اکثر خطاهای اسپیرومتری باعث کاهش پارامترهای اندازه گیری شده و به نظر می رسد که صحت نتایج به وسیله کالیبراسیون دوره ای تضمین شده است . با  این حال خطای حالت صفر و تغییرات سنسور اندازه گیری کننده ممکن است در طول تست باعث بالا رفتن پارامترهای اندازه گیری شده از حالت عادی آن شود . که این خطاها باعث ایجاد اسپیروگرام های غیر عادی در بسیار از تستها در مراکر مختلف شده است . جوابهای غیر واقعی معمولا به علت صفر کردن نادرست سنسور یا جمع شدن رسوبات روی سنسور و یا کالیبراسیون غیر واقعی میباشد .این خطا گاها" باعث افزایش ‏FVC‏ از 144% تا 204% شده است بنابراین کابرهای اسپیرومترهای فلوتایپ از یک تکنسین گرفته تا متخصص باید با این نوع خطاها آشنا باشند و آنها را تشخیص داده و خذف کنند. ‏

مقدمه :
در سال 1978 انجمن های ایمنی و بهداشت حرفه ای و انجمن ریه آمریکا ( ‏ATS‏ ) پیشنهاد دادند که بیشترین مقدار ‏FEV1 ‎‏ و ‏FVC ‎‏ را به عنوان خلاصه یک تست اسپیرومتری انتخاب کنند . این شیوه در مقابل خطاهایی که پارامترها را افزایش می دهند آسیب پذیر می باشد . اگر این منحنی های اشتباه ، تشخیص داده نشوند و پاک نشوند در نهایت به عنوان مقادیر پیشینه ثبت شده و به عنوان گزارش نهایی ارسال می شوند . این مشکلات از محدودیت های زیر که در برخی اسپیرومترها وجود دارد ناشی می شوند:‏
‏ 1- عدم نمایش زمان واقعی ( منحنی ‏VT ‎‏) روی صفحه ‏LCD ‎دستگاه ‏
‏2- ثبت کردن سه تست با مقادیر بیشینه
3- نبودن این امکان در نرم افزار دستگاه که تست های قبلی را در صورت غیر نرمال بودن نتایج حذف کنند
4 - عدم دارا بودن پمپ کالیبراسیون

خطای حالت صفر :
اسپیرومترهای فلو تایپ جریان هوا را به صورت غیر مستقیم اندازه گیری کرده و سپس جریان هوای عبوری را  نسبت به زمان انتگرال می گیرد تا حجم های ریوی مورد نظر را بدست آورد این نسل از اسپیرومترها قابل کارکرد با مکانیزم های مختلفی می باشند :‏
‏1- اسپیرومترهای فلوتایپ دارای سنسور فشار
2- نوع ‏MASS FLOW ‎‏ که جریان الکتریکی رادر یک سیم داغ اندازه میگیرند .
3- اسپیرومترهای توربینی
4- اسپیرومترهای التراسونیک
قبل از اندازه گیری هوای بازدم اکثر اسپیرومترهای فلوتایپ ابتدا گرادیان فشار ( یا هر سیگنال دیگر ) که قبل از دمیدن هوا به داخل سنسور وجود دارد را اندازه میگیرد . در هنگام صفر کردن سنسور افت فشار( یا هر سیگنال دیگر ) که مربوط به فقدان جریان هواست ثبت میشود . که در تنظیمات منحنی کالیبراسیون مورد استفاده قرار میگیرد . خطا زمانی اتفاق می  افتد که مبدل الکترونیکی به طور نادرست یک گرادیان فشار  (یا هر سیگنال دیگر) را در موقعی که هیچ هوایی به سنسورداده نمی شود اندازه می گیرد، در این صورت منحنی کالیبراسیون به سمت بالا شیفت  داده می شود و مقدار جریان هوا به صورت نادرست محاسبه می شود . اسپیروگرام ها در شکلهای 1و 2 خطای حالت صفر را در درجات مختلف نشان می دهد. در منحنی 3 صفر کردن سنسور به درستی انجام گرفته است . اگرچه خطای حالت صفر تمام جریان ها و حجم ها را در طول تست بالا می برد اما این مشکل در انتهای تست با وضوح بیشتری دیده می شود . در پایان تست موقعی که هوای بازدمی دیگر به داخل سنسور وارد نمی شود انتظار داریم که ‏FVC‏ به یک مقدار ثابتی برسد . در این هنگام جریان هوایی که به اشتباه به خاطر خطای حالت صفر ثبت شده است باعث می شود که منحنی حجم به زمان تدریجا" مثل یک خط راست بالا برود (منحنی 1و2 در شکل 1) ‏‎ ‎‏. این الگو به شکل ظریفی متفاوت از انسداد راه های هوایی  است . در شکل 2 خطای حالت صفر بزرگتر است که باعث می شود که منحنی حجم به زمان با شیب تندتری رشد کند (رشدی با شیب ‏S‏/‏L‏25/0) که در منحنی فلو بر حسب حجم دیده می شود . از آنجا که بازدم بعد از حدود 6 ثانیه متوقف می شود میزان ‏FVC ‎‏ در شکل 2 به 145 درصد مقدار پیش بینی شده می رسد ( در مقایسه با 204درصد مقدار پیش بینی در شکل 1 ) : ‏

شکل1: خطای حالت صفر؛ در منحنی 1 بیشترین مقدار را دارد،در منحنی 2 این خطا کمتر است و در مورد منحنی 3 سنسور به درستی صفر شده است.‏


شکل2 : خطای حالت صفر بزرگتر؛ یک شیفت بیشتر در منحنی کالیبراسیون در هنگام صفر کردن باعث می شود که خطای حالت صفر از آنچه در شکل 1 آمده است بزرگتر شود.

انسداد سنسور :
در اسپیرومترهای فلو تایپ ممکن است برای هر فرد  از یک سنسور جداگانه استفاده شود و یا اینکه از یک سنسور ثابت استفاده میشود و فیلترهای آنتی باکتریال برای هرفرد جداگانه روی سنسور قرار می گیرد . تکرار مداوم در استفاده از سنسور می تواند باعث گرفتگی آن شود . ‏
بخار آب بازدمی یا ترشحات دهانی می تواند روی سنسور متراکم شود یا اینکه قرار گرفتن انگشتان فرد مقابل سنسور می تواند به طور نسبی جریان هوای عبوری از آن را مسدود کند . در مورد یک مبدل دیفرانسیلی فشار ، این گرفتگی سبب افت فشار روی المنت مقاومتی می شود. شکل 3 یک نمونه کامل از آلودگی های احتمالی سنسور بوسیله جمع شدن آلودگی و انباشته شدن مخاط بعد از چندین مرتبه انجام تست را نشان می دهد. وقتی المنت مقاومتی بطور نسبی مسدود می شود، افت فشار اندازه گیری شده در المنت مقاومتی در هنگام بازدم به مقدار زیادی افزایش می یابد. افزایش افت فشار با افزایش فلوی اندازه گیری شده رابطه مستقیم دارد و این فلوها  وقتی  در واحد زمان  جمع زده  شوند  حجم را تشکیل  می دهند. (مطابق شکل)‏


شکل3 : آلودگی های سنسور ، در منحنی 8 سنسور احتمالا در اثر انباشته شدن بخار آب به طور نسبی بسته شده است.

تاثیرات خطاها در برنامه غربالگری تنفسی:‏
در یک برنامه سلامت پزشکی نتایج کاملی از تستهای اسپیرومتری روی 3 گروه مختلف افراد شاغل در 3 صنعت مختلف بدست آمد. 121 مرد در رنج سنی 20 تا 60 سال و میانگین سنی 40 سال در این برنامه شرکت کردند. 47% از این 121 مرد سیگاری (متوسط 20 سیگار در روز) و باقی غیر سیگاری بودند . با توجه به اینکه تقریباً نصف این افراد سیگاری بودند ، انتظار می رفت نتایج کمتر از مقادیر پیش بینی شده بدست آید. با این حال شکل 5 نشان می دهد که 94 نفر از 121 مرد دارای ‏FEV1‎‏ و ‏FVC‏ بیشتر از 100% مقدار پیش بینی شده و 40% آنها دارای ‏FEV1‎‏ و ‏FVC ‎‏ بیشتر از 120% بودند. چنین نتایجی برای این گروه افراد میانسال که 47% آنها سیگاری هستند غیر ممکن است . این نتایج برای بسیاری افراد ایجاد نتیجه منفی كاذب می کند . این نتایج نه تنها استفاده مفیدی ندارد، بلکه استفاده از آنها می تواند برای فرد خطرناک هم باشد. ‏

 

پیشنهادات:
1- کاربرهای اسپیرومتر در هر درجه ای از یک تکنسن گرفته تا یك متخصص، باید از احتمال ظاهر شدن این خطاها آگاه باشند. مشخص سازی خطای حالت صفر وانسداد سنسور باید با مقایسه دقیق با دیاگرامهای استاندارد اسپیرومتر موجود در پروتکل هایQC ‎‏ (كنترل كیفیت) صورت گیرد.‏

‏2- عدم موفقیت در بدست آوردن ‏‎ FEV1 ,FVC‎‏ تکرارپذیر ممکن است بخاطر ناتوانی فرد در بکارگیری ماکزیمم توان خود نباشد، بلکه بخاطر مشکلاتی چون خطای حالت صفر، گرفتگی و انسداد سنسور و تغییر دمای سنسور در حین انجام تست باشد.
3- کاربر بایستی به درستی تستهایی که بیشتر از 120% مقدار پیش بینی شده است، شک کند. خصوصا وقتی مقادیر در یک رنج زمانی کوچک رشد زیادی داشته باشند.‏

‏4- بالا رفتن ناگهانی نتایج یک بیمار در دو تست متوالی مثلا از 70% به 90% این احتمال را تقویت میکند که دستگاه دارای خطاست.بنابراین انجام کالیبراسیون حداقل هفته ای یک بار ضروری است.
5- نمایش منحنی حجم بر حسب زمان  ‏‎(Real time)‎‏ روی صفحه ‏LCD‏ در حین انجام تست و رسم تمام منحنی های تنفسی در پرینت خروجی مطابق با استانداردهای ‏ATS‏ در تشخیص خطا کمک می کند.


شکل4 : آلودگی سنسور کمتر است ؛ سنسور بطور نسبی به وسیله مخاط رسوب داده شده است.‏

 


شکل5: تاثیر خطاها بر روی غربالگری تنفسی و برنامه های مراقبتی


نتایج :
برخلاف تکنیکهای غلط انجام تست که معمولا نتایج آزمون را کاهش می دهند، خطاهایی که مربوط به صفر کردن ناصحیح  و انسداد سنسور است می تواند به طور قابل ملاحظه ای نتایج را افزایش دهد، که این نتایج می توانند باعث تشخیص نادرست شوند. اهمیت این خطا وقتی بیشتر می شود که این خطاها در مورد اسپیرومتری که همان روز کالیبره شده است اتفاق می افتد. آن دسته از تستهایی که در آنها مقادیر‏FVC ‎‏ و‏‎ FEV1‎‏ به شکل قابل ملاحظه ای افزایش می یابد باید برای کاربر هشداری باشد  که این امر می تواند ناشی از عملکرد نا مناسب دستگاه باشد.‏