تنفس را میتوان این گونه تعریف کرد: تبادل گازها بین موجود و محیطی که در آن زندگی میکند. با این تعریف دو نوع تنفس در موجود زنده خواهیم داشت:
پارامترهای تنفسی، اندازهگیریهایی هستند که از بررسی آنها میتوان، وضعیت عملکرد تنفس را نشان داد. این پارامترها شامل حجمهای ریوی، ظرفیتهای ریوی، مقاومت راههای هوایی. پذیرش و کشسانی ریوی و فشار داخل سینهای است. تنها قسمتی از هوایی که به داخل دستگاه تنفس وارد میشود، به آلوئلها میرسد و قسمتی از آن در فضای هدایتی باقی میماند که در نتیجه برای تبادل گازی، با خون در دسترس نیست. به این هوا، هوای مرده گفته میشود. دلیل وجود چنین حجمی این است که همواره مقداری هوا در سیستم تنفسی وجود دارد که سیستم را باز نگه میدارد در نتیجه هربار نیروی زیادی برای باز کردن راههای هوایی و بخش تنفسی لازم نیست.
حجمهای مهم ریوی عبارت است از: حجم جاری، حجم ذخیره دمی، حجم ذخیره بازدمی و حجم باقیمانده. حجم گاز استنشاق شده یا خارج شده در هر سیکل تنفسی است. حجم ذخیره دمی (IRV)، در انتهای یک دم معمولی به حداکثر حجم هوایی که بتوان وارد ریهها نمود گفته میشود . حجم باقیمانده (RV) نیز، مقدار هوایی است که در هر حالت، در ریه باقی میماند.
از این دستگاه برای اندازهگیری برخی از حجمها و ظرفیتهای ریوی استفاده میشود. یک دمسنج ساده در شکل نشان داده شدهاست. این دستگاه از طرفی به زنگی شبیه است که بالای یک ظرف آب قرار گرفتهاست. یک لوله خرطومی هوا، از یک قطعه دهانی به فضای بالای سطح آب در داخل زنگ، کشیده میشود.
یک نمونه از ریسمان آویزان شدهاست که نیروی کششی روی سیمان پدید آورده و وزن زنگ را دقیقاً در فشار یک اتمسفر متعادل نگه میدارد. به این ترتیب، وقتی شخص در داخل قطعه دهانی نفس نمیکشد، زنگ در بالای سطح آب در حالت س خواهد بود. اما در زمان بازدم، فشار داخل زنگ به بالای یک اتمسفر، افزایش مییابد که در نتیجه آن زنگ بالا میرود. بهطور مشابه در هنگام عمل دم، فشار داخل زنگ، کاهش مییابد. بهطور کلی، در هنگام افزایش فشار، زنگ بالا رفته و در زمان کاهش فشار، پایین میآید. همراه با تغییر فشار زنگ، حجم داخل ان تغییر میکند. این کاهش حجم، موقعیت وزنه مقابل تغییر میکند. با اتصال قلم به وزنه، تغییرات حجم بر روی کاغذ قابل ثبت است. روش توصیف شده ابتدایی روش ثبت حجمهای ریوی است که با توجه به دستوری که کاربر سامانه به بیمار میدهد و انواع روشهای تنفسی که اعمال میشود، منحنیهای مورد نظر پزشک ثبت میشود. مدلهای بسیار جدیدتری به بازار ارائه شدهاست که یک نمونه از آن در شکل دیده میشود.
برخی از دمسنجها یک خروجی الکتریکی دارند به این شکل که وقتی تک قسمتی در قطعه دهانی وجود ندارد پتانسیل الکتریکی صفر و در نتیجه سیگنالی نداریم اما در هنگامی که بیمار در داخل لوله نفس میکشد، پتانسیل الکتریکی مثبت و منفی متناسب با حجم به دو انتهای پتانسیومتر، متصل میشود و سیگنال الکتریکی حاصل بیانگر حجم مورد نظر است. فلومترهای التراسونیک هم به صورت تجاری موجود است که بر اساس اختلاف تغییر داپلر که روی امواج التراسونیک ثبت شده کار میکند. از ترانسر Pinwheel نیز جهت اندازهگیری حجمهای ریوی، استفاده شدهاست.
روشهای دمسنجی (اسپیرومتری) به دو دسته کلی تقسیم میشوند:
فلومتری خود شامل تکنیکهای مختلفی است که به ۴ تکنیک آن در ذیل اشاره میشود:
شار هوا در این دستگاه به وسیله مقاومت معینی که در داخل تیوپ ثابت شدهاست اندازهگیری میشود. در این نوع دمسنج مقاومت در برابر شار به وسیلهٔ آرایهای از مویرگهای هم جهت با فشار هوا اندازهگیری میشود. افت فشار در طول مقاومت در جریانهای نسبتاً کم هوایی بهطور خطی با جریان هوا متناسب است. در این حالت الگوی شار لامینار است. در شارهای بالاتر، جریان هوایی شکل متلاطمی به خود میگیرد و در این حالت افت فشار در طول مقاومت نسبت به شار بیشتر است. دقت اندازهگیریها در حالتی که الگوی جریان هوا لامینار و ارتباط شار با افت فشار خطی باشد بیشترین مقدار خود را دارد.
دمسنجهای نوع فلیسچ در اندازههای مختلف و برای بازههای مختلف شار عبوری وجود دارند. مقاومت در برابر عبور شار میتواند بر اثر انباشته شدن ترشحات یا سایر آلایندهها افزایش یابد. همچنین با تقطیر بخار آب (موجود در بازدم) مشخصهٔ شاری آن دستخوش تغییر میشود. همچنین مشخصه شار با ویسکوزیته شار نیز تغییر میکند که این ویسکوزیته خود ناشی از نسبت گازهای موجود در هوای تنفسی و همچنین دمای هواست.
در این روش شار بر اثر اختلاف فشار در دو طرف یک مقاومت کوچک (ناشی از یک صفحه مشبک فی) که در داخل تیوب ثابت شدهاست اندازهگیری میشود. در این حالت نیز مانند حالت قبل، به ازای جریانهای کم ارتباط شار با افت فشار خطی و الگوی شار لامینار است، در جریانهای عبوری زیاد دستخوش تلاطم میشود و رابطه ا حالت خطی خارج میگردد. به علاوه دقت اندازهگیریها در حالت اول (خطی و الگوی لامینار) بیشتر است. سر دمسنج شکل شیپوری دارد و این طراحی برای این است که در بازههای بزرگی از شار عبوری امکان دستیابی به الگوی لامینار فراهم باشد. از این رو اسپیرمترهای نوع لی لی به ازای شارهای ۰ تا ۱۲ لیتر بر ثانیه رابطه خطی از خود نشان میدهند. در این حالت هم مانند حالت قبل عواملی نظیر انباشته شدن ترشحات و تقطیر بخار هوا و. میتواند مقاومت را دستخوش تغییر نماید. و همچنین ویسکوزیته مشخصه شار را تغییر میدهد.
در این روش وقتی گاز از در محفظه جریان مییابد، پره چرخان به حرکت در میآید؛ شار عبوری از محفظه با تعداد چرخش پره در واحد زمان متناسب است که این تعداد چرخش با استفاده از سیگنالهایی که از منبع نور پالسی به سلول نوری رسیده و شمارش میشود به دست میآید (طبق شکل). یک مزیت این دستگاه مقاومت آن در برای شار تلاطمی، بخار آب و دمای گاز است. اما عیب این وسیله اینرسی پره است که باید با حداقل کردن جرم پره و اعمال یک منحرفکننده اثر این اینرسی را حتی الامکان کم نمود.
این فلومتر شامل یک سیم پلاتینی باریک است که تا دمای معینی گرم شده و در مرکز محفظه قرار گرفتهاست. با عبور جریان هوا از فلومتر، این سیم سرد میشود و برای بازیابی دمای اولیه خود به انرژی الکتریکی نیاز خواهد داشت. میزان انرژی الکتریکی اضافی مورد نیاز، شار گاز عبوری را معلوم میکند.