Een moeilijk concept voor studenten om te begrijpen is hoe de terugslagkrachten van de long en de terugslagkrachten van de borstkaswand elkaar uitbalanceren om de ontspanningsdruk-volume relatie van het long en borstkaswand systeem te bepalen. Bij de meeste longvolumes is de terugslag van de long naar binnen gericht, terwijl de terugslag van de borstkaswand naar buiten gericht is. Wanneer de twee terugslagkrachten van gelijke grootte zijn, maar in tegengestelde richting, is het long- en borstwandsysteem in dynamisch evenwicht. Het longvolume waarbij dit optreedt is de functionele restcapaciteit (FRC). Wat volgt is een beschrijving van een eenvoudig model dat dit verschijnsel kan aantonen, en tevens actieve spierinademing en passieve uitademing kan demonstreren. Door het model enigszins te wijzigen kan ook het effect van een verandering in de terugslag van de longen, ten gevolge van longfibrose of emfyseem, worden aangetoond. Dit model is gebaseerd op de leermiddelen voor longventilatie van Stockert (1, 2).

Het model is opgebouwd uit vier aluminium lab-frame staven, drie klemhouders, een zware voet, een vrij zwaaiende thermometerklem, en vier elastiekjes (Fig. 1A). Wanneer u het geassembleerde model beschrijft (fig. 1B), geef dan aan dat de linker verticale staaf 0% vitale capaciteit (VC) voorstelt, de vrij zwaaiende staaf in het midden de borstwand voorstelt, en de rechter verticale staaf 70% VC voorstelt. Houd vervolgens twee elastiekjes omhoog die respectievelijk de elastische terugslag van het longweefsel en de elastische terugslag van de borstkaswand voorstellen. Bevestig de elastiekjes aan de beweegbare “borstkaswand” zodanig dat de twee elastiekjes in tegengestelde richtingen trekken (fig. 2A). De plaats waar de borstwand nu staat is FRC, waarbij de elastische terugslag van de long en borstwand elkaar in evenwicht houden.

Om een inademing te demonstreren, beweeg je fysiek de onderkant van de borstwandstaaf in de richting van een groter longvolume (d.w.z. naar rechts, in de richting van de 70% VC staaf; Fig. 2B). De energie die nodig is om dit te doen is analoog aan de energie geleverd door de inspiratie spieren (d.w.z., het diafragma en de externe intercostale spieren) tijdens een inspiratie. Dit zal ook het elastiekje uitrekken dat de elastische terugslag van de long voorstelt, die terug zal trekken op de borstwandstaaf. Om een passieve uitademing aan te tonen, laat u gewoon de borstwandstaaf los, en de borstwand keert terug naar FRC (fig. 2C). De energie die deze beweging voortbrengt is de opgeslagen energie in de uitgerekte rubberen band die de elastische terugslag van de long voorstelt, en dus is er geen spierkracht nodig tijdens een passieve uitademing. Meer geavanceerde demonstraties zouden de terugslagkrachten kunnen aangeven tijdens een inademing tot een groot longvolume (d.w.z. >70% VC), waarbij long- en borstwandterugslag nu beide naar binnen gericht zouden zijn, of tijdens een actieve uitademing tot een longvolume kleiner dan FRC (d.w.z. tot RV), waarbij de borstwandterugslag zich in toenemende mate zou verzetten tegen het afnemende longvolume.

Door rubberbanden toe te voegen of te verwisselen, kunnen longziektetoestanden ook met dit model worden gedemonstreerd. Het toevoegen van een tweede rubberen band elastische terugslag van de long te verhogen zou vertegenwoordigen pulmonale fibrose (Fig. 2D). In dit geval wordt FRC verminderd, en het is veel moeilijker te produceren een inspiratoire beweging van de borstkaswand als gevolg van de verhoogde long elastische terugslag. Het verwijderen van de twee long recoil elastiekjes en ze te vervangen door een enkel, groter elastiekje met minder elastische recoil zou emfyseem vertegenwoordigen (Fig. 2E). In dit geval zijn zowel de FRC als de compliance van de long verhoogd, waardoor het gemakkelijker wordt om een inspiratoire beweging van de borstwand te produceren. Een pneumothorax kan worden aangetoond door de rubberen band die de elastische terugslag van de long voorstelt, los te haken van de borstwandstaaf en op zijn plaats te houden op de 0% VC aluminium staaf (fig. 2F). De rubberen band zal naar binnen terugschuiven, wat een ingeklapte long aantoont, terwijl de borstwandstaaf naar buiten zal worden bewogen door de borstwandterugschuiving, wat een ongecontroleerde thoraxinflatie aantoont. Merk op dat de rubberen band die de ingeklapte long voorstelt niet volledig inzakt tot een nulvolume; de gehandhaafde “inflatie” van de “long” tijdens een pneumothorax vertegenwoordigt het minimale volume van de long.

Deze presentatie is zeer visueel en demonstreert gemakkelijk een moeilijk te begrijpen onderwerp voor studenten. Het is gebruikt tijdens colleges aan studenten in medische, farmacie, physician’s assistant, en fysiotherapie opleidingen. De meeste studenten lijken de demonstratie leuk te vinden, en ik heb positieve feedback gekregen van studenten in alle opleidingen. Na het bekijken van de demonstratie lijken de studenten dit moeilijke concept gemakkelijk te begrijpen.