پزشکی بالینی

آيا عملکرد ريه من به خوبي آنچه اسپيرومتر نشان مي دهد است؟ اهميت کاليبراسيون دوره اي اسپيرومتر

‏
‏ اکثر خطاهاي اسپيرومتري باعث کاهش پارامترهاي اندازه گيري شده و به نظر مي رسد که صحت نتايج به وسيله کاليبراسيون دوره اي تضمين شده است . با  اين حال خطاي حالت صفر و تغييرات سنسور اندازه گيري کننده ممکن است در طول تست باعث بالا رفتن پارامترهاي اندازه گيري شده از حالت عادي آن شود . که اين خطاها باعث ايجاد اسپيروگرام هاي غير عادي در بسيار از تستها در مراکر مختلف شده است . جوابهاي غير واقعي معمولا به علت صفر کردن نادرست سنسور يا جمع شدن رسوبات روي سنسور و يا کاليبراسيون غير واقعي ميباشد .اين خطا گاها" باعث افزايش ‏FVC‏ از 144% تا 204% شده است بنابراين کابرهاي اسپيرومترهاي فلوتايپ از يک تکنسين گرفته تا متخصص بايد با اين نوع خطاها آشنا باشند و آنها را تشخيص داده و خذف کنند. ‏

مقدمه :
در سال 1978 انجمن هاي ايمني و بهداشت حرفه اي و انجمن ريه آمريکا ( ‏ATS‏ ) پيشنهاد دادند که بيشترين مقدار ‏FEV1 ‎‏ و ‏FVC ‎‏ را به عنوان خلاصه يک تست اسپيرومتري انتخاب کنند . اين شيوه در مقابل خطاهايي که پارامترها را افزايش مي دهند آسيب پذير مي باشد . اگر اين منحني هاي اشتباه ، تشخيص داده نشوند و پاک نشوند در نهايت به عنوان مقادير پيشينه ثبت شده و به عنوان گزارش نهايي ارسال مي شوند . اين مشکلات از محدوديت هاي زير که در برخي اسپيرومترها وجود دارد ناشي مي شوند:‏
‏ 1- عدم نمايش زمان واقعي ( منحني ‏VT ‎‏) روي صفحه ‏LCD ‎دستگاه ‏
‏2- ثبت کردن سه تست با مقادير بيشينه
3- نبودن اين امکان در نرم افزار دستگاه که تست هاي قبلي را در صورت غير نرمال بودن نتايج حذف کنند
4 - عدم دارا بودن پمپ کاليبراسيون

خطاي حالت صفر :
اسپيرومترهاي فلو تايپ جريان هوا را به صورت غير مستقيم اندازه گيري کرده و سپس جريان هواي عبوري را  نسبت به زمان انتگرال مي گيرد تا حجم هاي ريوي مورد نظر را بدست آورد اين نسل از اسپيرومترها قابل کارکرد با مکانيزم هاي مختلفي مي باشند :‏
‏1- اسپيرومترهاي فلوتايپ داراي سنسور فشار
2- نوع ‏MASS FLOW ‎‏ که جريان الکتريکي رادر يک سيم داغ اندازه ميگيرند .
3- اسپيرومترهاي توربيني
4- اسپيرومترهاي التراسونيک
قبل از اندازه گيري هواي بازدم اکثر اسپيرومترهاي فلوتايپ ابتدا گراديان فشار ( يا هر سيگنال ديگر ) که قبل از دميدن هوا به داخل سنسور وجود دارد را اندازه ميگيرد . در هنگام صفر کردن سنسور افت فشار( يا هر سيگنال ديگر ) که مربوط به فقدان جريان هواست ثبت ميشود . که در تنظيمات منحني کاليبراسيون مورد استفاده قرار ميگيرد . خطا زماني اتفاق مي  افتد که مبدل الکترونيکي به طور نادرست يک گراديان فشار  (يا هر سيگنال ديگر) را در موقعي که هيچ هوايي به سنسورداده نمي شود اندازه مي گيرد، در اين صورت منحني کاليبراسيون به سمت بالا شيفت  داده مي شود و مقدار جريان هوا به صورت نادرست محاسبه مي شود . اسپيروگرام ها در شکلهاي 1و 2 خطاي حالت صفر را در درجات مختلف نشان مي دهد. در منحني 3 صفر کردن سنسور به درستي انجام گرفته است . اگرچه خطاي حالت صفر تمام جريان ها و حجم ها را در طول تست بالا مي برد اما اين مشکل در انتهاي تست با وضوح بيشتري ديده مي شود . در پايان تست موقعي که هواي بازدمي ديگر به داخل سنسور وارد نمي شود انتظار داريم که ‏FVC‏ به يک مقدار ثابتي برسد . در اين هنگام جريان هوايي که به اشتباه به خاطر خطاي حالت صفر ثبت شده است باعث مي شود که منحني حجم به زمان تدريجا" مثل يک خط راست بالا برود (منحني 1و2 در شکل 1) ‏‎ ‎‏. اين الگو به شکل ظريفي متفاوت از انسداد راه هاي هوايي  است . در شکل 2 خطاي حالت صفر بزرگتر است که باعث مي شود که منحني حجم به زمان با شيب تندتري رشد کند (رشدي با شيب ‏S‏/‏L‏25/0) که در منحني فلو بر حسب حجم ديده مي شود . از آنجا که بازدم بعد از حدود 6 ثانيه متوقف مي شود ميزان ‏FVC ‎‏ در شکل 2 به 145 درصد مقدار پيش بيني شده مي رسد ( در مقايسه با 204درصد مقدار پيش بيني در شکل 1 ) : ‏

شکل1: خطاي حالت صفر؛ در منحني 1 بيشترين مقدار را دارد،در منحني 2 اين خطا کمتر است و در مورد منحني 3 سنسور به درستي صفر شده است.‏

شکل2 : خطاي حالت صفر بزرگتر؛ يک شيفت بيشتر در منحني کاليبراسيون در هنگام صفر کردن باعث مي شود که خطاي حالت صفر از آنچه در شکل 1 آمده است بزرگتر شود.
‏

انسداد سنسور :
در اسپيرومترهاي فلو تايپ ممکن است براي هر فرد  از يک سنسور جداگانه استفاده شود و يا اينکه از يک سنسور ثابت استفاده ميشود و فيلترهاي آنتي باکتريال براي هرفرد جداگانه روي سنسور قرار مي گيرد . تکرار مداوم در استفاده از سنسور مي تواند باعث گرفتگي آن شود . ‏
بخار آب بازدمي يا ترشحات دهاني مي تواند روي سنسور متراکم شود يا اينکه قرار گرفتن انگشتان فرد مقابل سنسور مي تواند به طور نسبي جريان هواي عبوري از آن را مسدود کند . در مورد يک مبدل ديفرانسيلي فشار ، اين گرفتگي سبب افت فشار روي المنت مقاومتي مي شود. شکل 3 يک نمونه کامل از آلودگي هاي احتمالي سنسور بوسيله جمع شدن آلودگي و انباشته شدن مخاط بعد از چندين مرتبه انجام تست را نشان مي دهد. وقتي المنت مقاومتي بطور نسبي مسدود مي شود، افت فشار اندازه گيري شده در المنت مقاومتي در هنگام بازدم به مقدار زيادي افزايش مي يابد. افزايش افت فشار با افزايش فلوي اندازه گيري شده رابطه مستقيم دارد و اين فلوها  وقتي  در واحد زمان  جمع زده  شوند  حجم را تشکيل  مي دهند. (مطابق شکل)‏

شکل3 : آلودگي هاي سنسور ، در منحني 8 سنسور احتمالا در اثر انباشته شدن بخار آب به طور نسبي بسته شده است.
‏

تاثيرات خطاها در برنامه غربالگري تنفسي:‏
در يک برنامه سلامت پزشکي نتايج کاملي از تستهاي اسپيرومتري روي 3 گروه مختلف افراد شاغل در 3 صنعت مختلف بدست آمد. 121 مرد در رنج سني 20 تا 60 سال و ميانگين سني 40 سال در اين برنامه شرکت کردند. 47% از اين 121 مرد سيگاري (متوسط 20 سيگار در روز) و باقي غير سيگاري بودند . با توجه به اينکه تقريباً نصف اين افراد سيگاري بودند ، انتظار مي رفت نتايج کمتر از مقادير پيش بيني شده بدست آيد. با اين حال شکل 5 نشان مي دهد که 94 نفر از 121 مرد داراي ‏FEV1‎‏ و ‏FVC‏ بيشتر از 100% مقدار پيش بيني شده و 40% آنها داراي ‏FEV1‎‏ و ‏FVC ‎‏ بيشتر از 120% بودند. چنين نتايجي براي اين گروه افراد ميانسال که 47% آنها سيگاري هستند غير ممکن است . اين نتايج براي بسياري افراد ايجاد نتيجه منفي كاذب مي کند . اين نتايج نه تنها استفاده مفيدي ندارد، بلکه استفاده از آنها مي تواند براي فرد خطرناک هم باشد. ‏

پيشنهادات:
1- کاربرهاي اسپيرومتر در هر درجه اي از يک تکنسن گرفته تا يك متخصص، بايد از احتمال ظاهر شدن اين خطاها آگاه باشند. مشخص سازي خطاي حالت صفر وانسداد سنسور بايد با مقايسه دقيق با دياگرامهاي استاندارد اسپيرومتر موجود در پروتکل هايQC ‎‏ (كنترل كيفيت) صورت گيرد.‏

‏2- عدم موفقيت در بدست آوردن ‏‎ FEV1 ,FVC‎‏ تکرارپذير ممکن است بخاطر ناتواني فرد در بکارگيري ماکزيمم توان خود نباشد، بلکه بخاطر مشکلاتي چون خطاي حالت صفر، گرفتگي و انسداد سنسور و تغيير دماي سنسور در حين انجام تست باشد.
3- کاربر بايستي به درستي تستهايي که بيشتر از 120% مقدار پيش بيني شده است، شک کند. خصوصا وقتي مقادير در يک رنج زماني کوچک رشد زيادي داشته باشند.‏

‏4- بالا رفتن ناگهاني نتايج يک بيمار در دو تست متوالي مثلا از 70% به 90% اين احتمال را تقويت ميکند که دستگاه داراي خطاست.بنابراين انجام کاليبراسيون حداقل هفته اي يک بار ضروري است.
5- نمايش منحني حجم بر حسب زمان  ‏‎(Real time)‎‏ روي صفحه ‏LCD‏ در حين انجام تست و رسم تمام منحني هاي تنفسي در پرينت خروجي مطابق با استانداردهاي ‏ATS‏ در تشخيص خطا کمک مي کند.
‏

شکل4 : آلودگي سنسور کمتر است ؛ سنسور بطور نسبي به وسيله مخاط رسوب داده شده است.‏

شکل5: تاثير خطاها بر روي غربالگري تنفسي و برنامه هاي مراقبتي

نتايج :
برخلاف تکنيکهاي غلط انجام تست که معمولا نتايج آزمون را کاهش مي دهند، خطاهايي که مربوط به صفر کردن ناصحيح  و انسداد سنسور است مي تواند به طور قابل ملاحظه اي نتايج را افزايش دهد، که اين نتايج مي توانند باعث تشخيص نادرست شوند. اهميت اين خطا وقتي بيشتر مي شود که اين خطاها در مورد اسپيرومتري که همان روز کاليبره شده است اتفاق مي افتد. آن دسته از تستهايي که در آنها مقادير‏FVC ‎‏ و‏‎ FEV1‎‏ به شکل قابل ملاحظه اي افزايش مي يابد بايد براي کاربر هشداري باشد  که اين امر مي تواند ناشي از عملکرد نا مناسب دستگاه باشد.‏

منبع: نشریه مهندسی پزشکی شماره ۸۲