Che unisce la capnografia volumetrica e pletismografia barometrica per misurare la relazione struttura-funzione di polmone

Questo metodo può aiutare a rispondere a domande chiave nella fisiologia polmonare, in particolare su come la relazione struttura-funzione nel polmone contribuisce alla patologia della malattia. Il vantaggio principale di questa tecnica è che consente di adottare misure ripetute, all'interno dello stesso soggetto, senza costose apparecchiature di imaging o algoritmi di analisi tecnicamente avanzati. Le implicazioni della misurazione della relazione struttura-funzione polmonare si estendono verso la comprensione dello sviluppo delle malattie polmonari, utilizzando strumenti fisiologici classici e consolidati per valutare nuovi interventi.

Sebbene questo metodo fornisca informazioni sulla fisiologia polmonare umana, può anche essere applicato a modelli animali di malattie polmonari. Generalmente, le persone nuove a questo metodo possono avere difficoltà con il corretto coaching dei partecipanti a seguire le manovre delineate. Diverse prove sono spesso necessarie con un partecipante per la prima volta.

La dimostrazione visiva di questo metodo è fondamentale, in quanto la manovra capnografica può essere difficile da imparare e il flusso e il volume della manovra devono essere controllati attentamente. Le procedure che coinvolgono soggetti umani sono state approvate dall'Institutional Review Board dell'Università dell'Iowa. Prima di iniziare la calibrazione, utilizzare un barometro standard per misurare la temperatura, la pressione barometrica e l'umidità relativa e immettere questi valori nel software del pletismografo come fattori di correzione.

Per calibrare il sensore di flusso, utilizzare una siringa calibrata da tre litri a portate variabili e utilizzare una pompa da 50 millilitri per calibrare la pressione della scatola. Immediatamente prima della misurazione della pletismografia, far entrare il partecipante nel pletismografo di tutto il corpo e chiudere la porta. Dopo 30-60 secondi di equilibrazione termica, istruisci il partecipante a posizionare la bocca sul bocchino, indossare le clip del naso e posizionare le mani sulle guance.

Istruisci il partecipante a respirare normalmente, consentendo di acquisire almeno quattro respiri di marea e di stabilire una capacità residua funzionale. Al termine di una normale espirazione, chiudere l'otturatore e allenare il partecipante a ansimare leggermente a 0,5 a uno respiri al secondo per tre o quattro secondi. Valutare la relazione tra la pressione della bocca e la pressione del pletismografo per assicurarsi che si tratta di una serie di linee rette sovrapposte, senza deriva termica, e aprire l'otturatore e consentire al partecipante di prendere un respiro normale.

Quindi allenare il partecipante ad espirare al volume residuo. Seguito da una manovra inspiratoria massima alla capacità polmonare totale. Prima dell'arrivo del partecipante, affrontare e modificare le variabili nella tabella, se necessario.

Per calibrare l'analizzatore di gas, fissare il tubo di essiccazione alla camera di miscelazione e sciacquare il sacchetto con gas inerte ad una velocità di almeno 10 litri al minuto, facendo attenzione non alla pressurizzazione del sistema. Una volta stabilizzate le concentrazioni visualizzate dell'anidride carbonica spostata e dell'ossigeno, regolare le manopole zero fino a quando entrambe leggono zero. Successivamente, ripetere lo scarico con 6% di anidride carbonica e aria ambiente contenente il 20,93% di ossigeno come gas di calibrazione, abbinando la concentrazione dei gas di calibrazione alla manopola span quando la concentrazione dei gas si stabilizza.

Quindi, ricontrollare le concentrazioni di gas inerte e gas di calibrazione e regolare le manopole zero e span fino a quando entrambe sono accurate a più o meno 0,1%Per calibrare lo pneumotach riscaldato, consentire allo pneumotach di riscaldarsi a 37 gradi Celsius per almeno 20 minuti e aprire il menu Canale di flusso nel software di sistema. Selezionate Spirometro (Spirometer) e fate clic su Zero per azzerare lo pneumotach. Quindi selezionare OK. Utilizzare un adattatore per la testa di flusso per collegare una siringa da tre litri allo pneumotach ed evidenziare il respiro di calibrazione.

Nel menu Canale flusso (Flow Channel), selezionate Flusso spirometro (Spirometer Flow) e Calibra (Calibrate) e immettete tre litri. Fare clic su OK. E usare la siringa iniettare tre litri di aria ambiente nello pneumotach a portate variabili. La differenza da tre litri dovrebbe essere inferiore al 5%Quando il sistema è pronto, allenare il partecipante a eseguire una singola manovra composta da due paia di respiri: un respiro da allenatore e un respiro per l'analisi.

Perché abbiamo ispirazione e scadenza, con ispirazione. Durante la manovra, allenare il partecipante a seguire la guida di flusso sul monitor del computer. Prendere in considerazione l'aggiunta di un resistore in linea con il bocchino per facilitare il controllo del flusso espirato.

Per misurare la capacità residua funzionale, istruisi il partecipante a sedersi dritto con entrambi i piedi sul pavimento, indossare clip per il naso e posizionare la bocca sul bocchino. Allenare il partecipante a completare almeno un minuto di respirazione mareale per misurare la funzione metabolica e consentire al partecipante di familiarizzare con il bocchino. Interrompere la raccolta dei dati dopo un minuto.

Prima di iniziare la manovra, i partecipanti dovrebbero variare il loro volume di marea, prendendo respiri di marea normali, più piccoli o più grandi del normale, per garantire che i capnogrammi siano ottenuti a diversi volumi polmonari. Allenare il partecipante a passare all'esecuzione di una manovra di capnogramma non appena i tracciati del flusso appaiono sullo schermo e riprendere la raccolta dei dati in un punto casuale del ciclo respiratorio del partecipante, per consentire di ottenere misurazioni a diversi volumi polmonari. Infine, coach per eseguire un sospiro alla fine di ogni manovra, in modo che i muscoli della respirazione siano completamente rilassati, per consentire di determinare la capacità respiratoria funzionale.

Il singolo passo più importante, è la corretta misurazione e completamento della manovra eseguita con capnografia volumetrica. Quindi, interrompere la raccolta dei dati e fare in modo che il partecipante ripeta le manovre del capnogramma almeno da sei a otto volte in più, per ottenere da 12 a 16 paia di respiri per l'analisi. Qui vengono mostrati un singolo capnogramma rappresentativo utilizzato in un'analisi e i dati grezzi per l'intera sequenza della manovra.

Nei dati non elaborati, il capnogramma e la traccia del flusso non sono stati allineati per tenere conto del ritardo. In questi casi rappresentativi, lo spazio morto e la pendenza erano significativamente correlati al volume polmonare, suggerendo che lo spazio morto e l'omogeneità delle vie aeree aumentano con l'aumentare del volume polmonare. Durante il tentativo di questa procedura, è importante ricordare che dipende fortemente dalla portata espirata del partecipante e dal ritardo tra l'analizzatore e lo spirometro.

L'accuratezza di queste vales deve essere controllata attentamente. Dopo il suo sviluppo, questa tecnica ha spianato la strada ai ricercatori nel campo della pneumologia per esplorare la relazione struttura-volume del polmone in varie popolazioni di pazienti, e questo potrebbe potenzialmente essere integrato nella cura standard al capezzale delle malattie respiratorie.