Plethysmografie met luchtverplaatsing wordt in de geneeskunde gebruikt als een niet-invasief diagnostisch hulpmiddel om de volume of volumeveranderingen van een lichaam of specifieke lichaamsdelen. In een gesloten capsule of shotholte die luchtdicht is afgesloten door een manchet, verandert in volume van het lichaam of lichaamsdelen veranderingen in luchtdruk veroorzaken. Computerprogramma's berekenen de overeenkomstige volume veranderingen van de luchtdrukveranderingen, waardoor temperatuurveranderingen in de lucht worden gecompenseerd
Wat is plethysmografie met luchtverplaatsing?
De onderzoeksmethode levert snelle en betrouwbare informatie op om onderscheid te maken tussen astma en chronische obstructieve longziekte. Longemfyseem kan ook worden gediagnosticeerd. In de geneeskunde verwijst plethysmografie naar niet-invasieve meetmethoden voor het meten van volume of volumeveranderingen van het hele lichaam of delen van het lichaam. Meetprocedures zijn ofwel genoemd naar het doel van de meetprocedure, zoals afsluiting plethysmografie voor het meten en detecteren van veneuze occlusie en veneuze klep disfunctioneren, of ze zijn genoemd naar het medium dat wordt gebruikt voor de meetprocedure. Luchtverplaatsing plethysmografie is daarom de naam die wordt gegeven aan een methode die gebaseerd is op de verplaatsing van lucht of het genereren van drukveranderingen tijdens volumeveranderingen als meetprincipe. Luchtverplaatsingsplethysmografie wordt meestal gebruikt als lichaamsplethysmografie, waarbij de te onderzoeken persoon zich in een hermetisch afgesloten cabine bevindt en de volumeveranderingen van het hele lichaam worden meegenomen. Als alternatief kan plethysmografie met luchtverplaatsing worden gebruikt, bijvoorbeeld om de veneuze functie in gedeeltelijke delen van het lichaam te testen. In dit geval dienen luchtdichte manchetten als functionele eenheden die reageren op volumeveranderingen in de aderen met overeenkomstige drukveranderingen. Bodyplethysmografie, wat enigszins vergelijkbaar is met het principe van Archimedes van water verplaatsing, waarbij het volume van een lichaam wordt gemeten door onderdompeling in water. Het bedrag van water verplaatst is gelijk aan het volume van het ondergedompelde lichaam en het totaal massa (gewicht) kan worden bepaald door a evenwicht Op deze manier wordt het specifieke massa per volume-eenheid kan ook worden berekend. Omdat lucht, in tegenstelling tot water, is een samendrukbaar medium, de lucht die uit het lichaam wordt verplaatst, hoeft niet direct te worden gemeten in luchtverplaatsingsplethysmografie; in plaats daarvan gebeurt dit indirect in de afgesloten cabine door de drukveranderingen te meten. Hetzelfde principe van drukveranderingen analoog aan volumeveranderingen van het onderzochte lichaamsdeel wordt gebruikt in afsluiting plethysmografie op armen en benen. In principe is dit ook luchtverplaatsingsplethysmografie, waarbij het te onderzoeken lichaamsdeel in een luchtdichte manchet wordt omhuld.
Functie, effect en doelen
Een veel gebruikte toepassing van luchtverplaatsingsplethysmografie in de vorm van lichaamsplethysmografie is het bepalen van de specifieke massa van het lichaam en de daarvan afgeleide lichaamssamenstelling. Het kan met name worden gebruikt om het percentage vet op het lichaam te bepalen. Deze onderzoeksmethode heeft ten opzichte van de waterverplaatsingsmethode als voordeel dat deze ook geschikt is voor personen met lichamelijke problemen, omdat de proefpersonen niet meerdere keren volledig in water hoeven te worden ondergedompeld. De methode kost weinig tijd en is grotendeels geautomatiseerd. Er zijn speciale (kleine) kamers voor het onderzoek van pasgeborenen. Een ander belangrijk onderzoeksgebied voor lichaamsplethysmografie biedt uitgebreide longfunctietests. Plethysmografie met luchtverplaatsing kan worden gebruikt om specifieke long en ademhalingsparameters die niet toegankelijk zijn voor eenvoudige spirometrie. Met name, ademhaling weerstand kan worden gemeten, een belangrijke parameter bij de diagnose van luchtwegaandoeningen. Bovendien geeft de onderzoeksmethode snelle en betrouwbare aanwijzingen om onderscheid te maken tussen astma en chronische obstructieve longziekte. Longemfyseem kan ook worden gediagnosticeerd. Spirometrische resultaten kunnen ook worden gebruikt als een aanvullen en differentiële diagnose Voor de zogenaamde afsluiting plethysmografie voor het functioneel testen van aders en slagaders in de extremiteiten, luchtverplaatsingsplethysmografie is beschikbaar als een van de verschillende mogelijke methoden.Het biedt het voordeel dat werkelijke volumeveranderingen worden gemeten en daardoor diagnostisch waardevollere en gedifferentieerde gegevens beschikbaar zijn dan bijvoorbeeld met plethysmografie met rekstrookjes. Bij occlusieve plethysmografie door luchtverplaatsing kunnen individuele ledematen zoals de onderste been of armen worden meestal apart onderzocht. De nodige gesloten luchtruimte wordt gecreëerd door een luchtdichte manchet. Volumeveranderingen als gevolg van een variërende vullingsgraad van de aders of slagaders hebben een proportioneel effect op de drukveranderingen in de manchet en kunnen direct worden geëvalueerd door een gespecialiseerd computerprogramma. De volumemeting verandert op de vinger (vingerplethysmografie) dienen om de functionaliteit van de slagaders aan te tonen. Dezelfde methode kan worden gebruikt om de erectiliteit van de penis te meten (penisplethysmografie).
Risico's, bijwerkingen en gevaren
Het grootste probleem met plethysmografie met luchtverplaatsing is dat in een gesloten systeem drukveranderingen alleen evenredig zijn met volumeveranderingen als het gas (of lucht) in het gesloten systeem isotherm wordt gehouden, dat wil zeggen, op dezelfde temperatuur (de gaswet van Boyle-Mariott ). Praktisch gezien kan dit nauwelijks worden gedaan met een redelijke inspanning. Met de ontwikkeling van computertechnologie en complexe algoritmen is het sinds eind jaren negentig mogelijk om toevlucht te nemen tot adiabatische metingen. In dit geval is er geen thermische uitwisseling met de omgeving. Temperatuur en druk veranderen echter gelijktijdig in het gesloten systeem wanneer het volume van het te meten lichaam of lichaamsdeel toeneemt. In principe levert de berekening van de adiabatische toestandsverandering tegenwoordig geen problemen meer op, maar de adiabatische toestand kan niet zonder meer worden weergegeven, omdat bijvoorbeeld lichaamswarmte of warmtestraling van buitenaf de meetresultaten kan vervalsen. Enerzijds kan het gebruik van isolatiematerialen de vervalsende invloeden minimaliseren, en kan de ontwikkeling van complexe algoritmen de niet geheel vermijdbare vervalsingen door de toevoer van thermische energie van buitenaf in het gesloten systeem berekenen en compenseren.
