Name: トレーニング中の肺毛細管血液量、膜拡散能力、及び肺内動静脈吻合の評価 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-02-20T12:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 9 s
Description: 学ぶ 運動時の肺血管応答評価法。多濃度酸素吸入による拡散能測定と造影エコーで肺毛細管血液量、膜拡散能力、肺内動静脈吻合の変化を解析し、肺循環の生理学的適応を解明する手法です。

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資金は、カナダの自然科学および工学研究評議会およびカナダの心臓および脳卒中財団によって提供されました。

このプロトコルは、アルバータ大学の人間研究倫理委員会のガイドラインに従っており、 ヘルシンキ宣言の最新版で設定された基準に準拠しています。 1.傾斜運動テスト（VOの2せん頭 ） <ol><li>被写体からの書面によるインフォームドコンセントを取得します。読んで主題を持っていると運動24のために彼らの準備を決定するために、身体活動の準備アンケート+（PAR-Qの+）に記載されている質問に答えます。 </li><li>対象の好みに応じて、サイクルエルゴメーターの座面の高さを調整します。修正された四肢は、心拍数（HR）25を測定するために導くと、標準の3誘導ECG配置に従って、患者の背面にある4つの心電図（ECG）電極を配置します。 </li><li>代謝測定システム25を使用してテストを通して呼気ガスと換気を測定するために、被験者の口にマウスピースを挿入します。 注：代謝システムは、リアルタイムの酸素消費量（VO 2）を測定する二酸化炭素生成（VCO 2）、換気（V E）、心拍数（HR）、および潮のCO 2（P ET CO 2）を終了します。 </li><li>ベースラインデータの収集の2分後、≥60RPMの一貫したリズムを維持するために、50ワットの最初のワークロードでサイクリングを開始するために、被験者に指示します。被験者は意志枯渇やテスト25を停止する要求に到達するまでWは、2分ごとに、手順25でワークロードを増やします。 </li></ol>インスピレーションを受けて酸素の2.複数の画分（F I O 2）拡散能（DL CO）方法7 <ol><li> 30％、50％、70％、及びVO 2せん頭が段階的運動試験で得られたピークVO 2を用いて90％に相当する負荷を算出します。段階的運動負荷試験後少なくとも48時間は、対象の再を持っていますDLCO操縦のための研究室に向けます。 </li><li>カルボキシヘモグロビン（COHb）がアップを構築する反復試験5で発生する可能性があります、一日あたり12 DLCOテストを超えないようにしてください。そのため、実施する運動のワークロードの数とDLCOデータの品質に基づいて、複数の日にテストを実行します。 </li><li>エアブレンダーシステムに100％O 2ガスのタンクと医療グレードの空気のタンク（21％O 2および79％N 2）を取り付けることにより、プリ呼吸ガスを準備します。 2 60 Lの非拡散ダグラスバッグ、40％O 2、空気ブレンダーシステムを使用して60％のO 2を含むものを含むものを埋めます。 </li><li>吸入ガス混合物の調節を可能にする2大口径、三方活栓バルブを設定します。これらは、と呼ばれる「予備呼気弁」。 </li><li>柔軟性のある、非圧縮チューブを使用して、バルブシステムにダグラスバッグを接続します。双方向にバルブシステムを接続し、T字型の非再呼吸弁でCONN代謝測定システムの質量流量センサの試験ガス取入れアセンブリにected。 </li><li>測定を休んで、対象は床に両足で、直立座っています。運動試験では、被験者はECG（HR定常状態のための±3 BPM）を使用してHRを監視することにより、定常状態にあることを確認してください。 注：定常状態はVOの2せん頭の90％に到達することはできません。被験者が段階的運動試験上のVO 2せん頭の90％にHR相当に達すると、したがって、測定を開始します。 </li><li>指穿刺を介して毛細管血の一滴を収集し、ヘモグロビン濃度のためにそれを分析します。次に、以下の式26を使用して、[Hbの]ため後続のすべてのDL COを調整します。 <img alt="式（1）" src="/files/ftp_upload/54949/54949equation1.jpg"></li><li>所望の向きに予備呼吸バルブを切り替えることにより、ランダムにF I O 2（21％、40％、または60％）を選択します。チュー（ 図1C参照）DL COガスバルブセレクターを回して対応するF I O 2 -DLのCOガスをSE。 </li><li>ノーズクリップを固定すると、それぞれのF I O 2に対応したダグラスバッグから5呼吸のためのマウスピースの中に普通に呼吸する対象を指示します。 </li><li>残留容量に期限切れになるように対象を指示します。残留量で肺容量のプラトーは、件名を持っている場合、肺の容量を合計し、残留容量に息を吐く前に6秒間息を保持するためのDL COの混合ガスを吸い込みます。 </li><li>これはCOテストガスがよく肺に平衡化されていることを示すように傾きが、水平であることを保証するために、呼気中にメタンのトレースを監視します。 注：肺胞容積（V A）と息止め時間が自動的に計算され、代謝測定システムによって報告されています。 </li><li>各DLCO操縦のためのV Aが 5％Oの範囲内であることを確認してくださいF以前の試験。同様に、息止め時間は6.0±0.3秒であるべきです。ない場合は、操縦を繰り返します。 </li><li>残留一酸化炭素を洗い流すことができるように4分待ってから、手順2.8繰り返し-安静時に残りの各F I O 2のために2.11を。 </li><li>各F I O 2用の各運動強度（30％、50％、70％、およびVOの2せん頭の90％）で、定常状態の間、2.15 -少なくとも48時間後に、繰り返しは2.9を繰り返します。息が被写体を回復するために、VO 2せん頭ワークロードの90％に保持している間に作業負荷を軽減します。 </li><li>運動中の肺胞COをクリアするには、運動中DLCOのテストの間に2分を待ちます。カルボキシヘモグロビン（COHb）ビルドアップ5を回避するために、1日あたり12 DLCOテストを超えないようにしてください。 </li></ol> 3.肺毛細血管血液量および膜拡散容量を計算します<ol><li> O 2（P A O 2）を使用してfollowinの肺胞の分圧を計算しますグラム方程式 <img alt="式（2）" src="/files/ftp_upload/54949/54949equation2.jpg"> 注：F I O 2は、インスピレーションO 2の割合で、P バーは大気圧であり、P H2Oは水蒸気圧であり、P CO 2は、動脈CO 2の圧力であり、RERは、呼吸交換率です。 </li><li>以前の段階的運動負荷試験で得られたデータから、それぞれの運動強度について測定し、30秒平均P ET CO 2とRERを使ってRERとPにCO 2を推定します 。 </li><li>以下の式7を使用して、θCOを計算します 。 <img alt="式3" src="/files/ftp_upload/54949/54949equation3.jpg"></li><li>各F I O 2 1 / DLCOの影響調整後および1 /θCOとの関係をグラフ化し、回帰式を算出します。 注：最小許容R 2値は0.95であり、r 2値がこの範囲21の外にあるときにDL CO操縦は繰り返されるべきです。 </li></ol><img alt="図2" src="/files/ftp_upload/54949/54949fig2.jpg"> 図2：最大運動時1 /θCO 対 1 / DL COの代表的なグラフ。 3息は、様々なF I O 2（21％、40％、および60％）で保持するために1 / DL CO及び1 /θとの関係は、COがプロットされています。 VcとDmとの計算は、上記の関係の回帰式から誘導されます。線の傾き（1 / 0.00796）の逆数がVC（125.5ミリリットル）の値、およびy切片の逆数を与える（1 / 0.00869）がDmのための値（115.0ミリリットル・分-1・mmHgのを与えます-1）。 <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54949/54949fig2large.jpg" target="_blank">LARを表示するには、こちらをクリックしてください。</a>この図のGERバージョン。 <ol start="5"><li> 1 / DL COおよび1 /θCO間の回帰式の傾きの逆数を取ることによって、Vcとを計算します。方程式のy切片の逆数を取ることによって、Dmとを計算します。 </li></ol> 4.肺内動静脈吻合募集<ol><li> DL COデータ収集とは別の日には、肘正中静脈に20ゲージの静脈内（IV）カテーテルを挿入し、コントラスト攪拌生理食塩水を注入するための6中のIV延長チューブを介して三方活栓に添付心エコー11、17。 </li></ol><img alt="図3" src="/files/ftp_upload/54949/54949fig3.jpg"> 図3：攪拌生理食塩水のコントラストの設定。 IVカテーテルを肘前空間に配置され、6で拡張を介して三方活栓に接続されています。 2つの10 mLの注射器はです生理食塩水の10 mL及び室内空気を0.5mLを含んでコントラストソリューションを、作成するために、コックにtached。 <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54949/54949fig3large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</a> <ol start="2"><li>三方活栓に2つの10 mLの注射器を接続します。超音波検査者がコントラストのために準備が整うまで罰金、中断気泡を形成するために、前後に2つのシリンジの間に、三方活栓を介して攪拌強制的に空気の0.5 mLを0.9％滅菌生理食塩水10mLのを組み合わせ、および。 </li><li>経験豊富な音波検査や心臓病専門医は、心臓の標準的な心尖部四腔像を取得しています。安静時、echocardiographerは、標準的な心エコーとカラードップラーイメージングと心臓内シャントのための心房中隔および心室中隔を評価しています。 <ol><li>何心臓内短絡が検出されない場合、コントラスト注入中バルサルバ法を行うために被験者に指示しイオンは、卵円孔開存（PFO）11、17のために評価します。非バルサルバ中に測定を繰り返します。 </li></ol></li><li>超音波検査者は4室ビューを維持しながらコントラストを注入します。右心室のコントラストを検出し、次の15の心周期を記録します。 </li><li> 30％、50％、およびVOの2せん頭の70％で定常運動中の造影撮影を繰り返します。定常状態のVO 2せん頭の90％に達することができないように、段階的運動負荷試験中のVO 2せん頭の90％でHRによって識別されたターゲットHR、一旦撮影を開始し、到達しました。 注：運動強度との間の時間は両方の心室からコントラストのクリアランスに依存し、≥2分。 </li><li> &lt;前述したスコアリングシステム17に応じて攪拌生理食塩水のコントラスト心エコー図を解釈する実験条件に盲目にされechocardiographerを持っています/ SUP&gt;、27。 注：スコアリングは、コントラストの最大数に基づいて次のように、単心エコーフレームで左心室（LV）内で可視の泡：全くコントラスト= 0 LV内の気泡ない、≤3= 1,4泡 - = 2 12気泡、&gt; 12泡= 3。 注：5心臓サイクルの後に左心室のコントラストの外観はIPAVAを示唆しています。心臓内シャントが5つ未満の心臓サイクル27のコントラストの出現によって等級分けされています。 </li></ol><img alt="図4" src="/files/ftp_upload/54949/54949fig4.jpg"> 図4：IPAVA得点するための代表的なイメージ。スケールを5cm（白い実線）です。 （A）前造影剤注入。 （B）IPAVAスコア= 0（C）IPAVAスコア= 1（D）IPAVAスコア= 3 <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54949/54949fig4large.jpg" target="_blank">P</a>リースこの図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。

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</ol>

著者らは、競合する金銭的利益はないと宣言している。

この方法は、運動中の肺拡散能力及び肺内動静脈吻合の動員を評価することができます。 プロトコル内の重要なステップ DL COの息止めが静止して比較的単純であるが、それは直感に反しているとして、運動中の息止めは、対象に固有の課題を提示し、被験者が運動中に呼吸するため、高いドライブを持っています。このように、VcとDmとの良好な品質の決意は、テスターと被写体との親密な関係と明確なコミュニケーションに依存しています。テスターの技術力は歯槽ボリューム（前臨床試験の±5％）の変動および6.0±0.3秒の息止め時間（BHT）で定量することができます。 修正およびトラブルシューティング VC / Dmの測定の終了時に、テスターはすぐに解除するために3のDL COの操縦をグラフ化する必要がありますデータポイントの最良適合ラインtermine。 DL COは常に60％とそれよりも大きいはずである40％、とのそれよりも大きいはずである21％F I O 2を用いて測定します。そうでない場合、バルブスイッチは正しいテストガスに相当するかどうかをチェックすることをお勧めします。同様に、事前呼吸バッグは、試験ガスに対応する正しいF I O 2ガス（ 図1B-1D）で満たされていることを確認してください。上昇COHbレベルはDLCOを過小評価することができるように、喫煙者である参加者をテストするときは注意が取られるべきです。 IPAVA動員の評価のために、対象の位置は、高品質の画像の取得を保証するのに重要です。被写体の動きを最小限に抑えるためにリカンベントサイクルエルゴメーターで直立サイクルエルゴメーターを交換することが可能です。しかし、横臥サイクル運動は、与えられた仕事率のために異なる代謝応答を誘発します、したがって、段階的運動負荷試験はする必要がありますリカンベントサイクルエルゴメーターに繰り返しました。胸の上部のスキャンは、いくつかの女性に不快かもしれません。この場合には、女性音波検査が推奨されます。最後に、推奨される運動プロトコルは若く、健康な個人のために設計されています。従って、運動プロトコルは、異なる標的集団のために変更することができます。 技術の制限事項複数のF I O 2のDL CO技術の主要な制限は、テスターのスキルやコマンドに従うこととバルサルバまたはミュラー管演習は、測定に影響を与えるように、息止め中に冷静さを保つために、被験者の能力です。第二に、息の数は、1回のセッションで保持しているが原因VcとDmを測定5、30に影響を与え、被験者への健康リスクをもたらす可能性のCO背圧の増加に、12に限定されるべきです。研究の設計に応じて、それがmAY COのクリアランスを可能にし、参加者の疲労を制限するために、複数のセッション間でのテストを完了する必要があります。 DLCO、VC、およびDmはそれぞれ、7％、8％、および15％であるために、良好な参加者コーチングと良い技術力で、我々は試験間の変動の十分な係数を決定しました。 複数のF I O 2のDL CO技術は肺胞O 2が毛細管O 2と同じであり、既知のガス交換障害を有する個体では、データを解釈するときにこのように、注意を払うべきであることを前提としています。 攪拌生理食塩水コントラスト心エコーイメージングは​​超音波検査技師の技術的能力や運動中胸郭の動きを最小限に抑えるために、被験者の能力によって制限されます。画像のインタプリタが確立された手順に従ってIPAVA動員をスコアリングするためのスケール（ 図4に精通していることも重要です</strオング&gt;）27。運動中の正の生理食塩水のコントラスト心エコー検査の重要性が議論15、16のトピックのままであり、いくつかの議論は、左心室における正攪拌生理食塩水のコントラストが毛細管膨満、およびないIPAVAの募集に二次的であってもよいことがあります。進行中の作業は、この問題を解決しようとしています。 既存の/代替の方法に対する技術の意義これらの生理学的な技術を利用することにより、健康、疾患に、および薬物介入を含めた種々の状態、運動時の肺血管構造を評価することが可能です。品質はテスターの能力に依存していますが、これらのスキルは、簡単かつ迅速に適切な指導と訓練を取得しています。複数のF I O 2のDL COの方法は、MEAの「ゴールドスタンダード」と考えられていますDmのとVcの31のsurement。これらの措置は、臨床的に計算されていないが、値は、患者の転帰を予測するために、低酸素血症、運動不耐性のためのメカニズムを決定するために使用することができ、さらに診断31,32を特徴付けます。同様に、攪拌食塩心エコー検査技術はIPAVAsの動員を決定する際に最も広く用いられる方法です。 この技術を習得した後、将来のアプリケーションや方向性これらの技術は、実験条件と介入の範囲での使用に適用可能です。我々は、運動中にこれらの技術を実証するが、それらは容易にそのようなドブタミンまたはドーパミン、心拍出量17を増加させることが知られている強心剤として薬剤注入時の肺血管の応答を測定するために修飾することができます。また、例えば、臨床集団においてこれらの技術を使用することが可能ですDL COは、年齢をマッチさせた対照被験者35に比べて低くなっている心不全34または慢性閉塞性肺疾患（COPD）を有するものです。

運動中、心拍出量は、安静時の値1以上の6倍まで増やすことができます。肺は心臓出力の100％を受信するための唯一の器官であることを考えると、運動は、肺系にかなりのストレスを提示します。漸増運動により、肺拡散能（DL CO）が増加した酸素要求2を満たすために増加しなければなりません。残りは運動をピークにより、DL COは心拍出量3、4、5に関して上限に達することなく、休止値の最大150％まで増やすことができます。拡散能力の増加は、容量（DM）および肺毛細血管6の募集及び膨張に対する二次毛細管血液容量（Vc）を、拡散膜の増加の結果として生じます。 ・ラウトンとフォースター（1957）はDを分割する技術を開発しました一酸化炭素テスト（DL CO）のための標準的な拡散能の間に吸入酸素（F I O 2）の割合を調節することによって、mおよびVcを7。酸素と一酸化炭素（CO）競合F I O 2の増加はDL CO 8,9を減少させるように、ヘモグロビンのヘム部位に結合します。標準のDL COの操作中にF I O 2を調節することにより、この関係はVcとDmと7を測定するために利用することができます。我々は最近、運動5時に使用されるこの技術を適応しています。前作と同様に、我々はDL COを連続的に二次VcとDmと5の両方の増加に運動をピークにまで増加することを発見しました。興味深いことに、我々は、このように大きな酸素消費量と容量を拡散させるための大きな必要性を持っている持久力の訓練を受けた選手であることを見出しました、ピーク運動、増加しDmに二次ではなく、VCのDL COの増加はアスリート5の肺膜における潜在的な適応を示唆している、そこにあります。 運動時のVcとDmの増加は、以前残り4、10でハイポ灌流肺毛細血管の採用と膨満につながる肺動脈圧の上昇によって達成されています。これにより肺血管抵抗を減少させ、肺動脈圧の上昇を減衰させる、肺の毛細血管網の断面積の増加をもたらします。 攪拌生理食塩水のコントラスト心エコー検査を用いた研究は、運動11、12、13の間に肺動静脈吻合（IPAVA）募集の証拠を示しています、14。トピックは論争の15、16のままで、IPAVA動員の重要性は未だ明らかではなく、いくつかの研究は、それらがガス交換障害12,14に寄与し得ると右心室11、12をアンロードするのに役立ち得ることを示唆しています。 IPAVA動員の正確なメカニズムは知られていないが、さらに、我々は、心拍出量を増加させること、ならびに外因性ドーパミンが残り17でIPAVA動員を引き起こすことを見出しました。急性増加肺動脈圧18またはドーパミン遮断はかなり運動11の間にIPAVA動員に影響を与えるように表示されません。これらの大径IPAVA血管が肺動脈の大きな増加から肺毛細血管を保護するのに役立つかもしれないという憶測があります肺血管抵抗12を小さくすることにより、圧力、17、19、20、21。 VcとDmとの評価と組み合わせると、攪拌生理食塩水のコントラスト心エコー検査は、運動22、23の応力に対する肺循環の適応を検討する貴重なツールです。

<table><tbody><tr><td>メタボリック計測システム</td><td>株式会社センサーメディックス</td><td>アンコール 299 Vmax</td><td></td></tr><tr><td>サイクル エルゴメーター</td><td>エルゴリン</td><td>エルゴセレクト II 1200</td><td></td></tr><tr><td>60 L ダグラス バッグ</td><td>ハンス ルドルフ</td><td>6100 シリーズ</td><td></td></tr><tr><td>双方向 T バルブ</td><td>ハンス ルドルフ</td><td>2700 シリーズ</td><td></td></tr><tr><td>ヘモグロビン測定システム</td><td>HemoCue</td><td>Hb 201+</td><td></td></tr><tr><td>22 ゲージ 静脈内カテーテル</td><td>BD</td><td>Insyte-W</td><td></td></tr><tr><td>超音波&nbsp;</td><td>ビビッドQ</td><td>エコーパック</td><td></td></tr><tr><td>圧縮ガス 21% O2、0.3% CO、0.3% CH4、バランス窒素</td><td>Praxair</td><td></td><td></td></tr><tr><td>圧縮ガス 40% O2、0.3% CO、0.3% CH4、バランス窒素</td><td>Praxair</td><td></td><td></td></tr><tr><td>圧縮ガス 60% O2、 0.3% CO、0.3% CH4、バランス窒素</td><td>Praxair</td><td></td><td></td></tr><tr><td>ノーズクリップ</td><td>Vacu-Med</td><td>スナッファー #1008</td><td></td></tr></tbody></table>

トレーニング中の肺毛細管血液量、膜拡散能力、及び肺内動静脈吻合の評価

Assessment of Pulmonary Capillary Blood Volume, Membrane Diffusing Capacity, and Intrapulmonary Arteriovenous Anastomoses During Exercise

エクササイズは、肺血管系への応力です。漸増運動により、肺拡散能（DL CO）が増加した酸素の需要を満たすために増加しなければなりません。そうでなければ、拡散制限が発生する可能性があります。運動とDL COの増加は、増加した毛細血管の血液容量（Vc）と膜拡散能（DM）によるものです。 VcとDmがそれによって肺動脈圧の上昇を減衰させる、ガス交換のための表面積を増大し、肺血管抵抗を減少させ、動員および肺毛細血管の膨張に続発増やします。同時に、運動時の肺内動静脈吻合（IPAVA）の募集は、ガス交換障害に寄与し、および/または肺動脈圧の大きな増加を防止することができます。 私たちは、安静時および運動時の肺の拡散と循環を評価するために2つの手法を説明します。第一の技術は、複数の-FRAを使用しています吸入酸素のction（F I O 2）のDL COの息は安静時および運動時のVcとDmとを決定するために保持しています。また、静脈攪拌食塩コントラスト心エコー検査はIPAVAs動員を評価するために使用されます。 代表的なデータをDL CO、VC、およびDmは運動強度とともに増加することを示しました。コントラスト気泡が運動誘発性IPAVA動員を示唆し、運動と左心室に見られた一方で心エコーデータは、安静時の何IPAVA動員を示しませんでした。 肺毛細管血液量、膜拡散能、および心エコー法を用いて、IPAVA募集の評価は、肺動脈を持つものとして、罹患グループ内だけでなく、健康の練習のストレスに適応するための肺血管系の能力を特徴づけることが有用です高血圧症および慢性閉塞性肺疾患。

容量、肺毛細血管の血液量、膜拡散能力、及びIPAVAスコアを、酸素消費の運動強度を増加させる拡散の効果を表1に示します。増加する電力出力に応じて、VO 2、DL CO、Vcは、Dmに増加。 図2は、運動中に複数のF I O 2 -DLのCO技術を用いてVcとDmとの代表的な計算を示します。 DL COは、F I O 2の増加と共に減少し、この関係はVcとDmとを分割するために利用されます。 Vcは1 / DL CO 1 /θ対CO結果の傾きの逆数を計算し、y切片の逆数は、DMの値が得られます。予想されるように、運動時VcとDmの増加の両方を休止値と比較します。 I O 2 DL CO攪拌生理食塩水のコントラスト心エコー検査法は、全体の拡散容量に肺毛細血管と膜の採用の貢献、より深い理解と研究者を提供し、臨床設定において、伝統的な肺機能検査を補うことができます。運動中のVcのまたはDMを増やすに失敗すると、拡散限界と低酸素血症をもたらすであろう。例えば、低VCに二次低DL COは肺の毛細血管への変更を示すであろう。同様に、減少しDmが肺膜への変化を示すことになります。 図4は、4室のコントラストechocardiographsの代表的なトレーシングを示しています。運動強度が増加すると、IPAVAは0から増加し（スコア<e>表1）で3に安静時IPAVAsの証拠なし）。以前の研究は、IPAVAは11、12、14のスコア向上しますが、これらのIPAVAsが動員される方法は、何らコンセンサスが存在しないこと、運動を示しています。 IPAVAsはドブタミン17、28及びエピネフリン28で心拍出量を増加させることによって、ならびに、ドーパミン17、28で静止して薬理学的に動員することができるという証拠があります。彼らは運動29中に内因的に増加するなど、ドーパミン及びエピネフリンなどの強心剤は、特に重要です。また、IPAVA募集はIPAVAsの不在は大きな肺動脈圧をもたらすように表示されていることで、血行動態を行使することが重要であることをいくつかの証拠がある、Cを減少させましたardiac出力、およびピーク電力出力12を減少させました 。したがって、この技術は、肺動脈高血圧症を有する個体を調査研究に使用されてもよいです。 </e><img alt="図1" src="/files/ftp_upload/54949/54949fig1.jpg"> 図1：複数のF I O 2のDL COのセットアップ。 （A）のセットアップの概要。 （B）0.3％CO、0.3％のメタン、および残りの窒素でO 2 21％、40％、および60％を含有する圧縮ガスシリンダー、ならびに酸素補給圧縮ガスボンベ。 （C）3 F I O 2 DL COタンク用三方弁セレクター。 （D）バルブは、事前呼吸用F I O 2の選択のために直列に三方弁のために切り替えます。 <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54949/54949fig1large.jpg" target="_blank">LARを表示するには、こちらをクリックしてください。</a>この図のGERバージョン。 <img alt="表1" src="/files/ftp_upload/54949/54949table1.jpg"> 表1：代表安静時と30時の運動中に一人の被験者のデータ、50、70、およびVOの2せん頭の90％。 VO 2、体重への酸素消費量の相対量; DL CO、一酸化炭素拡散能。 Vcは、肺毛細管血液量。 Dmと、膜拡散能。 IPAVAスコア、5心臓サイクルの後に左心室のコントラスト外観の得点。 Tedjasaputra らから変更されたデータ。 2016。

運動に肺の拡散及び血管系の応答を評価するために、我々は、肺内動静脈吻合の動員を評価するために毛細血管の血液量および膜拡散能、ならびに撹拌生理食塩水のコントラスト心エコー検査を決定するために、複数の風の酸素拡散能力の技術が記載されています。

Exercise is a stress to the pulmonary vasculature. With incremental exercise, the pulmonary diffusing capacity (DLCO) must increase to meet the increased ...

この手順の全体的な目標は、多重分画の吸気酸素 (FiO2) 拡散能力と造影心エコー法を使用して、運動に対する肺血管反応を評価することです。この方法は、肺循環が運動のストレスにどのように反応するかをよりよく理解するのに役立ちます。この手法の主な利点は、心臓や肺の疾患を持つ参加者の運動中など、さまざまな実験的、臨床的、および薬理学的条件に適用できることです。息止めのテクニックを実演するのは、私の研究室の大学院生であるWade MichaelchukとSophie Collinsです。造影心エコー検査技術を実行するのは、心臓専門医のショーン・ヴァン・ディーペン博士です。手順を開始する前に、空気酸素ブレンダーシステムを使用して、60リットルの非拡散性ダグラスバッグ1つに40%の酸素を充填し、もう1つに60%の酸素を充填します。吸入ガスの変調用に2つの大口径3方向ストップコックバルブを取り付け、柔軟な非圧縮チューブを使用してダグラスバッグをバルブシステムに接続します。次に、バルブシステムを、マスフローセンサーのテストガス吸気アセンブリに接続された双方向T字型の非再呼吸バルブに接続します。呼吸前バルブと一酸化炭素ガスセレクターを選択したFiO2の適切な向きに切り替え、心拍数を毎分プラスマイナス3拍に維持しながら、関心のある強度でサイクリングを開始するように被験者に指示します。定常状態になったら、ノーズクリップとマウスピースを被験者に取り付け、被験者に酸素40%のダグラスバッグから5回正常に呼吸させます。5回目の呼吸後、被験者に総肺活量まで息を吸い込み、次に残量まで息を吐くように指示します。肺活量が横ばいになり始めたら、バルブ システム キーボードの F1 を押して一酸化炭素ガスに切り替え、被験者に 3 秒間息を吐き続け、続いて一酸化炭素ガスを総肺活量まで吸入するように指示します。大きく息を吸い込み、完全に息を吹き込み、3、2、1、そして大きく息を吸い込み、アップ、アップ、アップ、アップ、6、5、4-6秒からカウントダウンします。3つ、2つ、1つ、それを吹き飛ばします-そして、被験者に再び残りの量に息を吐くように指示します。よし、普通に呼吸をする。呼気中のメタントレースを監視して、傾斜が水平であることを確認します。このステップの成功は、テスターのスキルと、被験者が命令に従い、息止め中に落ち着く能力にかかっています。この手順を試みる前に、被験者と息止めのタイミングをリハーサルすることをお勧めします。次に、マウスピースを取り外し、残留一酸化炭素を洗い流すために、被験者を少なくともさらに2分間サイクルさせます。次に、残りのFiO2に対して息止め操作を繰り返します。質の高い操作を確保するために、歯槽容積が以前の試行の5%以内であること、および息止め時間が約6秒であることを確認してください。肺内動静脈吻合術 (IPAVA) の募集では、最初に 20 ゲージの静脈内カテーテルを被験者の肘前静脈の 1 つに挿入します。次に、6インチの延長チューブを使用してカテーテルを三方向ストップコックに取り付け、2つの10ミリリットル注射器をストップコックに接続します。静脈内コントラストを作成するには、10ミリリットルの滅菌生理食塩水とゼロポイント5ミリリットルの空気を組み合わせ、気泡が最終的に浮遊するまで、ストップコックを介して2つの注射器を前後に急速に攪拌します。被験者に、100ワットの強度でサイクリング運動を開始するように指示します。定常状態に達したら、経験豊富な心臓専門医に心臓の標準的な頂端4室図を取得してもらいます。心臓専門医が記録する準備ができるまで、生理食塩水を攪拌し続けます。次に、心臓専門医が 4 チャンバー ビューを維持しながら造影剤を注入し、右心室の造影剤の検出後に 15 回の心周期を記録します。超音波画像の品質は、運動中に心臓の4つの心室のすべての許容可能な画像を維持する超音波検査技師の技術的能力に依存します。次に、実験条件に盲検化された心エコー検査技師に、IPAVAの存在について心エコー図を解釈してもらいます。運動強度が増加すると、毛細血管の血液量と拡散能力が増加し、酸素消費量を増やすための拡散能力の拡大の必要性と一致します。実際、この代表的な実験では、心エコーデータは安静時のIPAVA動員を示していませんが、運動強度が増加するにつれてIPAVAスコアが増加します。この安静時の被験者の心臓の記録では、造影剤が右心室に入ることをはっきりと視覚化できます。5回の心周期の後でも、左心室には造影剤が観察されず、この参加者の安静時IPAVAスコアはゼロになります。ここでは、4つのチャンバー造影心エコー計の代表的なトレースを示します。運動強度が増加すると、肺内動静脈吻合スコアは安静時の 0 から最高の運動強度の 3 に増加することに注意してください。このテクニックをマスターすれば、2時間以内に完了することができます。この手順を試みる際には、適切な呼吸法とタイミングでボランティアを指導することを忘れないようにすることが重要です。この手順に続いて、薬物注入などの他の介入を使用して、肺循環に関する質問に答えることができます。その開発後、この技術は、肺生理学の分野の研究者が人間の肺拡散能力の決定要因を探求する道を開きました。このビデオを見た後、安静時および運動中の肺血管系の評価方法について十分に理解しているはずです。一酸化炭素の取り扱いは非常に危険である可能性があり、この手順を実行するときは、適切な部屋の換気などの予防措置を常に講じる必要があることを忘れないでください。

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JoVE Journal

Medicine

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トレーニング中の肺毛細管血液量、膜拡散能力、及び肺内動静脈吻合の評価

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