Um modelo para simular hipóxia clinicamente relevantes em humanos

O objetivo geral deste modelo é simular a hipóxia e a hipercapnia causadas por apneia em um modelo humano com foco na apneia intermitente, que ocorre durante a apneia do sono, e emergências como obstrução das vias aéreas. Este modelo pode ajudar a entender os mecanismos fisiológicos para evitar danos hipóxicos ao cérebro, apesar da apneia prolongada. A principal vantagem desse modelo dinâmico é que podemos simular hipóxia clinicamente relevante em humanos.

A hipóxia dependente de apneia geralmente diminui a frequência cardíaca. A hipóxia causada pela redução do oxigênio e do ar inspirado aumenta a frequência cardíaca. Assim, diferentes modelos de hipóxia induzem efeitos opostos na circulação.

Nosso modelo reprodutível nos permite investigar diferentes dispositivos técnicos. Isso nos dá a oportunidade de nos concentrarmos em diferentes aspectos fisiológicos da apneia sem alterar a configuração ou o modelo. Antes de conectar eletrodos a um assunto, limpe os pontos de fixação usando álcool 70%.

Agora, coloque um eletrodo NIRS sobre o dois locus polares frontais no lado direito da testa, acima da sobrancelha, e à direita do sulco sagital médio. Use um segundo eletrodo para medir a oxigenação do tecido periférico. Coloque-o na parte interna do antebraço.

Evite colocar este eletrodo acima de um plexo venoso ou de uma artéria. A saturação deve ser superior a 80%Antes de tomar um valor de oxigenação do tecido cerebral, aguarde até que o sinal NIRS mostre uma variação de 3% ou menos por pelo menos cinco minutos. Da mesma forma, aguarde até que o sinal do nível de oxigênio periférico se estabilize.

Em seguida, coloque os eletrodos de ECG no tórax onde não há pelos. Coloque o derivação R na cabeça esternocostal do peitoral maior direito. Coloque o fio L na cabeça esternocostal do peitoral maior esquerdo.

Coloque o C-Lead no quinto espaço intercostal no meio da linha clavicular medial. Coloque o fio F na borda inferior esquerda da costela e coloque o fio N na borda inferior direita da costela. Agora, meça a oximetria de pulso periférica da ponta de um dedo na mesma extremidade usada para medir a oxigenação do tecido periférico.

Em seguida, meça a pressão arterial não invasiva usando um manguito de pressão arterial na extremidade contralateral a partir da medição da oximetria de pulso periférica. Nas configurações programáveis, escolha um intervalo de um minuto e escolha NIBP. Pelo menos 20 minutos antes da apneia, estabeleça uma linha intravenosa na veia cubital medial no braço direito ou esquerdo para coletar amostras de sangue durante e após a apneia.

Antes de começar, sincronize os relógios internos dos dispositivos de monitoramento, para que as medições sejam sincronizadas. Em seguida, envie um cabo de rede do computador para o dispositivo monitor. Fixe-o na estação de acoplamento.

Em seguida, programe as configurações de rede corretas e o software poderá controlar o dispositivo e salvar dados. Além disso, posicione o monitor de forma que os dados não fiquem visíveis para o sujeito. Verifique os sinais dos eletrodos NIRS.

Se alguém estiver muito errático, reposicione o eletrodo. Certifique-se de evitar colocar o eletrodo sobre o plexo venoso maior ou qualquer artéria. O sinal deve então se estabilizar.

Um sinal NIRS cerebral altamente variável pode ser decorrente de hiperventilação. Instrua o sujeito a respirar mais lentamente com menos volume corrente e reavalie o sinal. Faça com que os sujeitos descansem por pelo menos 15 minutos em decúbito ventral e instrua-os a respirar normalmente usando 15 ou menos respirações por minuto.

Antes de tomar uma linha de base, colete amostras de sangue. Duas coisas a serem lembradas são não usar os primeiros cinco mililitros de sangue coletado e sempre lavar o cateter após cada coleta com solução salina estéril. Ao longo da linha do tempo do teste, colete amostras de sangue conforme necessário.

Verifique novamente a funcionalidade e a qualidade do sinal de cada dispositivo antes de prosseguir. Além disso, certifique-se de que os eletrodos não possam ser removidos por movimentos involuntários do sujeito do teste no final da apneia. Nos últimos dois minutos de preparação para o teste de apneia, conte o tempo verbalmente.

Em seguida, peça ao sujeito que indique suas três últimas inalações com os dedos. O fim do último suspiro marca o início da apneia. Registre este ponto de tempo no dispositivo NIRS.

A apneia deve ser realizada o maior tempo possível. Durante a segunda metade, os movimentos do tórax e do estômago são comuns e indicam a fase de luta. O fim da apneia é marcado pela primeira inspiração.

Registre este ponto de tempo no dispositivo NIRS. Para processar os dados do dispositivo monitor, abra o arquivo salvo no computador. Primeiro, clique em revisar para acessar o monitor de tendências e selecione as ferramentas e, em seguida, em opção na submáscara do menu.

Se necessário, o intervalo de tempo pode ser alterado através do intervalo de tendência. Agora, selecione as tendências da máscara e salve os dados. Use tendências resultantes.

txtpara abri-lo em um programa de planilha, onde pode ser analisado. Para processar os dados do dispositivo NIRS, abra o software no computador e conecte o dispositivo NIRS via WiFi. Em seguida, transfira os dados do dispositivo NIRS e salve-os no formato CSV para abrir como uma planilha.

Na análise, não inclua as três inspirações finais pré-apneia nos valores basais ou nos primeiros 30 segundos após a inspiração máxima no início da apneia. Durante uma apneia de seis minutos de um indivíduo, foram feitas gravações simultâneas da saturação periférica de oxigênio e NIRS. Curiosamente, após o início da apneia, uma diminuição na saturação de oxigênio foi detectada mais cedo pelo monitoramento da saturação periférica de oxigênio, em comparação com o monitoramento cerebral do NIRS.

Em um estudo com dez mergulhadores apneicos, os valores cerebrais de NIRS diminuíram significativamente mais tarde do que os valores de saturação medidos por oximetria de pulso. Mesmo em comparação com a oximetria de pulso, o NIRS periférico apresentou a dessaturação mais precoce. Após o reinício da respiração, a resaturação foi detectada significativamente mais cedo pelo NIRS cerebral em comparação com a saturação periférica de O2 medida pela oximetria de pulso.

Não houve atraso de tempo notável entre NIRS periférico e oximetria de pulso. De outro ponto de vista, os valores de dessaturação e o tempo total de apneia foram normalizados para 100%Depois de assistir a este vídeo, você deve ter uma boa compreensão de como medir a saturação de O2 em diferentes partes do corpo. Nossa investigação revelou mecanismos fisiológicos para evitar danos hipóxicos.

Em caso de apneia, a redistribuição do fluxo sanguíneo ajuda a manter um suprimento adequado de oxigênio para o cérebro enquanto os tecidos periféricos já estão dessaurados.