Спирометр — прибор для измерения объема воздуха , вдыхаемого и выдыхаемого легкими . Спирометр измеряет вентиляцию, движение воздуха в легкие и из них. Спирограмма выявляет два различных типа аномальной вентиляции: обструктивную и рестриктивную. Существуют различные типы спирометров, в которых используются различные методы измерения (датчики давления, ультразвуковые датчики, водяные манометры).
Спирометр является основным оборудованием, используемым для основных функциональных тестов легких (PFT). Из анализов можно исключить такие заболевания легких, как астма , бронхит и эмфизема . Кроме того, спирометр часто используется для выявления причины одышки, оценки влияния загрязняющих веществ на функцию легких, эффекта лекарств и оценки прогресса в лечении заболевания. [1]
Самая ранняя попытка измерить объем легких может быть датирована периодом 129–200 гг. н.э. Клавдий Гален , римский врач и философ, провёл объёмный эксперимент по вентиляции легких человека. Он заставил ребенка вдохнуть и выдохнуть из мочевого пузыря и обнаружил, что объем не изменился. Эксперимент оказался безрезультатным. [2]
Даже при той числовой точности, которую может обеспечить спирометр, определение функции легких зависит от дифференциации аномального состояния от нормального. Показатели функции легких могут различаться как внутри, так и среди групп людей, отдельных лиц и спирометров. Емкость легких, например, может меняться во времени, увеличиваясь, а затем уменьшаясь в течение жизни одного человека. В результате представления о том, что является «нормальным», основаны на понимании источников изменчивости и могут быть оставлены на усмотрение интерпретации.
Традиционно источники вариаций понимались в отдельных категориях, таких как возраст, рост, вес, пол, географический регион (высота над уровнем моря), а также раса или этническая принадлежность. В начале двадцатого века были предприняты глобальные усилия по стандартизации этих источников, чтобы обеспечить правильную диагностику и точную оценку функции легких. Однако вместо дальнейшего понимания причин таких изменений основным подходом к устранению наблюдаемых различий в емкости легких было их «коррекция». Используя результаты сравнительных популяционных исследований, атрибуты эмпирически объединяются в «поправочный коэффициент». Это число затем используется для формирования персонализированного «эталонного значения», которое определяет, что считается нормальным для одного человека. Таким образом, практикующие врачи могут найти процентное отклонение от этого прогнозируемого значения, известное как «процент от прогнозируемого», и определить, является ли чья-то функция легких аномально плохой или превосходной. [5]
В частности, «расовая коррекция» или «этническая корректировка» фактически запрограммирована на компьютере в современный спирометр. Предвзятые представления о том, что у «белых» людей функция легких лучше, заложены в интерпретации результатов спирометра и лишь подкрепляются этими медицинскими стереотипами . В Соединенных Штатах в спирометрах используются поправочные коэффициенты 10–15% для тех, кто идентифицируется как «черный», и 4–6% для тех, кто идентифицируется как «азиат». [6]
В 1960 году Европейское сообщество угля и стали (ECCS) впервые рекомендовало рекомендации по спирометрии. [7] Затем в 1971 году организация опубликовала прогнозируемые значения таких параметров, как спирометрические индексы, остаточный объем, общая емкость легких и функциональная остаточная емкость. [8] Американское торакальное общество/Европейское респираторное общество также рекомендует референтные значения для конкретной расы, если таковые имеются. . [9] Даже сегодня в учебном руководстве по спирометрии Национального института охраны труда, которое связано с веб-сайтом Центров по контролю и профилактике заболеваний, отмечается использование коррекции расы и эталонного значения для конкретной расы на четвертом этапе «нормальной» спирометрии. . [10]
Использование эталонных значений и дискретной классификации источников изменчивости было мотивировано идеями антропометрии и жизненной емкости тела. В исследованиях конкретно рассматривалась взаимосвязь между антропометрическими переменными и параметрами функции легких. [11]
Использование эталонных ценностей до сих пор не учитывало социальную маркировку расы и этнической принадлежности. Часто определения носят субъективный характер или молчаливо приписываются практикующим врачом. Еще одна проблема, связанная с использованием эталонных значений, — это неправильный диагноз. [12] Это было важным фактором в управлении и контроле компенсаций горнякам в Великобритании в межвоенный период. В этом политически напряженном контексте, когда новой рентгеновской технологии нельзя было полностью доверять, спирометр представлял собой надежное доказательство респираторных заболеваний в числовом выражении, которое можно было использовать в сложной компенсационной сети. [13]
Оценка жизненной жизнеспособности оказала влияние и на другие сферы жизни, помимо медицины, включая оценку претендентов на страхование жизни и диагностику туберкулеза. [5]
Что касается пола, некоторые исследования населения не выявили различий в зависимости от пола. [11] Примечательно, что спирометры используются для оценки жизненной емкости легких в Индии с 1929 года, фиксируя статистически значимую разницу между мужчинами (21,8 мл/см) и женщинами (18 мл/см). [14] Кроме того, к 1990 году около половины программ легочной подготовки как в США, так и в Канаде были скорректированы с учетом расы и этнической принадлежности. [15]
Спирометр популяризировал понятия «расовой коррекции» и «этнической адаптации», которые предполагали, что у чернокожих легкие слабее, чем у белых. Например, Томас Джефферсон отметил физические различия между разными расами, такие как «разница в строении легочного аппарата», которая делала чернокожих людей «более терпимыми к жаре и менее терпимыми к холоду, чем белые». [16] Теории Джефферсона породили предположения о естественной подготовке чернокожих к сельскохозяйственному труду на южных плантациях США. [17] Сэмюэл Картрайт, апологет рабства и владелец плантаций, использовал спирометр, чтобы заявить, что чернокожие люди потребляют меньше кислорода, чем белые. людей [18] помимо расовых «особенностей» он изложил в Новоорлеанском медико-хирургическом журнале , где описал расовые различия в дыхательной системе и их влияние на роды. [19]
Южноафриканские исследования также использовали спирометр для выявления расовых и классовых различий. Юстас Х. Клювер провел исследование по измерению жизненной емкости тела в Университете Витватерсранда [20] и обнаружил, что бедные белые люди имеют физическую непригодность, но это связано с проблемами окружающей среды, а не генетикой. Используя эти исследования, Клювер доказывал Южноафриканской ассоциации содействия развитию науки во время Второй мировой войны, что улучшение программ питания и физической подготовки может помочь создать богатство и выиграть войну за счет повышения работоспособности людей всех рас, поскольку их труд будет более выгодным. необходимо для достижения этих целей. [21] Расизм и спирометр снова пересеклись в этих исследованиях, когда были проведены дальнейшие исследования влияния физической подготовки на бедных белых новобранцев; исследования жизненного потенциала показали, что «белые бедняки биологически здоровы и могут быть превращены в ценных граждан» [22] , но никаких комментариев по поводу результатов чернокожих южноафриканцев сделано не было.
За пределами США и Южной Африки спирометр использовался в расовых исследованиях в Индии в 1920-х годах. Исследователи обнаружили, что жизненная емкость индийцев меньше, чем у жителей Запада. [23]
Многие задавались вопросом, являются ли нынешние стандарты достаточными и точными. [24] [25] По мере развития многоэтнического общества использование расового и этнического происхождения как фактора становится все более проблематичным. [26] Идеи, связывающие этническую принадлежность с недостатком питания и местом рождения в бедной стране, становятся недействительными, поскольку люди иммигрируют или могут родиться в более богатых странах. [26]
Этот тип спирометра обеспечивает более точное измерение компонентов объема легких по сравнению с другими обычными спирометрами. Во время измерения человек находится в небольшом пространстве.
Этот спирометр измеряет скорость потока газов, определяя разницу давлений на мелкой сетке. Одним из преимуществ этого спирометра является то, что испытуемый может дышать свежим воздухом во время эксперимента. [27]
Были разработаны электронные спирометры, которые вычисляют скорость воздушного потока в канале без необходимости использования мелкой сетки или движущихся частей. Они работают, измеряя скорость воздушного потока с помощью таких методов, как ультразвуковые преобразователи, или измеряя разницу давления в канале. Эти спирометры имеют большую точность за счет устранения ошибок импульса и сопротивления, связанных с движущимися частями, такими как ветряные мельницы или клапаны потока для измерения расхода. Они также обеспечивают улучшение гигиены за счет использования полностью одноразовых каналов для потока воздуха.
Этот спирометр специально разработан для улучшения функции легких.
Это устройство полезно для измерения того, насколько хорошо легкие человека вытесняют воздух.
Этот тип спирометра используется специально для измерения форсированной жизненной емкости легких без использования воды; он имеет широкие размеры от 1000 мл до 7000 мл. Он более портативен и легче, чем традиционные спирометры с резервуаром для воды. Во время измерений этот спирометр следует держать горизонтально из-за наличия вращающегося диска.
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )