اسپیرومتری چیست؟-کاربرد اسپیرومتری-نمودارهای اسپیرومتری-ویژگی های اسپیرومتری-تعمیر اسپیرومتری

خبرهای ویژه

» آشنایی با تجهیزات پزشکی » اسپیرومتری چیست؟

تاریخ انتشار : ۱۳۹۶/۱۲/۰۶ - ۳:۴۷

اسپیرومتری چیست؟

از دستگاه اسپیرومتر برای اندازه‌ گیری حجم‌ها و ظرفیت‌های ریوی استفاده می‌ کنند. در تصویر زیر یک اسپیرومتر را مشاهده می کنید. کالیبره بودن این دستگاه در تشخیص بیماری نقش بسیار مهمی دارد.

اسپیرومتری چیست؟

در این پست سایت دانشجویان مهندسی پزشکی به بررسی اسپیرومتری می پردازیم

از دستگاه اسپیرومتر برای اندازه‌ گیری حجم‌ها و ظرفیت‌های ریوی استفاده می‌ کنند. در تصویر زیر یک اسپیرومتر را مشاهده می کنید. کالیبره بودن این دستگاه در تشخیص بیماری نقش بسیار مهمی دارد.

spirometer - اسپیرومتری چیست؟

شماتیک اسپیرومتر:

spiro calibre - اسپیرومتری چیست؟
عمل انجام شده توسط اسپیرومتر را اسپیرومتری می نامند و به برگه ای که دستگاه شاخص را روی آن ثبت می کند اسپیروگرام می گویند .

موارد کاربرد اسپیرومتر:

  • کمک به تشخیص بیماری های تنفسی مثل COPD، آسم، برونشیت مزمن، نا به هنجاری قفسه سینه و بافت های ریوی .
  • کمک به نمایش بعضی از بیماری ریوی، پاسخ به درمان  یا تغییرات رشد.

ایجاد یک پش زمینه باارزش برای پیش درمانی در بیماری های ریوی

اسپیرومتر و اسپیروگرام

اسپیرومتر دستگاهی است که توسط آن حجم ها و ظرفیت های ریوی اندازه گیری میشود عمل انجام شده توسط اسپیرومتر را اسپیرومری می نامند و به برگه ای که دستگاه شاخص را روی آن ثبت می کند اسپیروگرام می گویند .

بعضی از حجم های ریوی که به حجم استاتیک معروفند با اسپیرومتری ساده قابل اندازه گیری میباشند این حجم ها ، حجم هایی هستند که بیمار قادر است آنها را به ریه خود داخل و یا از ریه خارج نماید. حجم باقیمانده که بعد از حداکثر فشار بازدمی همچنان در ریه باقی می ماند و نیز وابسته های آن مثل ظرفیت کل ریه و ظرفیت عملی باقیمانده با اسپیرومتر ی ساده قابل اندازه گیری نیستند و برای اندازه گیری آنها باید از سایر آزمون های عملکرد ریه نظیر روش ترقیق گاز هلیم استفاده کرد.

مانورهای مختلف اسپیرومتری

علاوه بر اندازه گیری حجم ها و ظرفیت های ریه می توان سرعت خروج گازها از ریه را نیز توسط آزمون های عملکردریه اندازه گیری نمود . همچنین سنجش های اطلاعاتی درباره باز شدن راههای هوایی ، شدت اختلال راههای هوایی و یا اینکه آیا بیمار دچار مشکل راه هوایی کوچک یا بزرگ است به دست می آید بعضی از مانورهای اسپیرومتری بصورت زیر هستند

Slow vital  capacity(SVC)-1   

 مقدار هوایی است که فرد طی یک دم عمیق وارد ریه می کند وطی یک بازدم عمیق از ریه خارج می کند در این مانور عمق تنفس برای ما مهم است

۲–F . V . C ( ظرفیت حیاتی اجباری یا پر فشار) Forced vital capacity   

 حجم هوایی است که می توان بعد از یک دم عمیق ، با حداکثر توان از ریه خارج کرد. البته در ادامه تست یک دم عمیق در انتهای کار توصیه می شود.در این مانور عمق وسرعت تنفس هر دو برای ما مهم است بیماریهای ریوی انسدادی مقدارFVC  در مقایسه با VC کاهش می یابد و نشان دهنده احتباس هوا همراه با باز دم پر فشار است.

۳- F . E . V T یا حجم زمانهای بازدمی اجباری Forced expiratory volume time 

حداکثر حجم هوایی که ممکن است در یک زمان خاص حین بازدم از ریه خارج شود. از منحنیfvc میتوان حجم زمان بازدمی اجباری را بدست آورد  FVC ،FEV2و  FEV0.5که ارقام اندیس بر حسب ثانیه است شایعترین حجم زمان بازدم اجباری که اندازه گیری می شود مقدار هوایی است که طی اولین ثانیه بازدم اجباری و پر فشار که از ظرفیت کل ریه شروع می شود از ریه ها خارج می گردد در بیماریهای ریوی انسدادی زمان لازم برای بازدم اجباری حجم افزایش می یابد.

۴- FEV1/FVC                 FEV0.5

عبارتست از کسری از ظرفیت حیاتی که میتوان آنرا در ثانیه اول در طی بازدم از ریه خارج کرد. در اشخاص سالم و جوان مقدار این نسبت حدود ۸۵% است که با افزایش سن کاهش می یابد و پایینترین حد طبیعی آنرا ۷۰-۷۵ % در نظر می گیرند.

۵- FEF25-75%                                     Forced expiration  Flow

متغیر دقیقتری برای تشخیص مراحل اولیه انسدادی راههای هوایی  بویژه راههای هوایی کوچک می باشد اما بدلیل اینکه این پارامتر در افراد طبیعی به میزان زیادی متفاوت است در تصمیم گیری تنها بر اساس آن اتفاق نظر وجود ندارد مثلا در افرادی که ریه آنها کوچکتر از حد طبیعی است در حین بازدم پرفشار مقدار کمتری هوا از ریه بیرون می دهند به این ترتیب ممکن است با اینکه به نسبت اندازه ریه ها بیمار طبیعی باشد کمتر از مقدار مورد انتظار به نظر می رسد در نتیجه تغییرات شاخص به تنهایی باید با احتیاط تفسیر شود

۶- PEF               Peak expiratory Flow                     

سرعت اوج بازدمی است . در طول انجام عمل بازدم سریع ، سرعت جریا ن هوایی را که شخص از ریه ها خارج می کند به یک مقدار ماکزیمم می رسد که به سرعت اوج بازدمی معروف است .

۷- LTN               LOWER limit normal    

حداقل مقدار نرمال است که مقدار ۸۰% از میزان حجم ها وظرفیت ها دارا باشد.

۸- MVV         maximum ventilatory valume

این مانور به حداکثر حجم تهویه که به حداکثر ظرفیت تنفس موسوم است که عبارت است از مقدار هوایی که شخص با حداکثر توان در طی ۱۲- ۱۵ ثانیه وارد ریه می کند و از آن خارج می سازد در این آزمون فرد سریع و عمیق تنفس می کند در بیماری انسدادی این مقدار کاهش می یابد.

الگوهای تفسیر معیارهای اسپیرومتری براساس فلو دیاگرام جهانی

3 - اسپیرومتری چیست؟

برای تفسیر اسپیرومتری انجام شده می توان از شکل طبقه بندی انجام شده استفاده کرد براساس این شکل افرادی که تحت اسپیرومتر ی قرار گرفتند به صورت زیر به ۶ گروه تقسیم می شوند :

گروه A:

 این افراد از نظر جریانهای بازدمیFEV1/FVC وFEF0.25-0.75 میزان  نرمال می باشند

گروه B:

 این افراد در گروه احتمالا نرمال قرار دارند و نسبتFEV1/FVC در حد نرمال است با یان حال کاهشFEF0.25-0.75 وجود دارد .

گروه C:

 این افراد دارای اختلالات محدودیتی مجاری تنفسی از نوع شدید ، متوسط یا ضعیف هستند که در آنهاFVC کاهش یافته است اما نسبت FEV1/FVCحفظ شده است .

گروهD :

 این افراد دارایFEV1  وFVC نرمال هستند اما در هر حال مقداری کاهش در نسبتFEV1/FVC به حالت نرمال وجود دارد.

گروهE :

 این گروه دارای اختلالات انسدادی مجاری تنفسی از نوع شدید ، متوسط یا ضعیف هستند که بوسیله کاهش در نسبتFEV1/FVC  با FVC نرمال مشخص می شوند.

گروه F:

 این افراد دارای اختلالات توام هستند که به وسیله کاهش در نسبتFEV1/FVC وFVC مقدار مشخص می شوند.

اختلالات تحدیدی

این اختلال به دلیل بیماریهای ریوی که باعث فیبروز آلوئول های داخل ریه و بافت برونش میشود ایجاد می گردد .

اختلالات انسدادی

عبارتست از شرایطی که در آن برای مدت کوتاهی برونش ها باریک و محدود می شوند که ممکن است بخش وسیعی از برونش تحت تاثیر این شرایط قرار گیرند این شرایط ممکن است بصورت خودبخودی و یا استفاده از دارو ها یا تماس با عوامل شیمیایی انجام گردد.

هدف از انجام اسپیرومتری

4 - اسپیرومتری چیست؟

این اهداف عبارتند از :

۱- در معاینات قبل از استخدام جهت تعیین استعداد و قابلیت فرد برای کار مورد نظر

۲- تشخیص زود رس بیماریهای ریوی و عوارض ناشی از کار

۳- درمان بهنگام و جلوگیری از بیماریهای شغلی

۴- توصیه برای تغییر شغل و یا محدود نمودن کار کارگران بیمار

۵- حفظ سلامت سایر کارگران و در برخی موارد سایر افراد جامعه

 نمای یک اسپیرومتر بسیار ساده

5 - اسپیرومتری چیست؟

یک اسپیرومتر ساده در شکل نشان داده شده است. این دستگاه از طرفی به زنگی شبیه است که بالای یک ظرف آب قرار گرفته است. یک لوله خرطومی هوا، از یک قطعه دهانی به فضای بالای سطح آب در داخل زنگ، کشیده می‌شود.

یک نمونه از ریسمان آویزان شده است که نیروی کششی روی سیمان پدید آورده و وزن رنگ را دقیقا در فشار یک اتمسفر متعادل نگه می‌دارد. به این ترتیب، وقتی شخص در داخل قطعه دهانی نفس نمی‌کشد، زنگ در بالای سطح آب در حالت سکون خواهد بود. اما در زمان بازدم، فشار داخل زنگ به بالای یک اتمسفر، افزایش می‌یابد که در نتیجه آن زنگ بالا می‌رود. به طور مشابه در هنگام عمل دم، فشار داخل زنگ، کاهش می‌یابد. به طور کلی، در هنگام افزایش فشار، زنگ بالا رفته و در زمان کاهش فشار، پایین می‌آید. همراه با تغییر فشار زنگ، حجم داخل ان تغییر می‌کند. این کاهش حجم، موقعیت وزنه مقابل تغییر می‌کند. با اتصال قلم به وزنه، تغییرات حجم بر روی کاغذ قابل ثبت است. روش توصیف شده ابتدایی روش ثبت حجم‌های ریوی است که با توجه به دستوری که کاربر سیستم به بیمار می‌دهد و انواع روش‌های تنفسی که اعمال می‌شود، منحنی‌های مورد نظر پزشک ثبت می‌شود. مدل‌های بسیار جدیدتری به بازار ارائه شده است که یک نمونه از آن در شکل دیده می‌شود.

برخی از اسپیرومترها یک خروجی الکتریکی دارند به این شکل که وقتی تک قسمتی در قطعه دهانی وجود ندارد پتانسیل الکتریکی صفر و در نتیجه سیگنالی نداریم اما در هنگامی که بیمار در داخل لوله نفس می‌کشد، پتانسیل الکتریکی مثبت و منفی متناسب با حجم به دو انتهای پتانسیومتر، متصل می‌شود و سیگنال الکتریکی حاصل بیانگر حجم مورد نظر است. فلومترهای التراسونیک هم به صورت تجاری موجود است که بر اساس اختلاف تغییر داپلر که روی امواج التراسونیک ثبت شده کار می‌کند. از ترانسدیوسر Pinwheel نیز جهت اندازه گیری حجم‌های ریوی، استفاده شده است.

6 - اسپیرومتری چیست؟

روش‌های اسپیرومتری:

روش‌های اسپیرومتری به دو دسته کلی تقسیم می شوند:

۱- روش حجم سنجی؛

۲- روش فلومتری

روش فلومتری فلومتری خود شامل تکنیک‌های مختلفی است که به ۴ تکنیک آن در ذیل اشاره می شود:

اسپیرومتر نوع فلیسچ( Fleisch) : شار هوا در این دستگاه به وسیله مقاومت معینی که در داخل تیوپ ثابت شده است اندازه گیری می شود. در این نوع اسپیرومتر مقاومت در برابر شار به وسیلهٔ آرایه ای از مویرگ‌های هم جهت با فشار هوا اندازه گیری می شود. افت فشار در طول مقاومت در جریان‌های نسبتا کم هوایی به طور خطی با جریان هوا متناسب است. در این حالت الگوی شار لامینار است. در شارهای بالاتر، جریان هوایی شکل متلاطمی به خود می گیرد و در این حالت افت فشار در طول مقاومت نسبت به شار بیشتر است. دقت اندازه گیری‌ها در حالتی که الگوی جریان هوا لامینار و ارتباط شار با افت فشار خطی باشد بیشترین مقدار خود را دارد. اسپیرومترهای نوع فلیسچ در اندازه‌های مختلف و برای بازه‌های مختلف شار عبوری وجود دارند. مقاومت در برابر عبور شار می تواند بر اثر انباشته شدن ترشحات یا سایر آلاینده‌ها افزایش یابد. همچنین با تقطیر بخار آب(موجود در بازدم) مشخصهٔ شاری آن دستخوش تغییر می شود. همچنین مشخصه شار با ویسکوزیته شار نیز تغییر می‌کند که این ویسکوزیته خود ناشی از نسبت گازهای موجود در هوای تنفسی و همچنین دمای هواست.

اسپیرومتر نوع لی لی (Lilly) : در این روش شار بر اثر اختلاف فشار در دو طرف یک مقاومت کوچک(ناشی از یک صفحه مشبک فلزی) که در داخل تیوب ثابت شده است اندازه گیری می شود. در این حالت نیز مانند حالت قبل، به ازای جریان‌های کم ارتباط شار با افت فشار خطی و الگوی شار لامینار است، در جریان‌های عبوری زیاد دستخوش تلاطم می‌شود و رابطه ا حالت خطی خارج می گردد. به علاوه دقت اندازه گیری‌ها در حالت اول(خطی و الگوی لامینار) بیشتر است. سر اسپیرومتر شکل شیپوری دارد و این طراحی برای این است که در بازه‌های بزرگی از شار عبوری امکان دستیابی به الگوی لامینار فراهم باشد. از این رو اسپیرمترهای نوع لی لی به ازای شارهای ۰ تا ۱۲ لیتر بر ثانیه رابطه خطی از خود نشان می دهند. در این حالت هم مانند حالت قبل عواملی نظیر انباشته شدن ترشحات و تقطیر بخار هوا و … می تواند مقاومت را دستخوش تغییر نماید. و همچنین ویسکوزیته مشخصه شار را تغییر می دهد.

فلومتر توربینی: در این روش وقتی گاز از در محفظه جریان می یابد، پره چرخان به حرکت در می آید؛ شار عبوری از محفظه با تعداد چرخش پره در واحد زمان متناسب است که این تعداد چرخش با استفاده از سیگنال هایی که از منبع نور پالسی به سلول نوری رسیده و شمارش می‌شود به دست می آید(طبق شکل). یک مزیت این دستگاه مقاومت آن در برای شار تلاطمی، بخار آب و دمای گاز است. اما عیب این وسیله اینرسی پره است که باید با حداقل کردن جرم پره و اعمال یک منحرف کننده اثر این اینرسی را حتی الامکان کم نمود.

فلومتر سیم داغ: این فلومتر شامل یک سیم پلاتینی باریک است که تا دمای معینی گرم شده و در مرکز محفظه قرار گرفته است. با عبور جریان هوا از فلومتر، این سیم سرد می‌شود و برای بازیابی دمای اولیه خود به انرژی الکتریکی نیاز خواهد داشت. میزان انرژی الکتریکی اضافی مورد نیاز، شار گاز عبوری را معلوم می کند.

  • برای خطی سازی خروجی فلومتر سیم داغ به یک تراشه نیاز داریم
  • از آن جا که این فلومتر به جهت شار عبوری حساس نمی باشد، نیاز است که دو سیم داغ به صورت سری قرار بگیرند و جهت جریان هوا از روی سیمی که اول سرد می‌شود معلوم می گردد
  • یک عیب این فلومتر حساسیت آن به ترکیبات و دمای گاز است؛ به علاوه این سیستم‌ها بسیار آسیب پذیرند و باید با دقت ویژه مورد نگهداری قرار گیرند.



دسته بندی : آشنایی با تجهیزات پزشکی , تازه ها ی سایت , تازه های مهندسی پزشکی , تجهیزات پزشکی
ارسال دیدگاه

تبلیغات
تبلیغات