A diákok számára nehezen érthető fogalom, hogy a tüdő és a mellkasfal visszahúzódási erői hogyan egyensúlyozzák ki egymást, hogy meghatározzák a tüdő és a mellkasfal rendszerének relaxációs nyomás-térfogat viszonyát. A legtöbb tüdőtérfogatnál a tüdő visszarúgása befelé irányul, míg a mellkasfal visszarúgása kifelé. Ha a két visszahúzó erő azonos nagyságú, de ellentétes irányú, akkor a tüdő és a mellkasfal rendszere dinamikus egyensúlyban van. Az a tüdőtérfogat, ahol ez bekövetkezik, a funkcionális maradékkapacitás (FRC). A következőkben egy olyan egyszerű modell leírása következik, amely ezt a jelenséget, valamint az aktív izmos belégzést és a passzív kilégzést képes bemutatni. A modell kismértékű megváltoztatásával a tüdő visszahúzódásának – akár tüdőfibrózis, akár tüdőtágulat miatt bekövetkező – megváltozásának hatása is bemutatható. Ez a modell a Stockert (1, 2) által bemutatott tüdőlégzés-tanítási segédeszközökön alapul.

A modell négy alumínium laborvázas rúdból, három szorítótartóból, egy nehéz alapból, egy szabadon lengő hőmérőbilincsből és négy gumiszalagból épül fel (1A. ábra). Az összeszerelt modell leírásakor (1B. ábra) jelezze, hogy a bal oldali függőleges rúd a 0%-os vitálkapacitást (VC), a középen lévő szabadon lengő rúd a mellkasfalat, a jobb oldali függőleges rúd pedig a 70%-os VC-t képviseli. Ezután tartson fel két gumiszalagot, amelyek a tüdőszövet rugalmas visszahatását, illetve a mellkasfal rugalmas visszahatását jelképezik. Rögzítse a gumiszalagokat a mozgatható “mellkasfalhoz” úgy, hogy a két gumiszalag ellentétes irányba húzódjon (2A ábra). Az a hely, ahol a mellkasfal most helyezkedik el, az FRC, ahol a tüdő és a mellkasfal rugalmas visszahúzódása kiegyenlíti egymást.

A belégzés demonstrálásához fizikailag mozgassa a mellkasfal rúd alját egy nagyobb tüdőtérfogat felé (azaz jobbra, a 70%-os VC rúd felé; 2B ábra). Az ehhez szükséges energia analóg azzal az energiával, amelyet a belégzés során a belégzőizmok (azaz a rekeszizom és a külső bordaközi izmok) szolgáltatnak. Ez a tüdő rugalmas visszahatását jelentő gumiszalagot is megnyújtja, amely visszahúzza a mellkasfal rúdját. A passzív kilégzés bemutatásához egyszerűen engedje el a mellkasfali rudat, és a mellkasfal visszatér az FRC-be (2C ábra). Az energia, amely ezt a mozgást létrehozza, a tüdő rugalmas visszahatását jelképező kifeszített gumiszalagban tárolt energia, és így a passzív kilégzés során nincs szükség izomerőre. Fejlettebb demonstrációkkal a visszarugó erőket nagy tüdőtérfogatra (azaz >70% VC) történő belégzés során lehetne jelezni, ahol a tüdő és a mellkasfal visszarugózása most mind befelé irányulna, vagy aktív kilégzés során az FRC-nél kisebb tüdőtérfogatra (azaz RV-re), ahol a mellkasfal visszarugózása egyre inkább a csökkenő tüdőtérfogattal szemben állna.

A gumiszalagok hozzáadásával vagy cseréjével a tüdőbetegségek állapotai is demonstrálhatók ezzel a modellel. Egy második gumiszalag hozzáadása a tüdő rugalmas visszacsapódásának növelése érdekében a tüdőfibrózist reprezentálná (2D ábra). Ebben az esetben az FRC csökken, és a tüdő megnövekedett rugalmas visszacsapódása miatt sokkal nehezebb a mellkasfal inspirációs mozgását előidézni. A két tüdővisszahúzódó gumiszalag eltávolítása és egyetlen, nagyobb, kisebb rugalmas visszahúzódású gumiszalaggal való helyettesítése emphysemát jelentene (2E. ábra). Ebben az esetben mind az FRC, mind a tüdő compliance-je megnövekszik, ami megkönnyíti a mellkasfal inspirációs mozgásának előidézését. A pneumothoraxot úgy lehet demonstrálni, hogy a tüdő rugalmas visszacsapódását jelképező gumiszalagot lecsatoljuk a mellkasfal rúdjáról, és a 0% VC alumínium rúdra rögzítjük (2F. ábra). A gumiszalag befelé tekeredik vissza, ami az összeesett tüdőt mutatja, míg a mellkasfali rúd a mellkasfal visszahúzódásával kifelé mozdul, ami a mellkas ellenállás nélküli felfúvódását mutatja. Vegyük észre, hogy az összeesett tüdőt ábrázoló gumiszalag nem esik össze teljesen a nulla térfogatra; a “tüdő” fenntartott “felfújása” a pneumothorax során a tüdő minimális térfogatát jelenti.

Ez a bemutatás rendkívül vizuális, és könnyen szemlélteti a diákok számára nehezen érthető témát. Orvosi, gyógyszerészi, orvosi asszisztensi és fizikoterápiás programok hallgatói számára tartott előadások során használták. Úgy tűnik, a legtöbb hallgatónak tetszik a bemutató, és minden programban pozitív visszajelzést kaptam a hallgatóktól. Miután megtekintették a demonstrációt, úgy tűnik, a hallgatók könnyen megértik ezt a nehéz fogalmat.