Dió Mihály, Kovács Norbert, Szekrényesi Csaba, Zombory Péter

Biofizika és orvostechnika alapjai

2., átdolgozott kiadás


III.5.5.1. Működési elv

Zárt rendszerű spirométernek nevezzük azt a mérőeszközt, ahol a páciens zárt térből és zárt térbe lélegzik. Nyílt rendszerűnél a külvilágba lélegzik ki-be.
A mai spirométerek nyílt rendszerűek. A páciens egy csövön át, orra befogásával lélegzik, a készülék az áramló levegő sebességét méri minden pillanatban. Ebből számítja ki a mérőeszköz az átáramló térfogatokat. Az áramló gáz útjába helyezett akadály két oldalán a gáz nyomása különböző lesz. Minél nagyobb az akadály, annál nagyobb lesz a nyomáskülönbség, ami mérhető. A mért nyomáskülönbség az áramló gáz sebességétől is függ. Ha tudjuk tehát az akadály nagyságát, akkor a nyomáskülönbséget mérve az áramló gáz sebességét meg tudjuk becsülni. A cső keresztmetszetét ismerve, melyben a gáz áramlik, az átáramlott térfogat kiszámolható (Hagen–Poiseulle-törvény):
ΔP = K * Q,
ahol ΔP a mért nyomáskülönbség, K a viszkozitást, keresztmetszetet és távolságot magába foglaló állandó, Q pedig a térfogatáram, mértékegysége térfogat/perc. A készülék ezután összegzi az adott idő alatt átáramlott gáztérfogatot.
Gondosan kell megállapítani az áramló gáz útjába helyezett akadály méretét. Ha túl nagyra választjuk, akkor jelentősen befolyásolja az áramló levegő sebességét, ha túl kicsire, akkor viszont nem lesz jól mérhető a nyomáskülönbség, tehát egy optimumot igyekszünk találni.
Másrészt úgy kell megválasztanunk, hogy a nyomásváltozás lineáris legyen, azaz ha kétszer-háromszor nagyobb az áramló levegő sebessége, akkor a mért nyomáskülönbség is arányosan kétszer-háromszor nagyobb legyen.
Mindemellett arra is ügyelnünk kell, hogy az áramlás az akadály körül lamináris legyen. Az akadály körül olykor az áramló gáz örvényesen-turbulensen áramlik. Ez akkor történhet meg, ha az áramló gáz sebessége vagy az áramlási akadály túl nagy. Ezért arra is ügyelni kell, hogy az akadály ne képezzen örvényeket.
Ezt teljesíti az úgynevezett Fleisch-cső, melyben az akadály tulajdonképpen sok egymás mellé fektetett kis csövecske (képzeljünk el egy vékony hullámos lemezt, amit hosszában feltekercselünk). Áramlás közben ezen nem tudnak örvények kialakulni.
Viszont a kilégzett levegő páratartalma miatt a pára a sok kis csövecskében könnyen lecsapódhatna, ami egyrészt nem higiénikus, másrészt meghamisíthatja a mérési eredményt, ezért a Fleisch-csövet fűtjük, méghozzá a kilégzett levegő hőmérsékletén, azaz testhőmérsékleten, 37 °C-on.
A Fleisch-cső azonban elég drága, ezért gyakran ennél jóval olcsóbban oldják meg a mérést. Bevált megoldás például egy vékony műanyag háló vagy ehhez hasonló légúti akadály használata. Ez teljesíti a laminaritás feltételeit. A linearitását nem mindig, ezért ezt a hibát a számítógép segítségével kompenzálják.
 
III.45. ábra. Spirométer integrált áramlásmérő fejjel (Piston Kft.)
 
A higiéniára egyébként is ügyelni kell, ezért általában egyszerhasználatos szájdarabokat használnak a száj és a cső között.
Az előzőekben tehát megtárgyaltuk, hogy az áramló levegő sebességét mérjük, amiből az áramló térfogatot becsüljük meg. Azonban a belégzett levegő szobahőmérsékletű és normál légköri páratartalmú, a kilégzett levegő ezzel szemben 37 °C-os és közel 100% páratartalmú, hiszen a tüdőben felmelegszik és párával telítődik. Ezzel együtt ki is tágul. Ez azt jelenti, hogy nagyobb térfogatú levegőt lélegzünk ki, mint be. Ezt méréskor figyelembe kell vennünk. Ha nem tennénk, egy idő után a tüdő légtartalmát negatívra becsülhetnénk. Ennek figyelembevétele a BTPS-korrekció, amely a Body Temperature Pressure Satured szavak rövidítése, ami a testhőmérséklet, nyomás és szaturáció, és ezen paraméterek számítógépes kompenzációját jelenti. A régebbi készülékeknél a felhasználónak kellett megadni a vizsgálóhelyiség ezen aktuális légköri paramétereit, az újabbaknál a készülék közvetlenül méri. A BTPS-korrekció minden spirométer alapfunkciója.
 

Biofizika és orvostechnika alapjai

Tartalomjegyzék


Kiadó: Akadémiai Kiadó

Online megjelenés éve: 2025

ISBN: 978 963 664 096 5

Napjaink gyógyászata számos orvostechnikai eszközt használ. A könyvben ezek közül a néhány leggyakoribb és legfontosabb műszercsoport működési alapjait, használatának szempontjait és lehetőségeit mutatjuk be. Ilyen tájékozottság a diplomás egészségügyi dolgozóktól is elvárható. A könyv nyelvezete közérthető, így az oktatásban az alapozó ismeretek átadására alkalmas. Mindemellett ajánlhatjuk érdeklődő laikusok számára is. A szerzők gyakorlott oktatók, akik a területen több diplomával és gyakorlati ismeretekkel rendelkeznek és jártasok az orvostechnikai szabályozás, a kórházi felhasználás és a szervizelés területén is.

Hivatkozás: https://mersz.hu/dio-kovacs-szekrenyesi-zombory-biofizika-es-orvostechnika-alapjai//

BibTeXEndNoteMendeleyZotero

Kivonat
fullscreenclose
printsave