Teknologia lääketieteen palveluksessa
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Keuhkot ja hengityselimet

Keuhkojen tarkoitus on siirtää verenkiertoon happea ja poistaa sieltä kehossa palamistuotteena syntynyttä hiilidioksidia. Aikuinen ihminen kuluttaa vuorokaudessa noin 500 litraa happea ja tuottaa saman verran hiilidioksidia. Kaasujen siirtyminen hengitysilmasta vereen ja päinvastoin tapahtuu ohutseinäisissä keuhkorakkuloissa. Jos koko keuhkojen rakkuloiden tehollinen pinta-ala levitetään yhteen tasoon, saadaan tenniskentän kokoinen alue. Happi kulkee veressä sitoutuneina punasoluihin. Keuhkoista lähtevän veren punasolut ovat lähes täysin hapettuneet, mutta sinne palaavista laskimoveren soluista vain noin 70 %, jolloin noin 30 % hapesta on siirtynyt hiussuonten syöttämissä kudoksissa käytettäväksi solujen aineenvaihdunnassa ravintoaineiden "polttamiseen".

Keuhkojen toimintaan liittyen voidaan mitata joko kaasujen vaihduntaan liittyviä fysikaalisia suureita (keuhkomekaniikka) tai sisään- ja uloshengitysilman kaasupitoisuuksia. Keuhkomekaniikkaa kuvaavat hengityskaasujen virtaus ja keuhkoissa vaihteleva paine sekä niistä johdetut suureet, joita ovat ilmatien virtausvastus (resistanssi) ja keuhkojen joustavuus (komplianssi). Yleisimpiä keuhkosairauksia, kuten astma ja tupakoitsijoille usein kehittyvä keuhkoahtautumatauti, voidaan diagnosoida ja niiden hoitoa seurata yksinkertaisella suuhun asetettavalla virtaus- ja painemittarin yhdistelmällä.

Laite on nimeltään spirometri, ja mittauksen tulokset esitetään usein graafisesti virtauksen ja tilavuuden välistä riippuvuutta kuvaavina silmukoina, joiden muodon muuttumisesta voidaan tehdä johtopäätöksiä sairauden laadusta ja etenemisestä Astmaan liittyvää hengityksen vinkunaa voidaan analysoida stetoskooppia tarkemmin analysoimalla selkään sijoitetun mikrofonin poimimien keuhkoäänten taajuusspektriä.

Normaaleissa ympäristöolosuhteissa sisään hengitettävässä kaasussa on noin 21 % happea ja noin 79 % typpeä ja uloshengityksessä puolestaan 5 % hiilidioksidia, 16 % happea ja 79 % typpeä. Tarkasti ottaen myös hengityskaasun sisältämän vesihöyryn pieni laimentava vaikutus muiden kaasujen pitoisuuksiin pitäisi huomioida. Potilaan ollessa kytkettynä hengityskoneeseen leikkauksen aikana hengityksestä pitää lisäksi pystyä mittaamaan nukutukseen käytettävien kaasujen pitoisuuksia. Kaasuja voidaan mitata hankalilla kemiallisilla tai sähkökemiallisilla menetelmillä, mutta myös sähköisillä antureilla.

Hiilidioksidi, ilokaasu ja nukutuskaasu vaimentavat infrapunavaloa ja tähän perustuen on kehitetty nopeasti reagoivia kaasuantureita, joilla voidaan seurata kaasupitoisuuksien nopeita muutoksia sisään- ja uloshengitysvaiheissa henkäys henkäykseltä.

Happi puolestaan on paramagneettinen kaasu erikoisen molekyylirakenteensa johdosta, joten se voidaan mitata magneettisella menetelmällä. Happimolekyylit saatetaan värähtelemään voimakkaassa katkotussa magneettikentässä ja mittaamalla värähtelyn aiheuttaman äänen voimakkuutta saadaan kaasuseoksen happipitoisuus selville, koska muut kiinnostavat kaasut eivät ole magneettisesti aktiivisia.

Sairaalasovelluksissa kaasumittauksia tarvitaan varmistamaan kolmea asiaa:

1. että sisäänhengitettävässä kaasussa on riittävästi happea (21 % tai enemmän)
2. että uloshengitettävässä kaasussa on normaali hiilidioksiditaso (noin 5 %) ja
3. että nukutuskaasun pitoisuus on riittävä, mutta ei liian suuri.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
ylös
tekijät
Etusivu
Teknologian kehittyminen
Teknologia ja talous
Teknologian tekijöitä ja tuloksia
Energia
Kodin teknologia
Materiaaliteknologia
Metsä
Liikenne
Terveyden teknologia
Teknologia lääketieteen palveluksessa
Viestintä
 
Ainekohtaiset opiskelutehtävät