Geschiedenis van de Spirometrie - Deel III
1749
Daniel Bernouilli was een in Nederland geboren lid van een Zwitserse wiskundige familie Zijn meest bekende werk wordt beschouwd als de basis eigenschappen van de flow, de druk, de densiteit en de velociteit van vloeistoffen en leverde het Bernouilli principle op.
Daniel Bernouilli beschreef een methode om uitgeademde lucht te meten. In 1738 beschouwde hij gas als een zwerm van bewegende partikeltjes en toonde hij aan dat een temperatuursverhoging leidde tot een verhoging van druk. Ook het idee van het bewaren van mechanische energie (in een wrijvingsvrij proces) is van hem.
 Daniel Bernouilli |
 Het Bernouilli principe: het diagram van Bernouilli dat aanduidt hoe de druk gemeten wordt |
Het Bernouilli principe is thans de hoeksteen voor Doppler onderzoek van cardiale hemodynamica en werd in 1738 gepubliceerd in zijn verhandeling ‘Hydrodynamica’. Hij formuleerde de relatie van het drukverval bij het inbrengen van een obstructie in een flowkanaal naar het flowbereik er doorheen. Gelijke verdeling kan geïnterfereerd worden door het samenvoegen van het uitdrukken van de gasdruk als functie van de gemiddelde kinetische energie bekomen door de klassieke Bernouilli [2, sec. X] redenering en de ideale gaswet. Een afleiding van gelijke verdeling vereist soms echter meer.
Een tekening uit de verhandeling Hydrodynamica
Herman Boerhaave
John Abernethy
Een alternatieve aanpak voor het meten van de respiratoire volumes was die van Herman Boerhaave, die een man ertoe aanzette tot aan de schouders in een met water gevulde buis te gaan en hem vroeg om een krachtige inspiratie te doen, hij mat de stijging van het waterniveau na dilatatie van de borst. Dit was in feite de voorloper van de body plethysmograph, hoewel het hoofd van de proefpersoon boven water stak en de lucht meteen uit de kamer werd ingeademd. De Edinburghse arts Robert Menzies, rapporteerde het gebruik van Boerhaave’s methode met de proefpersoon ondergedompeld in een “hog’s head” (wijnvat) gevuld met water, maar zijn poging om de inspiratoire capaciteit te meten werd gedwarsboomd doordat het water overvloeide en uit het vat liep. “Dissertation on Respiration” van Menzies uit 1799 illustreert dit en andere methoden die in die tijd gebruikt werden.
Herman(us) Boerhaave was een Nederlandse arts, anatoom, botanicus, scheikundige, humanist en onderzoeker. Hij was hoogleraar en bekleedde een hele poos drie van de vijf leerstoelen van de medische faculteit van de Universiteit van Leiden, waarvan hij ook rector magnificus werd en tevens directeur van de Hortus Botanicus in diezelfde stad. Hij stond niet alleen bekend als een begenadigd docent, maar was ook één van de bekendste mannen in Europa. Een bewijs hiervan is dat een brief uit China, met als adres enkel Herman Boerhaave – Europa, probleemloos werd afgeleverd. In het St Cecilia Hospitaal van Leiden, waar hij sedert 1714 werkte, introduceerde hij de moderne methode van clinical teaching die tot op heden nog steeds de basis vormen van de medische opleiding en die eruit bestaat om de studenten mee te nemen naar het ziekbed van de patiënt.
1788
E. Goodwyn zoog water op in een 'pneumatisch vat'. Hij stelde dat de vitale capaciteit tot 4460 ml kan bedragen. Hij corrigeerde de metingen naar de temperatuur, maar gebruikt geen neusklem.
1793
John Abernethy, een arts en anatomiedocent, fysioloog en patholoog tijdens de late jaren 1700, mat een vitale capaciteit van 3150 ml. Hij verzamelde uitgeademde gassen via kwik en trachtte te bepalen met hoeveel zuurstof deze gassen verminderd waren. Dit concept van vermindering van zuurstof is essentieel om de longfunctie te begrijpen en spirometrie in die uitgeademde lucht zal altijd minder zuurstof bevatten dan de geïnhaleerde lucht in de longen, want het lichaam heeft zuurstof nodig om te functioneren.
1796
Robert Menzies dompelde een man tot aan zijn kin onder water in een okshoofd (ton met bepaalde inhoud). Hij mat het stijgen en dalen van het niveau in de cylinder rond de kin. Met deze vorm van lichaamsplethysmografie kon hij het tidale volume vaststellen.
Fig. 1 werd oorspronkelijk beschreven door Edmund Goodwyn en toont dat de proefpersoon inademde via buis E, waarbij hij water zoog in container D via de buizen a, b, c vanuit trog G, en het volume water aldus geaspireerd werd berekend door het te wegen. Fig. 2 toont ballonachtige “worstvormen”, waaruit of waarin lucht werd geademend met erop volgende meting door waterverplaatsing (fig. 5), waarbij het principe gebruikt werd bedacht door Stephen Hales. Fig. 4 toont het vat van Boerhaave, waarin de proefpersoon tot aan zijn nek ondergedompeld zat. Illustraties uit de “Dissertation on Respiration” van Robert Menzies (1790)
1799
W.H. Pepys jun. vond een tidaal volume van 270 ml door gebruik te maken van twee kwik gashouders en een water gashouder.