Przetworniki spirometryczne - normalizacja warunków pomiaru parametrów oddechowych

• Autorzy: Juroszek B.

Warianty tytułu

EN

Spirometric transducers - normalization of the measuring conditions during respiratory parameters measurements

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Parametry charakteryzujące mechanikę działania układu oddechowego związane są z objętością i prędkością wydychanego powietrza. Powietrze zawarte w płucach jest ciepłe i wilgotne. Mierzone jest na zewnątrz układu oddechowego, gdzie temperatura jest znacznie niższa. To powoduje zmniejszenie się objętości wydmuchanego powietrza, zgodnie z prawami fizyki. W celu uniknięcia błędów pomiarowych wynikających ze zmiany warunków fizycznych powietrza zaleca się stosowanie stałego współczynnika korekcyjnego. Taki sposób postępowania nie jest słuszny w odniesieniu do przepływowych przetworników spirometrycznych, które obecnie są najchętniej i najczęściej stosowane. W niniejszej pracy przeanalizowano wpływ otoczenia na wyniki pomiarów parametrów układu oddechowego różnymi przetwornikami. Oszacowano wartości błędów pomiaru wynikających z zastosowania przetworników w różnych sytuacjach pomiarowych. Szeroko przeanalizowano warunki pracy spirometrycznych przetworników przepływowych typu zwężkowego.

EN

The conditions of the spirometric parameters measurements depend to a different degree on both air features and the surroundings (temperature, pressure, humidity). The conversion coefficient KK allows for these influences. It gives the possibility to normalize all respiratory parameters that were measured in ATPS conditions and to present in BTPS, that are inside the lungs. The most substantial influence is ambient temperature, always lower then the temperature of expired air. The other factors (ambient pressure, humidity and patient body temperature) and can almost be neglected. Main attention should be paid to the bell transducer. Air flowing into it changes its temperature. Coefficient KK that is used is a function of the time and changes its value too. Steady-state temperature at the end of forced expiration depends on material features and also on air amount which is inside the bell at the very beginning. The influences discussed above can be avoided when the flow type spirometric transducer is used. The purposefully heated reducing pipe, recommended by some producers, gives stabilization of thermal conditions of spirometric measurements. As a result, total cross-section surface and flow resistance remain the same. The temperature has, however, substantial influence on air viscosity (inspired and expired). Simulations show that when one patient is tested independently of others it is better to use an unheated spirometric transducer, because the temperature influence shows a lower error. A similar conclusion can be reached after analyzing the changes of transducer flow resistance, being the result of air viscosity changes.

Słowa kluczowe

PL

przetworniki spirometryczne; pomiar parametrów oddechowych

EN

spirometric transducers; expiratory parameters measurements

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2006
• Tom: R. 52, nr 3
• Strony: 15--18
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab., wzory

Twórcy

autor

Juroszek B.

• Zakład Inzynierii Biomedycznej i Pomiarowej, Wydział Podstawowych Problemów Techniki Politechniki Wrocławskiej,

Bibliografia

• [1] J. D. Bronzino (ed.): The biomedical engineering, Handbook, Boca Raton, CRC Press New York 1995.
• [2] W. H. Perks, T. Sopwith, D. Brown, C. Jones, M. Green: Effects of temperature on Vitalograph spirometer readings, Thorax 1983, 38, 8, 592-594.
• [3] R. M. Gardner, J. L. Hankinson, J. L. Clausen, R. O. Crapo, R. L. Johnson, G. R. Epler: Standardization of spirometry-1987 update, Am. Rev. Respir. Dis. 1987, 136, 1285-1298.
• [4] B. Juroszek: Warunki pomiaru parametrów spirometrycznych, Metrol. Syst. Pomiar. 1996, 3, 2, 121-137.
• [5] I. Madan, P. Bright, M. R. Miller: Expired air temperature at the mouth during a maximal forced expiratory manouvre, Eur. Respir. J. 1993, 6, 7, 1556-1562.
• [6] C. H. Buess, U. Boutellier, E. A. Koller: Pneumotachometers, W: Encyclopedia of medical devices and instrumentation, (Webster AG.) vol. 4, Willey New York 1988, 2319-2324.
• [7] J. L. Hankinson, J. O. Viola: Dynamic BTPS correction factors for spirometric data, J. Appt. Physiol. 1983, 55, 4, 1354-1360.
• [8] B. Juroszek: Evaluation of temperature influence in pneumotachometric transducer, HMD 18-th Metrology Symposium, Dubrovnik, Croatia, 8-10 October 2001, 160-163.
• [9] Z. Roney, W. Blumenfeld: Heated Fleisch pneumotachometer: a calibration procedure, J. Appl. Physiol. 1973, 34, 1, 117-121.
• [10] P. H. Quanjer, G. J. Tammeling, J. E. Cotes, O. F. Pedersen, R. Peslin, J. C. Yemault: Lung volumes and forced ventilatory flows, Eur. Respir. J. 1993, 6, suppl. 16, 5-40.