Un pletismógrafo es un instrumento que mide los cambios de volumen en un órgano o en todo el cuerpo (generalmente como resultado de fluctuaciones en la cantidad de sangre o aire que contiene). La palabra deriva del griego "plethysmos" (que aumenta, se agranda, se llena) y "graphein" (escribir). [1]
Los pletismógrafos pulmonares se utilizan comúnmente para medir la capacidad residual funcional (CRF) de los pulmones (el volumen en los pulmones cuando los músculos de la respiración están relajados) y la capacidad pulmonar total. [2]
En un pletismógrafo tradicional (o "caja corporal"), 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. A continuación, 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, lo que disminuye la presión dentro de los pulmones y aumenta 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.
En 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 normales durante aproximadamente un minuto. Durante esta respiración, se produce una serie de interrupciones rápidas, con un obturador que se abre y se cierra, midiendo la presión y el volumen. [3] Las mediciones del volumen pulmonar tomadas con la 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 de 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 tórax. Con esta información, se utiliza nuevamente 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. A partir de este principio, se puede demostrar [5] que la capacidad residual funcional es una 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 del paso de las vías respiratorias. Una enfermedad obstructiva mostrará un aumento de la CRF porque algunas vías respiratorias no se vacían normalmente, mientras que una enfermedad restrictiva mostrará una CRF reducida. 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 incorrectamente baja.
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 cabina. Al observar el llamado bucle de resistencia (presión y flujo en la cabina), se pueden reconocer fácilmente las enfermedades. Si el bucle de resistencia se vuelve plano, esto muestra una mala compliancia del pulmón. Una EPOC , por ejemplo, se puede detectar fácilmente debido a la forma única del bucle de resistencia correspondiente. [5]
Algunos dispositivos pletismógrafos se colocan en los brazos , las piernas u otras extremidades y se utilizan para determinar la capacidad circulatoria. En la pletismografía de agua, una extremidad, por ejemplo, un brazo, se encierra en una cámara llena de agua donde se pueden detectar los cambios de volumen. La pletismografía de aire utiliza un principio similar, pero basado en un manguito largo lleno de aire, que es más cómodo pero menos preciso. Otro dispositivo práctico son los extensómetros llenos de mercurio que se utilizan para medir de forma continua la circunferencia de la extremidad, por ejemplo, a mitad de la pantorrilla. La pletismografía de impedancia es un método no invasivo que se utiliza para detectar la trombosis venosa en estas zonas del cuerpo.
Otro tipo común de pletismógrafo es el pletismógrafo de pene . Este dispositivo se utiliza para medir los 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 de 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 de pene es la fotopletismografía vaginal , que mide ópticamente el flujo sanguíneo en la vagina. [7]
La pletismografía es un método ampliamente utilizado en la investigación básica y preclínica para estudiar la respiración. Se utilizan varias técnicas:
La pletismografía de cuerpo entero se utiliza para medir parámetros respiratorios en sujetos conscientes y sin restricciones, incluida la cuantificación de la broncoconstricción .
Los tamaños estándar de pletismógrafos son para el estudio de ratones, ratas y cobayas. A petición, también se pueden fabricar pletismógrafos más grandes para otros animales, como conejos, perros, cerdos o primates.
El pletismógrafo consta de dos cámaras, cada una de ellas equipada con un neumotacógrafo . En una de ellas se coloca al sujeto (cámara del sujeto) y la otra permanece vacía (cámara de referencia).
El cambio de presión se mide mediante un transductor de presión diferencial con un puerto expuesto a la cámara del sujeto y el otro a la cámara de referencia. [8]
El pletismógrafo de doble cámara (dcp) mide los parámetros respiratorios en un sujeto consciente y sujeto, incluyendo la resistencia y conductancia de las vías respiratorias. Existen distintos tamaños de pletismógrafos para estudiar ratones, ratas o cobayas.
La configuración de salida de cabeza es idéntica a la configuración estándar descrita anteriormente, excepto que no hay cámara de cabeza.
Por supuesto, el sello del collarín [ se necesita más explicación ] todavía se aplica, 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 bajo anestesia, la resistencia pulmonar y la compliancia 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 la compliancia y la resistencia.
Recientemente se ha estudiado el flujo sanguíneo venoso cerebral con el fin de establecer una conexión entre la insuficiencia venosa cefalorraquídea crónica y la esclerosis múltiple . El estudio, de tamaño reducido, no es lo suficientemente amplio como para llegar a una conclusión, pero se ha demostrado cierta asociación. [9]
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