UNIVERZA V MARIBORU FAKULTETA ZA ZDRAVSTVENE VEDE MODIFIKACIJA DIHALNEGA SISTEMA ZA SIMULACIJO PATOLOŠKEGA SPIROGRAMA (Diplomsko delo) Maribor, 2016 Tomaž Škurnik
UNIVERZA V MARIBORU FAKULTETA ZA ZDRAVSTVENE VEDE MODIFIKACIJA DIHALNEGA SISTEMA ZA SIMULACIJO PATOLOŠKEGA SPIROGRAMA (Diplomsko delo) Maribor, 2016 Tomaž Škurnik
UNIVERZA V MARIBORU FAKULTETA ZA ZDRAVSTVENE VEDE Mentor: izr. prof. dr. Miljenko Križmarić Somentor: izr. prof. dr. Dušan Mekiš
ZAHVALA Iskreno se zahvaljujem mentorju izr. prof. dr. Miljenko Križmariću in somentorju izr. prof. dr. Dušan Mekišu za vso pomoč in nasvete pri izdelavi diplomskega dela. Zahvaljujem se tudi kolektivu iz zavoda pulmoradix pulmološke in internistične ambulante Slovenj Gradec, ki so mi omogočili izvedbo meritev z njihovo opremo in pregled dokumentacije bolnikov. Zahvaljujem se staršem, ki so mi v času študija stali ob strani, me spodbujali in motivirali. Še posebej se zahvaljujem svoji punci Blanki za njeno strpnost in pomoč tekom študija. Hvala vsem še enkrat.
POVZETEK NAMEN: Namen raziskave je bil izdelati in validirati simulacijski model, ki predstavlja bolnika z boleznijo pljuč. Model omogoča, da sicer zdravi prostovoljci, ki izvajajo spirometrijo, simulirajo patološki spirografski zapis. METODE: Za teoretični del smo uporabili deskriptivno metodo dela. Osrednji del raziskave je temeljil na eksperimentalni študiji, kjer smo izdelali simulator, ki prikazuje patološki spirografski zapis. Simulator smo izdelali tako, da smo dve anestezijski dihalni cevi povezali s spojkama Y oblike na obeh straneh. Ena dihalna cev predstavlja inspirij bolnika, druga pa ekspirij. Na dihalno cev, ki predstavlja ekspirij, smo namestili izpustni APL ventil, s katerim smo povzročali obstrukcijo. Nato smo na eno stran simulatorja priključili spirometer, s katerim smo izmerili spirogram. Na drugo stran smo prvo priključili obrazno masko in nato še ustnik, s katerima so zdravi prostovoljci izvajali spirometrijo. REZULTATI: Testirali smo pet prostovoljcev, ki so izvajali spirometrijo preko ustnika in preko obrazne maske na štiri različne načine. In sicer pri popolnoma odprtem in zaprtem APL ventilu, APL ventilu obrnjenim za 90 stopinj v smeri urinega kazalca in APL ventilu obrnjenim za 180 stopinj v smeri urinega kazalca. Obstrukcijo smo dokazali samo petkrat, dvaintridesetkrat pa mešano motnjo ventilacije, od tega sedemnajstkrat pretežno obstruktivno in petnajstkrat pretežno restriktivno. Trikrat test zaradi otežkočenosti ni bil izpeljan oziroma je bil prekinjen. ZAKLJUČEK: Ugotavljamo, da so podatki iz simulatorja primerljivi z realnimi podatki, kar pomeni, da smo uspešno izdelali simulator, s pomočjo katerega lahko simuliramo bolnika z boleznijo pljuč, nismo pa dokazali same obstrukcije, ampak mešano motnjo ventilacije, kar pomeni da ima simuliran bolnik dve ali več bolezni hkrati. i
KLJUČNE BESEDE: Simulacija, simulatorji, spirometrija, spirometer, anestezijska dihalna cev, obstrukcija, restrikcija ii
ABSTRACT PURPOSE: The purpose of this research was to make and validate a simulation model which represents a patient with lung disease. The model allows healthy volunteers which conduct spirometry to simulate a pathological spirographic record. METHODS: We used a descriptive method of work to describe the theory. The middle part of the research was based on an experimental study where we made a simulator that shows a pathologic spirographic record. The simulator was made so that the two anesthesical breathing tubes were linked with the Y-shape coupler on both sides. One breathing tube represents inhalation and the other exhalation. We put an APL valve on the exhalation tube which caused an obstruction. We attached a spirometer on one side of the simulator which measured the spirogram. We attached the breathing mask on the other side and then the mouthpiece with which healthy volunteers implemented spirometry. RESULTS: We tested five volunteers which implemented spirometry with the mouthpiece and facial mask on four different ways. With the APL valve fully opened and closed, the APL valve turn 90 degrees clockwise and the APL valve turned 180 degrees clockwise. Obstruction was proven five times, thirty-two times a mixed interference of ventilation from which seven-teen times predominant obstructive and fifteen times predominant restrictive. Three times the test was aborted do to difficulties. CLOSURE: We note that the simulator information are comparable to real data which means that the simulator was successfully manufactured, so now we can simulate a patient with lung disease, but we did not only prove an obstruction but a mixed interference of ventilation, which means that a simulated patient has two or more diseases at once. KEY WORDS: Simulation, simulators, spirometry, spirometer, aneasthetic breathing tube, obstruction, restriction iii
SEZNAM KRATIC KOPB - kronična obstruktivna pljučna bolezen - forsirana vitalna kapaciteta FEV1 - forsiran ekspiratorni (izdihan) volumen v prvi sekundi FEV1/ - razmerje oz Tiffeneaujev indeks APL (ajdustable pressure limiting) ventil - izpustni (razbremenilni) ventil OHIO maska - visoko koncentrirana kisikova maska z dihalnim rezervoarjem TI - Tiffeneaujev indeks iv
KAZALO 1 UVOD... 1 2 NAMEN IN CILJI... 3 2.1 Namen... 3 2.2 Cilji... 3 3 TEORETIČNI DEL... 4 3.1 Simulacije in simulatorji... 4 3.1.1 Simulacije... 4 3.1.2 Simulatorji... 5 3.2 Prednosti uporabe simulatorjev... 9 3.3 Spirometrija in spirometer... 11 4 EMPIRIČNI DEL... 15 4.1 Raziskovalna vprašanja... 15 4.2 Metodologija raziskovanja... 15 4.2.1 Raziskovalne metode... 15 4.2.2 Postopki zbiranja podatkov... 17 4.2.3 Raziskovalni vzorec... 18 4.2.4 Raziskovalno okolje... 18 4.2.5 Etični vidik... 18 5 REZULTATI... 19 5.1 Izdelava simulatorja... 19 5.1.1 Izdelava enosmernega ventila... 23 5.1.2 Delovanje APL ventila... 25 5.2 Validacija simulatorja... 26 5.2.1 Prvi prostovoljec... 28 5.2.2 Drugi prostovoljec... 30 5.2.3 Tretji prostovoljec... 32 5.2.4 Četrti prostovoljec... 34 5.2.5 Peti prostovoljec... 36 6 INTERPRETACIJA IN RAZPRAVA... 38 v
7 SKLEP... 41 LITERATURA... 42 VIRI... 44 vi
KAZALO SLIK Slika 1: Laerdel roka za merjenje krvnega tlaka... 6 Slika 2: Odrasli ECMO simulator... 7 Slika 3: Virtualna resničnost... 8 Slika 4: Univerzalni simulator pacienta... 9 Slika 5: Spirometer v Zdravstvenemu domu Slovenj Gradec... 11 Slika 6: Izvajanje spirometrije... 12 Slika 7: Primerjava med normalno, obstruktivno in restriktivno krivuljo za volumen/čas in pretok/volumen.... 14 Slika 8: Material za sestavo simulatorja... 17 Slika 9: Izdelava simulatorja - 1. korak... 19 Slika 10: Izdelava simulatorja - 2. korak... 20 Slika 11: Izdelava simulatorja - 3. korak... 20 Slika 12: Izdelava simulatorja - 4. korak... 21 Slika 13: Izdelava simulatorja - 5. korak... 22 Slika 14: Dokončni simulator... 23 Slika 15: Razstavljena OHIO maska... 24 Slika 16: Sestavljen enosmerni ventil... 24 Slika 17: APL ventil... 25 Slika 18: Izvajanje spirometrije preko simulatorja z ustnikom... 27 Slika 19: Izvajanje spirometrije preko simulatorja z obrazno masko... 27 KAZALO TABEL Tabela 1: Podatki o spolu, starosti, višini in teži prostovoljcev... 26 Tabela 2: Vrednosti spirometrije za prostovoljca 1 brez simulatorja in z simulatorjem (maska in ustnik) v različnih položajih APL ventila... 28 Tabela 3: Vrednosti spirometrije za prostovoljca 2 brez simulatorja in z simulatorjem (maska in ustnik) v različnih položajih APL ventila... 30 vii
Tabela 4: Vrednosti spirometrije za prostovoljca 3 brez simulatorja in z simulatorjem (maska in ustnik) v različnih položajih APL ventila... 32 Tabela 5: Vrednosti spirometrije za prostovoljca 4 brez simulatorja in z simulatorjem (maska in ustnik) v različnih položajih APL ventila... 34 Tabela 6: Vrednosti spirometrije za prostovoljca 5 brez simulatorja in z simulatorjem (maska in ustnik) v različnih položajih APL ventila... 36 KAZALO GRAFOV Graf 1ː Prikaz vrednosti spirometrije za prostovoljca 1 z simulatorjem (maska in ustnik) v različnih položajih APL ventila... 29 Graf 2: Prikaz vrednosti spirometrije za prostovoljca 2 z simulatorjem (maska in ustnik) v različnih položajih APL ventila... 31 Graf 3: Prikaz vrednosti spirometrije za prostovoljca 3 z simulatorjem (maska in ustnik) v različnih položajih APL ventila... 33 Graf 4: Prikaz vrednosti spirometrije za prostovoljca 4 z simulatorjem (maska in ustnik) v različnih položajih APL ventila... 35 Graf 5: Prikaz vrednosti spirometrije za prostovoljca 5 z simulatorjem (maska in ustnik) v različnih položajih APL ventila... 37 viii
1 UVOD Simulacije imajo velik pomen pri izobraževanju zdravstvenega osebja, saj sodijo med aktivne metode učenja in s tem omogočajo povezavo med teoretičnimi znanji in praktičnimi veščinami ter hkrati tudi spodbujajo kritično mišljenje posameznika (Perkins, 2007). Različni avtorji navajajo različne definicije simulacij. Tekian, McGuire in McGaghie (1999) pravijo, da so simulacije približek realne situacije, ki od udeleženca zahteva, da se na dane situacije odzove na enak način, kot bi se odzval v realnih pogojih. Medley in Horne (2005) sta to definicijo nekoliko razširila in navajata, da je simulacija umetno ponovljena situacija iz realnega sveta, ki omogoča nadgrajevanje znanja in razvoj psihomotoričnih sposobnosti posameznika ter poleg tega spodbuja sposobnost kritičnega razmišljanja skozi kompleksne scenarije v varnem okolju. Izobraževanje s simulacijami je zelo koristno, saj ni tveganja za poškodovanje bolnika, uporabniki se učijo iz napak, predstavljenih je več različnih scenarijev ter razne kritične situacije, pri katerih je potreben hiter odziv, uporabniku je omogočen vpogled v posledice njegovih odločitev, poleg tega so simulacije tudi ponovljive in jih lahko izvajamo večkrat (Bressan, Buti, & Boncinelli, 2007). Simulacija respiratornega sistema se uporablja, da razloži normalne vzorce zračnega pretoka in anomalije v klinični praksi. Mehanske naprave, za razliko od računalniških, so veliko bolj razumljive in zato tudi bolj primerne za izobraževanje. Študenti imajo več koristi od preprostih naprav (Jamison, & Steward, 2014). V diplomskem delu smo sami izdelali simulator, ki predstavlja bolnika z boleznijo pljuč. Tak model je enostaven in hiter za postavitev, ter namenjen učenju študentov. Simulator smo 1
izdelali tako, da smo modificirali dihalni sistem in dve anestezijski dihalni cevi povezali s spojkama Y oblike na obeh straneh. Ena dihalna cev predstavlja inspirij bolnika, druga pa ekspirij. Na dihalno cev, ki predstavlja ekspirij smo namestili APL ventil, s katerim povzročamo obstrukcijo. Nato smo eno stran simulatorja priključili na spirometer. Na drugo stran simulatorja smo namestili obrazno masko in ustnik, skozi katera je zdrav prostovoljec izvajal spirometrijo. Rezultat takšne simulacije je patološki spirografski zapis. 2
2 NAMEN IN CILJI 2.1 Namen Namen raziskave je bil izdelati in validirati simulacijski model, ki predstavlja bolnika z boleznijo pljuč. Model bo omogočal, da sicer zdravi prostovoljci, ki so izvajali spirometrijo, simulirajo patološki spirografski zapis. 2.2 Cilji V diplomskem delu smo imeli naslednje cilje: Opisati simulatorje v zdravstvu. Izdelati simulator z modifikacijo dihalnega sistema. Validirati, ali lahko simuliramo patološki spirogram. 3
3 TEORETIČNI DEL 3.1 Simulacije in simulatorji 3.1.1 Simulacije Simulacija je tehnika pri kateri ustvarimo rekonstrukcijo realnosti. Omogoča nam ponovitev najpomembnejših vidikov realnega sveta na interaktiven način (Lateef, 2010). Simulacije so zelo pomembne za usposabljanja na najrazličnejših področjih, saj nam omogočajo pomembne izkušnje v situacijah, ki so življenjsko ogrožajoče. Prav zaradi tega so simulacije ena najpomembnejših metod pri izobraževanju in usposabljanju tudi na področju zdravstva (Karnjuš & Pucer, 2012). Simulacija v medicini omogoča boljše razmere pri usposabljanju interdisciplinarnih zdravstvenih timov (Lateef, 2010). Za kakovostno izvedeno simulacijo potrebujmo ustrezen simulator, ki mora biti ustrezno izbran glede na učne cilje, ki smo si jih zadali, zagotovljeno mora biti ustrezno učno okolje, ki je primerljivo z realno situacijo ter učitelj mora imeti ustrezna strokovna znanja in znanja s področja simulacij (Karnjuš & Pucer, 2012). 4
3.1.2 Simulatorji V medicini uporabljamo modele pri pouku in raziskovanju. Pri raziskovanju lahko uporaba simulacij zelo zmanjša število poskusnih živali, opravičljiva je le takrat, ko za potrditev hipoteze ni možno dobiti podatkov z drugimi metodami. S pomočjo simulacij lahko naredimo poskuse, ki so na poskusni živali neizvedljivi (Dolenšek, 2008). Uporaba simulatorja omogoča, da načrtno in postopno povečujemo zahtevnost problemov, lahko naredimo neomejeno število ponovitev in dobimo lahko takojšnjo povratno informacijo o svoji uspešnosti v obliki izpisa vseh dejanj, ki so se izvajala po vrstnem redu. Vsak učenec napreduje na svoji stopnji (Abrahamson, et al., 2004). Simulatorje lahko delimo po različnih kriterijih. V literaturi lahko zasledimo pet skupin simulatorjev (Karnjuš & Pucer, 2012): Simulatorji delnih nalog so oblikovani tako, da posnemajo del človeškega telesa ali določeno aparaturo. Njihov namen je urjenje psihomotoričnih veščin in spretnosti. So najcenejši in enostavni za uporabo, a ne omogočajo popolnega doživetja kliničnega okolja. Takšni simulatorji so: model roke za učenje odvzema krvi in vzpostavitev perifernih venskih poti, modeli za samopregledovanje dojk... 5
Slika 1: Laerdel roka za merjenje krvnega tlaka Vir: https://www.samuelmerritt.edu/hssc/task-trainers Simulirani pacienti so usposobljeni igralci, ki se jih nauči, kako naj odigrajo določeno bolezensko stanje. Njihova glavna pomanjkljivost je ta, da na njih ni etično izvajati invazivne intervencije, zato se uporabljajo pri učenju jemanja anamneze, izvajanju fizičnega pregleda pacienta in urjenju komunikacijskih veščin. Zaslonsko zasnovani simulatorji so računalniški programi. Ti modelirajo razne vidike človeške fiziologije, kliničnih okolij in določenih nalog. Grafično prikazujejo klinično okolje, navidezne paciente in njihove fiziološke parametre, ki so prikazani v obliki krivulj ali številk. Ponujajo tudi nabor intervencij, ki jih je potrebno izvesti za obravnavo pacienta in na koncu tudi posredujejo informacijo o uspešnosti izvedenih intervencij. Namenjeni so predvsem preverjanju teoretičnega znanja na konkretnih primerih, učečim pa omogočajo tudi, da razvijajo sposobnost odločanja v določeni situaciji. So cenovno ugodni, a jih ni mogoče uporabljati pri učenju psihomotoričnih veščin ali timskega dela. 6
Slika 2: Odrasli ECMO simulator Vir: http://www.ecmosimulation.com/ Simulatorji z navidezno resničnostjo so osebni računalniki s posebno programsko opremo in druge naprave, ki skupaj ustvarjajo tridimenzionalno predstavo resničnega sveta. Namenjeni so urjenju kompleksnih veščin, a so zaradi visoke cene težko dostopni. 7
Slika 3: Virtualna resničnost Vir:http://www.businessofapps.com/sales-of-virtual-reality-devices-to-reach-14m-in-2016/ Simulatorji pacienta so lutke, ki imajo človeku podobno anatomijo, velikost, težo in gibljivost sklepov. Poleg tega da so na videz podobni človeku imajo tudi človeku podobne notranje organske sisteme. 8
Slika 4: Univerzalni simulator pacienta Vir: http://ekgmachines.org/article/783433116/patients-simulated/ 3.2 Prednosti uporabe simulatorjev V medicini tehnologija zelo hitro napreduje, poleg tega hitro prihaja do novih znanj in spoznanj. Zaradi takšnih hitrih sprememb in nenehnih novih spoznanj moramo prilagoditi tudi učne metode pri šolanju zdravstvenega osebja. Simulacije so zelo pomembne učne metode z mnogimi prednostmi, saj študentom medicinskih ved pomagajo, da bolj razumejo učno snov in z njimi ne moremo povzročiti škode. Simulatorji pa so zelo uporabni tudi za že zaposleno zdravstveno osebje, saj lahko z njihovo pomočjo znanje obnavljajo, ga nadgrajujejo in simulirajo krizne scenarije (Križmarić, 2009). 9
Usposabljanje s simulacijami je bistvena izobraževalna strategija zdravstvenega sistema za izboljšanje varnosti pacientov, zato so simulacije v zdravstvu zelo pomembne. Obstajajo dobri dokazi, da usposabljanje s simulacijami izboljšuje samoučinkovitost in usposobljenost uporabnika (Krajnc, 2008). S pomočjo simulacij se lahko predhodno pripravimo za večino situacij ob stiku s pacientom, kar je izrednega pomena, saj s tem študentje pridobijo pomembne izkušnje, kako naj ravnajo z življenjsko ogroženim pacientom ter kako naj odreagirajo v različnih nujnih situacijah. S pomočjo simulacij izobraževanje poteka na varen, učinkovit in etičen način (Zafošnik, 2014). Številne raziskave so pokazale, da s pomočjo simulacij dobimo boljše rezultate izobraževanja in zaradi tega imajo študenti zdravstvene nege več praktičnega znanja (Roh, Lim, 2014). Prednosti uporabe simulacij so naslednje (Križmarić, 2009): boljši izidi zdravljenja bolnikov in zmanjšanje napak in smrti, medicinsko osebje je bolj pripravljeno na redke oziroma nenavadne primere, zaradi ustreznega treninga je zdravstveni kader spodoben povečati število kompleksnih rizičnih posegov, zdravstveno osebje ima več izkušen in spretnosti pri rutinskih opravilih, v zdravstvenih organizacijah se zmanjšajo neželeni škodljivi dogodki, povečanje kvalitete življenja, zmanjšanje stroškov zdravljenja, zavarovalnicam se zmanjšajo stroški zaradi potencialnih tožb v primeru napak osebja, študentje dobijo fleksibilni študijski načrt, poveča se razumevanje in ni škode za bolnike, več zdravih delovnih ljudi predstavlja dobitek za celotno družbo. 10
3.3 Spirometrija in spirometer Spirometrija ali merjenje pljučnih volumnov je ena najpogostejših preiskav, ki se uporablja pri postavljanju diagnoze različnih pljučnih bolezenskih stanj. Je neinvazivna preiskava, ki ima izjemno nizek odstotek tveganja za zaplete. Z njo ocenimo funkcijo in kapaciteto pljuč. Za testiranje uporabljamo različne aparature, od enostavnih mehanskih spirometrov do elektronsko vodenih senzorjev, ki merijo volumne in pretoke vdihanega in izdihanega zraka. Rezultati preiskave nam pokažejo, za kakšno motnjo dihanja gre pri pacientu. Za izvedbo preiskave je potrebno dobro sodelovanje bolnika (Topole 2010). Slika 5: Spirometer v Zdravstvenemu domu Slovenj Gradec Vir: Osebni arhiv 11
Testi pljučne funkcije z uporabo spirometra so zelo priročni za razumevanje normalnega pljučnega volumna, kapacitete in pretokov. Spirogram je lahko odlično orodje za razumevanje pljučne bolezni (Giuliodori, & DiCarlo, 2008). Spirometrija je najbolj uporaben in dostopen test pljučne funkcije, ki meri prostornino izdihanega zraka ob določenih časovnih točkah med močnim in popolnim izdihom po maksimalnemu vdihu. Forsirana vitalna kapaciteta (), forsirani izdihani volumen v prvi sekundi (FEV1) in Tiffneaujev indeks (razmerje med FEV1/) so najpomembnejše spremenljivke pri branju izvida. Test običajno traja deset do petnajst minut (McCormack 2015). Slika 6: Izvajanje spirometrije Vir: https://wvasthma.wordpress.com/2010/04/05/spirometry/ 12
V določenih primerih se spirometrije ne sme opravljati. Kontraindikacije za spirometrijo so ( Fležar, 2011; Petek, Kopčavar - Guček, 2004): nedavna pljučna embolija, izkašljevanje krvi, akutni srčni infarkt, akutna zmedenost, pnevmotoraks, vertigo, nauzea, bruhanje, torakalna anevrizma, glavkom (povečan pritisk v očeh), prsna bolečina in povišan krvni tlak (nad 210/120 mmhg). Po končani preiskavi dobimo izvid na katerem je številski in grafični prikaz vrednosti pljučne funkcije. Pri branju izvida moramo biti poleg numeričnih vrednosti vedno pozorni tudi na grafični prikaz oblike krivulj pretok/volumen in volumen/čas, saj lahko na podlagi oblike krivulj ugotovimo bolezensko dogajanje v dihalnih poteh (Slika 7). Bolezni dihal razdelimo v dve skupini in sicer na obstruktivne bolezni - kjer pride do zoženja dihalnih poti in restriktivne bolezni - okvara pljučnega tkiva. Pri kroničnih oblikah bolezni pa velikokrat pride hkrati do zoženja dihalnih poti in okvar pljučnega tkiva, to bolezen pa imenujemo mešana okvara pljuč (Latkovič, 2010). Obstrukcija je definirana kot zmanjšanje razmerja FEV1/ (Indexa Tiffeneau) za več kot 12 % pod normo za bolnikovo starost, višino in spol. Absolutno je zmanjšan tudi FEV1 (pod 80 %), kar poenostavljeno pomeni, da pacient ne more tako hitro izdihati zraka kot zdrava oseba. Torej bolnik ima podaljšan izdih (Fležar, 2011). Restrikcija je takrat, ko sta in FEV1 pod referenčno vrednostjo, razmerje med FEV1/ pa je normalno ali povišano (Topole, 2010). 13
Restrikcije s spirometrijo ne moremo dokazati, lahko nanjo samo posumimo. Dokažemo jo lahko samo s telesno pletizmografijo. Slika 7: Primerjava med normalno, obstruktivno in restriktivno krivuljo za volumen/čas in pretok/volumen. Vir: https://www.nursingtimes.net/download?ac=1239774 14
4 EMPIRIČNI DEL 4.1 Raziskovalna vprašanja V diplomskem delu smo iskali odgovore na naslednja raziskovalna vprašanja: Kako naj modificiramo model za simulacijo? Ali lahko zdravemu človeku, s pomočjo simulatorja prikažemo patološki spirogram? Kolikšne so razlike v vrednostih spirografskega zapisa modela v primerjavi s patološkimi zapisi bolnikov? 4.2 Metodologija raziskovanja 4.2.1 Raziskovalne metode Za teoretični del diplomskega dela smo uporabili deskriptivno metodo dela. Pregledali smo domačo in tujo literaturo ter internetne vire. Osrednji del raziskave je temeljil na eksperimentalni študiji, kjer smo izdelali simulator, ki prikazuje patološki spirografski zapis. Simulator smo izdelali tako, da smo dve anestezijski dihalni cevi povezali s spojkami Y oblike na obeh straneh. Ena dihalna cev je predstavljala inspirij bolnika, druga pa ekspirij. Na dihalno cev, ki predstavlja ekspirij smo namestili izpustni APL ventil, s katerim smo povzročali obstrukcijo. Nato smo eno stran simulatorja priključili na spirometer, s katerim smo izmerili spirogram. Na drugi strani simulatorja smo namestili obrazno masko in protibakterijski filter z ustnikom, s katerima je zdrav prostovoljec izvajal spirometrijo. 15
Za poskus smo potrebovali 5 zdravih prostovoljcev, ki so izvajali spirometrijo s simulatorjem preko obrazne maske in preko ustnika na štiri različne načine z vrtenjem APL ventila. Za sestavo simulatorja smo potrebovali (slika 8): 1x spojka (konektor) zelene barve velikosti 30F/22M, 2x spojka prozorne barve velikosti 22M/22M, 1x APL ventil, 1x obrazna maska številka 4, 2x protibakterijski filter, 2x ustnik, 1x ščipalka za nos, 2x enosmerni ventil, 1x spojka prozorne barve velikosti 22M/22F, 1x spojka zelene barve velikosti 22F/22F, 1x spojka zelene barve T oblike velikosti 22M, 2x spojka zelene barve Y oblike velikosti 22M, 1x zamašek rdeče barve velikosti 22F, 2x zamašek rdeče barve za intravenozne kanale, izolirni trak rdeče barve, 3x anestezijska cev dolžine 65 mm in širine 22 mm, 1x anestezijska cev dolžine 105 mm in širine 32 mm, 1x anestezijska cev dolžine 225 mm in širine 22 mm, 1x anestezijska cev dolžine 50 mm in širine 22 mm. 16
Slika 8: Material za sestavo simulatorja Vir: Osebni arhiv 4.2.2 Postopki zbiranja podatkov Podatke za validacijo smo pridobili s pregledom medicinske dokumentacije bolnikov s potrjeno diagnozo KOPB in astmo, ki so opravili spirometrijo. Za samo simulacijo smo izbrali 5 zdravih prostovoljcev, ki smo jim opravili spirometrijo z izdelanim simulatorjem in jim prikazali patološki spirogram. Podatke smo primerjali, analizirali in s pomočjo grafikonov in tabel prikazali rezultate. 17
4.2.3 Raziskovalni vzorec Ker je potekal kontroliran poskus, smo za simulacijo potrebovali 5 zdravih prostovoljcev. Ključni del naloge je bila sestava samega simulatorja in ne toliko numerus prostovoljcev na katerih smo validirali simulator. Dokazali smo, da se že na nekaj prostovoljcih pokaže obstrukcija dihalnih poti. Za validiranje smo zaprosili pulmološko ambulanto v zdravstvenem domu Slovenj Gradec, da je nam odstopila nekaj patoloških zapisov. Pri tem smo upoštevali anonimnost. 4.2.4 Raziskovalno okolje Raziskavo smo izvedli v zavodu Pulmoradix -- pulmološka in internistična ambulanta zdravstvenega doma Slovenj Gradec. Za odobritev izvedbe smo zaprosili vodstvo pulmološke ambulante v zdravstvenem domu Slovenj Gradec. 4.2.5 Etični vidik Upoštevali smo etična načela kodeksa etike medicinskih sester in zdravstvenih tehnikov Slovenije. Identiteta bolnikov ni bila razkrita. Podatki, s katerimi smo razpolagali, so verodostojni in uporabljeni v namen strokovne obravnave. 18
5 REZULTATI Sestavili smo nizko cenovni in enostavno sestavljiv simulator, ki predstavlja bolnika z boleznijo pljuč. Teste smo izvajali na spirometru znamke Schiller s pomočjo programa Ganshorn PowerCube LF8. 5.1 Izdelava simulatorja Uporabili smo dihalni anestezijski cevi "silver knight" premera 22 mm in 32 mm. Na spojko Y oblike, velikosti 22M smo na oba kraka pritrdili dihalni anestezijski cevi premera 22 mm in dolžine 65 mm, kot kaže slika 9. Nato smo na desno stran Y spojke, ki predstavlja ekspirij namestili enosmerni ventil, na levo stran pa konektor prozorne barve velikosti 22M/22M. Na konektor smo namestili enosmerni ventil v obratni smeri, ki predstavlja inspirij (slika 10). Slika 9: Izdelava simulatorja - 1. korak Vir: Osebni arhiv 19
Slika 10: Izdelava simulatorja - 2. korak Vir: Osebni arhiv Vzeli smo zamašek velikosti 22F, spojko T oblike, anestezijsko dihalno cev dolžine 65 mm in spojko velikosti 22M/22M. Na eno stran spojke T oblike smo namestili zamašek, na nasprotno stran pa anestezijsko dihalno cev in spojko prozorne barve (slika 11). Vse skupaj smo pritrdili na desno stran (ekspirij) simulatorja, kot je prikazano na sliki 12. Slika 11: Izdelava simulatorja - 3. korak Vir: Osebni arhiv 20
Slika 12: Izdelava simulatorja - 4. korak Vir: Osebni arhiv Nato smo združili APL ventil in anestezijsko dihalno cev dolžine 105 mm in širine 32 mm, na konec anestezijske dihalne cevi pa nataknili spojko zelene barve velikosti 22F/22F, vse skupaj smo pritrdili na spojko T oblike. Na levo stran (inspirij) simulatorja smo pritrdili anestezijsko dihalno cev dolžine 225 mm in širine 22 mm ter spojko prozorne barve velikosti 22M/22F, kot je prikazano na sliki 13. 21
Slika 13: Izdelava simulatorja - 5. korak Vir: Osebni arhiv Na koncu smo obe spojki velikosti 22F pritrdili na kraka spojke Y oblike, nato pa še na konec simulatorja pritrdili anestezijsko dihalno cev dolžine 50 mm in širine 22 mm ter konektor velikosti 30F/22M in končali simulator (slika 14). 22
Slika 14: Dokončni simulator Vir: Osebni arhiv 5.1.1 Izdelava enosmernega ventila Enosmerni ali nepovratni ventil je ventil, ki omogoča, da skozenj teče zrak le v eno smer. Deluje avtomatsko. Za izdelavo enosmernega ventila smo uporabili visoko koncentrirano kisikovo masko z dihalnim indikatorjem ali OHIO masko, ki smo jo razstavili tako (slika 15), da smo iz enosmernega ventila odstranili rezervoar in obrazno masko ter na priključek za kisik nataknili zamašek za kanile (slika 16). 23
Slika 15: Razstavljena OHIO maska Vir: Osebni arhiv Slika 16: Sestavljen enosmerni ventil Vir: Osebni arhiv 24
5.1.2 Delovanje APL ventila APL ventil ima tri pomembne funkcije. Uporablja se lahko kot enosmerno izpustni ventil, kot mehanizem, ki omogoča predihavanje s pozitivnim tlakom med uporabo dihalnega balona in kot varnostni ventil v dihalnem sistemu (APL Function, 2003). Na vrhu ventila je vrtljiv pokrov, ki ga obračamo v smeri urinega kazalca do maksimalno 270 stopinj. Če je APL ventil popolnoma odprt, je zelo malo odpora pri izdihu, pri popolnoma zaprtem APL ventilu je odpor zelo velik (slika 17). Slika 17: APL ventil Vir: Osebni arhiv 25
5.2 Validacija simulatorja Pet zdravih prostovoljcev (tabela 1) je izvajalo spirometrijo preko simulatorja na dva načina, in sicer prvič so testirali preko ustnika (slika 18) in drugič preko obrazne maske (slika 19) na štiri različne načine z APL ventilom (popolnoma odprt, 90 stopinj obrnjen v smeri urinega kazalca, 180 stopinj obrnjen v smeri urinega kazalca, popolnoma zaprt). Rezultate smo interpretirali glede na dve definiciji, in sicer: OBSTRUKCIJA= zmanjšanje TI za več kot 12 % pod referenčno vrednostjo in FEV1 pod 80 % norme (norme oz. referenčne vrednosti so izračunane po NHANES III). RESTRIKCIJA= znižanje in FEV1 pod 80% referenčne vrednosti, TI pa je normalen ali rahlo povečan (norme oz. referenčne vrednosti so izračunane po NHANES III). Stopnjo obstrukcije smo izračunali samo glede na procent Tiffeneaujevega indeksa in sicer lažja stopnja (TI nad 60 %), srednja stopnja (45 %-59 %) in težja stopnja (30 %-44 %). Tabela 1: Podatki o spolu, starosti, višini in teži prostovoljcev Spol Starost (let) Višina (cm) Teža (kg) PROSTOVOLJEC 1 moški 28 187 102 PROSTOVOLJEC 2 moški 36 165 69 PROSTOVOLJEC 3 moški 33 197 82 PROSTOVOLJEC 4 moški 27 186 108 PROSTOVOLJEC 5 moški 32 191 106 26
Slika 18: Izvajanje spirometrije preko simulatorja z ustnikom Vir: Osebni arhiv Slika 19: Izvajanje spirometrije preko simulatorja z obrazno masko Vir: Osebni arhiv 27
5.2.1 Prvi prostovoljec Prvi prostovoljec je bil moškega spola, star 28 let, visok 187 cm, težek 102 kg in kadilec. Izvajal je spirometrijo brez simulatorja in z simulatorjem (maska in ustnik) v štirih različnih položajih APL ventila. Tabela 2: Vrednosti spirometrije za prostovoljca 1 brez simulatorja in z simulatorjem (maska in ustnik) v različnih položajih APL ventila PROSTOVOLJEC 1 BREZ SIMULATORJA FEV1/ FEV1/ FEV1 FEV1I FEV1/ FEV1 Nor Izv Nor zv Nor Izv 6,13 5,24 85 4,98 4,50 90 82 86 104 Z SIMULATORJEM USTNIK MASKA FEV1/ FEV1/ Položaj FEV1 FEV1 FEV1/ FEV1 Obstrukcija restrikcije Možnost APL Nor Izv Nor Izv Nor Izv ventila Odprt 6,13 4,98 81 4,98 2,24 45 82 45 55 DA NE 90 6,13 4,93 80 4,98 2,17 44 82 44 54 DA NE 180 6,13 4,30 70 4,98 1,93 38 82 45 55 DA DA Zaprt 6,13 4,38 71 4,98 / 0 82 / 0 / / FEV1/ FEV1/ Položaj FEV1 FEV1 FEV1/ FEV1 Obstrukcija restrikcije Možnost APL Nor Izv Nor Izv Nor Izv ventila Odprt 6,13 4,92 80 4,98 3,00 60 82 61 74 DA NE 90 6,13 4,53 74 4,98 2,22 45 82 49 60 DA DA 180 6,13 4,49 73 4,98 1,67 34 82 37 45 DA DA Zaprt 6,13 4,38 71 4,98 / 0 82 / 0 / / Legenda: Nor (norma prostovoljca), Izv (izmerjena vrednost prostovoljca) 28
Graf 1 prikazuje primerjavo prostovoljca 1, ki je izvajal spirometrijo z ustnikom in z obrazno masko na štiri različne načine. Po izvedenem testu ugotavljamo, da je bila obstrukcija dokazana v treh primerih, v treh primerih je bila mešana motnja ventilacije, vendar pretežno obstruktivna, dvakrat pa preizkusa ni opravil. V petih primerih je bila obstrukcija srednje stopnje, v enem pa blaga. Pri popolnoma zaprtem APL ventilu pa prostovoljec 1 v obeh primerih ni uspel uspešno opraviti testa zaradi prenapornega pihanja. Ni bilo bistvene razlike v grafu pri izvajanju spirometrije z simulatorjem preko ustnika in maske, razen pri popolnoma odprtem APL ventilu pri maski, je bil forsiran izdih v prvi sekundi nekoliko boljši (60%) kot pa pri ustniku (45 %), s tem je bilo posledično tudi razmerje med FEV1/ nekoliko višje pri maski (74 %) kot pa pri ustniku (55 %). Graf 1ː Prikaz vrednosti spirometrije za prostovoljca 1 z simulatorjem (maska in ustnik) v različnih položajih APL ventila 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% Ustnik Ustnik FEV1 Ustnik razmerje FEV1/ Maska Maska FEV1 Maska razmerje FEV1/ 10% 0% APL ventil popolnoma odprt APL ventil APL ventil obrnjen za 90 obrnjen za 180 APL ventil popolnoma zaprt 29
5.2.2 Drugi prostovoljec Drugi prostovoljec je bil moškega spola, star 36 let, visok 165 cm, težek 69 kg, nekadilec, amaterski športnik. Izvajal je spirometrijo brez simulatorja in z simulatorjem (maska in ustnik) v štirih različnih položajih APL ventila. Tabela 3: Vrednosti spirometrije za prostovoljca 2 brez simulatorja in z simulatorjem (maska in ustnik) v različnih položajih APL ventila PROSTOVOLJEC 2 BREZ SIMULATORJA FEV1/ FEV1/ FEV1 FEV1 FEV1/ FEV1 Nor Izv Nor Izv Nor Izv 4,56 4,05 89 3,70 3,11 84% 81 77 95 Z SIMULATORJEM USTNIK FEV1/ FEV1/ Položaj FEV1 FEV1 FEV1/ FEV1 Obstru Možnost APL Nor Izv Nor Izv Nor Izv -kcija restrikcije ventila Odprt 4,56 3,65 80 3,70 2,50 68 81 68 84 DA NE 90 4,56 3,30 72 3,70 2,25 61 81 68 84 DA DA 180 4,56 3,08 67 3,70 2,00 54 81 65 80 DA DA Zaprt 4,56 2,72 60 3,70 1,75 47 81 64 79 DA DA MASKA FEV1/ FEV1/ Položaj FEV1 FEV1 FEV1/ FEV1 Obstru Možnost APL Nor Izv Nor Izv Nor Izv -kcija restrikcije ventila Odprt 4,56 3,70 81 3,70 2,44 66 81 66 81 DA NE 90 4,56 3,36 74 3,70 2,30 62 81 68 84 DA DA 180 4,56 3,16 69 3,70 2,22 60 81 70 86 DA DA Zaprt 4,56 3,14 69 3,70 2,05 55 81 65 80 DA DA Legenda: Nor (norma prostovoljca), Izv (izmerjena vrednost prostovoljca) 30
Graf 2 prikazuje primerjavo prostovoljca 2, ki je izvajal spirometrijo z ustnikom in z obrazno masko na štiri različne načine. Ugotavljamo, da je bila obstrukcija dokazana dvakrat in sicer pri popolnoma odprtem APL ventilu tako pri uporabi ustnika kot pri maski, šestkrat pa je bila mešana motnja ventilacije, vendar pretežno restriktivna motnja. Obstrukcija je bila obakrat blage stopnje. Ni bilo bistvene razlike v grafu pri izvajanju spirometrije z simulatorjem preko ustnika in maske. Graf 2: Prikaz vrednosti spirometrije za prostovoljca 2 z simulatorjem (maska in ustnik) v različnih položajih APL ventila 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% Ustnik Ustnik FEV1 Ustnik razmerje FEV1/ Maska Maska FEV1 Maska razmerje FEV1/ 0% APL ventil popolnoma odprt APL ventil obrnjen za 90 APL ventil obrnjen za 180 APL ventil popolnoma zaprt 31
5.2.3 Tretji prostovoljec Tretji prostovoljec je moški, star 33 let, visok 197 cm, težek 82 kg, strasten kadilec. Izvajal je spirometrijo brez simulatorja in z simulatorjem (maska in ustnik) v štirih različnih položajih APL ventila. Tabela 4: Vrednosti spirometrije za prostovoljca 3 brez simulatorja in z simulatorjem (maska in ustnik) v različnih položajih APL ventila PROSTOVOLJEC 3 BREZ SIMULATORJA FEV1/ FEV1/ FEV1 FEV1 FEV1/ FEV1 Nor Izv Nor Izv Nor Izv 6,77 5,65 83 5,41 4,33 80 81 77 95 Z SIMULATORJEM USTNIK MASKA FEV1/ FEV1/ Položaj FEV1 FEV1 FEV1/ FEV1 Obstrukcija restrikcije Možnost APL Nor Izv Nor Izv Nor Izv ventila Odprt 6,77 4,46 69 5,41 2,35 43 81 53 65 DA DA 90 6,77 4,50 66 5,41 1,64 30 81 36 44 DA DA 180 6,77 4,15 61 5,41 1,12 21 81 27 33 DA DA Zaprt 6,77 2,85 42 5,41 1,00 19 81 35 43 DA DA FEV1/ FEV1/ Položaj FEV1 FEV1 FEV1/ FEV1 Obstrukcija restrikcije Možnost APL Nor Izv Nor Izv Nor Izv ventila Odprt 6,77 4,36 64 5,41 2,11 39 81 48 59 DA DA 90 6,77 4,00 59 5,41 1,44 27 81 36 44 DA DA 180 6,77 3,81 56 5,41 1,37 25 81 36 44 DA DA Zaprt 6,77 2,51 37 5,41 / 0 81 / 0 / / Legenda: Nor (norma prostovoljca), Izv (izmerjena vrednost prostovoljca) 32
Graf 3 prikazuje primerjavo prostovoljca 3, ki je izvajal spirometrijo z ustnikom in z obrazno masko na štiri različne načine. Ugotovili smo, da je v sedmih primerih bila mešana motnja ventilacije, vendar pretežno obstruktivna, v enem pa ne. Pri popolnoma odprtem APL ventilu z ustnikom je bil Tiffeneaujev indeks 65 %, kar pomeni, da je šlo za obstrukcijo lažje stopnje. V dveh primerih je šlo za obstrukcijo srednje stopnje, in sicer pri APL ventilu obrnjenim za 90 z ustnikom (TI = 44 %) in popolnoma odprtim APL ventilom z masko (TI = 59 %). V ostalih štirih primerih je šlo za obstrukcijo težje stopnje (od 30 do 44 % težja stopnja). Pri popolnoma zaprtem APL ventilu z masko pa smo morali test predčasno prekiniti zaradi slabosti prostovoljca. Graf 3: Prikaz vrednosti spirometrije za prostovoljca 3 z simulatorjem (maska in ustnik) v različnih položajih APL ventila 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% Ustnik Ustnik FEV1 Ustnik razmerje FEV1/ Maska Maska FEV1 Maska razmerje FEV1/ 0% APL ventil popolnoma odprt APL ventil APL ventil obrnjen za 90 obrnjen za 180 APL ventil popolnoma zaprt 33
5.2.4 Četrti prostovoljec Četrti prostovoljec je bil moškega spola, star 27 let, visok 186 cm, težek 108 kg, nekadilec. Izvajal je spirometrijo brez simulatorja in z simulatorjem (maska in ustnik) v štirih različnih položajih APL ventila. Tabela 5: Vrednosti spirometrije za prostovoljca 4 brez simulatorja in z simulatorjem (maska in ustnik) v različnih položajih APL ventila PROSTOVOLJEC 4 BREZ SIMULATORJA FEV1/ FEV1/ FEV1 FEV1 FEV1/ FEV1 Nor Izv Nor Izv Nor Izv 6,08 4,86 80 4,95 4,21 85 82 91 110 Z SIMULATORJEM USTNIK MASKA FEV1/ FEV1/ Položaj FEV1 FEV1 FEV1/ FEV1 Obstrukcija restrikcije Možnost APL Nor Izv Nor Izv Nor Izv ventila Odprt 6,08 4,30 71 4,95 3,01 61 82 70 85 DA DA 90 6,08 4,05 67 4,95 2,70 54 82 67 82 DA DA 180 6,08 3,77 62 4,95 2,53 51 82 67 82 DA DA Zaprt 6,08 3,70 61 4,95 2,17 44 82 59 72 DA DA FEV1/ FEV1/ Položaj FEV1 FEV1 FEV1/ FEV1 Obstrukcija restrikcije Možnost APL Nor Izv Nor Izv Nor Izv ventila Odprt 6,08 3,53 58 4,95 2,30 46 82 65 79 DA DA 90 6,08 3,42 56 4,95 1,79 36 82 52 64 DA DA 180 6,08 3,03 50 4,95 1,78 36 82 59 72 DA DA Zaprt 6,08 2,72 45 4,95 1,57 32 82 58 70 DA DA Legenda: Nor (norma prostovoljca), Izv (izmerjena vrednost prostovoljca) 34
Pri grafu 4 ugotavljamo, da smo pri osmih primerih dokazali mešano stopnjo ventilacije, v štirih primerih pretežno obstruktivno, v štirih pa pretežno restriktivno. Pri popolnoma odprtem APL ventilu, APL ventilu obrnjenim za 90 in 180 pri uporabi ustnika je bila pretežno restriktivna stopnja ventilacije, pri APL ventilu obrnjenim za 90 in 180 pri uporabi maske ter pri popolnoma zaprtem APL ventilu tako pri uporabi ustnika kot pri maski, pa je bila pretežno obstruktivna motnja ventilacije. Trikrat lažje stopnje (TI nad 65 %) in enkrat srednje stopnje pri APL ventilu obrnjenim za 90 pri uporabi maske (TI = 64 %). Na grafu se lepo vidi razlika pri uporabi ustnika in maske za in FEV1. Pri maski je % in FEV1 nekoliko nižji kot pri ustniku, iz česar lahko sklepamo, da je bilo težje izvajati preizkus preko maske. Graf 4: Prikaz vrednosti spirometrije za prostovoljca 4 z simulatorjem (maska in ustnik) v različnih položajih APL ventila 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% Ustnik Ustnik FEV1 Ustnik razmerje FEV1/ Maska Maska FEV1 Maska razmerje FEV1/ 0% APL ventil popolnoma odprt APL ventil APL ventil obrnjen za 90 obrnjen za 180 APL ventil popolnoma zaprt 35
5.2.5 Peti prostovoljec Peti prostovoljec je bil moškega spola, star 32 let, visok 191 cm, težek 106 kg, kadilec. Izvajal je spirometrijo brez simulatorja in z simulatorjem (maska in ustnik) v štirih različnih položajih APL ventila. Tabela 6: Vrednosti spirometrije za prostovoljca 5 brez simulatorja in z simulatorjem (maska in ustnik) v različnih položajih APL ventila PROSTOVOLJEC 5 BREZ SIMULATORJA FEV1/ FEV1/ FEV1 FEV1 FEV1/ FEV1 Nor Izv Nor Izv Nor Izv 6,35 5,17 81 5,10 4,10 80 81 76 94 Z SIMULATORJEM USTNIK FEV1/ FEV1/ Položaj FEV1 FEV1 FEV1/ FEV1 Obstru Možnost APL Nor Izv Nor Izv Nor Izv -kcija restrikcije ventila Odprt 6,35 4,50 71 5,10 3,12 61 81 69 85 DA DA 90 6,35 4,20 66 5,10 2,75 54 81 65 80 DA DA 180 6,35 4,20 66 5,10 2,66 52 81 63 78 DA DA Zaprt 6,35 4,05 64 5,10 2,53 50 81 62 76 DA DA MASKA FEV1/ FEV1/ Položaj FEV1 FEV1 FEV1/ FEV1 Obstru Možnost APL Nor Izv Nor Izv Nor Izv -kcija restrikcije ventila Odprt 6,35 4,33 68 5,10 2,99 59 81 69 85 DA DA 90 6,35 4,28 67 5,10 2,90 57 81 68 83 DA DA 180 6,35 4,00 63 5,10 2,59 51 81 65 80 DA DA Zaprt 6,35 3,84 61 5,10 2,32 45 81 60 74 DA DA Legenda: Nor (norma prostovoljca), Izv (izmerjena vrednost prostovoljca) 36
Graf 5 prikazuje primerjavo prostovoljca 5, ki je izvajal spirometrijo z ustnikom in z obrazno masko na štiri različne načine. V vseh osmih primerih smo dokazali mešano stopnjo ventilacije, v treh primerih pretežno obstruktivno, v petih primerih pa pretežno restriktivno stopnjo ventilacije. Pri popolnoma odprtem APL ventilu in APL ventilu obrnjenim za 90 tako pri uporabi ustnika kot maske, ter pri APL ventilu obrnjenim za 180 pri uporabi maske je bila pretežno restriktivna motnja ventilacije, pri APL ventilu obrnjenim za 180 pri uporabi maske in pri popolnoma zaprtem APL ventilu pri uporabi ustnika in maske je bila pretežno obstruktivna motnja ventilacije. V vseh treh je bila obstrukcija lažje stopnje. Pri grafu ni bilo bistvene razlike pri izvajanju spirometrije preko ustnika in maske. Graf 5: Prikaz vrednosti spirometrije za prostovoljca 5 z simulatorjem (maska in ustnik) v različnih položajih APL ventila 90% 80% 70% 60% Ustnik 50% Ustnik FEV1 40% 30% 20% 10% 0% APL ventil popolnoma odprt APL ventil obrnjen za 90 APL ventil obrnjen za 180 APL ventil popolnoma zaprt Ustnik razmerje FEV1/ Maska Maska FEV1 Maska razmerje FEV1/ 37
6 INTERPRETACIJA IN RAZPRAVA Pri raziskavi smo hoteli narediti simulator, s pomočjo katerega lahko simuliramo bolnika z boleznijo pljuč. Za sestavo smo uporabili dihalne cevi iz anestezijskega aparata in APL ventil, s katerim smo simulirali obstrukcijo. Najprej smo naleteli na oviro, kakšen enosmerni ventil uporabiti pri izdelavi simulatorja. Sprva smo uporabljali enosmerna ventila iz dihalnega anestezijskega sistema, vendar z njima simulator ni deloval pravilno. Zato smo kasneje raje uporabili enosmerni ventil iz OHIO maske. Nato smo izdelali simulator dolžine 70 cm. S tem simulatorjem nismo dobili željenih rezultatov, zato smo morali dihalne cevi skrajšati za 10 cm. Težave smo imeli pri spojih cevi, saj je skozi njih uhajal zrak. To smo rešili s pomočjo izolirnega traku, ki smo ga nalepili na vse spoje. Teste smo izvajali na spirometru znamke Schiller in s pomočjo programa Ganshorn PowerCube LF8. Norme oz. referenčne vrednosti se imenujejo NHANES III in so dosegljive na spletnem naslovu: http://www.cdc.gov/niosh/topics/spirometry/nhanes.html. Pri preizkusu delovanja simulatorja je sodelovalo pet zdravih prostovoljcev (število prostovoljcev v našem primeru ni imelo prednostnega pomena, saj je bil naš cilj izdelati simulator, ki predstavlja bolnika z boleznijo pljuč). Vsak prostovoljec je izvajal spirometrijo z dvema različnima pripomočkoma, najprej s pomočjo ustnika, nato pa še z obrazno masko. Spirometrija se je z vsakim pripomočkom izvajala na štiri različne načine (s popolnoma odprtim APL ventilom, z APL ventilom obrnjenim za 90 v smeri urinega kazalca, z APL ventilom obrnjenim za 180 v smeri urinega kazalca in z zaprtim APL ventilom), kar pomeni, da je vsak prostovoljec sodeloval pri osmih preizkusih. Vsak preizkus je trajal od 5 do 15 minut. Izkazalo se je, da je za prostovoljce bilo bolj naporno izvajati spirometrijo preko obrazne maske. Pri prvem prostovoljcu je bila obstrukcija dokazana v treh primerih, v treh primerih je bila mešana motnja ventilacije, vendar pretežno obstruktivna, dvakrat pa ni dokončal preizkusa. Od tega je bila obstrukcija petkrat srednje stopnje in enkrat blage stopnje. Pri zaprtem APL 38
ventilu pri uporabi ustnika in obrazne maske zaradi napora ni mogel dokončati preizkusa. V primerjavi z rezultati po grafu med ustnikom in obrazno masko ni bilo kakšne bistvene razlike. Drugi prostovoljec je bil amaterski športnik. Obstrukcija je bila dokazana dvakrat, in sicer, zaradi tega, ker je bil Tiffeneaujev indeks zmanjšan za več kot 12 % norme, je bil normalen, FEV1 pa zmanjšan pod 80 % norme. Šestkrat pa je bila mešana motnja ventilacije pretežno restriktivna motnja. Obstrukcija je bila obakrat lažje stopnje. V primerjavi z rezultati po grafu med ustnikom in obrazno masko so bili le ti skoraj identični. Težje je bilo izvajati poskuse preko maske. Tretji prostovoljec je bil strasten kadilec in je posledično tudi najslabše opravljal preizkuse. Sedemkrat je preizkus pokazal mešano motnjo ventilacije, vendar pretežno obstrukcijo, od tega enkrat lažje stopnje, dvakrat srednje stopnje in štirikrat težke stopnje. S popolnoma zaprtim APL ventilom preko obrazne maske testa ni opravil. Morali smo ga predčasno prekiniti zaradi varnostnih razlogov, saj je prostovoljca obšla slabost in vrtoglavica. V primerjavi z rezultati po grafu med ustnikom in obrazno masko je bila težja stopnja obstruktivne motnje preko obrazne maske. Četrti prostovoljec je preizkus opravil vseh osemkrat in v vseh osmih primerih je bila mešana stopnja ventilacije, v štirih primerih pretežno obstruktivna, v štirih pa pretežno restriktivna. Pri odprtem APL ventilu tako pri ustniku kot pri maski, APL ventilu obrnjenim za 90 in 180 pri ustniku je bila pretežno restriktivna motnja, pri ostalih štirih preizkusih je bila pretežno obstruktivna motnja ventilacije. Trikrat lažje stopnje in enkrat srednje stopnje. V primerjavi z rezultati po grafu med ustnikom in obrazno masko ni bilo kakšnih večjih razlik, je pa bilo težje izvajati spirometrijo preko obrazne maske, kar se je videlo tudi na rezultatih. Petemu prostovoljcu je testiranje v osmih primerih pokazalo mešano stopnjo ventilacije, v treh primerih pretežno obstrukcijo in v petih pretežno restriktivno motnjo ventilacije. Pri popolnoma odprtem APL ventilu in APL ventilu obrnjenim za 90 tako pri uporabi ustnika kot maske, ter pri APL ventilu obrnjenim za 180 pri uporabi maske je bila pretežno restriktivna motnja ventilacije, pri APL ventilu obrnjenim za 180, pri uporabi maske in pri 39
popolnoma zaprtem APL ventilu pri uporabi ustnika in maske je bila pretežno obstruktivna motnja ventilacije. V vseh treh je bila obstrukcija lažje stopnje. Tudi po grafu je bil rezultat skoraj identičen. Tu se je videlo, da bolj kot smo vrteli APL ventil, težje je bilo izdahniti in proti koncu smo povzročali obstrukcijo. V primerjavi med grafi ni bilo bistvene razlike. Stopnjo obstruktivnosti smo določali po procentu Tiffeneaujevega indeksa, to se pravi, nižji je Tiffeneaujev indeks težja je obstruktivna motnja, in sicer lažja obstruktivna stopnja (nad 60 %), srednja obstruktivna stopnja (45-59 %) in težka obstruktivna stopnja (30-44 %). Pri preizkusu smo dobili deset lažjih, osem srednjih in štiri hude pretežno obstruktivne stopnje. Opravili smo torej štirideset preizkusov, od tega je bila obstrukcija dokazana petkrat, dvaintridesetkrat je bila mešana motnja ventilacije, od tega sedemnajstkrat pretežno obstruktivna, petnajstkrat pa pretežno restriktivna in trikrat preizkus ni bil dokončan. Ni bilo večjih razlik po grafu med preizkusi z uporabo ustnika ali obrazne maske. Res pa je, da je z obrazno masko preko simulatorja veliko težje izvajati spirometrijo. Naredili smo tudi preizkus samo s cevmi, brez APL ventila, in dobili skoraj normalen spirografski izvid, kar pomeni, da je bil APL ventil ključen pri diplomski nalogi. Samo vrtenje APL ventila ni pokazalo drugačnih rezultatov. Razlika je bila edino med popolnoma odprtim in popolnoma zaprtim APL ventilom, pri vmesnem vrtenju ni bilo bistvenih odstopanj, se je pa videl trend, da se vrednost spreminja z vrtenjem APL ventila. Patološke izvide smo primerjali s pravimi izvidi in ugotovili, da so primerljivi s pravimi. 40
7 SKLEP V diplomskem delu smo želeli ugotoviti ali je mogoče izdelati simulator, s pomočjo katerega lahko simuliramo bolnika z boleznijo pljuč. Kljub nekaterim težavam na katere smo naleteli, smo uspešno izdelali želeni simulator, vendar obstrukcije nismo dokazali, smo pa pokazali trend, da se vrednosti spreminjajo z vrtenjem APL ventila. Osrednji del raziskave je temeljil na eksperimentalni študiji, kjer smo izdelali simulator, ki prikazuje patološki spirografski zapis. Simulator smo izdelali tako, da smo dve anestezijski cevi povezali s spojkama Y oblike na obeh straneh. Ena cev predstavlja inspirij bolnika, druga pa ekspirij. Na cev, ki predstavlja ekspirij, smo namestili izpustni APL ventil, s katerim smo povzročali obstrukcijo. Nato smo eno stran simulatorja priključili spirometer, s katerim smo izmerili spirogram. Na drugo stran smo najprej priključili obrazno masko in nato še ustnik, s katerima so zdravi prostovoljci izvajali spirometrijo. Testirali smo pet prostovoljcev, ki so izvajali spirometrijo preko ustnika in preko obrazne maske na štiri različne načine. In sicer pri popolnoma odprtem in zaprtem APL ventilu, APL ventil obrnjen za 90 stopinj v smeri urinega kazalca in APL ventil obrnjen za 180 stopinj v smeri urinega kazalca. Obstrukcijo smo dokazali samo petkrat, dvaintridesetkrat pa mešano motnjo ventilacije, od tega sedemnajstkrat pretežno obstruktivno in petnajstkrat pretežno restriktivno. Trikrat test zaradi otežkočenosti ni bil izpeljan, oziroma je bil prekinjen. Na koncu smo naredili še primerjavo med vrednostmi spirografskega zapisa simulatorja in patološkimi zapisi bolnikov. Ugotavljamo, da so podatki iz simulatorja primerljivi z realnimi podatki, kar pomeni, da smo uspešno izdelali simulator, s pomočjo katerega lahko simuliramo bolnika z boleznijo pljuč, nismo pa dokazali same obstrukcije, ampak mešano motnjo ventilacije, kar pomeni, da ima simuliran bolnik dve ali več bolezni hkrati. 41
LITERATURA Abrahamson, S., Denson, J.S., Wolf, R.M. (2004). Effectiveness of a simulator in training anesthesiology residents. Quaity and Safety in Health Care, 13: 395-399. Bresan, F., Buti, G., Boncinelli, S. (2007). Medical simulation in anesthesiology training. Minerva Anestesiol, 73: 1-11. Dolenšek, J. (2008). Simulacije dihanja I. Medicinski razgledi, 47:3-12. Fležar, M. (2011). Spirometrija - gradivo za pouk pulmologije za referenčne ambulante. Modul: Astma; KOPB; alergijski rinitis - program za medicinske sestre I. Golnik: Univerzitetna klinika za pljučne bolezni in alergijo. 104-110. Giuliodori, M.J., DiCarlo, S.E. (2008). An improved model for simulating obstructive lung disease. Advances in Physiology Education, 32 (2): 167. Jamison, J.P., Steward, M.T. (2014). Simulation using novel equipment designed to explain spirometric abnormalities in respiratory disease enhances learning in higher cognitive domains. Advances in Health Science Education: theory and practice. Karnjuš, I., Pucer, P. (2012). Simulacije - sodobna metoda učenja in poučevanja v zdravstveni negi in babištvu. Obzornik zdravstvene nege,46(1):57-66. Krajnc, I. (2008). Simulation procedures in medicine. Maribor: Medicinska fakulteta. 42
Križmarić, M., (2009). Hevristično generiranje medicinskih simulacijskih scenarijev. Doktorska disertacija, FERI Maribor. Medley C.F., Horne C. (2005). Using simulation technology for undergraduate nursing education. The Journal of Nursing Education, 44(1):31-4. Perkins, G.D. (2007). Simulation in resuscitation traning. Resustitation, 73(2): 202-211. Petek, D., Kopčavar - Guček, N. V: Kersnik, J (ur.). (2004). Obravnava bolnika s KOPB v ambulanti družinske medicine. VI. Fajdigovi dnevi: Ulkusna bolezen, hipertenzija, zaščitni dejavniki zdravil na mikrocirkulacijo, KOPB, astma, možganska kap. Ljubljana: Zavod za razvoj družinske medicine. 63-68. Roh, Y.S., Lim, E.J. (2014). Pre-course simulation as a predictor of satisfaction with an emergency nusring clinical course. Int. J. Nurs. Educ. Scholars. 11(1): 83-90. Tekian, A., McGuire C.H., McGaghie W.C., Inovative simulations for assessing professional competence: from paper-and-pencil to virtual reality.chicago: University of Illinois at Chicago, Department of Medical Education. Zafošnik,U., (2014). Usposabljanje v simulacijskem centru. Pomen kompetentne uporabe uporabnikov zdravstvenih in socialnih storitev v času krize. 4. znanstvena konferenca z mednarodno udeležbo s področja zdravstvenih in socialnih ved. Zbornik predavanj z recenzijo. Slovenj Gradec: Visoka šola za zdravstvene vede. 236-239. 43