Lungenfunktionstest

Lungenfunktionstests werden in der Medizin zur Funktionsprüfung der Lunge oder zur Diagnostik von Lungenerkrankungen genutzt. Neben den verschiedenen Volumina können auch spezifische Gase analysiert werden.

Weit bekannt sind vor allem Methoden, die Durchfluss- und Druckmessungen verwenden, um gewisse Volumina zu bestimmen. Es gibt zudem einige Tests, bei denen zusätzlich Gase, oft als Tracergase, verwendet werden. Hierbei werden spezifische Lungenfunktionen genauer geprüft, die auf Erkrankungen hinweisen können. Je nach Anwendungsfall kommen dabei ganz unterschiedliche Gase zum Einsatz.

Ergospirometrie

Die Ergospirometrie verbindet die Messung von kardiovaskulären und pulmonaren Parametern unter körperlicher Beanspruchung. Durch diese Methode ist es möglich, die körperliche Leistungsfähigkeit der Patienten sehr detailliert zu beschreiben.

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Zu den kardiovaskulären Parametern gehören die Herzfrequenz, der Blutdruck und der Puls. Bei den pulmonaren Messgrössen sind neben der Atemfrequenz vor allem Sauerstoff (O₂) und Kohlendioxid (CO₂) von Bedeutung. Durch die Messung dieser Atemgase lässt sich der Sauerstoffverbrauch und die Produktion von Kohlendioxid während der körperlichen Anstrengung berechnen. Im Vergleich mit Referenzwerten ergibt sich daraus die anaerobe Schwelle. Ab diesem Grenzwert wird für eine körperliche Betätigung die Glucose nicht mehr vollständig verbrannt und es fällt Lactat (Milchsäure) an. In diesem Zustand erreicht der Muskel seine Leistungsgrenze.

Diffusing capacity for carbon monoxid (DLCO)

Diffusion capacity tests the exchange of oxygen and carbon dioxide between the lungs and the bloodstream. Patients inhale sample air containing a small amount of carbon monoxide (CO).

Über die Lungenbläschen gelangt das CO ins Blut. Ähnlich wie beim Sauerstoff bindet sich das CO an den roten Blutfarbstoff Hämoglobin. Die im Blut aufgenommene CO-Menge lässt sich nun ganz einfach aus der in der Ausatemluft verbliebenen CO-Menge berechnen.
Ist dieser Testluft zusätzlich Helium (He) oder Methan (CH4) beigemischt, kann auch noch das Residualvolumen bestimmt werden.

Messung der Lungenbelüftung (LCI)

Der LCI-Wert gibt das Vielfache des Lungenvolumens an, das für einen vollständigen Gasaustausch in der Lunge umgesetzt werden muss. Bei diesem Verfahren wird ein inertes Markergas über die Atmung in die Lunge eingewaschen und nach Erreichen eines Gleichgewichts wieder ausgewaschen.

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(Erläuterung: Inerte Gase, auch als Schutzgase bezeichnet, gehen keine oder kaum chemische Reaktionen ein. Besonders dafür geeignet sind Gase, die es nur in atomarer Form gibt oder die aufgrund ihrer chemischen Eigenschaften nicht in der Lage sind, mit anderen Stoffen zu reagieren.) Als Markergas kommt Schwefelhexafluorid (SF6) zum Einsatz. Während des Auswaschens sinkt mit jedem Atemzug die Konzentration des SF6 in der Atemluft. Krankhafte Veränderungen führen dabei zu einem verlängerten Auswaschprozess. Dieses Verfahren wird mittlerweile sehr erfolgreich in der Früherkennung und zur Therapiebegleitung von Mukoviszidose-Patienten eingesetzt.

Optische Messtechnik für präzise Diagnostik

Für all diese diagnostischen Verfahren bietet die optische Messtechnik entscheidende Vorteile. So erfolgt die Messung der Gase berührungslos und immer genau auf das jeweilige Zielgas abgestimmt.

Eine Beeinflussung anderer Gase im Atem kann somit meist ausgeschlossen werden. Eine Aufwärmzeit ist nicht notwendig. Die Systeme sind sofort einsatzbereit und liefern Messungen in Echtzeit. Zudem sind Systeme der optischen Spektroskopie sehr wartungsarm. Das gewährleistet einen dauerhaft verlässlichen Betrieb ohne häufige Kalibrierungen. Axetris bietet mit dem LGD-OEM-Modul ein einsatzbereites System zur Integration und mit der Infrarotquelle eine leistungsstarke Komponente für eigene Entwicklungen an.