Atemfluss
Viele wichtige Aspekte der Lungenfunktion lassen sich durch Messung des Atemflusses und der entsprechenden Änderung des Lungenvolumens bestimmen. Früher ließ man den Patienten dazu in einen Glockenspirometer atmen, der Änderungen des Lungenvolumens durch die atmungssynchrone Bewegung einer in einem Wassertank aufgehängten Glocke anzeigte. Der Atemfluss F wurde dann aus der Abnahme (Änderungsrate) des Volumens V berechnet.
Wesentlich bequemer lässt sich die Atemluft direkt mit einem Pneumotachometer messen (dieses Wort ist griechischen Ursprungs und bedeutet so viel wie „Atemflussmesser“).
Der Durchflussmesser enthält einen feinen Maschendraht. Die durch den Maschendraht geatmete Luft führt zu einem kleinen Druckunterschied, der sich proportional zur Durchflussmenge verhält. Dieser Druckunterschied wird über zwei kleine Kunststoffschläuche an den Spirometer-Pod übertragen und von einem Sensor in eine Wechselspannung umgewandelt, die vom PowerLab aufgezeichnet und in LabTutor angezeigt wird. Anschließend wird das Volumen V als Flussintegral berechnet.
Diese Integration ist eine zeitabhängige Aufrechnung. Die Volumenspuren, die LabTutor während des Experiments aufzeichnet, ergeben sich aus der Addition aufeinander folgender Stichprobenwerte des Flusssignals und der entsprechenden Skalierung der Summe. Das Integral wird zu Beginn jeder Aufzeichnung mit null initialisiert.
Eine Komplikation bei der Volumenmessung ergibt sich durch den Lufttemperaturunterschied zwischen dem Spirometer-Pod (bei Umgebungstemperatur) und der aus den Lungen ausgeatmeten Luft (bei Körpertemperatur). Da sich das Gasvolumen bei Erwärmung ausdehnt, ist das Volumen der ausgeatmeten Luft etwas größer als das der eingeatmeten Luft. Daher weicht eine aus der Flussintegration berechnete Volumenspur in Richtung Exspiration ab. Um die Abweichung zu verringern, muss der Fluss bei Ein- und Ausatmung separat integriert werden. Dabei wird das Inspirationsvolumen durch einen Faktor korrigiert, der mit dem BTPS-Faktor (Körpergewicht, normaler Druck, 100% Feuchte) verwandt ist. Diese Korrektur wird von der LabTutor-Software vorgenommen.