Методическая статья

Измерение диффузионной емкости легких с помощью двойного тестового газа во время физических упражнений у людей с использованием метода одного дыхания

DOI:

10.3791/65871

⸱

2 февраля 2024 г.

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Centre for Physical Activity Research, Copenhagen University Hospital - Rigshospitalet, 2Department of Biomedical Sciences, Faculty of Health and Medical Sciences, University of Copenhagen, 3Department of Clinical Physiology and Nuclear Medicine, Copenhagen University Hospital - Rigshospitalet, 4Department of Anesthesiology and Intensive Care, Hvidovre Hospital, 5Department of Clinical Medicine, Faculty of Health and Medical Sciences, University of Copenhagen, 6Neurovascular Research Laboratory, Faculty of Life Sciences and Education, University of South Wales

В этой статье

Краткое содержание

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

В данном протоколе представлен метод оценки альвеолярно-капиллярного резерва легких, измеряемого путем комбинированного измерения диффузной способности к монооксиду углерода (DL, CO) и оксиду азота (DL, NO) во время физической нагрузки. Предположения и рекомендации по использованию техники во время выполнения упражнений составляют основу данной статьи.

Аннотация

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Комбинированное измерение диффузионной способности монооксида углерода (DL, CO) и оксида азота (DL, NO) за один вдох является полезным методом для измерения альвеолярно-капиллярного резерва легких как в здоровой популяции, так и в популяции пациентов. Измерение позволяет оценить способность участника набирать и растягивать легочные капилляры. Недавно сообщалось, что этот метод демонстрирует высокую надежность при повторном тестировании у здоровых добровольцев во время упражнений легкой и умеренной интенсивности. Следует отметить, что эта техника допускает до 12 повторных маневров и требует только одного вдоха с относительно коротким временем задержки дыхания в 5 секунд. Приведены репрезентативные данные, показывающие постепенное изменение DL,NO и DL,CO от отдыха к физической нагрузке при возрастающей интенсивности до 60% от максимальной нагрузки. Измерение диффузионной способности и оценка альвеолярно-капиллярного резерва является полезным инструментом для оценки способности легких реагировать на физические упражнения как у здоровой популяции, так и у пациентов с хроническими заболеваниями легких.

Введение

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Физические упражнения приводят к значительному увеличению потребности в энергии по сравнению с состоянием покоя. Сердце и легкие реагируют на это увеличением сердечного выброса и вентиляции, что приводит к расширению альвеолярно-капиллярного русла, главным образом к набору и расширению легочных капилляров1. Это обеспечивает достаточный легочный газообмен, который можно измерить увеличением легочной диффузионной способности (DL)2,3,4. Первые попытки измерить DL во время физических упражнений датируются более чем столетней давностью 5,6,7. Способность повышать DL из состояния покоя часто называют альвеолярно-капиллярным резервом 8,9.

Экспериментально относительный вклад диффузионной емкости альвеолярно-капиллярной мембраны (DM) и объема легочной капиллярной крови (VC) в альвеолярно-капиллярный резерв может быть оценен различными методами, в том числе классическим кратным фракциями вдыхаемого кислорода (figure-introduction-1) методом10. Альтернативным методом, который может быть полезен в этом контексте, является метод двойного испытания газа, при котором DL к окиси углерода (CO) и оксиду азота (NO) (DL, CO/NO) ИЗМЕРЯЮТСЯ ОДНОВРЕМЕННО11. Этот метод был разработан в 1980-х годах и использует тот факт, что скорость реакции NO с гемоглобином (Hb) значительно выше, чем у CO, так что легочная диффузия CO больше зависит от VC , чем NO. Следовательно, основной участок резистентности (~75%) к диффузии CO расположен в эритроцитах, в то время как основное сопротивление (~60%) диффузии NO приходится на альвеолярно-капиллярную мембрану и легочную плазму12. Таким образом, одновременное измерение DL,CO и DL,NO позволяет оценить относительный вклад DM и VC в DL12, где изменение DL,NO, наблюдаемое во время физической нагрузки, таким образом, в значительной степени отражает расширение альвеолярно-капиллярной мембраны. Дополнительным преимуществом этого метода при получении измерений во время тренировки является то, что он предполагает относительно короткое время задержки дыхания (~5 с) и меньшее количество маневров по сравнению с классической figure-introduction-2 техникой, где выполняются многократные повторные маневры со стандартизированной задержкой дыхания на 10 секунд при разных уровнях кислорода. Хотя figure-introduction-3 в последнее время применяется с более коротким временем задержки дыхания и меньшим количеством маневров при каждой интенсивности13. Тем не менее, figure-introduction-4 допускается в общей сложности только шесть маневров DL,CO за сеанс, в то время как до 12 повторных маневров DL,CO/NO могут быть выполнены без какого-либо измеримого влияния на результирующие оценки14. Это важные соображения при проведении измерений во время тренировки, поскольку как длительная задержка дыхания, так и множественные маневры могут быть трудными для выполнения с очень высокой интенсивностью или у пациентов с одышкой.

В настоящей работе представлен подробный протокол, включающий теоретические соображения и практические рекомендации по измерению DL,CO/NO при физической нагрузке и его использованию в качестве показателя альвеолярно-капиллярного резерва. Этот метод легко применим в экспериментальных условиях и позволяет оценить, как ограничение диффузии в легких может повлиять на поглощение кислорода в различных популяциях.

Теория и принципы измерений
Метод DL,CO/NO предполагает однократное вдыхание газовой смеси с предположением, что газы равномерно распределяются в вентилируемом альвеолярном пространстве после ингаляции. Газовая смесь состоит из нескольких газов, в том числе инертного индикаторного газа. Разбавление газа-индикатора в вентилируемом альвеолярном пространстве в зависимости от его доли в воздухе в конце выдоха может быть использовано для расчета альвеолярного объема (VA)15. Газовая смесь также включает испытуемый газ CO и NO, которые разбавляются в вентилируемом альвеолярном пространстве и диффундируют через альвеолярно-капиллярную мембрану. На основе их альвеолярных фракций можно рассчитать их индивидуальные скорости исчезновения (k), также называемые константой диффузии, из альвеолярного пространства. По соглашению, DL для испытательного газа, измеренного во время маневра на одном дыхании, получается следующим уравнением16:

figure-introduction-5

где FA0 – альвеолярная фракция испытуемого газа (CO или NO) в начале задержки дыхания при индивидуальном маневре DL , в то время как FA – альвеолярная фракция испытуемого газа в конце задержки дыхания, а tBH – время задержки дыхания. DL механически эквивалентен проводимости исследуемого газа через альвеолярно-капиллярную мембрану, через плазму и внутреннюю часть эритроцитов к гемоглобину. Таким образом, она зависит как от проводимости DM, так и от так называемой удельной проводимости легочной капиллярной крови (θ), которая зависит как от проводимости исследуемого газа в крови, так и от скорости его реакции с гемоглобином10. Учитывая, что обратной проводимостью является сопротивление, общее сопротивление переносу испытуемого газа зависит от следующих сопротивлений в серии10:

figure-introduction-6

Эти компоненты могут быть различимы при одновременном измерении DL к CO и NO, поскольку они имеют разные θ-значения, и их соответствующие значения DL , таким образом, по-разному зависят от VC. Легочная диффузия СО в большей степени зависит от VC , чем от NO, при этом основной участок резистентности (~75%) к диффузии CO расположен в эритроцитах12. Напротив, основная устойчивость (~60%) к диффузии NO наблюдается на альвеолярно-капиллярной мембране и легочной плазме, поскольку скорость реакции NO с гемоглобином значительно выше, чем у CO. Следовательно, при одновременном измерении DL,CO и DL,NO, ИЗМЕНЕНИЯ КАК В DM , так и в VC будут заметно влиять на первый, в то время как последний будет в гораздо меньшей степени зависеть от VC, что позволит провести интегративную оценку факторов, определяющих DL.

Отчетность по показателям DL, CO/NO может быть сделана с использованием различных единиц измерения. Таким образом, Европейское респираторное общество (ERS) использует ммоль/мин/кПа, в то время как Американское торакальное общество (ATS) использует мл/мин/мм рт.ст. Коэффициент пересчета между единицами составляет 2,987 ммоль/мин/кПа = мл/мин/мм рт.ст.

Протокол

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Научно-этический комитет столичного региона Дании ранее одобрил измерение DL,CO/NO в покое, во время физических упражнений и в положении лежа на спине как у здоровых добровольцев, так и у пациентов с хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ) в нашем учреждении (протоколы H-20052659, H-21021723 и H-21060230).

ПРИМЕЧАНИЕ: Перед измерением DL, CO/NO во время тренировки необходимо провести динамическую спирометрию и кардиопульмональный нагрузочный тест (КПЭТ). Динамическая спирометрия используется для контроля качества отдельных маневров DL, CO/NO, в то время как CPET используется для определения рабочей нагрузки, при которой DL, CO/NO должен быть измерен во время тренировки. У пациентов с ограниченным воздушным потоком, в частности, из-за обструктивной болезни легких, может быть полезно дополнить динамическую спирометрию плетизмологией всего тела для получения достоверной оценки жизненной емкости. Перед началом КПЭТ рекомендуется пройти медицинское обследование для исключения любых известных противопоказаний17. Важно отметить, что CPET следует проводить не менее чем за 48 ч до измерения DL, CO/NO, полученного во время тренировки, так как предшествующие энергичные упражнения могут влиять на DL в течение, по крайней мере, 24 ч18,19.

1. Динамическая спирометрия

ПРИМЕЧАНИЕ: Динамическая спирометрия должна выполняться в соответствии с текущими клиническими рекомендациями ERS и ATS20.

  1. Измерьте вес (с точностью до 100 г) и высоту (с точностью до 1 мм).
  2. Попросите участника сесть на стул в вертикальном положении.
  3. Выполняйте динамическую спирометрию во время маневра с принудительным истекшим сроком действия, чтобы определить принудительно истекший объем за 1 с (ВРЭ1) и форсированную жизненную емкость легких (ФЖЕЛ) участника, как описано в другом месте20.

2. Кардиопульмональный нагрузочный тест (КПЭТ)

ПРИМЕЧАНИЕ: КПЭТ следует проводить в соответствии с текущими клиническими рекомендациями21.

  1. Отрегулируйте велоэргометр в соответствии с ростом участника и поместите монитор сердечного ритма (ЧСС) на грудь.
  2. Поместите участника на велоэргометр. Наденьте на участника маску, подключенную к системе измерения метаболизма, чтобы измерять вентиляцию и легочный газообмен на протяжении всего теста.
  3. Проинструктируйте участника начать езду на велосипеде в выбранном им темпе ≥60 раундов в минуту (об/мин) и выполнить 5-минутный разминочный период с субмаксимальной нагрузкой в зависимости от уровня активности, ежедневной физической подготовки и состояния заболевания (например, 15-150 Вт).
  4. Увеличивайте нагрузку на 5-20 Вт каждую минуту до тех пор, пока участник не достигнет произвольного истощения. Приращения должны основываться на текущем уровне физической подготовки участника, так что ожидается, что тест закончится через 8-12 минут после начала инкрементальной фазы.
  5. Проинструктируйте испытуемого, чтобы он избегал других энергичных упражнений в течение следующих 48 часов.

3. Калибровка оборудования для диффузии одного дыхания

ПРИМЕЧАНИЕ: Необходимо откалибровать датчики расхода и газоанализаторы, чтобы обеспечить точность и надежность измерений. Точная процедура зависит от производителя и устройства. Процедура калибровки, включая биологический контроль, должна выполняться в каждый учебный день, а если в неделю выполняется менее одного учебного дня, следует проводить дополнительные еженедельные калибровки. Экспериментальная установка показана на рисунке 1.

  1. Откройте программное обеспечение на компьютере, и будет запущен автоматический период прогрева продолжительностью 50 минут, чтобы обеспечить достаточную температуру пневмотах.
  2. Убедитесь, что емкости с испытуемыми газами открыты (см. рисунок 1D).
  3. Выполните калибровку газа, предварительно подключив линию отбора проб от пневмотаха к подключаемому модулю анализатора MS-PFT, называемому CAL (см. рисунок 1B).
  4. Запустите калибровку газа, выбрав Calibration (Калибровка) на главной странице (см. рис. 2A) и выберите Gas calibration (Калибровка газа). Запустите калибровку, нажав кнопку Пуск или F1 (см. рисунок 2B).
  5. Прикрепите линию отбора проб к пневмотачу, когда калибровка газа будет выполнена и принята.
  6. Выполните калибровку объема с помощью подходящего шприца объемом 3 л. Запустите калибровку объема, выбрав Calibration (Калибровка) на главной странице (см. рис. 2A) и выберите Volume calibration (Калибровка объема). Начните калибровку, нажав клавишу F1, и следуйте инструкциям программного обеспечения (см. рисунок 2C).
  7. Убедитесь, что инспираторный мешок подключен к блоку анализатора MS-PFT (см. рисунок 1C).
  8. Завершите процедуру калибровки, выполнив биологическое контрольное измерение в состоянии покоя в положении сидя. Это должно выполняться здоровым некурящим человеком, чтобы обеспечить надежность метода. Если у данного субъекта еженедельные колебания DL, CO или DL, NO изменяются более чем на 1,6 и 6,5 ммоль/мин/кПа (5 и 20 мл/мин/мм рт.ст.), соответственно, эти колебания могут быть вызваны машинной ошибкой и должны быть исследованы дополнительно12, 22.

4. Подготовка участника

  1. Рассчитайте желаемую рабочую нагрузку по предыдущим результатам CPET для выбранной интенсивности (% от максимальной рабочей нагрузки (Wmax)), при которой будет измеряться DL,CO/NO .
  2. По крайней мере, через 48 часов после того, как участник выполнил КПЭТ, попросите его вернуться в лабораторию для измерения DL, CO/NO во время тренировки.
  3. Измеряют рост (в см с точностью до миллиметра), вес (в кг с точностью до 100 г) и уровень гемоглобина в капиллярной крови (в ммоль/л до 0,1 ммоль/л) пациента.
  4. На главной странице программы выберите «Пациент» > «Новый пациент » (см. рис. 2А) и заполните необходимые данные: Идентификация, Фамилия, Имя, Дата рождения, Пол, Рост и Вес участника. Продолжите, выбрав OK или F1 (см. рисунок 2D).

5. Измерение DL, CO/NO во время вертикального отдыха

Примечание: Измерения DL, CO/NO выполняются в соответствии с текущими клиническими рекомендациями Целевой группы12 Службы занятости.

  1. На главной странице выберите Измерение > Мембранная диффузия (см. рисунок 2E).
  2. Запустите автоматический сброс программного обеспечения, обнулите газоанализатор по всем испытуемым газам и начните смешивание испытуемых газов в подключенном дыхательном мешке. Запустите автоматический сброс, нажав клавишу F1 (см. рисунок 2F).
    1. Автоматический сброс занимает 140-210 с. Следуйте инструкциям, предоставленным программным обеспечением, чтобы определить, когда следует начать измерение. Важно начать измерение сразу после того, как программное обеспечение даст команду подключить пациента.
  3. Усадите участника в вертикальное кресло, оснащенное зажимом для носа. Проинструктируйте участника о том, как выполнить маневр, как описано ниже.
    1. Попросите участника использовать зажим для носа и начать нормальное дыхательное дыхание через мундштук, подключенный к пневмотаху. Чтобы обеспечить закрытую систему для измерений, убедитесь, что губы участника закрыты вокруг мундштука.
    2. После трех нормальных вдохов и выдохов попросите испытуемого выполнить быстрый максимальный выдох, чтобы достичь остаточного объема (ПЖ).
    3. Когда ПЖ будет достигнут, немедленно проинструктируйте участника выполнить быстрый максимальный вдох до общей емкости легких (ТСХ), ориентируясь на время вдоха < 4 с. Во время максимального вдоха открывается клапан, позволяющий участнику вдохнуть газовую смесь, смешанную с известной концентрацией NO (800 ppm NO/N2) в инспираторном мешке непосредственно перед ингаляцией.
    4. Попросите участника выполнить задержку дыхания на 5 (4-8) секунд в ТСЛ. Во время вдоха направлен вдохнутый объем (VI) ≥90% от ФЖЕЛ (или жизненной емкости легких на основе плетизмографии) с задержкой дыхания4-8 с 23 (табл. 1).
    5. После задержки дыхания попросите участника выполнить сильный устойчивый максимальный выдох без перерывов.
    6. По истечении максимального срока попросите участника отпустить мундштук и зажим для носа. Затем программное обеспечение рассчитает DL, NO и DL, CO без какой-либо команды.
  4. Используйте словесное поощрение на протяжении всего маневра, чтобы убедиться, что участник достигает RV и TLC. Оцените приемлемость маневра в соответствии с таблицей 1.
  5. Повторите маневр по прошествии не менее 4 минут и до тех пор, пока два маневра не удовлетворят критериям приемлемости (Таблица 1) или пока не будет выполнено в общей сложности 12 маневров (см. ниже) за одну сессию.
  6. DL,NO и DL,CO указываются в соответствии с критериями, изложенными в таблице 2. Мы также рекомендуем, чтобы время задержки дыхания, объем вдоха и альвеолярный объем соответствовали заявленным. Кроме того, следует сообщать о количестве допустимых и повторяемых маневров, а выводы, основанные на маневрах, которые либо не соответствуют критериям приемлемости, либо повторяемости, должны интерпретироваться с осторожностью.

6. Измерение DL, CO/NO во время тренировки

ПРИМЕЧАНИЕ: График измерений DL, CO/NO во время тренировки представлен на рисунке 3.

  1. Расположите велоэргометр на таком расстоянии, чтобы участник мог дышать через мундштук, не меняя положение велосипедиста. Увеличьте высоту оборудования, чтобы измерения можно было проводить при правильном рабочем положении на велосипеде (см. рисунок 2).
  2. Поместите участника на велоэргометр и поместите монитор ЧСС на грудь. Проинструктируйте участника выполнить каждый маневр, как описано в шаге 5.3.
  3. Попросите участника начать езду на велосипеде в течение 5 минут с субмаксимальной нагрузкой в качестве разминки перед измерением.
  4. Увеличьте рабочую нагрузку до заданной интенсивности, одновременно запустив автоматический сброс устройства, нажав F1 (см. шаг 5.2). Автоматический сброс занимает 140-210 с, что достаточно для того, чтобы участник достиг устойчивого состояния.
  5. Когда автоматический сброс завершится, поверните мундштук к участнику и выполните маневр, как описано ниже, в то время как участник продолжает ездить на велосипеде с заданной интенсивностью.
    1. Выполните действия, описанные в шагах 5.4–5.5. Оцените критерии приемлемости и повторяемости (таблица 1) для каждой рабочей нагрузки и сообщите об измерениях во время отдыха (см. шаг 5.6 и таблицу 2).
  6. После завершения маневра снимите мундштук и уменьшите нагрузку до 15-40 Вт. Выполните активную фазу восстановления в течение 2 мин, после чего повторите шаги 6.4 и 6.5. 2 мин активного восстановления и 140-210 с при автоматическом сбросе обеспечивают достаточный период вымывания 4-5 мин.

Результаты

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Протокол был внедрен в 2021 году, и на момент написания статьи было выполнено в общей сложности 124 измерения во время физической нагрузки (т.е. 51 у здоровых добровольцев и 73 у пациентов с ХОБЛ различной степени тяжести). Маневры, а также данные о выполненных критериях приемлемости и повторяемости, а также частоте отказов приведены в таблице 3.

Расчеты
В качестве примера здесь приведены расчеты по одному маневру DL,CO/NO на основе данных первого маневра при 20% отWmax в здоровой группе в качестве примера, описанного ниже. На основании измеренных значений, приведенных в таблице 4, рассчитывается следующее:

figure-results-1
figure-results-2
(БТПС)

где FI — вдохновенная фракция, VI — вдохновенный объем, а DD,inst и VD,anat — инструментальное и анатомическое мертвое пространство соответственно.

figure-results-3

figure-results-4

figure-results-5

где FI – вдыхаемая фракция, PB – барометрическое давление, P H2O – давление насыщенного водяного пара, а гдеfigure-results-6

figure-results-7

figure-results-8

figure-results-9

Интерпретация результатов DL, CO/NO, полученных во время тренировки
Первичным критерием исхода, представляющим интерес, является DL,NO, так как изменение DL,NO от покоя к определенной рабочей нагрузке интерпретируется как общая мера альвеолярно-капиллярного резерва. У здоровых людей D, L,NO линейно увеличивается с увеличением интенсивности физических упражнений, что объясняется усиленным притоком крови к легочному капиллярному руслу, чему способствует увеличение сердечного выброса12. Это приводит к рекрутированию капилляров за счет увеличения кровотока или давления и рекрутирования поверхности альвеолярно-капиллярной мембраны, что приводит к более однородному распределению эритроцитов и улучшению выравнивания между тканями и поверхностями мембран эритроцитов12. В отличие от этого, DL,CO считается вторичной мерой в этом контексте, в основном используемой для определения того, происходят ли одновременные изменения VC . Для интерпретации на индивидуальном уровне различия между двумя измерениями, превышающие погрешность измерения, считаются физиологическими24, т.е. 2,7 ммоль/мин/кПа для DL,NO и 1,6 ммоль/мин/кПа для DL,CO.

Примеры из практики
Здоровая 25-летняя женщина с figure-results-10O2max 2696 млO2/мин (47,3 млO2/мин/кг) выполнила восемь маневров DL,CO/NO , начиная с измерений во время вертикального отдыха в сидячем положении, с последующими измерениями во время упражнений на велоэргометре (Wmax = 208) с возрастающей интенсивностью до 60% отWmax (табл. 5). Все маневры соответствовали как критериям приемлемости, так и критериям повторяемости.

68-летний мужчина с умеренной ХОБЛ (ВРЭ1 = 56% от прогнозируемого) с figure-results-11O2p eak 1852 млO2/мин (22,8 млO2/мин/кг) выполнил восемь маневров DL,CO/NO, начиная с измерений во время вертикального отдыха в сидячем положении, а затем измерений во время упражнений на велоэргометре (Wmax = 125 W) с увеличением интенсивности до 60% отWmax (табл. 6). Все маневры соответствовали как критериям приемлемости, так и критериям повторяемости.

Результаты для каждой рабочей нагрузки из двух описанных выше случаев представлены на рисунке 4. Кроме того, DL,NO и DL,CO в зависимости figure-results-12отO2 (рассчитанных по измерениям выдыхаемого воздуха) представлены на рисунке 5. У здорового человека наблюдается почти линейное увеличение DL,NO, как и ожидалось, за исключением плато от 20% до 40% отWmax, в то время как небольшое постепенное увеличение DL,CO происходит при всех рабочих нагрузках. Это говорит о том, что DM первоначально увеличивается при неизмененном VC в начале тренировки, что отражает перераспределение легочного кровотока для привлечения ранее неперфузионных капилляров, но с сопутствующим постепенным увеличением VC при более высоких нагрузках, показывая, что чередование рекрутирования и растяжения капилляров вместе функционирует для оптимизации легочного газообмена во время дополнительных упражнений. В случае ХОБЛ DL,NO увеличивается при первой рабочей нагрузке, а затем выходит на плато, оставаясь на том же уровне во время остальных нагрузок, что указывает на то, что весь альвеолярно-капиллярный резерв уже достигнут на уровне 20% отWmax. В целом, степень рекрутации и растяжения легочных капилляров, т.е. альвеолярно-капиллярный резерв, при ХОБЛ ниже, чем у здорового человека.

figure-results-13
Рисунок 1: Обзор установки исследования. (A) Учебная установка для измерений, выполняемых во время физических упражнений. (B) Калибровка газа с подключением линии отбора проб к подключаемому блоку анализатора MS-PFT, называемому CAL. (C) Подключенный дыхательный мешок к блоку анализатора MS-PFT. (D) Емкости, содержащие испытуемые газы. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этого рисунка.

figure-results-14
Рисунок 2: Руководство по программе. (A) На главной странице выберите Калибровка. (B) Выберите Калибровка газа. (C) Выберите Калибровка громкости. (D) Выберите нового пациента. (E) Выберите Новый пациент и заполните необходимую информацию. (F) Выберите измерения и выберите NO diff Membrane (Мембрана NO diff). (G) Запустите автоматический сброс, нажав клавишу F1. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этого рисунка.

figure-results-15
Рисунок 3: График измерения диффузионной способности во время тренировки. Создано с помощью BioRender. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этого рисунка.

figure-results-16
Рисунок 4: Диффузионная способность легких. Сравнение диффузионной способности легких к окиси углерода (DL,CO) и оксиду азота (DL,NO) при инкрементальной физической нагрузке в зависимости от % от максимальной рабочей нагрузки (Wmax) у здорового человека и лица с хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этого рисунка.

figure-results-17
Рисунок 5: Диффузионная способность легких. Сравнение диффузионной способности легких к угарному газу (DL,CO) и оксиду азота (DL,NO) во время инкрементальной физической нагрузки в зависимости от поглощения кислорода (figure-results-18O2) у здорового человека и лица с хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этого рисунка.

Критерии приемлемости
1.≥ 90% ФЖЕЛ или ВВ
ИЛИ ≥ 85% ФЖЕЛ или ВК
И VA в пределах 200 мл от наибольшего VA от других допустимых маневров
ИЛИ ≥ 85% ФЖЕЛ или ВК
И VA в пределах 5% от наибольшего VA от других допустимых маневров
2.Стабильная задержка дыхания на 4-8 секунд без признаков утечек или маневров Вальсальвы/Мюллера
Критерии повторяемости
Два допустимых маневра со значениями в пределах
< 5,8 ммоль·мин-1·кПа-1 для DL,NO
< 1 ммоль·мин-1·кПа-1 для DL,CO

T able 1: Критерии приемлемости и повторяемости. Сокращения: DL,CO: Легочная диффузионная способность к окиси углерода, DL,NO: Легочная диффузионная способность к оксиду азота, FVC: Форсированная жизненная емкость, VA: Альвеолярный объем; В.Ч.: Жизненная емкость.

Нет. допустимых маневровКритерий повторяемости выполненДействие
≥2ДаСообщить среднее значение DL,NO и среднее значение DL,CO двух допустимых и повторяемых маневров
≥2НетСообщать значения от маневра с наибольшим DL,NO
1ДаСообщать значения из допустимого маневра
1НетСообщать значения из допустимого маневра
0ДаСообщайте среднее значение DL, NO и среднее значение DL, CO всех повторяющихся маневров
0НетНеудачное измерение

Table 2: Отчетность по данным. Сокращения: DL,CO: Легочная диффузионная способность к окиси углерода, DL,NO: Легочная диффузионная способность к оксиду азота.

ГруппаИзмерения (n)Измерение маневров (медиана [IQR])Критерии приемлемости выполнены, n (%)Выполненные критерии повторяемости, n (%)Неудачное измерение, n (%)
Здоровый512 (2-2)50 (98)51 (100)0 (0)
ХОБЛ легкой степени243 (2-3)22 (92)22 (92)0 (0)
ХОБЛ средней степени тяжести392 (2-3)26 (67)32 (82)3 (8)
Тяжелая форма ХОБЛ102 (2-3)1 (10)4 (40)6 (60)
Все1242 (2-3)99 (80)109 (88)9 (7)

T able 3: Завершены измерения DL, CO/NO во время учений в нашем учреждении в период с июля 2021 года по декабрь 2023 года. Сокращения: ХОБЛ, хроническая обструктивная болезнь легких.

Фракций
ФИ,Ко0.238
FI,NO48,75 х 10-6
FI,Он0.08
ФА,Ко0.12
ФА,НО6,18 х 10-6
ФА,Он0.0603
Тома (BTPS)
ВI ( Л)4.13
ВД, Анат (Л)0.132
VD,inst (L)0.220
тБЧ (сек)5.65

T able 4: Измерение тестовых и инертных фракций индикаторных газов во вдыхаемом (FI) и альвеолярном (FA) воздухе во время маневра на одном дыхании. Сокращения: VI: вдохновенный том; VD,anat: анатомическое мертвое пространство; VD,inst: мертвое пространство прибора; tBH: время задержки дыхания.

Вертикальный0.20.40.6
отдыхWmaxWmaxWmax
Рабочая нагрузка (ватт)04080125
Маневрировать12121212
DL,NO (ммоль/мин/кПа)35.034.737.038.937.438.442.243.4
DL,CO (ммоль/мин/кПа)8.07.88.48.49.29.19.89.9
Время задержки дыхания (с)5.85.65.75.85.85.75.75.5
ВI ( Л)4.14.14.14.14.04.03.84.0
В А (Л)4.94.85.05.05.15.15.25.3

T able 5: Данные, полученные от здорового человека. Сокращения: DL,NO: Легочная диффузионная способность к оксиду азота, DL,CO: Легочная диффузионная способность к окиси углерода, VI: Вдыхаемый объем, VA: Альвеолярный объем.

Вертикальный0.20.40.6
отдыхWmaxWmaxWmax
Рабочая нагрузка (ватт)0255075
Маневрировать12121212
DL,NO (ммоль/мин/кПа)17.921.623.3524.3524.924.221.823.6
DL,CO (ммоль/мин/кПа)4.75.35.05.25.14.93.34.1
Время задержки дыхания (с)6.66.16.15.85.85.85.86.0
ВI ( Л)4.34.44.24.34.14.03.83.9
В А (Л)6.76.66.76.76.76.76.76.8

Таблица 6: Данные пациента с хронической обструктивной болезнью легких. Сокращения: DL,NO: Легочная диффузионная способность к оксиду азота, DL,CO: Легочная диффузионная способность к окиси углерода, VI: Вдыхаемый объем, VA: Альвеолярный объем.

Обсуждение

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Протокол обеспечивает стандартизированный подход к измерению DL, CO/NO во время тренировки с использованием техники двойного тестового газа на одном дыхании. Поскольку полученные DL,CO/NO-метрики увеличиваются за счет рекрутирования и растяжения легочных капилляров, метод обеспечивает физиологически значимое измерение альвеолярно-капиллярного резерва.

Критические шаги в протоколе
Метод требует выдоха до остаточного объема с последующим вдохом до общей емкости легких, при котором выполняется задержка дыхания на 5 с, которая заканчивается выдохом до ПЖ. Это критически важный шаг, так как его может быть сложно выполнять во время тренировки и особенно во время упражнений с высокой интенсивностью. Увеличение интенсивности упражнений может привести к снижению VI, а если он снижается ниже 85% жизненной емкости, то маневр неприемлем (см. табл. 1). Таким образом, важно, чтобы инструктор теста отмечал, достаточно ли участник вдыхает, и подтверждал достаточное время задержки дыхания от четырех до восьми секунд сразу после каждого маневра12. Кроме того, в некоторых случаях может быть трудно достичь критериев повторяемости; в таких случаях сообщаются данные о маневре с наибольшим DL,NO, и мы рекомендуем при представлении данных прямо указать, в скольких случаях это было необходимо. В некоторых случаях может быть невозможно получить приемлемые или воспроизводимые измерения во время физической нагрузки, например, в исследованиях пациентов, испытывающих тяжелую одышку, из-за которой они не могут достичь достаточной задержки дыхания, и/или пациентов с динамической гиперинфляцией с сопутствующим снижением способности к вдоху во время физической нагрузки. В таких случаях может быть более целесообразным использовать измерения DL,CO/NO, полученные в положении лежа на спине, что также приводит к набору и растяжению легочных капилляров, хотя и менее выраженным, чем при субмаксимальной физической нагрузке24,25.

Модификации и устранение неполадок метода
Важно, чтобы измерение в состоянии покоя всегда предшествовало любому измерению, выполняемому во время тренировки, так как DL, CO может быть снижен на срок до 6-20 ч после высокоинтенсивных упражнений, выполняемых доистощения 18,19,26. Кроме того, важно регистрировать ЧСС и/или другие показатели метаболической нагрузки, чтобы убедиться, что измерения, полученные у разных испытуемых, были проведены в равновесном состоянии и при одинаковых метаболических нагрузках.

Метод может быть нечувствителен для обнаружения небольших изменений в DL,NO или DL,CO, поскольку вариабельность от теста к тесту в течение одного сеанса достигала 7% в зависимости от конкретного показателя12. Следовательно, важно выбрать интенсивность упражнения, достаточную для того, чтобы вызвать увеличение больше, чем погрешность измерения, при этом помня о том, что участник должен быть в состоянии выполнить не менее двух приемлемых маневров с заданной интенсивностью. Среди предыдущих исследований, в которых использовался метод двойного тестового газа, использовалась различная интенсивность от легкой до умеренной. В большинстве исследований использовалась относительная интенсивность, связанная с % от порога вентиляции легких24,27, % от прогнозируемой возрастом максимальной ЧСС28 или с % от максимального запаса кислорода29, в то время как только в одном исследовании применялась абсолютная интенсивность при фиксированной рабочей нагрузке 80 Вт30. Во всех исследованиях эти рабочие нагрузки соответствуют относительной интенсивности в диапазоне от 20% до 86% от Wmax 24,27,29. Для облегчения сравнения измерений между исследованиями рекомендуется использовать относительную интенсивность, т.е. % отWmax, % от максимальной ЧСС (ЧСС max) или % от figure-discussion-1O2max (или figure-discussion-2O2пика), а также сообщать какWmax, так и рабочую нагрузку, при которой было получено измерение.

Значимость метода по отношению к существующим/альтернативным методам
Что касается figure-discussion-3, то DM и VC могут быть математически выведены с помощью DL,CO/NO12,31, и хотя это следует делать с осторожностью (см. «Ограничения метода» ниже), это позволяет более непосредственно механистически оценить, как расширение площади альвеолярно-капиллярной поверхности за счет рекрутирования легочных капилляров (оценивается по DM) и растяжение (увеличение VC, превышающее увеличение DM) способствуют изменениям в легочном газообмене, связанным с физической нагрузкой. Однако, насколько нам известно, метод DL,CO/NO на одном дыхании был проверен figure-discussion-4 только в условиях вертикального покоя11. Эти два метода использовались во время физических упражнений в нескольких предыдущих исследованиях и показывают сходные физиологические изменения в DM и VC у здоровых молодых людей 3,24. Тем не менее, для каждого метода возможно разное количество маневров, при этом figure-discussion-5 допускается максимум шесть, а DL,CO/NO разрешает до 12 маневров за одну сессию12. Это связано с тем, что, несмотря на одинаковую фракцию СО (~0,30), более короткое время задержки дыхания (5 с против 10 с) DL,CO/NO приводит к меньшему накоплению CO в крови и, следовательно, к меньшему противодавлению CO14. Кроме того, можно выполнить до 22 маневров DL,CO/NO без воздействия на DL,NO, поскольку уровни эндогенного выдыхаемого NO, находящиеся в диапазоне от 11 до 66 ppb, в 1000 раз ниже, чем измерения NO, которые находятся в диапазоне14 ppm. Следовательно, учитывая, что figure-discussion-6 используется 10 с DL,CO, и требуется не менее двух маневров для оценки повторяемости на каждом figure-discussion-7, что соответствует как минимум четырем маневрам при каждой интенсивности упражнения, при выполнении двойного прерывания это может быть неосуществимо во время упражнения. Таким образом, предыдущие figure-discussion-8 методы, основанные на методах, использовали один маневр на каждом figure-discussion-9упражнении, что приводило как минимум к трем маневрам при каждой интенсивности упражнения32, с заметным недостатком, заключающимся в том, что невозможно оценить, в какой степени маневры действительно повторяемы. Тем не менее, метод DL,CO/NO требует двух измерений только в том случае, если они соответствуют критериям повторяемости и считаются приемлемыми при каждой интенсивности упражнений. Тем не менее, было показано, что figure-discussion-10 обеспечивает приемлемую повторяемость, сравнимую с повторяемостью DL,CO/NO во время тренировки, даже при figure-discussion-11 сокращении времени задержки дыхания. Таким образом, во время умеренной физической нагрузки мы ранее обнаружили коэффициент дисперсии (CV) между днями от 2% до 6% для различных показателей DL, CO/NO при времени задержки дыхания ~ 6 с24, в то время как сообщалось лишь о немного более высоких CV в 7%, 8% и 15% для DL, CO, VC и DM, соответственно, при использовании figure-discussion-12 аналогичного времени задержки дыхания32.

В связи с этим известно, что DL,CO, измеренный в контексте DL,CO/NO, стабильно ниже, чем более широко используемый DL,CO, основанный на 10-секундной задержке дыхания12,33. Согласно предыдущим исследованиям, это не связано с разницей во времени задержки дыхания, так как более короткое время задержки дыхания увеличивает DL,CO34. Скорее, это может быть связано с различными другими факторами, включая состав вдыхаемого газа и несопоставимуюкинетику CO и NO. Во-первых, DL,CO/NO использует гелий, в то время как классический 10s DL,CO использует метан в качестве инертного индикаторного газа; Благодаря своим различным физическим свойствам эти газы имеют различное распределение и растворимость в легких и тканях. Это может привести к более низкомуV-A у гелия, чем у метана. Наконец, реакционная способность исследуемых газов означает, что различия в кинетике NO и CO при связывании с гемоглобином могут играть определенную роль. Хотя это и спекулятивно, присутствие NO в DL,CO/NO может, таким образом, влиять на связывание CO с гемоглобином33.

Скорость диффузии СО через альвеолярно-капиллярную мембрану зависит от связывания СО с гемоглобином в крови, и, помимо использования для расчета θCO, коррекция гемоглобина по значению DL,CO, может быть целесообразной в зависимости от конкретного контекста35. Это распространено в клинических условиях, но менее важно для здоровых людей, где влияние на DL,CO часто незначительно. Такие поправки также могут быть использованы для оценки DL, CO/NO во время физической нагрузки, но они менее релевантны при оценке специфических изменений от отдыха к физической нагрузке, где (острые) изменения гемоглобина имеют второстепенное значение. В любом случае их следует делать с осторожностью, так как эти уравнения предполагают отношение 0,7 между DM и θ∙Vc для CO35, предположение, которое может быть неверным во время упражнений.

Ограничения метода
Зависящее от интенсивности увеличение DL, NO и DL, CO во время физической нагрузки у здоровых людей отражает рекрутирование и растяжение легочных капилляров. Прямое измерение альвеолярно-капиллярного резерва, вероятно, может быть получено только при субмаксимальной интенсивности, так как такой подход практически неосуществим ни в экспериментальных, ни в клинических условиях при максимальной интенсивности, где может быть очевидно максимальное рекрутирование и растяжение. Таким образом, прагматичный выбор состоит в том, чтобы нацелиться на заранее заданную (абсолютную или относительную) рабочую нагрузку, достаточную для систематического рекрутирования и растяжения легочных капилляров, но при этом выполнимую для всех участников. В настоящем протоколе интенсивность была основана на % отWmax , поскольку это легко переносится на другие исследования. Традиционно упражнения назначаются в соответствии с % от figure-discussion-13O2max илиHR max, но для этого необходимо, чтобы все участники достигли своего истинного максимума. В противном случае участники потенциально могли бы проводить измерения с различной относительной интенсивностью36, что может представлять собой проблему и усложнять физиологическую интерпретацию в популяциях с тяжелой одышкой, вызванной физической нагрузкой, таких как пациенты с хроническими заболеваниями легких или сердца.

Следует отметить, что в рамках индивидуального маневра DL,CO/NO испытуемые газы не могут распределяться по относительно плохо вентилируемым участкам легких. Это представляет собой незначительную проблему у людей без заболевания легких, но при наличии значительной неоднородности вентиляции, включая явную захват воздуха, истинный DL участника может быть завышен, потому что измерение отражает условия только в наиболее вентилируемых областях легких, эффект, который усиливается более короткимизадержками дыхания. В принципе, это может привести к, казалось бы, парадоксальному снижению альвеолярно-капиллярного резерва, если участник с заболеванием легких подвергается вмешательству, уменьшающему неоднородность вентиляции.

Связанное с физической нагрузкой снижение DL,CO, которое превышает снижение DL,NO при самой высокой интенсивности (60% отWmax) в описанном здесь случае ХОБЛ, следует интерпретировать с осторожностью, так как его нелегко интерпретировать с физиологической точки зрения. Аналогичная картина была отмечена у большинства из 73 пациентов с ХОБЛ, которых мы изучали в нашем учреждении до сих пор, и следует учитывать вклад чисто методических ограничений. Следовательно, помимо того, что СО, возможно, более восприимчив, чем НО, к неоднородности ударной вентиляции, описанной выше, тот факт, что этот NO реагирует почти в 300 раз быстрее с гемоглобином, а также диффундирует через ткани и плазму в два раза быстрее, чем СО, также может играть роль31. Следовательно, в то время как и NO, и CO обычно подвергаются диффузионному ограниченному газообмену, поглощение CO может стать ограниченным, когда перфузия в отдельных единицах легких уменьшается в ~100 раз31, что приводит к уменьшению измеренного DL,CO без влияния на DL,NO. Учитывая, что ХОБЛ связана с альвеолярной деструкцией и прогрессирующей потерей капилляров с сопутствующим неоднородным вентиляционно-перфузионным распределением по всем легким39, легочные единицы со 100-кратным снижением перфузии не являются редкостью40, и они действительно представляют собой области, в которых время прохождения эритроцитов может быть критически сокращено, что ухудшает как поглощение кислорода, так и угарного газа во время физической нагрузки. Дополнительным дополнительным фактором, который может играть роль, является неравномерное распределение эритроцитов в капиллярной сети отдельных единиц легких41, что также может оказывать гораздо более глубокое влияние на DL,CO, чем на DL,NO.

Из измерений12 можно вывести DM иV Cfigure-discussion-14 , но, тем не менее, они не получили широкого распространения, поскольку систематические ошибки вносятся по мере их вывода с использованием нескольких допущений и эмпирических констант31. Например, преобладающий научный консенсус признает коэффициент диффузии α равным 1,97, что представляет собой отношение физических растворимостей NO и CO в тканях42. В нескольких исследованиях это значение было поставлено под сомнение, а в некоторых предлагалось более высокие значения α, чтобы сгладить расхождения между различными методами измерения. Однако эти предположения в основном отвергаются, поскольку они отклоняются от коэффициента физической диффузии, что приводит к несогласованным значениям α12. Кроме того, предполагается, что θNO имеет конечное значение, но исторически считалось бесконечным из-за его быстрой реакции со свободным гемоглобином. Тем не менее, всесторонние дебаты и недавние исследования оспорили это предположение, установив, что θNO конечна, при этом 1,51 млкрови/мин/кПа/ммольСО обеспечивает наилучшую текущую оценку, поскольку она хорошо согласуется с теоретическими прогнозами, а также с обширными экспериментами in vitro и in vivo 12. Аналогичным образом, уравнения для θCO основаны на эмпирических константах, полученных при рН 7,4, отвергая более ранние значения, которые были основаны на менее точных и нефизиологических измерениях рН43. Тем не менее, из различных показателей, которые могут быть получены с помощью этого метода, DL,NO в любом случае основан на наименьшем количестве допущений и, по-видимому, обеспечивает наиболее воспроизводимые оценки альвеолярно-капиллярного резерва24 и, следовательно, остается основным критерием исхода, представляющим интерес в контексте альвеолярно-капиллярного резерва.

Важность и возможности применения метода в конкретных областях исследований
Измерения DL, CO/NO могут обеспечить всестороннее представление о легочном газообмене во время физической нагрузки. Этот метод потенциально может быть легче реализовать во время физических упражнений, чем figure-discussion-15 в клинических исследованиях на популяциях с одышкой при физической нагрузке, таких как пациенты с сердечной недостаточностью и хроническими заболеваниями легких, из-за более коротких задержек дыхания и меньшего количества маневров, необходимых при каждой рабочей нагрузке. Кроме того, DL,CO/NO конкретно дает DL,NO, который, вероятно, обеспечивает наиболее объективную оценку альвеолярно-капиллярного резерва при данной интенсивности упражнений, что делает его подходящим критерием исхода во многих случаях.

Раскрытие информации

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Оборудование и программное обеспечение, представленное в статье, не является бесплатным. Ни один из авторов не связан с какой-либо компанией, предоставляющей лицензию на программное обеспечение. Все авторы заявляют об отсутствии конкурирующих финансовых интересов.

Благодарности

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Исследование получило финансовую поддержку Фонда Свенда Андерсена. Центр исследований физической активности поддерживается грантами TrygFonden ID 101390, ID 20045 и ID 125132. JPH финансируется HelseFonden и Университетской больницей Копенгагена, Rigshospitalet, в то время как HLH финансируется Фондом Беккета.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
HemoCue Hb 201+ HemoCue, Brø Нш и Осслэш; j, DenmarkUnkownДля измерения гемоглобина
Jaeger MasterScreen PFT pro (Lung Function Equipment)CareFusion, Hö chberg, ГерманияUnkownДля измерений DLCO/NO
MouthpieceSpiroBac, Henrotech, Aartcelaar, BelgiumUnkownИспользуется вместе с оборудованием для фукции легких. (мертвое пространство 56 мл, сопротивление потоку при 12 л с&минус; 1 0,9 см H2O) 
Зажим для носаIntraMedic, Гентофте, ДанияJAE-892895
PhenumotachIntraMedic, Гентофте, ДанияJAE-705048Используется вместе с программным
решением SentrySuite Программное решениеVyaire's Medical GmbH, Leibnizstr. 7, D-97204 Hoechberg GermanyUnkown
Тестовые газыIntraMedic, Gentofte, ДанияUnkownКонцентрации: 0,28% CO, 20,9% O2, 69,52% N2 и 9,3% He

Ссылки

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Johnson Jr, R. L., Heigenhauser, G. J. F., Hsia, C. C., Jones, N. L., Wagner, P. D. Determinants of gas exchange and acid-base balance during exercise. Compr Physiol. , Suppl 29 515-584 (2011).
  2. Rampulla, C., Marconi, C., Beulcke, G., Amaducci, S. Correlations between lung-transfer factor, ventilation, and cardiac output during exercise. Respiration. 33 (6), 405-415 (1976).
  3. Tedjasaputra, V., Bouwsema, M. M., Stickland, M. K. Effect of aerobic fitness on capillary blood volume and diffusing membrane capacity responses to exercise. J Physiol. 594 (15), 4359-4370 (2016).
  4. Tamhane, R. M., Johnson, R. L., Hsia, C. C. W. Pulmonary membrane diffusing capacity and capillary blood volume measured during exercise from nitric oxide uptake. Chest. 120 (6), 1850-1856 (2001).
  5. Bohr, C. On the determination of gas diffusion through the lungs and its size during rest and work. Zentralblatt für Physiologie. 23 (12), 374-379 (1909).
  6. Krogh, A., Krogh, M. On the rate of diffusion of carbonic oxide into the lungs of man. Skandinavisches Archiv Für Physiologie. 23 (1), 236-247 (1910).
  7. Krogh, M. The diffusion of gases through the lungs of man. J Physiol. 49 (4), 271-300 (1915).
  8. Hsia, C. C., Herazo, L. F., Ramanathan, M., Johnson, R. L. Cardiopulmonary adaptations to pneumonectomy in dogs IV. Membrane diffusing capacity and capillary blood volume. J Appl Physiol. 77 (2), 998-1005 (1994).
  9. Behnia, M., Wheatley, C. M., Avolio, A., Johnson, B. D. Alveolar-capillary reserve during exercise in patients with chronic obstructive pulmonary disease. Int J Chron Obstruct Pulmon Dis. 12, 3115-3122 (2017).
  10. Roughton, F. J., Forster, R. E. Relative importance of diffusion and chemical reaction rates in determining rate of exchange of gases in the human lung, with special reference to true diffusing capacity of pulmonary membrane and volume of blood in the lung capillaries. J Appl Physiol. 11 (2), 290-302 (1957).
  11. Borland, C., Higenbottam, T. A simultaneous single breath measurement of pulmonary diffusing capacity with nitric oxide and carbon monoxide. Eur Respir J. 2 (1), 56-63 (1989).
  12. Zavorsky, G. S., et al. Standardisation and application of the single-breath determination of nitric oxide uptake in the lung. Eur Respir J. 49 (2), 1600962(2017).
  13. Tedjasaputra, V., Van Diepen, S., Collins, S., Michaelchuk, W. M., Stickland, M. K. Assessment of pulmonary capillary blood volume, membrane diffusing capacity, and intrapulmonary arteriovenous anastomoses during exercise. J Vis Exp. (120), e54949(2017).
  14. Zavorsky, G. S. The rise in carboxyhemoglobin from repeated pulmonary diffusing capacity tests. Respir Physiol Neurobiol. 186 (1), 103-108 (2013).
  15. Graham, B. L., et al. ERS/ATS standards for single-breath carbon monoxide uptake in the lung. Eur Respir J. 49 (1), 1600016(2017).
  16. Hughes, J. M., Pride, N. B. Examination of the carbon monoxide diffusing capacity (DLCO) in relation to its KCO and VA components. Am J Respir Crit Care Med. 186 (2), 132-139 (2012).
  17. Balady, G. J., et al. Clinician's guide to cardiopulmonary exercise testing in adults: a scientific statement from the American heart association. Circulation. 122 (2), 191-225 (2010).
  18. Hanel, B., Clifford, P. S., Secher, N. H. Restricted postexercise pulmonary diffusion capacity does not impair maximal transport for O2. J Appl Physiol. 77 (5), 2408-2412 (1994).
  19. Sheel, A. W., Coutts, K. D., Potts, J. E., McKenzie, D. C. The time course of pulmonary diffusing capacity for carbon monoxide following short duration high intensity exercise. Respir Physiol. 111 (3), 271-281 (1998).
  20. Graham, B. L., et al. Standardization of spirometry 2019 update an official American Thoracic Society and European Respiratory Society technical statement. Am J Respir Crit Care Med. 200 (8), e70-e88 (2019).
  21. Glaab, T., Taube, C. Practical guide to cardiopulmonary exercise testing in adults. Respir Res. 23 (1), 9(2022).
  22. Munkholm, M., et al. Reference equations for pulmonary diffusing capacity of carbon monoxide and nitric oxide in adult Caucasians. Eur Respir J. 52 (1), 1500677(2018).
  23. Dressel, H., et al. Lung diffusing capacity for nitric oxide and carbon monoxide: dependence on breath-hold time. Chest. 133 (5), 1149-1154 (2008).
  24. Madsen, A. C., et al. Pulmonary diffusing capacity to nitric oxide and carbon monoxide during exercise and in the supine position: a test-retest reliability study. Exp Physiol. 108 (2), 307-317 (2023).
  25. Ross, B. A., et al. The supine position improves but does not normalize the blunted pulmonary capillary blood volume response to exercise in mild COPD. J Appl Physiol. 128 (4), 925-933 (2020).
  26. Zavorsky, G. S., Lands, L. C. Lung diffusion capacity for nitric oxide and carbon monoxide is impaired similarly following short-term graded exercise. Nitric Oxide. 12 (1), 31-38 (2005).
  27. Alves, M. M., Dressel, H., Radtke, T. Test-retest reliability of lung diffusing capacity for nitric oxide during light to moderate intensity cycling exercise. Respir Physiol Neurobiol. 304, 103940(2022).
  28. Jorgenson, C. C., Coffman, K. E., Johnson, B. D. Effects of intrathoracic pressure, inhalation time, and breath hold time on lung diffusing capacity. Respir Physiol Neurobiol. 258, 69-75 (2018).
  29. Zavorsky, G. S., Quiron, K. B., Massarelli, P. S., Lands, L. C. The relationship between single-breath diffusion capacity of the lung for nitric oxide and carbon monoxide during various exercise intensities. Chest. 125 (3), 1019-1027 (2004).
  30. Coffman, K. E., Boeker, M. G., Carlson, A. R., Johnson, B. D. Age-dependent effects of thoracic and capillary blood volume distribution on pulmonary artery pressure and lung diffusing capacity. Physiol Rep. 6 (17), e13834(2018).
  31. Borland, C. D. R., Hughes, J. M. B. Lung diffusing capacities (DL) for nitric oxide (NO) and carbon monoxide (CO): The evolving story. Compr Physiol. 11 (1), 1371(2021).
  32. Tedjasaputra, V., Van Diepen, S., Collins, S. É, Michaelchuk, W. M., Stickland, M. K. Assessment of pulmonary capillary blood volume, membrane diffusing capacity, and intrapulmonary arteriovenoua anastomoses during exercise. J. Vis. Exp. (120), e54949(2017).
  33. Thomas, A., et al. The single-breath diffusing capacity of CO and NO in healthy children of European descent. PLoS One. 12 (6), e0179097(2017).
  34. Blakemore, W. S., Forster, R. E., Morton, J. W., Ogilvie, C. M. A standardized breath holding technique for the clinical measurement of the diffusing capacity of the lung for carbon monoxide. J Clin Invest. 36 (1), 1-17 (1957).
  35. Cotes, J. E., et al. Iron-deficiency anaemia: its effect on transfer factor for the lung (diffusiong capacity) and ventilation and cardiac frequency during sub-maximal exercise. Clin Sci. 42 (3), 325-335 (1972).
  36. Mann, T., Lamberts, R. P., Lambert, M. I. Methods of prescribing relative exercise intensity: Physiological and practical considerations. Sports Med. 43 (7), 613-625 (2013).
  37. Forster, R. E. Exchange of gases between alveolar air and pulmonary capillary blood: pulmonary diffusing capacity. Physiol Rev. 37 (4), 391-452 (1957).
  38. Tedjasaputra, V., et al. Pulmonary capillary blood volume response to exercise is diminished in mild chronic obstructive pulmonary disease. Respir Med. 145, 57-65 (2018).
  39. Nymand, S. B., et al. Exercise adaptations in COPD: the pulmonary perspective. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 323 (6), L659-L666 (2022).
  40. Rodríguez-Roisin, R., et al. Ventilation-perfusion imbalance and chronic obstructive pulmonary disease staging severity. J Appl Physiol. 106 (6), 1902-1908 (2009).
  41. Hsia, C. C., Johnson, R. L. Jr, Shah, D. Red cell distribution and the recruitment of pulmonary diffusing capacity. J Appl Physiol. 86 (5), 1460-1467 (1999).
  42. Wilhelm, E., Battino, R., Wilcock, R. J. Low-pressure solubility of gases in liquid water. Chem Rev. 77 (2), 219-262 (1977).
  43. Forster, R. E. Diffusion of gases across the alveolar membrane. , American Physiological Society. Bethesda, MD, USA. (1987).

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE

Запросить разрешение

Теги

Pulmonary Diffusing CapacitySingle Breath MethodGas ExchangeAlveolar Capillary ReserveDiffusing Capacity MeasurementCarbon Monoxide DiffusionNitric Oxide DiffusionCardiopulmonary Exercise TestChronic Lung DiseaseCycle Ergometer

Похожие статьи