Name: Beurteilung der Lungen Kapillarblutentnahmesystem Volumen, Membrandiffusionskapazität und Intrapulmonale arteriovenöse Anastomosen während des Trainings (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-02-20T12:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 9 s
Description: Erfahren Sie Methoden zur Beurteilung pulmonaler Gefäßreaktionen bei Belastung mittels FiO2-Diffusionskapazitätsmessungen und kontrastverstärkter Echokardiografie. Diese Techniken ermöglichen die Quantifizierung von Kapillarblutvolumen, Membrandiffusionskapazität und intrapulmonalen arteriovenösen Anastomosen.

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Die Finanzierung wurde vom Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada und der Heart and Stroke Foundation of Canada bereitgestellt.

Dieses Protokoll folgt den Richtlinien des menschlichen Forschungsethikkommission an der Universität von Alberta und entspricht den von der letzten Revision der Deklaration von Helsinki festgelegten Standards. 1. Graded Exercise Test (VO 2PEAK) <ol><li> Erhalten geschrieben, informierte Einwilligung von dem Thema. Lassen Sie das Thema gelesen und beantworten Sie die auf die körperliche Aktivität Bereitschaft aufgeführten Fragen Fragebogen + (PAR-Q +) ihre Bereitschaft , 24 für die Übung zu bestimmen. </li><li> Stellen Sie die Sitzhöhe des Fahrradergometer gemäß Thema Präferenz. Legen Sie vier Elektrokardiogramm (EKG) Elektroden auf der Rückseite des Patienten gemäß der Norm 3-Kanal - EKG - Platzierung, mit modifizierten Glied die Herzfrequenz (HR) 25 zu messen , führt. </li><li> Setzen Sie das Mundstück in den Mund des Patienten ausgeatmeten Gases und Belüftung während des Tests zu messen , um eine metabolische Messsystem 25 verwendet wird . HINWEIS: Das metabolische System wird in Echtzeit Sauerstoffverbrauch messen (VO 2), die Produktion von Kohlendioxid (VCO 2), Lüftung (V E), Herzfrequenz (HR), und Gezeiten- CO 2 (P ET CO 2) zu beenden. </li><li> Nach 2 Minuten der Sammlung von Basisdaten, anweisen, das Thema Radfahren mit einer anfänglichen Arbeitsbelastung von 50 Watt zu starten, eine konsistente Kadenz von ≥60 RPM zu halten. Erhöhen Sie die Arbeitsbelastung in 25 W alle 2 Minuten die Schritte, bis das Objekt willentliche Erschöpfung oder Anfragen erreicht 25 den Test zu stoppen. </li></ol> 2. Mehrere Fraktion des eingeatmeten Sauerstoffs (F I O 2) Diffusionskapazität (DL CO) Methode 7 <ol><li> Berechnen Sie die Workloads auf 30% entspricht, 50%, 70% und 90% der VO 2PEAK mit der Spitze VO 2 in der gestaffelten Belastungstest erhalten. Mindestens 48 Stunden nach dem abgestuften Belastungstest, haben das Thema Wiederwenden sich an das Labor für DLCO Manöver. </li><li> Überschreiten Sie nicht 12 DLco Tests pro Tag, wie Carboxyhämoglobin (COHb) Anhaftungen können bei wiederholten Tests 5 auftreten. Daher führen Tests an mehreren Tagen auf der Grundlage der Anzahl von Übungs Auslastungen der DLCO Daten durchgeführt und die Qualität. </li><li> Bereiten Sie Pre-Atemgase durch einen Tank mit 100% O 2 -Gas und einem Tank von medizinischer Qualität Luft Befestigung (21% O 2 und 79% N 2) mit einem Luftmixersystem. Füllen zwei 60 L nichtdiffundierenden Douglas Taschen, eine mit 40% O 2 und eine mit 60% O 2, Luft blender System. </li><li> Richten Sie zwei großkalibrige, Dreiwegehahn Ventile, die für die Modulation von inhalierten Gasgemische ermöglicht. Diese werden nachfolgend als die "pre-Atemventile." </li><li> Schließen Sie die Douglas-Taschen mit dem Ventilsystem mit flexiblen, nicht komprimierbaren Schlauch. Schließen Sie das Ventilsystem auf eine Zwei-Wege, T-förmige Nicht-Rückatmungsventil Anschlektiert zur Testgas-Einlassbaugruppe des Massenstromsensors des metabolischen Meßsystems. </li><li> Für Messungen ruht, haben sitzt Gegenstand aufrecht, mit beiden Füßen flach auf dem Boden. Für Übung Versuche, sicherzustellen, dass das Thema in einem stabilen Zustand ist durch HR Überwachung des EKG (HR ± 3 bpm für den stationären Zustand) verwenden. HINWEIS: Der Steady - state darf nicht bei 90% der VO 2PEAK erreicht werden; Somit beginnt die Messung , wenn das Subjekt die HR entspricht 90% des VO 2PEAK auf der gradierten Belastungstest erreicht hat. </li><li> Sammeln Sie einen einzigen Tropfen Kapillarblut über einen Stich in den Finger und analysieren es für die Hämoglobinkonzentration. Passen Sie dann alle nachfolgenden DL CO für [Hb] unter Verwendung der folgenden Gleichung 26: <img alt="Gleichung 1" src="/files/ftp_upload/54949/54949equation1.jpg"></li><li> Wählen Sie eine F I O 2 (21%, 40% bzw. 60%) nach dem Zufallsprinzip durch die vorge atmen Ventile in die gewünschte Ausrichtung umgeschaltet wird . Choose die entsprechende F I O 2 -DL CO - Gas durch das DL CO - Gas Wahlventil drehen (siehe Abbildung 1C). </li><li> Weisen Sie den Gegenstand der Nase Clips zu befestigen und in der Regel in das Mundstück für fünf Atemzüge aus dem Douglas Tasche zu atmen 2 an die jeweiligen F I O entspricht. </li><li> Weisen Sie das Thema Restvolumen zu verfallen. Wenn die Lungenvolumen Plateaus bei Restvolumen, einatmen , das Thema haben die DL CO - Gasgemisch Lungenkapazität auf insgesamt und den Atem für 6 s halten vor dem Restvolumen ausatmen. </li><li> Überwachung der Methanverfolgung während der Ausatmung, um sicherzustellen, daß die Neigung horizontal ist, da dies anzeigt, dass das CO Prüfgas auch in der Lunge, äquilibriert wird. HINWEIS: Die alveoläre Volumen (V A) und Atem Haltezeit werden automatisch berechnet und durch das metabolische Messsystem berichtet. </li><li> Stellen Sie sicher , dass die V A für jedes DLco Manöver ist innerhalb von 5% of früheren Studien. Ebenso sollte Atem Haltezeit 6,0 ± 0,3 s betragen. Wenn nicht, wiederholen das Manöver. </li><li> Warten Sie 4 min Rest Kohlenmonoxid zu ermöglichen , aus zu waschen, und wiederholen Sie die Schritte 2,8-2,11 für jeden verbleibenden F I O 2 in Ruhe. </li><li> Mindestens 48 Stunden später, wiederholen Sie die Schritte 2,9-2,15 im stationären Zustand bei jeder Trainingsintensität (30%, 50%, 70% und 90% der VO 2PEAK) für jede F I O 2. Reduzieren Sie die Arbeitsbelastung zwischen der Atem bei 90% der Arbeitsbelastung 2PEAK VO hält das Thema zu erholen. </li><li> Warten Sie 2 Minuten zwischen DLco Tests während der Übung alveolären CO während des Trainings zu löschen. Nicht mehr als 12 DLco Tests pro Tag Carboxyhämoglobin (COHb) Aufbau 5 zu vermeiden. </li></ol> 3. Berechnung pulmonalkapillären Blutvolumen und Membrandiffusionskapazität <ol><li> Berechnen Sie den alveolären Partialdruck von O 2 (P A O 2) unter Verwendung der following Gleichung <img alt="Gleichung 2" src="/files/ftp_upload/54949/54949equation2.jpg"> HINWEIS: F I O 2 ist der Anteil des eingeatmeten O 2, P BAR der Atmosphärendruck, P H2O ist der Wasserdampfdruck, P a CO 2 ist der Druck des arteriellen CO 2 und RER ist das respiratorische Austauschverhältnis. </li><li> Schätzen Sie die RER und P ein CO 2 unter Verwendung der gemessenen 30-s Durchschnitt P ET CO 2 und RER für die jeweilige Trainingsintensität aus den erhaltenen Daten in der vorherigen abgestuften Belastungstest. </li><li> Berechnen R CO unter Verwendung der folgenden Gleichung 7. <img alt="Gleichung 3" src="/files/ftp_upload/54949/54949equation3.jpg"></li><li> Diagramm der Beziehung zwischen 1 / DLco adj und 1 / θ CO für jedes F I O 2 und die Regressionsgleichung berechnet werden . HINWEIS: Die minimale akzeptable r 2Wert beträgt 0,95, und DL CO Manöver wiederholt werden sollte , wenn r 2 Werte außerhalb dieses Bereichs 21 sind. </li></ol><img alt="Figur 2" src="/files/ftp_upload/54949/54949fig2.jpg"> Abbildung 2: Repräsentative Graph von 1 / DL CO im Vergleich zu 1 / θ CO bei maximaler Belastung. Die Beziehung zwischen 1 / DL CO und 1 / θ CO aufgetragen drei Atem bei den verschiedenen F I O 2 enthält (21%, 40% und 60%). Die Berechnung von Vc und Dm sind aus der Regressionsgleichung oben für die Beziehung abgeleitet. Die Umkehrung der Steigung (1 / 0,00796) der Linie den Wert für Vc gibt (125.5 ml) und die Umkehrung der y-Abschnitt (1 / 0,00869) ergibt den Wert für Dm (115.0 ml · min -1 · mmHg -1). <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54949/54949fig2large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier</a> , um <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54949/54949fig2large.jpg" target="_blank">eine lar anzuzeigen</a>ger-Version dieser Figur. <ol start="5"><li> Berechnen Vc durch den Kehrwert der Steigung der Regressionsgleichung CO zwischen 1 / DL CO und 1 / θ nehmen. Berechnen Dm durch den Kehrwert der y-Achsenabschnitt der Gleichung nehmen. </li></ol> 4. Intrapulmonale arteriovenöse Anastomose Recruitment <ol><li> An einem anderen Tag von der Datenerhebung DL CO, legen Sie eine 20-Gauge intravenöse (IV) Katheter in eine Antekubitalvene und verbinden Sie es mit einem Dreiwegehahn über einen 6-in IV Verlängerungsrohr für die Injektion von aufgeregten Kochsalzlösung für Kontrast Echokardiographie 11, 17. </li></ol><img alt="Figur 3" src="/files/ftp_upload/54949/54949fig3.jpg"> Abbildung 3: Bewegte Saline Kontrast - Setup. Ein IV-Katheter wird in dem antecubital Raum angeordnet und über eine 6-in Erweiterung zu einem Dreiwegehahn verbunden. Zwei 10 ml-Spritzen sindbracht, um den Hahn der Kontrastlösung zu erzeugen, die 10 ml Kochsalzlösung enthält, und 0,5 ml Raumluft. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54949/54949fig3large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier</a> , um <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54949/54949fig3large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <ol start="2"><li> Verbindung von zwei 10 ml Spritzen an den Dreiwegehahn. Kombinieren Sie 10 ml 0,9% steriler Kochsalzlösung mit 0,5 ml Luft und schütteln sie kräftig durch den Dreiwegehahn, hin und her zwischen den beiden Spritzen, fein, suspendiert Blasen zu bilden, bis der Untersucher für Kontrast bereit ist. </li><li> Haben Sie ein erfahrener Untersucher oder Kardiologe einen Standard apikal Vier-Kammer-Ansicht des Herzens zu erhalten. In Ruhe haben die echocardiographer die intra-atriale Septum und Ventrikelseptums für eine intrakardiale Shunt mit Standard-Echokardiographie und Farb-Doppler-Bildgebung zu bewerten. <ol><li> Wenn keine intra-Herz-Shunt erfasst wird, weisen Sie den Gegenstand ein Valsalvamanöver während der Kontrast Inject auszuführenion für ein offenes Foramen ovale (PFO) 11, 17 zu beurteilen. Wiederholen Sie die Messung während der Nicht-Valsalva. </li></ol></li><li> Spritzen Sie den Kontrast, während die Untersucher die Ansicht Vier-Kammer unterhält. Aufzeichnen 15 Herzzyklen nach der Erfassung des Kontrasts in dem rechten Ventrikel. </li><li> Wiederholen Sie die kontrastmittelverstärkte Bildgebung während Steady-State - Übung bei 30%, 50% und 70% der VO 2PEAK. Als eingeschwungenen Zustand kann nicht bei 90% der VO 2PEAK, beginnen die Abbildung , sobald das Ziel HR, identifiziert durch die HR bei 90% der VO 2PEAK während der gestaffelten Belastungstest erreicht werden, erreicht wird. HINWEIS: Die Zeit zwischen den Trainingsintensitäten auf die Clearance von Kontrast von beiden Kammern abhängt, ≥ 2 min. </li><li> Haben sie eine echocardiographer, die experimentellen Bedingungen geblendet interpretieren die gerührte Salz Gegensatz Echokardiogramme nach einem vorher beschriebenen Scoring - System 17 &lt;/ sup&gt;, 27. HINWEIS: Scoring wird basierend auf der maximalen Anzahl von Kontrastblasen sichtbar innerhalb des linken Ventrikels (LV) in einem einzigen echokardiographischen Rahmen, wie folgt: keine Kontrastblasen im LV = 0, ≤3 bubbles = 1, 4 bis 12 Blasen = 2 &gt; 12 bubbles = 3. HINWEIS: Das Aussehen der Kontrast in der linken Herzkammer nach fünf Herzzyklen schlägt eine Ipava. Ein intrakardialen Shunts 27 durch das Auftreten des Kontrastes in weniger als fünf Herzzyklen bewertet. </li></ol><img alt="Abbildung 4" src="/files/ftp_upload/54949/54949fig4.jpg"> Abbildung 4: Repräsentative Bilder für Ipava Scoring. Die Skala ist 5 cm (feste weiße Linie). (A) vor Kontrastmittelinjektion. (B) Ipava Score = 0. (C) Ipava Score = 1. (D) Ipava Score = 3. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54949/54949fig4large.jpg" target="_blank">P</a>leasen klicken Sie hier eine größere Version dieser Figur zu sehen.

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Die Autoren erklären, dass sie keine konkurrierenden finanziellen Interessen haben.

Dieses Verfahren ermöglicht die Bewertung der Lungendiffusionskapazität und intrapulmonale arteriovenösen Anastomosen Rekrutierung während des Trainings. Kritische Schritte innerhalb des Protokolls Obwohl der Atem DL CO halten im Ruhezustand relativ einfach ist, den Atem während des Trainings hält eine einzigartige Herausforderung für das Thema, da es kontraintuitiv ist, und Themen haben einen hohen Antrieb während des Trainings zu atmen. Somit beruht ein guter Qualität Bestimmung von Vc und Dm auf dem Rapport und klare Kommunikation zwischen dem Prüfer und dem Thema. Die Tester technische Fähigkeit kann mit der Variabilität des Alveolarvolumen (± 5% der bisherigen Studien) und einem Atemanhaltezeit (BHT) von 6,0 ± 0,3 s quantifiziert werden. Technische Änderungen und Fehlersuche Am Ende eines Vc / Dm Messung sollte der Tester schnell Graph , der die drei DL CO Manöver zu determine die Best-Fit-Linie der Datenpunkte; die DL CO mit 21% F I O 2 gemessen sollte stets größer sein als die mit 40%, was als die größer sein sollte mit 60%. Wenn nicht, ist es empfehlenswert, zu überprüfen, ob die Ventilschalter auf die richtige Testgas entspricht. In ähnlicher Weise prüfen, ob die vorgeAtemBeutel mit den richtigen F I O 2 Gas entsprechend dem Testgas (1B-1D) gefüllt sind. Vorsicht ist geboten, wenn ein Teilnehmer die Prüfung, die ein Raucher ist, wie erhöhte COHb Ebenen DLco unterschätzen. Für die Ipava Rekrutierung Beurteilung ist die Position des Motivs kritischen qualitativ hochwertige Bildaufnahme zu gewährleisten. Es ist möglich, die aufrechte Fahrradergometer mit einem Liegerad Ergometer zu ersetzen, die Bewegung des Motivs zu minimieren. Allerdings wird Liegerad Übung eine andere metabolische Antwort für eine bestimmte Arbeitsleistung entlocken, und damit die abgestufte Belastungstest sollteauf dem Liegerad Ergometer wiederholt. Scannen der oberen Brust kann zu einigen Frauen unangenehm sein; in diesem Fall wird eine weibliche Sonographeur empfohlen. Schließlich wird die empfohlene Übung Protokoll für einen jungen, gesunden Menschen entworfen; Dementsprechend kann das Übungs Protokoll für eine andere Zielgruppe angepasst werden. Einschränkungen der Technik Die wichtigsten Einschränkungen des multiplen F I O 2 DL CO - Technik sind die Geschicklichkeit des Testers und die Fähigkeit des Subjekts Befehle zu befolgen und Ruhe während des Atems zu bleiben, wie Valsalva oder Müllersche Manöver werden die Messungen beeinflussen. Zweitens sollte die Anzahl der Atem hält in einer Sitzung 12 begrenzt werden, aufgrund einer Zunahme der CO Gegendruck, der die 5 Vc und Dm Messung beeinflussen können, 30 und ein Gesundheitsrisiko für das Thema darstellen. Je nach Forschungsdesign, es may notwendig sein, die Tests über mehrere Sitzungen hinweg zu voll für die Freigabe von CO zu ermöglichen und Teilnehmer Ermüdung zu begrenzen. Mit einer guten Teilnehmer Coaching und gute technische Fähigkeiten, haben wir einen zufriedenstellenden Variationskoeffizienten zwischen Studien für DLco, Vc bestimmt und Dm 7% betragen, 8% und 15% betragen. Die mehrfache F I O 2 DL CO Technik geht davon aus, dass die alveoläre O 2 ist die gleiche wie die Kapillare O 2 und somit ist Vorsicht geboten, wenn die Daten bei Personen mit bekannten Gasaustausch Beeinträchtigung zu interpretieren. Agitated Salz Kontrast Echokardiographie wird durch die technische Fähigkeit des Sonographeur und die Fähigkeit des Subjekts beschränkt Brust-Bewegung zu minimieren, während der Ausübung. Es ist auch wichtig , dass der Dolmetscher der Bilder mit der Skala für Scoring Ipava Rekrutierung nach etablierten Verfahren (Abbildung 4 vertraut sein </strOng&gt;) 27. Die Signifikanz einer positiven saline Kontrast - Echokardiographie während des Trainings noch ein Thema der Debatte 15, 16, und es gibt einige Diskussion , die eine positive gerührt saline Kontrast in dem linken Ventrikel kann kapillaren distention sekundär sein und nicht Ipava Rekrutierung. Die laufenden Arbeiten versucht, dieses Problem zu lösen. Bedeutung der Technik in Bezug auf bestehende / alternative Methoden Durch diese physiologischen Techniken verwenden, ist es möglich, den Lungengefäßen während des Trainings in einer Vielzahl von Bedingungen, einschließlich in den Bereichen Gesundheit, in Krankheit und in medikamentöser Interventionen zu beurteilen. Obwohl die Qualität mit der Fähigkeit des Testers angewiesen ist, sind diese Fähigkeiten schnell und einfach mit der richtigen mentorship und Ausbildung erworben. Die mehrfache F I O 2 DL CO Methode ist der &quot;Goldstandard&quot; in der mea betrachtetsung von Dm und 31 Vc. Während diese Maßnahmen nicht klinisch berechnet werden, könnten die Werte verwendet werden , um die Mechanismen für Hypoxämie und Belastungsintoleranz , um zu bestimmen, Patientenergebnisse zu prognostizieren, und zur weiteren Diagnose 31, 32 zu charakterisieren. Ebenso ist die gerührte Salz Echokardiographie Technik die am weitesten verbreitete Methode bei der Rekrutierung von IPAVAs bestimmen. Zukünftige Anwendungen oder Richtungen nach dieser Technik zu meistern Diese Techniken sind anwendbar für die Verwendung in einer Reihe von experimentellen Bedingungen und Maßnahmen. Wir demonstrieren diese Techniken während des Trainings, aber sie können leicht während eines Medikamenteninfusions pulmonalen vaskulären Reaktionen zu messen, wie Dobutamin oder Dopamin, Inotropika bekannt zur Erhöhung des Herzzeitvolumens 17 modifiziert werden. Darüber hinaus ist es möglich, diese Techniken in der klinischen Populationen zu verwenden, wie beispielsin solche , wie sie mit Herzinsuffizienz 34 oder chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD), in dem das DL CO niedriger ist im Vergleich zu altersgleichen Kontrollpersonen 35.

Während des Trainings können die Herzleistung von bis zu sechsfach über dem Ruhe Werte 1 erhöhen. Da die Lungen sind das einzige Organ 100% der Herzleistung zu erhalten, Bewegung stellt eine erhebliche Belastung auf das Lungensystem. Bei der inkrementellen Bewegung müssen Lungendiffusionskapazität (DL CO) erhöhen den erhöhten Sauerstoffbedarf 2 zu erfüllen. Von Rest Übung zu Spitze, kann DL CO auf bis zu 150% der Ruhewerte zu erhöhen , ohne eine obere Grenze in Bezug auf die Herzleistung erreicht 3, 4, 5. Der Anstieg der Diffusionskapazität tritt als Folge von Erhöhungen der Membran Diffusionskapazität (Dm) und kapillaren Blutvolumen (Vc), sekundär auf die Rekrutierung und Aufblähung der Lungenkapillaren 6. Roughton und Forster (1957) entwickelte eine Technik D zu partitionierenm und Vc 7 durch den Anteil des eingeatmeten Sauerstoffs (F I O 2) während einer Standard - Diffusionskapazität für Kohlenmonoxid - Test (DL CO) moduliert wird . Sauerstoff und Kohlenmonoxid (CO) binden kompetitiv an Häm Stellen auf Hämoglobin, so daß zunehmende F I O 2 den CO DL 8, 9 zu verringern. Durch die Modulation können die F I O 2 bei einem Standard - DL CO Manöver, diese Beziehung 7 zu messen Vc und Dm ausgenutzt werden. Vor kurzem haben wir diese Technik adaptiert während der Übung 5 verwendet werden. Ähnlich wie in früheren Arbeit haben wir festgestellt , dass DL CO erhöht sich kontinuierlich 5 Übung sekundär zu einem Anstieg sowohl Vc und Dm zu Spitze. Interessanterweise haben wir, dass in ausdauertrainierten Athleten gefunden, die einen größeren Sauerstoffverbrauch und damit ein größerer Bedarf an Diffusionskapazität, Gibt es eine Zunahme in der DL CO bei maximaler Belastung, sekundär zu einer erhöhten Dm und nicht Vc, eine Potentialanpassung in der Lungenmembran des Sportlers 5 hindeutet. Die Erhöhungen in Vc und Dm während des Trainings werden durch eine Erhöhung der Lungenarteriendrucks erreicht, die zuvor bei der Rekrutierung und Aufblähung der pulmonalen Kapillaren führt in Ruhe hypo perfundiert 4, 10. Dies führt zu einer Zunahme der Querschnittsfläche der pulmonalen Kapillarnetz, wodurch pulmonalen Gefäßwiderstand verringert und die Zunahme des Lungenarteriendrucks zu dämpfen. Studien bewegten Salz Kontrast - Echokardiographie verwendet haben Beweise für intrapulmonale arteriovenöse Anastomosen (Ipava) Rekrutierung während des Trainings 11, 12, 13 gezeigt, 14. Die Bedeutung der Ipava Einstellung ist noch nicht klar, und während einige Studien deuten darauf hin , dass sie 12, 14 zu den Gasaustausch Beeinträchtigung beitragen können und dazu dienen, die rechte Ventrikel 11, 12 zu entladen, bleibt das Thema umstritten 15, 16. Ferner kann , während der genaue Mechanismus der Ipava Rekrutierung nicht bekannt ist, haben wir , dass eine Erhöhung des Herzzeitvolumens, sowie exogene Dopamin verursacht Ipava Rekrutierung in Ruhe 17 gefunden. Eine akut steigenden Druck der Lungenarterie 18 oder Dopamin - Blockade scheint nicht signifikant während 11 Ausübung Ipava Rekrutierung zu beeinflussen. Es gibt Spekulationen, dass diese mit größerem Durchmesser Ipava Gefäße die Lungenkapillaren von den starken Anstieg der Lungenarterie zu schützen helfenDruck durch pulmonale vaskuläre Widerstand 12, 17, 19, 20, 21 zu reduzieren. Wenn mit der Auswertung von Vc und Dm kombiniert, gerührt Salz Kontrast - Echokardiographie ist ein wertvolles Werkzeug , um die Anpassung der Lungenkreislauf , um den Stress der Übung 22, 23 zu untersuchen.

<table><tbody><tr><td>Stoffwechsel-Messsystem</td><td>SensorMedics Inc.</td><td>Encore 299 Vmax</td><td></td></tr><tr><td>Fahrradergometer</td><td>Ergoline</td><td>Ergoselect II 1200</td><td></td></tr><tr><td>60 L Douglasienbeutel</td><td>Hans Rudolph</td><td>6100 Serie</td><td></td></tr><tr><td>Zweiwege-T-Ventil</td><td>Hans Rudolph</td><td>2700 Serie</td><td></td></tr><tr><td>Hämoglobin-Messsystem</td><td>HemoCue</td><td>Hb 201+</td><td></td></tr><tr><td>22-Gauge Intravenöser Katheter</td><td>BD</td><td>Insyte-W</td><td></td></tr><tr><td>Ultraschall&nbsp;</td><td>Vivid Q</td><td>ECHOpac</td><td></td></tr><tr><td>Druckgas 21% O2, 0,3% CO, 0,3% CH4, Balance Stickstoff</td><td>Praxair</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Druckgas 40% O2, 0,3% CO, 0,3% CH4, Balance Stickstoff</td><td>Praxair</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Druckgas 60% O2, 0,3 % CO, 0,3 % CH4, ausgeglichener Stickstoff</td><td>Praxair</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Nasenclip</td><td>Vacu-Med</td><td>Löscher #1008</td><td></td></tr></tbody></table>

beurteilung der lungen kapillarblutentnahmesystem volumen, membrandiffusionskapazität und intrapulmonale arteriovenöse anastomosen während des trainings

Assessment of Pulmonary Capillary Blood Volume, Membrane Diffusing Capacity, and Intrapulmonary Arteriovenous Anastomoses During Exercise

Übung ist eine Belastung auf den Lungengefäßen. Bei der inkrementellen Bewegung, die Lungendiffusionskapazität (DL CO) muss erhöhen den erhöhten Sauerstoffbedarf gerecht zu werden; Andernfalls kann ein Diffusionslimitierung auftritt. Der Anstieg der DL CO mit Übung ist aufgrund der erhöhten kapillaren Blutvolumen (Vc) und Membrandiffusionskapazität (Dm). Vc und Dm auf die Rekrutierung und Aufblähung der Lungenkapillaren Sekundär erhöhen, um die Oberfläche für den Gasaustausch zu erhöhen und pulmonale Gefäßwiderstand abnimmt, wodurch der Anstieg der pulmonalen arteriellen Druck zu dämpfen. Zur gleichen Zeit, die Rekrutierung von intrapulmonalen arteriovenöse Anastomosen (Ipava) während des Trainings kann der Gasaustausch Wertminderung und / oder zu verhindern, einen erheblichen Anstieg der Lungenarteriendrucks beitragen. Wir beschreiben zwei Techniken Lungen Diffusion und Zirkulation in Ruhe auszuwerten und während des Trainings. Die erste Technik verwendet mehrere-fraction des eingeatmeten Sauerstoffs (F I O 2) DL CO Atem hält Vc und Dm in Ruhe und während des Trainings zu bestimmen. Zusätzlich wird die Echokardiographie mit intravenösem gerührten Salz Kontrast verwendet IPAVAs Rekrutierung zu machen. Repräsentative Daten zeigten , dass die DL CO, Vc und Dm mit Übungsintensität erhöht. Echokardiographische Daten zeigten keine Ipava Rekrutierung in Ruhe, während Kontrast Blasen wurden im linken Ventrikel mit Übung zu sehen, was darauf hindeutet, belastungsinduzierter Ipava Rekrutierung. Die Auswertung der pulmonalen kapillaren Blutvolumens, Membrandiffusionskapazität und Ipava Einstellungs echokardiographischen Methoden ist nützlich, um die Fähigkeit der Lunge Vaskulatur zu charakterisieren, um den Stress der Übung in der Gesundheit sowie in erkrankten Gruppen, wie solche mit pulmonaler arterieller anzupassen Hypertonie und chronischer obstruktiver Lungenerkrankung.

Die Wirkung der Trainingsintensität auf den Sauerstoffverbrauch zunimmt, Diffusionskapazität, pulmonalen kapillaren Blutvolumen, Membrandiffusionskapazität und Ipava Punktzahl wird in Tabelle 1 gezeigt. VO 2, DL CO, Vc und Dm Anstieg in Reaktion auf steigende Leistungsabgabe. Figur 2 zeigt eine repräsentative Berechnung von Vc und Dm die multiple F I O 2 CO -DL - Technik während des Trainings verwendet wird . DL CO nimmt mit zunehmender F I O 2, und diese Beziehung ausgenutzt wird Vc und Dm zu partitionieren. Berechnen der Inversen der Steigung von 1 / DL CO gegen 1 / θ CO Ergebnisse im Vc und die Inverse der y-Achsenabschnitt ergibt den Wert für die Dm. Wie erwartet, sowohl die Vc und Dm Anstieg während des Trainings zu Ruhewerten verglichen. I O 2 DL CO und gerührten Salz Kontrast - Echokardiographie Methode bietet Forschern einen besseren Einblick in die Beiträge von pulmonalkapillären und Membranrekrutierung zur gesamten Diffusionskapazität und könnten traditionelle Lungenfunktionstests im klinischen Umfeld ergänzen. Failure Vc oder Dm während des Trainings zu erhöhen, um eine Diffusionslimitierung und Hypoxämie führen würde. So würde beispielsweise zeigen eine niedrige DL CO Sekundär auf einen niedrigen Vc Änderungen an den Lungenkapillaren; In ähnlicher Weise würde eine verminderte Dm Änderungen der Lungenmembran zeigen. Abbildung 4 zeigt repräsentative Kurven von Vierkammerkontrast Echokardiographien. Mit Trainingsintensität zu erhöhen, punkten die Ipava steigt von 0 ( (Tabelle 1). Frühere Arbeiten haben , dass die Übung erhöht die gezeigte Ipava 11 Score, 12, 14, aber es gibt keinen Konsens darüber, wie diese IPAVAs rekrutiert werden. Es gibt Anzeichen dafür , dass IPAVAs pharmakologisch mit Dopamin im Ruhezustand eingestellt werden kann 17, 28, sowie durch das Herzzeitvolumen mit 17 Dobutamin Erhöhung 28 und Epinephrin 28. Inotrope wie Dopamin und Epinephrin sind von besonderem Interesse, da sie während des Trainings 29 endogen erhöhen. Darüber hinaus gibt es einige Hinweise darauf, dass Ipava Einstellungs wichtig sein kann Hämodynamik auszuüben, daß die Abwesenheit von IPAVAs erscheint in größeren Pulmonalarteriendrucks führt, verringert cardiac Ausgang und verringerte Spitzenleistung 12. Somit kann diese Technik in Studien verwendet werden, Personen mit pulmonaler Hypertonie untersucht. <img alt="Abbildung 1" src="/files/ftp_upload/54949/54949fig1.jpg"> Abbildung 1: Multiple F I O 2 DL CO - Setup. (A) Setup - Übersicht. (B) Druckgasflaschen mit 21%, 40% und 60% O 2 mit 0,3% CO, 0,3% Methan und Rest Stickstoff, sowie eine zusätzliche Sauerstoffdruckgasflasche. (C) Drei-Wege - Wahlventil für die drei F I O 2 DL CO Tanks. (D) Ventilschalter für Dreiwegeventile in der Serie für die Auswahl von F I O 2 für Pre-Atmung. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54949/54949fig1large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier</a> , um <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54949/54949fig1large.jpg" target="_blank">eine lar anzuzeigen</a>ger-Version dieser Figur. <img alt="Tabelle 1" src="/files/ftp_upload/54949/54949table1.jpg"> Tabelle 1: Repräsentative Daten für ein Thema in Ruhe und unter Belastung bei 30, 50, 70, und 90% der VO 2PEAK. VO 2, das Volumen des Sauerstoffverbrauchs im Verhältnis zur Körpermasse; DL CO, Kapazität für Kohlenmonoxid diffundieren; Vc, pulmonalkapillären Blutvolumen; Dm, Membran-Diffusionskapazität; Ipava Score, Scoring-Kontrast Aussehen im linken Ventrikel nach fünf Herzzyklen. Daten geändert von Tedjasaputra et al. 2016.

Um die Lungendiffusion und Gefäß Reaktionen auf Übung beurteilen zu können, beschreiben wir die Sauerstoffdiffusionskapazität Technik mehrere inspirierten kapillaren Blutvolumen und Membrandiffusionskapazität, um zu bestimmen, sowie gerührt Salz Kontrast-Echokardiographie die Rekrutierung von intrapulmonalen arteriovenöse Anastomosen zu beurteilen.

Beurteilung der Lungen Kapillarblutentnahmesystem Volumen, Membrandiffusionskapazität und Intrapulmonale arteriovenöse Anastomosen während des Trainings

Exercise is a stress to the pulmonary vasculature. With incremental exercise, the pulmonary diffusing capacity (DLCO) must increase to meet the increased ...

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens ist es, die pulmonale vaskuläre Reaktion auf Bewegung unter Verwendung mehrerer Fraktionen von eingeatmeten Sauerstoff- oder FiO2-Diffusionskapazitäten und kontrastmittelverstärkter Echokardiographie zu beurteilen. Diese Methode hilft uns besser zu verstehen, wie der Lungenkreislauf auf den Stress des Trainings reagiert. Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass sie auf eine Vielzahl von experimentellen, klinischen und pharmakologischen Erkrankungen angewendet werden kann, einschließlich während des Trainings bei Teilnehmern mit Herz- oder Lungenerkrankungen.Wade Michaelchuk und Sophie Collins, Doktoranden in meinem Labor, werden die Technik des Atemanhaltens vorführen. Die Kontrast-Echokardiographie-Technik wird von Dr. Sean van Diepen, Kardiologe, durchgeführt. Bevor Sie mit dem Eingriff beginnen, verwenden Sie ein Luftsauerstoffmischsystem, um einen nicht diffundierenden 60-Liter-Douglasie-Beutel mit 40 % Sauerstoff und einen mit 60 % Sauerstoff zu füllen.Befestigen Sie zwei Dreiwege-Absperrhahnventile mit großer Bohrung zur Modulation der eingeatmeten Gase und verwenden Sie flexible, nicht komprimierende Schläuche, um die Douglasie-Beutel mit dem Ventilsystem zu verbinden. Schließen Sie dann das Ventilsystem an ein Zweiwege-T-förmiges Nicht-Rückatmungsventil an, das mit der Prüfgasansaugbaugruppe des Massendurchflusssensors verbunden ist. Schalten Sie das Voratemventil und den Kohlenmonoxid-Gaswähler auf die entsprechende Ausrichtung für den ausgewählten FiO2 und weisen Sie den Probanden an, mit der Intensität des Interesses mit dem Radfahren zu beginnen und dabei eine Herzfrequenz zwischen plus oder minus drei Schlägen pro Minute beizubehalten.Sobald der Steady State erreicht ist, befestigen Sie die Nasenklammern und das Mundstück an der Person und lassen Sie die Person fünf Atemzüge lang normal atmen aus dem 40%igen Sauerstoff-Douglasie-Beutel. Weisen Sie den Probanden nach dem fünften Atemzug an, bis zur vollen Lungenkapazität einzuatmen und dann bis zum Restvolumen auszuatmen. Wenn das Lungenvolumen ein Plateau erreicht, drücken Sie F1 auf der Tastatur des Ventilsystems, um zum Kohlenmonoxidgas zu wechseln, und weisen Sie den Probanden an, drei Sekunden lang weiter auszuatmen, gefolgt von der Einatmung des Kohlenmonoxidgases bis zur gesamten Lungenkapazität.Atmen Sie tief ein, blasen Sie es ganz raus, drücken Sie weiter, drei, zwei, eins und kräftig einatmen, hoch, hoch, hoch, hoch, hoch, hoch, hoch, hoch, hoch, sechs, fünf, vier - Countdown ab sechs Sekunden. Drei, zwei, eins, blasen Sie es aus - und weisen Sie das Subjekt an, wieder bis zum Restvolumen auszuatmen. Gut, atmen Sie normal.Überwachung der Methanverfolgung während der Ausatmung, um sicherzustellen, dass die Steigung horizontal ist. Der Erfolg dieses Schritts hängt von der Geschicklichkeit des Testers und der Fähigkeit des Probanden ab, Befehlen zu folgen und während des Atemanhaltens ruhig zu bleiben. Wir empfehlen Ihnen, das Timing des Atemanhaltens mit dem Probanden zu üben, bevor Sie dieses Verfahren versuchen.Entfernen Sie nun das Mundstück und lassen Sie den Probandenzyklus mindestens zwei weitere Minuten lang durchlaufen, damit das restliche Kohlenmonoxid ausgewaschen werden kann. Wiederholen Sie dann die Manöver zum Anhalten des Atems für die verbleibenden FiO2s. Um ein qualitativ hochwertiges Manöver zu gewährleisten, vergewissern Sie sich, dass das Alveolarvolumen innerhalb von 5 % der vorherigen Versuche liegt und dass die Atemanhaltezeit etwa sechs Sekunden beträgt.Bei der Rekrutierung von intrapulmonaler arteriovenöser Anastomose (IPAVA) wird zunächst ein intravenöser 20-Gramm-Katheter in eine der antekubitalen Venen des Probanden eingeführt. Verwenden Sie dann ein sechs Zoll langes Stück Verlängerungsschlauch, um den Katheter an einem Drei-Wege-Absperrhahn zu befestigen, und verbinden Sie zwei 10-Milliliter-Spritzen mit dem Absperrhahn. Um den intravenösen Kontrast zu erzeugen, kombinieren Sie 10 Milliliter sterile Kochsalzlösung mit null Komma fünf Millilitern Luft und bewegen Sie die beiden Spritzen schnell durch den Absperrhahn hin und her, bis die Blasen schließlich suspendiert sind.Weisen Sie den Probanden an, die Radfahrübung mit einer Intensität von 100 Watt zu beginnen. Sobald der Steady State erreicht ist, lassen Sie von einem erfahrenen Kardiologen eine standardmäßige apikale Vier-Kammer-Ansicht des Herzens anfertigen. Bewegen Sie die Kochsalzlösung weiter, bis der Kardiologe bereit ist für die Aufzeichnung.Injizieren Sie dann das Kontrastmittel, während der Kardiologe die Vier-Kammer-Ansicht beibehält, und zeichnen Sie 15 Herzzyklen auf, nachdem der Kontrast im rechten Ventrikel nachgewiesen wurde. Die Qualität des Ultraschallbildes hängt von der technischen Fähigkeit des Sonographen ab, während des Trainings ein akzeptables Bild aller vier Herzkammern zu erhalten. Lassen Sie dann einen Echokardiographen, der für experimentelle Bedingungen verblindet ist, die Echokardiogramme auf das Vorhandensein von IPAVAs interpretieren.Das kapillare Blutvolumen und die Diffusionskapazität nehmen mit zunehmender Trainingsintensität zu, was dem Bedarf an einer erweiterten Diffusionskapazität für einen höheren Sauerstoffverbrauch entspricht. In diesem repräsentativen Experiment zeigen die echokardiographischen Daten keine IPAVA-Rekrutierung in Ruhe, sondern mit einem IPAVA-Score, der mit zunehmender Trainingsintensität zunimmt. Bei dieser Aufnahme des ruhenden Herzens eines Probanden kann man sich deutlich vorstellen, wie das Kontrastmittel in die rechte Herzkammer eintritt.Auch nach fünf Herzzyklen ist kein Kontrast in der linken Herzkammer zu beobachten, so dass dieser Teilnehmer einen Ruhe-IPAVA-Score von null hat. Hier sind repräsentative Aufnahmen von Vierkammer-Kontrast-Echokardiographen dargestellt. Beachten Sie, dass mit zunehmender Trainingsintensität der intrapulmonale arteriovenöse Anastomosenwert von Null in Ruhe auf drei bei höchster Trainingsintensität ansteigt.Einmal gemeistert, kann diese Technik innerhalb von zwei Stunden abgeschlossen werden. Beim Versuch dieses Verfahrens ist es wichtig, daran zu denken, den Freiwilligen in der richtigen Atemtechnik und dem richtigen Timing zu schulen. Im Anschluss an dieses Verfahren können weitere Interventionen, wie z.B. eine Medikamenteninfusion, genutzt werden, um Fragen zum Lungenkreislauf zu beantworten.Nach ihrer Entwicklung ebnete diese Technik den Weg für Forscher auf dem Gebiet der Lungenphysiologie, um die Determinanten der Lungendiffusionskapazität beim Menschen zu erforschen. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie Sie das Lungengefäßsystem in Ruhe und während des Trainings beurteilen können. Vergessen Sie nicht, dass die Arbeit mit Kohlenmonoxid äußerst gefährlich sein kann und dass bei diesem Verfahren immer Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden sollten, wie z. B. die richtige Belüftung des Raums.

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Beurteilung der Lungen Kapillarblutentnahmesystem Volumen, Membrandiffusionskapazität und Intrapulmonale arteriovenöse Anastomosen während des Trainings (Video) | JoVE Journal

Beurteilung der Lungen Kapillarblutentnahmesystem Volumen, Membrandiffusionskapazität und Intrapulmonale arteriovenöse Anastomosen während des Trainings

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