在出血的人体模型集成的代偿反应

Summary

该协议的目的是证明的技术用于使用下体负压作为可用于定量的人类代偿机制血容量赤字总积分的人类出血的非侵入性的实验模型测量减少中央血容量代偿反应。

Abstract

出血是创伤有关的死亡的首要原因，部分是由于失血的严重性的早期诊断是困难的。出血的患者的评估是困难的，因为目前的临床工具提供的生命体征，由于代偿机制仍然期间出血的早期阶段稳定的措施。因此，有必要了解和测量的该补偿减少循环血液量，以及他们如何持续渐进出血时改变机构的总积分。人体的储备，以弥补减少循环血容量被称为"补偿性储备"。代偿储备可以在动脉波形与使用一个高功率的计算机的测量的特征的变化的实时测量来精确地进行评价。下体负压（LBNP）已经显示出模拟许多生理反应的与出血相关的人类，并且是用来研究对出血的代偿性反应。这项研究的目的是演示过程中中央血量逐步削减与下体负压为出血的模拟储备代偿如何评估。

Introduction

心血管系统的最重要的功能是足够的灌注（血流量和氧输送）到身体的所有组织中，通过动脉血压稳态调节控制。补偿各种机制（ 例如 ，自主神经系统的活动，心率和收缩，静脉回流，血管收缩，呼吸）有助于维持在组织氧气的正常生理水平¹的减少在循环血液量例如那些引起出血可以妥协心血管补偿机制的能力，并最终导致低动脉血压，认真组织缺氧，循环性休克，可以是致命的。

严重出血（ 即出血性休克）引起的循环性休克是死亡的主要原因是由于创伤^。2一个防止病人从最具挑战性的方面发展的冲击是我们的没有认识到它的早期发病。朝向休克的发展进展的早期和准确的评估目前在临床上由提供在失血因为人体的众多代偿的早期阶段变化很小的生命体征测量技术（ 即，医疗监视器）限定对调节血压的机制^。3-6因此，衡量的总和身体的储备，以弥补血液流失的能力代表组织灌注状态的最准确的反映和发展电击的危险^。1该储备金被称为。它可以通过改变实时测量动脉波形的特点准确地评估代偿储备代偿储备的枯竭¹复制的危重患者低血压突然发作观察到的终端心血管功能不稳定;被称为血液动力学装饰的条件mpensation ⁷

在人类持续失血期间代偿储备和调节血压的利用之间的关系可以用一套完整的生理测量的实验室证明（ 如

Protocol

在此之前任何人的过程中，机构审查委员会（IRB）必须批准该协议。在这项研究中使用的协议被批准由美国陆军医学研究和装备司令部IRB。该协议旨在演示在中央血容量逐步减少类似于在受控和可重复的实验室设置持续出血时由个人经历的补偿的生理反应。 25˚C - 实验室房间温度在23控制。

1.设备的准备

1. 打开设备并需要预热和校准设备。
   注:设备和装置包括一个数据采集系统，记录在1赫兹的数据;这提供了使用两个单独的红外线手指光电容积袖带传感器^9-11肱动脉血压和动脉血氧饱和度的非侵入性，连续测量（SPO _2）两个独立的设备;一个capnograpH值呼气末_二氧化碳和呼吸频率的测量;和手指脉搏血氧计收购周边动脉搏动波形测量补偿储备。
2. 通过调整每个仪器时间戳匹配实验室主时钟将用于在实验过程中以标记时间同步所有与内部时钟的文书。

2.除准备

1. 指示受试者避免咖啡因，酒精和剧烈运动24小时测试之前，并避免食用之前在血液动力学失代偿诱导恶心事件的协议，至少2小时。
2. 在此之前的协议开始，有医生进行体检检查，以确保符合题目最低卫生要求，并确保没有排除标准（尼古丁的使用，高血压，植物神经功能紊乱，或晕厥发作史）。由于怀孕是排除标准参与，要求女性参与者采取一个标准的尿妊娠试验在研究的当天。
   注:有关主体的安全性，研究医生....

Results

该下体负压过程会导致在周围的下部躯干和腿的空气压力降低。作为这种真空逐渐增加，从头部和上部躯干在下体血容量移位来创建中央血容量不足的状态。在中央血容量逐步减少（ 即 ，LBNP）产生与红外线手指光体积描记（ 图5）测量的动脉波形的特征显著改变。该补偿储备指数（CRI）是从采用了独特的机器学习算法，其分析在波形特性的变化来计算的估计补偿储备（图6）的记录，动脉脉搏波计算^。1,15,16每个连续非侵入光体积描记波形（表示为所监测的"患者的动脉波形"）是输入来计算个人的COMPEN的估计偿储备（表示为"CRI估算"）的基础上比较的参考波形大"图书馆"（表示为"算法波形库"）从中央血容量逐渐产生水平。

在该实验中，受试者暴露于下体负压直到血液动力学失代偿的发作时，身体不再能够补偿的血容量不足时发生。对平均动脉压，心脏速率， _血氧饱和.......

Discussion

用下体负压引起中央血容量进步和不断的减少，我们能够诱导血液动力学失代偿的主题典型的响应，其特点是低血压和心动过缓（ 图7）突然发作。理解到出血集成代偿反应是非常复杂的是很重要的^，19从而在公差失血显著个体变异^。1同样地，一些个体具有相对响应的补偿机制，而其他不那样有效地补偿。因此，在该协议中的关键步骤是在实验进行到心血管失代偿的发作的点，以便耐受血容量减少可以精确评估。实验提前终止不会提供宽容的数据。在超过250人的实验，使我们个人可以分为两大普通人群^1,15,20-23 -那些具有相对较高的耐受性（LBNP该协议的-60毫米汞柱水平完成）减少中央血量（ 即良好补偿）和那些低公差（谁没有差补偿器来完成的-60毫米汞柱水平下体负压协议）。我们测试了人类的三分之一（33％）具有较低的耐受性，受试者中有三分之二（67％）有较高的耐受性血容量减少。在演示（图7）测试的主题将被归类为具有高耐受性，因为他完成了-60毫米汞柱下体负压水平。

下体.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
动态研究评估工作站 （DREW） 数据采集系统	NA	NA	由 ISR 人员定制建造。DREW 允许对多达 16 台独立仪器的数字和模拟信号数据进行时间同步，采样率为 1,000 Hz。
Finometer	Finapress Medical Systems （FMS）	Model 1	设备，使用两个独立的红外手指光影袖带传感器提供肱动脉血压和动脉血氧饱和度 （SpO2） 的无创连续测量。
BCI Capnocheck Plus	史密斯医疗粉末冶金公司	9004	二氧化碳分析仪用于测量呼气末 CO2 和呼吸速率
CipherOX	Flashback Technologies Inc. 公司	R200	用于计算补偿储备指数 （CRI） 的研究装置
Nonin 9560 脉搏血氧仪	Nonin	9560	手指脉搏血氧仪
下半身负压室 （LBNP）	NASA	79K32632-1	美国宇航局建造的定制室
ECG Biotach	Gould	13-6615-65	用于测量心电图的心电图
仪 鼻腔 CO2样品线	Salter Labs	REF 4000	不含乳胶的鼻插管，用于对呼出的空气进行采样