Évaluation du volume pulmonaire de sang capillaire, Membrane Diffusing Capacité et intrapulmonaire artério Anastomoses Pendant l'exercice

L’objectif global de cette procédure est d’évaluer la réponse vasculaire pulmonaire à l’exercice en utilisant des capacités de diffusion de fraction multiple d’oxygène inspiré, ou FiO2, et une échocardiographie avec contraste. Cette méthode nous aide à mieux comprendre comment la circulation pulmonaire réagit au stress de l’exercice. Le principal avantage de cette technique est qu’elle peut être appliquée à une variété de conditions expérimentales, cliniques et pharmacologiques, y compris pendant l’exercice chez des participants atteints de maladies cardiaques ou pulmonaires.

Wade Michaelchuk et Sophie Collins, étudiants diplômés dans mon laboratoire, feront la démonstration de la technique de l’apnée. La technique d’échocardiographie de contraste sera réalisée par le docteur Sean van Diepen, cardiologue. Avant de commencer la procédure, utilisez un système de mélangeur d’oxygène à air pour remplir un sac Douglas non diffuseur de 60 litres avec 40 % d’oxygène et un autre avec 60 % d’oxygène.

Fixez deux robinets d’arrêt à trois voies de grand alésage pour la modulation des gaz inhalés, et utilisez un tube flexible non compressant pour connecter les sacs Douglas au système de soupapes. Ensuite, connectez le système de soupape à une soupape sans réinspiration à deux voies en forme de T reliée à l’ensemble d’admission de gaz d’essai du capteur de débit massique. Basculez la valve de pré-respiration et le sélecteur de monoxyde de carbone dans l’orientation appropriée pour le FiO2 sélectionné, et demandez au sujet de commencer à faire du vélo à l’intensité qui l’intéresse tout en maintenant une fréquence cardiaque comprise entre plus ou moins trois battements par minute.

Une fois que l’état d’équilibre a été atteint, fixez les pinces nasales et l’embout buccal sur le sujet, et faites respirer normalement le sujet pendant cinq respirations à partir du sac Douglas à 40 % d’oxygène. Après la cinquième respiration, demandez au sujet d’inspirer jusqu’à la capacité pulmonaire totale, puis d’expirer jusqu’au volume résiduel. Lorsque le volume pulmonaire commence à plafonner, appuyez sur F1 sur le clavier du système de valve pour passer au monoxyde de carbone, et demandez au sujet de continuer à expirer pendant trois secondes, puis d’inhaler le monoxyde de carbone jusqu’à la capacité pulmonaire totale.

Prenez une grande inspiration, expirez à fond, continuez à pousser, trois, deux, un, et une grande inspiration, vers le haut, vers le haut, vers le haut, vers le haut, vers le haut, vers le haut, vers le haut, vers le haut, six, cinq, quatre-compte à rebours à partir de six secondes. Trois, deux, un, soufflez-le et demandez au sujet d’expirer à nouveau jusqu’au volume résiduel. Bien, respirez normalement.

Surveiller le tracé du méthane pendant l’expiration pour s’assurer que la pente est horizontale. Le succès de cette étape repose sur l’habileté du testeur et la capacité du sujet à suivre les commandes et à rester calme pendant l’apnée. Nous vous suggérons de répéter le timing des apnées avec le sujet avant de tenter cette procédure.

Maintenant, retirez l’embout buccal et laissez le sujet tourner pendant au moins deux minutes de plus pour permettre au monoxyde de carbone résiduel d’être éliminé. Ensuite, répétez les manœuvres d’apnée pour les FiO2 restants. Pour garantir une manœuvre de haute qualité, confirmez que le volume alvéolaire se situe à moins de 5 % des essais précédents et que le temps d’apnée est d’environ six secondes.

Pour le recrutement de l’anastomose artérioveineuse intrapulmonaire, ou IPAVA, insérez d’abord un cathéter intraveineux de calibre 20 dans l’une des veines antécubitales du sujet. Ensuite, utilisez un morceau de tube d’extension de six pouces pour fixer le cathéter à un robinet d’arrêt à trois voies, et connectez deux seringues de 10 millilitres au robinet d’arrêt. Pour créer le contraste intraveineux, combinez 10 millilitres de solution saline stérile avec zéro virgule cinq millilitres d’air, et agitez rapidement les deux seringues d’avant en arrière à travers le robinet d’arrêt jusqu’à ce que les bulles soient finalement suspendues.

Demandez au sujet de commencer l’exercice de cyclisme à 100 watts d’intensité. Une fois l’état d’équilibre atteint, demandez à un cardiologue expérimenté d’obtenir une vue apicale standard à quatre chambres du cœur. Continuez à agiter la solution saline jusqu’à ce que le cardiologue soit prêt à enregistrer.

Ensuite, injectez le produit de contraste pendant que le cardiologue maintient la vue à quatre chambres, et enregistrez 15 cycles cardiaques après la détection du contraste dans le ventricule droit. La qualité de l’image échographique dépend de la capacité technique de l’échographiste à maintenir une image acceptable des quatre cavités cardiaques pendant l’exercice. Ensuite, demandez à un échocardiographe qui est à l’insu des conditions expérimentales d’interpréter les échocardiogrammes pour détecter la présence d’IPAVA.

Le volume sanguin capillaire et la capacité de diffusion augmentent à mesure que l’intensité de l’exercice augmente, ce qui correspond à la nécessité d’une capacité de diffusion accrue pour une plus grande consommation d’oxygène. En effet, dans cette expérience représentative, les données échocardiographiques ne montrent pas de recrutement IPAVA au repos, mais avec un score IPAVA qui augmente à mesure que l’intensité de l’exercice augmente. Dans cet enregistrement du cœur d’un sujet au repos, l’agent de contraste peut être clairement visualisé entrant dans le ventricule droit.

Même après cinq cycles cardiaques, aucun contraste ne peut être observé dans le ventricule gauche, ce qui donne à ce participant un score IPAVA au repos de zéro. Ici, des tracés représentatifs d’échocardiographes de contraste à quatre chambres sont présentés. Notez qu’à mesure que l’intensité de l’exercice augmente, le score d’anastomose artérioveineuse intrapulmonaire passe de zéro au repos à trois à l’intensité d’exercice la plus élevée.

Une fois maîtrisée, cette technique peut être complétée en deux heures. Lors de cette procédure, il est important de se rappeler d’enseigner au bénévole la bonne technique de respiration et le bon timing. Suite à cette procédure, d’autres interventions, telles qu’une perfusion de médicament, peuvent être utilisées pour répondre aux questions sur la circulation pulmonaire.

Après son développement, cette technique a ouvert la voie aux chercheurs dans le domaine de la physiologie pulmonaire, pour explorer les déterminants de la capacité de diffusion pulmonaire chez l’homme. Après avoir regardé cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la façon d’évaluer le système vasculaire pulmonaire au repos et pendant l’exercice. N’oubliez pas que travailler avec du monoxyde de carbone peut être extrêmement dangereux et que des précautions, telles qu’une bonne ventilation de la pièce, doivent toujours être prises lors de l’exécution de cette procédure.