Vier jaar na Hutchinson's publicatie over zijn spirometer en de vitale capaciteit, publiceerde de Duitse Professor Geneeskunde Johann Friedrich Hermann Albers (1805-1867) 'Die Erkenntniß der Krankheiten der Brustorgane aus physikalischen Zeichen oder Auscultation, Percussion und Spirometrie: Nach Heribert Davie’s Vorlesungen u. eigenen Beobachtungen' (Het herkennen van de ziekten van thoracale organen aan de hand van fysieke tekenen of auscultatie, percussie en spirometrie: gebaseerd op de lezingen en persoonlijke observaties van Heribert Davie).
'Von der Capacität der Lungen und von den Athmungsfunctionen mit Hinblick auf die Begründung einer genauen und leichten Methode, Krankheiten der Lungen durch das Spirometer zu entdecken. Aus dem Engischen übersetz und mit Anmerkung versehen von Dr. Samosch' (Over de longcapaciteit en de ademhalingsfuncties, met het oog op het vaststellen van een nauwkeurige en gemakkelijke methode voor het opsporen van longziekten met de spirometer. Vertaald uit het Engels en geannoteerd door Dr. Samosh) was de Duitse vertaling van Hutchinson's werk door de Duitse arts Salomon Samosch (1817-1887) uit Braunschweig. Vanaf toen werd de Hutchinson-spirometer regelmatig gebruikt in Duitse klinieken.
In 1850 was er een variëteit aan stoom-inhalatoren beschikbaar. Inmiddels was men tot de conclusie gekomen dat niet stoom maar nevel de beste manier is om geneesmiddelen toe te dienen aan longen. Het probleem met de eerste nevel producerende inhalatoren was dat ze mankracht vereisten voor het bekomen van de nodige flow.
Voor de behandeling van astma schreef de Engelse arts Henry Hyde Salter (1823-1871) het roken van sigaretten voor. Hij geloofde dat astma door nervositeit of opwinding veroorzaakt werd, wat tot spasmen van de luchtwegspieren kon leiden. Salter pleitte voor behandelingen met genotsmiddelen, voor het verminderen van wat hij de ‘morbide activiteit’ van de longen noemde. Voor het verlichten en onderdrukken van de irritatie adviseerde hij sedativa zoals chloroform en stramonium. Zoals nu geweten, verergert roken het astma en lokt het in feite astma-aanvallen uit, in plaats van ze te verlichten.
Jean Christian Marc Boudin (1806-1867), hoofdgeneesheer van het Parijse militaire hospitaal Roule, startte een reeks experimenten met de Hutchinson-spirometer. Boudin was ervan overtuigd dat spirometrie zeer nuttig zou worden in de militaire geneeskunde, bijvoorbeeld om vrijwilligers met longproblemen af te wijzen, of om ongeschikte soldaten weg te houden van het leger. Hoewel hij geen kritiek had op de spirometer van Hutchinson, oordeelde hij dat een hanteerbaarder en sneller toestel nodig was. Daarom ontwikkelde hij een spirometer uit gevulkaniseerd rubber, die vervaardigd werd door de Parijse Professor biologische fysica Charles-Marie Gariel en die de Parijse instrumentenbouwer Henry Galante nadien op de markt bracht. Het toestel bestond uit een rubberen blaas, die omgeven was door een metalen ring, van waaruit een mobiele en gegradueerde staaf het uitzetten van de blaas aangaf en daardoor dus ook het uitgeademde luchtvolume registreerde. Het was de meest draagbare spirometer, maar hij had het nadeel dat hij slechts geschatte beoordelingen gaf, hoewel Henri Fabius aantoonde dat de resultaten ervan niet veel verschilden van die van de Hutchinson-spirometer. Dit optimisme werd echter niet gedeeld door de Franse legerarts Bernard Schnepf, die vond dat de spirometer van Boudin te lage waarden gaf, waardoor het leek of gezonde individuen een longziekte hadden.
Onder leiding van Professor Charles Schützenberger (1809-1881), die voortdurend op zoek was naar nieuwe methoden voor het diagnosticeren en behandelen van ziekten, werden spirometrietesten uitgevoerd in het Universitaire Ziekenhuis van Straatsburg. De spirometer van de kliniek in Straatsburg werd gefabriceerd door de ervaren fabrikant Joseph Ignace Elser, naar het model van Hutchinson. Twee studenten van Schützenberger, Frédéric Wieger (1821-1890) en Louis-Emile Hecht (1830-1906), presenteerden de klinische resultaten in maart 1852 aan de bijeenkomst van de Strasbourg Medical Society. Wieger benadrukte hierbij ook het belang van de Hutchinson-spirometer voor de diagnose en prognose van thoracale aandoeningen. Tijdens de daaropvolgende discussie uitte Mathieu Hirtz (1809-1878), Professor Pathologie aan het Parijse hôpital Necker sterke twijfels:
"Uw toestel zal men nooit voor de diagnose van ziekten kunnen gebruiken, omdat de meest verschillende anatomische laesies hetzelfde resultaat kunnen geven als de vitale capaciteit verminderd wordt."
Schützenberger mengde zich in de discussie en wees erop dat de ervaringen in de kliniek Hutchinson's beweringen met betrekking tot de hoogte van de ademhalingscapaciteit bevestigden. In antwoord op de verschillende kritieken van Hirtz gaf hij toe dat
“Gezien zijn prijs en omvang zal de spirometer voor de gebruiker nooit een gewoon instrument zijn; maar een van de belangrijkste toepassingen ervan zou kunnen zijn dat hij gebruikt wordt bij het rekruteren van arme dienstplichtigen.”
Het proefschrift van Louis-Emile Hecht (1830-1906) uit 1855, uitgevoerd onder toezicht van Schützenberger, was in Frankrijk het eerste grote werk over spirometrie, met een lichtjes aangepaste versie van de Hutchinson-spirometer testte men meer dan 800 proefpersonen.
De Franse arts Bernard Schnepf publiceerde het boek 'Capacité vitale du poumon, ses rapports physiologiques et pathologiques'. Het was een belangrijk werk omdat het de vitale capaciteit van de longen besprak en de relatie ervan met verschillende fysiologische en pathologische aandoeningen. Het werk van Schnepf heeft waarschijnlijk bijgedragen aan het begrip van de longfunctie en de impact ervan op de algemene gezondheid.
Geen tien jaar nadat Hutchinson had uitgepakt met zijn spirometer, ontwikkelde de Duitse Professor geneeskunde Maximilian Anton Wintrich (1812-1882) een spirometer die gebruiksvriendelijker was. Hij testte meer dan vierduizend personen, waaronder vijfhonderd pathologische gevallen en concludeerde dat drie parameters de vitale capaciteit bepalen: de lichaamslengte, het gewicht en de leeftijd.
In die periode werden heel wat belangrijke onderzoeken gedaan met betrekking tot de diagnose van longziekten: Maximilian Anton Wintrich (1812-1882) over pleuritis, Karl August Wunderlich (1815-1878) over temperatuurbereik bij pneumonie, Leon Jean Baptiste Cruveilhier (1791-1875) over pneumonie bij kinderen, Theodor Jürgensen (1840-1907) over de infectieuze aard van pneumonie, Robert Bree (1759-1839) over bronchiaal astma, Ernst Victor von Leyden (1832-1910) over crystals of asthma en Heinrich Curschmann (1846-1910) over spirals.
Het onderwerp pulmonale tuberculose werd door de Franse arts Gaspard Laurent Bayle (1774-1816) grondig behandeld, met in 1810 de ontdekking van militaire tuberculose of vliegend tering.
De Duitse arts Rudoplh Virchow (1821-1902) definieerde het anatomische karakter van tuberculose.
In 1865 bewees de Franse arts Jean-Antoine Villemin (1827-1892) de besmettelijkheid van TBC en zijn experimenten werden opnieuw onderzocht en bevestigd door o.a. Hermann Lebert (1813-1878) in 1866, Edwin Klebs (1834-1913) in 1868, Paul Clemens von Baumgarten (1848-1920) in 1880, Franz Tappeiner (1816-1902) in 1877 en Anton Weichselbaum (1845-1920) in 1882.
Toen de Duitse arts Robert Koch (1843-1910) in 1882 de tuberculose-bacil ontdekte, werd het pad voor het onderdrukken van TBC ingeluid. In 1888 toonde de Duitse arts Georg Cornet (1858-1915) het gevaar aan van sputum, wat resulteerde in een spuwverbod en het verplicht plaatsen van spuwpotjes met desinfecterende oplossingen. In 1890 presenteerde Koch zijn remedie tuberculine, die hij in 1897 en 1901 verbeterde. In 1902 begon de Duitse arts Emil Adolph Behring (1854-1917) met experimenten op koeien voor het verzekeren van de immuniteit.
Op pagina 106 van zijn 'Handbuch der speciellen Pathologie und Therapie, Volume 5, Part 1' publiceerde Rudolf Virchow (1821-1902) een met water afgesloten spirometer, die vervaardigd werd door Franz Forstmann.
Op pagina 410 van hun 'Handleiding tot de natuurkunde van de gezonde mens' uit 1859 drukten de Nederlandse hoogleraren Geneeskunde Franciscus Cornelis Donders (1818-1889) en Antonius Franciscus Bauduin (1820-1885) een spirometer af, zonder de fabricant ervan te vernoemen.
De door M. Scholefield uit Parijs gebouwde spirometer van Amédée Bonnet (1809-1858), hoogleraar chirurgie aan l'Ecole préparatoire de médecine de Lyon, diende als voorbeeld voor de bouw van een gazometer, een toestel waarmee men met behulp van op wijzerplaten lopende naalden kon herkennen hoeveel gas er door een pijp ging. Het exemplaar van Bonnet woog 1 kilogram, had een diameter van 18 centimeter en een wijzerplaat met twee naalden. De ene markeerde de deciliters, de andere de centiliters.
De Duitse artsen Karl von Vierordt (1818-1884) en Carl Ludwig (1816-1895) bestudeerden de ademhalingsbewegingen door een sphygmograaf op het sternum te plaatsen. Daarbij stelden ze vast dat de hoogte van de curves proportioneel was aan de hoeveelheid ingeademde lucht en dat de borst minder uitzet bij een snelle ademhaling. Hiervoor gebruikten ze de door Etienne-Jules Marey (1830-1904) ontwikkelde pneumograaf, die uit een elastische met lucht gevulde cilinder bestond, die met een riem stevig op de thorax werd bevestigd. De ademhalingsbewegingen werden op een cilinder geregistreerd.
Met het gebruik van de spirometer van Professor interne geneeskunde Julius Vogel (1814-1880) van de Universität Halle, die door Professor interne geneeskunde Max Anton Wintrich (1812-1882) van de Universität Erlingen was aangepast, schreef de Professor anatomie en fysiologie Friedrich Arnold (1803-1890) van de Universität Heidelberg, een verhandeling over de bepaling van de vitale longcapaciteit.
Met de ontwikkeling van zijn pneucimeter met propeller was de Franse arts Jules Guillet (1834-1891) zijn tijd ver vooruit. Het toestel bestond uit een uit messing vervaardigde cilinder, die was uitgerust met een propeller. Via het draaien van de propeller kon de uitgeademde lucht gemeten worden, het principe werd pas laat in de 20ste eeuw echt ontwikkeld en gebruikt. De spirometer van Guillet werd vervaardigd door het Maison Charrière uit Parijs. In een gedetailleerd rapport voor l'Académie de Médecine, onderstreepte de Franse arts Jean Léonard Marie Poiseuille (1797-1869) dat het toestel een kostbaar instrument was voor de fysiologie en de geneeskunde, in tegenstelling tot de Bonnet-spirometer.
De Franse legerarts Bernard Schnepf ontwikkelde een spirometer met waterreservoir, die hij op pagina 1047 van de publicatie 'Note sur un spirometre d’une sensibilite’ et d’une simplicite’ extremes par M.B. Schnepf' vernoemde. In december 1856 werd die uitgegeven als 'Comptes rendus hebdomadaires des séances de l’Académie des sciences'. De klok van de spirometer was 35 cm hoog en had een diameter van 18 cm, de basiscilinder was 30 cm hoog en had een diameter van 16 cm. De adembuis was 15 mm in diameter. Een jaar later publiceerde hij het 120 pagina's tellende boek 'Capacité vitale du poumon, ses rapports physiologiques et pathologiques avec les maladies de la poitrine'. De Franse fysioloog Claude Bernard (1813-1878) presenteerde het populaire apparaat aan de Parijse l'Académie des Sciences als eenvoudiger en nauwkeuriger dan het concept van Hutchinson.
Professor chirurgie Amedée Bonnet (1809-1858) uit Lyon vond zijn eigen pneumatometer uit, die niet meer was dan een gewone gazometer. Als men er in blies doorliep de meter verschillende keren een cirkel en op die manier kon men het uitgeblazen volume meten. Daardoor kon men ook meerdere metingen na mekaar doen, omdat men niet verplicht was om de lucht uit het toestel te laten, zoals met de andere spirometers uit die tijd.
1857
In zijn werk 'Nouveaux éléments de pathologie générale et de sémiologie' besprak de Franse arts Eugène Bouchut (1818-1891) de spirometrie uitvoerig. Hij had echter een opmerkting.
"Spirometrie zal nooit een routinezaak worden, maar ze kan van dienst zijn, en als zodanig moet de arts de resultaten kennen die hij van zijn werk kan krijgen.”
In volgende edities van zijn boek vernoemde Bouchut een nieuw apparaat dat door Jules Maréchal (1832-1897) ontwikkeld werd. Deze chirurg van de marine in Brest gebruikte het voor het rekruteren van matrozen, omdat hun weerstand sterk afhing van hun ademhalingsvermogen.
Ongetwijfeld wekte de publicatie van de Franse Professor psychiatrie en neurologie Charles Lasègue (1816-1883) de belangstelling voor spirometrie in Frankrijk. In zijn kritische bespreking presenteerde de hoofdredacteur van Archives générales de la médecine de recentste werken van John Hutchinson (1811–1860), Maximilian Anton Wintrich (1812-1882), Gustaav Schneevogt (1814-1871) en Louis-Emile Hecht (1830-1906). Hij merkte op dat er in de geneeskunde een trend bestond om via allerlei mogelijke hulpmiddelen dieper te kunnen doordringen in de diepten van het lichaam. Instrumentalisatie was in de geneeskunde noodzakelijk geworden om een nauwkeurigheid te bereiken die tot dan toe ontbrak. Hij legde de nadruk op twee recent ontwikkelde apparaten, de spirometer van de Amerikaanse arts John Hutchinson (1811-1834) en de bloeddrukmeter van de Duitse fysioloog Karl von Vierordt (1818-1884).
In zijn artikel concentreerde Lasèque zich vooral op de spirometer, waarvan hij vermeldde dat het toestel niet de totale capaciteit van de borstkas registreerde, maar enkel de hoeveelheid in- en uitgeademde lucht. Hij merkte ook op dat men had aangetoond dat de vitale capaciteit van een individu constant was en afhing van zijn gestalte en dat die capaciteit eigenlijk niet beïnvloed werd door oefening. Vanuit diagnostisch oogpunt kon spirometrie gebruikt worden om een longziekte te herkennen, maar eveneens om de voortgang of verbetering van een longziekte te meten. Een vermindering van de vitale capaciteit met 16% zou argwaan moeten wekken.
De nebuliser van Elsberg was een heel eenvoudig toestel, dat uit twee rubberen slangen bestond. Eentje ervan werd in de medicinale vloeistof geplaatst, indien men door de andere blies steeg de vloeistof in de buis en werd een fijne nevel veroorzaakt. Het nadeel was dat men steeds een tweede persoon nodig had om ermee te werken.
De Franse arts Jean Sales-Giron (1808-1879) vond de eerste draagbare nebulizer uit. Het toestel was uniek omdat het een pedaal had die werkte als een fietspomp. Als men lucht joeg door de verstuiver, creëerde men een nevel om in te ademen. Probleem van het toestel was dat het groot, fragiel en duur was en dat het bovendien manueel werd aangedreven.
Het tweede toestel van Jean Sales-Giron (1808-1879) bestond uit een cilinder met zuiger, zoals de cilinder van een injectiespuit. De ingebrachte vloeistof werd er als spray uitgeperst via de smalle openingen van het mondstuk.
De nebulizer van de Britse neus-keel-oor-specialist Morell Mackenzie (1837-1892) was eenvoudig in gebruik. Enkele slagen van een handvat stelden de installatie in werking.
De ‘nephogene’ van de Franse instrumentenbouwer M. Mathieu werkte volgens het principe van de Zwitserse wiskundige Daniel Bernoilli (1700-1752). Lucht werd door een nauwe buis geperst, waardoor zich een negatieve druk ontwikkelde die het medicijn opzoog en vernevelde. Doordat de spray krachtig in de mond werd gespoten, veroorzaakte dit echter een krachtige hoest, zodat er slechts weinig medicatie in de longen kwam. In mei 1859 stelde Mathieu zijn uitvinding voor aan l’Académie de Médecine in Parijs.
De Berlijnse arts Georg Lewin (1820-1896) verbeterde de nebuliser van Mathieu. De inhalatoren van dat ogenblik waren uit metaal vervaardigd, wat dikwijls interfereerde met de medicatie. Lewin gebruikte een sterk, gegradueerd glazen reservoir, zodat men exact zag hoeveel water er verbruikt werd. Het toestel was uitgerust met een pomp, die de vloeistof kon samendrukken waardoor die via een fijne buis werd uitgespoten en verneveld.
In 1859 ontwikkelde de Britse arts en medisch auteur Edward Smith (1819-1874) een draagbare spirometer, waarmee hij ook het gasmetabolisme kon meten. Door zijn bijdragen aan de fysiologische basis van voeding is hij vooral bekend bij nutritionisten Hij berekende dat gevangenen die met een dieet van 93% koolhydraten werden gevoed, niet in staat waren om harde arbeid te verrichten en daardoor volgens hem terugkeerden in de criminaliteit. Voor zijn experimenten ontwikkelde hij in 1859 een draagbaar open-circuit-toestel, waarbij de proefpersoon gewone lucht in een droge gasmeter ademde via een mondstuk met klep. Om waterdamp te verwijderen werd de uitgeademde lucht door een met in sterk zwavelzuur gedrenkte puimsteen gevulde fles geleid. Daarna door een trommel waar ze in contact kwam met een kaliumhydroxide-oplossing voor de absorptie van CO2. De hoeveelheid CO2 werd opgespoord via de gewichtstoename van de trommel. Met dit apparaat experimenteerde hij zowel in rust als bij wandelingen aan snelheden van 2 en 3 m.p.h. De zuurstofconsumptie registreerde hij niet. De cijfers die hij noteerde over zijn eigen CO2-productie waren uiterst correct. Hij besteedde vooral veel aandacht aan de fysiologische scheikunde. In 1856 schreef hij een eerste paper. Edward was ontzettend geïnteresseerd in de werking van het menselijk lichaam en deed heel regelmatig metingen van de eigen lichaamstemperatuur en pols, soms meer dan vijftig keer per dag. Later interesseerde hij zich voor het lichaamsverbruik van ureum, waarover hij meer dan 1400 verschillende observaties schreef. In 1853 werd Smith docent anatomie aan de Charing Cross Hospital School of Medicine, en in 1861 werd hij assistent-arts in het Brompton Hospital voor tuberculose. In 1862 publiceerde hij 'Consumption: its Early and Remediable Stages'. Edward Smith stierf in 1874 aan de gevolgen van een pneumonie.
De droge lucht spirometer was een ontwerp van de Amerikaanse arts Silas Weir Mitchell (1829-1914), in 1859 presenteerde hij zijn uitvinding in de American Journal of Medicine.