倾斜试验结合下体负压测量立位耐力的“金标准”

Summary

我们描述了一个“金标准”，以评估使用倾斜试验（OT）联合下体负压（LBNP）的立位耐力。这可以结合与心血管反射控制的非侵入性评价。正常和不正常的反应被定义。

Abstract

立位耐力（OT）是指能够保持心血管稳定直立时，对静压重力​​的作用，从而维持脑灌注，防止晕厥（昏倒）。有多种技术可用来评估OT和自重应力的影响血液循环后，一般的做法是在受控的实验室环境中再现晕厥前的事件（近昏厥发作）。需要引起这种反应的时间和/或程度的压力OT措施。任何技术用于确定OT：使立位耐力（各种原因引起的）和无症状对照组患者之间的区别是高度可重复性，使评价治疗干预，避免侵入性操作，这是众所周知的损害OT ^1。

在20世纪80年代末，头直立倾斜试验用于诊断晕厥^2。硅NCE，它已被用来评估OT不明原因的晕厥患者，以及在健康受试者研究的姿势心血管反射^2-6。倾斜的协议包括三类：被动倾斜，伴随着药理挑衅的被动倾斜;结合下体负压（LBNP）和被动倾斜。然而，倾斜试验（和其他体位性压力测试的方式）的影响往往是很难再现，低灵敏度和特异性诊断体位性不耐受。

通常情况下，被动倾斜，包括体位性压力持续20-60分钟，直到晕厥发作的患者^2-6。然而，此过程的主要缺点是它不能调用晕厥进行试验，在所有个体和相应的低灵敏度^8,9。因此，不同的方法进行了探讨，以提高立位应激和提高灵敏度。

药理挑衅已被用来增加体位性挑战，例如使用异丙肾上腺素^4,7,10,11或舌下硝酸^12,13。然而，这些方法的主要缺点是在不可接受的跌幅的特异性^10,14的成本的增加的灵敏度，具有高的正反应率立即给药后^15。此外，侵入性操作有一定的药理挑衅，大大增加了假阳性率^1。

另一种方法是被动倾斜试验相结合，提供了更强的立位应激与LBNP无侵入性程序或药物副作用，使用这项技术，开创教授罗杰Hainsworth又在20世纪90年代^16-18。在几乎所有科目（允许在晕厥患者症状的识别），而区分不稳定型心绞痛患者，这种做法引发晕厥新界南总区有晕厥和健康对照组，特异性为92％，敏感性为85％，重复性为1.1±0.6分钟^16,17。这，不仅可以诊断和病理评估^19-22的评价，但也由于其高重复性^23-30立位耐力的治疗方法。由于这些原因，我们认为这应该是体位性压力测试的“金标准”，因此，这将是本文中所描述的方法。

Protocol

在整个测试中，连续拍来拍血压和心电图（ECG）监测是至关重要的。这确保受试者的安全，并及时终止测试与晕厥发作。节拍可以通过动脉插管，或手指体积描记法^31-33击败血压记录。后者用于在该协议中，因为它是非侵入性的，可以评估的发生晕厥与留置^31,34相同的精度，没有侵入性的监测OT ¹的不利影响。使用的Modelflow技术的每搏输出量的变化，心输出量和总外周阻力可以来自手指的动脉压波形^35,36。还可以进行额外的非侵入性的措施，可能有助于血流动力学的评价，并且将在这里描述。的连续呼气末氧（P _ET O _2）和二氧化碳（P _ET CO _2的 20。最终，该协议允许的姿势的心血管反射控制在可控和可重复的设置进行评估。

1。设备

1. 手动可调的倾斜表是能够从-15至60℃，在10°的增量（ 图1）移动。它包括一个可调节的支架为臂丛超声探头（ 图1D），可调节的踏板为主题，站在一个可调节的右手臂休息，安全带，以确保拍摄对象的乐GS（ 图1E）。
2. 与一个附加的压力表的下体负压腔室适合在一个木制的槽填充有氯丁橡胶上的下半部分的倾斜表和由四个可调的带（ 图1）被固定在适当位置。一个透明的有机玻璃材料，可用于室，如果需要的话，受试者的腿，使可视化，从而任何骨骼肌抽水活动的可视化监控。
3. 木造腰部板被连接到腔室的顶部配备聚氯丁橡胶，环绕在被检者的髂骨水平提供一种气密的密封件与腔室（ 图1B）。髂嵴水平的选择，因为它避免了应用程序的LBNP的腹部，这可能是不舒服，但确保了标准化的刺激不同身高的个人。
4. 执行连续的节拍来拍1 KHz的使用模拟 - 数字转换器的采样频率的数据采集。可视化所有DATA同时在真正的时间整个测试使用LabChart（PowerLab系统16/30，AD仪器，科罗拉多斯普林斯，CO）。
5. 进行测试中的温度控制室温（20-22°C），以避免已知的热应激时OT ^37。测试的理想是在早晨进行，因为对压力感受性反射控制昼夜节律的影响^38。在某些情况下，一个熟悉会话应的程序的“应激反应”的影响减到最小。
6. 指导的主题只有一个清淡的早餐，以尽量减少可能的混杂因素，由于餐后低血压，在上午的测试，以避免咖啡因和剧烈运动。主题应禁食2小时前测试。他们也应该放弃饮用酒精测试前24小时，以消除酒精的利尿作用和随之而来的血浆量减少，这是众所周知的减少OT ^39。
7. 图2给出了协议。在桌子上的脚踏板和支架的主题，将它们移动到一个仰卧位（ 图1）。仰卧，调整髂嵴中心的表。这使得易于倾斜，和确保标准化的下体负压室定位。调整踏板。脚踏板的支持是最好的，因为表鞍支持与增加假阳性反应，这可能是由于过度压缩的腿和盆腔静脉。
8. 卢斯利定位表带的正上方膝，促进被动的地位和姿势的支持。指导受试者在测试过程中，不把他们的腿。主体的右臂上的扶手，调整舒适的支撑，它是在心脏水平位置。安装监控设备。
9. 开展击败到拍血压监测使用Finometer，根据制造商的说明^40。选择指套符合适当Ø置身于主体的右手中指中节指骨。使用上臂袖带内部校准Finometer数据采集前。输入对象的性别，年龄，身高和体重，到Finometer，使适当的假设的Modelflow算法^35,36。
10. 准确测定心脏率的反应是很重要的，持续心电监护，并能迅速识别，一旦发生任何心律失常。应用心电图电极的变形的铅II配置，，确保电极站点不干扰定位的氯丁橡胶腰部板。
11. 确定周边用多普勒超声在心脏水平（以免影响静水压力的变化对血压和速度的手臂）支持的右臂的肱动脉血管反应。触诊动脉，直至位于脉冲。应用超声凝胶面积和位置的8 MHz的超声探头，brachi人动脉速度波形被获得（ 图3A，B）。
12. 一旦信号被识别时，优化的深度和增益，并拧紧的可调夹持器保持测试的持续时间（ 图3B）的角度的声学效应常数。这是很重要的，因为，所述的多普勒频移方程，速度的变化将是在流动的变化成比例，如果角度是恒定的声学效应和动脉直径^19,21。
13. 确定同样的脑血管反应性（ 图4A，B）。固定在脑的超声波探头（2兆赫）代替使用的塑料耳机或织物头带（ 图4B），以确保整个测试的忠实的 ​​信号检测和恒定的角度的声学效应。
14. 确定不断从大脑中动脉血流速度。容器的选择，因为其方便的识别，全脑灌注的巨大贡献，和const蚂蚁直径在立位应激^41，确保速度的变化成正比，流量变化。应用超声凝胶主体的寺庙和定位的容器（ 图4A）。一旦确定，优化的深度和增益设置。
15. 将鼻导管。鼻采样是优选的，因为它允许在测试期间（不像使用吹嘴），可自由的主题。这是很重要的，启用自我报告症状的认可，同时避免了侵入性血液采样，可能会产生不利影响OT。然而，在演讲中，或当拍摄对象，通过他们的嘴呼吸，这些读数的准确性可能受到影响。鼓励科目通过自己的鼻子呼吸。
16. 放置在桌子上，LBNP室的肩带固定。选择一个腰部板紧贴，使得可以实现与氯丁橡胶的气密密封（ 图1B）。木制构件的腰部板不应该是touc兴的主题。腰部固定板腔。连接腔室的负压源， 通过一个可变电阻器（ 图1C）。

2。数据采集

1. 记录20分钟的仰卧位的数据。较短的休息时间与血压下降，直立时，大概是因为已收集的任何流体的依赖四肢躺着的重吸收是尚未完成^20。
2. 结束时的仰卧阶段操纵表，以60°的倾斜角。该角度是优选的，因为它可以提供近90％的最大垂直位移，同时允许受保持放松和支持对倾斜表（泵送活动具有较高的倾斜角的骨骼肌的混杂影响最小化）。减陡峭的角度，可能会增加假阴性率，虽然倾斜角的生理效应≥60°，较高的倾斜角与在特异性⁶减少。
3. 完成过渡到直立三十秒内。过渡时间不知道的影响的OT，它是愉快的问题，如果倾斜是不是过快。然而，非常缓慢的倾斜演习可能会与激活肌肉交感神经活性降低，应避免^42。
4. 连续监控对象的心血管参数以及他们的主观经验。试验应立即停止，并返回到拍摄对象的仰卧位置，如果满足任何下面的结束点的标准：血压为80毫米汞柱或以下;心脏速率是低于50，每分钟节拍数（bpm）或更高超过170 BPM的主体经验的症状，如头晕，发热，并要求停止或协议完成。
5. 除非有一个具体的启动晕厥的愿望，迅速终止测试在晕厥前症状和体征，避免坦诚晕厥的发作。
6. 20分钟后，倾动申请下体负压，同时仍然倾斜，为进一步的10分钟，在-20毫米汞柱。重要的是要告知下体负压即将发病的主题，以防止惊吓反应的感觉和声音的LBNP。
7. 10分钟后，增加LBNP另一个10分钟-40毫米汞柱。
8. 10分钟后，增加LBNP到-60毫米汞柱，并继续另外10分钟。在这个阶段结束时，关闭LBNP，并返回到仰卧姿势。
9. 这在理论上是可能的增加实现-80毫米汞柱LBNP如果晕厥前终点还没有达到在此阶段结束时的真空源。然而，在实践中，这种高层次的LBNP是不舒服的问题，的晕厥通常发生在立位应激水平要低得多，即使是在健康对照组。最大的OT录得50分钟（-60毫米汞柱），这是在秘鲁HIG与慢性高原病和极高血量的^43的 Ĥ海拔居民。
10. OT晕厥时间（分钟）被定义为从一开始的头的倾斜相。
11. 为了确保迅速终止晕厥的症状和体征的，所以要尽量减少晕厥或心搏停止的可能性，迅速恢复仰卧位是理想的（理想情况下〜1秒）。出于这个原因，一个手动倾斜表可能是优选的植物神经一个，它可能不具有这种快速转换的能力。返回的表稍微头向下的位置（-15℃），可促进更快地解决晕厥前事件。一旦所有变量返回到仰卧水平和解决任何症状，删除监控设备。
12. 除去下体负压室后，对被检者的腿和删除表带降低到其原始位置的脚踏板。确定主题定位板用自己的脚。
13. 在返回表直立的位置，指示紧张的腿部肌肉在整个过渡时期，以避免任何症状表的再度发生倾斜，以便他们下车^44,45。询问的主题坐下后走下表，以确保他们在离开实验室之前，是没有症状的。

Representative Results

使用此协议，所有科目的经验晕厥，正常或异常反应的定义主要是根据观察到这种反应所需要的时间。 OT晕厥时间（分钟）被定义为从发病直立倾斜。 OT在健康志愿者中的典型值可以根据年龄和性别表1中可以看出，早在测试中表现出与立位耐力晕厥患者，有85％内控制¹⁷相比，23％的-20毫米汞柱阶段的结束测试。正常的阈值定为20％的发病率晕厥^17。

在试验结束时的血流动力学反应分为三个基本类别：血管迷走神经性晕厥，体位性心动过速综合征（POTS），或自主神经衰竭^46。血管迷走神经性反应的特点是突然发生低血压和心动过缓，虽然每个COMPON的相对贡献耳鼻喉科可以相差很大，并已根据的VASIS分类^46,47特点。在成人的控制在图5中所示的代表性响应倾斜，压力感受性反射补偿汇集在下肢的血液通过血管收缩，反映在肱血流减少和增加舒张压，和心动过速。这种反应被保持，直到晕厥，此时突然有一种血管扩张和心动过缓的开关。在这种情况下，主体经历了晕厥，血管迷走神经性反应相关的症状，头晕和温暖。在健康对照组的倾斜，这是最常见的响应。

在自主神经衰竭的患者中，有没有适应血压调整到正常位置，一个缓慢而渐进的血压下降，小的或不存在的心立位应激反应。患者会出现症状，一旦交流达到ritical血压水平（通常在或低于80毫米汞柱⁴⁶的收缩压，虽然许多患者自主神经衰竭容忍血压比这低得多），代表的下限为脑自动调节。这种反应一般只发生在老年患者晕厥，往往会出现与其他相关疾病^46。

POTS的特点是由一个心脏率上升，30次在10分钟内的头直立倾斜，或以正直的心在超过120次^48,49，相关的晕厥症状。血压通常保持良好。这种疾病通常会影响年轻女性（<40岁），典型表现为晕厥，只是偶尔有晕厥^48。在心脏率立位应激反应轻快的儿童和青少年，所以其他的诊断标准，POTS，建议在这一人群中^50。

51晕厥脑血流速度的下降。有可能是脑血管自动调节功能障碍的患者的血管迷走性晕厥²²和POTS ^52。

在那些完整的压力反射控制血管阻力，将有肱动脉血流速度在逐步减少体位性压力，与前臂血管阻力增加。在健康对照组为100±12％的最大血管阻力响应被认为是正常的^21。较小的反应表明，有60％的患者的的受损血管性反应^19,21晕厥差低于80％，和83％的控制的反应超过此值的¹⁹ OT最大的血管阻力反应。与POTS患者往往有特别小的血管外周阻力的响应^21。那里是一个最大血管阻力响应和OT ¹⁹显着的正相关关系。典型的心脏率结束时的头倾斜阶段和峰值的心在立位应激反应在健康对照组是71-82 bpm和98-133 BPM ^16,21。

立位应激有一定程度的过度通气是常见的，与相 ​​关的减少在P _ET CO ₂ ^53。这往往会产生一个低碳酸脑血管收缩，周围血管扩张，有助于在晕厥，血压和脑血流减少。有些人是在P _ET CO _2的改建过度敏感，这可能是一个因素诱发晕厥事件^53。

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图1。手动，可调头倾斜表和LBNP室的手工设计使仰卧位之间的快速转换和倾斜，确保在测试结束的晕厥前症状的迅速复苏。A.使用该句柄表移动到不同的位置。B 。甲压力计监视协议LBNP期间的电平。C.木造腰部氯丁橡胶板被连接到腔室的顶部，以确保腔室是气密。D.带钳位的可调扶手肱超声探头。E.安全带对主题的腿最大限度地减少在立位应激的的骨骼肌抽水活动。F.使用杠杆调整表从-15到60°。G.踏板主体的高度可以调整，一旦他们的髂波峰的ta的中心被定位在BLE。

图2。头高位倾斜协议。客人是在协议中的三个不同的阶段：仰卧20分钟;倾斜20分钟和10分钟在-20毫米汞柱，-40毫米汞柱，和-60毫米汞柱下体负压。

图3。肱动脉血流速度测量。 A.臂丛超声波探头的位置之上的肱动脉启用测量前臂血流速度，和血管阻力响应计算。B.一旦到位，探针被使用一个可调节的夹具固定，以确保的声学效应的角度整个测试过程中不会改变。

图4。大脑中动脉血流速度的测量。 A. 2MHz的超声探头放置在窗口上方的颞大脑中动脉。示出大脑中动脉血流速度的一个例子示出在顶部面板。只是可见的的birfurcation点，与大脑前动脉波形为负偏转，使大脑中动脉的信心鉴定。底部的面板显示了一个例子，从大脑后动脉。虽然流简档是类似的中脑动脉，平均流速是较低和声学效应深度大，使便于两艘船之间的歧视。一旦就位，该探头是秒ured位置使用的塑料耳机（上部）或织物头带（低级）。

图5。例如跟踪，从一个成人的控制志愿者。拍来拍血压（BP），心电图（ECG），臂（BBFV）和脑血流速度（CBFV）。可以看出，在立位应激一个渐进的压力感受性反射介导性心动过速和血管收缩。晕厥，压力感受性反射的失败，并有血压和脑血流速度下降。

	立位耐力（分钟）
	男性			女性
年龄（岁）	20-35	36-50	> 50	20-35	36-50	> 50
意味着	35±1.4 *	35±1.7	35±1.7	29±1.5	31±1.8	37±2.3
20％的发病率	30	34	32	24	28	30
50％的发病率	34	37	36	29	32	38

表1中。预测次，晕厥在健康志愿者中，根据年龄和性别。立位耐力的平均±标准偏差，以及时代给定的值在20％和50％的个人经验rienced晕厥。 *表示显着性差异（P <0.05），男性和女性之间的年龄组内。有一个显着的相关性晕厥的年龄和发病相关（r = 0.63，P = 0.004），但女性而不是男性。合并后的数据组（n = 63）从EL-Bedawi和海恩斯沃思（1994年），和克莱顿，未发表的观察。

Discussion

这种技术是重现性好，有能力区分正常和异常反应具有很高的灵敏度和特异性，可以引起晕厥在所有科目，让患者反复发作晕厥的症状的识别。在临床上，可以区分，不同类型的晕厥，进行针对性的治疗和管理方法。可以很容易地评估干预措施的影响。额外的心血管监测，反射性的反应也可以进行评估。

为了区分某些类型的晕厥患者人群，立位应激时血浆儿茶酚胺的反应分析可能是有用的。然而，此过程的侵入性可能会干扰与OT ¹的准确测定。

这个协议可以很容易地进行修改，以特定的临床或研究的问题，或需要特定的populations。在60℃的情况下，可能难以维持，例如在脊髓损伤人群进行评估时，立位耐力不良的角度可以改变的表。在这种情况下，倾斜30-35°的可能是更合适的，可耐受^54-56。如果需要的话，可能会缩短协议，在特定的人群，停止后完成LBNP -20毫米汞柱-个人达到这个阶段结束基本上有一个正常的OT（ 表1）。这可能是适用的，如果目标是，以确定响应是否是异常或没有，但不一定是精确定义OT。这可能是在儿童人群中尤其是相关的。

常与自动表，回到仰卧的过渡是缓慢的，这样可以提高的可能性深刻的心动过缓或心跳停止，短暂的意识丧失，发生血管迷走神经性反应⁵⁷一致。因此，制造商的利益，表人与晕厥相关的病理生理及对症反应迅速恢复。

在测试过程中，一个有经验的生理学家，技术人员或护士必须存在的。作为医生是否也应该存在或不可用的情况下停搏或其他并发症^3,6,58（通话）是一个缺乏共识。实验室应该有阿托品心搏停止发生，以及心律转复除颤器。严重不良事件是罕见的，无死亡病例已报告^58。短暂的深刻性心动过缓或心跳停止可能伴随血管迷走神经性反应^4,24,46，但它们通常自发地恢复仰卧姿势的回报。癫痫样活动可能伴随晕厥^59，但也可避免在晕厥的测试终止。有一个倾斜引起的冠状动脉痉挛的情况下需要在在患者体内瓦特的心肺复苏报告第i个已知的冠状动脉血管痉挛性心绞痛^60。

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Tilt Table	Custom-build		Leeds, United Kingdom
Finometer	Finapres Medical Systems		Amsterdam, The Netherlands
Doppler Box	Compumedics		Singen, Germany
Doppler software	The DWL Doppler Company		Singen, Germany
Aquasonic Ultrasound gel	Parker Laboratories, Inc.		Fairfield, USA
Headbands	Lululemon		Burnaby, Canada
Headset	Canadian Tire		Burnaby, Canada
ECG	Finapres ECG Module, Finapres Medical Systems		Amsterdam, The Netherlands
Electrodes	Red Dot		Ontario, Canada
Antiseptic Isopropyl Alcohol Pads	Lernapharm		Quebec, Canada
O2Cap-Oxygen Analyser	Oxigraph Inc.		California, USA
Airlife Nasal Oxygen Cannula	Cardinal Health		Mountainview, USA
Powerlab 16/30	AD Instruments		Colorado Springs, USA