Biyologlar - Biyolojiye Gerçekçi Yaklaşım

Solunumda Hava Akışı ve Hacim

---

Hava ve kan arasındaki gaz değişimi alvoler hava keseciklerinde gerçekleşir. Gaz değişiminin etkinliği havalanmaya (ventilasyona) bağlıdır; döngüsel soluk hareketleri alveol keseciklerini şişirir ve indirir (Şekil 1). İnspirasyon (nefes alma) alveollere temiz hava sağlarken, ekspirasyon (nefes verme) oksijen derişimi azalmış ve karbondioksit derişimi artmış bayat havanın bir bölümünü uzaklaştırır.

Solunum sistemine ilişkin hastalıklar dünya çapında yaygınlaştıkça, spirometri gittikçe daha önemli bir hale gelmektedir. Spirometri, kronik obstrüktif akciğer hastalığı (KOAH) olduğundan şüphelenilen hastalar için hızlı ve güvenilir bir izleme yöntemi olarak tercih edilmektedir. KOAH dünya çapında onikinci, Batı ülkelerinde ise beşinci ölüm sebebidir. Çalışmalar 2020 yılı itibariyle KOAH'ın ölüm nedenleri arasında üçüncü sıraya çıkabileceğini göstermektedir. KOAH vakalarının çoğu tamamen önlenebilir nedenlere bağlıdır; %85 ila 90 kadarı sigara içiminden kaynaklanmaktadır.

Akciğer fonksiyonlarının bir çok önemli özelliği hava akımını ve buna bağlı olarak akciğerlerde meydana gelen hacim değişikliklerini ölçerek belirlenebilir. Geçmişte bu ölçümler, çan biçimli spirometrelerle yapılırdı. Bu tip spirometrelerde suda yüzen çan biçimli bir ölçüm aygıtının seviyesi, akciğer hacminin ölçümünde kullanılıyordu. Akış (F) ise bu verilerden yola çıkılarak, hacim (V) kayıtlarının eğiminden (değişim hızından) hesaplanıyordu:

Akış başlığı ince bir ağa sahiptir. Bu ağdan solunan hava, akım hızıyla orantılı olarak küçük basınç farklılıkları yaratır. İki ince plastik tüp, bu basınç değişikliklerini, bir güç dönüştürücünün basınç sinyallerini PowerLab tarafından kaydedilebilecek ve LabTutor tarafından gösterilebilecek voltaj değişimlerine dönüştürdüğü Spirometre Podu'na aktarır. Böylece Hacim (V), akışın integrali cinsinden hesaplanır:

Hacim hesaplamalarında ortaya çıkan bir olumsuzluk, Spirometre podundaki (oda sıcaklığında) hava ile akciğerlerden çıkartılan (vücut sıcaklığındaki) hava arasındaki sıcaklık farkından kaynaklanır. Isınan gazlar genleştiği için akciğerlerden çıkartılan hava, nefesle alınana göre hafifçe daha büyük olacaktır. Dolayısıyla, akışın integrali olarak hesaplanan bir hacim kaydı, ekspirasyon yönüne doğru kayma gösterecektir. Bu kaymayı azaltmak için akış verileri inspirasyon ve ekspirasyon sırasında ayrı olarak integre edilir ve inspirasyon hacmi BTSP (vücut sıcaklığı, atmosfer basıncı, su buharıyla doyrulma) faktörüyle ilişkili bir düzeltme faktörü ile düzeltilir. LabTutor yazılımı bu düzletmeyi yapabilmektedir.

---