Name: Le risposte compensative integrati in un modello umano di emorragia (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-11-20T15:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 57 s
Description: Scopri come misurare le risposte compensative all'emorragia usando la pressione negativa sul corpo inferiore. Questo metodo non invasivo valuta la riserva compensatoria per predire precocemente lo shock emorragico negli esseri umani.

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Questo lavoro è sostenuto da un finanziamento della United States Army, Medical Research e Materiel Command, combattimento Casualty Care Program. Ringraziamo LTC Kevin S. Akers, MD e la signora Kristen R. Lye per la loro assistenza nel rendere il video.

Prima di qualsiasi procedura umana, il comitato di revisione istituzionale (IRB) deve approvare il protocollo. Il protocollo utilizzato in questo studio è stato approvato dalla US Army Medical Research e Materiel Command IRB. Il protocollo è stato progettato per dimostrare le risposte fisiologiche di compensazione ad una progressiva riduzione del volume del sangue centrale simile a quella vissuta da individui durante emorragia in corso in un ambiente di laboratorio controllato e riproducibile. La temperatura ambiente di laboratorio è controllata a 23 - 25 ° C. 1. Preparazione dell&#39;apparecchiatura <ol><li> Accendere attrezzature e dispositivi che richiedono warm-up e la calibrazione. NOTA: apparecchi e dispositivi includono un sistema di acquisizione dati per la registrazione dei dati a 1 Hz; due dispositivi separati che forniscono non invasivi, misurazioni continue delle brachiale della pressione sanguigna arteriosa e della saturazione dell&#39;ossigeno arterioso (SpO2) utilizzando due sensori gemelli fotopletismografia dito infrarossi separati 9-11; un capnograph per la misura di fine espirazione di CO 2 e la frequenza respiratoria; e un pulsossimetro dito per acquisire periferici forme d&#39;onda pulsatile arteriosi per la misura compensativa Reserve. </li><li> Sincronizzare tutti gli strumenti con orologi interni regolando il timestamp su ogni strumento per abbinare un master clock laboratorio che verrà utilizzato per segnare il tempo durante l&#39;esperimento. </li></ol> 2. Fatte salve Preparazione <ol><li> Istruire il soggetto al fine di evitare la caffeina, l&#39;alcool, e faticoso esercizio 24 ore prima del test, e di evitare di mangiare almeno 2 ore prima del protocollo nel caso in cui scompenso emodinamico induce nausea. </li><li> Prima di iniziare il protocollo, hanno il medico di eseguire un esame di screening medico per assicurare il soggetto soddisfa i requisiti minimi di salute, e garantisce l&#39;assenza di criteri di esclusione (uso di nicotina, ipertensione, disfunzione autonomica, o storia di episodi sincopali). Dal momento che la gravidanza è un criterio di esclusione perpartecipazione, richiede ai partecipanti di sesso femminile di fare un test di gravidanza di serie il giorno dello studio. NOTA: Per la sicurezza del soggetto, il medico studio è certificato supporto vitale avanzato, ed è presente durante lo studio. Un completamente attrezzata &#39;incidente della spesa&#39; è immediatamente disponibile per sostenere il soggetto delle vie aeree, la respirazione e la circolazione in caso di perdita di coscienza o un&#39;aritmia cardiaca acuta che si svolgono durante la procedura LBNP. </li><li> Informare il soggetto in merito alla procedura, e di ottenere il consenso scritto per partecipare allo studio. NOTA: Spiegare al soggetto che l&#39;obiettivo dello studio è quello di applicare LBNP fino alla comparsa di scompenso cardiovascolare (presincope). Spiega che vi sono parametri cardiovascolari che definiscono questo punto, e LBNP saranno terminati quando si osservano questi parametri cardiovascolari. Informare il soggetto che essi possono anche sintomi esperienza tipicamente associato con presincope durante la proce LBNPDure. Istruire il soggetto di notificare l&#39;investigatore, se questi sintomi si verificano e LBNP saranno immediatamente essere terminati. </li><li> Posizionare la gonna in neoprene LBNP sull&#39;argomento. Assicurarsi che la gonna è aderente intorno alla vita e il tronco in modo da creare una tenuta ermetica. </li><li> Istruire il soggetto a mettere in posizione supina sul letto della camera LBNP mentre a cavallo di un palo fisso per fissare il busto in posizione durante LBNP. Istruire il soggetto a rilassare il corpo più basso durante l&#39;esposizione LBNP. Fissare il soggetto nella camera LBNP trascinando il letto nella camera e collegamento del pannello esterno neoprene all&#39;apertura della camera per creare una tenuta ermetica. NOTA: La camera LBNP fornisce la capacità di precisione (entro 0,1 mmHg) controllando la pressione interna da 0 a -100 mmHg manualmente o con un profilo computerizzato. La camera comprende una sella regolabile per fissare la posizione del corpo del soggetto. finestre in plexiglass chiare consentono la visualizzazione di gambe del soggetto.Una scheda cintura regolabile in alluminio permette una tenuta ermetica per essere creato da un pannello esterno neoprene indossato dal soggetto e la camera LBNP a livello della cresta iliaca (Figura 1). </li><li> Luogo elettrocardiogramma (ECG) elettrodi a destra e giunti umorali-clavicolare sinistra, ea destra e sinistra costole inferiori (totale di 4) in una configurazione di piombo II modificato (Figura 1) per la misura continua della frequenza cardiaca. </li><li> Posizionare braccia del soggetto sulla braccioli, regolate in modo che le mani sono supportati a livello del cuore. Utilizzando opportuni polsini delle dita dimensioni, effettuare un fotopletismografia dito infrarossi &#160; dispositivo sul dito medio destro e sinistro per continuo non invasivo di misurazione battito per battito della pressione arteriosa. </li><li> Fissare i polsini delle dita ai monitor della pressione. Calibrare la dispositivi e sangue record di pressione secondo le istruzioni del produttore. 12 Inserire le informazioni soggetto (età, sesso, HEIGHT, e peso) per abilitare le ipotesi appropriate per il calcolo (stima) della gittata sistolica, gittata cardiaca e la resistenza vascolare periferica dall&#39;algoritmo Modelflow se lo si desidera. 13,14 </li><li> Posizionare il pulsossimetro dito sul dito indice destro per la misurazione continua della riserva di compensazione 1,12 (Figura 2). </li><li> Posizionare una cannula nasale sul soggetto e istruire il soggetto di respirare attraverso il naso per assicurare riflessioni sensibili in inspirazione ed espirazione. campionamento dell&#39;aria nasale permetterà al soggetto di parlare liberamente per l&#39;auto-segnalazione dei sintomi in via di sviluppo. Collegare la cannula nasale per il capnografo per la misurazione continua della respirazione e alla fine di CO 2 di marea. </li></ol> 3. Esecuzione del protocollo LBNP <ol><li> Avviare la registrazione dei dati facendo clic sul pulsante &quot;Start&quot; sul sistema di acquisizione dati. dati di base record per 5 min. Avviare il primo livello di hypovole centraleMia accendendo il motore di aspirazione e impostando pressione negativa a -15 mmHg, e mantenere questa pressione per 5 min. La figura 3 illustra il protocollo. </li><li> Aumentare la LBNP a -30 mmHg, e mantenere questa pressione per 5 minuti. </li><li> Aumentare la LBNP a -45 mmHg, e mantenere questa pressione per 5 minuti. </li><li> Aumentare la LBNP a -60 mmHg, e mantenere questa pressione per 5 minuti. </li><li> Aumentare la LBNP a -70 mmHg, e mantenere questa pressione per 5 minuti. </li><li> Continuare ad aumentare i livelli di LBNP da -10 mmHg ogni 5 minuti fino alla fine del protocollo (5 min a -100 mmHg LBNP) o il punto di emodinamica scompenso. Terminare il LBNP premendo il pulsante di rilascio della pressione sulla camera LBNP. NOTA: emodinamico scompenso è identificata da una caduta precipitosa della pressione arteriosa sistolica inferiore a 80 mmHg, o il soggetto segnalazione sintomi presincopale come il grigio-out (perdita della visione a colori), visione a tunnel, sudorazione, nausea o vertigini (Figura 4). </li><li>Continuare la registrazione dei dati sul sistema di acquisizione dati per 10 minuti dopo la cessazione delle LBNP (recupero postLBNP). </li><li> Interrompere la registrazione dei dati al termine del periodo di recupero di 10 minuti facendo clic sul pulsante &quot;Stop&quot; sul sistema di acquisizione dati. </li><li> Staccare tutta la strumentazione dal soggetto e rimuovere il soggetto dalla camera LBNP. Chiedere al soggetto di sedersi dopo scendendo dalla piattaforma LBNP per assicurare che siano senza sintomi prima di lasciare il laboratorio. Lo studio è ora completa. </li><li> File di scaricare i dati dal sistema di acquisizione per l&#39;estrazione del compensativa Riserva Index (CRI), pressione arteriosa media (MAP), la frequenza cardiaca, e SpO 2 valori. 1,15,16 </li></ol>

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Gli autori dichiarano di non avere interessi finanziari concorrenti. Le opinioni espresse nel presente documento sono opinioni private degli autori e non devono essere interpretate come rappresentanti quelle del Dipartimento dell'Esercito degli Stati Uniti o del Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti.

Utilizzando LBNP per causare una riduzione progressiva e continua nel volume del sangue centrale, siamo stati in grado di indurre una risposta tipica di scompenso emodinamico nel soggetto, caratterizzata da un esordio improvviso di ipotensione e bradicardia (Figura 7). È importante comprendere che la risposta compensatoria integrato emorragia è molto complessa, 19 con conseguente notevole variabilità individuale nella tolleranza alla perdita di sangue. 1 Come tale, alcuni individui...

La funzione più importante del sistema cardiovascolare è il controllo di adeguata perfusione (flusso di sangue e la consegna di ossigeno) a tutti i tessuti del corpo attraverso regolazione omeostatica della pressione arteriosa. Vari meccanismi di compensazione (ad esempio, sistema nervoso autonomo, la frequenza cardiaca e della contrattilità, il ritorno venoso, la vasocostrizione, la respirazione) contribuiscono a mantenere i normali livelli fisiologici di ossigeno nei tessuti. 1, la riduzione volume di sangue circolante, come quelle causate da emorragia può compromettere la capacità di meccanismi compensatori cardiovascolari e, in definitiva portare a bassa pressione arteriosa del sangue, grave ipossia tissutale, e shock circolatorio che può essere fatale. Shock circolatorio causato da una grave emorragia (ad esempio, shock emorragico) è una delle principali cause di morte a causa di un trauma. 2 Uno degli aspetti più impegnativi della prevenzione di un paziente di sviluppare shock è la nostraincapacità di riconoscere il suo esordio precoce. Valutazione precoce ed accurata della progressione verso lo sviluppo di shock è attualmente limitata in clinica con tecnologie (ad esempio, monitor medici) che forniscono misurazioni dei segni vitali che cambiano molto poco nelle prime fasi di perdita di sangue a causa di numerosi compensativo del corpo meccanismi di regolazione della pressione sanguigna. 3-6 come tale, la capacità di misurare la somma totale di riserva del corpo per compensare la perdita di sangue rappresenta la riflessione più accurata dello stato perfusione tissutale e il rischio di sviluppare shock. 1 tale riserva è chiamato . riserva compensativo che può essere valutata con precisione per misurazioni in tempo reale dei cambiamenti nelle caratteristiche della forma d&#39;onda arteriosa 1 l&#39;esaurimento della riserva di compensazione replica l&#39;instabilità cardiovascolare terminale osservata in pazienti critici con improvvisa insorgenza di ipotensione; una condizione nota come deco emodinamicompensation. 7 Il rapporto tra l&#39;utilizzo del fondo di compensazione e la regolazione della pressione sanguigna durante la perdita di sangue in corso negli esseri umani può essere dimostrato in laboratorio con una serie completa di misurazioni fisiologiche (ad esempio, pressione arteriosa, frequenza cardiaca, sangue arterioso saturazione di ossigeno, la gittata sistolica, gittata cardiaca, la resistenza vascolare, frequenza respiratoria, carattere impulsi, stato mentale, di fine espirazione di CO 2, di ossigeno tissutale) fornito dal monitoraggio fisiologico standard durante continue riduzioni progressive del volume di sangue centrale simile a quelle che si verificano durante l&#39;emorragia. Il volume del sangue centrale ha abbassato può essere indotta in modo non invasivo con aumenti progressivi nella parte inferiore del corpo a pressione negativa (LBNP). 8 Utilizzando questa combinazione di misurazioni fisiologiche e LBNP, la comprensione concettuale di come valutare la capacità del corpo per compensare la riduzione del volume ematico centrale può essere facilmente demonitrati. Questo studio descrive la preparazione prelab, la dimostrazione della risposta compensatoria in relazione ad altre risposte fisiologiche durante emorragia simulato, e la valutazione PostLab dei risultati. Le tecniche sperimentali necessarie per effettuare misure di riserva di compensazione sono dimostrati in un volontario umano.

<table><tbody><tr><td>Workstation di valutazione della ricerca dinamica (DREW) sistema di acquisizione dati</td><td>NA</td><td>NA Costruito</td><td>su misura dal personale ISR. Il DREW consente la sincronizzazione temporale della raccolta di dati del segnale digitale e analogico da un massimo di 16 strumenti indipendenti con una frequenza di campionamento di 1.000 Hz.</td></tr><tr><td>Finometro</td><td>Finapress Medical Systems (FMS)</td><td>Modello 1</td><td>Dispositivo che fornisce misurazioni continue e non invasive della pressione arteriosa dell'arteria brachiale e della saturazione di ossigeno arterioso (SpO2) utilizzando due sensori separati a infrarossi per fotofletimografia da dito.</td></tr><tr><td>BCI Capnocheck Plus</td><td>Smith Medical PM Inc.</td><td>9004</td><td>Capnografo utilizzato per misurare la CO2 e la frequenza respiratoria</td></tr><tr><td>CipherOX&nbsp;</td><td>Tecnologie Flashback Inc.</td><td>R200</td><td>Dispositivo sperimentale utilizzato per calcolare l'indice di riserva compensatoria (CRI)</td></tr><tr><td>Pulsossimetro Nonin 9560 Pulsossimetro</td> da <td>dito</td><td>Nonin</td><td>9560</td></tr><tr><td>Camera a pressione negativa del corpo inferiore (LBNP)</td><td>NASA</td><td>79K32632-1</td><td>Camera personalizzata costruita dalla NASA</td></tr><tr><td>ECG Biotach</td><td>Gould</td><td>13-6615-65</td><td>Elettrocardiografo per la misurazione dell'ECG</td></tr><tr><td>Nasale CO2 Linea di campionamento</td><td>Salter Labs</td><td>REF 4000</td><td>Cannula nasale senza lattice per il campionamento dell'aria espirata</td></tr></tbody></table>

le risposte compensative integrati in un modello umano di emorragia

Integrated Compensatory Responses in a Human Model of Hemorrhage

L&#39;emorragia è la causa principale di decessi legati al trauma, in parte perché la diagnosi precoce della gravità della perdita di sangue è difficile. La valutazione dei pazienti con emorragie è difficile perché attuali strumenti clinici forniscono misure di segni vitali che rimangono stabili durante le prime fasi di sanguinamento a causa di meccanismi di compensazione. Di conseguenza, vi è la necessità di comprendere e misurare la totale integrazione di meccanismi che compensano ridotto volume di sangue circolante e come questi cambiano nel corso emorragia progressiva. Riserva del corpo per compensare la riduzione del volume del sangue circolante è chiamata la &#39;riserva di compensazione&#39;. La riserva di compensazione può essere accuratamente valutata con misurazioni in tempo reale delle variazioni delle caratteristiche della forma d&#39;onda arteriosa misurati con l&#39;uso di un computer ad alta potenza. Lower Body pressione negativa (LBNP) è stato dimostrato per simulare molte delle risposte fisiologiche nell&#39;uomo associati con emorragia,e viene utilizzato per studiare la risposta compensatoria per emorragia. Lo scopo di questo studio è quello di dimostrare come compensativo riserva viene valutata durante progressive riduzioni nel volume del sangue centrale con LBNP come una simulazione di emorragia.

La procedura LBNP provoca una riduzione della pressione dell&#39;aria intorno al torso inferiore e gambe. Dato che questo vuoto è progressivamente aumentata, si sposta il volume di sangue dalla testa e la parte superiore del tronco alla parte inferiore del corpo per creare uno stato di ipovolemia centrale. La progressiva riduzione del volume ematico centrale (cioè, LBNP) produce alterazioni significative nelle caratteristiche della forma d&#39;onda arteriosa misurata con il phot...

Lo scopo di questo protocollo è quello di dimostrare le tecniche per misurare le risposte compensative per ridurre il volume del sangue centrale utilizzando parte inferiore del corpo a pressione negativa come modello sperimentale non invasivo di emorragia umana che può essere utilizzato per quantificare il totale integrazione di meccanismi di compensazione per i disavanzi volume del sangue negli esseri umani .

Le risposte compensative integrati in un modello umano di emorragia

Hemorrhage is the leading cause of trauma-related deaths, partly because early diagnosis of the severity of blood loss is difficult. Assessment of ...

L'obiettivo generale di questa procedura è simulare l'ipovolemia centrale associata all'emorragia nell'uomo utilizzando una pressione negativa sul corpo inferiore e valutare la capacità del soggetto di compensare durante questa sfida. La pressione negativa sul corpo inferiore è un modello valido di emorragia umana, già utilizzato per identificare predittori precoci di shock emorragico. I principali vantaggi di questa procedura sono che tutte le misurazioni vengono ottenute mediante metodi non invasivi e che la tolleranza all'emorragia può essere valutata in modo sicuro nei soggetti.Utilizzando una pressione negativa applicata al distretto inferiore del corpo, abbiamo sviluppato la misurazione della riserva compensatoria, che consente una valutazione precoce del decorso verso lo stato di shock durante l'emorragia ed è più accurata degli strumenti attualmente disponibili per il monitoraggio dei segni vitali. La riserva compensatoria riflette l'integrazione di tutti i meccanismi fisiologici di compenso coinvolti nella risposta all'emorragia in un singolo paziente e pertanto permette di monitorare il progredire verso lo shock con un elevato grado di specificità. Prima della visita di studio, istruire il soggetto ad evitare caffeina, alcol ed esercizio fisico intenso nelle 24 ore precedenti il test e a non assumere cibo almeno due ore prima, nel caso in cui un decompensamento emodinamico induca nausea.Nel giorno dello studio, iniziare accendendo tutti gli strumenti che richiedono riscaldamento e calibrazione: un sistema di acquisizione dati, due sensori infrarossi per le dita, un capnografo e un pulsossimetro per le dita. Sincronizzare tutti gli strumenti con gli orologi interni regolando il timestamp di ciascuno strumento in modo da farlo corrispondere all'orologio principale del laboratorio, che dovrà essere utilizzato per segnare il tempo durante l'esperimento. Successivamente, accompagnare il soggetto in una stanza per visite ed eseguire un esame medico di screening per assicurarsi che il soggetto soddisfi i requisiti minimi di salute e tutti i criteri di inclusione.Quindi, accompagnare il soggetto nella stanza di prova, informarlo sulla procedura sperimentale e ottenere il consenso scritto a partecipare allo studio. Successivamente, posizionare la gonna in neoprene per la pressione negativa al segmento inferiore del corpo, o LBNP, sul soggetto. Assicurarsi che la gonna aderisca bene a vita e tronco al fine di creare una sigillatura ermetica.Chiedere al soggetto di sdraiarsi supino sul letto della camera LBNP, a cavalcioni su un supporto fisso per stabilizzare il tronco. Quindi, chiedere al soggetto di rilassare il corpo inferiore. Far scorrere il letto all'interno della camera e fissare la gonna in neoprene all'apertura della camera per creare una sigillatura ermetica.Successivamente, posizionare gli elettrodi dell'elettrocardiogramma, o ECG, sulle articolazioni clavicolari omerali destra e sinistra e sulle costole inferiori destra e sinistra secondo una configurazione a derivazione modificata per la misurazione continua della frequenza cardiaca. Posizionare le braccia del soggetto sui supporti per le braccia, regolati in modo che le mani siano sostenute al livello del cuore. Applicare un dispositivo di fotopletismografia infrarossa sulle dita medie sinistra e destra per la misurazione continua, non invasiva e da battito a battito della pressione arteriosa.Inserire le informazioni relative al soggetto per consentire le ipotesi appropriate per il calcolo del volume strofico, della portata cardiaca e della resistenza vascolare periferica da parte dell'algoritmo di flusso del modello. Successivamente, collegare i manicotti per le dita ai monitor di pressione. Calibrare i dispositivi e registrare la pressione sanguigna secondo le istruzioni del produttore.Quindi, posizionare il pulsossimetro sul dito indice destro per la misurazione continua della riserva compensatoria. Infine, posizionare un cannula nasale sul soggetto e istruirlo a respirare attraverso il naso per garantire riflessi sensibili durante l'inspirazione e l'espirazione. Collegare la cannula nasale al capnografo per la misurazione continua della respirazione e della CO2 al termine espiratorio.Iniziare la registrazione dei dati facendo clic sul pulsante di avvio del sistema di acquisizione dati e registrare i dati di base per cinque minuti. Avviare il primo livello di ipovolemia centrale attivando il motore a vuoto e impostando la pressione negativa a meno 15 millimetri di mercurio, mantenendo questa pressione per cinque minuti. Successivamente, aumentare la LBNP a meno 30 millimetri di mercurio, meno 45 millimetri di mercurio, meno 60 millimetri di mercurio e fino a meno 70 millimetri di mercurio, mantenendo ciascuna pressione per cinque minuti.Continuare ad aumentare i livelli di LBNP di 10 millimetri di mercurio negativi ogni cinque minuti fino a raggiungere -100 millimetri di mercurio di LBNP o il punto di decompensazione emodinamica in cui l'indice di riserva compensatoria, o valore CRI, è zero. Durante l'esperimento, osservare la progressiva riduzione della riserva di compensazione, rappresentata da una graduale riduzione della barra colorata sullo schermo. Notare che, mentre la barra cambia colore dal verde al giallo fino al rosso, la misurazione del CRI passa da un valore di uno a zero.Al termine dell'esperimento, interrompere la LBNP premendo il pulsante di sfiato della pressione sulla camera LBNP. Continuare a registrare i dati sul sistema di acquisizione dati per 10 minuti dopo la cessazione della LBNP. Arrestare la registrazione dei dati alla fine del periodo di recupero di 10 minuti facendo clic sul pulsante di arresto del sistema di acquisizione dati.Staccare tutti gli strumenti dal soggetto e rimuovere il soggetto dalla camera LBNP. Chiedere al soggetto di sedersi dopo essere sceso dalla piattaforma LBNP per assicurarsi che non presenti sintomi prima di lasciare il laboratorio. Infine, scaricare i file dei dati dal sistema di acquisizione per estrarre i valori di CRI, pressione arteriosa media, frequenza cardiaca e saturazione di ossigeno nel sangue (SpO2).La progressiva riduzione del volume ematico centrale, o LBNP, produce alterazioni significative nelle caratteristiche della forma d'onda arteriosa. Qui, i valori di pressione arteriosa media, MAP, frequenza cardiaca, SpO2, CRI e LBNP sono riportati in funzione del tempo. Il CRI diminuisce precocemente e in modo progressivo durante le diverse fasi dell'LBNP, mentre le variazioni della frequenza cardiaca, della pressione arteriosa media e della SpO2 si verificano nelle fasi successive dell'emorragia.La tecnica LBNP continuerà a essere utilizzata come modello valido di emorragia umana per fornire dati necessari alla creazione, verifica e perfezionamento di futuri algoritmi e dispositivi per la misurazione della riserva compensatoria. La capacità di misurare i cambiamenti compensatori associati alla perdita di sangue è fondamentale per fornire cure acute in situazioni di emergenza sia in ambito militare che civile.

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