呼吸インダクタンスプレチスモグラフィ

呼吸インダクタンスプレチスモグラフィ（RIP）は、胸部と腹壁の動きを測定することにより肺換気を評価する方法です。

肺換気または呼吸の正確な測定には、多くの場合、気道開口部に連結されたマスクやマウスピースなどのデバイスの使用が必要です。これらの装置はしばしば邪魔で侵襲的であるため、連続測定または歩行測定には適していません。代替として、体表での呼吸運動を感知するRIPデバイスを使用して、肺換気量を測定できます。

KonnoとMeadの論文によると、「胸部は、それぞれ1自由度だけの2つのコンパートメントのシステムと見なすことができます」。したがって、腹部の容積変化は、胸郭の容積変化と等しく、反対でなければなりません。この論文は、体積の変化が前後（体の前後）の直径の変化に直線的に関連していることを示唆しています。既知の空気量を吸入して肺活量計で測定すると、腹部と胸郭の変位の合計として体積と運動の関係を確立できます。したがって、この理論によると、肺容積の変化を推定するには、腹部と胸郭の前後の直径の変化のみが必要です。

この理論に基づいたいくつかのセンサー方法論が開発されました。 RIPは、呼吸の動きから肺気量を推定するために最も頻繁に使用され、確立された正確なプレチスモグラフィ法です。

RIPは、睡眠ポリグラフ（睡眠）、精神生理学、精神医学研究、不安とストレスの研究、麻酔、心臓病、肺の研究（喘息、COPD、呼吸困難）など、さまざまな分野の多くの臨床および学術研究で使用されています。

技術

呼吸インダクタンスプレチスモグラフは、絶縁され、2つの2.5 cm（約1インチ）幅の軽量の弾性および接着バンド内に配置された2つの正弦波コイルで構成されています。変換器バンドは、脇の下の下の胸郭の周りと、臍のレベルで腹部の周りに配置されます（へそ）。それらは発振器とそれに続く周波数復調電子回路に接続され、デジタル波形を取得します。吸気中、胸郭と腹部の断面積が増加し、コイルの自己インダクタンスとその振動の周波数が変化し、断面積の増加が肺気量に比例します。電子回路は、この周波数の変化をデジタル呼吸波形に変換します。この波形の振幅は、吸気の呼吸量に比例します。

シングル対デュアルバンド呼吸

デュアルバンド呼吸

KonnoとMeadは、胸壁運動の2自由度モデルを広範囲に評価しました。これにより、胸郭と腹部の変位の測定から換気を導き出すことができました。このモデルでは、1回換気量（Vt）は胸郭と腹部の前後方向の寸法の合計として計算され、特定の姿勢が維持されている限り、実際のVtの10％以内で測定できます。

シングルバンド呼吸

胸腔の容積の変化は、胸郭と横隔膜の変位からも推測できます。胸郭の動きは直接評価できますが、横隔膜の動きは前腹壁の外側への動きとして間接的に評価されます。ただし、胸部、腹部、または正中線に配置された単一の呼吸バンドから正確な呼吸量を評価しようとすると、精度の問題が発生します。姿勢と胸腹部呼吸同期の違いにより、単一のバンドで正確な呼吸量を取得することはできません。さらに、取得された波形の形状は、2つの呼吸区画の不正確な調整のために、非線形になる傾向があります。これにより、多くの有用な呼吸指標の定量化がさらに制限され、有用性が呼吸速度と他の基本的なタイミング指標のみに制限されます。したがって、体積呼吸測定を正確に実行するには、デュアルバンド呼吸センサーシステムが必要です。

RIPデータ分析

デュアルバンド呼吸インダクタンスプレチスモグラフィーを使用して、複雑な呼吸パターンのさまざまな測定値を記述することができます。この画像は、一般的に分析される波形と測定値を示しています。

呼吸数は、1分あたりの呼吸数です。呼吸器疾患の非特異的な尺度。

一回換気量（Vt）は、呼吸ごとにインスピレーションを得て失効する量です。波形の変動を使用して、制限性（少ない）肺動脈疾患と閉塞性肺疾患、および急性不安を区別できます。

毎分換気量は、一回換気量に呼吸数を掛けたものに相当し、代謝活動の評価に使用されます。

ピーク吸気流量（PifVt）は、呼吸駆動を反映する尺度であり、その値が高いほど、調整された胸腹運動またはさらには適度に調整されていない胸腹運動の存在下での呼吸駆動が大きくなります。

分数吸気時間（Ti / Tt）は「デューティサイクル」です（Ti / Tt、吸気時間と総呼吸時間の比）。低い値は、重度の気道閉塞を反映している可能性があり、発話中にも発生する可能性があります。いびきをかくとき、より高い値が観察されます。

呼吸の仕事は 「急速な浅い呼吸指数」の尺度です。

吸気および呼気のピーク/平均流量は、 吸気および呼気中の上部気道流量制限の存在を測定します。

％RCiは、 胸郭運動の1回換気量Vtへの寄与率です。1回換気量に対する％RCi寄与率は、RCバンドの吸気容積をRC + ABの代数和の吸気容積で除算することにより得られます。吸気一回換気量のピークのポイント。この値は、男性よりも女性の方が高くなっています。値はまた、一般的に急性過呼吸時に高くなります。

位相角-ファイ -通常の呼吸には、胸部と腹部（横隔膜）の両方の動きが含まれます。吸入中、胸腔と腹腔の両方が同時に容積が拡大し、したがって胴回りも拡大します。気管または鼻咽頭に閉塞がある場合、これらの動きの位相は閉塞の程度に関連してシフトします。完全閉塞の場合、強い胸筋が胸部を強制的に拡張させ、「逆説的な」呼吸と呼ばれるもので横隔膜を引き上げます。逆説的なのは、胸部と腹部の動きの通常の段階が逆になります。これは一般的に位相角と呼ばれます。

無呼吸および呼吸低下の検出 -睡眠時無呼吸/呼吸低下症候群および定期的な呼吸の診断コンポーネント。

無呼吸と低呼吸の分類 -胸部と腹部の位相関係は、無呼吸/低呼吸イベントを中枢性、混合性、閉塞性のタイプに分類します。

呼気終末肺気量のqDEEL量的差異は、呼気終末肺気量のレベルの変化であり、チェーン・ストークス呼吸と周期的呼吸で上昇する場合があります。

正確さ

デュアルバンド呼吸インダクタンスプレチスモグラフィは、運動中の1回換気量を決定する際に検証され、正確であることが示されました。 LifeShirtと呼ばれる衣服に埋め込まれたRIPのバージョンは、これらの検証研究に使用されました。