De Britse Professor A.T. Thomson van de University of London herkende de praktische belemmeringen om stramonium of doornappel te vertrouwen. Toch stelde hij dat het roken van dit middel een van de meest efficiënte remedies tegen astma was. Bijna onmiddellijk kreeg hij in sommige gevallen een verlichting na het roken van stramonium, in andere gevallen keerden de spasmen vroeg in de ochtend terug en verdwenen ze een paar uur later.
Volgens de officiële cijfers van het Registrar General stierven er in Engeland 5.183 mensen aan astma, 355 daarvan in Londen.
In de door de Deense chemicus Edvard August Scharling (1807-1866) ontwikkelde kamer zat de proefpersoon in een grote houten kist van 1m³, die ondoorlaatbaar was voor gassen. Een met een kraan geregeld waterstroom-apparaat zorgde voor een luchtstroom door de kist, die binnenkwam via een buis en buitenging via een andere. Via apparaten van Liebig, die een geconcentreerde oplossing kaliumhydroxide bevatten, werd voor en na de respiratie het koolstofdioxide geabsorbeerd. Een eerste U-vormige fles bevatte zwavelzuur voor het vasthouden van het vocht: een tweede was gevuld met kalkwater om aan de uitgang van het toestel van Liebig de afwezigheid van koolzuur te bevestigen. Door het toestel van Liebig vóór en na elk experiment te wegen, bepaalde men de hoeveelheid uitgeademde koolstofdioxide.
In de Lancet publiceerde de Britse arts Alfred Beaumont Maddock (1815-1862) een brief over zijn 'Pulmometer'. Hij vermeldde hem ook aan in zijn 'Practical observations on the efficacy of medicated inhalations in the treatment of pulmonary cosumption, asthma, bronchitis, chronic cough, and other diseases of the respiratory organs.':
"...die ik extreem nuttig vond om de kracht van de longen te kunnen vaststellen onder verschillende omstandigheden ... ... Het principe van de machine werd voor het eerst door de heer Abernethy zaliger voorgesteld."
Maddock maakte vernoemde Thrackrah en Kentish echter niet.
De expirator was een toestel van Karl von Vierordt (1818-1884). De Duitse fysioloog focuste zich op uitgeademde gassen en met zijn experimenten berekende hij heel precies bepaalde volumetrische parameters. Hoewel hij niet over een laboratorium beschikte, hield hij zich toch bezig met de ademhalingsfysiologie en slaagde hij erin om een fundamentele kennis te verzamelen over de ademhaling en koolzuurafscheiding. Hij toonde aan dat er meer koolstofdioxide wordt uitgeademd bij hyperventilatie en bepaalde het aantal ademhalingen die de CO2 regelen. Vierordt publiceerde het boek 'Physiologie des Athmens mit besonderer Rücksicht auf die Auscheidung der Kohlensäure'. Hoewel het bepalen van uitgeademde gassen Vierordts' grootste interesse was, stelde hij ook zeer exact volumetrische parameters vast. Voor zijn experimenten benutte hij zijn 'Expirator'. Vierordt gebruikte parameters die vandaag in de moderne spirometrie nog steeds gangbaar zijn, zoals het residuele volume (Rückständige Luft), vitale capaciteit (vitales Atmungsvermögen), expiratoir reservevolume (zurückbehaltene Luft), tidaal volume (Atmungsluft), inspiratoir reservevolume (Ergänzungsluft).
Gabriel-Gustav Valentin (1810-1883), Professor Fysiologie en Anatomie aan de Universiteit van Bern, onderzocht of het gebruik van een manometer niet nuttig kon zijn voor de studie van de ademhaling
Alle tot dan toe uitgevoerde spirometrische metingen in individuele of kleine groepjes, verbleekten bij het mammoetwerk van John Hutchinson (1811–1860), wiens bijdragen in dat domein meer dan honderd jaar ongeëvenaard bleven. Hutchinson bekwaamde zich in Londen in geneeskunde. Hij publiceerde een artikel over zijn waterspirometer zoals die vandaag, zij het met kleine aanpassingen, nog steeds gebruikt wordt. De belangrijkste hedendaagse aanpassingen zijn het toevoegen van grafische toestellen en tijdopnames en het verminderen van het gewicht van de klok. Hutchinson vond de spirometer uit voor het registreren van de vitale capaciteit, die volgens hem een krachtige indicator was voor een lange levensduur. Het toestel bestond uit een in water omgekeerde, geijkte klok, die de uitgeademde lucht opving. De eerste reacties op Hutchinson's uitvinding logen er niet om:
“… wij twijfelen er niet aan om onze bedachtzame opinie weer te geven, dat het voor de fysiologische wetenschap één van de meest waardevolle bijdragen is die we de laatste tijd zijn tegengekomen. Bij alle verdere onderzoeken over het fenomeen van het respiratoire proces, moet de naam van Mr. Hutchinson een eervolle vermelding krijgen.”
Op 28 april 1846 presenteerde Hutchinson zijn onderzoek, uitgevoerd op maar liefst 2.000 proefpersonen, aan de Royal Medical and Surgical Society of London.
Hutchinson wordt soms als de uitvinder van de spirometer vernoemd, die als eerste de vitale capaciteit (VC) registreerde. Zoals eerder aangehaald is geen van beide claims correct. Hij was zelfs niet de eerste die de metingen van patiënten met een longziekte rapporteerde. Wel schoof hij spirometrie naar voor als een belangrijk klinisch hulpmiddel.
In ruime mate breidde hij het werk uit van Charles Turner Thackrah (1795-1833) over de variaties in verschillende beroepen. Hij publiceerde op grote schaal en zijn 'magnum opus' van meer dan 120 pagina’s uit 1846 bevat een overvloed aan informatie en observaties, die vandaag nog altijd relevant zijn. De gezonde proefpersonen die hij bestudeerde waren zeevaarders, brandweerlui, politie-agenten, bedelaars, ambachtslieden, soldaten, drukkers, brouwersknechten, boksers en worstelaars, reuzen en dwergen, edellieden, meisjes en 'zieke gevallen'. Dat duidt aan dat Hutchinson heel goed wist hoe vitale capaciteit aan gezondheid gelinkt is. Meer specifiek stelde hij:
"het is nuttig om risicopatiënten te identificeren voor meerdere ziektes, met inbegrip van chronisch obstructief longlijden, longkanker, hartaanval en stroke."
Zijn veeleisende observaties leerden hem dat de vitale capaciteit van normale proefpersonen recht evenredig is met hun lengte en omgekeerd evenredig met hun leeftijd. Gewicht heeft een heel miniem effect op de vitale capaciteit. Maar hij observeerde ook dat de vitale capaciteit langzaam vermindert na een uitgebreide maaltijd. In een eerste artikel uit 1846, rapporteerde hij de metingen van 2.130 individuen, overleden patiënten mee inbegrepen. Meteen na hun overlijden ging Hutchinson naar het lijkenhuisje en plaatste hij een tube met plugkraan in hun trachea, waarna hij het lijk zo lang met een blaasbalg opblies tot er geen lucht meer bij kon. Door de plugkraan te openen, loste hij daarna de luchtstroom in zijn spirometer. Door de elastische reactie werden de longen en de thorax geledigd. Dit was uiteraard niet de volledige forced vital capacity (FVC), maar iets wat er dicht tegenaan leunde. De longen ledigden zich tot hun minimaal volume, een functie van het residueel volume.
In die eeuw vierde tuberculose hoogtij in Europa. Hutchinson noteerde dat fibrotische complicaties als gevolg van tuberculose in een verminderde vitale capaciteit resulteerden en in een vroege dood. Gelijkaardige observaties maakte hij bij hartfalen en bij mijnwerkers. Hutchinson toonde aan dat voor het opsporen van TBC een VC-meting veel preciezer is dan een auscultatie met stethoscoop. Dit alles vijftig jaar voor de introductie van de radiografie en veertig jaar vooraleer de Duitse arts Robert Koch (1843-1910) de tuberculose-bacil ontdekte. Hutchinson verfijnde de met water gevulde spirometer voor dagelijks gebruik, hij documenteerde de normale VC-variaties omwille van leeftijd, geslacht en lichaamslengte, zoals die nu nog altijd gebruikt worden, en hij toonde een duidelijke reductie aan van de VC, zelfs bewijsbaar bij aanvang van de ziekte.
In de jaren 1830 en 1840 praktiseerde hij als medisch schade-expert voor de Britannia Life Assurance Company. In die periode verzamelde hij meer dan vierduizend VC-metingen, zowel van gezonde proefpersonen als van patiënten met een longziekte. Hij was ervan overtuigd dat men de vitale capaciteit moest gebruiken voor de statistische voorspelling van de levensduur van personen die een levensverzekering wilden afsluiten. Spijtig genoeg vertrouwt de verzekeringsindustrie zelfs vandaag nog meer op de lintmeter dan op de spirometer! Waarschijnlijk omwille van de intensere inspanningen die een spirometrie met zich meebrengt.
In 1850 werd Hutchinson benoemd tot assistent-arts in het nieuw geopende Londense Brompton Hospital for Consumption, waar hij slechts korte tijd verbleef. Hij verliet zijn vrouw en emigreerde naar Australië, waar hij als huisarts werkte in de pas ontdekte goudmijnen. Een van de speculaties is dat hij tuberculose had en daarvoor genezing zocht, via een lange zeereis met een overvloed aan frisse lucht en zonneschijn, in die eeuw een gebruikelijke methode voor het genezen van tuberculose. Andere speculaties gaan dan weer over zijn alcoholmisbruik. In Australië gebruikte hij zijn spirometer nooit. Tien jaar later verhuisde hij naar de Fiji eilanden, waar hij op 50-jarige leeftijd overleed, waarschijnlijk als slachtoffer van een moord. De autopsie vertoonde geen tekenen van tuberculose en men vond geen evidentie van leverlijden.
Hoewel men het werk van Hutchinson toejuichte toen hij nog in Londen werkte, werd het niet op grote schaal aanvaard. Na zijn vertrek uit het Brompton Hospital, publiceerde één van zijn voormalige collega’s een gedetailleerde kritiek op de ‘dwalingen’ van de spirometer. In The Lancet werd in 1875 een case report gepubliceerd, waarin gesteld werd:
“Recent wordt de spirometer in het Brompton Hospital niet meer veel gebruikt, gezien het toestel een groot deel uitleg vraagt aan de kant van de patiënt, vooral bij nerveuze vrouwen”.
Op de Fiji eilanden werd in 1990 door de Thoracic Society of Australia en de British Thoracic Association een monument opgericht ter ere van John Hutchinson.
John Hutchinson (1811-1860) publiceerde ‘On the capacity of the lungs and on the respiratory functions, with a view of establishing a precise and easy method of detecting disease by the spirometer’, waarin hij zijn spirometer technisch omschreef:
"Om de hoeveelheid lucht te meten die in de spirometer geblazen wordt, moet de ontvanger met de hand licht ingedrukt worden tot de twee oppervlaktes van de gekleurde vloeistof op hetzelfde niveau zijn in de gebogen buis, zoals getoond in de tekening rechts. Als die gelijk zijn, mag de rechte rand van de index naar het niveau van het water worden geschoven, zoals die door de slip van glas kan gezien worden, wanneer het de schaalverdeling zal snijden waarvan de getallen de kubieke duim zijn van de uit de longen geademde lucht. Elke graad op de schaalverdeling meet twee kubieke duim. Dit noemt men de vitale longcapaciteit."
De hoestsiroop 'Kimball White Pine and Tar' bevatte vier druppels chloroform en werd als effectief tonicum voor symptomen van verkoudheid en bronchitis op de markt gebracht. In 1847 gebruikte men chloroform als narcose, maar ook voor het verlichten van astma-symptomen. Ondanks chloroform als een goede vervanger voor ether werd aangeprezen, veroorzaakte het in sommige gevallen een fatale hart- of ademstilstand. Meerdere patiënten overleden na het inademen ervan.
De Franse psycholoog Alfred Binet (1857-1911) was aan de Sorbonne-universiteit in Parijs directeur van het labo voor fysiologische psychologie. Hij besloot onderzoek te doen naar spirometrie bij jonge kinderen van een basisschool in het 5de arrondissement. Hiervoor wendde hij zich tot de jonge psychiater Edouard Toulouse (1865-1947) met wie hij al enige tijd contact had voor door laatstgenoemde verrichte onderzoeken naar de psychologie van de techniek. Op 25 maart 1897 schreef hij in een brief aan Toulouse:
“Ik reken op u voor de spirometer; Geef mij alstublieft schriftelijke instructies over het gebruik ervan, zodat ik geen fouten maak.”
Na overleg kozen ze voor de eenvoudige en goedkope Dupont-spirometer. In hun studie wilden ze nagaan of de de vitale capaciteit van schoolkinderen inderdaad een goede indicator was voor de fysieke ontwikkeling van een individu. Maar een ander invalspunt was of een spirometer zelfs maar een zekere mate van intelligentie zou kunnen weergeven.
Binet was ook de uitvinder van de eerste intelligentietest
De Engelse arts Francis Sibson (1814-1876) gebruikte een 'chest measurer', waarbij de verhoging van de zijkanten werd gemeten tijdens een inspiratie terwijl de patiënt op zijn rug lag.
Twee jaar na Hutchinson's publicatie over de spirometer en de vitale capaciteit, verscheen een afbeelding van zijn spirometer in het Duitse boek 'Über die Menge der ausgeathmeten Luft bei verschiedenen Menschen und ihre Messung durch das Spirometer: ein Beitrag zur medizinischen Diagnostik' van de Duitse chirirg Gustav Simon (1824-1876) en de Duitse internist Julius Vogel (1814-1880). Om het echte nut van de spirometrie voor de geneeskunde te waarderen herhaalde Julius Vogel (1814-1880) de experimenten van Hutchinson aan het bed van zijn patiënten. De Professor Interne Geneeskunde aan de Universität Giessen wijzigde het ontwerp van de Brit en transformeerde de klok in een kegel, die hij voorzag van een kraan om de lucht te laten ontsnappen. Dit alles werd met een enkel contragewicht aan een koord over een enkele katrol in evenwicht gehouden. Ook gebruikte hij geen manometer en daardoor veroorzaakte hij een fout in de experimenten van zijn leerling Gustav Simon (1824-1876).
Professor Max Anton Wintrich (1812-1882) van de Universität Erlangen startte in 1848 een onderzoek waarbij hij de longcapaciteit van zo'n 4.000 personen bepaalde, waaronder 500 zieken. Hiervoor gebruikte hij een aangepaste versie van de spirometer van Julius Vogel (1814-1880). De glazen stolp was gegradueerd en in de metalen container waren twee glazen ramen gelast. Door het bestuderen van de invloed van leeftijd op de vitale capaciteit, kwam hij tot dezelfde besluiten als Hutchinson.
Nadien werd de spirometer van Wintrich door andere onderzoekers uit die tijd gebruikt, zoals professor Friedrich Arnold (1803-1890) van de Universität Heidelberg die met zijn resultaten in 1855 een verhandeling schreef over de bepaling van de longcapaciteitsvitaliteit.
Omdat de spirometrie in Duitsland in steile opgang was vertaalde de Poolse arts Salomon Samosch (1817-1887) de teksten van Hutchinson van het Engels naar het Duits.