Storia della spirometria e suo significato Claudio M. Sanguinetti UOC Pneumologia ACO S.Filippo Neri ROMA

Cesare Marco Aurelio Antonino Augusto Roma 26 aprile 121 d.C. – Vindobona 17 marzo 180 d.C. Imperatore,filosofo e scrittore

Galeno di Pergamo 129-216 d.C.

Dal 162 visse a Roma, dove scrisse e operò estesamente, dimostrando così pubblicamente la sua conoscenza dell'anatomia. Si guadagnò una favorevole reputazione come medico esperto acquisendo presto un'ampia clientela. Uno dei suoi pazienti era il console Flavio Boezio, che lo introdusse in tribunale, dove divenne medico di corte dell'imperatore Marco Aurelio. Successivamente curò anche Lucio Vero, Commodo e Settimio Severo. Parlava principalmente in greco, che nell'ambiente intellettuale di allora era preso in maggior considerazione del latino.

“Ricordati che il miglior medico è la natura: guarisce i due terzi delle malattie e non parla male dei colleghi “ A Galeno vengono attribuiti molti scritti, tra cui tre libri “Sul movimento del torace e del polmone” , in cui viene descritto un esperimento nel quale egli fece ri-respirare ad un ragazzo l’aria contenuta in una vescica e verificò che il volume, dopo un certo periodo di tempo non era cambiato

Santorio Sanctorius (1561-1636)

Leonardo da Vinci (1452-1519) Galileo Galilei (1564-1642)

La misurazione quantitativa dei fenomeni naturali, corporei nel caso specifico, diventa elemento prioritario nell'indagine scientifica. Sulla base di questi assunti, Santorio Santorio (1561-1636), professore di medicina teorica a Padova tra il 1611 e il 1624, avviò gli studi sul metabolismo. Suo il trattato dal titolo De medicina statica (Venezia 1614), in cui dimostrò l’esistenza della «traspirazione insensibile», ossia dell’escrezione di sostanze corporee attraverso la pelle ed i polmoni. Ideò il pulsilogio, il termometro, l’igrometro e l’anemometro, strumenti utili ai suoi studi che misuravano rispettivamente la frequenza e il ritmo del polso, la temperatura corporea, l'umidità relativa dell'aria e la velocità del vento.

Giovanni Alfonso Borelli (1608-1679) Il suo De motu animalium uscito postumo a Roma nel 1680 è un tentativo di estendere alla biologia il rigoroso metodo analitico e geometrico sviluppato da Galileo nel campo della meccanica. Per questo è ritenuto il padre della biomeccanica

Nei suoi esperimenti sull’attività subacquea Borelli studiò anche la respirazione, usando boccaglio e stringinaso

Antoine Laurent Lavoisier Lavoisier iniziò a lavorare in sistemi chiusi e riuscì quindi a tener conto della massa dei gas che si formavano o si consumavano in diverse reazioni chimiche. Se si teneva conto della massa di tutte le sostanze, compresi i gas che partecipavano alle reazioni chimiche, non si verificava alcuna variazione della massa tra l'inizio e la fine della reazione. Lavoisier è ritenuto il padre della chimica. Antoine Laurent Lavoisier (1743-1794)

Lavoisier dimostrò che la combustione è un processo che coinvolge la combinazione di una sostanza con l'ossigeno e rimpiazzò la teoria del flogisto, la quale postulava che i materiali, quando bruciano, rilasciano una sostanza chiamata flogisto. Scoprì inoltre che l'aria infiammabile , che chiamò idrogeno (dal greco "formatore d'acqua"), si combinava con l'ossigeno per produrre una rugiada che appariva essere acqua. Nel 1779, chiamò una parte , acida , dell'aria "ossigeno" (dal greco "formatore d'acido"), e l'altra "azoto" (dal greco "senza vita").

James Jurin (1684-1750) All’inizio del 18 ° secolo, James Jurin è stato il primo scienziato a registrare le quantità precise di aria soffiando in una vescica. Con scostamenti di pochi millimetri, misurò la quantità massima di aria che si può espirare.

Stephen Hales (1677-1761) Noto per la sua particolare meticolosità, Hales enfatizzava la necessità di misurazioni precise del respiro. La sua descrizione dei gas respiratori nei polmoni ha ulteriormente preconizzato lo sviluppo dello spirometro.

Capire il consumo di ossigeno nella funzione polmonare è essenziale per l'utilizzo dello spirometro. Nel tardo 18 ° secolo il medico e sperimentatore John Abernathy dimostrava che l’aria espirata dal polmone conteneva sempre meno ossigeno che l'aria inspirata, perché l’organismo deve utilizzare l'ossigeno di cui ha bisogno per funzionare. John Abernathy (1764-1831)

Esperimenti fatti con un gasometro hanno permesso a Sir Humphry Davy di effettuare calcoli del consumo di ossigeno e della produzione di anidride carbonica , delle misure principali che i fisiologi usano per valutare indirettamente, ma con precisione, l'energia utilizzata dal corpo. Humphry Davy (1778-1829)

Inventore dello Spirometro John Hutchinson, un chirurgo, inventò una campana calibrata e rovesciata in acqua per catturare e misurare il volume di aria espirato dai polmoni dopo il loro riempimento con una profonda inspirazione John Hutchinson (1811-1861)

La “misteriosa macchina” di Hutchinson

soggetti normali la Capacità Vitale aumentava Hutchinson coniò il termine di “Capacità vitale” (VC) , cioè la capacità per la vita, perché egli capì che la compromissione di questa cruciale misura era predittiva di mortalità prematura. Egli dimostrò che nei soggetti normali la Capacità Vitale aumentava con l’altezza e diminuiva con l’età del soggetto inspirazione espirazione

Tuttavia, come non raramente accade alle persone che hanno marcato il progresso in ogni campo,lo strumento di Hutchinson non fu largamente accettato a Londra nè altrove. Questo può essere stato uno dei motivi di frustrazione per cui egli lasciò moglie e tre figli ed emigrò in Australia , a Melbourne, all’età di 41 anni. Altre ipotesi di questo suo comportamento furono che forse egli andava in cerca di oro, oppure era malato di tbc, per cui un lungo viaggio in mezzo al mare avrebbe potuto giovargli, o ancora che fosse alcolizzato. In Australia abbandonò l’ uso del suo spirometro e si trasferì alle isole Fiji dove morì all’età di 50 anni, forse vittima di un omicidio. Ma i posteri gli resero finalmente giustizia, infatti…

Karl von Vierordt ha concentrato i suoi esperimenti sui gas espirati per lo sviluppo di parametri volumetrici (riferimenti per le quantità di gas espirato). Ancora utilizzati nella moderna spirometria,i parametri di von Vierordt comprendono il volume residuo e la capacità vitale. Questi contributi del 19 ° secolo hanno aperto la strada ad altri usi dello spirometro nella medicina moderna. Karl von Vierordt (1818-1884)

Aspetti dinamici della ventilazione (prima metà del ‘900) JL Plech,1921 : maschera manometrica per la misura del flusso espirato (inaffidabile) A Fleisch, 1926: descrizione del primo pneumotacografo P Englmann, 1927 : asma caratterizzata da un allungamento della fase espiratoria che ritorna nella norma dopo epinefrina J Hermannsen,1933 : registrazione delle massime possibilità ventilatorie di un soggetto AL Barach,1938 : misura dei flussi in- ed espiratori e loro espressione in cc/sec A Cournand,1939: registra una diminuzione del flusso espiratorio nell’enfisema…

CAPACITA’ VITALE FORZATA Tiffeneau & Pinelli , 1947

Spirometri

Chi deve eseguire la spirometria ?

Che cosa misura la spirometria ?

Molto importanti: 1)scelta corretta dello spirometro) 2) Corretta esecuzione della spirometria 3) Corretta descrizione della funzionalità polmonare 4) periodicità dell’esame

Pensereste mai di curare l’ipertensione Thomas Petty (1932-2009) Pensereste mai di curare l’ipertensione senza misurare la pressione arteriosa ?

Giornata Mondiale della Spirometria 2010 , Anno del POLMONE Vivi , Impara , Respira Giornata Mondiale della Spirometria 14 Ottobre 2010

Grazie per l'attenzione !