Spirometri: lungevolumener, FEV1 og FVC
Hvor meget luft flytter vi, når vi trækker vejret roligt, og hvor meget kan vi puste ud, når vi tager alt, hvad vi har? Med et trådløst spirometer måler eleverne luftstrømmen ind og ud og får volumenkurver, hvor tidalvolumen, vitalkapacitet, FEV1 og FVC kan aflæses. Klassens anonyme data bruges til at undersøge sammenhængen med højde og træning. Målingerne er ikke diagnostiske.
Hvor store er lungevolumenerne ved hvile og ved maksimal ud- og indånding, og hvordan hænger vitalkapaciteten sammen med højde og kondition?
Det skal I bruge
| Vare | Varenr. | Antal og formål |
|---|---|---|
| Spirometer, trådløst (PASCO PS-3234) | PS-3234 | 1 pr. gruppe |
| Mundstykker til spirometer (10 stk.) | PS-2522 | 1 mundstykke pr. elev (engangsbrug) |
| SPARKvue 5 (gratis download) | 900902 | Gratis app til tablet eller computer |
Andet udstyr: næseklemme eller blød klemme til næsen (eller eleven holder sig for næsen); målebånd til højde; en stol til forsøgspersonen; tablet eller computer med SPARKvue eller Capstone; fælles regneark til klassens anonyme data.
Sikkerhed
Målingerne er ikke medicinske og kan ikke bruges til at stille diagnoser. Spirometeret er et undervisningsinstrument. Deltagelse er frivillig, og elever med astma eller andre luftvejsproblemer vælger selv, om de vil puste maksimalt. Forsøgspersonen skal sidde ned under kraftige udåndinger, da man kan blive svimmel, og holde pause mellem forsøgene. Hver elev bruger sit eget mundstykke med filter, som aldrig deles, og sensoren rengøres efter vejledningen. Lungefunktionsdata er personoplysninger om helbred: registrér dem kun anonymt (fx med et nummer), og del dem kun med elevens samtykke.
Sådan gør I
- Tænd spirometeret, og forbind det i SPARKvue. Sæt et nyt mundstykke med filter på til forsøgspersonen. Nulstil sensoren, mens den holdes stille uden luftstrøm.
- Vælg en graf med volumen som funktion af tid. Forsøgspersonen sætter sig, sætter næseklemmen på og tager mundstykket i munden.
- Start målingen. Træk vejret roligt i ca. 20 sekunder. Det giver tidalvolumen (volumen pr. åndedrag).
- Tag derefter den dybest mulige indånding, og pust så ud så hurtigt og så længe som muligt, til lungerne er helt tømte. Træk vejret roligt igen, og stop målingen.
- Aflæs tidalvolumen og vitalkapaciteten (forskellen mellem dybeste indånding og fuld udånding) på kurven.
- Lav en ny måling med en kraftig udånding fra fuld indånding. Aflæs FVC (hele udåndingsvolumen) og FEV1 (volumen i det første sekund), og beregn FEV1/FVC.
- Lav tre forsøg, og brug det bedste. Skriv anonymt højde, om personen træner udholdenhed, og resultaterne ind i klassens fælles regneark, og undersøg sammenhængen mellem højde og vitalkapacitet.
Med PASCO-sensor
Det trådløse spirometer (PS-3234) måler luftstrømmen og beregner volumen løbende, så både rolig vejrtrækning og maksimale udåndinger ses som kurver. I SPARKvue eller Capstone kan eleverne markere områder på kurven og aflæse forskelle direkte. Sammen med en CO2- eller iltsensor kan spirometeret bruges til at beregne iltoptag og energiomsætning.
Hvad sker der?
Ved rolig vejrtrækning flytter vi kun en lille del af lungernes volumen, typisk omkring 0,5 liter pr. åndedrag. Det kaldes tidalvolumen. Vitalkapaciteten er den største mængde luft, man kan puste ud efter en maksimal indånding, typisk 3-6 liter hos unge voksne. Der er altid noget luft tilbage i lungerne, residualvolumen, som spirometeret ikke kan måle.
FVC er den forcerede vitalkapacitet, altså den luft, der kan pustes ud med maksimal kraft, og FEV1 er den del, der kommer ud i første sekund. Hos raske unge er FEV1/FVC typisk over 0,8. Forholdet bruges i sundhedsvæsenet til at vurdere, om luftvejene er snævre, men det kræver godkendt udstyr, standardiseret procedure og fagpersoner.
Vitalkapaciteten hænger især sammen med kropsstørrelse, fordi større brystkasse giver større lunger. Køn, alder og træning af vejrtrækningsmusklerne spiller også ind. Teknikken betyder meget: en ufuldstændig indånding eller en langsom start på udåndingen giver for lave værdier.
Spørgsmål til eftertanke
- Hvor stort var tidalvolumen sammenlignet med vitalkapaciteten?
- Hvordan varierede vitalkapaciteten i klassen, og hang den sammen med højden?
- Hvorfor er det vigtigt at lave flere forsøg og bruge det bedste?
- Hvorfor kan spirometeret ikke måle den luft, der altid er tilbage i lungerne?
- Hvorfor må resultaterne ikke bruges til at sige noget om den enkeltes helbred?
Til læreren
Understreg før forsøget, at målingerne ikke er diagnostiske, og at lave værdier oftest skyldes teknik. Opstår der bekymring hos en elev, så henvis til egen læge. Elever, der ikke vil puste, kan være forsøgsledere eller analysere klassens data.
Sørg for nok mundstykker til, at hver elev har sit eget (PS-2522 er pakker med 10 til både det trådløse og det ældre PASPORT-spirometer). Vis gerne selv en måling på storskærm først, så eleverne ser, hvordan en god forceret udånding ser ud.
Klassens data giver et godt grundlag for lineær regression (vitalkapacitet mod højde) og en diskussion af, hvad en model kan og ikke kan. Forsøget passer sammen med EKG og Respiratorisk kvotient i et forløb om kredsløb og respiration.
Vejledningen er udarbejdet af LabDidakt. Læreren skal altid selv vurdere sikkerheden ved forsøget i sin klasse og følge skolens retningslinjer og sikkerhedsdatabladene for de kemikalier, der bruges.
