22 december 2016
Hypoxie simulatie bij de mens is meestal uitgevoerd door het inademen van hypoxie gasmengsels. Voor deze studie werden apneu duikers gebruikt om dynamische hypoxie bij de mens simuleert. Bovendien, fysiologische veranderingen in desaturatie en re-verzadigingskinetiek werden geëvalueerd met niet-invasieve instrumenten zoals Near-Infrared-Spectroscopie (NIRS) en perifere zuurstof verzadiging (SpO 2).
Het algemene doel van dit model is om apneu-geïnduceerde hypoxie en hypercapnie in een menselijk model te simuleren met een focus op intermitterende apneu, die optreedt tijdens slaapapneu, en noodsituaties zoals luchtwegobstructie. Dit model kan helpen om fysiologische mechanismen te begrijpen om hypoxische schade aan de hersenen te voorkomen ondanks langdurige apneu. Het grote voordeel van dit dynamische model is dat we klinisch relevante hypoxie bij mensen kunnen simuleren.
Apneu-afhankelijke hypoxie verlaagt vaak de hartslag. Hypoxie veroorzaakt door verlaagd zuurstofgehalte en de ingeademde lucht verhoogt de hartslag. Dus, verschillende modellen van hypoxie veroorzaken tegengestelde effecten in de bloedsomloop.
Ons reproduceerbare model stelt ons in staat om verschillende technische apparaten te onderzoeken. Dit geeft ons de mogelijkheid om ons te concentreren op verschillende fysiologische aspecten van apneu zonder de setup of het model te veranderen. Voordat u elektroden op een proefpersoon bevestigt, maakt u de bevestigingspunten schoon met 70% alcohol.
Plaats nu een NIRS-elektrode over de frontale pool twee locus aan de rechterkant van het voorhoofd boven de wenkbrauw en rechts van de midsagittale sulcus. Gebruik een tweede elektrode om de zuurstofverzadiging van het perifere weefsel te meten. Plaats deze op de binnenkant van de onderarm.
Plaats deze elektrode niet boven een veneuze plexus of een slagader. De verzadiging moet groter zijn dan 80%. Voordat u een cerebrum weefsel zuurstofwaarde neemt, wacht u tot het NIRS-signaal een variatie van 3% of minder toont gedurende minimaal vijf minuten. Wacht eveneens tot het signaal van de perifere zuurstofniveaus is gestabiliseerd.
Plaats vervolgens de ECG-elektroden op de borst waar geen haar is. Plaats de R-lead op de sternocostale kop van de pectoralis major rechts. Plaats de L-lead op de sternocostale kop van de pectoralis major links.
Plaats de C-lead op de vijfde intercostale ruimte in het midden van de mediale claviculalijn. Plaats de F-lead op de linker onderste ribbenrand en plaats de N-lead op de rechter onderste ribbenrand. Meet nu perifere pulsoximetrie van een vingertop op dezelfde extremiteit die wordt gebruikt om de perifere weefsel zuurstofverzadiging te meten.
Meet vervolgens niet-invasieve bloeddruk met een bloeddrukmanchet op de contralaterale extremiteit van de perifere pulsoximetrie-meting. Kies in de programmeerbare instellingen een interval van één minuut en kies NIBP. Ten minste 20 minuten voor de apneu, leg een intraveneuze lijn in de mediale cubitale ader op de rechter of linker arm om bloedmonsters te nemen tijdens en na de apneu.
Voordat u begint, synchroniseert u de interne klokken van de bewakingsapparaten, zodat de metingen gesynchroniseerd zijn. Stuur vervolgens een netwerkkabel van de computer naar het bewakingsapparaat. Bevestig het aan de docking station.
Programmeer vervolgens de juiste netwerkinstellingen en de software kan het apparaat bedienen en gegevens opslaan. Zorg er ook voor dat de monitor zo is geplaatst dat de gegevens niet zichtbaar zijn voor het proefpersoon. Controleer de signalen van de NIRS-elektroden.
Als een van de signalen te grillig is, herpositioneert u de elektrode. Zorg ervoor dat u de elektrode niet boven de grotere veneuze plexus of enige slagaders plaatst. Het signaal zou dan moeten stabiliseren.
Een zeer variabele cerebrale NIRS-signaal kan te wijten zijn aan hyperventilatie. Instrueer het proefpersoon om langzamer te ademen met minder ademvolume en evalueer het signaal opnieuw. Laat de proefpersonen ten minste 15 minuten in rugligging rusten en instrueer hen om normaal te ademen met 15 of minder ademhalingen per minuut.
Voordat u een baseline neemt, trekt u bloedmonsters. Twee dingen om te onthouden zijn om niet de eerste vijf milliliter aangezogen bloed te gebruiken en om altijd de katheter te spoelen na elke verzameling met steriel zoutje. Trek gedurende de hele testperiode zo nodig bloedmonsters.
Controleer twee keer de functionaliteit en signaalkwaliteit van elk apparaat voordat u doorgaat. Zorg er ook voor dat elektroden niet kunnen worden verwijderd door onvrijwillige bewegingen van het proefpersoon aan het einde van de apneu. In de laatste twee minuten van de voorbereiding op de apneutest, telt u de tijd verbaal af.
Laat het proefpersoon vervolgens hun laatste drie inhalaties aangeven met hun vingers. Het einde van de laatste ademhaling markeert het begin van de apneu. Noteer dit tijdstip op het NIRS-apparaat.
De apneu moet zo lang mogelijk worden uitgevoerd. Tijdens de tweede helft zijn bewegingen van de borst en de buik gebruikelijk en geven de strijdfase aan. Het einde van de apneu wordt gemarkeerd door de eerste inspiratie.
Noteer dit tijdstip op het NIRS-apparaat. Om de gegevens van het bewakingsapparaat te verwerken, opent u het opgeslagen bestand op de computer. Klik eerst op review om toegang te krijgen tot de trendmonitor en selecteer tools en vervolgens optie in het menu submask.
Indien nodig kan het tijdsinterval worden gewijzigd via de trendinterval. Selecteer nu de mask trends en sla de gegevens op. Gebruik resultingtrends.
txtdata om het in een spreadsheetprogramma te openen, waar het kan worden geanalyseerd. Om de gegevens van het NIRS-apparaat te verwerken, opent u de software op de computer en verbindt u het NIRS-apparaat via WiFi. Draag vervolgens de gegevens van het NIRS-apparaat over en sla ze op in CSV-formaat om als een spreadsheet te openen.
Neem in de analyse de laatste drie inspiraties voor de apneu niet op in de baselinewaarden of de eerste 30 seconden na de maximale inspiratie aan het begin van de apneu. Tijdens een zes minuten durende apneu van één proefpersoon werden gelijktijdige opnames gemaakt van perifere zuurstofverzadiging en NIRS. Interessant was dat na het begin van de apneu, een afname van de zuurstofverzadiging eerder werd gedetecteerd door perifere zuurstofverzadigingsbewaking in vergelijking met cerebrale NIRS-bewaking.
In een
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Deze studie maakt gebruik van apneu-duikers om dynamische hypoxie bij mensen te simuleren, waarbij de focus ligt op de fysiologische veranderingen in de kinetiek van desaturatie en resaturatie. Niet-invasieve instrumenten zoals nabij-infraroodspectroscopie (NIRS) en perifere zuurstofsaturatie (SpO 2 ) werden ingezet om deze veranderingen te evalueren.
Het simuleren van klinisch relevante hypoxie bij mensen vult een kritisch gat in het translationele onderzoek naar aandoeningen zoals slaapapneu en acute luchtwegobstructie. Dit model maakt direct onderzoek mogelijk naar fysiologische mechanismen die hypoxiegevoelige organen beschermen, wat het voorspellend vertrouwen bij vroege targetvalidatie ondersteunt. De aanpak verbetert de besluitvorming over de portfolio door mens-relevante gegevens te verschaffen over oxygenatiedynamiek en compensatoire responsen.
Dit model is geïntegreerd in het ontdekkingscontinuüm, van vroege mechanistische studies tot de preklinische evaluatie van interventies gericht op hypoxie.