3. Die Ganzkörperplethysmographie

 

In der Lungenfunktionsanalyse wird die Ganzkörperplethysmographie zur Bestimmung des bronchialen Strömungswiderstandes ( Atemwegswiderstand, Resistance R ) und des thorakalen Gasvolumens ( TGV ) eingesetzt.

 

 

Bild 0:   Gesamtsystem eines Ganzkörperplethysmographen, bestehend aus der Messkammer und dem Blockschaltbild der Auswerte-Elektronik /21/

 

Dazu befindet sich der Patient in einer druckstabilen geschlossenen Kammer und atmet durch ein beheiztes Mundstück die Kammerluft. Zur Ermittlung der Resistance ist der Munddruck (Alveolardruck)PAlv und der Atemstrom V zu messen.

 

Die Definition für den Atemwegswiderstand lautet:

 

                                              Alveolardruck           P_Alv

                  Resistance  =  ---------------------  =  ----------       [ 1 hPa * s/l  ]

                                               Atemstrom                 V

 

Da der Alveolardruck nur mittelbar zugänglich ist, wird zunächst das Druck­strömungsdiagramm Pk/V aufgenommen. Es stellt den Kammerdruck über dem Atemfluss dar. Der Atemstrom wird über die Druckdifferenz an einem definierten Strömungswiderstand gemessen. Der Kammerdruck stellt die proportionale Druckänderung dar.

 

Dann wird das Verschlussdruckdiagramm Pk/PAlv aufgenommen. Dazu wird das luftzuführende Mundstück kurzzeitig verschlossen und der Patient muss gegen den Widerstand aus- und einatmen. Die dabei auftretenden Druck­änderungen in der Lunge verursachen eine Kammerdruckschwankung.

 

Beide Diagramme werden bei der klassischen Methode auf einem X-Y- Schreiber aufgezeichnet. Durch Winkelmessungen an den aufgenommen Kurven werden alle benötigten Parameter zur anschließenden Auswertung ermittelt. Dabei lässt sich dann aus dem Druckströmungsdiagramm und dem Verschlussdruckdiagramm der Kammerdruck Pk als nicht benötigte Größe eliminieren und die Resistance R berechnen.

 

Zusätzlich kann das thorakale Gasvolumen TGV bestimmt werden. Die Definition lautet:

 

                             ∆Vk

TGV  =  ---------  *  ( PB - PH20 + ∆PAlv )         [ 1 l ]

   ∆PAlv

 

mit:            ∆Vk = Kammerluftvolumendifferenz

                            PB = absoluter Barometerdruck

                            PH20 = Druck gesättigten Wasserdampfes

 

Für die Feuchten-Temperatur-Kompensation ist neben den Signalen für Feuchte und Temperatur das aktuelle Atemvolumen erforderlich. Dieses lässt sich aus dem Atemstrom-Signal durch Integration ermitteln. Das Korrektursignal wird bei der Messung des Druckströmungsdiagramms in einer Subtraktions­schaltung dem Kammerdrucksignal hinzugefügt. ( s. Bild 0 )   /21/