Un pletismógrafo es un instrumento para medir cambios de volumen dentro de un órgano o de todo el cuerpo (generalmente como resultado de fluctuaciones en la cantidad de sangre o aire que contiene). La palabra se deriva del griego "plethysmos" (aumentar, agrandarse, llenarse) y "graphein" (escribir). [1]
Los pletismógrafos pulmonares se utilizan comúnmente para medir la capacidad residual funcional (CRF) de los pulmones (el volumen de los pulmones cuando los músculos de la respiración están relajados) y la capacidad pulmonar total. [2]
En un pletismógrafo tradicional (o "caja para el cuerpo"), el sujeto de prueba, o paciente, se coloca dentro de una cámara sellada del tamaño de una pequeña cabina telefónica con una sola boquilla. Al final de la espiración normal, se cierra la boquilla. Luego se le pide al paciente que haga un esfuerzo inspiratorio. A medida que el paciente intenta inhalar (una maniobra que parece y se siente como un jadeo), los pulmones se expanden, disminuyendo la presión dentro de los pulmones y aumentando el volumen pulmonar. Esto, a su vez, aumenta la presión dentro de la caja ya que es un sistema cerrado y el volumen del compartimento de la caja ha disminuido para acomodar el nuevo volumen del sujeto.
Con la pletismografía sin cabina, el paciente se sienta junto a un dispositivo de prueba de escritorio e inserta la boquilla en su boca. El paciente realiza una serie de respiraciones corrientes normales durante aproximadamente un minuto. Durante esta respiración mareal, se produce una serie de interrupciones rápidas, con una persiana abriéndose y cerrándose, midiendo la presión y el volumen. [3] Las mediciones del volumen pulmonar tomadas con pletismografía sin cabina se consideran equivalentes a la pletismografía corporal. [4]
La ley de Boyle se utiliza para calcular el volumen desconocido dentro de los pulmones. Primero, se calcula el cambio en el volumen del tórax. La presión inicial de la caja multiplicada por su volumen se considera igual a la presión conocida después de la expansión multiplicada por el nuevo volumen desconocido. Una vez que se encuentra el nuevo volumen, el volumen original menos el nuevo volumen es el cambio de volumen en la caja y también el cambio de volumen en el cofre. Con esta información, se vuelve a utilizar la Ley de Boyle para determinar el volumen original de gas en el tórax: el volumen inicial (desconocido) multiplicado por la presión inicial es igual al volumen final multiplicado por la presión final. Partiendo de este principio, se puede demostrar [5] que la capacidad residual funcional es función de los cambios de volumen y presiones de la siguiente manera:
La diferencia entre pulmones llenos y vacíos se puede utilizar para evaluar enfermedades y restricciones en el paso de las vías respiratorias. Una enfermedad obstructiva mostrará un aumento de la FRC porque algunas vías respiratorias no se vacían normalmente, mientras que una enfermedad restrictiva mostrará una disminución de la FRC. La pletismografía corporal es particularmente apropiada para pacientes que tienen espacios aéreos que no se comunican con el árbol bronquial; en tales pacientes, la dilución con helio daría una lectura baja incorrecta.
Otro parámetro importante que se puede calcular con un pletismógrafo corporal es la resistencia de las vías respiratorias. Durante la inhalación, el tórax se expande, lo que aumenta la presión dentro de la caja. Al observar el llamado circuito de resistencia (presión y flujo de la cabina), se pueden reconocer fácilmente las enfermedades. Si el bucle de resistencia se vuelve plano, esto indica una mala distensibilidad del pulmón. Una EPOC , por ejemplo, se puede descubrir fácilmente gracias a la forma única del bucle de resistencia correspondiente. [5]
Algunos dispositivos pletismógrafos se colocan en brazos , piernas u otras extremidades y se utilizan para determinar la capacidad circulatoria. En la pletismografía acuática, una extremidad, por ejemplo un brazo, se encierra en una cámara llena de agua donde se pueden detectar cambios de volumen. La pletismografía aérea utiliza un principio similar pero basado en un manguito largo lleno de aire, que es más conveniente pero menos preciso. Otro dispositivo práctico son las galgas extensométricas llenas de mercurio que se utilizan para medir continuamente la circunferencia de la extremidad, por ejemplo a la mitad de la pantorrilla. La pletismografía de impedancia es un método no invasivo que se utiliza para detectar trombosis venosa en estas áreas del cuerpo.
Otro tipo común de pletismógrafo es el pletismógrafo de pene . Este dispositivo se utiliza para medir cambios en el flujo sanguíneo en el pene . Aunque algunos investigadores utilizan este dispositivo para evaluar la excitación sexual y la orientación sexual , los tribunales que han considerado la pletismografía del pene generalmente dictaminan que la técnica no es lo suficientemente confiable para su uso en los tribunales. [6] Un equivalente femenino aproximado a la pletismografía del pene es la fotopletismografía vaginal , que mide ópticamente el flujo sanguíneo en la vagina. [7]
La pletismografía es un método muy utilizado en la investigación básica y preclínica para estudiar la respiración. Se utilizan varias técnicas:
La pletismografía de cuerpo entero se utiliza para medir los parámetros respiratorios en sujetos conscientes y no restringidos, incluida la cuantificación de la broncoconstricción .
Los tamaños estándar de pletismógrafo son para el estudio de ratones, ratas y cobayas. Bajo pedido, también se pueden fabricar pletismógrafos de mayor tamaño para otros animales, como conejos, perros, cerdos o primates.
El pletismógrafo tiene dos cámaras, cada una equipada con un neumotacógrafo . El sujeto se coloca en uno de ellos (cámara de sujeto) y el otro permanece vacío (cámara de referencia).
El cambio de presión se mide mediante un transductor de presión diferencial con un puerto expuesto a la cámara en cuestión y el otro a la cámara de referencia. [8]
El pletismógrafo de doble cámara (dcp) mide los parámetros respiratorios en un sujeto consciente y restringido, incluida la resistencia y la conductancia de las vías respiratorias. Existen diferentes tamaños de pletismógrafo para estudiar ratones, ratas o cobayas.
La configuración de salida es idéntica a la configuración estándar descrita anteriormente excepto que no hay cámara de salida.
Por supuesto, el sello del collar [ se necesita más explicación ] todavía está aplicado, de modo que la cámara del cuerpo permanece hermética. Con solo una señal torácica, se pueden obtener todos los parámetros excepto la resistencia específica de las vías respiratorias (SRaw) y la conductancia específica de las vías respiratorias (Sgaw).
En la pletismografía anestesiada, la resistencia pulmonar y la distensibilidad dinámica se miden directamente porque el sujeto está anestesiado.
Dependiendo del nivel de sedación, el sujeto puede estar respirando espontáneamente (configuración SB) o bajo ventilación mecánica (configuración MV). Se requieren una señal de flujo y una señal de presión para calcular el cumplimiento y la resistencia.
Recientemente se ha estudiado el flujo sanguíneo venoso cerebral intentando establecer una conexión entre la insuficiencia venosa cerebroespinal crónica y la esclerosis múltiple . El pequeño estudio no es lo suficientemente grande como para establecer una conclusión, pero se ha demostrado cierta asociación. [9]
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