Combinaison de capnographie volumétrique et pléthysmographie barométrique pour mesurer la relation Structure-fonction de poumon

Cette méthode peut aider à répondre à des questions clés dans la physiologie pulmonaire, en particulier sur la façon dont la relation structure-fonction dans le poumon contribue à la pathologie de la maladie. Le principal avantage de cette technique est qu’elle permet de prendre des mesures à plusieurs reprises, dans le même sujet, sans équipement d’imagerie coûteux ni algorithmes d’analyse techniquement avancés. Les implications de la mesure de la relation structure-fonction pulmonaire s’étendent à la compréhension du développement des maladies pulmonaires, en utilisant des outils physiologiques classiques et bien établis pour évaluer de nouvelles interventions.

Bien que cette méthode donne un aperçu de la physiologie pulmonaire humaine, elle peut également être appliquée à des modèles animaux de maladies pulmonaires. En général, les personnes nouvelles à cette méthode peuvent avoir du mal avec le coaching correct des participants pour suivre les manœuvres décrites. Plusieurs courses d’entraînement sont souvent nécessaires avec un participant pour la première fois.

La démonstration visuelle de cette méthode est critique, car la manœuvre capnographique peut être difficile à apprendre et le flux et le volume de la manœuvre doivent être contrôlés avec soin. Les procédures impliquant des sujets humains ont été approuvées par le Conseil d’examen institutionnel de l’Université de l’Iowa. Avant de commencer l’étalonnage, utilisez un baromètre standard pour mesurer la température, la pression barométrique et l’humidité relative, et entrez ces valeurs dans le logiciel pléthysmographe comme facteurs de correction.

Pour calibrer le capteur d’écoulement, utilisez une seringue calibrée de trois litres à des débits variables et utilisez une pompe de 50 millilitres pour calibrer la pression de la boîte. Immédiatement avant la mesure de la pléthysmographie, que le participant entre dans le pléthysmographe du corps entier et ferme la porte. Après 30 à 60 secondes d’équilibrage thermique, demandez au participant de placer sa bouche sur l’embout buccal, de mettre les pinces avant et de placer ses mains sur ses joues.

Demandez au participant de respirer normalement, ce qui permet l’acquisition d’au moins quatre souffles de marée et l’établissement d’une capacité résiduelle fonctionnelle. À la fin d’une expiration normale, fermez l’obturateur et entraînez le participant à haletant légèrement à 0,5 à un souffle par seconde pendant trois à quatre secondes. Évaluer la relation entre la pression buccale et la pression pléthysmographe pour s’assurer qu’il s’agit d’une série de lignes droites qui se chevauchent, sans dérive thermique, et ouvrir l’obturateur et permettre au participant de prendre une respiration normale.

Ensuite, entraînez le participant à expirer vers le volume résiduel. Suivi d’une manœuvre inspiratoire maximale à la capacité pulmonaire totale. Avant l’arrivée du participant, adressez et modifiez les variables du tableau, au besoin.

Pour calibrer l’analyseur de gaz, fixez le tube de séchage à la chambre de mélange et rincez le sac avec du gaz inerte à une vitesse d’au moins 10 litres par minute, en prenant soin de ne pas pressuriser le système. Une fois que les concentrations affichées de dioxyde de carbone et d’oxygène déplacés se sont stabilisées, ajustez les boutons zéro jusqu’à ce qu’ils lisent tous les deux zéro. Ensuite, répétez la chasse d’eau avec 6% de dioxyde de carbone et d’air de pièce contenant 20,93% d’oxygène comme gaz d’étalonnage, correspondant à la concentration des gaz d’étalonnage avec le bouton de travée lorsque la concentration des gaz se stabilise.

Ensuite, revérifiez les concentrations inertes de gaz et de gaz d’étalonnage et ajustez les boutons zéro et span jusqu’à ce que les deux soient précis à plus ou moins 0,1 % Pour calibrer le pneumotach chauffé, laissez le pneumotach chauffer à 37 degrés Celsius pendant au moins 20 minutes et ouvrez le menu Flow Channel dans le logiciel système. Sélectionnez Spirometer et cliquez sur Zéro pour zéro le pneumotach. Ensuite, sélectionnez OK. Utilisez un adaptateur de tête d’écoulement pour connecter une seringue de trois litres au pneumotach et mettre en évidence le souffle d’étalonnage.

Sous le menu Flow Channel, sélectionnez Spirometer Flow et Calibrate, et entrez trois litres. Cliquez sur OK. Et utilisez la seringue l’injection de trois litres d’air de pièce dans le pneumotach à des taux d’écoulement variables. La différence par rapport à trois litres devrait être inférieure à 5% Lorsque le système est prêt, entraînez le participant à effectuer une manœuvre unique composée de deux paires de respirations : un souffle d’entraînement et un souffle pour l’analyse.

Parce que nous avons l’inspiration et l’expiration, avec inspiration. Pendant la manœuvre, entraînez le participant à suivre le guide de flux sur le moniteur d’ordinateur. Envisagez d’ajouter une résistance en ligne avec l’embout buccal pour faciliter le contrôle du débit expiré.

Pour mesurer la capacité résiduelle fonctionnelle, demandez au participant de s’asseoir droit avec les deux pieds sur le sol, de mettre des pinces avant et de placer sa bouche sur l’embout buccal. Entraînez le participant à effectuer au moins une minute de respiration marémotrice pour mesurer la fonction métabolique et pour lui permettre de se familiariser avec l’embout buccal. Arrêtez la collecte de données au bout d’une minute.

Avant de commencer la manœuvre, les participants doivent varier leur volume de marée, en prenant des respirations de marée normales, plus petites ou plus grandes que la normale, pour s’assurer que les capénogrammes sont obtenus à différents volumes pulmonaires. Entraînez le participant à passer à une manœuvre capénogramme dès que les tracés de flux apparaissent à l’écran, et reprenez la collecte de données à un moment aléatoire du cycle respiratoire du participant, afin de permettre d’obtenir des mesures à différents volumes pulmonaires. Enfin, entraînez-vous à effectuer un soupir à la fin de chaque manœuvre, afin que les muscles de la respiration soient complètement détendus, afin de permettre de déterminer la capacité respiratoire fonctionnelle.

L’étape la plus importante, est la mesure correcte et l’achèvement de la manœuvre effectuée avec capnographie volumétrique. Ensuite, arrêtez la collecte de données et demander au participant de répéter les manœuvres capénogrammes au moins six à huit fois de plus, pour obtenir 12 à 16 paires de respirations pour analyse. Ici, un capénogramme unique représentatif utilisé dans une analyse, et les données brutes pour toute la séquence de la manœuvre, sont affichés.

Dans les données brutes, le capénogramme et le traçage du débit n’ont pas été alignés pour tenir compte du délai. Dans ces cas représentatifs, l’espace mort et la pente ont été significativement corrélés au volume de poumon, suggérant que l’espace mort et l’homogénéité de voie aérienne augmentent pendant que le volume de poumon augmente. Tout en essayant cette procédure, il est important de se rappeler qu’elle dépend fortement du débit expiré du participant et du délai entre l’analyseur et le spiromètre.

L’exactitude de ces vallées doit être vérifiée avec soin. Après son développement, cette technique a ouvert la voie à des chercheurs dans le domaine de la pneumologie pour explorer la relation structure-volume du poumon dans diverses populations de patients, ce qui pourrait potentiellement être intégré dans les soins de chevet standard des maladies respiratoires.