Pletismografia di induttanza respiratoria
La pletismografia a induttanza respiratoria (RIP) è un metodo per valutare la ventilazione polmonare misurando il movimento del torace e della parete addominale.
La misurazione accurata della ventilazione polmonare o della respirazione spesso richiede l'uso di dispositivi come maschere o bocchini accoppiati all'apertura delle vie aeree. Questi dispositivi sono spesso ingombranti e invasivi e quindi inadatti per misurazioni continue o ambulatoriali. In alternativa, i dispositivi RIP che rilevano le escursioni respiratorie sulla superficie corporea possono essere utilizzati per misurare la ventilazione polmonare.
Secondo un articolo di Konno e Mead "la cassa può essere considerata come un sistema di due scomparti con un solo grado di libertà ciascuno". Pertanto, qualsiasi cambiamento di volume dell'addome deve essere uguale e opposto a quello della gabbia toracica. Il documento suggerisce che la variazione di volume è vicina all'essere linearmente correlata alle variazioni del diametro antero-posteriore (dalla parte anteriore a quella posteriore del corpo). Quando un volume d'aria noto viene inalato e misurato con uno spirometro, una relazione volume-movimento può essere stabilita come la somma degli spostamenti addominali e della gabbia toracica. Pertanto, secondo questa teoria, sono necessari solo cambiamenti nel diametro antero-posteriore dell'addome e della gabbia toracica per stimare i cambiamenti nel volume polmonare.
Sono state sviluppate diverse metodologie di sensori basate su questa teoria. RIP è il metodo di pletismografia più frequentemente usato, stabilito e accurato per stimare il volume polmonare dai movimenti respiratori.
Il RIP è stato utilizzato in molti studi di ricerca clinica e accademica in una varietà di settori tra cui polisonnografia (sonno), psicofisiologia, ricerca psichiatrica, ricerca sull'ansia e sullo stress, anestesia, cardiologia e ricerca polmonare (asma, BPCO, dispnea).
Tecnologia
Un pletismografo a induttanza respiratoria è costituito da due bobine di filo sinusoidale isolate e posizionate entro due bande elastiche e adesive larghe 2,5 cm (circa 1 pollice). Le fasce del trasduttore sono posizionate intorno alla gabbia toracica sotto le ascelle e attorno all'addome a livello dell'ombelico (ombelico). Sono collegati ad un oscillatore e alla successiva elettronica di demodulazione di frequenza per ottenere forme d'onda digitali. Durante l'ispirazione l'area della sezione trasversale della gabbia toracica e dell'addome aumenta alterando l'auto-induttanza delle bobine e la frequenza della loro oscillazione, con l'aumento dell'area della sezione trasversale proporzionale ai volumi polmonari. L'elettronica converte questo cambiamento di frequenza in una forma d'onda di respirazione digitale in cui l'ampiezza della forma d'onda è proporzionale al volume del respiro inspirato.
Vs. single Respirazione Dual Band
Respirazione Dual Band
Konno e Mead hanno ampiamente valutato un modello a due gradi di libertà del movimento della parete toracica, in base al quale la ventilazione potrebbe essere derivata dalle misurazioni della gabbia toracica e degli spostamenti dell'addome. Con questo modello, il volume corrente (Vt) è stato calcolato come la somma delle dimensioni anteroposteriore della gabbia toracica e dell'addome e poteva essere misurato entro il 10% della Vt effettiva purché fosse mantenuta una data postura.
Respirazione a banda singola
Le variazioni di volume della cavità toracica possono essere dedotte anche dagli spostamenti della gabbia toracica e del diaframma. Il movimento della gabbia toracica può essere valutato direttamente, mentre il movimento del diaframma viene valutato indirettamente come il movimento verso l'esterno della parete addominale anterolaterale. Tuttavia, sorgono problemi di accuratezza quando si cerca di valutare volumi respiratori accurati da una singola fascia respiratoria posizionata sul torace, sull'addome o sulla linea mediana. A causa delle differenze nella postura e nella sincronizzazione respiratoria toraco-addominale non è possibile ottenere volumi respiratori accurati con una singola banda. Inoltre, la forma della forma d'onda acquisita tende ad essere non lineare a causa del coordinamento non esatto dei due compartimenti respiratori. Ciò limita ulteriormente la quantificazione di molti indici respiratori utili e limita l'utilità solo alle frequenze respiratorie e ad altri indici temporali di base. Pertanto, per eseguire accuratamente misurazioni volumetriche delle vie respiratorie, è necessario un sistema di sensori respiratori a doppia banda.
Analisi dei dati RIP
La pletismografia a induttanza respiratoria a doppia banda può essere utilizzata per descrivere varie misure di schemi respiratori complessi. L'immagine mostra forme d'onda e misure comunemente analizzate.
La frequenza respiratoria è il numero di respiri al minuto. Una misura non specifica del disturbo respiratorio.
Il volume corrente (Vt) è il volume ispirato e scaduto ad ogni respiro. La variabilità nella forma d'onda può essere utilizzata per distinguere tra malattie polmonari restrittive (meno) e ostruttive e ansia acuta.
La ventilazione minuto è equivalente al volume corrente moltiplicato per la frequenza respiratoria e viene utilizzato per valutare l'attività metabolica.
Il picco del flusso inspiratorio (PifVt) è una misura che riflette la pulsione respiratoria, maggiore è il suo valore, maggiore è la pulsione respiratoria in presenza di movimenti toraco-addominali coordinati o anche moderatamente sconsiderati toraco-addominali.
Il tempo inspiratorio frazionario (Ti / Tt) è il "Duty cycle" (Ti / Tt, rapporto tra tempo inspiratorio e tempo totale del respiro). Valori bassi possono riflettere gravi ostruzioni delle vie aeree e possono verificarsi anche durante il parlato. Valori più alti si osservano quando si russa.
Il lavoro di respirazione è una misura di un "Indice di respirazione superficiale rapida".
Il flusso inspiratorio ed espiratorio picco / medio misura la presenza di limitazioni del flusso delle vie aeree superiori durante l'inspirazione e l'espirazione.
% RCi è il contributo percentuale delle escursioni della gabbia toracica al volume corrente Vt. Il contributo% RCi al rapporto volume corrente è ottenuto dividendo il volume ispirato nella banda RC per il volume ispirato nella somma algebrica di RC + AB al punto del picco del volume corrente inspiratorio. Questo valore è più alto nella donna che negli uomini. I valori sono anche generalmente più elevati durante l'iperventilazione acuta.
Angolo di fase - Phi - La respirazione normale comporta una combinazione di movimenti toracici e addominali (diaframmatici). Durante l'inalazione, entrambe le cavità toracica e addominale si espandono simultaneamente in volume e quindi anche nella circonferenza. Se c'è un blocco nella trachea o nel rinofaringe, la fase di questi movimenti si sposterà in relazione al grado di ostruzione. Nel caso di un'ostruzione totale, i forti muscoli del torace costringono il torace ad espandersi, tirando il diaframma verso l'alto in quella che viene definita respirazione "paradossale" - paradossale in quanto le normali fasi del movimento toracico e addominale sono invertite. Questo è comunemente indicato come angolo di fase .
Rilevazione di apnea e ipopnea - Componenti diagnostici dell'apnea notturna / sindrome da ipopnea e respirazione periodica.
Classificazione di apnea e ipopnea - La relazione di fase tra torace e addome classifica gli eventi di apnea / ipopnea in tipi centrali, misti e ostruttivi.
La differenza quantitativa di qDEEL del volume polmonare espiratorio finale è una variazione del livello del volume polmonare espiratorio terminale e può essere elevata nella respirazione di Cheyne-Stokes e nella respirazione periodica.
Precisione
La pletismografia a induttanza respiratoria a doppia banda è stata validata nel determinare il volume corrente durante l'esercizio e si è dimostrata accurata. Per questi studi di validazione è stata utilizzata una versione di RIP integrata in un indumento chiamato LifeShirt.
