Name: 운동 중 폐 모세관 혈액 볼륨, 멤브레인 확산 용량 및 폐내 동정맥 문합 평가 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-02-20T12:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 9 s
Description: 배우세요 운동 중 폐혈관 반응 평가 기법으로, 다중 산소 농도 확산 용량 측정과 조영 증강 심장초음파를 활용합니다. 이 방법은 폐모세혈관 혈액량, 막 확산 용량 및 폐내 동정맥 문합 개방을 정량화하여 심폐 질환 연구에 활용됩니다.

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캐나다 자연과학 및 공학 연구 위원회(Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada)와 캐나다 심장 및 뇌졸중 재단(Heart and Stroke Foundation of Canada)에서 자금을 지원했습니다.

이 프로토콜은 앨버타 대학의 인간 연구 윤리 보드의 가이드 라인을 다음과 헬싱키 선언의 최신 버전에서 설정 한 표준을 준수합니다. 1. 그레이드 연습 시험 (VO의 2peak) <ol><li> 피사체로부터 서면 동의서를 얻습니다. 읽기 주제를 가지고 운동 (24)에 대한 자신의 준비 상태를 결정하기 위해 신체 활동 준비 설문 + (PAR-Q의 +)에 나와있는 질문에 답합니다. </li><li> 대상 환경에 따라 사이클 에르고 미터의 좌석 높이를 조정합니다. 수정 사지는 심박수 (HR) (25)을 측정하는 리드로, 표준 3 리드 ECG 배치에 따라 환자의 뒷면에 네 개의 심전도 (ECG) 전극을 배치합니다. </li><li> 대사 측정 시스템 (25)을 사용하여 시험 전반에 걸쳐 호기 가스 및 환기를 측정하는 피사체의 입에 마우스 피스를 삽입합니다. 주 : 대사 시스템이 실시간 산소 소비량 (VO 2) 이산화탄소 생산 (VCO 2), 통풍 (V E), 심박수 (HR)를 측정하고 조력 CO 2를 종료한다 (P ET CO 2). </li><li> 기초 자료 수집의 2 분 후, ≥60 RPM의 일관된 리듬을 유지하기 위해, 50w의 초기 작업과 함께 자전거를 시작하는 주제를 지시합니다. 피사체가 의지 고갈 또는 테스트 (25)를 중지 요청에 도달 할 때까지 W는, 매 2 분 단계 (25)의 작업 부하를 증가시킨다. </li></ol> 영감 산소 2. 여러 분수 (F I O 2) 확산 능 (DL CO) 방법 7 <ol><li> 30 %, 50 %, 70 % 및 VO 2peak은 그레이딩 운동 시험에서 얻어진 피크 VO (2)를 사용하여 90 %에 해당하는 작업 부하를 계산한다. 경 사진 운동 부하 검사 후 적어도 48 시간은, 제목 다시이DLCO 기동을위한 실험실로 설정합니다. </li><li> 일산화탄소 헤모글로빈으로 하루에 12 DLCO 테스트를 초과하지 마십시오 (는 COHb) 빌드 업을 반복 테스트를 5 발생할 수 있습니다. 따라서, 실시 할 운동 부하의 수와 DLCO 데이터의 품질에 따라 여러 일에 테스트를 수행합니다. </li><li> 100 % O 2 가스 탱크 및 공기 믹서기 시스템에 의료용 공기 (21 % O 2 및 79 % N 2)의 탱크를 부착하여 사전 호흡 가스를 준비합니다. 60 개의 L은 하나의 40 % O 2를 함유 더글라스 잡화 비확산, 한 에어 블렌더 시스템을 사용하여, 60 % O 2를 함유 채운다. </li><li> 두 개의 큰 구멍을 설정, 흡입 가스 혼합물의 조절이 가능합니다 삼방 스톱 콕 밸브. 이들은이라고한다 "사전 흡입 밸브." </li><li> 유연한, 비 압축 튜브를 사용하여 밸브 시스템에 더글러스 가방을 연결합니다. 양방향으로 밸브 시스템을 연결 T 자형 비 호흡 낭 밸브 CONN대사 측정 시스템의 질량 유량 센서의 시험 가스 취입 조립체에 반사된다. </li><li> 측정을 쉬고 경우, 피사체가 바닥에 평평 두 발을, 똑바로 앉아있다. 운동 시험의 경우, 피사체가 ECG (HR 정상 상태를위한 ± 3 BPM)을 사용하여 HR를 모니터링하여, 정상 상태에있는 것을 보장한다. 참고 : 정상 상태가 VO의 2peak의 90 %에 도달 할 수 없습니다; 피사체 그레이딩 운동 시험에서 VO 2peak의 90 %에 상당 HR 도달하면, 따라서, 측정을 시작한다. </li><li> 손가락 찌르기를 통해 모세 혈관의 혈액 한 방울을 수집 및 헤모글로빈 농도를 분석합니다. 그리고, 다음 수학 식 26를 이용하여 헤모글로빈] 모든 후속 DL CO의 조정 : <img alt="식 (1)" src="/files/ftp_upload/54949/54949equation1.jpg"></li><li> 원하는 방향으로 미리 호흡 밸브를 전환하여 무작위로 (21 %, 40 % 또는 60 %)를 F I O 2를 선택합니다. 추신수그 자체는 DL의 CO 가스 밸브 선택기를 돌려 나는 O 2 -DL CO 가스 대응하는 F (그림 1C 참조). </li><li> 코 클립을 부착하고, 각각의 F I O 2에 해당하는 더글러스 가방에서 5 호흡을 위해 마우스 피스에 정상적으로 호흡 주제를 지시한다. </li><li> 잔류 볼륨에 만료 주제를 지시한다. 잔여 볼륨에서 폐 볼륨 고원은, 피사체가있는 경우 폐 용량을 총 잔류 볼륨에 좀처럼 듣기 어려운 전에 6 초 동안 숨을 보유 할 DL의 CO 가스 혼합물을 흡입. </li><li> 이것은 CO 테스트 가스가 아니라 폐 평형화되는 것을 나타내는 바와 같이 기울기가 수평이되도록하여 호기 중에 메탄 추적을 모니터한다. 참고 : 폐포 볼륨 (V의 A) 및 호흡 유지 시간이 자동으로 계산되어 신진 대사 측정 시스템에 의해보고됩니다. </li><li> 각 DLCO 기동을위한 V A가 5 % 오 내에 있는지 확인F 이전 시험. 마찬가지로, 호흡 유지 시간은 6.0 ± 0.3의 수 있어야합니다. 그렇지 않은 경우, 기동을 반복합니다. </li><li> 잔류 일산화탄소는 세척 할 수 있도록 4 분 기다린 다음 단계 2.8 반복 - 나머지 나머지 각 F I O 2 2.11. </li><li> 각 F I O 2 각각의 운동 강도에서 정상 상태 (30 %, 50 %, 70 % 및 VO의 2peak의 90 %) 중 2.15 - 적어도 48 시간 이상 반복 2.9 단계를 반복합니다. 호흡이 주제를 복구하기 위해 VO 2peak 워크로드의 90 %를 보유 사이의 작업 부하를 줄일 수 있습니다. </li><li> 운동을하는 동안 폐포 CO를 취소 운동을하는 동안 DLCO 테스트 사이에 2 분을 기다립니다. 빌드 업 5 일산화탄소 헤모글로빈 (는 COHb)을 방지하기 위해 하루에 12 DLCO 테스트를 초과하지 마십시오. </li></ol> 3. 계산 폐 모세관 혈액 볼륨 및 멤브레인 확산 용량 <ol><li> O 2 (P O 2)를 사용하여 따라와의 폐포 분압을 계산g 식 <img alt="식 (2)" src="/files/ftp_upload/54949/54949equation2.jpg"> 주 : F I O 2 탁월한 O (2)의 일부분이고, P 바 대기압이고, P H2O의 수증기압은, P 공동이 동맥 CO 2의 압력이고, RER은 호흡 교환 비율이다. </li><li> 이전 경사 운동 시험에서 얻은 데이터로부터 각각의 운동 강도에 대해 측정 된 30의 평균 P ET CO 2 및 RER을 사용 RER 및 P에게 CO 2 추정된다. </li><li> 다음 식 (7)을 이용하여 θ CO를 계산합니다. <img alt="식 (3)" src="/files/ftp_upload/54949/54949equation3.jpg"></li><li> 각 F I O 2 1 / DLCO 조정에는 1 / θ CO의 관계를 그래프 회귀 식을 계산한다. 참고 : 최소 허용 R (2)값은 0.95이고, R 값이이 범위 (21)의 외부에있을 때 DL CO 기동을 반복한다. </li></ol><img alt="그림 2" src="/files/ftp_upload/54949/54949fig2.jpg"> 그림 2 : 피크 운동에서 1 / θ CO 대 1 / DL CO의 대표 그래프. 세 호흡 다양한 F I O 2에 보유 1 / DL CO 및 1 / θ CO의 관계는 (21 %, 40 % 및 60 %)을 플롯한다. VC와 DM의 계산은 위의 관계에 대한 회귀 방정식에서 파생됩니다. 라인의 기울기를 (1 / 0.00796)의 역은 VC (125.5 ㎖)에 대한 값과 y 절편의 역수를 제공한다 (1 / 0.00869)는 DM을위한 값 (115.0 mL로 · 분 -1 · mmHg로 제공 1). <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54949/54949fig2large.jpg" target="_blank">고맙다을 보려면 여기를 클릭하십시오</a>이 그림의 게르 버전입니다. <ol start="5"><li> 1 / DL CO 및 1 / θ CO의 회귀 방정식의 기울기의 역수를 취함으로써 (VC)를 계산한다. 방정식의 y 절편의 역을 고려하여 DM을 계산합니다. </li></ol> 4. 폐내 동정맥 문합 모집 <ol><li> 하향 CO 데이터 수집과는 별개 일에, 만일 전주 정맥에 20 게이지 정맥 카테터를 삽입하고 콘트라스트 교반 식염수의 주입에 대한 IV 6에 연장 튜브를 통해 삼방 스톱 콕에 부착 심 초음파 11, 17. </li></ol><img alt="그림 3" src="/files/ftp_upload/54949/54949fig3.jpg"> 그림 3 : 동요 식염수 대비 설정. 또한 IV 카테터 전주 공간에 배치되고, 6의 확장을 통해 삼방 스톱 콕에 접속된다. 2 개의 10 ML의 주사기에있다생리 식염수 10 ㎖ 및 실내 공기 0.5ml를 들어있는 대조 용액을 만들 콕에 연결 되 어. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54949/54949fig3large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <ol start="2"><li> 세 방향 스톱 콕에 2 개의 10 ML의 주사기를 연결합니다. 소노 대비 준비가 될 때까지 미세 현탁 기포를 형성하는 앞뒤 두 주사기 사이 삼방 코크를 통해 교반 강제적으로 공기를 0.5 ㎖의 0.9 % 멸균 생리 식염수 10 ㎖를 조합하고. </li><li> 경험이 풍부한 소노 그래퍼 또는 심장은 심장의 표준 정점 사 실 뷰를 얻을 수 있습니다. 나머지에서, echocardiographer 표준 심 초음파 및 색 도플러 영상과 함께 내 심장 션트에 대한 내 심방 중격과 심실 중격을 평가합니다. <ol><li> 더 내 심장 션트가 검출되지 않은 경우, 콘트라스트 분사 중에 발 살바을 수행하는 피사체를 지시이온은 난원의 개존증 (PFO) (11), (17)에 대한 평가합니다. 비 발 살바 동안 측정을 반복합니다. </li></ol></li><li> 소노 네 개의 챔버 뷰를 유지하면서 콘트라스트를 주입한다. 우심실에 대비 검출 이후 15 심장주기를 기록합니다. </li><li> 30 %, 50 %, 및 VO의 2peak 70 %의 정상 운동 중에 조영 증강 촬상을 반복한다. 같은 정상 상태가 VO 2peak의 90 %에 도달 할 수 없으며, 그레이딩 운동 시험 중에 VO의 2peak 90 % HR에 의해 식별 된 타겟 HR 한번 촬상을 시작 진행한다. 주 : 운동 강도 사이의 시간은 모두 심실에서 명암의 통관, ≥ 2 분에 따라 달라집니다. </li><li> 실험 조건에 눈을 멀게하는 echocardiographer이 이전에 기술 평가 시스템 (17) &lt;에 따른 교반 식염수 대비 심 초음파를 해석/ SUP&gt; 27. 주 : 다음과 같이 점수를 대비의 최대 수에 기초 단일 심 초음파 프레임에 좌심실 (LV) 내의 볼 거품 없음 콘트라스트가 LV = 0 거품없는 ≤3 거품 = 1, 4-12 거품 = 2 &gt; (12) 거품 = 3. 참고 : 다섯 심장 사이클 후 좌심실에서 명암의 모양은 IPAVA을 제안한다. 심장 내 션트는 5 개 미만의 심장 사이클 27 대조의 모양에 의해 등급이된다. </li></ol><img alt="그림 4" src="/files/ftp_upload/54949/54949fig4.jpg"> 그림 4 : IPAVA 점수에 대한 대표 이미지. 규모는 5cm (고체 흰색 선)입니다. (A) 미리 대비 사출. (B) IPAVA 점수 = 0 (C) IPAVA 점수 = 1 (D) IPAVA 점수 = 3 <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54949/54949fig4large.jpg" target="_blank">P</a>임대이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

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저자는 경쟁하는 금전적 이해관계가 없음을 선언합니다.

이 방법은 운동시 폐 확산 능력과 폐내 동정맥 문합 모집의 평가를 할 수 있습니다. 프로토콜 내에서 중요한 단계 하향 링크 CO 숨을 보류 정지 비교적 간단하지만, 카운터 - 직관적으로 운동을하는 동안 들고 숨이 주제에 고유 한 과제를 제시하고, 대상은 운동시 호흡 높은 드라이브가 있습니다. 따라서, VC와 DM의 좋은 품질의 결정은 테스터와 피사체 사이의 교감과 명확한 의사 소통에 의존합니다. 테스터의 기술 능력은 폐포 볼륨 (이전 시험의 ± 5 %) 및 6.0 ± 0.3 s의 호흡 홀드 시간 (BHT)의 변동으로 정량화 할 수있다. 수정 및 문제 해결 조인트 벤처 / DM 측정의 결론에서, 테스터는 신속하게 해제 할 세 가지 DL 주식 기동을 그래프해야데이터 포인트의 최적 라인 termine; 하향 링크 CO는 항상 60 %와보다 커야한다 40 %와보다 커야한다 21 % F I O 2로 측정. 그렇지 않은 경우는 밸브 스위치가 정확한 테스트 가스에 대응 하는지를 확인하도록 권장한다. 마찬가지로, 사전 호흡 가방이 올바른 F I O 2 가스를 시험 가스 (그림 1B-1D)에 해당하는 충전되어 있는지 확인합니다. 증가는 COHb 수준이 DLCO을 과소 평가 수 있으므로, 흡연 참가자를 테스트 할 때주의를 기울여야합니다. IPAVA 채용 평가, 피사체의 위치가 높은 품질의 이미지 획득을 보장하기 위해 중요하다. 또한 피사체의 움직임을 최소화하기 위해 누운 사이클 에르고 미터와 수직주기 작업 계를 대체 할 수있다. 그러나 누운주기 운동은 소정의 작업 속도에 다른 대사 반응을 유발하며, 따라서 경사 운동 테스트되어야누운 사이클 에르고 미터에 반복했다. 상부 가슴의 스캔이 일부 여성에 불편 될 수있다; 이 경우, 여성 소노 그래퍼하는 것이 좋습니다. 마지막으로, 권장되는 운동 프로토콜은 젊고 건강한 개인을 위해 설계되었습니다; 따라서, 운동 프로토콜은 상이한 타겟 인구 변형 될 수있다. 기술의 한계 다수의 F I O 2 DL의 CO 기술의 주요 제한은 테스터의 스킬과 자기의 능력 명령을 따르고 발 살바 또는 뮐러 기동이 측정에 영향을주는 바와 같이, 호기 대기 중에 침착한다. 둘째, 호흡 수가 1 세션에서 보유 인해 VC 및 DM 측정 5 30 영향 피사체 건강 위험을 초래할 수있다 CO 배압의 증가로 (12)에 한정한다. 연구 디자인에 따라, 해요AY 여러 세션에 걸쳐 테스트 CO의 간극을 허용 완료 및 참가자 피로를 제한하는 것이 필요하다. DLCO, VC 및 DM은 각각 7 %, 8 %, 15 %로 좋은 참가자 코칭과 좋은 기술 능력, 우리는 시련과 변화의 만족스러운 계수를 결정했다. 다중 F I O 2 DL의 CO 기술은 치조골의 O 2 모세관 O 2와 동일하고, 공지의 가스 교환 장애가있는 개인의 데이터를 해석 할 때, 따라서주의를 기울여야한다고 가정한다. 교반 식염수 대조 심 초음파 영상이 소노 그래퍼의 기술적 능력 및 운동하면서 가슴 움직임을 최소화하기 위해 환자의 능력에 의해 제한된다. 이 이미지의 해석이 확립 된 절차에 따라 IPAVA 모집을 처치 규모 (그림 4에 익숙 것이 중요하다 </str옹&gt;) 27. 운동하는 동안 긍정적 인 식염수 대비 심 초음파의 중요성은 토론 15, 16의 주제 남아 있고, 일부 좌심실에 긍정적 인 교반 식염수 대비 모세관 팽창을 보조 할 수있다 토론, 그리고 IPAVA 모집이 있습니다. 지속적인 작업이 문제를 해결하려고합니다. 기존의 / 대안적인 방법에 대한 기술의 중요성 이들 생리 학적 기술을 이용함으로써, 다양한 조건에서 운동하는 동안 폐 혈관 질환을 평가에 포함 건강과 약물에 개입 할 수있다. 품질 테스터의 능력에 의존하지만, 이러한 기술은 용이하고 신속하다 적절한 멘토 및 교육을 취득했다. 다수의 F I O 2 DL의 CO 방법은 내 잘못에서 &quot;금 표준&quot;으로 간주됩니다DM 및 VC (31)의 surement. 이러한 치수는 임상 적으로 계산되지 않지만, 숫자가 환자의 결과를 예측하기 위해 저산소증 및 운동 불내성을위한 메커니즘을 결정하는 데 사용될 수있다, 또한 진단 (31), (32)을 특성화. 마찬가지로, 교반 식염수 심 초음파 기법 IPAVAs의 채용을 결정하는 가장 널리 사용되는 방법이다. 이 기술을 마스터 한 후 미래의 응용 프로그램이나 방향 이러한 기술은 실험 조건 및 중재 범위의 용도에 적용 가능하다. 우리는 운동 중에 이들 기술을 설명하지만, 그들은 쉽게 또는 도부 타민, 도파민, 심 박출량 (17)을 증가시키는 공지 inotropes 같은 약물 주입 동안 폐 혈관 반응을 측정하기 위해 수정 될 수있다. 또한, 임상 집단에서 이러한 기술을 사용하는 같은 수하향 CO 연령 매치 대조군 (35)에 비해 낮은되는 심부전 34 또는 만성 폐쇄성 폐 질환 (COPD)을 가진 것과 같이.

운동을하는 동안, 심 박출량은 휴식 값 1 위의 6 배까지 증가시킬 수있다. 폐 유일한 기관은 심 박출량의 100 %를받을 수 있음을 감안할 때, 운동은 폐 시스템에 상당한 스트레스를 제공합니다. 점진적인 운동으로 확산 폐 용량 (DL CO)를 증가 산소 요구량이 맞게 증가해야한다. 나머지 운동 피크에서 DL CO는 심 박출량 3, 4, 5에 대해, 상한에 도달하지 않고 쉬고 값의 최대 150 %까지 증가 할 수있다. 용량 확산의 증가는 용량 (DM) 및 폐 모세 혈관 (6)의 모집 및 팽창에 보조 모세관 혈액 볼륨 (VC)을 확산 막 증가의 결과로 발생합니다. Roughton 및 (1957)는 D 포스터를 분할하는 기술을 개발m 및 일산화탄소 시험 (DL CO)에 대한 표준 확산 용량 중 탁월한 산소 (O 2 F I)의 비율을 조절함으로써 VC 7. 산소 및 일산화탄소 (CO)는 경쟁적 예컨대 DL CO (8, 9)를 감소 F I O이 증가하는 헤모글로빈의 헴 부위에 결합한다. 표준 DL 주식 기동 중에 F I O 2를 변조함으로써,이 관계는 VC와 DM (7)을 측정하기 위해 이용 될 수있다. 운동 5시 사용할 수 있도록 우리는 최근에이 기술을 적용했다. 전작과 마찬가지로, 우리는 DL CO 지속적으로 VC와 DM (5) 양의 증가에 이차적으로 운동을 피크까지 증가 시킨다는 것을 발견했다. 흥미롭게도, 우리는 따라서 더 많은 산소 소비량과 용량을 확산하기위한 더 큰 필요가 지구력 훈련 된 운동 선수에서 것을 발견했다(VC)은 선수 (5)의 폐 막의 전위 적응 제안이 증가 DM 이차적 피크 운동의 DL CO의 증가이며, 그리고. 운동 중 VC와 DM의 증가는 이전에 나머지 4, 10 - 저자 관류 폐 모세 혈관의 모집과 팽창을 초래 폐동맥압의 증가에 의해 달성된다. 이것에 의해 폐 혈관 저항을 감소시키고 폐동맥압 증가 감쇠, 폐 모세 혈관 망의 단면적의 증가를 초래한다. 교반 식염수 대비 심 초음파를 사용하여 연구는 운동 11, 12, 13시 폐내 동정맥 문합 (IPAVA) 모집의 증거를 보여 주었다14. IPAVA 모집의 중요성은 아직 명확하지 않고, 일부 연구들은 가스 교환 장애 (12, 14)에 기여할 수 있고, 우심실 (11) (12)를 언로드 될 수 있음을 시사하면서 항목 16 논란 15 남아있다. IPAVA 모집의 정확한 메커니즘은 알 수없는 상태 또한, 우리는 심 박출량뿐만 아니라 외생 도파민을 증가 시키면, 나머지 17에서 IPAVA 모집 원인 것으로 나타났습니다. 급성 증가 폐 동맥 압력 18 도파민 봉쇄는 크게 운동 11시 IPAVA 모집에 영향을 나타나지 않습니다. 이러한 큰 직경 IPAVA 혈관이 폐동맥의 큰 증가에서 폐 모세 혈관을 보호하는 데 도움이 될 수 있다는 추측이있다폐 혈관 저항 12, 17, 19, 20, 21을 감소시킴으로써 압력. VC와 DM의 평가와 결합하면, 교반 식염수 대비 심 초음파 운동 (22), (23)의 스트레스에 폐 순환의 적응을 검사 할 수있는 유용한 도구입니다.

<table><tbody><tr><td>대사 측정 시스템</td><td>센서Medics Inc.</td><td>Encore 299 Vmax</td><td></td></tr><tr><td>사이클 에르고미터</td><td>Ergoline</td><td>Ergoselect II 1200</td><td></td></tr><tr><td>60 L 더글러스 백</td><td>Hans Rudolph</td><td>6100 시리즈</td><td></td></tr><tr><td>양방향 T 밸브</td><td>Hans Rudolph</td><td>2700 시리즈</td><td></td></tr><tr><td>헤모글로빈 측정 시스템</td><td>HemoCue</td><td>Hb 201+</td><td></td></tr><tr><td>22 게이지 정맥 카테터</td><td>BD</td><td>Insyte-W</td><td></td></tr><tr><td>초음파&nbsp;</td><td>Vivid Q</td><td>ECHOpac</td><td></td></tr><tr><td>압축 가스 21% O2, 0.3% CO, 0.3% CH4, 균형 질소</td><td>Praxair</td><td></td><td></td></tr><tr><td>압축 가스 40% O2, 0.3% CO, 0.3% CH4, 균형 질소</td><td>Praxair</td><td></td><td></td></tr><tr><td>압축 가스 60% O2, 0.3% CO, 0.3% CH4, 밸런스 질소</td><td>Praxair</td><td></td><td></td></tr><tr><td>노즈 클립</td><td>Vacu-Med</td><td>스너퍼 #1008</td><td></td></tr></tbody></table>

운동 중 폐 모세관 혈액 볼륨, 멤브레인 확산 용량 및 폐내 동정맥 문합 평가

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

운동은 폐 혈관에 스트레스입니다. 점진적인 운동으로 폐 확산 능 (DL CO)가 증가 된 산소 수요를 충족하기 위해 증가한다; 그렇지 않으면, 확산 제한이 발생할 수 있습니다. 운동과 DL CO의 증가는 증가 된 모세 혈관 혈액 볼륨 (VC) 및 막 확산 능 (DM) 때문이다. VC 및 DM하여 폐동맥압 증가 감쇠 가스 교환을위한 표면적을 증가시키고, 폐 혈관 저항을 감소 채용 폐 모세 혈관의 팽창을 보조 증가한다. 동시에, 운동시 폐내 동정맥 문합의 모집 (IPAVA)는 가스 교환 장애에 기여 및 / 또는 폐동맥 압력이 크게 증가하지 않을 수 있습니다. 우리는 휴식과 운동시 폐 확산과 순환을 평가하는 두 가지 기술에 대해 설명합니다. 첫 번째 기술은 여러-FRA를 사용영감 산소의 ction (F I O 2) DL CO 호흡은 휴식과 운동을하는 동안 VC와 DM을 결정하기 위해 보유하고있다. 또한, 정맥 교반 식염수 대비 심 초음파는 IPAVAs 모집을 평가하는 데 사용됩니다. 대표적인 데이터는 DL CO, VC 및 DM 운동 강도를 증가 것으로 나타났다. 반면 거품 운동과 좌심실에서 볼 동안 심 초음파 데이터는 운동 유발 성 IPAVA 모집을 제안, 나머지에서 더 IPAVA 모집 없었다. 폐동맥 혈액량 멤브레인 확산 능 및 심 초음파 방법을 사용 IPAVA 모집의 평가는 폐동맥 가진 것과 같은 질병 그룹뿐만 아니라 건강 운동 스트레스에 적응할 폐 맥관계의 기능을 특성화하는 것이 유용 고혈압, 만성 폐쇄성 폐 질환.

용량 폐동맥 혈액량 멤브레인 확산 능 및 IPAVA 점수를 산소 소비 운동 강도를 증가시키는 확산의 효과는 표 1에 나타낸다. 증가 전원 출력에 응답 VO 2, DL CO, VC 및 DM 증가. 그림 2는 운동을하는 동안 여러 F I O 2 -DL 주식 기술을 사용하여 VC와 DM의 대표 계산을 보여줍니다. DL CO는 F I O이 증가함에 따라 감소하고,이 관계는 VC 및 DM 파티션을 이용된다. 벤처 1 / θ CO 결과 대 1 / DL CO의 기울기의 역수 및 y 절편의 역을 계산하는 것은 상기 DM의 값을 산출한다. 예상대로, 운동하는 동안 VC 및 DM 증가 모두 휴식 값과 비교. I O 2 DL CO 교반 식염수 대비 심 초음파 방법은 전체 확산 용량 폐 모세 혈관과 막 모집의 기여에 더 많은 통찰력과 연구자를 제공하고 임상에서 기존의 폐 기능 테스트를 보완 할 수 있습니다. 실패는 확산 제한 및 저산소 혈증으로 이어질 것입니다 운동을하는 동안 VC 또는 DM을 증가시킵니다. 예를 들어, 낮은 VC에 보조 낮은 DL 주식 폐 모세 혈관에 변화를 나타냅니다; 유사하게, 감소 DM은 폐 막에 대한 변경 사항을 나타냅니다. 그림 4는 네 개의 챔버 대비 echocardiographs의 대표 트레이싱을 보여줍니다. 운동 강도의 증가에 의해, IPAVA 0에서 증가 (점수 (표 1)에서 3 휴식 IPAVAs의 증거). 이전 작업은 IPAVA 11 점을 그 운동이 증가, 12, 14을 표시하고 있지만 합의는 이러한 IPAVAs을 모집하는 방법에 관해서는 존재하지 않는다. IPAVAs가 도부 타민 (17), (28)과 에피네프린 (28) 심 박출량을 증가뿐만 아니라, 도파민 (17), (28) 나머지 약리 채용 될 수 있다는 증거가있다. 그들은 운동 29시 내생 적 증가와 같은 도파민과 에피네프린과 같은 Inotropes, 특히 관심이 있습니다. 또한, IPAVA 모집이 IPAVAs의 부재가 큰 폐동맥 압력이 발생할 것으로 보인다 점에서, 혈역학을 행사하는 것이 중요 할 수 있다는 일부 증거가, C 감소ardiac 출력과 최대 출력 (12) 감소했다. 따라서,이 기술은 폐동맥 고혈압 개인 검사 연구에서 사용될 수있다. <img alt="그림 1" src="/files/ftp_upload/54949/54949fig1.jpg"> 그림 1 : 여러 F I O 2 DL 주식 설정. (A) 설치 개요. (B) 0.3 % CO, 메탄 0.3 %, 및 평형 질소, O2 21 %, 40 % 및 60 %를 함유하는 압축 가스 실린더,뿐만 아니라 산소 공급 압축 가스 실린더. (C) 세 F I O 2 DL CO 탱크 삼방 밸브 선택기. (D) 밸브 미리 호흡 F I O (2)의 선택에 대한 일련의 삼방 전환 밸브. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54949/54949fig1large.jpg" target="_blank">고맙다을 보려면 여기를 클릭하십시오</a>이 그림의 게르 버전입니다. <img alt="1 번 테이블" src="/files/ftp_upload/54949/54949table1.jpg"> 표 1 : 휴지 하나의 주제에 대한 30에서 운동, 50, 70 중 대표적인 데이터 및 VO의 2peak의 90 %. VO 2 체질량 산소 소비량의 상대 용적 DL CO, 일산화탄소에 대한 용량을 확산; VC, 폐동맥 혈액량; DM, 멤브레인 용량을 확산; IPAVA 점수, 다섯 심장 사이클 후 좌심실에 대비 모양의 득점. Tedjasaputra 등의 알에서 수정 된 데이터. 2016.

연습 폐 확산 혈관 반응을 평가하기 위해, 폐내 동정맥 문합의 채용을 평가 모세관 혈액량 멤브레인 확산 능뿐만 아니라, 교반 식염수 콘트라스트 심장 초음파를 결정하기 위해 다수의 영감 산소 확산 능력 기술을 설명한다.

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

이 절차의 전반적인 목표는 FiO2(Multiple fraction of inspiration oxygen) 확산 용량 및 조영제 강화 심초음파를 사용하여 운동에 대한 폐혈관 반응을 평가하는 것입니다. 이 방법은 폐 순환이 운동의 스트레스에 어떻게 반응하는지 더 잘 이해하는 데 도움이 됩니다. 이 기술의 주요 장점은 심장 또는 폐 질환이 있는 참가자의 운동 중을 포함하여 다양한 실험적, 임상적 및 약리학적 상태에 적용할 수 있다는 것입니다.숨참기 기술을 시연하는 사람은 제 연구실의 대학원생인 웨이드 마이클척(Wade Michaelchuk)과 소피 콜린스(Sophie Collins)가 맡을 것입니다. 조영제 심장 초음파 기술을 수행하는 것은 심장 전문의인 Sean van Diepen 박사가 담당합니다. 절차를 시작하기 전에 공기 산소 블렌더 시스템을 사용하여 60리터 비확산 더글러스 백 하나에 40% 산소를 채우고 다른 하나에 60% 산소를 채웁니다.흡입된 가스의 조절을 위해 두 개의 큰 보어 3방향 스톱콕 밸브를 부착하고 유연한 비압축 튜브를 사용하여 Douglas 백을 밸브 시스템에 연결합니다. 그런 다음 밸브 시스템을 질량 유량 센서의 테스트 가스 흡기 어셈블리에 연결된 양방향 T자형 비재호흡 밸브에 연결합니다. 사전 호흡 밸브와 일산화탄소 가스 선택기를 선택한 FiO2에 적합한 방향으로 전환하고 피험자에게 분당 플러스 또는 마이너스 3회 사이의 심박수를 유지하면서 관심 강도로 사이클링을 시작하도록 지시합니다.안정 상태가 되면 코 클립과 마우스피스를 피험자에게 부착하고 피험자가 40% 산소 더글러스 백에서 5회 동안 정상적으로 호흡하도록 합니다. 다섯 번째 호흡 후, 피험자에게 총 폐활량까지 숨을 들이쉬게 한 다음, 잔여 부피까지 숨을 내쉬도록 지시한다. 폐용적이 안정되기 시작하면, 밸브 시스템 키보드의 F1을 눌러 일산화탄소 가스로 전환하고, 피험자에게 3초 동안 숨을 계속 내쉬게 한 다음 일산화탄소 가스를 총 폐활량까지 흡입하도록 지시한다.크게 숨을 들이쉬고, 끝까지 불어내고, 계속 밀고, 3, 2, 1, 크게 숨을 들이쉬고, 위, 위, 위, 위, 위, 위, 6, 5, 4-6초부터 카운트다운합니다. 셋, 둘, 하나, 불어내라-그리고 피험자에게 잔여 부피까지 다시 숨을 내쉬도록 지시한다. 좋아, 정상적으로 숨을 쉬어.날숨을 내쉬는 동안 메탄 추적을 모니터링하여 경사가 수평인지 확인합니다. 이 단계의 성공 여부는 테스터의 기술과 피험자가 명령을 따르고 숨을 참는 동안 침착함을 유지하는 능력에 달려 있습니다. 이 절차를 시도하기 전에 피험자와 함께 호흡 참기 타이밍을 연습하는 것이 좋습니다.이제 마우스피스를 제거하고 잔류 일산화탄소가 씻겨 나갈 수 있도록 피험자를 최소 2분 동안 더 순환시킵니다. 그런 다음 나머지 FiO2에 대해 숨 참기 동작을 반복합니다. 고품질 기동을 보장하기 위해 폐포 부피가 이전 시도의 5% 이내이고 숨을 참는 시간이 약 6초인지 확인하십시오.폐내 동정맥 문합 또는 IPAVA 모집을 위해 먼저 피험자의 전정맥 중 하나에 20게이지 정맥 주사 카테터를 삽입합니다. 그런 다음 6인치 확장 튜브를 사용하여 카테터를 3방향 스톱콕에 부착하고 10밀리리터 주사기 2개를 스톱콕에 연결합니다. 정맥 내 조영제를 만들려면 10ml의 멸균 식염수와 0점 5ml의 공기를 결합하고 거품이 최종적으로 중단될 때까지 마개를 통해 두 개의 주사기를 앞뒤로 빠르게 교반합니다.피험자에게 100와트의 강도로 사이클링 운동을 시작하도록 지시합니다. 정상 상태에 도달하면 숙련된 심장 전문의에게 심장의 표준 정점 4개 챔버 보기를 확보하도록 합니다. 심장 전문의가 기록할 준비가 될 때까지 식염수를 계속 저어줍니다.그런 다음 심장 전문의가 4개의 챔버 보기를 유지하는 동안 조영제를 주입하고 우심실에서 조영제를 감지한 후 15개의 심장 주기를 기록합니다. 초음파 영상의 품질은 운동 중 심장의 4개 방 모두에 대해 허용 가능한 이미지를 유지할 수 있는 초음파 검사자의 기술적 능력에 달려 있습니다. 그런 다음 실험 조건에 대해 맹검인 심초음파검사자가 IPAVA의 존재에 대해 심초음파를 해석하도록 합니다.모세혈관 혈액량과 확산 용량은 운동 강도가 증가함에 따라 증가하며, 이는 더 많은 산소 소비를 위해 확장된 확산 용량의 필요성과 일치합니다. 실제로, 이 대표적인 실험에서 심장초음파검사 데이터는 휴식 시 IPAVA 동원이 없지만 운동 강도가 증가함에 따라 증가하는 IPAVA 점수를 보여줍니다. 피험자의 심장이 쉬고 있는 이 기록에서 조영제가 우심실로 들어가는 것을 명확하게 시각화할 수 있습니다.5번의 심장 주기 후에도 좌심실에서 조영제가 관찰되지 않아 이 참가자는 안정 시 IPAVA 점수가 0입니다. 여기에서는 4개의 챔버 조영제 심초음파의 대표적인 추적이 표시됩니다. 운동 강도가 증가함에 따라 폐내 동정맥 문합 점수는 휴식 시 0에서 가장 높은 운동 강도에서 3으로 증가합니다.이 기술을 숙달하면 2시간 이내에 완료할 수 있습니다. 이 절차를 시도하는 동안 지원자가 적절한 호흡 기술과 타이밍을 코칭하는 것을 기억하는 것이 중요합니다. 이 절차에 따라 약물 주입과 같은 다른 중재를 사용하여 폐 순환에 대한 질문에 답할 수 있습니다.개발 후 이 기술은 폐 생리학 분야의 연구자들이 인간의 폐 확산 능력의 결정 요인을 탐구할 수 있는 길을 열었습니다. 이 동영상을 시청한 후에는 휴식 시와 운동 중에 폐 혈관 구조를 평가하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다. 일산화탄소로 작업하는 것은 매우 위험할 수 있으며 이 절차를 수행할 때 항상 적절한 실내 환기와 같은 예방 조치를 취해야 한다는 것을 잊지 마십시오.

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Research

연구

JoVE Journal

Medicine

의학

세 가지 다른 영감 산소 농도에 노출이 경우에 생리 조건에 따라 다양한 폐동맥 혈류의 분포를 연구 MR 이미징 방법 : hypoxia, normoxia, 그리고 hyperoxia가 설명되어 있습니다. 이 기술은 MR 검사 환경에서 인간의 폐 생리학 연구 기술을 활용합니다.

조정 아티 스핀 라벨을 사용하여 폐 관류의 자기 공명 이미징 부량

Capillaroscopy 직접 microcirculation을 시각화를위한 비 침습적 상대적으로 저렴한 방법입니다. 팔 혈액의 흐름 기술은 내피 기능의 인정 비 침습적 조치를 제공합니다.

Microvascular 및 내피 기능의 비 침습적 평가

저산소 폐 혈관 수축 (HPV)은 폐포 저산소증 폐 관류가 환기와 일치하는 중요한 생리학적 현상이다. HPV에 기여하는 주요 혈관 세그먼트는 인트라 아시나르 동맥입니다. 여기서, 우리는 직경 20-100 μm의 뮤린 폐 혈관의 HPV의 분석을 위한 우리의 프로토콜을 기술합니다.

Murine 정밀 절단 폐 슬라이스를 사용하여 폐 내 동맥의 저산소 폐 혈관 수축의 비디오 형태 측정 분석

고립 된 혈액 관류 폐 준비는 폐 표면에 미세 혈관의 네트워크를 시각화하는 것이 가능합니다. 여기에서 우리는 실시간 형광 이미징을 사용하여 격리 된 폐의 단일 미세 혈관의 투과성을 정량화하는 방법을 설명합니다.

고립 된 혈액 관류 쥐 폐 준비에 단일 미세 혈관 투과성의 양을

여기에서 우리는 깨어 있는 돼지, 휴식 시 및 등급이 매겨진 러닝머신 운동 중에 심폐 기능을 평가하기 위한 프로토콜을 제시합니다. 만성 기구는 카디오데프레시브 마취제의 영향을 받지 않고 반복적인 혈류역학적 측정을 가능하게 합니다.

돼지의 장기 심장 혈관 운동 테스트를위한 카테터의 외과 배치

여기, 우리가 폐 기능-폐 볼륨 및 체적 capnography, 해부학 죽은 공간과 항공 균일성을 측정 하는 도구 사용 기 plethysmography의 두 가지 조치를 설명 합니다. 이 기술은 독립적으로 사용할 수 있습니다 또는 다른 폐 볼륨에 항공 기능을 평가 하기 위해 결합.

체적 Capnography와 기 Plethysmography 폐 구조-기능 관계를 측정 하

이 프로토콜은 심부전 환자에서 운동 과민증에서 대뇌 혈역학 반응의 참여를 확인하기 위해 기존의 심폐 운동 테스트에 근적외선 분광법을 통합했습니다.

심부전 환자에서 심폐 운동 테스트에서 뇌 조직 포화 모니터링의 통합

이 프로토콜은 운동 중 일산화탄소(DL,CO) 및 산화질소(DL,NO)로의 확산 능력을 단일 호흡으로 결합하여 측정한 폐포-모세혈관 예비력을 평가하는 방법을 제시합니다. 운동 중 기술 사용에 대한 가정과 권장 사항은 이 기사의 기초를 형성합니다.

단일 호흡 방법을 사용한 인간의 운동 중 이중 테스트 가스 폐 확산 용량 측정

여기에서는 폐 환기 및 관류 역학 평가를 위한 조영제가 없는 양성자 MR 기법으로서 위상 분해 기능성 폐 MRI의 구현에 대해 설명합니다. 다양한 분야의 강점과 연령대에 걸쳐 검증되고 적용 가능한 이 제품은 질병 정량화 및 치료 모니터링을 지원함으로써 향후 임상 의사 결정을 향상시킬 수 있습니다.

폐 환기 및 관류(V/Q) 평가를 위한 단계 분해 기능적 폐 MRI

전기 임피던스 단층 촬영은 비침습적이고 방사선이 없는 실시간 폐 환기 모니터링 도구입니다. 흉부의 임피던스 변화를 측정하여 호흡별로 공기의 분포를 시각화할 수 있습니다. 처음에는 인공호흡 모니터링을 위해 고안된 전기 임피던스 단층 촬영은 식염수 정맥 주사를 통해 관류를 측정할 수도 있습니다.

중환자실에서 전기 임피던스 단층 촬영을 통한 폐 기능 모니터링

배우세요 운동 중 폐혈관 반응 평가 기법으로, 다중 산소 농도 확산 용량 측정과 조영 증강 심장초음파를 활용합니다. 이 방법은 폐모세혈관 혈액량, 막 확산 용량 및 폐내 동정맥 문합 개방을 정량화하여 심폐 질환 연구에 활용됩니다.

운동 중 폐 모세관 혈액 볼륨, 멤브레인 확산 용량 및 폐내 동정맥 문합 평가

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