programma • spirometrie
longfunctie cursus
– soorten spirometers – ATPS/BTPS correctie
• heliumverdunning
methoden van volume- en weerstandsmetingen
– multiple/single breath
• plethysmografie • stikstofuitwas 1
natte spirometers • • • •
2
natte spirometers
klok opgehangen in water inblazen van lucht doet klok stijgen pen registreert de beweging cm stijging * πr2 = liter lucht
3
natte spirometers
4
natte spirometers • volume metingen – statische: VCin/ex, ERV en IC – dynamische: FEV1 en FVC – flow: MMEF
• flows via differentiatie van het volume
5
6
1
natte spirometers
natte spirometers
7
8
natte spirometers
droge spirometers
• voordelen
• rolling seal
– – – –
• nadelen
eenvoudig, simpel inzichtelijk geen elektronica via aanpassing: flows en totale longcapaciteit
– worden niet meer gemaakt – beperkte range parameters – flows via differentiatie
– soepel lopende zuiger met rechtlijnige beweging
• balg – draait om een scharnierpunt
• traagheid • overshoot
• voordelen – geen waterslot meer – betere frequentiekarakteristiek – makkelijker te automatiseren
• nadeel – begint ook te verdwijnen
9
pneumotachograaf
pneumotachograaf • voordelen
• flowmeter
– geen bewegende onderdelen – goede frequentiekarakteristiek – eenvoudig te automatiseren
– drukval over lage weerstand – drukval evenredig met flow R=0,036 kPa/l/s
∆ P = FxR
F P1
10
• nadelen – volumina via integratie – ijken lastig: via volume – lineariteit laminaire flows turbulentie in de kop
vervuiling: sputum. water
P2 11
12
2
goede reversibiliteit
vaantjes
13
vaantjes • voordelen
14
anemometers (mass flow) • nadelen
– hoeven niet op te warmen – zouden beter lineair zijn – meet volume: ijken eenvoudiger
– bewegende onderdelen fragiel snel stuk: 1/mnd à 350 €
– lage flow karakteristiek twijfelachtig
15
anemometers (mass flow) reference
sensing
16
anemometers (mass flow)
‘sensing’ is onverwarmd en meet de luchttemperatuur: weerstand draad wijzigt.
• voordelen
‘reference’ wordt verwarmd tot 50° boven ‘sensing’. Lucht langs geblazen, koelt de sensor af: weerstand van de draad wijzigt. koelere ‘reference’ wordt opgewarmd tot weer 50° boven ‘sensing’: weerstandsverschil weer gelijk. hoge flow geeft een sterke afkoeling: sterke wijziging weerstand en dus veel bijverwarmen. 17
– geen bewegende delen – ongevoelig voor luchttemperatuur, vocht of viscositeit – goede frequentiekarakteristiek – eenvoudig te automatiseren
• nadelen – a-linear (moeilijke software matige correctie) – instabiliteit. Sensorweerstand staat in serie met kabels en connectoren: wijzigingen daarin zijn dus ook flows. 18
3
ATPS/BTPS
ATPS/BTPS
• lucht wordt uitgeblazen op een temperatuur van 37°C en 100% RH
• lucht koelt af en condensatie – correctie voor afkoeling: ATPS/BTPS correctie
– BTPS body temperature pressure saturated
• lucht wordt gemeten op kamertemperatuur van 20°C en ambient RH
Vbtps =Vatps×
– ATPS ambient temperature pressure saturated
310 PB - PH 2O(t) × 273+t PB - PH 2 O(37)
temperatuur correctie
waterdamp correctie
19
20
van spirogram naar F-V curve
ATPS/BTPS • spirogram:
V [l]
– 23 °C, 100 kPa, gemeten VC 2.5 liter V [l]
Vbtps
310 100 - 2.81 = 2.5 × × 273 + 23 100 - 6.28
Vbtps = 2.5 × 1.0473× 1.037 = 2.5 × 1.0861 = 2.715
∆ V T[sec] ∆
V’ [l/s]
T 21
van spirogram naar F-V curve
22
flow-volume curven
V [l] V [l]
∆ T[sec] V ∆ T
V’ [l/s]
23
24
4
flow-volume curven
flow-volume curven
25
flow-volume curven
26
flow-volume curven
27
flow-volume curven
28
flow-volume curven
29
30
5
flow-volume curven
flow-volume curven
31
32
plethysmografie
volume-meting
• volumemetingen
• gebaseerd op wet van Boyle-GayLussac box
– meting van δVbox en Palv
P ×V =c T
• weerstandsmetingen – meting van flow en Palv
Patm × V? = c 33
volume-meting
Palv patient Pbox 34
volume-meting
Patm × V? = c = (Patm + ∆P )( . V? − ∆V )
Patm × V? = c = (Patm + ∆P )( . V? − ∆V ) Patm .V? = Patm .V? − Patm .∆V + ∆P.V? − ∆P.∆V
Palv Patm+∆P= Palv
Patm .V? = Patm .V? − Patm .∆V + ∆P.V? − ∆P.∆V Pbox 35
36
6
volume-meting
volume-meting
Patm .V? = Patm .V? − Patm .∆V + ∆P.V? − ∆P.∆V
∆ Palv 1. de toename van het boxvolume is de afname van het long-volume
Patm .∆V = ∆P.V?
2. de druktoename in het mondstuk
Patm .∆V = V? ∆P
(Patm − PH O ).∆V = V 2
∆ Pbox= ∆ V
∆P
37
?
38
volume-meting
volume-meting
kenmerken
• meting van FRC (ITGV) – minus ERV= residu volume – RV plus IVC = TLC
• waarde van FRC is beperkt – te variabel – door patiënt instelbaar
39
volume-meting
40
heliumverdunning
kenmerken
• helium wordt niet opgenomen en verspreidt zich door de long
• alle luchthoudende delen van de long worden gemeten
– mate van verdunning wordt bepaald door long grootte – concentratie C1 in volume V1 – aan V1 aangesloten een volume FRC – na inwas concentratie C2 – bereken nu volume V2= FRC+ V1 41
42
7
heliumverdunning
heliumverdunning
C 1 × V1 = C 2 × (V1 + FRC ) FRC = V1
C1 - C2 C2
• voordelen
• nadelen
– geen bijzondere inspanning nodig – gevoelig voor afgesloten longdelen
– lange inwas tijd • 10-15 min
– zuurstofverlies corrigeren
43
44
volume-meting
heliumverdunning single breath
kenmerken
• automatisch bij diffusie test
• TLCbb>TLCHe, mb>TLCHe,sb • trapped air/niet toegankelijke longdelen
– een teug helium (10%) in – verdunning over longvolume
– TLCbb - TLCHe, mb – TLCbb - TLCHe, sb
C - C2 TLC = VC in 1 C2 45
stikstof uitwas
46
metingen weerstand
• 80% van gas in de long is N2 • laat 100% O2 inademen en N2 uitwassen • vang uitademingslucht op in een (grote)zak
Palv ɺ V • gelijktijdig is echter onmogelijk • meting van Palv • meting van flow
R=
– bepaal percentage N2 en uitgeademd volume C N 2 zak ×Vuit
FRC =
0.8 47
48
8
metingen weerstand
metingen weerstand
Palv P V P R = Vɺ = alv × = alv V V Vɺ Vɺ V
• meting van Palv tegen volume – IGTV meting
• meting van flow tegen volume – 2de meting
• deel meting 1 door meting 2: weerstand
49
50
localisatie weerstand
metingen weerstand
trompet model trachea
alveoli 51
52
metingen weerstand
metingen weerstand
BTPS-problemen
BTPS-problemen: lusje
• bij uitademen afkoeling naar boxtemperatuur: △Vbox te hoog
flow
– △Vbox> △Vlong
• bij inademen opwarming naar lichaamstemperatuur: △Vbox te hoog
V
– △Vbox >△Vlong
53
54
9
metingen weerstand
metingen weerstand
BTPS-problemen: oplossingen
BTPS-problemen: panten
• 100% RH, 37°C in de box
• sneller ademen met kleine volumina
– vervelend en technisch niet te doen
– lastig voor de patient – leidt tot extra gaskompressie in perifere luchtwegen
• uitademen in 100% RH, 37°C zak – geen afkoeling/opwarming: technisch ook lastig
• faseverschil flow en thoraxverkleining • opening van lusje expiratoir: theelepeltje! • vooral bij obstructieve patienten
• panten • electronische correctie – schatting 55
56
metingen weerstand
metingen weerstand
BTPS-problemen: ASC
onder correctie
• electronisch
flow
– meet omgevings en ademtemperatuur – reken terug naar standaard omstandigheden
V
• tijdsconstanten van afkoeling/opwarming
• corrigeer voor verschil in vochtigheid • lastig en dus een schatting 57
metingen weerstand
58
emfyseem
over correctie
• volumina
flow
– TLC verhoogd – RV sterk verhoogd – RV/TLC verhoogd
V
• weerstand – normaal/verhoogd – open lusje, theelepeltje 59
60
10
emfyseem
emfyseem
• TLC verhoogd
• RV verhoogd
– verlies van elasticiteit – thoraxwand ‘veert’ verder naar buiten
– verlies van elasticiteit: collaps van luchtwegen – airtrapping – trapped air wordt opgeteld bij residu volume
• RV/TLC verhoogd – stijging RV>TLC 61
emfyseem
62
emfyseem
• weerstand normaal of verhoogd – grote luchtwegen raken pas laat in het ziekteproces aangetast • klassiek begin in de longtoppen
– inspiratoire weerstand laag – expiratoire weerstand hoog • airtrapping • collaps perifere luchtwegen • Rin/Rex laag 63
flow-volume curven
64
emfyseem • reversibiliteit – FEV1 toename gering – toch voelt patient zich beter
• RV neemt af – minder trapped air – lager ademniveau – minder energie nodig 65
66
11
volume-meting kenmerken 6
4
HRCT Va minus LF Va
2
0
-2
-4 0-10%
10-20%
20-30%
categorised emphysema extent
30-40%
40-50%
>50%
67
12
