O objectivo deste protocolo é demonstrar as técnicas para medir respostas compensatórias para o volume de sangue central reduziu utilizando menor pressão negativa corpo como um modelo experimental não-invasivo de hemorragia humana que pode ser usado para quantificar a integração total de mecanismos compensatórios para déficit de volume de sangue em seres humanos .
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Artigo de método
Respostas compensatórias integrados em um modelo humano de hemorragia
Neste artigo
Resumo
Resumo
A hemorragia é a causa principal de mortes relacionadas com o trauma, em parte porque o diagnóstico precoce da gravidade da perda de sangue é difícil. A avaliação dos pacientes hemorrágicas é difícil porque as ferramentas clínicas atuais fornecem medidas de sinais vitais que se mantêm estáveis durante os primeiros estágios de hemorragia devido a mecanismos compensatórios. Consequentemente, existe uma necessidade de compreender e medir a integração total de mecanismos que compensem reduzido volume de sangue circulante e como eles mudam durante hemorragia progressiva em curso. A reserva do corpo para compensar a redução do volume de sangue circulante é chamado de "reserva de compensação". A reserva de compensação pode ser avaliado de forma precisa com medições em tempo real de mudanças nas características da forma de onda arterial medida com a utilização de um computador de alta potência. Parte inferior do corpo de pressão negativa (LBNP) foi mostrado para simular muitas das respostas fisiológicas em humanos associados com hemorragia,e é usado para estudar a resposta compensatória à hemorragia. O objetivo deste estudo é demonstrar como reserva compensatória é avaliado durante reduções progressivas no volume sanguíneo central com LBNP como uma simulação de hemorragia.
Introdução
A função mais importante do sistema cardiovascular é o controlo da perfusão adequada (fluxo sanguíneo e entrega de oxigénio) para todos os tecidos do corpo por meio da regulação homeostática da pressão sanguínea arterial. Vários mecanismos de compensação (por exemplo, a atividade do sistema nervoso autônomo, freqüência cardíaca e contratilidade, o retorno venoso, vasoconstrição, respiração) contribuir para manter os níveis fisiológicos normais de oxigênio nos tecidos. 1 Reduções no volume de sangue circulante tais como as causadas por hemorragia pode comprometer a capacidade de mecanismos compensatórios cardiovasculares e, finalmente, levar à baixa pressão arterial, hipóxia tecidual grave e choque circulatório, que pode ser fatal.
Choque circulatório causado por hemorragia grave (ie, choque hemorrágico) é uma das principais causas de morte por trauma. 2 Um dos aspectos mais difíceis de prevenir um paciente de desenvolver choque é nossaincapacidade de reconhecer seu início precoce. A avaliação precoce e rigorosa da progressão para o desenvolvimento de choque está actualmente limitada na prática clínica por tecnologias (por exemplo, monitores médicos) que fornecem medições de sinais vitais que mudam muito pouco nos primeiros estágios de perda de sangue devido a numerosos compensatória do organismo mecanismos de regulação da pressão arterial. 3-6 Como tal, a capacidade de medir a soma total de reserva do corpo para compensar a perda de sangue representa o reflexo mais preciso do estado de perfusão tecidual e o risco de desenvolvimento de choque. 1 Esta reserva é chamado o . reserva de compensação que pode ser avaliada com precisão por medições em tempo real das mudanças em características da forma de onda arterial 1 Esgotamento da reserva de compensação replica a instabilidade cardiovascular do terminal observado em pacientes criticamente doentes com início súbito de hipotensão; uma condição conhecida como hemodinâmica decompensation. 7
A relação entre a utilização da reserva de compensação e regulação da pressão arterial durante a perda contínua de sangue em seres humanos pode ser demonstrada em laboratório, utilizando um conjunto abrangente de medidas fisiológicas (por exemplo, pressão arterial, freqüência cardíaca, saturação de oxigênio no sangue arterial, o volume sistólico, débito cardíaco, resistência vascular, taxa de respiração, caráter de pulso, estado mental, CO corrente final 2, oxigênio nos tecidos) fornecidas pelo monitoramento fisiológico normal durante reduções progressivas contínuos no volume sanguíneo central semelhantes aos que ocorrem durante a hemorragia. Volume sanguíneo central reduziu pode ser induzida de forma não invasiva com aumentos progressivos em Lower Body pressão negativa (LBNP). 8 Usando esta combinação de medições fisiológicas e LBNP, o entendimento conceitual de como avaliar a capacidade do corpo para compensar o volume de sangue central reduziu pode ser facilmente demôniostrados. Este estudo descreve a preparação pré-laboratório, a demonstração de resposta compensatória em relação a outras respostas fisiológicas durante hemorragia simulada, e a avaliação dos resultados postlab. As técnicas experimentais necessárias para a tomada de medidas de reserva de compensação são demonstrados em um voluntário humano.
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Protocolo
Antes de qualquer procedimento humana, o Conselho de Revisão Institucional (IRB) deve aprovar o protocolo. O protocolo utilizado neste estudo foi aprovado pelo Medical Research Exército dos EUA e Comando de Material IRB. O protocolo é projetado para demonstrar as respostas fisiológicas de compensação a uma redução progressiva do volume sanguíneo central semelhante à vivida por indivíduos durante a hemorragia em curso em um ambiente controlado de laboratório e reprodutível. A temperatura ambiente de laboratório é controlada a 23 - 25 C.
1. Preparação Equipamento
- Ligue equipamentos e dispositivos que necessitam de warm-up e calibração.
NOTA: Equipamentos e dispositivos incluem um sistema de aquisição de dados para gravar dados em 1 Hz; dois dispositivos separados que fornecem não invasivos, medições contínuas da pressão arterial artéria braquial e saturação arterial de oxigênio (SpO2), utilizando dois sensores infravermelhos dedo fotopletismografia de punho separadas 9-11; um capnograph para a medição de CO 2 ao final da expiração e freqüência respiratória; e um oxímetro de pulso dedo para adquirir formas de onda pulsátil arteriais periféricos para medir compensatória Reserve. - Sincronizar todos os instrumentos com relógios internos, ajustando o carimbo de tempo em cada um dos instrumentos para corresponder a um relógio mestre laboratório que vai ser utilizado para marcar o tempo durante a experiência.
2. Objecto Preparação
- Instrua o assunto para evitar a cafeína, álcool e extenuante exercício 24 h antes do ensaio, e evitar comer pelo menos 2 horas antes do protocolo, no caso de descompensação hemodinâmica induz náuseas.
- Antes do início do protocolo, tem o médico realizar um exame de triagem médica para garantir o assunto atende aos requisitos de saúde mínimos, e garante a ausência de critérios de exclusão (uso de nicotina, hipertensão, disfunção autonômica, ou história de episódios de síncope). Desde a gravidez é um critério de exclusão paraparticipação, exigem que os participantes do sexo feminino para fazer um teste de gravidez de urina padrão no dia do estudo.
NOTA: Para a segurança do assunto, o médico do estudo é certificada em suporte avançado de vida, e está presente durante o estudo. Um totalmente equipada 'carrinho de emergência' está imediatamente disponível para apoiar o sujeito das vias aéreas, respiração e circulação em caso de perda de consciência ou uma arritmia cardíaca aguda ocorrendo durante o procedimento LBNP. - Informar a pessoa sobre o procedimento e obter consentimento por escrito para participar do estudo.
NOTA: Explique ao assunto que o objetivo do estudo é aplicar LBNP até o início da descompensação cardiovascular (pré-síncope). Explique que há parâmetros cardiovasculares que definem este ponto, e LBNP será encerrada quando se observam estes parâmetros cardiovasculares. Informar a pessoa de que eles também podem experimentar sintomas tipicamente associados com pré-síncope durante o proce LBNPdure. Instrua o assunto para notificar o investigador se estes sintomas ocorrem e LBNP será imediatamente encerrado. - Coloque a saia neoprene LBNP sobre o assunto. Assegure-se que a saia é confortável em torno da cintura e torso, a fim de criar uma vedação estanque ao ar.
- Instrua o assunto para estabelecer em decúbito dorsal sobre a cama da câmara LBNP enquanto montando um posto estacionária para fixar o torso no lugar durante LBNP. Instrua o assunto para relaxar a parte inferior do corpo durante a exposição LBNP. Fixar o sujeito dentro da câmara LBNP deslizando a cama para a câmara de fixação e a saia de neopreno para a abertura da câmara para criar uma vedação estanque ao ar.
NOTA: A câmara LBNP fornece a capacidade de precisão (dentro de 0,1 mm Hg) que controla a pressão interna de 0 a -100 mmHg, quer manualmente ou com um perfil computadorizado. A câmara inclui uma sela ajustável para fixar a posição do corpo do sujeito. janelas de plexiglas permitir a visualização das pernas do sujeito.Uma placa de alumínio cintura ajustável permite uma vedação estanque ao ar a ser criado por uma saia de neoprene usado pelo sujeito e a câmara de LBNP ao nível da crista ilíaca (Figura 1). - Lugar eletrocardiograma (ECG) eletrodos no lado direito e articulações humorais-clavicular esquerda e à direita e à esquerda costelas inferiores (total de 4) em uma configuração modificada chumbo II (Figura 1) para a medição contínua da frequência cardíaca.
- Posicione os braços do sujeito no descansa braço, ajustada de modo que as mãos são suportados ao nível do coração. Usando algemas dedo tamanho adequado, colocar um dedo fotopletismografia infravermelha dispositivo sobre os dedos médios esquerda e da direita para a medição contínua não invasiva batimento a batimento da pressão arterial.
- Anexar as algemas dos dedos para os monitores de pressão. Calibrar a pressão dispositivos e sangue registro de acordo com as instruções do fabricante. 12 Digite informações sobre o assunto (idade, sexo, height, e peso) para permitir que os pressupostos apropriados para o cálculo (estimativa) de volume sistólico, débito cardíaco e resistência vascular periférica pelo algoritmo Modelflow se desejado. 13,14
- Coloque o oxímetro de pulso dedo no dedo indicador direito para a medição contínua da reserva de compensação 1,12 (Figura 2).
- Coloque uma cânula nasal sobre o assunto e instruir o sujeito a respirar pelo nariz para assegurar reflexões sensíveis em inspiração e expiração. amostragem de ar nasal permitirá que o sujeito para falar livremente para o auto-relato de sintomas em desenvolvimento. Conectar-se a cânula nasal à capnografia para a medição contínua da respiração e terminar CO maré 2.
3. Executando o Protocolo LBNP
- Iniciar a gravação de dados, clicando no botão "Iniciar" no sistema de aquisição de dados. dados de base de registro para 5 min. Iniciado o primeiro nível de hypovole Centralmia ligando o motor de vácuo e definindo pressão negativa para -15 mmHg, e mantenha esta pressão durante 5 min. Figura 3 descreve o protocolo.
- Aumentar a LBNP para -30 mmHg, e mantenha esta pressão durante 5 min.
- Aumentar a LBNP para -45 mmHg, e mantenha esta pressão durante 5 min.
- Aumentar a LBNP para -60 mmHg, e mantenha esta pressão durante 5 min.
- Aumentar a LBNP para -70 mmHg, e mantenha esta pressão durante 5 min.
- Continuar a aumentar os níveis de LBNP -10 mmHg por cada 5 min, até ao final do protocolo (5 min a -100 mmHg LBNP) ou o ponto de descompensação hemodinâmica. Rescindir o LBNP pressionando o botão de liberação de pressão na câmara de LBNP.
NOTA: hemodinâmica descompensação é identificado por uma queda abrupta na pressão arterial sistólica abaixo de 80 mmHg, ou o assunto relatando sintomas pré-síncope, tais como cinza-out (perda de visão de cores), visão em túnel, sudorese, náuseas ou vertigens (Figura 4). - Continue dados de registro no sistema de aquisição de dados durante 10 min após a cessação das LBNP (postLBNP recuperação).
- Parar de gravar dados no final do período de recuperação de 10 min, clicando no botão "Stop" no sistema de aquisição de dados.
- Retire toda a instrumentação do assunto e remover o assunto da câmara LBNP. Peça ao sujeito para se sentar depois de pisar para baixo a partir da plataforma LBNP para garantir que eles estão livres de sintomas antes de sair do laboratório. O estudo está agora completa.
- Arquivos de download de dados do sistema de aquisição para a extração do Índice compensatória Reserve (CRI), pressão arterial média (PAM), frequência cardíaca, e SpO 2 valores. 1,15,16
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Resultados
O procedimento LBNP provoca uma redução na pressão de ar em torno da parte inferior do tronco e pernas. Como este vácuo é progressivamente aumentada, as mudanças de volume de sangue da cabeça e parte superior do tronco para a parte inferior do corpo para criar um estado de hipovolemia central. A redução progressiva do volume sanguíneo central (ou seja, LBNP) produz alterações significativas nas características da forma de onda arterial medida com o photoplethysmograph dedo infra...
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Discussão
Usando LBNP para causar reduções progressivas e contínuas no volume sanguíneo central, fomos capazes de induzir uma resposta típica de descompensação hemodinâmica no assunto, caracterizada por um início súbito de hipotensão e bradicardia (Figura 7). É importante compreender que a resposta compensatória integrada a hemorragia é muito complexo, 19 resultando em variabilidade individual significativa da tolerância à perda de sangue. 1 Como tal, alguns indivíduos possuem mecanismos com...
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Divulgações
Os autores declaram que não têm interesses financeiros concorrentes. As opiniões aqui expressas são as opiniões privadas dos autores e não devem ser interpretadas como representando as do Departamento do Exército dos EUA ou do Departamento de Defesa dos EUA.
Agradecimentos
Este trabalho é apoiado pelo financiamento do Exército dos Estados Unidos, Medical Research e Materiel Command, Combate Care Program Perda de vida. Agradecemos LTC Kevin S. Akers, MD e Ms. Kristen R. Lye por sua assistência em fazer o vídeo.
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Estação de Trabalho de Avaliação de Pesquisa Dinâmica (DREW) syetem de aquisição de dados | NA | NA | Custom Built por pessoal da ISR. O DREW permite a sincronização de tempo da coleta de dados de sinais digitais e analógicos de até 16 instrumentos independentes com uma taxa de amostragem de 1.000 Hz. |
| Finometer | Finapress Medical Systems (FMS) | Modelo 1 | Dispositivo que fornece medições contínuas e não invasivas da pressão arterial da artéria braquial e da saturação arterial de oxigênio (SpO2) usando dois sensores de manguito de fotofletimografia de dedo infravermelho separados. |
| BCI Capnocheck Plus | Smith Medical PM Inc. | 9004 | Capnógrafo usado para medir a taxa de CO2 e a frequência respiratória expirada |
| CipherOX | Flashback Technologies Inc. | R200 | Dispositivo experimental usado para calcular o Índice de Reserva Compensatória (CRI) |
| Nonin 9560 Oxímetro de pulso | Nonin | 9560 | Oxímetro de pulso de dedo |
| Câmara de Pressão Negativa da Parte Inferior do Corpo (LBNP) | NASA | 79K32632-1 | Câmara personalizada construída pela NASA |
| ECG Biotach | Gould | 13-6615-65 | Eletrocardiógrafo para medir ECG |
| Nasal CO2 Linha de amostras | Salter Labs | REF 4000 | Cânula nasal livre de látex para amostragem de ar expirado |
Referências
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Reimpressões e permissões
