Name: 心不全患者における心肺運動検査における脳組織飽和モニタリングの統合 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-10-01T15:00:00.000+00:00
Duration: 4 min 20 s
Description: 学ぶ 心不全患者の運動不耐容性評価における脳組織酸素飽和度モニタリング。近赤外分光法（NIRS）を心肺運動負荷試験に統合し、脳血流動態応答を評価する方法を解説します。

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運動試験に参加した患者さんは深く感謝しています。この研究は、台湾国立科学評議会(NMRPG3G6231/2/3)、チャングン記念病院(グラントNo.)によって支援されました。CMRPG3G0601/2)、および健康老化研究センター、チャングン大学と台湾教育省の高等教育深い耕作プログラム(助成金番号EMRPD1H0351およびEMRPD1H0551)。

次の議定書は、台湾のチャングン記念病院の倫理委員会によって承認されました。運動試験は、大気温度が22~25°C、圧力が755~770°、相対湿度が55~65%の空調実験室で行われた。各試験の前に、ガス分析装置は部屋の空気および既知の濃度のガス混合物を使用して製造業者の指示に従って校正された(FO2: 0.12;FCO2: 0.05;N2をバランスとして)。システムのタービン流量計は、自動ポンプシステムにより0.2 L/sと2L/sの2点方式で校正した。
1. 準備:センサーとレコーダーの配置
<ol><li>おでこをアルコールパッドで2回拭き取り、皮膚の汗や汚れを取り除きます。</li>
	<li>NIRSセンサーを額に二国間に配置します。エミッタと検出器の間の距離が 5 cm の大きなセンサーを使用します。推定測定深さは2.5cm、センサーがしっかりと取り付けられていることを確認します。</li>
	<li>前胸部、両側のアクロミオラブ血管、腰に心電図のパッチを取り付けます。</li>
	<li>患者に自転車のエルゴメーターに座らせなさい。</li>
	<li>血圧計のアームバンドを置きます。</li>
	<li>ガス分析のためにマスクを着用するように患者に指示する。マスクの縁からガスが漏れないようにしてください。</li>
	<li>患者の耳たも葉と人差し指にパルスオキシメータのセンサーを置きます。</li>
</ol>2. CPETおよびSctO2モニタリング
<ol><li>SctO2および呼吸交換比を含む安定したベースライン値を得るために、患者に少なくとも2分間休息するように伝える。</li>
	<li>患者にサイクルエルゴメーターの1分間10 Wの作業速度でウォームアップ段階を完了させる。</li>
	<li>10 W/minの速度を上げ、強い励まし(症状制限された運動テスト)にもかかわらずケイデンス>50 rpmに追いつくことができなかったまで、患者に約60 rpmでペダルを踏むように頼みます。</li>
	<li>100 Hz の周波数でスキャンされたデータから自動的に SctO2値を 1 秒ごとに平均します。</li>
	<li>血圧を2分毎に血圧を血圧計で自動的に測定します。</li>
	<li>VO2および末端潮汐二酸化炭素圧(PETCO2)を含む、呼吸によるガス成分呼吸を分析する。</li>
	<li>患者に2-6分間0 Wの作業率で回復段階を完了させる。</li>
</ol>

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<li>Corra, U., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiopulmonary+exercise+testing+in+systolic+heart+failure+in+2014%3A+the+evolving+prognostic+role%3A+a+position+paper+from+the+committee+on+exercise+physiology+and+training+of+the+heart+failure+association+of+the+ESC%5BTitle%5D)+AND+%22European+Journal+of+Heart+Failure%22%5BJournal%5D)">Cardiopulmonary exercise testing in systolic heart failure in 2014: the evolving prognostic role: a position paper from the committee on exercise physiology and training of the heart failure association of the ESC.</a> European Journal of Heart Failure. 16 (9), 929-941 (2014).</li>
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</ol>

著者は何も開示していない。

NIRSによって非侵襲的かつ連続的に監視される脳酸素化は、心血管外科13および神経活動14を推定するもののような脳機能解析を含む様々なシナリオに適用されている。このプロトコルは、従来のCPETにNIRSを統合し、HF患者における運動不耐性における脳血行力学的応答の関与を同定した。これは、予後および疾患の重症度を決定する際の運動検査の価値を増加させます.
心臓機能障害は、HF15患者における運動不耐症の主な原因と考えられていた。それにもかかわらず、臨床研究は、無気力または血管拡張剤が運動能力16を増加させることができなかったことを実証し、安静時心臓機能とピーク酸素消費量との関連は弱い17である。したがって、心臓機能障害は、HF患者における運動不耐性の唯一の原因ではない。
運動中の脳灌流と酸素化...

心肺運動検査(CPET)は、心肺フィットネスの定量化、予後、運動制限の原因の診断など、複数の目的のために排出率(HF)を低下させる心不全患者に適用されています。運動処方箋1,2,3.テスト中、ヘモダイナミクス変数と自動ガス交換から得られたデータを監視および分析します。脳組織酸素飽和度(SctO2)モニタリングは、予後および疾患重症度4、5をグレーディングするための値を有する。
近赤外分光法(NIRS)は、赤外線を使用して頭蓋骨を貫通し、脳組織の酸素化を連続的かつ非侵襲的に推定する6.オキシヘモグロビンとデオキシヘモグロビンは、光吸収スペクトルが異なり、光を吸収する主要な染色体であるため、その濃度は光透過吸収6、7を用いて測定することができる。しかし、背景光吸収剤も光を散乱させ、測定8に影響を与える可能性がある。本研究では、SctO2を休息からピークエクササイズ9まで測定するために空間的に解決されたNIRSを採用した。波長に依存する散乱損失を補正し、バックグラウンド干渉を排除するために4つの波長を放出し、精度10を高めた。
SctO2は、脳組織における酸素送達と消費の割合を表す。脳飽和は、破壊された脳血流(CBF)、動脈酸素濃度の低下、および増加した脳組織酸素消費量11に関連する。心拍出量不全以外の高度なHFは、過換気を介して二酸化炭素(PaCO2)の動脈部分圧を減少させることによって間接的に脳血管収縮を誘発することにより、運動中に脳過灌流を引き起こす12.
HFにおける脳酸素化の臨床的意義は、Chen et al.4によって明らかにされた。まず、SctO2は、健良な対照と比較してHF群において有意に減少した。SctO2は、安静時に減少するだけでなく、運動中にさらに減少します。健全な群では観察されない。第二に、SctO2restおよびSctO2peakはVO2peak、脳ナトリウム利尿ペプチド(BNP)、および酸素取り込み効率傾斜(OUES)と相関し、それらはすべて予後マーカーが確立されている。したがって、SctO2restおよびSctO2peakは予後が非常に高く、HF患者における疾患重症度を反映する可能性が非常に高い。小池らによる別の研究は、冠状動脈疾患患者の生存者に比べて、安静時からピーク運動までの額で測定された脳オキシヘモグロビンの変化が、非生存者において有意に低かったことを示唆した5.したがって、脳酸素化は、HF患者の疾患の重症度および予後を階層化するために用いられ得る。

<table><tbody><tr><td>自転車エルゴメーター</td><td>エルゴリン、ドイツ</td><td>エルゴセレクト150P</td><td></td></tr><tr><td>心肺運動試験 ガス分析</td><td>カーディナルヘルス ドイツ</td><td>MasterScreen CPX</td><td></td></tr><tr><td>フィンガーパルスオキシメトリー</td><td>ノニンオニキス、プリマス、ミネソタ州</td><td>モデル9500</td><td></td></tr><tr><td>血圧計</td><td>サンテックメディカル、英国</td><td>タンゴ</td><td></td></tr><tr><td>近赤外線分光法</td><td>CAS Medical Systems, Inc., Branford, CT</td><td>FORE-SIGHT システム</td><td></td></tr></tbody></table>

心不全患者における心肺運動検査における脳組織飽和モニタリングの統合

Integration of Brain Tissue Saturation Monitoring in Cardiopulmonary Exercise Testing in Patients with Heart Failure

休息または運動中の脳低酸素化は、排出率(HF)の低下した心不全患者の運動能力に悪影響を及ぼす。しかし、臨床心肺運動試験(CPET)では、脳血行力学は評価されない。NIRSは、前頭葉における脳組織酸素飽和度(SctO2)を測定するために使用される。この方法は、信頼性が高く、有効であり、いくつかの研究で利用されています.SctO2は、健康なコントロールよりもHF患者の休息とピーク運動の両方の間に低いです(66.3 ± 13.3% と 63.4 ± 13.8% 対 73.1 ± 2.8% と 72 ± 3.2%) .静止時のSctO 2は、ピークVO2(r = 0.602)、酸素取り込み効率傾斜(r =0.501)、および脳ナトリウム利尿ペプチド(r = -0.492)と有意に直線的に相関しており、それらはすべて予後および認識される。 疾患の重症度マーカーは、その潜在的な予後値を示す。SctO2は、主に終潮CO2圧力、平均動脈圧、およびHF集団におけるヘモグロビンによって決定される。この記事では、NIRS を使用して SctO2を校正された自転車エルゴメータの増分 CPET に統合するプロトコルを示します。

34人のHF患者と17人の健康なコントロールが台湾のリンコウ・チャングン記念病院に登録されました。各被験者は、NIRSによるSctO2モニタリングを組み込んだ心肺運動試験を受けた。簡単に言えば、SctO2(残り;ピーク)値は、HF群(66.3±13.3%、63.4±13.8%)で、対照(73.1±2.8%、72±3.2%)よりも有意に低かった。グループ (図 1)HF群では、SctO 2(SctO2rest)とピークSctO 2(SctO2peak)は、脳ナトリウム利尿ペプチド(BNP)、VO2peak、およびOUES(r-0.561~0.677、p&lt; 0.001) ( 図 2)特に、SctO2restは、安静時のPET</su...

このプロトコルは、心不全患者の運動不耐症における脳血行力学的応答の関与を同定するために、従来の心肺運動試験に近赤外分光法を統合した。

Cerebral hypo-oxygenation during rest or exercise negatively impacts the exercise capacity of patients with heart failure with reduced ejection fraction ...

心不全における脳組織飽和の程度は、機能的能力および疾患の重症度を反映することが証明されており、潜在的な予後値を有する。運動テスト中のラドンモニタリングは臨床価値がある。NIRSで測定した脳組織の酸素飽和度は簡単で便利です。このプロトコル統合NIRSは、心不全患者の運動検査の価値を高めるために、従来のCPETに統合された。この手順のデモンストレーションは、当研究室の技術者である劉劉有です。この手順を開始するには、アルコールパッドで患者の額を2回洗浄し、皮膚から汗や汚れを取り除きます。エミッタと検出器の間の距離が5cmの大型NIRSセンサーを取得し、両側で額にセンサーを配置します。センサーがしっかりと取り付けられていることを確認します。次に、EKG電極を前胸部、両側性関節関節、腰に塗布します。患者に自転車のエルゴメーターに座らせ、血圧計の腕章を置いさせます。次に、患者の人差し指にパルスオキシメーター用のセンサを配置するためのガス分析のマスクを着用する。まず、患者に少なくとも2分間休んで、脳組織の酸素飽和度および呼吸交換比を含む安定したベースライン値を得るように指示する。次に、患者に1分間10ワットの作業レートでサイクルエルゴメーターのウォームアップステージを完了させます。1分あたり10ワットのレートを上げ、強い励ましにもかかわらず50rpm以上のケイデンスに追いつきがつくまで、患者に約60rpmでペダルを踏むよう依頼してください。100 Hzの周波数でスキャンされたデータから脳組織の酸素飽和値を毎秒自動的に平均します。酸素取り込みと終潮二酸化炭素圧力を含むガス成分を呼吸ごとに分析します。次に、患者に2〜6分間ゼロワットの作業レートで回復段階を完了させる。本研究では、心不全患者と健康コントロールの両方が、NIRSによる脳組織の酸素飽和モニタリングを組み込んだ心肺運動検査を受けた。脳組織の酸素飽和値は、対照群よりも心不全群において有意に低くなるのが一時的に見られる。心不全群では、安静時およびピーク時の脳組織酸素飽和度は、脳性ナトリウレチンペプチド、ピーク酸素取り込み、および酸素取り込み効率の傾きと線形に相関している。特に、安静時の脳組織の酸素飽和度は、安静時の末潮二酸化炭素の分圧、ヘモグロビン、および安静時の動脈圧を意味することによって決定される。手順は簡単で便利です。低い脳飽和指数を有する患者は高い医学の注意を保証する。NIRSをCPETに統合することで、心不全患者に運動不耐症を引き起こす脳血力学的抑制の関与を示す。その予後的価値に加えて、それは確認するために縦方向の研究を必要とします。

integration-brain-tissue-saturation-monitoring-cardiopulmonary

Research

JoVE Journal

Medicine

医学

呼吸リハビリテーションは、広く呼吸器疾患の管理で認識されている。成功した呼吸リハビリテーションへの鍵となる要素は、推奨運動トレーニングの遵守である。本プロトコルの目的は、連続データのトラッキング技術は、正確に所定の有酸素トレーニング強度に対する接着性を測定するために使用できる方法を記述することである。...

呼吸リハビリテーションに運動アドヒアランスを研究する継続的なデータ追跡技術を使用して

このプロトコルの目的は、ヒトの血液量不足の代償機構の合計積分を定量化するために使用することができる人間の出血の非侵襲的な実験モデルとして下半身陰圧を用いて還元中央の血液量に対する代償応答を測定するための技術を実証することです。...

出血の人体モデルで統合代償応答

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。...

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

常温 ex situ 心臓灌流 (ESHP)、打撃、半生理学的状態の心を保持します。動作モードで実行されるとき、心の機能と器官の生存率 ESHP はドナーの洗練された査定を実行する機会を提供します。ここでは、ESHP...

常温動作モードの場心の灌流 Ex: 心機能と代謝の評価

出血性ショックは重傷患者の重篤な合併症であり、生命を脅かす酸素の供給不足につながる。血行力学と微小循環性脳酸素化によって導かれるブタの血液離脱を介して出血性ショックを誘導する標準化された方法を提示する.

ブタの脳オキシメトリーと拡張血行力モニタリングによって導かれる標準化された出血性ショック誘導

サージカルマスクが心肺機能に及ぼす影響について、心肺運動試験(CPET)に基づいて研究しています。この研究は、サージカルマスクが心肺運動能力と換気を低下させることを示しています...

健康な被験者の心肺機能に対するサージカルマスクの効果

酸素化感受性心磁気共鳴画像法と血管作動性呼吸法を組み合わせた微小血管機能の評価は、in vivo...

冠状動脈微小血管機能障害の非侵襲的評価のための血管作動性呼吸操作を伴う酸素化感受性心臓MRI

水分補給状態の不均衡は、虚血性心疾患における酸素摂取量と脈拍の直接的および間接的な決定要因、および罹患率と死亡率の予後因子に短期的な影響を与える可能性があります。このプロトコルでは、生体電気インピーダンスベクトル分析と運動ストレステスト中の心肺応答による水分補給状態の評価技術について説明します。...

運動負荷試験を受けている虚血性心疾患患者における生体電気インピーダンスベクトル解析による水分補給状態の評価

BrainBeatsツールボックスは、EEGと心血管(ECG /...

BrainBeatsは、脳波と心血管の信号を共同で分析するためのオープンソースのEEGLABプラグインです

このプロトコルは、近赤外分光法(NIRS)技術を統合して、心肺運動試験中に前頭前野、呼吸器(m.肋間)、および自発運動(m.Vastus...

近赤外分光ウェアラブルデバイスを使用して、運動中の中心と末梢の制限を特定する

学ぶ 心不全患者の運動不耐容性評価における脳組織酸素飽和度モニタリング。近赤外分光法（NIRS）を心肺運動負荷試験に統合し、脳血流動態応答を評価する方法を解説します。

心不全患者における心肺運動検査における脳組織飽和モニタリングの統合

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