WebiMed.net

Medische Informatie en Gezondheid

Geschiedenis van de Spirometrie en Obstructieve Longziekten

1800

Begin van de jaren 1800 gebruikte de Britse scheikundige Humphry Davy (1778-1829) een gazometer om de verschillende longvolumes te meten. Hij mat het residuele volume van zijn eigen longen door een waterstofmengsel in te ademen dat in een 'mercurial air holder' zat. Hij kwam uit op een vitale capaciteit van 3110 ml, een tidaal volume van 210 ml en door het gebruik van de hydrogene dillutiemethode een residueel volume van 590-600ml. De gazometer die hij gebruikte was een complex toestel met een ingenieus tegengewicht. Dat diende om het toegenomen gewicht van de gazometer te balanceren wanneer het gas binnenkwam via een zijden zak, die hij gebruikte om de uitgeademde lucht te verzamelen. Naast de beoordeling van de eigen longvolumes, was Davy ook de eerste die een succesvolle beoordeling maakte van zijn eigen zuurstofconsumptie en koolstofdioxideproductie.

davy davy
Sir Humphry Davy en zijn lab

Bij een serie van twintig experimenten, verzamelde hij zijn uitgeademde lucht gedurende een minuut. Hij mat de hoeveelheid zuurstof en koolstofdioxide en vergeleek die met de hoeveelheid lucht die hij had ingeademd. Hij schatte dat zijn zuurstofverbruik 484ml/min was en zijn koolstofdioxideproductie 447ml/min. De metingen van het zuurstofverbruik en de koolstofdioxideproductie van Davy vormden een enorme bijdrage voor de spirometrie omdat artsen en fysiologen hierop aanzienlijk vertrouwden. VO2 of zuurstofverbruik is nog altijd één van de belangrijkste metingen van energieverbruik binnen het lichaam.

gazometer Clayfeld
De gazometer van Clayfeld

De klassieke met water gevulde spirometer werd vanuit de 'gazometer' ontwikkeld, waarmee de grootste scheikundigen, zoals Joseph Priestley (1733-1804), André Lavoisier (1743-1794) en James Watt (1736-1819), hun pionierswerk leverden op het vlak van zuurstof, koolstofdioxide en andere gassen. Dit type instrument werd spoedig aangepast voor humaan gebruik, eerst met kwik maar later met water. De mercurial air holder werd door de Engelsman William Clayfield (1825-1871) ontwikkeld. Het belangrijkste kenmerk van de gazometer van Lavoisier was een balancerend tegengewicht, dat de weerstand van het toestel verminderde en later standaard werd. Clayfield werkte in het Pneumatic Institute van Bristol (UK), waar de grote scheikundige Sir Humphry Davy (1778-1829) zijn carrière startte. Davy werd vooral bekend door zijn ontdekking van stikstofoxide (NO of lachgas) en hij realiseerde zich dat hij de absolute longcapaciteit moest kennen om de resultaten van zijn experimenten op stikstofoxide te kunnen interpreteren. Behalve het meten van de VC (vitale capaciteit) met gebruik van de spirometer van Clayfield, herademde hij een gasmengsel dat waterstof bevatte, waarvan de dillutie hem in staat stelde het residueel volume te schatten. Hij registreerde voor zichzelf een VC van 3.5 L en een residueel volume van slechts 670 ml, maar hij becommentarieerde dat "deze capaciteit zeer waarschijnlijk onder het gemiddelde is, gezien mijn borst smal is met een omtrek van 29 inches". John Hutchinson (1884-1972) betwijfelde later deze onrealistische meting en stelde dat het een drukfout van 39 inches (99 cm) kon zijn.

gazometer Lavoisier
De gazometer van Lavoisier

1800

image055.jpg

De Brit George Lipscomb (1773-1846), die huisarts was in het Londense St Bartholomew’s Hospital en co-uitgever van de 'National Adviser', schreef het boek ‘Observations on the History and Cause of Asthma’ ,waarin hij wilde bewijzen dat de Schotse arts William Cullen (1710-1790) gelijk had met zijn stelling dat astma een zenuwaandoening was en dat de Britse arts Robert Bree (1759-1839) er verkeerd aan deed om dat te weerleggen.

“Het is niet nodig om over de nutteloosheid van alle soorten fumigaties uit te weiden. Ik denk ook niet dat het de moeite waard is om de ‘visionaire’ idee te bestrijden dat ‘gasvormige’ geneesmiddelen in staat zouden zijn om het geweld van een uitbarsting te bestrijden, vooraleer de ernstige effusie werd uitgeademd.”

1801

image022_29.jpg

De Engelse fysicus en chemicus John Dalton (1766-1844) publiceerde zijn wet over de partiële drukken.

1802

image056.jpg

In 1802 noteerde de Schotse arts James Anderson (1738-1809) dat Majoor-Generaal William Gent in Madras een inheemse behandeling gebruikte voor astma. Op het ogenblik van een astma-aanval rookte hij fijne gedroogde reepjes Datura Stramonium of Doornappel, al dan niet gemengd met tabak. Stramonium produceert immers het anticholinergische atropine. Gent stierf wel aan een overdosis stramonium

1805

image025_16.jpg image023.gif

Samen met de Duitse natuurvorser Alexander von Humboldt (1769-1859) ontdekte de Franse chemicus en fysicus Louis Joseph Gay-Lussac (1778-1850) dat twee volumes waterstof en een volume zuurstof zich tot twee volumes waterdamp verenigen. Later ontdekte Gay-Lussac dat deze eenvoudige verhouding bij de verbinding van alle gassen kan waargenomen worden.

1807


In zijn boek ‘A practical inquiry into disordered respiration: distinguishing the species of convulsive asthma, their causes and indications of cure’ raaddde de Engelse arts Robert Bree (1759-1839) koffie aan als beste remedie tegen astma en publiceerde hij een lijst van verschillende artsen die hetzelfde deden.

1808

image057.jpg

De experimenten uit 1808 van de Duitse anatoom Franz Daniel Reisseisen (1773-1828) toonden aan dat er musculaire vezels rond de luchtpijpen gewikkeld zijn.

1808

Het woord 'emfyseem' is afgeleid van het Griekse ἐμφυσᾶν emphysan wat ‘opblazen’ betekent. De term chronische bronchitis kwam in 1808 in gebruik, terwijl de term COPD voor het eerst in 1965 gebruikt werd. Eerder was die bekend onder een verschillende namen zoals chronische obstructieve bronchopulmonale ziekte, chronische obstructieve respiratoire aandoening, chronische luchtwegobstructie, chronische luchtstroom-beperking, chronische obstructieve longziekte, chronische aspecifieke longziekte en diffuse obstructieve pulmonaal syndroom. De termen chronische bronchitis en emfyseem werden in 1959 formeel gedefinieerd op het CIBA gastsymposium en in 1962 op de vergadering  van de American Thoracic Society Committee over Diagnostic Standards.

1813

De Britse arts Edward Kentish (1762-1832), werkzaam in het St Peter's Hospital van Bristol, gebruikte een simpele 'Pulmometer' om de ventilatoire volumes vast te stellen bij een zieke. Een in water omgekeerde klok met een ingang aan de top, gecontroleerd door een kraan en met graduaties per 'pint' aan de zijkant. Dit toestel werd door zowel Kentish als de Engelse arts Charles Turner Thackrah (1795-1833) gebruikt. Het probleem met de pulmometer was dat hij niet voor druk kon bijgesteld worden, de machine mat dus niet alleen respiratoire volumes, maar ook de kracht van de expiratoire spieren.

pulmometer Kentish
De "pulmometer" van Edward Kentish (1814)

Zoals bij vroegere metingen van Borelli, werden de volumes gelimiteerd door de stijgende druk binnen de kruik. Kentish rapporteerde:

“Mr. S., een 17 jarige jongen met longtuberculose kon slechts 2 pints lucht inademen. Volgens zijn gestalte en indien zijn longen gezond waren, had hij normaal meer dan 7 pints moeten inademen, en misschien zelfs meer.”

Observaties die duidelijk aantoonden dat hij de nood besefte om met referentiewaarden te kunnen vergelijken. Kentish ging drie weken later zelfs verder door bij een autopsie te noteren dat:

"de longen bleken redelijk vol knobbels te zijn, met de grootte van een hazelnoot, geleidelijk aan verminderend naar het uitzicht van een gerstkorreltje…. Het onderste of neerhangende deel van de longen was vrij hard en dikker geworden; wanneer een afgesneden stuk van de long in water werd geworpen, zonk het naar de bodem…. Had men de toestand van de longen van deze jonge man vroeger gemeten met de pulmometer, hadden sommige middelen kunnen uitgeprobeerd worden om de progressie van de ziekte tegen te houden,"

Deze commentaar liep duidelijk vooruit op de waarde van de spirometrie in het vroegtijdig screenen van een ziekte. Kentish rapporteerde ook een verminderd volume als gevolg van hartfalen ('waterzucht van de borst') bij een patiënt met pleurale effusies, met een toename van het volume na de opgeloste effusies, een vroegtijdige observatie van extra-pulmonale volumerestrictie.

1813


De Engels arts en scheikundige William Prout (1785-1850) werd bekend om zijn 'hypothese van Prout' waarin hij suggereerde dat de atoommassa van chemische elementen het veelvoud is van de atoommassa van waterstof. In het begin van zijn carrière had de jonge arts iets anders voor ogen, hij stelde zich tot doel het mechanisme van de ademhaling te verduidelijken. Hiervoor verzamelde hij zijn adem in een voor gassen ondoorlaatbare zak onder verschillende experimentele condities, bijvoorbeeld bij het uitvoeren van spierkracht. Op 14 augustus 1813 nam Prout voor het eerst een staal van uitgeademde gassen vóór en na een korte wandeling. In de vier volgende experimenten varieerde hij loopafstand en -snelheid, met een onderscheid tussen matige en hevige inspanning. Voor de analyse van het koolstofdioxidegehalte liet Prout het verzamelde gas via natriumhydroxide passeren in een gegradueerde pneumato-chemisch apparaat, dat de volumedaling van het onderzochte gas bepaalde. Maar hij kon geen overtuigende resultaten voorleggen over het respiratoire effect van de inspanning.

1814

image058.jpg

De start van het klinische begrip van ‘chronische bronchitis’ van COPD kan teruggevonden worden in het in 1814 gepubliceerde werk ‘An essay on bronchitis: with a supplement containing remarks on simple pulmonary abscess’ van de Brit Charles Badham (1813-1884), Professor aan de Australische University of Sydney, die het woord catarrh gebruikte voor chronische hoest en mucus-hypersecretie wat een heel belangrijk symptoom is. Hij beschreef bronchiolitis en chronische bronchitis als invaliderende aandoeningen.

1816

image059.jpg

De Zwitserse arts Alexander Marcet (1770-1822) merkte op dat voor de behandeling van astma in heel wat Engelse tuinen Datura Stramonium of Doornappel geteeld werd. Hij maakte er dan ook gretig gebruik van om de pijn bij astma-aanvallen te stillen. De volgende jaren schreven heel wat medische autoriteiten het middel voor om zijn ant-spasmotische eigenschappen.

1821

image060.jpg

De COPD-component werd door de Franse arts en uitvinder van de stethoscoop René Laënnec (1781-1826) mooi beschreven in zijn ‘De L'Auscultation Médiate; ou, Traité du diagnostic des maladies des poumons et du Coeur, fondé sur ce moyen d’exploration’ uit 1821. Laënnec deed dissecties van patiënten die hij tijdens hun leven bestudeerd had. Hij herkende dat emfysemateuse longen gehyperinflateerd waren en niet goed geledigd konden worden.

image061.jpg

“De ziekte waarnaar ik verwijs is weinig bekend en tot nog toe door geen enkele auteur goed beschreven. Ik dacht lange tijd dat ze zeer ongebruikelijk was, omdat ik slechts enkele gevallen ervan had opgemerkt, maar sinds ik de stethoscoop gebruik heb ik haar bestaan zowel op levenden als op doden gecontroleerd en ben ik ze als helemaal niet zeldzaam gaan beschouwen. Ik beschouw veel gevallen van astma, meestal beoordeeld als nerveus, afhankelijk van deze oorzaak. De voornaamste reden van deze aandoening die totaal over het hoofd werd gezien is, dat het soms alleen maar een overdreven natuurlijke toestand van de viscus is. Bij het openen van de borstkas is het niet ongebruikelijk dat men longen vindt die niet inklappen, maar ze vullen de holte compleet aan weerszijden van het hart. Als dit voorkomt verschijnen ze vol lucht. . . . De bronchus van de luchtpijp is voor een stuk vaak gelijktijdig gevuld met muceuse vloeistof.”

Op die manier beschreef Laënnec een combinatie van emfyseem en chronische bronchitis. Hij was ook de eerste die de ziekte toeschreef aan het verouderen en hij was de eerste die emfyseem als een weefselbeschadiging van de perifere luchtwegen definieerde. Als behandeling schreef hij een verscheidenheid aan anti-spasmodica voor, zoals opium, belladonna, stramonium, tabak,  nachtschade en koffie

Thrackrah
Charles Turner Thrackrah

1831

Charles Thackrah (1795-1833), die als de vader van de arbeidsgeneeskunde beschouwd wordt, gebruikte een 'Pulmometer'. De lucht kwam via een glazen stolp langs onder binnen. Er was nog geen drukcorrectie, zodat de machine niet alleen respiratoire volumes mat, maar ook de kracht van de expiratoire spieren. Hij herkende dat:

"het genoteerde volume toont niet de pure longcapaciteit, maar is de samenstelling van de capaciteit van de luchtzakjes en de kracht van de respiratoire spieren.”

Hij rapporteerde dat het gemiddelde luchtvolume dat negentien dragonders bij een volledige expiratie konden uitstoten 3,56 liter was. Negen van deze proefpersonen waren officieren (waarschijnlijk beter gevoed?) en hun gemiddelde was 3.94 liter, terwijl een 'slanke jonge cornetblazer' 4,84 liter uitstootte.

In zijn woning richtte hij een anatomieschool op. Thackrah wordt in Engeland als één van de stichters van 'provincial medical education' beschouwd, maar zijn reputatie als vader van de arbeidsgeneeskunde in de Engelstalige wereld is groter. In 1833 stierf hij op 38-jarige leeftijd.

1837

image062.jpg

In 1837 gebruikte de Ierse arts William Stokes (1804-1874) in zijn boek ‘The Diagnosis and Treatment of Diseases of the Chest' voor het eerst de term ‘chronic bronchitis’. Hij definieerde bronchitis als een ‘inflammatie van het muceuse membraan’ en hij stelde dat de aandoening tot ‘dilatatie van de luchtwegcellen en –pijpen en tot emfyseem’ kon leiden. Hij vermeldde ook dat bronchitis in bijna alle longziekten een overeenkomst aangaf tussen bronchitis, pneumonie en astma. Stokes was ook een van de eersten die de relatie tussen chronische bronchitis en emfyseem verklaarde en geloofde dat bronchitis tot emfyseem kon leiden. Hij was ook de eerste die verschillende soorten sputum opschreef, zoals slijmerig en mucopurulent. Hij vermeldde ook verhoogde afscheiding en chronische hoest, als onderdeel van de aandoening.

1839

image063.png

In zijn werk ‘Consumption Curable’ beschreef de Ierse medische auteur Francis Ramadge (1793-1867) de door hem ontwikkelde inhaleerpijp. Het was het eerste toestel dat niet alleen als inhalator kon gebruikt worden, maar waarmee men ook PEP (Positive Expiratory Pressure) therapie kon doen en incentieve spirometrie. De pijp werd met hete teer gevuld die voor therapeutische doeleinden werd ingeademd. Het teer en de kleine diameter van de buis leverden een weerstand tegen het in- en uitademen, en dat diende als ‘gymnastiek’ voor longpatiënten. Ramadge schreef ook het boek ‘Asthma, its varieties and complications’

extad/saturatiemeter.com

Bereken Je BMI

Geef je lengte en gewicht:
cm
kg