Als eenvoudige uitleg over hoe de FOT-meting werkt, begin ik bij een verkeerslicht dat op rood staat. Naast me staat een auto met daarin een jongeman die een pet draagt. Het geluid van een diepe bass komt uit de auto, ondanks het feit dat de raampjes dichtgedraaid zijn. Zou deze jongeman uitsluitend naar bass luisteren? Natuurlijk niet. De hoge tonen zullen in de auto prima hoorbaar zijn, maar rijken niet tot buiten de auto, laat staan tot binnenin mijn auto, terwijl de bassen prima zover weten te komen.
Verplaats dit model naar de longen:
- De speaker staat aan de mond: Geluidsgolven (zowel hoge als lage frequenties) gaan de mond, luchtpijp en luchtwegen binnen.
- Hoge tonen verdwijnen: Hoe verder we komen, hoe minder hoge tonen overblijven. Dit komt omdat hoge frequenties (hoge tonen) meer weerstand ondervinden en daardoor minder ver reiken.
- Lage tonen blijven hoorbaar: Lage frequenties (lage tonen) hebben minder moeite om door te dringen en bereiken zelfs de diepste delen van de longen, de longblaasjes.
FOT-meting en frequenties:
- Laagste frequentie: Bij een FOT-meting beginnen we met een lage frequentie (bijvoorbeeld 5 Hz). Deze frequentie is vergelijkbaar met de bassen die tot in de longblaasjes hoorbaar zijn. Op de grafiek staat deze frequentie uiterst links.
- Hogere frequenties: Naarmate we naar rechts bewegen op de x-as, stijgt de frequentie. Hogere frequenties (bijvoorbeeld 20 Hz) bereiken alleen de grote luchtwegen en niet de kleine luchtwegen.
De R-grafiek: Luchtweg Weerstand meten:
- R5: De weerstand bij 5 Hz geeft de weerstand van het volledige luchtwegmodel aan. Deze luchtwegweerstand komt redelijk overeen met de Raw gemeten met behulp van de Bodybox.
- R20: De weerstand bij 20 Hz geeft voornamelijk de weerstand van de grote luchtwegen weer.
- R5-20: Door het verschil tussen R5 en R20 te berekenen, krijgen we een idee van de weerstand in de kleine (perifere) luchtwegen.
De X-grafiek: Het Imaginaire deel van de FOT-meting
De weerstand of het reële deel van de FOT-meting volgt de wet van Ohm: U = I * R. Dit betekent dat een grotere weerstand bij een gelijke spanning een kleinere stroom oplevert. Dit deel is in fase.
Echter, in de longen is een deel van de meting uit fase. Dit heeft te maken met het weefsel dat in beweging moet komen. Denk aan een boot die in beweging komt: de motoren zetten kracht en er ontstaat een boeggolf. Dit vertraagde deel wordt weergegeven in de X-grafiek als het imaginaire deel.
Resonantiefrequentie en het Verloop van de X-grafiek:
- Weefselrespons: Stugger of slapper weefsel beïnvloedt de geluidsgolven. Dit resulteert in een faseverschil, dat wordt weergegeven in de X-grafiek.
- Resonantiefrequentie: De frequentie waarbij de reactantie (X) nul wordt, noemen we de resonantiefrequentie. Deze frequentie geeft een balans aan tussen de elastische en inertiële krachten in de longen.
- Verloop van de X-grafiek: De X-grafiek toont negatieve waarden bij lage frequenties (indicatief voor elastische weerstand) en positieve waarden bij hoge frequenties (indicatief voor inertiële weerstand).
De X5 en Resonantiefrequentie
- X5 bij lage frequenties: De X5 waarde (bij 5 Hz) staat uiterst links in de grafiek en wordt meer negatief bij zowel slap als stug longweefsel. Dit lijkt tegenstrijdig, maar kan worden verklaard door de complexiteit van het longweefsel. Slap weefsel verhoogt de compliantie, waardoor de reactantie negatiever wordt. Stug weefsel vermindert de elasticiteit, wat ook resulteert in een negatievere reactantie.
- Resonantiefrequentie en weerstand: De resonantiefrequentie verschuift naar rechts bij een toegenomen (reële) weerstand. Dit komt omdat de totale reactantie (X) de som is van de elastische en inertiële componenten. Wanneer de weerstand toeneemt, neemt ook de inertiële component toe, waardoor de resonantiefrequentie verschuift.
De resonantiefrequentie is het punt waarop de reactantie (X) van de longen nul wordt. Dit betekent dat de elastische en inertiële componenten van de longen in balans zijn, waardoor er geen netto reactantie is.
Hoe Verschilt de Resonantiefrequentie?
- Elastische Component: Deze vertegenwoordigt de veerkrachtigheid van het longweefsel. Stug weefsel verhoogt de elastische weerstand.
- Inertiële Component: Deze vertegenwoordigt de massa van het lucht en weefsel dat in beweging moet worden gebracht. Hogere massaalheid verhoogt de inertiële component.
Verschijning van de X-Grafiek:
- Negatieve waarden bij lage frequenties: Bij lage frequenties toont de X-grafiek negatieve waarden, wat de dominantie van de elastische component (stijfheid van het longweefsel) aangeeft.
- Positieve waarden bij hoge frequenties: Bij hoge frequenties worden de waarden positief, wat de dominantie van de inertiële component (massa van lucht en weefsel) aangeeft.
Invloed van Weerstand op de Resonantiefrequentie:
- Toename van Weerstand: Wanneer de reële weerstand (R) in de luchtwegen toeneemt, vereist het meer kracht om lucht door de luchtwegen te laten bewegen. Dit verhoogt de inertiële component.
- Verschuiving naar Rechts: De resonantiefrequentie verschuift naar rechts op de X-grafiek bij een toegenomen reële weerstand. Dit komt omdat de toegenomen inertiële component de reactantie beïnvloedt, waardoor er hogere frequenties nodig zijn om dezelfde balans te bereiken.
De resonantiefrequentie is een indicator van de balans tussen de elastische en inertiële krachten in de longen. Veranderingen in de reële weerstand kunnen deze frequentie verschuiven, wat helpt bij het begrijpen van de dynamiek van de luchtwegweerstand en longweefselreacties.
Samenvatting:
Door zowel de R- als de X-grafieken te bestuderen, kunnen we een gedetailleerd beeld krijgen van de weerstand en reactantie in verschillende delen van de luchtwegen. Dit helpt longfunctieprofessionals bij het beoordelen van de longgezondheid en het identificeren van afwijkingen in de luchtwegfunctie.
Zoals in bovenstaande grafiek te zien is de luchtwegweerstand laag over de gehele linie. De totale luchtwegweerstand Rrs op 5Hz (R5) is ca 0,28 en de luchtwegweerstand op 20 Hz is ook ca 0,28. Dit betekend dat het verschil tussen de R20-R5 dus ongeveer 0 is. De luchtwegweerstand perifeer en centraal zijn allebei laag en dus normaal.
Krijgt iemand een luchtwegvernauwing door bijvoorbeeld een Astma aanval dan zal de luchtwegweerstand omhoog gaan. Dit zal over de gehele linie stijgen dus de complete blauwe lijn gaat omhoog echter zal dit minder in de centrale luchtwegen en meer in de perifere luchtwegen gebeuren dus hebben we een sterk verhoogde R5 en een verhoogde R20 en dus automatisch ook een verhoogde R20-R5 (de luchtwegweerstand in de kleine perifere luchtwegen).
De reactance grafiek begint laag negatief op 5Hz en zal onder de 10 Hz de x-as kruisen. Dit punt noemen we de resonantie frequentie Fres hierboven wordt de grafiek dus meer positief.
Bij een luchtwegvernauwing zoals bij Astma zal de X5 meer negatief worden en de Fres naar rechts opschuiven.
Bij slappere of stuggere longen zal de X5 nog veel meer negatief worden. Helaas kan het onderscheid tussen de slappere of stuggere longen niet gemaakt worden tenzij we naar de intra-breath parameters gaan kijken, maar dat gaat te ver voor dit artikel.
De AX parameter
Als we bij de reactance grafiek kijken naar de driehoek die negatief is, het deel tussen X5 en Fres dan kan de oppervlakte van deze driehoek ook als parameter berekend worden.
Met deze uitleg hopen we dat de werking van de FOT-meting begrijpelijker wordt en minder intimiderend lijkt voor degenen die ermee werken.
Geef een reactie