Pomiar podwójnej zdolności dyfuzyjnej płuc gazu podczas wysiłku fizycznego u ludzi metodą pojedynczego oddechu

Summary

Ten protokół przedstawia metodę oceny rezerwy pęcherzykowo-kapilarnej płuc mierzonej za pomocą połączonego pomiaru pojedynczego oddechu zdolności dyfuzji tlenku węgla (D_{L, CO}) i tlenku azotu (D_{L, NO)} podczas ćwiczeń. Założenia i zalecenia dotyczące stosowania techniki podczas ćwiczeń stanowią fundament tego artykułu.

Abstract

Połączony pomiar zdolności dyfuzji tlenku węgla (D_{L, CO}) i tlenku azotu (D_{L, NO)} jest użytecznym techniką pomiaru rezerwy pęcherzykowej płuc zarówno w populacjach zdrowych, jak i pacjentów. Pomiar zapewnia oszacowanie zdolności uczestnika do rekrutacji i rozdęcia naczyń włosowatych płuc. Niedawno doniesiono, że metoda wykazuje wysoką wiarygodność testu-ponownego testu u zdrowych ochotników podczas ćwiczeń o lekkiej lub umiarkowanej intensywności. Warto zauważyć, że technika ta pozwala na wykonanie do 12 powtarzających się manewrów i wymaga tylko jednego oddechu przy stosunkowo krótkim czasie wstrzymania oddechu wynoszącym 5 s. Przedstawiono reprezentatywne dane pokazujące stopniowe zmiany D_{L, NO} i D_{L, CO} od odpoczynku do wysiłku fizycznego przy rosnącej intensywności do 60% maksymalnego obciążenia pracą. Pomiar zdolności dyfuzyjnej i ocena rezerwy pęcherzykowo-kapilarnej jest użytecznym narzędziem do oceny zdolności płuc do reagowania na wysiłek fizyczny zarówno w populacji zdrowej, jak i w populacjach pacjentów, takich jak osoby z przewlekłą chorobą płuc.

Introduction

Ćwiczenie prowadzi do znacznego wzrostu zapotrzebowania na energię w porównaniu do stanu spoczynku. Serce i płuca reagują zwiększeniem pojemności minutowej serca i wentylacji, co skutkuje rozszerzeniem łożyska pęcherzykowo-kapilarnego, głównie rekrutacją i rozdęciem naczyń włosowatych płucnych¹. Zapewnia to wystarczającą wymianę gazową w płucach, którą można zmierzyć poprzez wzrost zdolności dyfuzyjnej płuc (D_L)^2,3,4. Pierwsze próby zmierzenia D_L podczas ćwiczeń sięgają ponad wieku^5,6,7. Zdolność do zwiększania D_L ze stanu spoczynku jest często określana jako rezerwa pęcherzykowo-kapilarna^{8, 9}.

Eksperymentalnie, względny wkład zdolności dyfuzji błony pęcherzykowo-kapilarnej (D_M) i objętości krwi włośniczkowej płucnej (V_C) do rezerwy pęcherzykowo-kapilarnej można ocenić różnymi metodami, w tym klasycznymi wielokrotnymi frakcjami wdychanego tlenu () method¹⁰. Alternatywną techniką, która może być przydatna w tym kontekście, jest metoda podwójnego badania gazowego, w której jednocześnie mierzy się D_L do tlenku węgla (CO) i tlenku azotu (NO) (D_{L, CO/NO}) ¹¹. Technika ta została opracowana w latach 1980. i wykorzystuje fakt, że szybkość reakcji NO z hemoglobiną (Hb) jest znacznie większa niż CO, tak że dyfuzja CO w płucach zależy bardziej_{od VC niż} NO. Stąd główne miejsce oporności (~ 75%) na dyfuzję CO znajduje się w czerwonych krwinkach, podczas gdy główna oporność (~60%) na dyfuzję NO występuje na błonie pęcherzykowo-kapilarnej i plazmie płucnej¹². Równoczesny pomiar D_L,CO i D_L,NO pozwala zatem na ocenę względnego udziału D_M i V_C w D_L¹², gdzie zmiana D_L,NO obserwowana podczas ćwiczeń w dużej mierze odzwierciedla rozszerzanie się błony pęcherzykowo-kapilarnej. Dodatkową zaletą tej metody przy uzyskiwaniu pomiarów podczas ćwiczeń jest to, że wiąże się ona ze stosunkowo krótkim czasem wstrzymania oddechu (~5 s) i mniejszą liczbą manewrów w porównaniu do klasycznej techniki technika, w której wykonuje się wiele powtarzających się manewrów ze znormalizowanym 10-sekundowym wstrzymaniem oddechu przy różnych poziomach tlenu. Chociaż zostało ostatnio zastosowane z krótszym czasem wstrzymywania oddechu i mniejszą liczbą manewrów przy każdej intensywności¹³. Niemniej jednak, pozwala na wykonanie tylko sześciu manewrów D_L,CO na sesję, podczas gdy można wykonać do 12 powtarzających się manewrów D_L,CO/NO bez żadnego mierzalnego wpływu na wynikowe oszacowania¹⁴. Są to ważne czynniki przy uzyskiwaniu pomiarów podczas ćwiczeń, ponieważ zarówno długie wstrzymywanie oddechu, jak i wielokrotne manewry mogą być trudne do wykonania przy bardzo dużej intensywności lub w populacjach pacjentów, którzy doświadczają duszności.

Niniejszy artykuł zawiera szczegółowy protokół, w tym teoretyczne rozważania i praktyczne zalecenia dotyczące pomiaru D_L,CO/NO podczas ćwiczeń i jego wykorzystania jako wskaźnika rezerwy pęcherzykowo-kapilarnej. Metoda ta jest łatwa do zastosowania w warunkach eksperymentalnych i pozwala ocenić, w jaki sposób ograniczenie dyfuzji w płucach może wpływać na pobór tlenu w różnych populacjach.

Teoria i zasady pomiaru
Metoda D_{, L,CO/NO} polega na pojedynczym wdychaniu mieszaniny gazów przy założeniu, że gazy po wdychaniu rozprowadzają się równomiernie w wentylowanej przestrzeni pęcherzykowej. Mieszanina gazów składa się z kilku gazów, w tym obojętnego gazu znakującego. Rozcieńczenie gazu znakującego w wentylowanej przestrzeni pęcherzykowej, na podstawie jego frakcji w powietrzu końcowo-wydechowym, można wykorzystać do obliczenia objętości pęcherzyków płucnych (V_A)¹⁵. Mieszanina gazów zawiera również badany gaz CO i NO, które są rozcieńczane w wentylowanej przestrzeni pęcherzykowej i dyfundowane przez błonę pęcherzykowo-kapilarną. Na podstawie ich frakcji pęcherzykowych można obliczyć ich indywidualne tempo zanikania (k), zwane również stałą dyfuzyjną, z przestrzeni pęcherzykowej. Zgodnie z konwencją, D_L dla gazu testowego mierzonego podczas manewru pojedynczego oddechu jest wyprowadzana przez następujące równanie¹⁶:

gdzie_{F A0} to ułamek pęcherzykowy badanego gazu (CO lub NO) na początku wstrzymania oddechu podczas indywidualnego manewru_DL, podczas gdy F_A to ułamek pęcherzykowy badanego gazu na końcu wstrzymania oddechu, a tBH to czas wstrzymania oddechu. D_L jest mechanicznie równoważne przewodności badanego gazu przez błonę pęcherzykowo-kapilarną, przez osocze i wnętrze krwinek czerwonych do hemoglobiny. Zależy to zatem zarówno od przewodności D_M, jak i tak zwanego przewodnictwa właściwego krwi włośniczkowej płuc (θ), przy czym to ostatnie zależy zarówno od przewodności badanego gazu we krwi, jak i od szybkości jego reakcji z hemoglobiną¹⁰. Biorąc pod uwagę, że odwrotność przewodności jest rezystancją, całkowita rezystancja przenoszenia gazu testowego zależy od następujących rezystancji w serii¹⁰:

Te składowe można rozróżnić poprzez jednoczesny pomiar D_L do CO i NO, ponieważ mają one różne wartości θ, a ich odpowiednie wartości D_L zależą inaczej od V_C. Dyfuzja CO w płucach zależy w większym stopniu od VC niż NO, przy czym główne miejsce oporności (~75%) na dyfuzję CO znajduje się w krwinkach czerwonych¹². Natomiast główna oporność (~60%) na dyfuzję NO występuje na błonie pęcherzykowo-kapilarnej i osoczu płucnym, ponieważ szybkość reakcji NO z hemoglobiną jest znacznie większa niż w przypadku CO. Stąd, przy jednoczesnym pomiarze D_{L, CO} i D_{L, NO,} zmiany zarówno w_{D M}, jak i V_C będą miały wyraźny wpływ na tę pierwszą, podczas gdy ta ostatnia będzie w znacznie mniejszym stopniu zależała od V_C, co pozwoli na całościową ocenę czynników, które determinują D_L.

Raportowanie wskaźników D_{, L,CO/NO} może być wykonywane przy użyciu różnych jednostek. W związku z tym Europejskie Towarzystwo Chorób Układu Oddechowego (ERS) stosuje mmol/min/kPa, podczas gdy Amerykańskie Towarzystwo Klatki Piersiowej (ATS) stosuje mL/min/mmHg. Współczynnik konwersji między jednostkami wynosi 2,987 mmol/min/kPa = mL/min/mmHg.

Protocol

Naukowy Komitet Etyczny dla Regionu Stołecznego Danii wcześniej zatwierdził pomiar D_{L, CO/NO} w spoczynku, podczas ćwiczeń i w pozycji leżącej zarówno u zdrowych ochotników, jak i pacjentów z przewlekłą obturacyjną chorobą płuc (POChP) w naszej instytucji (protokoły H-20052659, H-21021723 i H-21060230).

UWAGA: Zanim D_L,CO/NO zostanie zmierzone podczas ćwiczeń, musi zostać wykonana dynamiczna spirometria i test wysiłkowy krążeniowo-oddechowy (CPET). Spirometria dynamiczna służy do kontroli jakości poszczególnych manewrów D_L,CO/NO, natomiast CPET służy do określenia obciążenia, przy którym należy mierzyć D_L,CO/NO podczas ćwiczeń. U pacjentów z ograniczeniem przepływu powietrza, zwłaszcza z powodu obturacyjnej choroby płuc, korzystne może być uzupełnienie spirometrii dynamicznej o pletyzmografię całego ciała w celu uzyskania miarodajnej miary pojemności życiowej. Zaleca się przeprowadzenie kontroli lekarskiej w celu wykluczenia wszelkich znanych przeciwwskazań przed rozpoczęciem CPET ¹⁷. Co ważne, CPET powinien być wykonywany co najmniej 48 godzin przed pomiarem D_L,CO/NO uzyskanym podczas ćwiczeń, ponieważ wcześniejsze intensywne ćwiczenia mogą wpływać na D_L przez co najmniej 24 godziny ^18,19.

1. Spirometria dynamiczna

UWAGA: Spirometria dynamiczna powinna być wykonywana zgodnie z aktualnymi wytycznymi klinicznymi z klasy ERS i ATS20.

1. Zmierz wagę (z dokładnością do 100 g) i wzrost (z dokładnością do 1 mm).
2. Poproś uczestnika, aby usiadł na wyprostowanym krześle.
3. Wykonaj dynamiczną spirometrię podczas manewru wymuszonego wydechu, aby zidentyfikować wymuszoną objętość wydechu w ciągu 1 s (FEV₁) i natężoną pojemność życiową (FVC) uczestnika, zgodnie z opisem w innym miejscu²⁰.

2. Test wysiłkowy krążeniowo-oddechowy (CPET)

UWAGA: CPET powinien być wykonywany zgodnie z aktualnymi zaleceniami klinicznymi²¹.

1. Dostosuj ergometr rowerowy do wzrostu uczestnika i umieść monitor tętna (HR) na klatce piersiowej.
2. Umieść uczestnika na ergometrze rowerowym. Wyposaż uczestnika w maskę podłączoną do systemu pomiaru metabolizmu, aby mierzyć wentylację i wymianę gazową w płucach przez cały czas trwania testu.
3. Poinstruuj uczestnika, aby rozpoczął jazdę na rowerze w wybranym przez siebie tempie ≥60 rund na minutę (RPM) i wykonał 5-minutowy okres rozgrzewki przy submaksymalnym obciążeniu w oparciu o zgłaszany przez siebie poziom aktywności, codzienną sprawność i stan choroby (np. 15-150 W).
4. Zwiększaj obciążenie o 5-20 W co minutę, aż uczestnik osiągnie dobrowolne wyczerpanie. Przyrosty powinny być oparte na aktualnym poziomie sprawności uczestnika, tak aby test zakończył się 8-12 minut po rozpoczęciu fazy przyrostowej.
5. Poinstruuj uczestnika, aby unikał innych intensywnych ćwiczeń przez następne 48 godzin.

3. Kalibracja urządzeń do dyfuzji pojedynczego oddechu

UWAGA: Konieczne jest skalibrowanie czujników przepływu i analizatorów gazów, aby upewnić się, że pomiary są zarówno prawidłowe, jak i wiarygodne. Dokładna procedura jest zależna od producenta i urządzenia. Procedura kalibracji, w tym kontrola biologiczna, powinna być przeprowadzana w każdym dniu badania, a jeśli w tygodniu przeprowadza się mniej niż jeden dzień badania, należy przeprowadzić dodatkowe kalibracje w tygodniu. Konfiguracja eksperymentalna jest pokazana w Rysunek 1.

1. Otwórz oprogramowanie na komputerze, a automatyczny okres nagrzewania wynoszący 50 minut zostanie zainicjowany, aby zapewnić odpowiednią temperaturę pneumotach.
2. Upewnij się, że pojemniki z gazami testowymi są otwarte (patrz Rysunek 1D).
3. Przeprowadzić kalibrację gazu, podłączając najpierw przewód próbkujący z pneumotach do wtyczki analizatora MS-PFT o nazwie CAL (patrz Rysunek 1B).
4. Rozpocznij kalibrację gazu, wybierając opcję Kalibracja na stronie głównej (patrz Rysunek 2A) i wybierz opcję Kalibracja gazu. Rozpocznij kalibrację, naciskając Start lub F1 (patrz Rysunek 2B).
5. Podłączyć przewód do pobierania próbek do pneumotach, gdy kalibracja gazu zostanie spełniona i zaakceptowana.
6. Przeprowadzić kalibrację objętości za pomocą ważnej strzykawki o pojemności 3 l. Rozpocznij kalibrację objętości, wybierając opcję Kalibracja na stronie głównej (patrz Rysunek 2A) i wybierz opcję Kalibracja objętości. Rozpocznij kalibrację, naciskając F1 i postępuj zgodnie z instrukcjami dostarczonymi przez oprogramowanie (patrz Rysunek 2C).
7. Upewnij się, że worek wdechowy jest podłączony do analizatora MS-PFT (patrz Rysunek 1C).
8. Zakończyć procedurę kalibracji, wykonując pomiar kontroli biologicznej w spoczynku w pozycji siedzącej. Powinno to być wykonane przez zdrową osobę niepalącą, aby zapewnić niezawodność metody. Jeśli zmienność D_{L, CO} lub D_{L, NO} u danego pacjenta z tygodnia na tydzień waha się odpowiednio o więcej niż 1,6 i 6,5 mmol/min/kPa (5 i 20 mL/min/mmHg), zmiana może być spowodowana błędem maszyny i powinna być dalej badana^{12, 22}.

4. Przygotowanie uczestnika

1. Oblicz żądane obciążenie pracą na podstawie wcześniejszych wyników CPET dla wybranej intensywności (% maksymalnego obciążenia roboczego (W_max)), przy której będzie mierzone D_{, L,CO/NO}.
2. Co najmniej 48 godzin po wykonaniu przez uczestnika CPET, poproś uczestnika o powrót do laboratorium w celu uzyskania pomiaru D_L,CO/NO podczas wysiłku
.
3. Zmierz wzrost (w cm z dokładnością do milimetra), wagę (w kg z dokładnością do 100 g) i Hb z krwi włośniczkowej (w mmol/L z dokładnością do 0,1 mmol/l) pacjenta.
4. Na stronie głównej programu wybierz Pacjent > Nowy pacjent (patrz Rysunek 2A) i wypełnij wymagane dane: Identyfikacja, Nazwisko, Imię, Data urodzenia, Płeć, Wzrost i Waga uczestnika. Kontynuuj, wybierając OK lub F1 (patrz Rysunek 2D).

5. Pomiar D_L,CO/NO podczas odpoczynku w pozycji pionowej

UWAGA: Pomiary D_L,CO/NO są wykonywane zgodnie z aktualnymi zaleceniami klinicznymi grupy zadaniowej ERS¹².

1. Na stronie głównej wybierz Pomiar > dyfuzji membrany NO (patrz Rysunek 2E).
2. Uruchom automatyczne resetowanie oprogramowania, aby wyzerować analizator gazów dla wszystkich gazów testowych i zainicjować mieszanie gazów testowych w podłączonym worku wdechowym. Zainicjuj automatyczne resetowanie, naciskając F1 (patrz Rysunek 2F).
   1. Automatyczne resetowanie trwa 140-210 s. Postępuj zgodnie z instrukcjami dostarczonymi przez oprogramowanie, aby rozpoznać, kiedy należy rozpocząć pomiar. Ważne jest, aby rozpocząć pomiar natychmiast po tym, jak oprogramowanie poinstruuje, aby podłączyć pacjenta.
3. Umieść uczestnika na pionowym krześle wyposażonym w klips na nos. Poinstruuj uczestnika, jak wykonać manewr zgodnie z poniższym opisem.
   1. Poproś uczestnika, aby użył klipsa na nos i rozpoczął normalne oddychanie oddechowe przez ustnik podłączony do pneumotach. Aby zapewnić zamknięty system pomiarów, upewnij się, że usta uczestnika są zamknięte wokół ustnika.
   2. Po trzech normalnych oddechach poinstruuj uczestnika, aby wykonał szybki maksymalny wydech, aby osiągnąć objętość resztkową (RV).
   3. Po osiągnięciu RV natychmiast poinstruuj uczestnika, aby wykonał szybki maksymalny wdech do całkowitej pojemności płuc (TLC), dążąc do czasu wdechu < 4 s. Podczas maksymalnego wdechu otwiera się zawór, który pozwala uczestnikowi na wdychanie mieszaniny gazów zmieszanej o znanym stężeniu NO (800 ppm NO/N₂) w worku wdechowym tuż przed inhalacją.
   4. Poproś uczestnika, aby wstrzymał oddech na 5 (4-8) s podczas TLC. Podczas wdechu celuje się w wdech objętość (V_I) ≥90% FVC (lub pletyzmografia oparta na pojemności życiowej) z czasem wstrzymania oddechu 4-8 s²³ (Tabela 1).
   5. Po wstrzymaniu oddechu poinstruuj uczestnika, aby wykonał silny, stały, maksymalny wydech bez żadnych przerw.
   6. Po maksymalnym wydechu poproś uczestnika, aby puścił ustnik i klips na nos. Oprogramowanie obliczy następnie DL_{, NO} i D_{L, CO} bez żadnego polecenia.
4. Używaj słownej zachęty przez cały manewr, aby upewnić się, że uczestnik dotrze do RV i TLC. Oceń dopuszczalność manewru zgodnie z tabelą 1.
5. Wykonać manewr ponownie po co najmniej 4-minutowym okresie wymywania i do momentu, gdy dwa manewry spełniają kryteria dopuszczalności (tabela 1) lub do momentu, gdy w tej samej sesji wykonano łącznie 12 manewrów (patrz poniżej).
6. D_{L, NO} i D_{L, CO} podaje się zgodnie z kryteriami określonymi w tabeli 2. Zalecamy również, aby czas wstrzymania oddechu, objętość wdechu i objętość wyrostka zębodołowego zgodnie z raportem. Ponadto należy podać liczbę dopuszczalnych i powtarzalnych manewrów, a wyniki oparte na manewrach, które albo nie spełniają kryteriów akceptowalności, albo powtarzalności, powinny być interpretowane z ostrożnością.

6. Pomiar D_L,CO/NO podczas ćwiczeń

UWAGA: Oś czasu pomiarów D_L,CO/NO podczas ćwiczeń znajduje się w Rysunek 3.

1. Umieść ergometr rowerowy w odległości umożliwiającej uczestnikowi oddychanie przez ustnik bez konieczności zmiany pozycji rowerowej. Zwiększ wysokość sprzętu, aby pomiary można było przeprowadzić w prawidłowej pozycji roboczej na rowerze (patrz Rysunek 2).
2. Umieść uczestnika na ergometrze rowerowym i umieść monitor tętna na klatce piersiowej. Poinstruuj uczestnika, aby wykonał każdy manewr zgodnie z opisem w kroku 5.3.
3. Poinstruuj uczestnika, aby rozpoczął jazdę na rowerze przez 5 minut przy submaksymalnym obciążeniu, jako rozgrzewkę przed pomiarem.
4. Zwiększ obciążenie do docelowej intensywności, jednocześnie rozpoczynając automatyczne resetowanie urządzenia, naciskając F1 (patrz krok 5.2). Automatyczne resetowanie trwa 140-210 s, co wystarczy, aby upewnić się, że uczestnik osiągnął stan ustalony
.
5. Po zakończeniu automatycznego resetowania obróć ustnik w stronę uczestnika i wykonaj manewr opisany poniżej, podczas gdy uczestnik kontynuuje jazdę na rowerze z docelową intensywnością.
   1. Wykonaj czynności opisane w krokach od 5.4 do 5.5. Oceń kryteria akceptowalności i powtarzalności (Tabela 1) dla każdego obciążenia roboczego i podaj raport jak w przypadku pomiarów podczas spoczynku (patrz krok 5.6 i Tabela 2).
6. Po zakończeniu manewru wyjmij ustnik i zmniejsz obciążenie do 15-40 W. Wykonaj aktywną fazę odzyskiwania przez 2 minuty, po czym powtórz kroki 6.4 i 6.5. 2 minuty aktywnego odzyskiwania i 140-210 s podczas automatycznego resetowania zapewniają wystarczający okres wymywania wynoszący 4-5 minut.

Results

Protokół został wdrożony w 2021 roku i w momencie pisania tego tekstu wykonano łącznie 124 pomiary podczas ćwiczeń (tj. 51 u zdrowych ochotników i 73 u pacjentów z POChP o różnym nasileniu). Manewry, jak również dane dotyczące spełnionych kryteriów akceptowalności i powtarzalności oraz wskaźnik awaryjności przedstawiono w tabeli 3.

Obliczenia
Jako przykład przedstawiono tutaj obliczenia z pojedynczego manewru D_L,CO/NO na podstawie danych z pierwszego manewru przy 20% W_max w grupie zdrowej jako studium przypadku opisane poniżej. Na podstawie zmierzonych wartości podanych w tabeli 4 oblicza się, co następuje:

(BTPS)

gdzie F_I to natchniony ułamek, V_I to natchniona objętość, a D_D,inst i V_D,anat to odpowiednio instrumentalna i anatomiczna martwa przestrzeń.

gdzie F_I to ułamek wdechowy, P_B to ciśnienie barometryczne, a P_H2O to ciśnienie nasyconej pary wodnej, a gdzie

Interpretacja wyników D_L,CO/NO uzyskanych podczas ćwiczeń
Pierwszorzędową miarą wyniku, która nas interesuje, jest D_{L, NO,} ponieważ zmiana D_{L, NO} od spoczynku do określonego obciążenia jest interpretowana w celu zapewnienia ogólnej miary rezerwy pęcherzykowo-kapilarnej. U zdrowych osób D_L,NO wzrasta liniowo wraz ze wzrostem intensywności ćwiczeń, co przypisuje się zwiększonej rekrutacji krwi do łożyska naczynia włosowatego płuc, co ułatwia wzrost pojemności minutowej serca¹². Prowadzi to do rekrutacji naczyń włosowatych dzięki zwiększonemu przepływowi krwi lub ciśnieniu i rekrutacji powierzchni błony pęcherzykowo-kapilarnej, co skutkuje bardziej jednorodnym rozmieszczeniem czerwonych krwinek i lepszym wyrównaniem między tkankami a powierzchniami błon czerwonych krwinek¹². W przeciwieństwie do tego, D_L,CO jest w tym kontekście uważane za drugorzędną miarę, wykorzystywaną głównie do wywnioskowania, czy zachodzą równoczesne zmiany w V_{, C}. Do interpretacji na poziomie indywidualnym za fizjologiczne uważa się różnice między dwoma pomiarami większymi niż błąd pomiaru²⁴, tj. 2,7 mmol/min/kPa dla D_L,NO i 1,6 mmol/min/kPa dla D_L,CO.

Studia przypadków
Zdrowa 25-letnia kobieta o O_2max 2696 mL O₂/min (47,3 mL O₂/min/kg) wykonała osiem manewrów D_L,CO/NO, zaczynając od pomiarów podczas wyprostowanego spoczynku w pozycji siedzącej, a następnie pomiarów podczas ćwiczeń na ergometrze rowerowym (W_max = 208) ze zwiększającą intensywnością do 60% W_max ( Tabela 5). Wszystkie manewry spełniały zarówno kryterium akceptowalności, jak i powtarzalności.

68-letni mężczyzna z umiarkowaną POChP (FEV₁= 56% przewidywanej) z O₂p_eak 1852 mL O₂/min (22,8 mL O₂/min/kg) wykonał osiem manewrów D_L,CO/NO, zaczynając od pomiarów podczas wyprostowanego spoczynku w pozycji siedzącej, a następnie pomiarów podczas ćwiczeń na ergometrze rowerowym (W_max = 125 W) o rosnącym natężeniu do 60% W_max (Tabela 6). Wszystkie manewry spełniały zarówno kryterium akceptowalności, jak i powtarzalności.

Raportowane wyniki dla każdego obciążenia z dwóch przypadków opisanych powyżej są przedstawione w Rysunek 4. Ponadto D_L,NO i D_L,CO jako funkcja O₂ (obliczone na podstawie pomiarów powietrza wygasłego) jest przedstawione w Rysunek 5. U zdrowej osoby obserwuje się prawie liniowy wzrost D_L,NO zgodnie z oczekiwaniami, z wyjątkiem plateau od 20% do 40% W_max, podczas gdy niewielki stopniowy wzrost D_L,CO występuje we wszystkich obciążeniach. Sugeruje to, że D_M początkowo wzrasta z niezmienionym V_C na początku ćwiczeń, odzwierciedlając redystrybucję przepływu krwi w płucach w celu rekrutacji wcześniej nieperfundowanych naczyń włosowatych, ale przy jednoczesnym stopniowym wzroście V_C przy większych obciążeniach, co pokazuje, że naprzemienna rekrutacja i rozdęcie naczyń włosowatych razem działają w celu optymalizacji wymiany gazowej w płucach podczas ćwiczeń przyrostowych. W przypadku POChP_{D L,NO} wzrasta przy pierwszym obciążeniu, a następnie utrzymuje się na tym samym poziomie podczas pozostałych obciążeń, co wskazuje, że cała rezerwa pęcherzykowo-kapilarna jest już osiągnięta na poziomie 20% W_max. Ogólnie rzecz biorąc, zakres rekrutacji i rozdęcia naczyń włosowatych płucnych, tj. rezerwa pęcherzykowo-kapilarna, jest niższy w przypadku POChP niż u osoby zdrowej.

Rysunek 1: Przegląd konfiguracji badania. (A) Przygotowanie do badania dla pomiaru wykonywanego podczas ćwiczeń. (B) Kalibracja gazu z podłączoną linią próbkowania do wtyczki analizatora MS-PFT określaną jako CAL. (C) Podłączona torba wdechowa do jednostki analizatora MS-PFT. (D) Zbiorniki zawierające gazy testowe. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rysunek 2: Przewodnik po programie. (A) Na stronie głównej wybierz Kalibracja. (B) Wybierz opcję Gas Calibration (Kalibracja gazu). (C) Wybierz opcję Volume calibration (Kalibracja głośności). (d) Wybierz opcję Nowy pacjent. (E) Wybierz opcję Nowy pacjent i wypełnij wymagane informacje. (F) Wybierz pomiary i wybierz membranę NO diff. (G) Rozpocznij automatyczne resetowanie, naciskając F1. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rysunek 3: Oś czasu pomiaru zdolności dyfuzyjnej podczas ćwiczeń. Stworzony przy użyciu BioRender. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rysunek 4: Zdolność dyfuzji płucnej. Porównanie zdolności dyfuzyjnej płuc do tlenku węgla (D_L,CO) i tlenku azotu (D_L,NO) podczas ćwiczeń przyrostowych w funkcji % maksymalnego obciążenia pracą (W_max) u osoby zdrowej i osoby z przewlekłą obturacyjną chorobą płuc (POChP). Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rysunek 5: Zdolność dyfuzyjna płuc. Porównanie zdolności dyfuzyjnej płuc do tlenku węgla (D_{L, CO}) i tlenku azotu (D_{L, NO)} podczas ćwiczeń przyrostowych w funkcji poboru tlenu (O₂) u osoby zdrowej i osoby z przewlekłą obturacyjną chorobą płuc (POChP). Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Kryteria akceptowalności
1.	≥ 90% FVC lub VC
	LUB ≥ 85% FVC lub VC
		I VA w odległości nie większej niż 200 ml od największego VA od innych dopuszczalnych manewrów
	LUB ≥ 85% FVC lub VC
		I VA w odległości 5% od największego VA od innych dopuszczalnych manewrów
cyfra arabska.	Stabilne 4-8 sekundowe wstrzymanie oddechu bez śladów przecieków czy manewrów Valsalvy/Müllera
Kryteria powtarzalności
Dwa dopuszczalne manewry z wartościami w granicach
< 5,8 mmol·min-1·kPa-1 dla DL,NO
< 1 mmol·min-1·kPa-1 dla D, L,CO

Table 1: Kryteria akceptowalności i powtarzalności. Skróty: D_{L, CO}: Zdolność dyfuzji płuc do tlenku węgla, D_{L, NO:} Zdolność dyfuzji płuc do tlenku azotu, FVC: Natężona pojemność życiowa, V_A: objętość pęcherzyków płucnych; VC: Zdolność życiowa.

Liczba dopuszczalnych manewrów	Spełnione kryterium powtarzalności	akcja
≥2	tak	Podać średnią DL, NO i średnią DL, CO dwóch dopuszczalnych i powtarzalnych manewrów
≥2	Nie	Raportuj wartości z manewru z najwyższym DL,NO
1	tak	Raportowanie wartości z dopuszczalnego manewru
1	Nie	Raportowanie wartości z dopuszczalnego manewru
0	tak	Zgłaszaj średnią DL, NO i średnią DL, CO wszystkich powtarzalnych manewrów
0	Nie	Nieudany pomiar

Table 2: Raportowanie danych. Skróty: D_{L, CO}: Zdolność dyfuzji płucnej do tlenku węgla, D_{L, NO:} Zdolność dyfuzji płucnej do tlenku azotu.

nasileniu Rozdział

grupa	Pomiary (n)	Manewry przed pomiarem (mediana [IQR])	Spełnione kryteria dopuszczalności, n (%)	Spełnione kryteria powtarzalności, n (%)	Nieudany pomiar, n (%)
zdrowy	51 Rozdział 51	2 (2-2)	50 (98)	51 (100)	0 (0)
Łagodna POChP	24	3 (2-3)	22 (92)	22 (92)	0 (0)
POChP o umiarkowanym	39 Rozdział 39	2 (2-3)	26 (67)	32 (82)	3 (8)
Ciężka POChP	10	2 (2-3)	1 (10)	4 (40)	6 (60)
cały	124	2 (2-3)	99 (80)	109 (88)	9 (7)

Table 3: Wykonane pomiary D_L,CO/NO podczas ćwiczeń w naszej instytucji między lipcem 2021 a grudniem 2023. Skróty: POChP, przewlekła obturacyjna choroba płuc.

pkt. pkt. pkt.

Frakcji
FI,CO	0,238
FI, NIE	Wymiary: 48,75 x 10-6
FI, On	0,08
FA, CO	0,12
FA, NIE	6,18 x 10-6
FA, On	0,0603
Wolumeny (BTPS)
VI (L)	Rozdział 4.13
VD,anat (L)	0,132
VD,inst (L)	0,220
tBH (s)	Godzina 5,65

Table 4: Zmierzono testowe i obojętne frakcje gazu znakującego w powietrzu wdechowym (F_I) i pęcherzykowym (_{F A}) podczas manewru pojedynczego oddechu. Skróty: V_I: tom natchniony; V_D,anat: anatomiczna martwa przestrzeń; V_D,inst: martwa przestrzeń instrumentu; tBH: czas wstrzymania oddechu.

TGL pkt. pkt. pkt. pkt. pkt. pkt. pkt.

		Pionowo		0.2		0.4		0.6
		reszta		Wmax		Wmax		Wmax
Obciążenie (wat)		0		40		80		125
Manewr		1	cyfra arabska	1	cyfra arabska	1	cyfra arabska	1	cyfra arabska
DL,NO (mmol/min/kPa)		35,0	34,7	37,0	38,9	37,4	38,4	42,2	43,4
DL,CO (mmol/min/kPa)		8,0	7,8	8.4	8.4	Pytanie 9,2	Rozdział 9.1	Pytanie 9,8	Pytanie 9,9
Czas wstrzymania oddechu (s)		5,8	5,6	5,7	5,8	5,8	5,7	5,7	Rozdział 5.5
VI (L)		4.1	4.1	4.1	4.1	Wersja 4.0	Wersja 4.0	3.8	Wersja 4.0
VA (L)		Pytanie 4.9	Rozdział 4.8	5.0	5.0	5.1	5.1	5.2	5.3

Table 5: Dane od zdrowej osoby. Skróty: D_{L, NO:} Zdolność dyfuzji płucnej do tlenku azotu, D_{L, CO}: Zdolność dyfuzji płucnej do tlenku węgla, V_I: Objętość wdechowa, V_A: objętość pęcherzyków płucnych.

pkt. pkt. pkt. pkt.

		Pionowo		0.2		0.4		0.6
		reszta		Wmax		Wmax		Wmax
Obciążenie (wat)		0		25		50		75
Manewr		1	cyfra arabska	1	cyfra arabska	1	cyfra arabska	1	cyfra arabska
DL,NO (mmol/min/kPa)		Pytanie 17,9	21,6	O godz. 23.35	Godzina 24.35	24,9	24,2	21,8	Norma 23,6
DL,CO (mmol/min/kPa)		Rozdział 4.7	5.3	5.0	5.2	5.1	Pytanie 4.9	3.3	4.1
Czas wstrzymania oddechu (s)		6,6	6.1	6.1	5,8	5,8	5,8	5,8	6,0
VI (L)		4.3	4.4	Rozdział 4.2	4.3	4.1	Wersja 4.0	3.8	3,9
VA (L)		6.7	6,6	6.7	6.7	6.7	6.7	6.7	6.8

Tabela 6: Dane od osoby z przewlekłą obturacyjną chorobą płuc. Skróty: D_{L, NO:} Zdolność dyfuzji płucnej do tlenku azotu, D_{L, CO}: Zdolność dyfuzji płucnej do tlenku węgla, V_I: Objętość wdechowa, V_A: objętość pęcherzyków płucnych.

Discussion

Protokół zapewnia ustandaryzowane podejście do pomiaru D_{, L, CO/NO} podczas ćwiczeń przy użyciu techniki pojedynczego oddechu z podwójnym testem gazowym. Ponieważ uzyskane wskaźniki D_{, L,CO/NO} zwiększają się w wyniku rekrutacji i rozdęcia naczyń włosowatych płucnych, metoda zapewnia fizjologicznie miarodajny pomiar rezerwy pęcherzykowo-kapilarnej.

Krytyczne kroki w protokole
Metoda wymaga wydechu do objętości resztkowej, a następnie wdechu do całkowitej pojemności płuc, przy którym przeprowadza się 5-sekundowe wstrzymanie oddechu i kończy się wydechem do RV. Jest to krytyczny krok, ponieważ może być skomplikowany do wykonania podczas ćwiczeń, a zwłaszcza podczas ćwiczeń o dużej intensywności. Rosnąca intensywność ćwiczeń może prowadzić do spadku V_I, a jeśli spadnie poniżej 85% wydolności życiowej, manewr jest niedopuszczalny (patrz tabela 1). Dlatego ważne jest, aby instruktor testu zanotował, czy uczestnik wykonuje wystarczający wdech i potwierdził wystarczający czas wstrzymania oddechu wynoszący od czterech do ośmiu sekund, bezpośrednio po każdym manewrze¹². Ponadto w niektórych przypadkach osiągnięcie kryteriów powtarzalności może być trudne; w takich przypadkach podawane są dane z manewru o najwyższym D_L,NO i zalecamy wyraźne określenie, w ilu przypadkach było to konieczne podczas prezentowania danych. W niektórych przypadkach uzyskanie akceptowalnych lub powtarzalnych pomiarów podczas wysiłku może w ogóle nie być możliwe, na przykład w badaniach z udziałem pacjentów doświadczających ciężkiej duszności, która uniemożliwia im wystarczające wstrzymanie oddechu i/lub pacjentów z dynamiczną hiperinflacją ze współaktywnym spadkiem pojemności wdechowej podczas wysiłku. W takich przypadkach bardziej odpowiednie może być zastosowanie pomiarów D_L,CO/NO uzyskanych w pozycji leżącej, co również prowadzi do rekrutacji i rozdęcia naczyń włosowatych płucnych, choć mniej wyraźnych niż podczas ćwiczeń submaksymalnych^24,25.

Modyfikacje i rozwiązywanie problemów z metodą
Ważne jest, aby pomiar spoczynkowy zawsze poprzedzał jakikolwiek pomiar wykonywany podczas ćwiczeń, ponieważ D_L,CO może być zmniejszone do 6-20 godzin po ćwiczeniach o wysokiej intensywności wykonywanych aż do wyczerpania 18,19,26. Ponadto ważne jest, aby rejestrować tętno i/lub inne wskaźniki obciążenia metabolicznego, aby upewnić się, że pomiary uzyskane u różnych osób zostały wykonane w stanie stacjonarnym i przy podobnych obciążeniach metabolicznych.

Metoda może nie być czuła na wykrywanie niewielkich zmian w D_{L, NO} lub D_{L, CO}, ponieważ zmienność między testami w ramach tej samej sesji została zgłoszona do 7% w zależności od konkretnego wskaźnika¹². W związku z tym ważne jest, aby wybrać intensywność ćwiczenia, która jest wystarczająca do wywołania wzrostu większego niż błąd pomiaru, pamiętając jednocześnie, że uczestnik musi być w stanie wykonać co najmniej dwa akceptowalne manewry przy danej intensywności. Wśród poprzednich badań, w których stosowano metodę podwójnego testu gazowego, stosowano różne intensywności od łagodnej do umiarkowanej. W większości badań stosowano względną intensywność związaną z % progu wentylacji^{24, 27}, % przewidywanego dla wieku maksymalnego HR²⁸ lub % maksymalnej rezerwy tlenu²⁹, podczas gdy tylko w jednym badaniu stosowano bezwzględną intensywność przy stałym obciążeniu roboczym 80 W³⁰. We wszystkich badaniach obciążenia te odpowiadają względnej intensywności w zakresie od 20% do 86% W_max^{24, 27, 29}. Aby ułatwić porównywanie pomiarów między badaniami, zaleca się zastosowanie względnej intensywności, tj. % W_max, % maksymalnego HR (_{HR max}) lub % O_2max (lub O_2peak), a także podanie W_max i obciążenia, przy którym pomiar został uzyskany.

Znaczenie metody w odniesieniu do istniejących/alternatywnych metod
Jeśli chodzi o , D_M i V_C można matematycznie wyprowadzić za pomocą D_L,CO/NO^12,31 i chociaż należy to robić z ostrożnością (patrz "Ograniczenia metody" poniżej), pozwala to na bardziej bezpośrednią mechanistyczną ocenę tego, w jaki sposób rozszerza się obszar powierzchni pęcherzyków płucnych i kapilar poprzez rekrutację kapilar płucnych (oceniany przez D_M) i rozdęcie (wzrost V_C przekraczający wzrost D_M) przyczyniają się do związanych z wysiłkiem fizycznym zmian w wymianie gazowej w płucach. Jednakże, zgodnie z naszą wiedzą, metoda pojedynczego oddechu D_L,CO/NO została zwalidowana tylko w warunkach spoczynku w pozycji wyprostowanej¹¹. Obie metody były stosowane podczas ćwiczeń w kilku wcześniejszych badaniach i wykazują podobne zmiany fizjologiczne w D_{, M} i V_{, C} u zdrowych młodych osób ^3,24. Jednak każda metoda umożliwia inną liczbę manewrów, przy czym dopuszcza się maksymalnie sześć, a D_L,CO/NO dopuszcza do 12 manewrów w tej samej sesji¹². Dzieje się tak dlatego, że pomimo tej samej frakcji CO (~0,30), krótszy czas wstrzymania oddechu (5 s vs. 10 s) D_{, L,CO/NO} powoduje mniejsze gromadzenie się CO we krwi, a co za tym idzie mniejsze ciśnienie wsteczne CO14. Dodatkowo można wykonać manewry do 22 D_L,CO/NO bez wpływu na D_L,NO, ponieważ poziomy endogennego wydychanego NO, wahające się od 11 do 66 ppb, są 1000-krotnie niższe niż pomiary NO, które mieszczą się w zakresie^{ppm 14}. W związku z tym, biorąc pod uwagę, że wykorzystuje się 10 s D_L,CO, a do oceny powtarzalności przy każdym z nich wymagane są co najmniej dwa manewry, co odpowiada co najmniej czterem manewrom przy każdej intensywności ćwiczenia, gdy przeprowadzane jest podwójne zakończenie, może to nie być wykonalne podczas ćwiczeń. Tak więc poprzednie metody opierały się na pojedynczym manewrze przy każdym , co dawało co najmniej trzy manewry przy każdej intensywności ćwiczenia³², z godną uwagi wadą polegającą na tym, że nie można ocenić, w jakim stopniu manewry są rzeczywiście powtarzalne. Mimo to metoda D_L,CO/NO wymaga tylko dwóch pomiarów, jeśli spełniają one kryteria powtarzalności i są uważane za dopuszczalne przy każdej intensywności ćwiczenia. Wykazano jednak, że zapewnia akceptowalną powtarzalność porównywalną do D_L,CO/NO podczas wysiłku, nawet gdy czas wstrzymania oddechu jest skrócony. W związku z tym, podczas umiarkowanych ćwiczeń, wcześniej znaleźliśmy międzydzienny współczynnik wariancji (CV) wynoszący od 2% do 6% dla różnych wskaźników D_L,CO/NO w czasie wstrzymania oddechu ~ 6 s²⁴, podczas gdy tylko nieco wyższe CV wynoszące 7%, 8% i 15% odpowiednio dla D_{L, CO}, V_C i D_M zostały zgłoszone przy użyciu w podobnym czasie wstrzymania oddechu³².

W związku z tym, wiadomo, że D_L,CO mierzone w kontekście D_L,CO/NO jest konsekwentnie niższe niż szerzej stosowane D_L,CO w oparciu o 10-sekundowe wstrzymanie oddechu^{12, 33}. Zgodnie z wcześniejszymi badaniami nie wynika to z różnicy w czasie wstrzymania oddechu, ponieważ krótszy czas wstrzymania oddechu zwiększyłby D_L,CO³⁴. Może to raczej wynikać z różnych innych czynników, w tym składu wdychanego gazu i rozbieżnej kinetyki CO i NO³³. Po pierwsze, D_{L, CO / NO} wykorzystuje hel, podczas gdy klasyczny 10 s_{D L, CO} wykorzystuje metan jako obojętny gaz znakujący; Ze względu na swoje odmienne właściwości fizyczne gazy te wykazują różne rozkłady i rozpuszczalności w płucach i tkankach. Może to skutkować niższym V_A w przypadku helu niż w przypadku metanu. Wreszcie, reaktywność badanych gazów oznacza, że różnice w kinetyce NO i CO podczas wiązania z hemoglobiną mogą odgrywać pewną rolę. Chociaż spekulatywnie, obecność NO w D_{, L,CO/NO} może zatem wpływać na wiązanie CO z hemoglobiną³³.

Szybkość dyfuzji CO przez błonę pęcherzykowo-kapilarną zależy od wiązania CO z hemoglobiną we krwi i oprócz tego, że jest używany do obliczania θCO, korekta hemoglobiny wartości D_{L, CO,} może być odpowiednia w zależności od konkretnego kontekstu³⁵. Jest to powszechne w warunkach klinicznych, ale jest mniej istotne u zdrowych osób, u których wpływ na D_L,CO jest często znikomy. Takie korekty mogą być również stosowane do oceny D_{L, CO/NO} podczas ćwiczeń, ale są mniej istotne, gdy oceniane są konkretne zmiany w stosunku do wysiłku, gdzie (ostre) zmiany hemoglobiny mają niewielkie znaczenie. W każdym razie należy to robić ostrożnie, ponieważ równania te zakładają stosunek 0,7 między_{D M} i θ∙V_c dla CO³⁵, co może nie być prawdziwe podczas ćwiczeń.

Ograniczenia metody
Zależny od intensywności wzrost D_{L, NO} i D_{L, CO} podczas ćwiczeń u zdrowych osób odzwierciedla rekrutację i rozdęcie naczyń włosowatych płuc. Bezpośredni pomiar rezerwy pęcherzykowo-kapilarnej można prawdopodobnie uzyskać tylko przy intensywności submaksymalnej, ponieważ podejście to nie byłoby praktycznie wykonalne ani w warunkach eksperymentalnych, ani klinicznych przy maksymalnej intensywności, gdzie może być widoczna maksymalna rekrutacja i rozdęcie. Pragmatycznym wyborem jest zatem ukierunkowanie na z góry określone (bezwzględne lub względne) obciążenie pracą wystarczające do wywołania rekrutacji i rozdęcia naczyń włosowatych płuc w sposób systematyczny, a jednocześnie wykonalne dla wszystkich uczestników. W niniejszym protokole intensywność ustalono na podstawie % W_max , ponieważ można to łatwo przenieść do innych badań. Tradycyjnie, ćwiczenia były zalecane zgodnie z % O_2max lub HR_max, ale wymaga to, aby wszyscy uczestnicy osiągnęli swoje prawdziwe maksimum. Jeśli tak się nie stanie, uczestnicy mogą potencjalnie wykonać pomiar przy różnych względnych intensywnościach³⁶, co może szczególnie stanowić problem i komplikować interpretację fizjologiczną w populacjach z ciężką dusznością wysiłkową, takich jak pacjenci z przewlekłą chorobą płuc lub serca.

Należy zauważyć, że w ramach indywidualnego manewru D_{, L, CO/NO} , badane gazy mogą nie być rozprowadzane do stosunkowo słabo wentylowanych obszarów płuc. Stanowi to niewielki problem u osób bez choroby płuc, ale w przypadku znacznej niejednorodności wentylacji, w tym jawnego zatrzymywania powietrza, prawdziwy D_L uczestnika może być przeszacowany, ponieważ pomiar odzwierciedla tylko warunki w najlepiej wentylowanych obszarach płuc, efekt, który jest uwydatniony przez krótsze wstrzymania oddechu³⁷. W zasadzie może to prowadzić do pozornie paradoksalnego zmniejszenia rezerwy pęcherzykowo-kapilarnej, jeśli uczestnik z chorobą płuc jest narażony na interwencję zmniejszającą niejednorodność wentylacji.

Związany z wysiłkiem fizycznym spadek D_{, L,CO,} który przekracza spadek D_L,NO przy najwyższym natężeniu (60% W_max) w opisanym tu przypadku POChP, musi być interpretowany z ostrożnością, ponieważ nie jest łatwo zinterpretowany z fizjologicznego punktu widzenia. Podobny wzorzec zaobserwowano u większości z 73 pacjentów z POChP, których do tej pory badaliśmy w naszej placówce, i należy wziąć pod uwagę wkład jedynie ograniczeń metodycznych. W związku z tym, oprócz tego, że CO może być bardziej podatny niż NO na niejednorodność wentylacji uderzeniowej opisaną powyżej, fakt, że NO reaguje prawie 300 razy szybciej z hemoglobiną, a także dyfunduje przez tkanki i osocze dwa razy szybciej niż CO, może również odgrywać rolę³¹. W związku z tym, podczas gdy zarówno NO, jak i CO zwykle ulegają wymianie gazowej o ograniczonej dyfuzji, wychwyt CO może stać się ograniczony perfuzją, gdy perfuzja w poszczególnych jednostkach płucnych zmniejszy się ~100 razy³¹, prowadząc w ten sposób do zmniejszenia zmierzonego D_{, L,Co} bez wpływu na D_L,NO. Biorąc pod uwagę, że POChP wiąże się z niszczeniem pęcherzyków płucnych i postępującą utratą naczyń włosowatych z jednoczesnym niejednorodnym rozkładem wentylacji i perfuzji w płucach³⁹, jednostki płucne ze 100-krotnym zmniejszeniem perfuzji nie są rzadkością⁴⁰ i rzeczywiście reprezentują obszary, w których czas pasażu czerwonych krwinek może ulec krytycznemu skróceniu, aby upośledzać zarówno wychwyt tlenu, jak i CO podczas ćwiczeń. Dodatkowym czynnikiem uzupełniającym, który może wchodzić w grę, jest nierównomierne rozmieszczenie czerwonych krwinek w sieci naczyń włosowatych poszczególnych jednostek płucnych⁴¹, co może mieć również znacznie głębszy wpływ na D_L,CO niż na D_L,NO.

Możliwe jest wyprowadzenie D_M i V_C z pomiarów¹², ale mimo to nie jest to powszechnie stosowane, ponieważ wprowadzane są błędy systematyczne, ponieważ ich wyprowadzenie obejmuje kilka założeń i stałych empirycznych³¹. Na przykład panujący konsensus naukowy uznaje współczynnik dyfuzyjności α wynosi 1,97, co reprezentuje stosunek fizycznych rozpuszczalności NO i CO w tkance⁴². W kilku badaniach zakwestionowano tę wartość, a niektóre proponują wyższe wartości α, aby pogodzić rozbieżności między różnymi metodami pomiaru. Jednak twierdzenia te są w większości odrzucane, ponieważ odbiegają od fizycznego współczynnika dyfuzyjności, co prowadzi do niespójnych wartości α¹². Ponadto zakłada się, że θNO ma skończoną wartość, ale historycznie zakładano, że jest nieskończona ze względu na szybką szybkość reakcji z wolną hemoglobiną. Jednak kompleksowe debaty i ostatnie badania podważyły to założenie, ustalając θNO jako skończony, przy czym 1,51 ml_{CO we krwi}/min/kPa/mmol zapewnia najlepsze obecne oszacowanie, ponieważ dobrze pokrywa się z przewidywaniami teoretycznymi, a także z szeroko zakrojonymi eksperymentami in vitro i in vivo ¹². Podobnie równania dla θCO opierają się na stałych empirycznych uzyskanych przy pH 7,4, odrzucając wcześniejsze wartości, które były oparte na mniej dokładnych i niefizjologicznych pomiarach pH⁴³. Jednak spośród różnych wskaźników, które można uzyskać za pomocą tej metody, D_L,NO w każdym razie opiera się na najmniejszej liczbie założeń i wydaje się dostarczać najbardziej powtarzalnych szacunków rezerwy pęcherzykowo-kapilarnej²⁴, a zatem pozostaje główną miarą wyników będącą przedmiotem zainteresowania w kontekście rezerwy pęcherzykowo-kapilarnej.

Znaczenie i potencjalne zastosowania metody w poszczególnych obszarach badawczych
_{Pomiary D, L,CO/NO} mogą dostarczyć wyczerpujących informacji na temat wymiany gazowej w płucach podczas wysiłku fizycznego. Metoda może być potencjalnie łatwiejsza do wdrożenia podczas ćwiczeń niż w badaniach klinicznych na populacjach z dusznością wysiłkową, takich jak pacjenci z niewydolnością serca i przewlekłą chorobą płuc, ze względu na krótsze wstrzymania oddechu i mniej manewrów wymaganych przy każdym obciążeniu. Co więcej, D_L,CO/NO w szczególności podaje D_L,NO, które prawdopodobnie zapewnia najbardziej bezstronne oszacowanie rezerwy pęcherzykowo-kapilarnej przy danej intensywności ćwiczeń, co czyni ją odpowiednią miarą wyniku w wielu przypadkach.

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
HemoCue Hb 201+	HemoCue, Brø nshø j, Dania	Nieznany	Do pomiarów hemoglobiny
Jaeger MasterScreen PFT pro (Sprzęt do czynności płuc)	CareFusion, Hö chberg, Niemcy	Nieznany	Do pomiarów ustnika DLCO/NO
	SpiroBac, Henrotech, Aartselaar, Belgia	Nieznany	Używany razem ze sprzętem do badania płuc. (martwa przestrzeń 56 ml, opór przepływu przy 12 L s− 1 0,9 cmH2O)
Klips na nos	IntraMedic, Gentofte, Dania	JAE-892895
Phenumotach	IntraMedic, Gentofte, Dania	JAE-705048	Używany razem ze sprzętem do pracy płuc
Oprogramowanie SentrySuite	Vyaire's Medical GmbH, Leibnizstr. 7, D-97204 Hoechberg Niemcy	Nieznane
Gazy testowe	IntraMedic, Gentofte, Dania	Unkown	Stężenia: 0,28% CO, 20,9% O2, 69,52% N2 i 9,3% He