Un modello per simulare ipossia clinicamente rilevanti negli esseri umani

L'obiettivo generale di questo modello è simulare l'ipossia e l'ipercapnia causate dall'apnea in un modello umano con particolare attenzione all'apnea intermittente, che si verifica durante l'apnea notturna, e alle emergenze come l'ostruzione delle vie aeree. Questo modello può aiutare a comprendere i meccanismi fisiologici per evitare danni ipossici al cervello nonostante l'apnea prolungata. Il vantaggio principale di questo modello dinamico è che potremmo simulare l'ipossia clinicamente rilevante negli esseri umani.

L'ipossia apnea dipendente spesso riduce la frequenza cardiaca. L'ipossia causata dall'abbassamento dell'ossigeno e dall'aria inspirata aumenta la frequenza cardiaca. Pertanto, diversi modelli di ipossia inducono effetti opposti in circolazione.

Il nostro modello riproducibile ci consente di studiare diversi dispositivi tecnici. Questo ci dà l'opportunità di concentrarci su diversi aspetti fisiologici dell'apnea senza modificare la configurazione o il modello. Prima di collegare gli elettrodi a un soggetto, pulire i punti di attacco con alcol al 70%.

Ora, posiziona un elettrodo NIRS sul secondo locus polare frontale sul lato destro della fronte sopra il sopracciglio e a destra del solco sagittale medio. Utilizzare un secondo elettrodo per misurare l'ossigenazione dei tessuti periferici. Posizionalo all'interno della parte inferiore del braccio.

Evitare di posizionare questo elettrodo sopra un plesso venoso o un'arteria. La saturazione deve essere superiore all'80%Prima di prendere un valore di ossigenazione dei tessuti cerebrali, attendere che il segnale NIRS mostri una variazione del 3% o inferiore per almeno cinque minuti. Allo stesso modo, attendere che il segnale del livello di ossigeno periferico si stabilizzi.

Quindi, posiziona gli elettrodi ECG sul torace dove non ci sono peli. Posizionare la derivazione R sulla testa sternocostale del grande pettorale destro. Posizionare l'elettrocatetere a L sulla testa sternocostale del grande pettorale sinistro.

Posizionare l'elettrocatetere C sul quinto spazio intercostale al centro della linea clavicolare mediale. Posizionare il cavo F sul bordo inferiore sinistro della nervatura e posizionare il cavo N sul bordo inferiore destro della nervatura. Ora, misurare la pulsossimetria periferica da un polpastrello sulla stessa estremità utilizzata per misurare l'ossigenazione dei tessuti periferici.

Successivamente, misurare la pressione sanguigna non invasiva utilizzando un bracciale per la pressione sanguigna sull'estremità controlaterale dalla misurazione della pulsossimetria periferica. Nelle impostazioni programmabili, scegli un intervallo di un minuto e scegli NIBP. Almeno 20 minuti prima dell'apnea, stabilire una linea endovenosa nella vena cubitale mediale sul braccio destro o sinistro per prelevare campioni di sangue durante e dopo l'apnea.

Prima di iniziare, sincronizzare gli orologi interni dei dispositivi di monitoraggio, in modo che le misurazioni siano sincronizzate. Quindi, inviare un cavo di rete dal computer al dispositivo di monitoraggio. Fissarlo alla docking station.

Quindi, programma le impostazioni di rete corrette e il software sarà in grado di controllare il dispositivo e salvare i dati. Inoltre, posizionare il monitor in modo che i dati non siano visibili al soggetto. Controllare i segnali provenienti dagli elettrodi NIRS.

Se qualcuno è troppo irregolare, riposizionare l'elettrodo. Assicurati di evitare di posizionare l'elettrodo sul plesso venoso più grande o su qualsiasi arteria. Il segnale dovrebbe quindi stabilizzarsi.

Un segnale NIRS cerebrale altamente variabile può essere dovuto all'iperventilazione. Istruire il soggetto a respirare più lentamente con un volume corrente inferiore e rivalutare il segnale. Far riposare i soggetti per almeno 15 minuti in posizione prona e istruirli a respirare normalmente utilizzando 15 o meno respiri al minuto.

Prima di prendere una linea di base, prelevare campioni di sangue. Due cose da ricordare sono di non utilizzare i primi cinque millilitri di sangue prelevato e di lavare sempre il catetere dopo ogni prelievo con soluzione fisiologica sterile. Durante la sequenza temporale del test, prelevare campioni di sangue secondo necessità.

Ricontrolla la funzionalità e la qualità del segnale di ciascun dispositivo prima di procedere. Inoltre, assicurarsi che gli elettrodi non possano essere rimossi da movimenti involontari del soggetto del test al termine dell'apnea. Negli ultimi due minuti di preparazione per il test dell'apnea, conta il tempo verbalmente.

Quindi, chiedi al soggetto di indicare le ultime tre inalazioni con le dita. La fine dell'ultimo respiro segna l'inizio dell'apnea. Registrare questo punto temporale sul dispositivo NIRS.

L'apnea deve essere eseguita il più a lungo possibile. Durante la seconda metà, i movimenti del torace e dello stomaco sono comuni e indicano la fase di lotta. La fine dell'apnea è segnata dalla prima inspirazione.

Registrare questo punto temporale sul dispositivo NIRS. Per elaborare i dati dal dispositivo di monitoraggio, aprire il file salvato sul computer. Innanzitutto, fare clic su Verifica per accedere al monitor delle tendenze e selezionare gli strumenti, quindi opzione nella sottomaschera del menu.

Se necessario, l'intervallo di tempo può essere modificato tramite l'intervallo di tendenza. Ora seleziona le tendenze della maschera e salva i dati. Utilizzare le tendenze risultanti.

txtper aprirlo in un programma di fogli di calcolo, dove può essere analizzato. Per elaborare i dati dal dispositivo NIRS, aprire il software sul computer e collegare il dispositivo NIRS tramite WiFi. Quindi, trasferisci i dati dal dispositivo NIRS e salvali in formato CSV per aprirli come foglio di calcolo.

Nell'analisi, non includere le ultime tre inspirazioni pre-apnea nei valori basali o i primi 30 secondi dopo l'inspirazione massima all'inizio dell'apnea. Durante un'apnea di sei minuti di un soggetto, sono state effettuate registrazioni simultanee della saturazione periferica di ossigeno e del NIRS. È interessante notare che, dopo l'inizio dell'apnea, una diminuzione della saturazione di ossigeno è stata rilevata prima dal monitoraggio periferico della saturazione di ossigeno, rispetto al monitoraggio NIRS cerebrale.

In uno studio su dieci subacquei apneici, i valori di NIRS cerebrale sono diminuiti significativamente più tardi rispetto ai valori di saturazione misurati mediante pulsossimetria. Anche rispetto alla pulsossimetria, la NIRS periferica ha mostrato la desaturazione più precoce. Dopo la ripresa della respirazione, la risaturazione è stata rilevata significativamente prima dalla NIRS cerebrale rispetto alla saturazione periferica di O2 misurata dalla pulsossimetria.

Non c'è stato alcun ritardo notevole tra la NIRS periferica e la pulsossimetria. Da un altro punto di vista, i valori di desaturazione e il tempo totale di apnea sono stati normalizzati al 100%Dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona comprensione di come misurare la saturazione di O2 in diverse parti del corpo. La nostra indagine ha rivelato meccanismi fisiologici per evitare il danno ipossico.

In caso di apnea, la ridistribuzione del flusso sanguigno aiuta a mantenere un adeguato apporto di ossigeno al cervello mentre i tessuti periferici sono già desataurati.