Funcția respiratorie 59 FUNCȚIA RESPIRATORIE INTRODUCERE Sistemul respirator se compune din plămâni, căile respiratorii şi muşchii respiratori şi are rol în schimbul gazos dintre sânge (adus de circulaţia pulmonară la alveole) şi aerul inspirat (care umple alveolele). Respiraţie are patru faze: ventilaţia, schimbul gazos la nivelul plămânilor, circulaţia sângelui între plămâni şi ţesuturi şi schimbul gazos la nivelul ţesuturilor. Volumele pulmonare din diferitele faze ale respiraţiei sunt evaluate prin metoda numită spirometrie. VENTILAŢIA În timpul inspiraţiei aerul este forţat în plămâni datorită expansiunii cutiei toracice (datorită contracţiei diafragmei de la baza cutiei toracice şi contracţiei muşchilor intercostali externi care duc la deplasarea în sus şi spre exterior a coastelor). Expansiunea cavităţii toracice creşte volumul toracic şi scade presiunea toracică, astfel aerul pătrunde în plămâni conform gradientului de presiune. Expiraţia normală, în repaus este un fenomen pasiv, determinat de relaxarea muşchilor. În cazul efortului fizic sau a expiraţiei forţate (de ex. tusea) expiraţia devine un fenomen activ, care depinde de contracţia muşchilor expiratorii. În ventilaţia de repaus numai o parte minoră a capacităţii pulmonare este folosit. Se creează astfel o rezervă substanţială pentru ocaziile când organismul necesită un flux crescut de oxigen (ca în efortul fizic). În aceste condiţii creşte dramatic nevoia de oxigen al organismului, creşte rata ventilaţiei şi amploarea respiraţiilor. SCHIMBUL GAZOS În timpul inspiraţiei oxigenul pătrunde în plămâni, difuzează în capilarele pulmonare şi este transportat la celule cu ajutorul hematiilor. Celulele folosesc oxigenul pentru a furniza energie pentru procesele metabolice, eliberând bioxid de carbon ca produs rezidual. O parte a bioxidului de carbon reacţionează cu apă şi formează acid carbonic, care se disociază în H + şi bicarbonat. Eritrocitele transportă CO 2 şi H + înapoi la plămâni. Ajunşi în plămâni, H + şi HCO 3 reacţionează pentru a forma apă şi CO 2 (vezi Figura 10).
60 Lucrări practice de fiziologie REGLAREA VENTILAŢIEI Figura 10. Schimbul gazos În reglarea frecvenţei şi amplitudinii respiraţiei sunt implicate mulţi factori. Ritmul respiraţiei (ritmul bazal, eupneea) este dictată de centrii respiratorii din bulb. Ritmul respiraţiei este afectată de: centri cerebrali superiori, feedback de la periferie şi chemoreceptorii periferici şi centrali din sistemul arterial, respectiv bulb, şi receptorii de întindere din plămâni. Chemoreceptori diferiţi detectează nivelul de O 2, CO 2 and H + din sânge şi lichidul cerebrorahidian din bulb. În hiperventilaţie frecvenţa şi amplitudinea respiraţiei creşte atât de mult încât plămânii eliberează bioxidul de carbon mai rapid decât rata lui de producţie. Ionii de hidrogen sunt eliminaţi şi ph ul creşte. Acestea deprimă respiraţia ca să se restabilească nivelele normale ale bioxidului de garbon şi ionilor de hidrogen. Oprirea temporală a respiraţiei după hiperventilaţie se numeşte apneea vera. În hipoventilaţie nivelul bioxidului de carbon din lichidele organismului creşte (hipercapnie) pentru că plămânii nu reuşesc să îndepărteze bioxidul de carbon în ritmul producerii. Creşterea producerii de bioxid de carbon rezultă într un câştig net de ioni de hidrogen şi scăderea ph ului organismului. Feedback ul prin chemoreceptori cauzează creşterea respiraţiei până când nivelul bioxidului de carbon şi ph ul revin la normal.
Funcția respiratorie 61 SPIROMETRIA SPIROMETRUL CLASIC Volumul de aer ventilat de plămâni în timpul respiraţiei este măsurat cu spirometrul (Figura 11). Înregistrarea grafică a volumelor se numeşte spirogramă. Figura 11. Spirometrul clasic; principiul înregistrării. Spirometrul măsoară volumele pulmonare printr un principiu simplu: aerul expirat din plămâni dislocă un vas închis, imersat parţial în apă. Spirometrul se compune din două vase cilindrice: unul inferior care conţine apă şi altul superior care intră cu uşurinţă în spaţiul cu apă al cilindrului inferior. Cilindrul superior este aşezat cu gura în jos în formă de clopot şi este conectat prin intermediul unui sistem de scripete la o contragreutate şi o peniţă înregistratoare, care desenează pe un kimograf. Spaţiul de sub fundul cilindrului mobil este în legătură cu aerul atmosferic prin intermediul unui tub, care se termină la exterior cu o piesă bucală. Dacă aerul este expirat în interiorul clopotului volumul aerului conţinut de acesta creşte, astfel clopotul se ridică şi peniţa înregistratoare coboară. Dacă se inspiră aerul din aparat clopotul coboară, astfel peniţa înregistratoare se ridică (Figura 11). Kimograful este acoperit cu hârtie gradată în litri şi se roteşte cu viteză constantă. Volumele pulmonare sunt prezentate pe Figura 12 şi definite mai jos (Tabelul 5). Toate volumele pulmonare variază în funcţie de sex, înălţime, greutate, respectiv presiunea atmosferică, temperatura şi saturaţia în vapori de apă a aerului (BTPS).
62 Lucrări practice de fiziologie Tabelul 5. Volumele pulmonare Parametrul Definiţie (prescurtarea) Volumul curent (VC) Volumul de aer care poate fi inspirat sau expirat în cursul unui ciclu respirator normal Volumul respirator Cantitatea de aer ventilată într un minut în de repaus (MRV) condiţii de repaus Volumul expirator de Volumul de aer care poate fi expirat rezervă (VER) suplimentar la sfârşitul unei expiraţii normale Volumul inspirator Volumul de aer care poate fi inspirat de rezervă (VIR) suplimentar la sfârşitul unei inspiraţii normale Capacitatea vitală Cantitatea de aer care poate fi expirat forţat (CV) după o inspiraţie forţată maximă (calculat cu formula: VC+VER+VIR) Volum rezidual (VR) Volumul de aer care rămâne în plămâni la sfârşitul unei expiraţii forţate. Capacitatea Cantitatea de aer conţinut de plămâni la pulmonară totală sfârşitul inspiraţiei maxime (calculat cu (CPT) formula: CV+VR) Capacitatea Cantiatea maximă de aer care poate fi inspiratorie (CI) inspirat după o expiraţie normală (calculat cu formula: VC+VIR) Capacitatea Cantitatea de aer conţinut de plămâni la funcţională reziduală sfârşitul unei expiraţii normale (calculat cu (CFR) formula: VER+VR) Volum expirator Volumul de aer expirat în prima secundă a maxim pe secundă unei expiraţii forţate, care urmează unei (VEMS, FEV 1 ) inspiraţii forţate Indice de permeabilitate Procentajul din CV care poate fi expirat în bronşică (In prima secundă a expirului forţat (VEMS/CV dice Tiffeneau, IPB) (%)) Debitul ventilator Volumul maxim de aer care poate fi ventilat maxim pe minut într un minut, printr o ventilaţie cu maxim (Ventilaţia maximă) de frecvenţă şi amplitudine (hiperventilaţie; (DVMM; Vmax) calculat cu formula: VEMS x 30) Debitul expirator Cea mai mare valoare a fluxului de aer atinsă instantaneu maxim în cursul unei expiraţii forţate care urmează (PEF) unei inspiraţii forţate Valori normale/medii 500 ml VC x FR 1000 1200 ml 2500 3500 ml 5000 ml 1200 ml 6000 ml 3000 4000 ml 2200 ml > 80% 60 90 l/min (femei) 110 140 l/min (bărbaţi) depinde de sex, vârstă, înălţime
Funcția respiratorie 63 PROCEDURĂ Figura 12. Volumele pulmonare. Obiectivul este măsurarea volumelor pulmonare la toţi membrii grupei folosind un spirometru (VitaloGraph Eutest). Ataşaţi o piesă bucală de unică folosinţă la tubul aparatului. Se pensează nasul subiectului care respiră normal. Nu inspiraţi prin spirometru! Inspiraţi cât de profund este posibil apoi expiraţi rapid şi forţat. Înregistrarea trebuie să arate ca cel din Figura 13. Figura 13. Spirogramă înregistrată cu VitaloGraph Eutest. Citiţi valorile CV şi VEMS de pe grafic. Folosiţi datele ca să calculaţi ceilalţi parametri (vezi mai jos).
64 Lucrări practice de fiziologie 1. Capacitatea vitală măsurată trebuie corectată conform BTPS (pentru a calcula volumul ocupat de aer în plămâni: saturat cu vapori de apă la temperatura corpului (37 C) şi la presiunea aerului din mediul ambiant; Tabelul 6). CV CV c f BTPS Tabelul 6. Factorul de corecţie BTPS. Temperatură f BTPS 20 1.102 21 1.096 22 1.091 23 1.085 24 1.080 25 1.075 26 1.068 27 1.063 28 1.057 29 1.051 2. Calculaţi valorile ideale în funcţie de vârstă, sex şi înălţime. Înmulţiţi cu 0,8 în cazul femeilor. CV id Î 3 coef vârstă 0,8 Tabelul 7. Factorii de corecţie în funcţie de vârstă. Vârstă coef vârstă K 18 19 0.990 24.6 20 29 1.025 24.0 30 34 1.020 23.4 35 39 1.010 23.0 40 44 1.000 22.7 45 49 0.990 22.3 50 54 0.970 22.0 3. Determinaţi procentual raportul dintre capacitatea vitală actuală şi cea ideală. CVc CV id 100
Funcția respiratorie 65 4. Calculaţi indicele de permeabilitate bronşică. VEMS IPB CV 100 5. Calculaţi debitul ventilator maximal, apoi valoarea corectată conform BTPS. Vmax VEMS 30 V V max c max f BTPS 6. Calculaţi valoarea ideală folosind factorul de corecţie K (Tabelul 7). V max id CV id K 7. Determinaţi procentual raportul dintre ventilaţia maximă actuală şi cea ideală. SEMNIFICAŢIE CLINICĂ V V max c max id 100 Măsurarea volumelor pulmonare şi a debitelor expiratorii au rol important în evaluarea clinică. Prin determinări spirometrice se pot identifica două tipuri de disfuncţii ventilatorii: Disfuncţia ventilatorie obstructivă (ex. astmul bronşic): există un proces obstructiv în căile respiratorii (bronşii), acesta este evidenţiată prin scăderea eficienţei în a goli plămânii rapid după o expiraţie forţată. Scăderea VEMS ului duce la scăderea IPB. Disfuncţia ventilatorie restrictivă (ex. pneumonia): este caracterizată prin volumul pulmonar redus, din cauza modificării parenchimului pulmonar sau a bolilor pleurale, a peretelui toracic sau boli neuromusculare. Semnul disfuncţiei ventilatorii restrictive este scăderea capacităţii vitale. De obicei nu este afectat fluxul de aer şi rezistenţa căilor aeriene este normală.
66 Lucrări practice de fiziologie Bolile pulmonare de obicei nu pot fi clasificate în cele două tipuri de disfuncţie ventilatorie, ele rezultă din combinaţia celor două disfuncţii sau din combinaţie mai multor factori care duc la alterarea funcţiei respiratorii (disfuncție ventilatorie mixtă). FRECVENŢA RESPIRATORIE ŞI REGLAREA VENTILAŢIEI SISTEMUL BIOPAC OBIECTIVELE EXPERIMENTULUI înregistrarea şi măsurarea ventilaţiei folosind traductori de respirație şi pentru măsurarea temperaturii aerului demonstrarea relaţiei dintre respiraţie şi schimbările de temperatură al aerului ventilat printr o nară observarea şi înregistrarea expansiunii şi contracţiei toracelui şi modificările frecvenţei şi amplitudinii ciclului respirator modulate cerebral şi prin chemoreceptori de centrii medulari. MATERIALE NECESARE traductor de respirație SS5L BIOPAC traductor de temperatură SS6L (Fast Response Thermistor) BIOPAC bandă adezivă unitatea de achiziţii date MP30 BIOPAC calculator cu Windows şi Biopac Student Lab System instalat PROCEDURA EXPERIMENTALĂ 1. Porniţi calculatorul. 2. Asiguraţi vă că unitatea BIOPAC MP30 este oprit. 3. Conectaţi traductorii conform Figura 14 (traductorul respirator în Portul 1, traductorul de temperatură în Portul 2).
Funcția respiratorie 67 Figura 14. Traductorii şi modul corect al conectării lor la unitatea MP30. Traductorul de temperatură se foloseşte la măsurarea fluxului de aer. În timpul inspiraţiei aerul atmosferic mai rece este trece prin traductor, în timpul expiraţiei aerul încălzit este suflat prin traductor. Traductorul înregistrează aceste schimbări de temperatură, care sunt proporţionale cu fluxul de aer. Această metodă indirectă este eficient când este suficient măsurarea schimbărilor relative de amplitudine şi frecvenţă, măsurarea directă a fluxului necesită procedură de etalonare complexă. Traductorul trebuie fixat stabil ca să nu se mişte, poziţionat în faţa nării, fără să atingă faţa. Cel mai bine este formarea unei bucle mici la cca. 2 cm de vârful traductorului şi fixarea ei pe faţa subiectului (vezi şi Figura 15). Fixaţi traductorul de presiune în jurul toracelui, pe partea superioară. Tensionare corectă a acesteia este critică, traductorul trebuie să fie uşor strâmt pe punctul maxim al inspiraţiei. Traductorul poate fi poziţionat peste o cămaşă subţire subiectului (vezi şi Figura 15). Figura 15. Poziţionarea corectă a traductorului de temperatură (pe stânga) şi de respiraţie (pe dreapta).
68 Lucrări practice de fiziologie 4. Porniţi unitatea de achiziţii a datelor şi programul BIOPAC Student Lab, selectaţi Lesson 11 şi introduceţi numele. 5. Calibraţi echipamentul: click pe butonul Start setup. BIOPAC Student Lab începe înregistrarea datelor şi pe ecran apar două înregistrări. După 15 secunde înregistrarea se opreşte. Pentru o calibrare corectă subiectul trebuie să stea relaxat şi să respire normal. Înregistrarea trebuie să fie similară cu cea de pe Figura 16. În caz contrar calibrarea trebuie repetată prin apăsarea butonului Redo setup. Figura 16. Calibrarea corectă. Canalul de sus ( Airflow, înregistrază temperatura aerului de la nivelul nării, invers proporţională cu fluxul de aer prin nară) și afişează datele colectate de traductorul de temperatură; canalul de jos ( Respiration ) afişează datele obţinute de traductorul de respiraţie (expansiunea toracelui din timpul respiraţiilor). 6. Înregistraţi parametrii în cinci condiţii: respiraţie normală, hiperventilaţie şi recuperare, hipoventilaţie şi recuperare, tuse şi citire cu voce tare: traductorul de respiraţie trebuie fixat sigur şi confortabil înaintea inspiraţiei traductorul de temperatură trebuie fixat stabil ca să nu se mişte, poziţionat în faţa nării, fără să atingă faţa subiectul examinat trebuie să fie în poziţie sezândă Opriţi experimentul imediat dacă persoana are greţuri sau ameţeli!
Funcția respiratorie 69 Se setează lungimea înregistrării: se selectează File > Preferences, apoi se setează la 5 minute (300 secunde). Înainte de a apăsa butonul Record 11 asiguraţi vă că subiectul a înţeles instrucţiunile: în prima parte a înregistrării subiectul respiră normal (secundele 0 15 de pe înregistrare); subiectul respiră rapid şi amplu prin gură pentru maxim 30 de secunde (hiperventilaţie, secundele 15 45); apoi subiectul respiră normal până la restabilirea ritmului normal al respiraţiei (secundele 45 75); subiectul respiră lent şi supeficial prin gură pentru maxim 30 de secunde (hipoventilaţie, secundele 75 105); apoi respiră normal prin nas până la restabilirea ritmului normal al respiraţiei (secundele 105 135); subiectul tuşeşte de câteva ori (3 5) în următoarele 15 secunde (secundele 135 150); subiectul citeşte cu voce tare (orice text) pentru 60 de secunde (secundele 150 210); începutul fiecărei secvenţe trebuie marcat de către examinator prin apăsarea butonului F9. Dacă a intervenit ceva în timpul înregistrării (de exemplu a căzut traductorul de temperatură) se poate repeta înregistrarea prin click pe butonul Redo 11. Dacă înregistrarea a fost corect efectuată, selectaţi din meniu Autoscale horizontal şi Autoscale waveforms. Înregistrarea trebuie să arate similar cu cel din Figura 17. Figura 17. Fereastra programului după o înregistrare corectă. 7. Ca să se revadă şi să se analizeze datele înregistrate folosiţi chenarele (deasupra markerilor, vezi şi Figura 17) şi uneltele de măsurare (partea dreaptă a ecranului, jos, vezi şi Figura 17). Fiecare chenar de măsurare are trei secţiuni: numărul canalului, tipul înregistrării şi rezultatea înregistrării. Primele două sunt activate prin click pe chenar.
70 Lucrări practice de fiziologie Parametrii folosiţi ( zona selectată este zona selectată de unealta de selecţie a softului inclusiv punctele finale): Delta T: diferenţa în timp dintre începutul şi sfârşitul zonei selectate BPM ( Beats Per Minute ): asemănător cu Delta T, dar divizat pe 60 secunde. Deoarece foloseşte doar timpul măsurat al zona selectate, nu este specific pentru un anumit canal. p p: diferenţa dintre valoarea maximă şi minimă din zona selectată Măsurăturile necesare pentru flux sunt ΔT, BPM şi p p, iar pentru canalul de respiraţie numai p p. Folosiţi zoom ul ca să puteţi să măsuraţi cu uşurinţă intervalul dintre vârfuri, pentru aproximativ patru cicluri. Pentru a completa secţiunea A din Fişa de lucru selectaţi consecutiv trei zone de inspiraţie,apoi trei zone de expiraţie, respectiv trei cicluri respiratorii complete (selecţia corectă vezi Figura 18). Pentru a completa secţiunea B din Fişa de lucru repetaţi procedurile de mai sus pentru fiecare secvenţă a înregistrării. Selectaţi trei cicluri diferite în toate cele cinci secvenţe şi determinaţi amplitudinea respiraţiei pentru fiecare (secţiunea C). Folosind unealta de selecţie selectaţi intervalul dintre inspiraţia maximă şi schimbarea maximă a temperaturii în fiecare secvenţă de înregistrare, apoi completaţi secţiunea D din Fişa de lucru.
Funcția respiratorie 71 Figura 18. Exemple de selecţie necesare pentru completarea Fişei de lucru;, de sus în jos: zona de inspiraţie, expiraţie, respectiv ciclu respirator complet. DETERMINAREA VOLUMELOR ŞI CAPACITĂŢILOR PULMONARE FOLOSIND OBIECTIVELE EXPERIMENTULUI BIOPAC observarea experimentală, înregistrarea şi/sau calcularea unor volume şi capacităţi pulmonare compararea valorilor observate cu valorile medii sau ideale compararea valorilor volumelor şi capacităţilor pulmonare la persoane de vârstă, sex şi înălţime diferită MATERIALE NECESARE traductor de flux BIOPAC (SS11LA) filtru bacteriologic BIOPAC, unul pentru fiecare subiect piesă bucală de unică folosinţă BIOPAC pensă nazală BIOPAC seringă de calibrare BIOPAC unitatea de achiziţii date MP30 calculator cu Windows şi Biopac Student Lab System instalat
72 Lucrări practice de fiziologie PROCEDURA EXPERIMENTALĂ 1. Porniţi calculatorul 2. Asiguraţi vă că unitatea BIOPAC MP30 este oprit. 3. Conectaţi traductorul de flux conform Figura 19 (în Portul 1). Figura 19. Conectarea corectă a traductorului la unitatea de achiziţii date MP30. 4. Puneţi un filtru la capătul siringii de calibrare şi conectaţi la traductorul de flux. Siringa de calibrarea se montează pe traductor pe partea notată Inlet, ca cablul să fie pe partea stângă (vezi şi Figura 20). Figura 20. Conectarea corectă a siringii de calibrarea, filtru şi traductor.
Funcția respiratorie 73 5. Porniţi unitatea de achiziţii a datelor şi programul BIOPAC Student Lab, selectaţi Lesson 12 şi introduceţi numele. 6. Calibraţi echipamentul: click pe butonul Start setup. Urmaţi instrucţiunile pentru a calibra aparatul. Calibrarea se desfăşoară în doi paşi: Pasul 1: stabilizarea liniei de referinţă. În această fază nu trebuie să existe flux de aer prin traductor, acesta trebuie ţinut în poziţie verticală şi nemişcat. În această parte a calibrării se înregistrează două trasee de câte 4 secunde. După terminarea acestei faze pistonul siringii trebuie tras afară complet. Este foarte important să nu forţaţi aer prin traductor în această parte a calibrării. Ţineţi ambele mâini pe siringa da calibrare şi nu pe traductor. Ţineţi siringa orizontal! Schimbarea poziţiei siringii cauzează erori de măsurare! Pasul 2: calibrează amplitudinea şi compensează pentru temperatura şi presiunea atmosferică. Un volum cunoscut de aer trece prin traductor (se efectuează cinci cicluri cu siringa), iar programul calculează factori de corecţie pentru înregistrările ulterioare. Dacă sunteţi pregătiţi pentru această parte a calibrării daţi click pe butonul Yes. După ce începe înregistrarea efectuaţi cinci cicluri complete cu siringa, terminaţi cu pistonul tras afară complet. Apăsaţi butonul Stop setup. La finalul calibrării ecranul ar trebui să arate ca în Figura 21. Figura 21. Monitorul după terminarea calibrării.
74 Lucrări practice de fiziologie Când apăsaţi pentru prima dată siringa ar trebui să obţineţi o deflexiune în jos ca şi în Figura 21. Dacă nu este aşa, schimbaţi orientarea traductorului şi refaceţi calibrarea. Calibrarea trebuie efectuată numai o singură dată, chiar dacă înregistraţi de la mai mulți studenți. Schimbaţi piesa bucală, filtrul şi pensa nazală la fiecare subiect! 7. Înregistrarea se face urmărind precis procesul de mai jos (calcularea volumului din flux este foarte sensibilă). Pentru a obţine date cât mai precise: subiectul trebuie să stea şezând, privind în direcţia opusă monitorului, relaxat, cu ochii închişi subiectul îşi pune pensa nazală şi fixează piesa bucală; şi respiră normal prin aparat cel puţin 20 de secunde înaintea începerii înregistrării întotdeauna se respiră prin capătul traductorului marcat Inlet traductorul trebuie ţinut drept pe toată durata înregistrării un ciclu respirator înseamnă inspiraţie expiraţie. Dacă începeţi cu o inspiraţie, este bine să terminaţi cu o expiraţie, şi invers. Acest lucru nu este critic, dar creşte acurateţea calculelor făcute de program. Daţi click pe butonul Record 12 şi respiraţi normal pentru 5 cicluri, apoi inspiraţi cât de profund puteţi, urmat de o expiraţie forţată. La final respiraţi normal pentru cinci cicluri. Apăsaţi butonul Stop, apoi butonul Fiind volume. Înregistrarea trebuie să fie similară cu cea din Figura 22. 8. Ca să se revadă şi să se analizeze datele înregistrate folosiţi chenarele (deasupra markerilor, vezi şi Figura 22) şi uneltele de măsurare (partea dreaptă a ecranului, jos, vezi şi Figura 22). Fiecare chenar de măsurare are trei secţiuni: numărul canalului, tipul înregistrării şi rezultatea înregistrării. Primele două sunt activate prin click pe chenar. Parametrii folosiţi ( zona selectată este zona selectată de unealta de selecţie a softului inclusiv punctele finale): p p: diferenţa dintre valoarea maximă şi minimă din zona selectată Max: afişează valoarea maximă din zona selectată Min: afişează valoarea minimă din zona selectată Delta: diferenţa în amplitudine dintre începutul şi sfârşitul zonei selectate
Funcția respiratorie 75 Figura 22. Înregistrarea respiraţiilor (sus: fluxul, jos: volumul). Identificaţi zona selectată corectă pentru fiecare parametru pe baza celor descrise în introducere. Pentru a completa secţiunea A din Fişa de lucru observaţi CV (vezi şi Figura 23). Pentru a completa secţiunea B din Fişa de lucru faceţi două măsurători pentru a calcula VC mediu. Folosind unealta de selecţie selectaţi faza de inspiraţie (de la punctul cel mai declin până la vârf) a ciclului 3 şi notaţi valoarea p p. Apoi selectaţi faza de expiraţie (de la vârf până la punctul cel mai declin) a ciclului 3 şi notaţi valoarea p p. La final folosind unealta de selecţie găsiţi următoarele volume şi capacităţi (definite pe Figura 12, vezi şi exemplele din Figura 23): VIR (Delta), VER (Delta), VR (Min), CI (Delta), CE (Delta), CPT (Max).
76 Lucrări practice de fiziologie Figura 23. Exemple de selecţii necesare pentru completarea Fişei de lucru; de sus în jos: CV din măsurare p p, inspiraţia din ciclul 3 selectată pentru a măsura p p, exemplu pentru măsurarea CPT (Max), VR (Min), şi VIR (Delta).
Funcția respiratorie 77 DETERMINAREA DEBITELOR VENTILATORII CU BIOPAC OBIECTIVELE EXPERIMENTULUI Dacă în prealabil aţi măsurat volumele şi capacităţile pulmonare (descrise în capitolul anterior), daţi click pe butonul Redo 12 şi treceţi la punctul 7. Altfel începeţi cu punctul 1 al acestui capitol. observarea experimentală, înregistrarea şi calcularea VEMS şi DVMM (V max ) compararea valorilor măsurate ale VEMS cu cele ideale compararea valorilor DVMM (V max ) cu cele ale altor persoane MATERIALE NECESARE traductor de flux BIOPAC (SS11LA) filtru bacteriologic BIOPAC, unul la fiecare subiect piesă bucală de unică folosinţă BIOPAC pensă nazală BIOPAC seringă de calibrare BIOPAC unitatea de achiziţii date MP30 calculator cu Windows şi Biopac Student Lab System instalat PROCEDURA EXPERIMENTALĂ 1. Porniţi calculatorul 2. Asiguraţi vă că unitatea BIOPAC MP30 este oprit. 3. Conectaţi traductorul de flux conform Figura 19 (în Portul 1). 4. Puneţi un filtru la capătul siringii de calibrare şi conectaţi la traductorul de flux. Siringa de calibrarea se montează pe traductor pe partea notată Inlet, ca cablul să fie pa partea stângă (vezi şi Figura 20). 5. Porniţi unitatea de achiziţii a datelor şi programul BIOPAC Student Lab, selectaţi Lesson 12 şi introduceţi numele.
78 Lucrări practice de fiziologie 6. Calibraţi echipamentul: click pe butonul Start setup. Urmaţi instrucţiunile pentru a calibra aparatul. Calibrarea se desfăşoară în doi paşi: Pasul 1: stabilizarea liniei de referinţă. În această fază nu trebuie să existe flux de aer prin traductor, acesta trebuie ţinut în poziţie verticală şi nemişcat. În această parte a calibrării se înregistrează două trasee de câte 4 secunde. După terminarea acestei faze pistonul siringii trebuie tras afară complet. Este foarte important să nu forţaţi aer prin traductor în această parte a calibrării. Ţineţi ambele mâini pe siringa da calibrare şi nu pe traductor. Ţineţi siringa orizontal! Schimbarea poziţiei siringii cauzează erori de măsurare! Pasul 2: calibrează amplitudinea şi compensează pentru temperatura şi presiunea atmosferică. Un volum cunoscut de aer trece prin traductor (se efectuează cinci cicluri cu siringa), iar programul calculează factori de corecţie pentru înregistrările ulterioare. Dacă sunteţi pregătiţi pentru această parte a calibrării daţi click pe butonul Yes. După ce începe înregistrarea efectuaţi cinci cicluri complete cu siringa, terminaţi cu pistonul tras afară complet. Apăsaţi butonul Stop setup. La finalul calibrării ecranul ar trebui să arate ca în Figura 21. Când apăsaţi pentru prima dată siringa ar trebui să obţineţi o deflexiune în jos ca şi în Figura 20. Dacă nu este aşa, schimbaţi orientarea traductorului şi refaceţi calibrarea. Calibrarea trebuie efectuată numai o singură dată, chiar dacă înregistraţi de la mai mulți subiecți. Schimbaţi piesa bucală, filtrul şi pensa nazală la fiecare subiect! 7. Înregistrarea se face urmărind precis procesul de mai jos (calcularea volumului din flux este foarte sensibilă). Pentru a obţine date cât mai precise: subiectul trebuie să stea şezând, privind în direcţia opusă monitorului, relaxat, cu ochii închişi subiectul îşi pune pensa nazală şi fixează piesa bucală; şi respiră normal prin aparat cel puţin 20 de secunde înaintea începerii înregistrării întotdeauna se respiră prin capătul traductorului marcat Inlet
Funcția respiratorie 79 traductorul trebuie ţinut drept pe toată durata înregistrării un ciclu respirator înseamnă inspiraţie expiraţie. Dacă începeţi cu o inspiraţie, este bine să terminaţi cu o expiraţie, şi invers. Acest lucru nu este critic, dar creşte acurateţea calculelor făcute de program. Daţi click pe butonul Record 12 şi respiraţi normal pentru 3 cicluri, apoi inspiraţi cât de profund puteţi, ţineţi respiraţia un moment şi expiraţi forţat şi rapid. La final respiraţi normal pentru 3 cicluri. Apăsaţi butonul Stop, apoi butonul Fiind volume. Înregistrarea trebuie să fie similară cu cea din Figura 24. Datele pot să fie modificate dacă procedura n a fost respectată cu stricteţe. Dacă nu puteţi să definiţi începutul expiraţiei maxime, repetaţi înregistrarea (apăsaţi butonul Redo pentru acesta). Figura 24. Înregistrarea corectă a respiraţiilor pentru calcularea VEMS. 8. Ca să se revadă şi să se analizeze datele înregistrate folosiţi chenarele (deasupra markerilor, vezi şi Figura 24) şi uneltele de măsurare (partea dreaptă a ecranului, jos, vezi şi Figura 24). Fiecare chenar de măsurare are trei secţiuni: numărul canalului, tipul înregistrării şi rezultatea înregistrării. Primele două sunt activate prin click pe chenar. Parametrii folosiţi ( zona selectată este zona selectată de unealta de selecţie a softului inclusiv punctele finale): p p: diferenţa dintre valoarea maximă şi minimă din zona selectată Delta T (ΔT): diferenţa în timp dintre începutul şi sfârşitul zonei suprafeţei selectate
80 Lucrări practice de fiziologie Pentru a afişa corespunzător datele pe ecran folosiţi: meniul Display > Autoscale horizontal, Autoscale waveforms, Zoom Previous Scroll Bars: Time (Horizontal); Amplitude (Vertical) Cursor Tools: Zoom Tool Buttons: Show Grid, Hide Grid Pentru a completa secţiunea A din Fişa de lucru folosiţi unealta de selecţie şi selectaţi zona de la începutul până la sfârşitul expiraţiei forţate. Valoarea p p pentru această zonă reprezintă capacitatea vitală (vezi Figura 25, traseul de sus). Pentru a completa secţiunea B din Fişa de lucru folosind unealta de selecţie selectaţi prima secundă, apoi primele 2 respectiv 3 secunde (determinate din valoarea Delta T) a expiraţiei forţate, ca şi pe Figura 25 (ultimele trei trasee). Volumul expirat este indicat de valoarea p p. După efectuarea măsurătorilor treceţi la punctul 9.
Funcția respiratorie 81 Figura 25. Exemple de selecţii necesare pentru completarea Fişei de lucru, de sus în jos: selectarea expiraţiei complete pentru calcularea CV, selectarea primei secunde ale expiraţiei forţate, selectarea primelor două secunde ale expiraţiei forţate, selectarea primelor trei secunde ale expiraţiei forţate. 9. Click pe butonul Redo 12 pentru a măsura DVMM (V max ). 10. Înregistrarea se face urmărind precis procesul de mai jos (calcularea volumului din flux este foarte sensibilă). Pentru a obţine date cât mai precise: subiectul trebuie să stea şezând, privind în direcţia opusă monitorului, relaxat, cu ochii închişi subiectul îşi pune pensa nazală şi fixează piesa bucală; şi respiră normal prin aparat cel puţin 20 de secunde înaintea începerii înregistrării întotdeauna se respiră prin capătul traductorului marcat Inlet traductorul trebuie ţinut drept pe toată durata înregistrării
82 Lucrări practice de fiziologie un ciclu respirator înseamnă inspiraţie expiraţie. Dacă începeţi cu o inspiraţie, este bine să terminaţi cu o expiraţie, şi invers. Acest lucru nu este critic, dar creşte acurateţea calculelor făcute de program. Daţi click pe butonul Record 12 şi respiraţi normal pentru 5 cicluri, apoi respirați rapid şi amplu pentru 12 15 secunde. La final respiraţi normal pentru 5 cicluri. Apăsaţi butonul Stop, apoi butonul Find volume. Înregistrarea trebuie să fie similară cu cea din Figura 26. Subiectul trebuie să stea în poziţie şezândă! Opriţi imediat dacă persoana se simte ameţită! Nu încercaţi acest procedeu niciodată singur! Pentru rezultate optime, la această înregistrare accentul trebuie pus pe frecvenţa şi nu pe amplitudinea respiraţiilor. Cele mai bune rezultate se obţin dacă frecvenţa respiratorie este peste 60/min. La această frecvenţă subiectul foloseşte efort maxim ca şi în cazul expiraţiei forţate. Figura 26. Înregistrarea corectă a DVMM (Vmax). 11. Ca să se revadă şi să se analizeze datele înregistrate folosiţi chenarele (deasupra markerilor, vezi şi Figura 26.) şi uneltele de măsurare (partea dreaptă a ecranului, jos, vezi şi Figura 26). Pentru descriere detaliată vedeţi punctul 8. al acestui capitol. Selectaţi zona de respiraţie amplă şi rapidă cu unealta Zoom, rezultatul trebuie să arate ca şi în Figura 27.
Funcția respiratorie 83 Figura 27. Selecţia corectă pentru DVMM cu unealta Zoom (pe stânga selectarea, pe dreapta imaginea rezultată). Pentru a completa secţiunea C din Fişa de lucru folosind unealta de selecţie selectaţi un interval de 12 secunde în care se numără ciclurile (cca. 15 cicluri, urmăriţi valoarea Delta T). Marcaţi sfârşitul zonei selectate (click pe partea de jos a zonei de markeri). Marcarea este importantă pentru identificarea ulterioară a zonei selectate. Folosiţi unealta de selecţie şi selectaţi în intervalul de 12 secunde fiecare ciclu pe rând (vezi Figura 28). Dacă la sfârşit găsiţi un ciclu incomplet, nu l consideraţi. Citiţi valorile p p pentru fiecare ciclu. Figura 28. Selectarea unui singur ciclu pentru determinarea DVMM.