스피로미터

Spirometer
스피로미터
Spirometry NIH.jpg
스피로미터 시험
목적폐에 의해 흡기되어 소멸된 공기의 양을 측정하는 것

스피로미터는 폐에서 흡입되어 배출되는 공기의 양을 측정하는 장치입니다.혈류계는 호흡, 폐로 들어오고 나가는 공기의 움직임을 측정합니다.스피로그램은 두 가지 다른 유형의 비정상적인 환기 패턴, 즉 방해와 제한적인 것을 확인할 것입니다.다양한 측정 방법(압력 변환기, 초음파, 수계)을 사용하는 다양한 유형의 스피로미터가 있습니다.

폐기능검사

주요 기사: 폐기능 검사

스피로미터는 기본 폐기능검사(PFT)에 사용되는 주요 장비입니다.천식, 기관지염, 폐기종 등의 폐질환은 검사에서 제외될 수 있습니다.또한 호흡곤란의 원인 규명, 폐 기능에 대한 오염물질의 영향, 약물 치료의 효과,[1] 질병 치료 진행 상황 등을 평가하기 위해 혈류계를 사용하는 경우가 많다.

테스트 이유

역사

고등학교 과학 시연에 사용되는 간단한 플로트 스피로미터

초기 개발

폐활량을 측정하기 위한 최초의 시도는 서기 129-200년으로 거슬러 올라갈 수 있다.로마의 의사이자 철학자인 클라우디우스 갈렌은 인간의 환기에 대한 체적 측정 실험을 했다.그는 아이에게 방광의 숨을 들이마시고 내쉬게 한 결과 부피가 변하지 않았다.그 실험은 [2]결론에 이르지 못했다.

  • 1681년 보렐리는 단숨에 공기량을 측정하려고 했다.그는 물이 부분적으로 채워진 원통형 튜브를 조립했고, 실린더 바닥으로 열린 수원이 들어갔다.그는 콧구멍을 막고 실린더 상단의 출구를 통해 흡입한 후 물에 의해 변위된 공기의 양을 측정했다.오늘날, 이 기술은 폐 [2]부피의 매개변수를 결정하는데 매우 중요하다.

19세기

  • 1813, 켄티시, E.는 폐활량에 대한 질병의 영향을 연구하기 위해 단순한 "펄모미터"를 사용했습니다.그는 물속에 세워져 있는 역눈금의 종병을 사용했고, 종병의 윗부분의 콘센트가 수도꼭지로 조절되었다.공기량은 파인트 [2]단위로 측정되었다.
  • 1831년, C. T. 새크라는 켄티쉬의 것과 유사한 "펄모미터"를 묘사했다.그는 그 장치를 아래에서 공기가 들어갈 수 있는 구멍이 있는 종 항아리로 묘사했다.압력에 대한 보정은 없었다.따라서, 혈류계는 호흡량뿐만 아니라 호흡근의 [2]강도도 측정했다.
  • 1845년 비에로르트는 "Physiologie des Athmens mit besonderer Rücsicht auf die Auscheidung der Kohlensöure"라는 제목의 그의 책에서 호기량을 정확하게 측정하는 것에 대한 그의 관심을 논했다.또한 "Expirator"를 사용하여 다른 볼륨 매개변수의 정확한 측정을 완료했습니다.그가 설명한 일부 매개변수는 잔류 볼륨 및 [2]생명력을 포함하여 현재 사용되고 있습니다.
  • 1846 생명력을 측정하는 수압계는 존 허친슨이라는 외과의사에 의해 개발되었다.그는 사람이 내뿜는 공기의 양을 포착하기 위해 물속에서 반전된 보정된 종을 발명했다.허친슨은 생명력과 키 사이의 직접적인 관계와 생명력과 나이 사이의 역적인 관계를 묘사하며, 물 순환계와 4,000명 이상의 [2]피험자들로부터 얻은 측정치에 대한 논문을 발표했다.그는 또한 활력소가 주어진 키에서 체중과 관련이 없다는 것을 보여주었다.허친슨은 키가 클수록 생명력이 8입방인치 [3]증가한다는 것을 발견했기 때문에 생명력을 발명한 사람으로 여겨지고 있다.그는 또한 조기 사망을 예측하기 위해 그의 기계를 사용했다.그는 '활력'이라는 용어를 만들었는데, 이는 프레이밍햄 연구에 의해 심장병에 대한 강력한 예후로 주장되었다.그는 자신의 기계가 [4]생명보험을 판매하는 회사의 보험수리적 예측을 위해 사용되어야 한다고 믿었다.
  • 1854년 M. 알튼 윈트리치 박사는 허친슨의 것보다 사용하기 쉬운 스피로미터를 개발했다.그는 4,000명의 실험 대상자를 대상으로 실험을 했고 생명력에 영향을 미치는 세 가지 매개 변수가 있다는 결론을 내렸다: 키, 몸무게, 그리고 나이.그의 실험은 허친슨의 연구와 유사한 결과를 낳았다.
  • 1859 E. 스미스는 가스 대사를 측정하기 위해 사용한 휴대용 스피로미터를 개발했다.
  • 1866년 헨리 하이드 솔터(1823-1871)는 공기량을 얻으면서 시간을 기록하기 위해 카이모그래프를 스피로미터에 추가했다.
  • 1879년 Gad J.는 폐 부피 [2]변화를 기록할 수 있는 기계를 설명하는 "공압 기록"이라는 제목의 논문을 발표했다.

20세기

  • 1902년 Brodie T. G.는 건식 쐐기형 스피로미터를 최초로 사용했다.
  • 1904년 티쏘는 폐회로 기압계를 도입했다.
  • 1939년 콤프턴 S. D.는 나치 독일에서 사용하기 위해 폐측정기를 개발했다.
  • 1959년 라이트 B. M.과 맥커로 C. B.는 피크 유량계를 도입했다.
  • 1969년 DuBois A. B.와 van de Woestijne K. P.는 전신 플리츠모그래프를 사용하여 인간을 대상으로 실험을 했다.
  • 1974년 Campbell 등은 이전 피크 유량계를 개량하여 보다 저렴하고 가벼운[2] 버전을 개발하였다.

스피로메트리 해석

혈류계가 제공할 수 있는 수치 정밀도에도 불구하고, 폐 기능을 결정하는 것은 이상과 정상의 차이를 구별하는 데 달려 있습니다.폐 기능의 측정은 사람, 개인 및 혈류계 장치의 그룹 내 및 그룹 간에 다를 수 있습니다.예를 들어, 폐활량은 한 사람의 일생 동안 증가했다가 감소하면서 일시적으로 달라질 수 있다.결과적으로, 무엇이 "정상"을 구성하는지에 대한 생각은 변동의 원천에 대한 이해에 기초하고 해석에 맡겨질 수 있다.

전통적으로 변동의 원천은 나이, 키, 체중, 성별, 지리적 지역(고도), 인종 또는 민족성과 같은 별개의 범주로 이해되어 왔다.폐 기능의 적절한 진단과 정확한 평가를 가능하게 하기 위해 이러한 소스를 표준화하려는 세계적인 노력이 20세기 초에 이루어졌다.그러나, 그러한 변화의 원인을 더 이해하는 것을 목표로 하기보다는, 관찰된 폐활량의 차이를 다루기 위한 주요 접근법은 그것들을 "수정"하는 것이었다.비교 모집단 연구 결과를 사용하여 속성을 경험적으로 "수정 요인"으로 함께 인수분해한다.그런 다음 이 숫자를 사용하여 개인화된 '기준값'을 형성하고 한 개인에게 정상으로 간주되는 값을 정의합니다.따라서 의사들은 '예측치의 백분율'로 알려진 이 예측치로부터의 백분율 편차를 발견하고 누군가의 폐 기능이 비정상적으로 나쁜지 혹은 [5]우수한지를 판단할 수 있다.

특히, '인종 보정'이나 '인종 조정'은 현대식 스피로미터에 효과적으로 컴퓨터 프로그래밍되었다.'백인'이 더 큰 폐 기능을 가지고 있다는 선입견은 혈압계 측정 해석에 포함되어 있으며 이러한 의학적 고정관념을 통해서만 강화되었다.미국에서는 '흑인'으로 확인된 경우 10-15%의 보정 계수를 사용하고 '아시아인'[6]으로 확인된 경우 4-6%의 보정 계수를 사용합니다.

표준 가이드라인

1960년 유럽 석탄 철강 공동체(ECCS)는 최초로 스피로메트리 [7]지침을 권고했다.그런 다음 조직은 1971년에 [8]나선계 지수, 잔류 체적, 총 폐 용량 및 기능 잔류 용량과 같은 매개변수에 대한 예측 값을 발표했다.미국흉부학회/유럽호흡기학회(American Thorathic Society/European Respiratory Society)도 사용 [9]가능한 경우 인종별 기준 값을 권장합니다.지금도 질병관리본부의 웹사이트에 링크된 국립산업안전보건연구소의 '스피로메트리 트레이닝 가이드'는 정상 혈압계 [10]4단계에서 인종 보정과 인종별 기준치를 사용하고 있다고 밝히고 있다.

동기

기준값의 사용과 가변성 선원의 이산적 분류는 인체측정학 및 생명용량 아이디어에 의해 동기 부여되었다.연구는 인체측정학적 변수와 폐 기능 매개변수 [11]사이의 관계를 구체적으로 살펴보았다.

시사점

지금까지 기준값의 사용은 인종과 민족성의 사회적 라벨링을 고려하지 않았다.종종, 결정은 주관적이거나 개업의에 의해 묵묵히 귀속된다.기준값 사용에 대한 또 다른 우려 사항은 [12]오진입니다.이것은 전후 영국의 광부들에 대한 보상의 관리와 통제에 중요한 요소였다.새로운 X선 기술을 완전히 신뢰할 수 없는 이 정치적 배경에서, 혈류계는 복잡한 보상 [13]네트워크에서 사용될 수 있는 숫자로 호흡기 질환의 안전한 증거를 나타냈다.

생명보험 신청자에 대한 평가와 [5]결핵 진단 등 생명력 평가는 의학 이외의 다른 분야에도 영향을 미쳤다.

성별에 관해서는 일부 인구 연구에서 [11]성별에 따른 차이가 없는 것으로 나타났다.특히, 1929년부터 인도에서 활력계를 사용하여 남성(21.8mL/cm)과 여성(18mL/cm)[14] 간에 통계적으로 유의한 차이를 기록했다.또한 1990년까지 미국과 캐나다의 폐 훈련 프로그램의 절반 정도가 인종과 [15]민족성에 맞게 조정되었다.

혈류계는 '인종 교정'과 '인종 조정'의 개념을 대중화했는데, 이는 흑인이 백인보다 폐가 약하다는 것을 시사한다.예를 들면, 토마스 제퍼슨은 다른 인종 사이에 이것은 검은 색 개인의 열을 감내할 수 있는 덜 감기 'more을 만든 폐apparatus,의 구조체에 있는 whites.'보다 'difference, 같은 육체적 특성 지적했다.[16]제퍼슨의 이론은 흑인들의 농업 노동에 대한 자연 조절에 대하다는 추측을 격려했다.그 U.S.[17]사무엘. Cartwright, 노예 제도 옹호자와 농장 주인에 남부의 농장이 주장은 검은 사람들은 그가 뉴 올리언스 주민을 대상으로 의료·박사님 필기장은 호흡 기계를 sy에서의 인종 간의 차이점들을 묘사했다.에 인종 'peculiarities의 외에 하얀 people[18]보다 적은 산소가 섭취할 수 있도록 spirometer을 사용했다.줄기와그들이 [19]노동에 미치는 영향

남아프리카의 연구들은 또한 인종과 계급의 차이를 해결하기 위해 혈류계를 사용했다.유스티스 H. 클루버는 비트워터스랜드[20] 대학에서 생명력 측정 연구를 수행했고 가난한 백인들은 신체적으로 부적합하지만 유전학보다는 환경 문제에 기인한다는 것을 발견했다.이러한 연구들을 이용하여, 클러버는 제2차 세계 대전 동안 남아프리카 과학 진흥 협회에 영양과 신체 훈련 프로그램을 개선하는 것은 이러한 [21]목적을 달성하기 위해 필요한 모든 인종에 걸친 개인의 노동력을 증가시킴으로써 부를 창출하고 전쟁에서 승리하는 데 도움을 줄 수 있다고 주장했다.가난한 백인 신병들에게 신체 훈련이 미치는 영향에 대한 추가 연구가 이루어졌을 때 인종차별과 혈류계가 다시 교차했다; 중요한 능력 연구는 '빈백인은 생물학적으로 건전하고 가치 있는 [22]시민으로 변할 수 있다'는 것을 보여주었지만, 흑인 남아공인들의 결과에 대해서는 아무런 언급이 없었다.

미국과 남아프리카를 넘어, 이 혈류계는 1920년대 인도의 인종 연구에 사용되었다.연구원들은 인디언들의 생명력이 서양인들의 [23]생명력보다 낮다는 것을 발견했다.

해석 변경

많은 사람들이 현재의 기준이 충분하고 [24][25]정확한지 의문을 제기해 왔다.다민족 사회가 발전함에 따라,[26] 인종과 민족적 기원은 활용하기에 점점 더 문제가 되고 있다.가난한 나라의 [26]영양 부족과 출생지를 인종과 연관짓는 생각은 사람들이 부유한 나라로 이민을 가거나 태어날 수 있기 때문에 무효가 된다.

스피로미터의 종류

전신 플리츠모그래프

주요 기사: 신체 플리츠모그래피

이 유형의 스피로미터는 다른 기존 스피로미터에 비해 폐 부피의 성분을 더 정확하게 측정할 수 있습니다.측정 시 사람이 좁은 공간에 갇힙니다.

기압계

이 스피로미터는 미세 그물 사이의 압력 차이를 감지하여 기체의 유속을 측정합니다.이 혈류계의 장점 중 하나는 실험 [27]대상자가 실험 중에 신선한 공기를 마실 수 있다는 것이다.

완전 전자 스피로미터

미세한 그물이나 움직이는 부품 없이 채널의 공기 흐름을 계산하는 전자 스피로미터가 개발되었습니다.초음파 변환기 등의 기술로 기류 속도를 측정하거나 채널 내의 압력 차이를 측정하여 작동합니다.이러한 스피로미터는 풍차나 유량 측정용 밸브와 같은 이동 부품과 관련된 운동량 및 저항 오류를 제거하여 정확도가 향상됩니다.또한 완전히 일회용 공기 흐름 채널을 허용하여 위생 상태를 개선할 수 있습니다.

인센티브 스피로미터

주요 기사:인센티브 스피로미터

이 혈류계는 폐 기능의 개선을 촉진하기 위해 특별히 고안되었다.

피크 유량계

주요 기사:최대 호기량

이 장치는 사람의 폐가 공기를 얼마나 잘 배출하는지 측정하는 데 유용하다.

풍차형 스피로미터

이 유형의 스피로미터는 특히 물을 사용하지 않고 강제 생명력을 측정하는 데 사용됩니다. 측정 범위는 1000ml에서 7000ml까지 다양합니다.그것은 전통적인 수조형 스피로미터보다 휴대성이 좋고 가볍다.회전하는 디스크가 있기 때문에 측정을 할 때 이 스피로미터는 수평으로 유지되어야 합니다.

「 」를 참조해 주세요.

각주

  1. ^ 2009년 12월 27일 평가된 폐기능 테스트 URL
  2. ^ a b c d e f g h 2009년 11월 21일에 평가된 스피로미터 이력 URL
  3. ^ Mcguire, Coreen (2019). "'X-rays don't tell lies': the Medical Research Council and the measurement of respiratory disability, 1936–1945". The British Journal for the History of Science. 52 (3): 447–465. doi:10.1017/S0007087419000232. ISSN 0007-0874. PMC 7136074. PMID 31327321.
  4. ^ 존 허친슨의 미스터리한 기계가 다시 방문하다
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추가 정보

  • Lundy Braun, 기계에 숨쉬기 경주: 농원에서 유전학으로 이어지는 놀라운 스피로미터 경력.미니애폴리스, MN: 미네소타 대학 출판부, 2014.