Luftforskyvningspletysmografi brukes i medisin som et ikke-invasivt diagnostisk verktøy for å bestemme volum eller volumendringer i en kropp eller spesifikke kroppsdeler. I en lukket kapsel eller et skuddhulrom som er forseglet lufttett av en mansjett, endres det volum av kroppen eller kroppsdelene forårsaker endringer i lufttrykket. Dataprogrammer beregner det tilsvarende volum endringer fra endringene i lufttrykket, kompenserer for eventuelle temperaturendringer i luften.
Hva er luftforskyvningspletysmografi?
Undersøkelsesmetoden gir rask og pålitelig informasjon for å skille mellom astma og kronisk obstruktiv lungesykdom. Lungemfysem kan også diagnostiseres. I medisin refererer pletysmografi til ikke-invasive målemetoder for å måle volum eller volumendringer i hele kroppen eller kroppsdelene. Måleprosedyrer er enten oppkalt etter formålet med måleprosedyren, som f.eks okklusjon pletysmografi for måling og påvisning av venøs okklusjon og venøs ventil dysfunksjon, eller de er oppkalt etter mediet som ble brukt til måleprosedyren. Luftforskyvningspletysmografi er derfor navnet gitt til en metode basert på fortrengning av luft eller generering av trykkendringer under volumendringer som måleprinsipp. Luftforskyvningspletysmografi brukes vanligvis som kroppspletysmografi, der personen som blir undersøkt befinner seg i en hermetisk lukket hytte og volumendringene i hele kroppen er inkludert. Alternativt kan luftforskyvningspletysmografi brukes, for eksempel for å teste venøs funksjon i deler av kroppen. I dette tilfellet fungerer lufttette mansjetter som funksjonelle enheter som reagerer på volumendringer i venene med tilsvarende trykkendringer. Kroppstetysmografi, som er noe sammenlignbart med Archimedes 'prinsipp om Vann forskyvning, der volumet av et legeme måles ved nedsenking i vann. Mengden Vann forskjøvet er lik volumet av nedsenket legeme og totalen masse (vekt) kan bestemmes av en balansere. På denne måten, den spesifikke masse per volumsenhet kan også beregnes. Fordi luft, i motsetning til Vann, er et komprimerbart medium, trenger ikke luften som er forskjøvet fra kroppen måles direkte i luftforskyvningspletysmografi; i stedet gjøres dette indirekte i den forseglede kabinen ved å måle trykkendringene. Det samme prinsippet for trykkendringer analogt med volumendringer av den undersøkte kroppsdelen brukes i okklusjon pletysmografi på armer og ben. I prinsippet er dette også luftforskyvningspletysmografi, der kroppsdelen som undersøkes er innkapslet i en lufttett mansjett.
Funksjon, effekt og mål
En ofte brukt anvendelse av luftforskyvningspletysmografi i form av kroppspletysmografi er bestemmelsen av den spesifikke masse av kroppen og kroppssammensetningen avledet av den. Spesielt kan den brukes til å bestemme prosentandelen fett på kroppen. Sammenlignet med vannforskyvningsmetoden har denne undersøkelsesmetoden fordelen at den også er egnet for personer med fysiske problemer, fordi testpersonene ikke trenger å være helt nedsenket i vann flere ganger. Metoden krever liten tid og er i stor grad automatisert. Det er spesielle (små) kamre for undersøkelse av nyfødte. Et annet viktig undersøkelsesområde for kroppspletysmografi tilbyr omfattende lungefunksjonstesting. Pletysmografi med luftforskyvning kan brukes til å analysere spesifikk lunge og respiratoriske parametere som ikke er tilgjengelige for enkel spirometri. Spesielt, puste motstand kan måles, en viktig parameter i diagnosen luftveissykdommer. Videre gir undersøkelsesmetoden raske og pålitelige indikasjoner for å skille mellom astma og kronisk obstruktiv lungesykdom. Lungemfysem kan også diagnostiseres. Spirometriske resultater kan også brukes som en supplere og differensial diagnose. For de såkalte okklusjon pletysmografi for funksjonell testing av vener og arterier i ekstremiteter, luftforskyvning pletysmografi er tilgjengelig som en av flere mulige metoder. Det gir fordelen at faktiske volumendringer måles og derfor er diagnostisk mer verdifulle og differensierte data tilgjengelig enn for eksempel med pletysmografi ved hjelp av strekkmålere. I okklusiv pletysmografi ved luftforskyvning, individuelle ekstremiteter som den nedre bein eller armer blir vanligvis undersøkt separat. Det nødvendige lukkede luftrommet er skapt av en lufttett mansjett. Volumendringer på grunn av varierende grad av fylling av vener eller arterier har en proporsjonal effekt på trykkendringer i mansjetten og kan evalueres direkte av et spesialisert dataprogram. Måling av volum endres på finger (fingerpletysmografi) tjener til å demonstrere arterienes funksjonalitet. Den samme metoden kan brukes til å måle penile erektilitet (penile plethysmography).
Risiko, bivirkninger og farer
Hovedproblemet med luftforskyvningspletysmografi er at i et lukket system er trykkendringer proporsjonale med volumendringer bare hvis gassen (eller luften) i det lukkede systemet holdes isotermisk, det vil si ved samme temperatur (Boyle-Mariotts gasslov ). Rent praktisk kan dette knapt gjøres med rimelig innsats. Med utviklingen av datateknologi og komplekse algoritmer har det vært mulig å ty til adiabatiske målinger siden slutten av 1990-tallet. I dette tilfellet er det ingen termisk utveksling med miljøet. Imidlertid endres temperatur og trykk samtidig i det lukkede systemet når volumet på kroppen eller kroppsdelen som måles øker. I prinsippet gir beregningen av den adiabatiske tilstandsendringen ikke lenger noen problemer i dag, men den adiabatiske tilstanden kan ikke representeres uten videre, siden for eksempel kroppsvarme eller varmestråling utenfra kan forfalske måleresultatene. På den ene siden kan bruken av isolasjonsmaterialer minimere de forfalskende påvirkningene, og utviklingen av komplekse algoritmer kan beregne ut og kompensere for de ikke helt unngåelige forfalskningene forårsaket av tilførsel av termisk energi fra utsiden til det lukkede systemet.
