портативный спирометр, который он использовал для измерения газового метаболизма.
- 1866 Генри Хайд Солтер (1823-1871) добавил кимограф в спирометр, чтобы записать время при получении объемов воздуха.
- 1879 GAD J. опубликовал статью под названием «Пневматограф», в котором описана машина, которая позволила записать изменения объема легких.
Двадцатый век
[ редактировать ]- 1902, Brodie TG был первым, кто использовал спирометр с засоренным вере
- 1904 Tissot ввел спирометр с закрытым кругом
- 1939 Compton SD разработал Lungometer для использования нацистской Германией
- 1959 Wright BM и McKerrow CB представили счетчик пикового потока
- и Ван де Востиджне К.П. 1969 г. Дюбуа А.Б.
- 1974 Campbell et al. усовершенствовал предыдущий счетчик пикового потока, разработав более дешевую и легкую версию [ 2 ]
Интерпретация спирометрии
[ редактировать ]Даже с численной точностью, которую может обеспечить спирометр, определение легочной функции зависит от дифференциации ненормального от нормального. Измерения функции легких могут варьироваться как внутри, так и среди групп людей, отдельных лиц и устройств спирометра. Например, емкость легких может варьироваться во времени, увеличиваясь, а затем уменьшаясь в жизни одного человека. В результате идеи о том, что представляет собой «нормальные», основаны на понимании источников вариаций и могут быть оставлены для интерпретации.
Традиционно источники вариаций поняты в отдельных категориях, таких как возраст, рост, вес, пол, географический регион (высота), и раса или этническая принадлежность. В начале двадцатого века глобальные усилия были предприняты для стандартизации этих источников, чтобы обеспечить правильную диагностику и точную оценку легочной функции. Однако вместо того, чтобы дальнейшее стремление понять причины таких изменений, основным подходом к борьбе с наблюдаемыми различиями в способности легких было «корректировать» для них. Используя результаты сравнительных популяционных исследований, атрибуты эмпирически разлагаются вместе в «коррекционный коэффициент». Затем это число используется для формирования персонализированного «справочного значения», которое определяет то, что считается нормальным для одного человека. Таким образом, практикующие могут найти процентное отклонение от этого прогнозируемого значения, известного как «процент прогнозируемого», и определить, является ли чья -то функция легких аномально бедными или превосходными. [ 5 ]
В частности, «коррекция расы» или «этническая корректировка» эффективно была программирована в современный спирометр. Предварительные представления о том, что «белые» люди имеют большую легочную функцию, встроены в интерпретацию измерения спирометра и были усилены только благодаря этому медицинскому стереотипам . В Соединенных Штатах спирометры используют коррекционные коэффициенты 10-15% для тех, кто идентифицирован как «черный» и 4-6% для тех, кто идентифицирован как «азиатский». [ 6 ]
Стандартные руководящие принципы
[ редактировать ]В 1960 году Европейское сообщество по угле и стали (ECCS) впервые рекомендовало руководящие принципы для спирометрии. [ 7 ] Затем организация опубликовала прогнозируемые значения для таких параметров, как спирометрические индексы, остаточный объем, общая пропускная способность легких и функциональную остаточную мощность в 1971 году. [ 8 ] Американское торакальное общество/Европейское респираторное общество также рекомендует, чтобы референтные ценности, специфичные для раса, когда они доступны. [ 9 ] Даже сегодня в Национальном институте по безопасности и спирометрии Национального института профессиональной службы, которое связано с центрами контроля и профилактики заболеваний, отмечается в использовании коррекции расы и ориентированной на расовую референтную ценность на четвертом этапе «нормальной» спирометрии. [ 10 ]
Мотивы
[ редактировать ]Использование эталонных значений и дискретных категоризаций источников изменчивости мотивировано идеями антропометрии и жизненно важной способности. Исследования рассматривались специально на взаимосвязи между антропометрическими переменными и параметрами функции легких. [ 11 ]
Подразумеваемое
[ редактировать ]Использование эталонных значений до сих пор не учитывало социальную маркировку расы и этнической принадлежности. Часто определения субъективны или молча приписываются практикующим. Другой проблемой использования эталонных значений является неправильная диагностика. [ 12 ] Это было важным фактором в управлении и контроле компенсации для шахтеров в Великобритании в межвоенный период. В этом политически нагруженном контексте, в котором новая рентгеновская технология не может быть полностью доверилась, спирометр представлял безопасные доказательства респираторных заболеваний в численных терминах, которые можно использовать в комплексной компенсационной сети. [ 13 ]
Оценка жизненно важной способности повлияла на другие сектора жизни, кроме медицины, включая оценку кандидатов на страхование жизни и диагностику туберкулеза. [ 5 ]
Что касается пола, некоторые популяционные исследования не показали различий, основанных на полу. [ 11 ] Примечательно, что спирометры использовались для оценки жизненно важной способности в Индии с 1929 года, регистрируя статистически значимое различие между мужчинами (21,8 мл/см) и женщинами (18 мл/см). [ 14 ] Кроме того, к 1990 году около половины программ обучения легких как в Соединенных Штатах, так и Канаде приспособились к расе и этнической принадлежности. [ 15 ]
Спирометр популяризировал представления о «исправительных случаях расы» и «этнических корректировках», которые предполагали, что у чернокожих есть более слабые легкие, чем белые люди. Например, Томас Джефферсон отметил физические различия между различными расами, такими как «разница в структуре легочного аппарата», что делало чернокожих людей более терпимыми к тепло и меньше холода, чем белые ». [ 16 ] Теории Джефферсона поощряли предположения о естественной кондиционировании чернокожих для сельскохозяйственного труда на южных плантациях в США [ 17 ] Сэмюэль Картрайт, апологет рабства и владелец плантации, использовал спирометр, чтобы заявить, что чернокожие потребляли меньше кислорода, чем белые люди [ 18 ] В дополнение к расовым «особенностям» он изложил в медицинском и хирургическом журнале Нового Орлеана , в котором описаны расовые различия в дыхательной системе и их значение на рабочую силу. [ 19 ]
Исследования Южной Африки также использовали спирометр для решения расовых и классовых различий. Eustace H. Cluver провели исследование жизненно важной мощности в Университете Виттвэтерсранда [ 20 ] и обнаружил, что у бедных белых людей была физическая неприятность, но это было связано с экологическими проблемами, а не генетикой. Используя эти исследования, Клювер утверждал, что Южноафриканская ассоциация по развитию науки во время Второй мировой войны о том, что улучшение программ как питания, так и физического обучения может помочь создать богатство и выиграть войну, увеличив рабочую способность людей во всех рас, поскольку их труд был необходимо для достижения этих целей. [ 21 ] Расизм и спирометр снова пересекались в этих исследованиях, когда были проведены дальнейшие исследования по влиянию физической подготовки на бедных белых новобранцев; Исследования жизненно важных способностей показали, что «плохой белый биологически звучит и может быть превращен в ценного гражданина» [ 22 ] Но никаких комментариев не было сделано в результате чернокожих южноафриканцев.
За пределами Соединенных Штатов и Южной Африки спирометр использовался в расовых исследованиях в Индии в 1920 -х годах. Исследователи обнаружили, что жизненно важная способность индейцев была меньше, чем у западных людей. [ 23 ]
Изменение интерпретации
[ редактировать ]Многие задаются вопросом, являются ли текущие стандарты достаточными и точными. [ 24 ] [ 25 ] По мере развития многонационального общества расовое и этническое происхождение как фактор становится все более и более проблематичным для использования. [ 26 ] Идеи, соединяющие этническую принадлежность с отсутствием питания и места рождения в бедной стране, становятся недействительными, поскольку люди иммигрируют или могут родиться в более богатых странах. [ 26 ]
Типы спирометра
[ редактировать ]Всем телом плетизмограф
[ редактировать ]Этот тип спирометра дает более точное измерение для компонентов объемов легких по сравнению с другими обычными спирометрами. Человек заключен в небольшом пространстве, когда измерение принимается.
Пневмотахометр
[ редактировать ]Этот спирометр измеряет скорость потока газов, обнаруживая различия давления в тонкой сетке. Одним из преимуществ этого спирометра является то, что субъект может дышать свежим воздухом во время эксперимента. [ 27 ]
Полностью электронный спирометр
[ редактировать ]Были разработаны электронные спирометры, которые вычисляют скорости воздушного потока в канале без необходимости мелких сетей или движущихся деталей. Они работают путем измерения скорости воздушного потока с помощью таких методов, как ультразвуковые преобразователи, или путем измерения разности давления в канале. Эти спирометры имеют большую точность, устраняя импульс и ошибки сопротивления, связанные с движущимися частями, такими как ветряные мельницы или потоки для измерения потока. Они также допускают улучшенную гигиену, позволяя полностью одноразовым каналам воздушного потока.
Стимулирующий спирометр
[ редактировать ]Этот спирометр специально разработан, чтобы стимулировать улучшение функции легких.
Пик растерянного измерителя
[ редактировать ]Это устройство полезно для измерения того, насколько хорошо легкие человека вытесняют воздух.
Спирометр типа ветряной мельницы
[ редактировать ]Этот тип спирометра используется специально для измерения принудительной жизненно важной способности без использования воды; Он имеет широкие измерения в диапазоне от 1000 мл до 7000 мл. Он более портативный и легче, чем традиционные спирометры типа с водяными банками. Этот спирометр должен удерживаться горизонтально при проведении измерений из -за присутствия вращающегося диска.
Витальныйграф
[ редактировать ]Этот инструмент используется для измерения жизненно важной емкости. У него есть металлическая цилиндрическая камера с двойной стенкой, заполненную водой между двумя цилиндрами. [ 28 ]
Смотрите также
[ редактировать ]
Сноски
[ редактировать ]- ^ Функциональные тесты на легочной функции , оцененный 27 декабря 2009 г.
- ^ Jump up to: а беременный в URL История спирометра оценивается 21 ноября 2009 г.
- ^ McGuire, Coreen (сентябрь 2019 г.). « Рентгеновские снимки не говорят лжи»: Совет по медицинским исследованиям и измерение инвалидности дыхания, 1936–1945 » . Британский журнал «История науки» . 52 (3): 447–465. doi : 10.1017/s0007087419000232 . PMC 7136074 . PMID 31327321 .
- ^ Петти, Томас Л. (май 2002). «Пересмотренная таинственная машина Джона Хатчинсона». Грудь . 121 (5): 219S - 223S. doi : 10.1378/грудь.121.5_suppl.219s . PMID 12010855 .
- ^ Jump up to: а беременный Браун, Ланди (осень 2015). «Раса, этническая принадлежность и функция легких: краткая история» . Канадский журнал респираторной терапии . 51 (4): 99–101. PMC 4631137 . PMID 26566381 .
- ^ Ханкинсон, Джон Л.; Odencrantz, John R.; Федан, Кэтлин Б. (1 января 1999 г.). «Спирометрические эталонные значения из выборки общей популяции США». Американский журнал респираторной медицины и медицины интенсивной терапии . 159 (1): 179–187. doi : 10.1164/ajrccm.159.1.9712108 . PMID 9872837 . S2CID 16197063 .
- ^ Jouasset, D (1960). «Стандартизация респираторных функциональных событий в европейском сообществе угля и стали». Сердечное легкое . 16 : 1145–1159.
- ^ Кара, м; Хенц П. (1971). «Aidemémoire Sperographic Practice для изучения вентиляционной функции, 2 -е изд». Промышленное здравоохранение и серия медицины . 11 : 1–130.
- ^ Pelligence, R; Viegi, g; Brassaco, V; Crapo, Ro; Приз, F; Casabiri, R (2005). стратегии инцидентов Международные Респираторный журнал 26 (5): 948–68. doi : 10.1183/ 09031936.05.003 PMID 16264058 .
- ^ «CDC - NIOSH Publications and Products - Руководство по обучению спирометрии NIOSH (2004-154с)» . CDC.gov . Декабрь 2003 года . Получено 14 апреля 2017 года .
- ^ Jump up to: а беременный Мухаммед, Джибриль; Майвада, Саадату Абубакар; Сумайла, Фарида Гарба (2015). «Связь между антропометрическими переменными и параметрами функции легких среди детей начальной школы» . Анналы нигерийской медицины . 9 (1): 20–25. doi : 10.4103/0331-3131.163331 . S2CID 75957978 .
- ^ О'Брайен, Мэтью Дж. (1 апреля 2016 года). «Практикуйте безопасную спирометрию». RT для лиц, принимающих решения в респираторной помощи . 29 (4): 10–13. Гейл A452290836 .
- ^ McGuire, Coreen (сентябрь 2019 г.). « Рентгеновские снимки не говорят лжи»: Совет по медицинским исследованиям и измерение инвалидности дыхания, 1936–1945 » . Британский журнал «История науки» . 52 (3): 447–465. doi : 10.1017/s0007087419000232 . PMC 7136074 . PMID 31327321 .
- ^ Dikshit, MB; Радже, с; Agrawal, MJ (июль 2005 г.). «Функции легкого с спирометрией: индийская перспектива-II: на жизненно важную способность индейцев» (PDF) . Индийский журнал физиологии и фармакологии . 49 (3): 257–270. PMID 16440843 .
- ^ Ghio AJ, Crapo RO, Elliott CG (1990). «Справочные уравнения, используемые для прогнозирования легочных функций». Грудь . 97 (2): 400–403. doi : 10.1378/грудь.97.2.400 . PMID 2298065 .
{{cite journal}}: Cs1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Томас Джефферсон, «Заметки о штате Вирджиния», в расе и Просвещении: читатель , изд. Эммануэль Эз (Малден, Массачусетс, и Лондон: Blackwell Publishing, 1997), 98.
- ^ Браун, Ланди. Вдыхая гонка в машине: удивительная карьера спирометра от плантации до генетики . Миннеаполис: U of Minnesota Press, 2014, с. 28
- ^ Браун, Ланди. Вдыхая гонка в машине: удивительная карьера спирометра от плантации до генетики . Миннеаполис: U of Minnesota Press, 2014, с. 29
- ^ Картрайт, Самуэль А. (май 1851 г.). «Сообщите о болезнях и физических особенностях негритянской расы». Медицинский и хирургический журнал Нового Орлеана . 7 : 691–715. OCLC 57141108 .
- ^ «В память». Южноафриканский медицинский журнал . 62 (4): 144. 1 июля 1982 года. HDL : 10520/AJA20785135_14737 .
- ^ Браун, Ланди. Вдыхая гонка в машине: удивительная карьера спирометра от плантации до генетики . Миннеаполис: U of Minnesota Press, 2014, с. 126
- ^ «Жизненно важное открытие по плохой белой проблеме». Йоханнесбург Sunday Times . 31 мая 1941 года.
- ^ Бхатия, SL (сентябрь 1929 г.). «Жизненно важная способность легких» . Индийская медицинская газета . 64 (9): 519–521. PMC 5164571 . PMID 29009702 .
- ^ Энг, Квентин Лефевр; и др. (Декабрь 2014). «Тестирование спирометров: достаточны ли стандартные кривые американского грудного общества?» Полем Респираторная помощь . 59 (12): 1895–1904. doi : 10.4187/respcare.02918 . PMID 25185146 .
- ^ Купер, Брендан Г. (сентябрь 2007 г.). "Справочные значения в тестировании функции легких: все для одного и одного для всех?" Полем Int J Chron препятствует Lulmon Dis . 2 (3): 189–190. PMC 2695193 . PMID 18229558 .
- ^ Jump up to: а беременный Мур, VC (2012). «Спирометрия: шаг за шагом» . Дышать . 8 (3): 232–240. doi : 10.1183/20734735.0021711 .
- ^ «Пневмотахометр/график» . Получено 26 декабря 2009 года .
- ^ Perks, WH; Sopwith, T.; Браун, Д.; Джонс, Ch; Грин, М. (август 1983). «Влияние температуры на показания спирометра с виталографом» . Грудная клетка . 38 (8): 592–594. doi : 10.1136/thx.38.8.592 . ISSN 0040-6376 . PMC 459617 . PMID 6612650 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Ланди Браун, вдыхая в машине: удивительная карьера спирометра от плантации до генетики. Миннеаполис, Миннесота: Университет Миннесотской Прессы, 2014.
| Базы данных управления авторитетом : национальный |
|---|
