プレチスモグラフ

プレチスモグラフは、臓器または全身内の体積の変化を測定するための機器です（通常、血液または空気の量の変動から生じます）。この言葉はギリシャ語の「プレチスモス」（増加、拡大、満杯）と「グラフォス」（書く）に由来しています。

調べた臓器

肺

肺プレチスモグラフは一般に、肺の機能的残気量（FRC）（呼吸の筋肉が弛緩したときの肺の容積）と総肺容量を測定するために使用されます。

従来のプレチスモグラフでは、被験者は、単一のマウスピースを備えた小さな電話ブースのサイズの密閉されたチャンバー内に置かれます。通常の有効期限が切れると、マウスピースは閉じられます。次に、患者は吸気努力をするように求められます。患者が息を吸い込もうとすると（見た目と喘ぎのような操作）、肺が膨張し、肺内の圧力が低下し、肺気量が増加します。これにより、ボックスは閉じたシステムになり、ボックスコンパートメントの容積が減少して被験者の新しい容積に対応するため、ボックス内の圧力が増加します。

ボイルの法則は、肺内の未知の体積を計算するために使用されます。最初に、胸部の容積の変化が計算されます。ボックスの初期圧力とその体積の積は、膨張後の未知の新しい体積と既知の圧力と等しいと見なされます。新しいボリュームが見つかると、元のボリュームから新しいボリュームを引いたものが、ボックス内のボリュームの変化であり、胸部のボリュームの変化でもあります。この情報を使用して、ボイルの法則を再度使用して、胸部のガスの元の体積を決定します。初期体積（不明）に初期圧力を掛けた値は、最終体積に最終圧力を掛けた値に等しくなります。この原理から始めて、機能的残気量は次のように容積と圧力の変化の関数であることを示すことができます。

FRC =KVΔVboxΔPmouth、KV≈PBarometric{\ displaystyle FRC = K_ {V} {\ frac {\ Delta V_ {box}} {\ Delta P_ {mouth}}}、K_ {V} \ approx P_ {Barometric}}

満肺と空肺の違いを使用して、疾患と気道通過制限を評価できます。一部の気道が正常に空にならないため、閉塞性疾患ではFRCが増加しますが、制限性疾患ではFRCが減少します。体プレチスモグラフィは、気管支樹と通信しない空間がある患者に特に適しています。そのような患者では、ヘリウムの希釈により測定値が誤って低くなります。

体プレチスモグラフで計算できるもう1つの重要なパラメーターは、気道抵抗です。吸入中に胸部が拡張し、ボックス内の圧力が増加します。いわゆる抵抗ループ（キャビンの圧力と流れ）を観察しながら、病気を簡単に認識できます。抵抗ループが平面になった場合、これは肺のコンプライアンスが悪いことを示しています。たとえば、COPDは、対応する抵抗ループの独自の形状により、簡単に発見できます。

手足

いくつかのプレチスモグラフ装置は、腕、脚、または他の四肢に取り付けられ、循環能力を決定するために使用されます。水プレチスモグラフィでは、腕などの四肢が、容積の変化を検出できる水で満たされたチャンバーに囲まれています。空気プレチスモグラフィは、同様の原理を使用しますが、空気で満たされた長いカフに基づいています。別の実用的なデバイスは、例えばふくらはぎの中間で、四肢の周囲を連続的に測定するために使用される水銀充填ひずみゲージです。インピーダンスプレチスモグラフィは、これらの部位の静脈血栓症を検出するために使用される非侵襲的な方法です。

性器

別の一般的なプレチスモグラフのタイプは、陰茎プレチスモグラフです。このデバイスは、陰茎の血流の変化を測定するために使用されます。一部の研究者はこのデバイスを使用して性的興奮と性的指向を評価していますが、「陰茎プレチスモグラフィを考慮した裁判所は一般に、この技術は法廷での使用に十分に信頼できないと判断しています」陰茎のプレチスモグラフィに相当する女性のおおよその女性は、膣のフォトプレチスモグラフィであり、膣の血流を光学的に測定します。

前臨床研究での使用

プレチスモグラフィは、呼吸を研究するための基礎研究および前臨床研究で広く使用されている方法です。いくつかの手法が使用されます。

意識的に自由に動く動物からの呼吸パラメータ：全身プレチスモグラフィ

全身プレチスモグラフィーは、気管支収縮の定量化を含む、意識のある拘束されていない被験者の呼吸パラメータを測定するために使用されます。

標準プレチスモグラフのサイズは、マウス、ラット、モルモットの研究用です。リクエストに応じて、ウサギ、イヌ、ブタ、霊長類などの他の動物用に大型のプレチスモグラフを製造することもできます。

プレチスモグラフには2つのチャンバーがあり、それぞれに呼吸速度計が取り付けられています。被験者はそれらの1つ（被験者室）に置かれ、もう1つは空のままです（基準室）。

圧力変化は差圧トランスデューサーによって測定され、一方のポートは対象チャンバーに、もう一方のポートは基準チャンバーに露出しています。

意識のある拘束された動物からの呼吸パラメーター：ダブルチャンバー/ヘッドアウトプレチスモグラフィー

ダブルチャンバープレチスモグラフ（dcp）は、気道抵抗とコンダクタンスを含む、意識が抑制された被験者の呼吸パラメーターを測定します。マウス、ラット、またはモルモットを研究するために、さまざまなサイズのプレチスモグラフが存在します。

ヘッドアウト構成は、ヘッドチャンバーがないことを除いて、上記の標準構成と同じです。

もちろん、カラーシールはまだ適用されているため、ボディチャンバーは気密に保たれます。胸部信号のみで、特定の気道抵抗（SRaw）と特定の気道コンダクタンス（Sgaw）を除くすべてのパラメーターを取得できます。

鎮静動物からの耐性/コンプライアンス

麻酔プレチスモグラフィでは、被験者が麻酔されているため、肺抵抗と動的コンプライアンスが直接測定されます。

鎮静のレベルに応じて、被験者は自発呼吸（SB構成）または機械的換気（MV構成）を受ける場合があります。コンプライアンスと抵抗を計算するには、流量信号と圧力信号が必要です。

脳血流

脳静脈血流は、慢性脳脊髄静脈不全と多発性硬化症との関係を確立しようとして最近研究されました。小規模な研究は結論を立てるほど大きくはありませんが、何らかの関連性が示されています。