Research on Biomedical Engineering
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Original Article

ERR0S EXPERIMENTAIS E CORREÇÕES NA REALIZAÇÃO DO TESTE DE LAVAGEM DE NITROGÊNIO COM RESPIRAÇÃO ÚNICA

EXPERIMENTAL ERRORS AND CORRECTIONS IN THE PERFORMANCE OF THE SINGLE-BREATH N2-WASHOUT TEST

Melo, M.F.V.; Giannella-Neto, Antonio

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Resumo

O sistema experimental utilizado na realização do teste de lavagem de nitrogênio com respiração única (TN2-RU) compõe-se de vários dispositivos destinados à obtenção de medições confiáveis de fluxos e volumes respirados. Neste trabalho é apresentado um sistema experimental alternativo baseado em computador que dispensa equipamentos adicionais por possibilitar a correção dos erros pelo programa de processamento do teste, utilizando equações que descrevem alguns dos erros e determinações experimentais prévias de outros. As medições de fluxo aéreo e frações de N2 são feitas, respectivamente, com pneumotacógrafo e analisador rápido de gases. Na análise dos erros com origem no pneumotacógrafo considera-se a diferença entre as geometrias do sistema de condução de ar a montante e a jusante do local de medição e as variações na viscosidade do ar respirado durante o teste, propondo-se um algoritmo para correção destas variações que utiliza apenas as frações de N2 medidas. Para o analisador de N2, determina-se experimentalmente causas de atrasos entre equipamentos: espaço morto do sistems e tempo de resposta do aparelho. A avaliação do algoritmo para correção das variações da viscosidade feita por modelo matemático de trocas gasosas mostra erros inferiores a 0,4% para pulmões unicompartimentais. Conclui-se pela validade do sistema baseado em computador para realização do TN2-RU, em indivíduos com pulmões homogêneos.

Palavras-chave

.

Abstract

The experimental set-up generally used to execute the single-breath N2-washout test (Sb-N2) has several devices to obtain correct measurements of flow and volumes of respired air. This work presents an alternative computer based set-up which correct experimental errors through software, using physical equations that describe some errors and experimental determinations of others. Airflow and N2 fractions are measured, respectively, with a pneumotachometer and a fast gas analyzer. The analysis of pneumotachometer errors consider the geometry difference of the conducting tubing up and down-stream the place of measurement and viscosity variations in respired air during the test. An algorithm to correct the effect of these variations, using the N2 fractions measured, is proposed. To the fast gas analyzer, causes of delay are experimentally determined: system dead-space and time response. The evaluation of the algorithm to correct for viscosity variations is done by a mathematical model of gas exchange. The errors are inferior to 0.4% for one-compartment lungs. It is concluded that the proposed computer based set-up is adequate to perform the Sb-N2 in subjects with homogeneous lungs.
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