Модель Моделировать клинически значимых гипоксию в организме человека

Общая цель этой модели — смоделировать вызванную апноэ гипоксию и гиперкапнию в человеческой модели с акцентом на перемежающееся апноэ, которое происходит во время апноэ во сне, и чрезвычайные ситуации, такие как обструкция дыхательных путей. Эта модель может помочь понять физиологические механизмы, позволяющие избежать гипоксического повреждения мозга, несмотря на длительное апноэ. Основное преимущество этой динамической модели заключается в том, что мы можем смоделировать клинически значимую гипоксию у людей.

Апноэ-зависимая гипоксия часто снижает частоту сердечных сокращений. Гипоксия, вызванная пониженным содержанием кислорода и вдыхаемым воздухом, увеличивает частоту сердечных сокращений. Таким образом, различные модели гипоксии вызывают противоположные эффекты в кровообращении.

Наша воспроизводимая модель позволяет нам исследовать различные технические устройства. Это дает нам возможность сосредоточиться на различных физиологических аспектах апноэ, не меняя установку или модель. Перед тем, как прикрепить электроды к объекту, очистите места крепления с помощью 70% спирта.

Теперь поместите электрод NIRS на локус лобной полярии на правой стороне лба над бровью и справа от среднесагиттальной борозды. Используйте второй электрод для измерения оксигенации периферических тканей. Поместите его на внутреннюю сторону нижней части руки.

Не размещайте этот электрод над венозным сплетением или артерией. Сатурация должна быть более 80% Перед измерением значения оксигенации церебральной ткани подождите, пока сигнал NIRS покажет изменение в 3% или менее в течение как минимум пяти минут. Точно так же подождите, пока сигнал о периферическом уровне кислорода стабилизируется.

Далее поместите электроды ЭКГ на грудь, где нет волос. Поместите R-образный отведение на грудинореберную головку большой грудной мышцы справа. Поместите L-образный отведение на грудинореберную головку большой грудной мышцы слева.

Поместите С-образный отведение на пятое межреберье в середине медиальной ключичной линии. Поместите F-образный провод на левый нижний ребристый край, а N-образный - на правый нижний ребристый край. Теперь измерьте периферическую пульсоксиметрию с кончика пальца на той же конечности, которая используется для измерения оксигенации периферических тканей.

Затем измерьте неинвазивное артериальное давление с помощью манжеты для измерения артериального давления на контралатеральной конечности по результатам измерения периферической пульсоксиметрии. В программируемых настройках выберите интервал в одну минуту и выберите NIBP. Не менее чем за 20 минут до апноэ установите внутривенный катетер в медиальную кубитальную вену на правой или левой руке для забора образцов крови во время и после апноэ.

Прежде чем начать, синхронизируйте внутренние часы устройств мониторинга, чтобы измерения были синхронизированы. Далее отправьте сетевой кабель от компьютера к мониторному устройству. Прикрепите его к док-станции.

Затем, запрограммируйте в правильных настройках сети и программное обеспечение сможет управлять устройством и сохранять данные. Кроме того, расположите монитор так, чтобы данные не были видны объекту. Проверьте сигналы от электродов NIRS.

Если какой-либо из них слишком неустойчив, измените положение электрода. Не размещайте электрод над большим венозным сплетением или любыми артериями. После этого сигнал должен стабилизироваться.

Сильно вариабельный церебральный сигнал NIRS может быть обусловлен гипервентиляцией. Проинструктируйте испытуемого дышать медленнее с меньшим дыхательным объемом и переоцените сигнал. Попросите испытуемых отдохнуть не менее 15 минут в положении лежа и проинструктируйте их дышать нормально, делая 15 или менее вдохов в минуту.

Перед тем, как взять исходный уровень, возьмите образцы крови. Следует помнить две вещи: не следует использовать первые пять миллилитров взятой крови и всегда промывать катетер после каждого сбора стерильным физиологическим раствором. На протяжении всего периода исследования при необходимости берите образцы крови.

Прежде чем продолжить, дважды проверьте функциональность каждого устройства и качество сигнала. Кроме того, убедитесь, что электроды не могут быть удалены непроизвольными движениями испытуемого в конце апноэ. В последние две минуты подготовки к тесту на апноэ отсчитайте время устно.

Затем попросите испытуемого указать пальцами свои последние три вдоха. Конец последнего вдоха знаменует собой начало апноэ. Запишите этот момент времени на устройство NIRS.

Апноэ должно проводиться как можно дольше. Во второй половине движения грудью и животом являются обычными и указывают на фазу борьбы. Окончание апноэ знаменуется первым вдохновением.

Запишите этот момент времени на устройство NIRS. Чтобы обработать данные с мониторного устройства, откройте сохраненный файл на компьютере. Сначала нажмите обзор, чтобы получить доступ к монитору трендов и выбрать инструменты, а затем опцию в меню подмаски.

При необходимости временной интервал может быть изменен с помощью трендового интервала. Теперь выберите тренды маски и сохраните данные. Используйте результирующие тренды.

txtdata, чтобы открыть его в программе для работы с электронными таблицами, где его можно проанализировать. Чтобы обработать данные с устройства NIRS, откройте программное обеспечение на компьютере и подключите устройство NIRS через WiFi. Затем перенесите данные с устройства NIRS и сохраните их в формате CSV, чтобы открыть в виде электронной таблицы.

В анализ не включайте последние три вдоха до апноэ в исходные значения или первые 30 секунд после максимального вдоха в начале апноэ. Во время шестиминутного апноэ у одного испытуемого были сделаны одновременные записи периферической насыщения кислородом и NIRS. Интересно, что после начала апноэ снижение сатурации кислорода было обнаружено ранее при мониторинге периферической сатурации кислорода, по сравнению с церебральным мониторингом NIRS.

В исследовании десяти дайверов с апноэ значения NIRS в мозге снизились значительно позже, чем значения сатурации, измеренные с помощью пульсоксиметрии. Даже по сравнению с пульсоксиметрией, периферическая NIRS показала самую раннюю десатурацию. После возобновления дыхания ресатурация была обнаружена значительно раньше с помощью церебрального NIRS по сравнению с периферическим насыщением O2, измеренным с помощью пульсоксиметрии.

Не было заметной временной задержки между периферическим NIRS и пульсоксиметрией. С другой точки зрения, значения десатурации и общее время апноэ были нормализованы до 100%После просмотра этого видео у вас должно быть хорошее понимание того, как измерять сатурацию O2 в разных частях тела. Наше исследование выявило физиологические механизмы, позволяющие избежать гипоксического повреждения.

В случае апноэ перераспределение кровотока помогает поддерживать адекватное снабжение мозга кислородом, в то время как периферические ткани уже истощены.