PNEUMOTACOGRAFO A PRESSIONE DIFFERENZIALE

Vengono denominati pneumotacografi quegli strumenti che misurano la velocità dell'aria introdotta nei polmoni e, per trattamento successivo del segnale, anche flussi dei volumi.Infatti la misura di un flusso Q (cioè della portata di un gas) è attuata proprio attraverso la misura della velocità essendo: Q=S*v

Il pneumotacografo a pressione differenziale si passa sulla legge di Poiseuille:(Po-Po’)=(8µL/πr4n)*Q

in cui: µ= viscosità dinamica dell'aria inspirata o espirata L= lunghezza del pacco lamellare r= passo (distanza da una lamina all'altra) Q= portata in volume n= numero di lamelle

L'equazione del modello e del tipo zero:qo=k*qi

ciò vuol dire che lo strumento è dell'ordine zero cioè che l'uscita segue approssimativamente l'ingresso. L'uscita non segue esattamente l'ingresso perché durante la respirazione alla viscosità dinamiche la temperatura dell'aria variano, in quanto l'aria una miscela di gas.

è molto importante tenere in considerazione che per poter usare la legge di Poiseuille come modello dobbiamo tener conto che essa vale solo in condizioni di regime laminare. dobbiamo cioè accertarci che il numero di Reynolds < 2000. Dobbiamo inoltre evitare variazioni di sezione del condotto al fine di evitare l'insorgere di turbolenze, dannosa ai fini della misura. In commercio troviamo diffusamente boccagli monouso in cartone dal diametro di 30 mm: scegliamo come diametro del condotto proprio 30 mm e procediamo con lo studio del numero di Reynolds per verificare che sia la scelta giusta.

STUDIO DEL NUMERO DI REYNOLDSlo studio di tale parametro è necessario per vedere se c'è compatibilità tra il tipo di flusso che si intende misurare (regime laminare) e le caratteristiche dimensionali dello strumento che intende realizzare.Il numero di Reynolds può essere espresso come:

Re= ρUD/µ = UD/υin cui:

U= portata volumi µ= viscosità dinamica = υ/ρ D= diametro del boccaglio υ= viscosità cinematica

CONSIDERAZOINI SUI FILTRIin genere i filtri in un misuratore di flussi polmonari vengono posizionati in coppia, uno prima e uno dopo il traghettatore di flusso, per far fronte alla bidirezionalità del flusso aereo.è possibile inserire due filtri non monouso ma dovrebbero essere almeno sterilizzarli. Alcuni studi raccomandano comunque l'uso di filtri monouso.Nello pneumotacografo che stiamo pensando di realizzare consigliamo filtri monouso.

RADDRIZZATORE DI FLUSSOè costituito da una serie di tubi capillari impacchettati o da lamelle parallele come quelli rappresentati in figura.Sappiamo che:

1. il flusso aereo in ingresso turbolento e nel raddrizzatore deve divenire laminare2. La resistenza al flusso non deve essere superiore a 1,5cmH2O/l/s secondo gli standard ATS

(se fosse superiore che sarebbe uno sforzo anomalo e quindi una respirazione in condizioni non ottimali ai fini della prova spirometrica)

Non ci resta che calcolare:1. il numero di lamelle da utilizzare2. La lunghezza del pacco lamellare3. il numero di Reynolds nello spazio inter lamellare4. resistenza offerta al pacco lamellare al flusso aereo

TRASDUTTORE DI PRESSIONEi parametri in base ai quali abbiamo scelto il sentore sono stati:

il range di pressione misurabile La sensibilità della misurazione il tempo di risposta il tipo di alimentazione il costo