Summary
מטרת פרוטוקול זה היא להדגים את הטכניקות למדידת תגובות נזקי נפח דם מרכזי להפחית באמצעות לחץ שלילי גוף תחתון כמודל ניסיוני פולשנית של דימום אדם אשר ניתן להשתמש בם כדי לכמת את השילוב הכולל של מנגנוני פיצוי על גירעון נפח דם בבני אדם .
Abstract
דימום הוא הגורם המוביל של מקרי מוות הקשורים לטראומה, גם בגלל האבחון המוקדם של חומרת איבוד דם קשה. הערכת חולי דימום קשה כי כלים קליניים נוכחיים לספק מדדים של סימנים חיוניים שנותרו יציב במהלך השלבים המוקדמים של דימום בשל מנגנוני פיצוי. כתוצאה מכך, יש צורך להבין ולמדוד את השילוב הכולל של מנגנונים לפצות על נפח דם מופחת מחזורי וכיצד הם משתנים במהלך דימום פרוגרסיבי מתמשך. של מילואי הגוף כדי לפצות על נפח דם במחזור מופחת נקרא 'המילואים המפצים ". שמור המפצה ניתן להעריך במדויק עם מדידות בזמן אמת של שינויים בתכונות של צורת גל העורקים נמדדו עם השימוש במחשב רב עצמה. לחץ שלילי גוף תחתון (LBNP) הוכח לדמות רב של התגובות הפיזיולוגיות בבני אדם הקשורים דימום,והוא ממשמש לחקור את תגובת נזקי דימום. מטרת מחקר זה היא להדגים כיצד מפצה מילואים נבחנים במהלך הפחתות מתקדמות בנפח דם מרכזי עם LBNP כסימולציה של דימום.
Introduction
התפקיד החשוב ביותר של מערכת הלב וכלי הדם היא השליטה של זלוף נאותה (זרימת הדם ואת אספקת החמצן) לכל הרקמות של הגוף באמצעות רגולציה ההומיאוסטטית של לחץ הדם העורקי. מנגנונים שונים של פיצוי (למשל, פעילות מערכת עצבים אוטונומית, קצב התכווצות לב, שיבת ורידים, vasoconstriction, נשימה) לתרום לשמירה על רמות פיסיולוגיות של חמצן ברקמות. 1 ירידות במחזור נפח דם כגון אלה הנגרמים על ידי דימום יכולים להתפשר היכולת של מנגנוני פיצוי לב וכלי דם, ובסופו של דבר להוביל ללחץ דם נמוך עורק, היפוקסיה רקמות קשה, והלם דם שעלולה להיות קטלני.
הלם דם נגרם על ידי דימום חמור (כלומר, הלם המורגי) הוא גורם מוביל למוות עקב טראומה. 2 אחד ההיבטים המאתגרים ביותר של מניעת חולה מלפתח הלם הוא שלנוחוסר יכולת לזהות ההתפרצות המוקדמת שלה. מוקדם והערכה המדויקת של ההתקדמות לקראת הפיתוח של הלם כיום מוגבלת במסגרת הקלינית על ידי טכנולוגיות (כלומר, צגים רפואיים) המספקות מדידות של סימנים חיוניים שמשנות מעט מאוד בשלבים המוקדמים של איבוד דם בגלל מפצה הרב של הגוף מנגנונים להסדרת לחץ דם. 3-6 ככזה, את היכולת למדוד את סך כל העתודה של הגוף כדי לפצות על אובדן דם מייצגת את ההשתקפות המדויקת ביותר של מדינת זלוף רקמות את הסיכון לפתח הלם. 1 עתודה זו נקראת . מילואים מפצים אשר ניתן להעריך במדויק על ידי מדידות בזמן אמת של שינויים בתכונות של צורת גל העורקים 1 דלדול העתודה המפצה משכפל את חוסר היציבות קרדיווסקולרית המסוף שנצפתה בחולים אנושים עם התפרצות פתאומית של לחץ דם נמוך; מצב המכונה דקו המודינאמיתmpensation. 7
מערכת היחסים בין ניצול העתודה מפצה ויסות לחץ דם במהלך איבוד דם מתמשך בבני אדם ניתן להדגים במעבדה באמצעות מערך מקיף של מדידות פיסיולוגיות (למשל, לחץ דם, קצב לב, ריווי חמצן בדם עורקים, נפח פעימה, תפוקת לב, התנגדות כלי דם, קצב נשימה, אופי דופק, מצב נפשי, גא סוף CO 2, חמצן לרקמות) המסופקת על ידי ניטור פיסיולוגי רגיל במהלך הפחתות פרוגרסיבי מתמשכות בנפח הדם מרכזי דומה לאלה המתרחשות במהלך דימום. נפח הוריד הדם המרכזי יכול להיגרם פולשנית עם עליות פרוגרסיבית גוף תחתון שלילי לחץ (LBNP). 8 השימוש בשילוב זה של מדידות פיזיולוגיות LBNP, ההבנה המושגית של איך להעריך את יכולתו של הגוף כדי לפצות על נפח הדם המרכזי מופחת יכול להיות בקלות שדיםtrated. מחקר זה מתאר את הכנת prelab, ההפגנה בתגובה מפצה ביחס תגובות פיסיולוגיות אחרות בזמן דימום מדומה, ואת הערכת postlab של תוצאות. הטכניקות ניסיון הדרושים לביצוע מדידות של מילואים מפצים הם הפגינו מתנדבים אדם.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
לפני כל הליך אדם, דירקטוריון הסקירה המוסדי (IRB) חייב לאשר את הפרוטוקול. הפרוטוקול המשמש במחקר זה אושר על ידי הצבא האמריקאי למחקר רפואי ואמצעי הפיקוד IRB. הפרוטוקול נועד להדגים את התגובות הפיזיולוגיות של פיצוי לירידה הדרגתית בנפח דם המרכזי דומה לזו שחווה אנשים במהלך דימום מתמשך בסביבת מעבדה מבוקרת לשחזור. הטמפרטורה במעבדה חדר נשלטת על 23 - 25 ג.
1. הכנת ציוד
- הפעל ציוד ומכשירים הדורשים חימום וכיול.
הערה: ציוד ומכשירים כוללים מערכת לאיסוף וניתוח נתונים כדי להקליט נתונים של 1 הרץ; שני התקנים נפרדים המספקים פולשנית, מדידה רציפה של לחץ דם עורק זרוע ואת רווית חמצן עורקים (SpO 2) באמצעות שני חיישני שרוול אינפרא האדום נפרדים אצבע photoplethysmography 9-11; capnograph למדידת הקצה גא CO 2 וקצב נשימה; וכן oximeter הדופק אצבע לרכוש גל היקפי עורקי pulsatile למדידת ריזרב פיצוי. - לסנכרן את כל המכשירים עם שעונים פנימיים על ידי התאמת חותמת הזמן על כל מכשיר להתאים שעון אב מעבדה אשר ישמש לציון זמן במהלך הניסוי.
2. נושא ההכנה
- הדריכו את הנושא כדי להימנע קפאין, אלכוהול, ו- h 24 פעילות גופנית מאומצת לפני הבדיקה, וכדי להימנע מאכילת לפחות 2 שעות לפני הפרוטוקול במקרה decompensation המודינמי גורם בחילה.
- לפני תחילת הפרוטוקול, יש הרופא לבצע בדיקת סינון רפואית על מנת להבטיח את הנושא עומד בדרישות בריאות מינימאליות, ומבטיח בהעדר קריטריוני הדרה (שימוש בניקוטין, יתר לחץ דם, תפקוד אוטונומי, או היסטוריה של אפיזודות syncopal). מאז ההריון הוא כקריטריון לניפויהשתתפות, דורשת המשתתפת לקחת בדיקת הריון שתן רגילה ביום המחקר.
הערה: למען הביטחון של הנושא, רופא המחקר מוסמך באמצעי החייאה מתקדמת, והוא מצוי במהלך תקופת המחקר. א 'עגלת טיפול נמרץ' המאובזר זמין מיד לתמוך דרכי הנשימה, הנשימה של הנושא, ומחזור הדם במקרה של איבוד הכרה או הפרעות קצב לב חריפה המתרחשים במהלך ההליך LBNP. - ליידע את הנושא על ההליך, ולקבל הסכמה בכתב להשתתף במחקר.
הערה: הסבר לנושא כי מטרת המחקר היא להחיל LBNP עד תחילת decompensation לב וכלי דם (פרה-סינקופה). הסביר כי יש פרמטרי לב וכלי דם, אשר מגדירים את הנקודה הזאת, LBNP תיפסק כאשר פרמטרים קרדיווסקולריים הם נצפו. ליידע את הנושא כי הם עלולים גם חווים תסמינים הקשורים בדרך כלל עם פרה-סינקופה במהלך proce LBNPפרוצדורה. הדריכו את הנושא להודיע החוקר אם תופעות אלה מתרחשות ו LBNP מיד יפוטרו. - מניחים את החצאית ניאופרן LBNP בנושא. ודא כי החצאית היא צמודה סביב המותנים ופלג הגוף העליון כדי ליצור חותם אוויר חזק.
- הדריכו את הנושא היה שוכב פרקדן על המיטה של החדר LBNP בעוד רוכבת פוסט נייח לאבטח הטורסו במקום במהלך LBNP. הדרך את הנושא כדי להרפות את הגוף התחתון במהלך חשיפת LBNP. אבטח את הנושא לתוך תא LBNP ידי זזת מיטת ההחדרה מצרפת חצאית ניאופרן לפתיחת התא ליצור חותם אוויר חזק.
הערה: תא LBNP מספק את היכולת של במדויק (בתוך 0.1 מ"מ כספי) שליטה על הלחץ הפנימי בין 0 ל -100 מ"מ כספי באופן ידני או עם פרופיל ממוחשב. התא כולל אוכף מתכוונן כדי לאבטח את תנוחת הגוף של הנושא. חלונות פרספקס מנקה לאפשר להדמיה של הרגליים של הסובייקט.לוח מותני אלומיניום מתכווננת מאפשר חותם אוויר חזק להיוצר על ידי חצאית ניאופרן שלבשה הנושא ובית הנבחרים LBNP ברמה של ציצת הכסל (איור 1). - רל מקום (אק"ג) אלקטרודות מהימין והמפרקים לחים-clavicular שמאלה, ובצד ימין ועל שמאל צלעות תחתונות (סה"כ 4) בתצורה להוביל שנייה שונה (איור 1) עבור מדידה רציפה של קצב לב.
- מקם את הזרועות של הנבדק על משענות לידיים, מותאם כך בידי נתמכים בגובה הלב. באמצעות אזיקים אצבע בגודל מתאים, למקם photoplethysmography אצבע אינפרא אדום המכשיר על האצבעות האמצעיות ימין ועל שמאל למדידה לא פולשנית רציפה פעימה אל הקצב של לחץ דם.
- צרף את האזיקים אצבע אל צגים לחץ. כייל את לחץ מכשירים ולהקליט דם בהתאם להוראות היצרן. 12 זן מידע בנושא (גיל, מין, height, ומשקל) כדי לאפשר את ההנחות המתאימות לחישוב (אמיד) של נפח פעימה, תפוקת לב והתנגדות כלי דם היקפית ידי אלגוריתם Modelflow אם תרצה בכך. 13,14
- מניח את oximeter הדופק אצבע על אצבע יד ימין למדידה רציפה של מילואים מפצים 1,12 (איור 2).
- מניח צינורית אף בנושא ולהורות בכפוף לנשום דרך האף כדי להבטיח השתקפויות רגישות השראת תפוגה. דגימות אוויר באף תאפשרנה הנושא לדבר בחופשיות על דיווח עצמי של סימפטומים מתפתחים. חבר את צינורית האף אל capnograph עבור המדידה הרציפה של נשימה ולסיים CO 2 הגא.
3. ביצוע פרוטוקול LBNP
- התחל הקלטת נתונים על ידי לחיצה על הכפתור "התחל" על המערכת לאיסוף וניתוח נתונים. נתוני בסיס שיא במשך 5 דקות. ליזום את הרמה הראשונה של hypovole המרכזימיה ידי הפעלת מנוע הוואקום וקביעת לחץ שלילי כדי -15 מ"מ כספי, וחזק הלחץ הזה למשך 5 דקות. איור 3 מתאר את הפרוטוקול.
- להגדיל את LBNP ל -30 מ"מ כספי, וחזק הלחץ הזה למשך 5 דקות.
- להגדיל את LBNP כדי -45 מ"מ כספי, וחזק הלחץ הזה למשך 5 דקות.
- להגדיל את LBNP ל -60 מ"מ כספי, וחזק הלחץ הזה למשך 5 דקות.
- להגדיל את LBNP כדי -70 מ"מ כספי, וחזק הלחץ הזה למשך 5 דקות.
- המשך להגדיל את רמות LBNP ידי -10 מ"מ כספית כל 5 דקות עד סוף בפרוטוקול (5 דקות ב -100 מ"מ כספית LBNP) או נקודת decompensation המודינמי. לסיים את LBNP ידי לחיצה על כפתור שחרור לחץ על חדר LBNP.
הערה: המודינמי decompensation מזוהה על ידי ירידה חדה של לחץ הדם הסיסטולי מתחת ל -80 מ"מ כספית, או הנושא דיווחו על סימפטומים presyncopal כגון-אאוט אפור (הפסד של ראיית צבעים), ראיית מנהרה, הזעה, בחילה או סחרחורת (איור 4). - המשך נתוני הקלטה על המערכת לאיסוף וניתוח נתונים במהלך 10 דקות לאחר הפסקת LBNP (התאוששות postLBNP).
- להפסיק להקליט את הנתונים בסוף תקופת ההחלמה של 10 דקות על ידי לחיצה על כפתור "עצור" על מערכת לאיסוף וניתוח נתונים.
- לנתק את כל מכשור מהנושא ולהסיר את הנושא מאולם LBNP. שאל את הנושא לשבת לאחר פרישתו מבמת LBNP כדי לוודא שהם ללא סימפטום לפני היציאה מהמעבדה. המחקר הוא להשלים כעת.
- קבצי נתוני הורדה ממערכת הרכישה לכריית מדד ריזרב הפיצוי (CRI), לחץ דם ממוצע (MAP), קצב לב, ואת SpO 2 ערכים. 1,15,16
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
ההליך LBNP גורמת לירידה בלחץ האוויר סביב הגוף התחתון והרגליים. כפי הוואקום הזה הוא גדל בהדרגה, משמרות דם נפח מהראש ופלג גופו העליון אל פלג הגוף התחתון כדי ליצור מצב של hypovolemia המרכזי. ההפחתה המתקדמת בנפח דם מרכזי (כלומר, LBNP) מייצרת שינויים משמעותיים התכונות של צורת גל העורקים נמדד עם photoplethysmograph אצבע אינפרא האדום (איור 5). מדד ריזרב הפיצוי (CRI) מחושב מן גל הדופק העורקי רשם באמצעות אלגוריתם למידת מכונה ייחודי אשר מנתח שינויים במאפייני צורת גל לחשב עתודה מפצה מוערכת (איור 6). 1,15,16 כל צורת גל photoplethysmograph פולשני רציפה ( ייצג את 'צורת הגל החולה של העורקים' פיקוח) הוא קלטתי לחשב אומדן של התמורה של פרטשמורת satory (המיוצגת כמו 'ערך CRI') מבוסס על השוואה ל 'ספרייה' רבה של צורות גל הפניה (המיוצגת ב'ספריית צורת גל האלגוריתם ') שנוצרה מרמות המתקדמות של hypovolemia המרכזי.
בניסוי זה, נושא נחשף LBNP עד תחילת decompensation המודינמי אשר מתרחשת כאשר הגוף אינו מסוגל לפצות על hypovolemia. הערכים עבור לחץ דם ממוצע, קצב לב, SpO 2, ו CRI זממו נגד זמן (דהיינו, הקטנה מתקדמת בנפח דם מרכזי הנגרם על ידי הגדלת רמות של LBNP) מוצגת באיור 7. התוצאות של מופע ניסוי ששינויים ממוצע לחץ דם, קצב לב, SpO 2 להתרחש במהלך בשלבים המאוחרים של דימום (כלומר,> 15 דקות לתוך פרוטוקול קצב לב> 25 דקות של לחץ דם ממוצע ו SpO 2) תוך CRI יורדת מוקדם בהדרגה לאורך השלבים המרובים של LBNP.
סובלנות נפח הדם המרכזי מופחת מוגדרת הזמן מתחילת הניסוי כדי decompensation. בדוגמא זו, סובלנות הייתה כ 27.5 דקות ברמה של -70 מ"מ כספית LBNP. בהתבסס על ניסויים קודמים אשר תוכננו משווים את גודל האובדן דם בפועל עם LBNP, 8 איבוד דם שווה ערך כי הנושא שלנו היה מסוגל לסבול נאמד בכ 1.2 ל '
איור 1:. LBNP לשכת הנושא מוצג במצב שכיבה על המיטה של חדר LBNP. החצאית ניאופרן סביב המותניים של הנושא משמש ליצירת חותם אטום בתוך החדר LBNP. בעבר שפורסם קוק et al. 17
איור 2:. מכשיר ניטור ריזרב פיצוי המכשיר מורכב דופק oximeter פולשנית אצבע המעביר נתונים oximeter ואת צורת הגל הדופק באמצעות חיבור USB לצג מילואים מפצה. יחידת הצג מכילה אלגוריתם מחשבת ערך לעתודה מפצה המכונית מדד ריזרב הפיצוי (CRI) 1,12. נתונים נרשמים בכל פעימות לב בצג ומאוחסנים על כרטיס זיכרון. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
בתשובה לשאלה 3 "src =" / files / ftp_upload / 54,737 / 54737fig3.jpg "/>
איור 3. שינויים הדרגתיים LBNP במהלך ניסוי. במהלך פרוטוקול הניסוי, LBNP (מ"מ כספי) מותאם באופן הדרגתי (5 דקות '/ רמה) כדי לגרום hypovolemia המרכזי פרוגרסיבי. טבלה זו מראה LBNP הגדלת בין 0 ל -100 מ"מ כספית במהלך 40 דקות של פרוטוקול הניסוי. שונה מן Convertino et al. 18 אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
איור 4:. המודינמי decompensation לחץ דם לדוגמא (מ"מ כספית, מעקב צהוב) ואת הלחץ השלילי הגוף התחתון (מ"מ כספית, מעקב לבן) הקלטות מוצגים מתוך נושא בנקודת decompensation המודינמי. בנקודה של decompensation, לחץ דם הוא 78/55 מ"מ כספית, ואת הלחץ השלילי פלג הגוף התחתון הוא -60 מ"מ כספית. לחץ דם חוזר לקדמותו לאחר הפסקת לחץ שלילי פלג גוף תחתון. שונה מן Convertino et al. 1 אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
איור 5. העורקים Waveforms במהלך LBNP. הקלטות מדגם גל לחץ דם מוצגים במהלך המחקר (מעקב עליון) ובמהלך -60 מ"מ כספי בלחץ שלילי גוף תחתון (LBNP, עקיבה נמוכה). שינויי התכונות האופייניות של גל העורקים מוערכים להעריך מילואים מפצים. nk "> לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
איור 6:. איך CRI מחושבת תרשים סכמטי המתאר את תהליך מדד המילואים המפצים (CRI) אלגוריתם המשווה העתקי waveform לחץ דם פעימה אל הקצב עורק על מרווח של 30 פעימות לב (א) על "ספרייה" של גל (ב) שנאסף בני אדם חשופים הפחתות מתקדמות בנפח דם מרכזי עבור דור של ערך CRI מוערך (C). לשכפל מ Convertino et al. 15 אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
/54737fig7.jpg "/>
תוצאות המדגם איור 7. של ניסוי LBNP. ערכים של לחץ הדם הממוצע (MAP, מ"מ כספית), קצב הלב (HR, פעימות / דקה), ריווי חמצן עורקי (SpO 2,%), מדד ריזרב פיצוי (CRI) ו גוף תחתון לחץ שלילי (LBNP, מ"מ כספית) מוצגים עבור נושא אחד במהלך ניסוי LBNP. השורה המקווקות מייצגת את תחילת decompensation לב וכלי דם, לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
איור 8:. התכונות האופייניות של צורת גל עורקי שתי צורות גל מוצגים הממחישים את התכונות האופייניות של עורקי נפלט ושיקפה גל במהלך normovolemia ו hypovolemia. הקו האדום מציין את iצורת גל ntegrated כי נרשם שנצפה עקיבה. בעבר שפורסם Convertino et al. 1 אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
שימוש LBNP לגרום הפחתות מתקדמות ומתמשכות בנפח דם מרכזי, הצלחנו לגרום תגובה טיפוסית של decompensation המודינמי בנושא, המאופיינת התפרצות פתאומית של תת לחץ דם ו ברדיקרדיה (איור 7). חשוב להבין כי התגובה המפצה המשולבת דימום היא מורכבת מאוד, 19 וכתוצאה מכך השתנות פרט משמעותיות סבילות איבוד דם. 1 ככזה, כמה אנשים יש מנגנוני פיצוי תגובה יחסית בעוד שאחרים אינם מפצים בצורה יעילה. לכן, שלב קריטי הפרוטוקול הוא לבצע את הניסוי עד כדי ההתפרצות של decompensation לב וכלי דם כך סובלנות כדי hypovolemia ניתן להעריך במדויק. סיום המוקדם של הניסוי לא יספק נתוני סובלנות. הניסויים על יותר מ -250 בני אדם מוותרים לנו לסווג אנשים לשתי אוכלוסיות כלליות 1,15,20-23 - בעלי עמידות גבוהה יחסית (השלמת רמה -60 מ"מ כספית של פרוטוקול LBNP) נפח הדם המרכזי מופחת (כלומר, מפצים טוב) או שיש להם סובלנות נמוכה (מפצים עניים שלא הצליחו להשלים את הרמה -60 מ"מ כספית של פרוטוקול LBNP). שליש (33%) של בני האדם בדקנו יש סובלנות נמוכה, ושני שלישים (67%) מהנבדקים יש סובלנות גבוהה hypovolemia. הנושא נבדק במצגת (איור 7) יסווג כבעל רגישות גבוהה מאז השלים את -60 רמת mmHg LBNP.
LBNP היא טכניקה מבוססת היטב בחקר hypovolemia בבני אדם, ופתרון בעיות לעתים רחוקות נחוץ. עם זאת, באמצעות LBNP להעריך סבילות hypovolemia דורש כי הניסוי להתנהל עד לנקודה של פרה-סינקופה. אחד ממרכיבי המפתח של הניסוי הזה היא שמירה על סיכון מינימלי של אירוע שלילי (סינקופה) עבור נושא. כתוצאה מכך, כל הניסויים הם conducted בנוכחות רופא המחקר. בנוסף, כל הניסויים ייסגר מיידית על פי דרישה של הנושא או כאשר לחץ הדם הסיסטולי ירד מתחת ל -80 מ"מ כספית. הפסקת LBNP מיד מפיץ מחדש נפח הדם לאיברים חיוניים כמו המוח והלב, ובהמשך שחזור יציבות המודינאמית (איור 4).
כפי שניתן היה לצפות, החותם האטום סביב המותנים של הנושא הוא דרישה קריטית כדי לאפשר עליות המתקדמות לחץ שלילי בבית הבליעה. לפעמים, במיוחד ברמות גבוהות יותר LBNP, החותם האטום יכול להיות בסכנה. בשלב זה, ניתן לבצע שינויים על מנת לחזק את החותם על ידי הידוק השרוכים על חצאית ניאופרן או הצבת רפידות קצף בין מותני הנושא של ושולחן LBNP. מכשיר ואקום LBNP יכול להכיל דליפות קטין החותם מבלי להשפיע על הלחץ בתא.
התגובות המודינמי כדי LBNP ישהוכח לחקות לאלו שנצפו במהלך דימום. 8,17,24,25 השתמשנו LBNP ללמוד תגובות המפצות לדימום מתקדם במאמץ להעריך את המאמץ אינטגרטיבי של הגוף לשמור על יציבות קרדיו במהלך איבוד דם (מילואים מפצים) וכדי לספק מדידה של מילואים מפצים. בעוד LBNP הוא מודל תקף ללימוד תגובות נזקי דימום בבני אדם, מגבלה של טכניקה זו היא עדר גורמים אחרים הקשורים בדרך כלל דימום כגון טראומה וכאב. ברור, את ההשפעות של גורמים אלה על התגובות המודינמי לדימום לא ניתן להעריך על ידי hypovolemia מושרה LBNP במתנדבים אנושיים.
עולה בקנה אחד עם תצפיות שדווחו בעבר 1,15,16 השתמשנו במודל של דימום LBNP על מנת להוכיח כי המדידה של השמורה המפצה מזהה מסלול כדי המודינמי חוסר יציבות (decompensation) מבעוד מועד הקליני שלשינויי ignificant ב סימנים חיוניים זמינים כרגע. זוהי נקודה חשובה להבין מאז להכרה הקודמת של דחיפות קלינית היא קריטית לשיפור תוצאות מטופל, במיוחד בסביבה הרפואית החירום. 26-34 שיטות קיימות לניבוי decompensation קרדיווסקולרית להסתמך על סימנים חיוניים מסורתיים שאינו משתנים עד תחילת decompensation . היכולת של אלגוריתם CRI להעריך שינויים רציפים תכונות של צורת גל העורקים מאפשרת לימוד מכונה של המצב הקליני של החולה האינדיבידואלי. בהקשר זה, מדידה רציפה בזמן האמת של השמורה המפצה מספקת את הטכניקה הרגישה והספציפית ביותר להעריך את הסובלנות של כל פרט לאובדן דם, מהווה שיפור משמעותי על פני שיטות קיימות לניבוי הלם המורגי במסגרת הקלינית.
חשוב להכיר את פלט אלגוריתם CRI כמשקף את האינטגרציה של כל physiמנגנוני פיצוי ological מעורב פיצוי על גירעון יחסית במחזור נפח הדם. רעיון זה הגיוני מאז צורת גל עורקי מורכב של שני גלים ברורים - הגל הנפלט (הנגרם על ידי התכווצות של הלב) ואת הגל שקף (שיצר גל עורקי המשקף חזרה בכלי הדם העורקי). כל מנגנוני פיצוי המשפיעים תפוקת הלב (למשל, פעילות העצבים האוטונומית, מילוי הלב, הנשימה, תרופות לב, וכו ') נמצאים בתוך התכונות של גל נפלט בעוד כל מנגנוני פיצוי המשפיעים התנגדות כלי הדם (למשל, פעילות העצבים הסימפתטית, קטכולאמינים במחזור , pH העורק או CO 2, גמישות עורקת, התכווצויות שרירים, וכו ') מיוצג על ידי תכונות של הגל שקף. 1 כפי שמודגם באיור 8, התכונות האופייניות לשנות במובהק מן גל יחיד לכאורה עם לא קטןטצ במצב normovolemic (פנל משמאל) לשני גלים מופרדים עם בהירויות קטנות של גובה ורוחב בתנאים של נפח דם המרכזי מופחת (פנל מימין) כגון מתרחש במהלך דימום. ככזה, שינויים בתכונות של צורת גל העורקים בתגובת הדימום לתת יכולת ניבוי פרט ייחודית ספציפית להעריך את יכולתו של אחד כדי לפצות כראוי איבוד דם. כל מילואים המפצה של הפרט מוערך כראוי בזמן אמת כי יכולת הלמידה החישובית של חשבונות אלגוריתם CRI עבור נפגעת במחזור נפח הדם כפי שהוא "לומד" ו "מנרמל" המכלול של מנגנוני פיצוי המבוסס על תכונות צורת הגל העורקי של הפרט. 1 בהקשר זה, שמור המפצה הוא מדד מעולה של המצב הפיזיולוגי של מטופל דימום יותר מכל אחד או שילוב של סימנים חיוניים.
CRI כבר גם estimatאד במקרה מדווח מעבר בסביבת מעבדת LBNP הסטנדרטית. מדידות מילואים מפצות התקבלו בני אדם בתנאים של זלוף רקמות נפגעים הנגרמת על ידי נשלט דימום 16, טראומת 1, טראומה ואחריו ספסיס 35, דלקת תוספתן חריפה 35, לשרוף פציעה 35, hematemesis מהסיבית 35, לידה 35, מדום לב 35, טכיקרדיה orthostatic היציבה 35, hypovolemia מתקדמת עם חום מתח 35, ו קדחת מדממת דנגי. 1 תוצאות אלו מצביעות כי מדידת מילואים מפצים באמצעות אלגוריתם CRI ספקה אבחון מטופל מדויק בתנאים קליניים של זלוף רקמות נפגעים הקשורים לכאב פגיע ברקמות, ו משתנות אתגרים סביבתיים.
היכולת למדוד את השינוי המפצה בא לידי ביטוי באובדן דם היא קריטית במתן טיפול אקוטי ב להגיחבמצבי ncy בשני תרחישים צבאיים ואזרחיים. טכניקת LBNP תמשיך לשמש כמודל תקף של דימום אנושי כדי לספק נתונים ליצירה, לבדוק ולשפר אלגוריתמי מכשירים עתידיים למדוד ריזרב פיצוי.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Acknowledgments
עבודה זו נתמכת על ידי מימון מארה"ב הצבא, למחקר רפואי ואמצעי הפיקוד, לחימה הנפגעת Care Program. אנו מודים סיעודי קווין ס אייקרס, MD וגב קריסטן ר בורית על עזרתם עושה את הווידאו.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Dynamic Research Evaluation Workstation (DREW) data acquisition syetem | NA | NA | Custom Built by ISR personnel. The DREW allows for time synchronization of both digital and analog signal data collection from up to 16 independent instruments with a sampling rate of 1,000 Hz. |
| Finometer | Finapress Medical Systems (FMS) | Model 1 | Device that provides noninvasive, continuous measurements of brachial artery blood pressure and arterial oxygen saturation (SpO2) using two separate infrared finger photophlethymography cuff sensors. |
| BCI Capnocheck Plus | Smith Medical PM Inc. | 9004 | Capnograph used to measure end tidal CO2 and respiration rate |
| CipherOX | Flashback Technologies Inc. | R200 | Investigational device used to calculate Compensatory Reserve Index (CRI) |
| Nonin 9560 Pulse Oximeter | Nonin | 9560 | finger pulse oximeter |
| Lower Body Negative Pressure Chamber (LBNP) | NASA | 79K32632-1 | Custom Chamber built by NASA |
| ECG Biotach | Gould | 13-6615-65 | Electrocardiograph for measuring ECG |
| Nasal CO2 Sample Line | Salter Labs | REF 4000 | Latex free nasal cannula for sampling expired air |
References
- Convertino, V. A., Wirt, M. D., Glenn, J. P., Lein, B. C. The compensatory reserve for early and accurate prediction of hemodynamic compromise: a review of the underlying physiology. Shock. 45 (6), 580-590 (2016).
- Eastridge, B. J., et al. Death on the battlefield (2001-2011): Implications for the future of combat casualty care. Journal of Trauma and Acute Care Surgery. 73 (6), S431-S437 (2012).
- Orlinsky, M., Shoemaker, W., Reis, E. D., Kerstein, M. D. Current controversies in shock and resuscitation. Surg. Clin. North Am. 81 (6), 1217-1262 (2001).
- Wo, C. C. J., et al. Unreliability of blood pressure and heart rate to evaluate cardiac output in emergency resuscitation and critical illness. Crit Care Med. 21, 218-223 (1993).
- Bruijns, S. R., Guly, H. R., Bouamra, O., Lecky, F., Lee, W. A. The value of traditional vital signs, shock index, and age-based markers in predicting trauma mortality. J Trauma Acute Care Surg. 74 (6), 1432-1437 (2013).
- Parks, J. K., Elliott, A. C., Gentilello, L. M., Shafi, S. Systemic hypotension is a late marker of shock after trauma: a validation study of Advanced Trauma Life Support principles in a large national sample. Am. J. Surg. 192 (6), 727-731 (2006).
- Brunauer, A., et al. The arterial blood pressure associated with terminal cardiovascular collapse in critically ill patients: a retrospective cohort study. Crit Care. 18 (6), 719 (2014).
- Hinojosa-Laborde, C., et al. Validation of lower body negative pressure as an experiomental model of hemorrhage. J. Appl. Physiol. 116, 406-415 (2014).
- Martina, J. R., et al. Noninvasive continuous arterial blood pressure monitoring with Nexfin(R). Anesthesiology. 116 (5), 1092-1103 (2012).
- Imholz, B. P., Wieling, W., Langewouters, G. J., van Montfrans, G. A. Continuous finger arterial pressure: utility in the cardiovascular laboratory. Clin. Auton. Res. 1 (1), 43-53 (1991).
- Imholz, B. P. M., Wieling, W., van Montfrans, G. A., Wesseling, K. H. Fifteen years experience with finger arterial pressure monitoring: assessment of technology. Cardiovasc. Res. 38, 605-616 (1998).
- Roelandt, R. Finger pressure reference guide. , Finapres Medical Systems BV. (2005).
- Harms, M. P. M., et al. Continuous stroke volume monitoring by modelling flow from non-invasive measurement of arterial pressure in humans under orthostatic stress. Clin. Sci. 97, 291-301 (1999).
- Leonetti, P., et al. Stroke volume monitored by modeling flow from finger arterial pressure waves mirrors blood volume withdrawn by phlebotomy. Clin. Auton. Res. 14 (3), 176-181 (2004).
- Convertino, V. A., Grudic, G., Mulligan, J., Moulton, S. Estimation of individual-specific progression to impending cardiovascular instability using arterial waveforms. J. Appl. Physiol(Bethesda, Md :1985). 115 (8), 1196-1202 (2013).
- Convertino, V. A., et al. Individual-specific, beat-to-beat trending of significant human blood loss: the compensatory reserve. Shock. 44 (Supplement 1), 27-32 (2015).
- Cooke, W. H., Ryan, K. L., Convertino, V. A. Lower body negative pressure as a model to study progression to acute hemorrhagic shock in humans. J. Appl. Physiol. 96, 1249-1261 (2004).
- Convertino, V. A., et al. Inspiratory resistance maintains arterial pressure during central hypovolemia: implications for treatment of patients with severe hemorrhage. Crit Care Med. 35 (4), 1145-1152 (2007).
- Carter, R. III, Hinojosa-Laborde, C., Convertino, V. A. Variability in integration of mechanisms associated with high tolerance to progressive reductions in central blood volume: the compensatory reserve. Physiol Reports. 4 (1), (2016).
- Convertino, V. A., Sather, T. M. Vasoactive neuroendocrine responses associated with tolerance to lower body negative pressure in humans. Clin. Physiol. 20, 177-184 (2000).
- Convertino, V. A., et al. Use of advanced machine-learning techniques for noninvasive monitoring of hemorrhage. J. Trauma. 71 (1 Suppl), S25-S32 (2011).
- Convertino, V. A., Rickards, C. A., Ryan, K. L. Autonomic mechanisms associated with heart rate and vasoconstrictor reserves. Clin. Auton. Res. 22, 123-130 (2012).
- Rickards, C. A., Ryan, K. L., Cooke, W. H., Convertino, V. A. Tolerance to central hypovolemia: the influence of oscillations in arterial pressure and cerebral blood velocity. J. Appl. Physiol. 111 (4), 1048-1058 (2011).
- Johnson, B. D., et al. Reductions in central venous pressure by lower body negative pressure of blood loss elicit similar hemodynamic responses. J. Appl. Physiol. 117, 131-141 (2014).
- van Helmond, N., et al. Coagulation Changes during Lower Body Negative Pressure and Blood Loss in Humans. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 309, H1591-H1597 (2015).
- Gerhardt, R., Berry, J., Blackbourne, L. Analysis of life-saving interventions performed by out-of-hospital combat medical personnel. J. Trauma. 71, S109-S113 (2011).
- Pinsky, M. R. Hemodynamic evaluation and monitoring in the ICU. Chest. 132 (6), 2020-2029 (2007).
- Rivers, E., et al. Early goal-directed therapy in the treatment of severe sepsis and septic shock. N.Engl.J.Med. , 1368-1377 (2001).
- Rivers, E. P., et al. The influence of early hemodynamic optimization on biomarker patterns of severe sepsis and septic shock. Crit Care Med. 35 (9), 2016-2024 (2007).
- Rivers, E. P., Coba, V., Whitmill, M. Early goal-directed therapy in severe sepsis and septic shock: a contemporary review of the literature. Curr Opin Anaesthesiol. 21 (2), 128-140 (2008).
- Cap, A. P., Spinella, P. C., Borgman, M. A., Blackbourne, L. H., Perkins, J. G. Timing and location of blood product transfusion and outcomes in massively transfused combat casualties. J. Trauma. 73, S89-S94 (2012).
- Spinella, P. C., Perkins, J. G., Grathwohl, K., Beekley, A., Holcomb, J. B. Warm fresh whole blood is independently associated iwth improved survival for patients with combat-related traumatic injuries. J. Trauma. 66, S69-S76 (2009).
- Kragh, J., et al. Survival with emergency tourniquet use to stop bleeding in major limb trauma. Ann Surgery. 249 (1), 1-7 (2009).
- Chung, K. K., et al. Continous renal replacement therapy improves survival in severly burned military casualties with acute kidney injury. J. Trauma. 64, S179-S187 (2008).
- Stewart, C. L., et al. The compensatory reserve for early and accurate prediction of hemodynamic compromise: case studies for clinical utility in acute care and physical performance. J Special Op. Med. 16, 6-13 (2016).
