Summary
Formålet med denne protokol er at demonstrere teknikkerne til måling af kompenserende reaktioner på reduceret blodvolumen central hjælp underkrop undertryk som en ikke-invasiv eksperimentel model af den menneskelige blødning, som kan bruges til at bestemme den samlede integration af kompenserende mekanismer til volumen underskud blod hos mennesker .
Abstract
Blødning er den førende årsag til traume-relaterede dødsfald, dels fordi tidlig diagnosticering af sværhedsgraden af blodtab er vanskelig. Vurdering af hemorrhaging patienter er vanskelig, fordi de nuværende kliniske værktøjer giver foranstaltninger af vitale tegn, der forbliver stabil under de tidlige stadier af blødning på grund af kompenserende mekanismer. Der er derfor et behov for at forstå og måle den totale integration af mekanismer, som kompenserer for nedsat blodvolumen cirkulerer, og hvordan de ændres under igangværende progressiv blødning. Kroppens reserve for at kompensere for reduceret blodvolumen cirkulerer kaldes "kompenserende reserve«. Den kompenserende reserve kan præcist vurderes med real-time målinger af ændringer i de elementer i det arterielle bølgeform målt ved brug af en høj-drevne computer. Lower Krop Undertryksteknologier (LBNP) har vist sig at simulere mange af de fysiologiske reaktioner hos mennesker er forbundet med blødning,og benyttes til at undersøge den kompenserende reaktion på blødning. Formålet med denne undersøgelse er at demonstrere, hvordan kompenserende reserve vurderes under progressive reduktioner i det centrale blodvolumen med LBNP som en simulering af blødning.
Introduction
Den vigtigste funktion af det kardiovaskulære system er styringen af passende perfusion (blodgennemstrømning og ilttilførsel) til alle væv i kroppen gennem homeostatiske regulering af arterielt blodtryk. Forskellige mekanismer for kompensation (fx autonome nervesystem aktivitet, hjertefrekvens og kontraktilitet, venøst tilbageløb, vasokonstriktion, respiration) bidrager til at opretholde normale fysiologiske niveauer af ilt i vævene. 1 Reduktioner i cirkulerende blodvolumen som dem forårsaget af blødning kan kompromittere evnen af cardiovaskulære kompenserende mekanismer og i sidste ende føre til lavt arterieblodtryk, alvorlig hypoxi, og cirkulatorisk shock, der kan være dødelig.
Kredsløbsshock forårsaget af alvorlig blødning (dvs. hæmoragisk shock) er en førende årsag til dødsfald på grund af traumer. 2 Et af de mest udfordrende aspekter ved at forhindre en patient i at udvikle shock er voresmanglende evne til at erkende sin tidlige debut. Tidlig og nøjagtig vurdering af progressionen mod udviklingen af chok i øjeblikket er begrænset i den kliniske omgivelser ved hjælp af teknologier (dvs. medicinske monitorer), som giver målinger af vitale tegn, der ændres meget lidt i de tidlige stadier af blodtab på grund af kroppens mange kompenserende mekanismer til at regulere blodtrykket. 3-6 Som sådan evnen til at måle den samlede sum af kroppens reserve til at kompensere for blodtab repræsenterer den mest nøjagtig afspejling af vævsperfusion tilstand og risikoen for at udvikle shock. 1 Denne reserve kaldes . kompenserende reserve, der kan præcist vurderes ved tidstro målinger af ændringer i træk af det arterielle bølgeform en Udtømning af den kompenserende reserve replikerer terminalen kardiovaskulær ustabilitet observeret hos kritisk syge patienter med pludseligt indsættende hypotension; en tilstand kendt som hæmodynamisk decompensation. 7
Forholdet mellem udnyttelsen af den kompenserende reserve og regulering af blodtrykket under løbende blodtab hos mennesker kan påvises i laboratoriet ved hjælp af et omfattende sæt af fysiologiske målinger (f.eks blodtryk, puls, arterieblod iltmætning, slagvolumen, minutvolumen, vaskulær modstand, respirationsfrekvens, puls karakter, mental tilstand, end-tidal CO2, væv ilt), som standard fysiologisk overvågning under kontinuerlig progressive reduktioner i det centrale blodvolumen ligner dem, der opstår under blødning. Sænket centrale blodvolumen kan induceres ikke-invasivt med progressive stigninger i Nedre Krop Negative Pressure (LBNP). 8 Brug denne kombination af fysiologiske målinger og LBNP, den konceptuelle forståelse af, hvordan at vurdere kroppens evne til at kompensere for nedsat blodvolumen central nemt kan være dæmonercentreret. Denne undersøgelse viser prelab forberedelse, demonstration af kompenserende reaktion i forhold til andre fysiologiske reaktioner under simuleret blødning, og postlab evaluering af resultater. De eksperimentelle teknikker, der er nødvendige for at foretage målinger kompenserende reserve demonstreret i et menneske frivillig.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Forud for enhver menneskelig procedure, skal den institutionelle Review Board (IRB) godkende protokollen. Den protokol, der anvendes i denne undersøgelse blev godkendt af den amerikanske hær Medical Research og Materiel Kommando IRB. Protokollen er designet til at demonstrere de fysiologiske reaktioner i erstatning til en gradvis reduktion i det centrale blodvolumen svarer til den opleves af personer under igangværende blødning i et kontrolleret og reproducerbar laboratorium indstilling. Laboratoriet Rumtemperaturen styres ved 23-25 ˚C.
1. Klargøring af udstyr
- Tænd udstyr og anordninger, der kræver opvarmning og kalibrering.
BEMÆRK: Udstyr og anordninger indbefatter et datafangstsystem til at registrere data på 1 Hz; to separate enheder, som giver invasive, kontinuerlige målinger af brachialarterie blodtryk og arteriel iltmætning (SpO 2) ved hjælp af to separate infrarøde finger fotoplethysmografi manchet sensorer 9-11; en capnograph til måling af end-tidal CO2 og respirationsfrekvens; og en finger pulsoximeter at erhverve perifere pulserende arterielle bølgeformer til måling Kompenserende Reserve. - Synkronisere alle instrumenter med interne ure ved at justere tidsstempel på hvert instrument, der passer til et laboratorium mester ur, der vil blive anvendt til at markere tid under eksperimentet.
2. Med forbehold Forberedelse
- Instruer motivet for at undgå koffein, alkohol, og anstrengende motion 24 timer før testning, og for at undgå at spise mindst 2 timer før protokollen i tilfælde af, at hæmodynamisk dekompensation inducerer kvalme.
- Inden initiering af protokollen, har lægen udføre en medicinsk screening eksamen for at sikre emnet opfylder minimale sundhedskrav, og sikrer fravær af udelukkelseskriterierne (nikotin brug, forhøjet blodtryk, autonom dysfunktion, eller historie synkopale episoder). Da graviditet er en udelukkelse kriterium fordeltagelse, kræver kvindelige deltagere at tage en standard uringraviditetstest på dagen for undersøgelsen.
BEMÆRK: For sikkerheden for emnet, er undersøgelsen læge certificeret i avanceret liv støtte, og er til stede i løbet af undersøgelsen. En fuldt udstyret "nedbrud vogn« er umiddelbart tilgængelige til at understøtte emnet luftveje, åndedræt, og omsætning i tilfælde af tab af bevidsthed eller en akut hjertearytmi, der finder sted i løbet af LBNP procedure. - Informer emnet om proceduren, og få skriftlig tilladelse til at deltage i undersøgelsen.
BEMÆRK: Forklar til emnet, at målet med undersøgelsen er at anvende LBNP indtil indtræden af hjerte-kar-dekompensation (præsynkope). Forklar, at der er hjerte-kar-parametre, der definerer dette punkt, og LBNP vil blive afsluttet, når der observeres disse kardiovaskulære parametre. Informer det emne, de kan også opleve symptomer typisk er forbundet med præsynkope under LBNP procedure. Instruer motivet til at underrette investigator, hvis disse symptomer opstår og LBNP vil straks blive opsagt. - Placer neopren LBNP nederdel om emnet. Sørg for, at skørtet er lunt omkring taljen og kroppen for at skabe en lufttæt forsegling.
- Instruer motivet til at lægge liggende på sengen af LBNP kammer mens skrævende en stationær stilling til at sikre torso på plads under LBNP. Instruer motivet til at slappe af den lavere instans under LBNP eksponering. Fastgør emnet ind i LBNP kammeret ved at skubbe sengen ind i kammeret og fastgørelse af neopren skørt til kammeret åbning for at skabe en lufttæt forsegling.
BEMÆRK: LBNP kammer tilvejebringer evnen til nøjagtigt (inden 0,1 mmHg), der styrer det indre tryk fra 0 til -100 mmHg enten manuelt eller med et edb-profil. Kammeret omfatter en justerbar sadel at sikre individets krop position. Klare plexiglas vinduer giver mulighed for visualisering af fagets ben.En justerbar aluminium talje board muliggør en lufttæt forsegling skal skabes af en neopren skørt båret af motivet og LBNP kammeret på niveau med hoftebenskammen (figur 1). - Placer elektrokardiogram (EKG) elektroder på højre og venstre humorale-clavicula leddene, og til højre og venstre nederste ribben (i alt 4) i en modificeret bly II konfiguration (figur 1) til kontinuerlig måling af pulsen.
- Placer motivet arme på armlænene, justeres, således at hænderne er understøttet på hjerte niveau. Brug passende størrelse finger manchetter, placere en infrarød finger fotoplethysmografi enhed på venstre og højre langfinger til kontinuerlig noninvasiv beat-to-beat måling af blodtryk.
- Fastgør finger manchetter til trykket skærme. Kalibrer enheder og optage blodtryk i overensstemmelse med producentens anvisninger. 12 Indtast emne oplysninger (alder, køn, HEIGht, og vægt) for at aktivere de relevante forudsætninger for beregning (skøn) af slagvolumen, minutvolumen og perifer vaskulær modstand ved Modelflow algoritmen, hvis det ønskes. 13,14
- Placér oximeter fingeren pulsen på højre pegefinger til kontinuerlig måling af kompenserende reserve 1,12 (figur 2).
- Placer en nasal kanyle om emnet og instruere motivet til at trække vejret gennem næsen for at sikre følsomme refleksioner i indånding og udånding. Nasal luft prøvetagning vil tillade emnet at tale frit for selvrapportering af udviklingslandene symptomer. Slut nasal kanyle til capnograph til kontinuerlig måling af respiration og ender tidevandsenergi CO 2.
3. Udførelse af LBNP protokollen
- Start dataregistrering ved at klikke på "Start" knappen på datafangst system. Optag baseline data for 5 min. Indled det første niveau af centrale hypovolemia ved at tænde for vakuum motor og indstilling undertryk til -15 mmHg, og hold dette pres i 5 min. Figur 3 skitserer protokollen.
- Øg LBNP til -30 mmHg, og hold dette pres i 5 min.
- Øg LBNP til -45 mmHg, og hold dette pres i 5 min.
- Øg LBNP til -60 mmHg, og hold dette pres i 5 min.
- Øg LBNP til -70 mmHg, og hold dette pres i 5 min.
- Fortsæt med at øge LBNP niveauer ved -10 mmHg hver 5 min indtil udgangen af protokollen (5 min ved -100 mmHg LBNP) eller det punkt hæmodynamisk inkompensation. Afslut LBNP ved at trykke på trykudligning på LBNP kammeret.
BEMÆRK: Hæmodynamisk dekompensation er identificeret ved en brat fald i det systoliske arterietryk under 80 mmHg, eller motivet rapportering presyncopal symptomer såsom grå-out (tab af farvesyn), tunnelsyn, svedeture, kvalme eller svimmelhed (figur 4). - Fortsæt registrering af data om dataindsamlingssystemet løbet af 10 minutter efter ophør af LBNP (postLBNP nyttiggørelse).
- Stop optagelse af data ved slutningen af den 10-min restitutionsperiode ved at klikke på knappen "Stop" på datafangst system.
- Frigør alle instrumentering fra motivet, og tag emnet fra LBNP kammer. Spørg emnet at sidde efter at træde ned fra LBNP platform for at sikre at de er symptomfri, inden de forlader laboratoriet. Undersøgelsen er nu færdig.
- Hent datafiler fra købet system til udvinding af kompenserende Reserve Index (CRI), middel arterietryk (MAP), puls, og SpO 2 værdier. 1,15,16
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Den LBNP procedure forårsager en reduktion i lufttrykket omkring den nedre torso og ben. Da dette vakuum er progressivt, at skift blodvolumen fra hovedet og overkroppen til den nederste del af kroppen skabe en tilstand af central hypovolæmi. Den gradvise reduktion i det centrale blodvolumen (dvs. LBNP) frembringer betydelige ændringer i de elementer i det arterielle bølgeform målt med den infrarøde finger photoplethysmograph (figur 5). Den kompenserende Reserve Index (CRI) beregnes ud fra det registrerede arterielle puls bølge ved hjælp af en unik maskine learning algoritme, der analyserer ændringer i bølgeform karakteristika til at beregne en estimeret kompenserende reserve (figur 6). 1,15,16 Hver kontinuerlig invasiv photoplethysmograph bølgeform ( repræsenteret som den overvågede "Patientens Arteriel Waveform«) er input til at beregne et skøn over en persons kompenSatory reserve (repræsenteret som "CRI Estimate«) baseret på sammenligning med en stor "bibliotek" af reference- kurveformer (repræsenteret som "Algoritme Waveform Library) genereres fra progressive niveauer af central hypovolæmi.
I dette forsøg blev et individ eksponeret for LBNP indtil indtræden af hæmodynamiske dekompensation der opstår, når kroppen er ikke længere i stand til at kompensere for hypovolæmi. Værdierne for gennemsnitligt arterietryk, hjertefrekvens, SpO 2 og CRI plottet mod tid (dvs. progressive reduktioner i det centrale blodvolumen forårsaget af stigende niveauer af LBNP) er vist i figur 7. Resultaterne af eksperimentet viser, at ændringer i middel arterietryk, hjertefrekvens, og SpO 2 forekomme under de senere faser af blødning (dvs.> 15 min ind i protokollen for puls og> 25 min for gennemsnitlige arterielle tryk og SpO 2) Mens CRI aftager tidligt og progressivt gennem flere trin af LBNP.
Tolerance til nedsat blodvolumen central defineres som tiden fra begyndelsen af forsøget til dekompensation. I dette eksempel tolerance var ca. 27,5 minutter ved et niveau på -70 mmHg LBNP. Baseret på tidligere forsøg, der var designet til at sidestille størrelsen af faktiske blodtab med LBNP, 8 svarer blodtab, at vores forbehold var i stand til at tolerere blev anslået til ca. 1,2 L.
Figur 1:. LBNP kammer A emne er vist i rygleje på sengen af LBNP kammeret. Den neopren nederdel omkring motivets taljen bruges til at skabe en lufttæt forsegling i LBNP kammeret. Tidligere offentliggjort i Cooke et al. 17
Figur 2:. Kompenserende Reserve overvågningskomponenter Enheden består af en noninvasiv finger pulsoximeter, der transmitterer pulsoximeter og kurveformsdata data via en USB-forbindelse til en kompenserende reserve skærm. Skærmen Enheden indeholder en algoritme, der beregner en værdi for kompenserende reserve kendt som kompenserende Reserve Index (CRI) 1,12. Data registreres ved hvert hjerteslag og vises på skærmen og gemmes på et hukommelseskort. Klik her for at se en større version af dette tal.
re 3 "src =" / files / ftp_upload / 54.737 / 54737fig3.jpg "/>
Figur 3. Trinvis Ændringer i LBNP Under eksperiment. Under eksperimentelle protokol, LBNP (mmHg) justeres på en trinvis måde (5 min / niveau) for at inducere progressiv central hypovolæmi. Dette diagram viser LBNP stigende fra 0 til -100 mmHg i løbet af 40 min af en forsøgsprotokol. Modificeret fra Convertino et al. 18 Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 4:. Hæmodynamisk Dekompensation Sample blodtryk (mm Hg, gul sporing) og underkrop undertryk (mmHg, hvid tracing) optagelser vises fra et emne på det sted, hæmodynamisk inkompensation. Ved punktet af dekompensation, blodtryk er 78/55 mmHg og underkrop undertryk er -60 mmHg. Blodtrykket vender tilbage til normal efter ophør af underkroppen undertryk. Modificeret fra Convertino et al. 1 Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 5. Arterielle kurver Under LBNP. Sample optagelser af arterielle tryk kurver vises under baseline (øverste sporing) og i løbet af -60 mmHg underkrop undertryk (LBNP, lavere sporing). Ændringerne i de karakteristiske træk ved de arterielle bølgeformer vurderes at estimere kompenserende reserve. nk "> Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 6:. Hvordan CRI beregnes diagram, som illustrerer fremgangsmåden ifølge den kompenserende reserve index (CRI) algoritme, der sammenligner slag-til-slag arterielle blodtryk bølgeform tracings i et interval fra 30 hjerteslag (A) til et "bibliotek" af kurveformer (B) indsamlet fra mennesker, der udsættes for progressive reduktioner i det centrale volumen til generering af en estimeret CRI-værdi (C) blod. Gengivet fra Convertino et al. 15 Klik her for at se en større version af dette tal.
/54737fig7.jpg "/>
Figur 7. Sample Resultater fra en LBNP eksperiment. Værdier af Mean arterielt tryk (MAP, mmHg), hjertefrekvens (HR, beats / min), arteriel iltmætning (SpO 2,%), kompenserende Reserve Index (CRI) og Nedre Krop Negative Pressure (LBNP, mmHg) er vist for et emne under et LBNP eksperiment. Den stiplede linje repræsenterer starten af hjerte-kar-dekompensation, venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 8:. Karakteristiske træk ved Arteriel Waveform to bølgeformer er vist, at demonstrere de karakteristiske træk ved den arterielle skubbet og reflekterede kurveformer under normovolemia og hypovolæmi. Den røde linje angiver integrated bølgeform, som registreres og observeret i en sporing. Tidligere offentliggjort i Convertino et al. 1 Klik her for at se en større version af dette tal.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Brug LBNP at forårsage progressive og vedvarende reduktioner i det centrale blodvolumen, var vi i stand til at fremkalde en typisk reaktion af hæmodynamisk dekompensation i emnet, kendetegnet ved en pludseligt indsættende hypotension og bradykardi (figur 7). Det er vigtigt at forstå, at den integrerede kompenserende reaktion på blødning er meget kompleks, 19 resulterer i betydelig individuel variation i tolerance over for blodtab. 1 Som sådan nogle personer har relativt responsive kompenserende mekanismer mens andre ikke kompensere så effektivt. Derfor er en kritisk trin i protokollen er at foretage forsøget til punktet for indtræden af cardiovaskulær dekompensation således at tolerance over for hypovolæmi kan vurderes nøjagtigt. For tidlig afslutning af forsøget vil ikke give tolerance data. Forsøgene på mere end 250 mennesker tilladt os at klassificere individer i to overordnede populationer 1,15,20-23 - dem med relativt høj tolerance (færdiggørelse af -60 mmHg niveau LBNP protokollen) til reduceret volumen central blod (dvs. gode kompensatorer), og dem med lav tolerance (fattige kompensatorer, der undlod at fuldføre -60 mmHg niveau LBNP protokol). En tredjedel (33%) af de mennesker, vi har testet har lav tolerance, og to tredjedele (67%) af individerne har høj tolerance over for hypovolæmi. Det testede i præsentationen (figur 7) emne ville blive klassificeret som havende høj tolerance, siden han afsluttede -60 mmHg LBNP niveau.
LBNP er en veletableret teknik i studiet af hypovolæmi i mennesker og fejlfinding er sjældent nødvendigt. Men ved hjælp LBNP at vurdere tolerance over hypovolæmi kræver, at forsøget udføres til punktet af præsynkope. En nøglefaktor i dette eksperiment er at opretholde en minimal risiko for en utilsigtet hændelse (synkope) for emnet. Som et resultat, alle eksperimenter er conduCTED i nærvær af en undersøgelse læge. Desuden er alle eksperimenter afsluttes straks efter anmodning af emnet, eller når det systoliske arterietryk falder under 80 mmHg. Ophør af LBNP omfordeler straks blodvolumen til vitale organer såsom hjernen og hjertet, efterfølgende genskabe hæmodynamisk stabilitet (Figur 4).
Som det kan forventes, at lufttæt forsegling rundt om taljen af individet er et afgørende krav for at tillade de progressive stigninger i negativt tryk i kammeret. Lejlighedsvis, især ved højere LBNP niveauer, den lufttæt forsegling kan blive kompromitteret. På dette tidspunkt, kan der foretages ændringer for at styrke forseglingen ved at stramme snørebånd på neopren nederdel eller placere skumpuder mellem fagets talje og LBNP bord. Den LBNP vakuumanordning kan rumme mindre utætheder i forseglingen uden at påvirke trykket i kammeret.
De hæmodynamiske responser på LBNP harblevet vist at efterligne dem observeret under blødning. 8,17,24,25 Vi har anvendt LBNP at studere de kompenserende reaktioner på progressiv blødning i et forsøg på at vurdere kroppens integrativ indsats for at fastholde kardiovaskulær stabilitet under blodtab (kompenserende reserve) og til give en måling af kompenserende reserve. Mens LBNP er en gyldig model til undersøgelse de kompenserende reaktioner på blødning i mennesker, en begrænsning af denne teknik er fraværet af andre faktorer normalt er forbundet med blødning såsom traumer og smerte. Det er klart, kan virkningerne af disse faktorer på de hæmodynamiske reaktioner på blødning ikke vurderes af LBNP induceret hypovolæmi i frivillige forsøgspersoner.
I overensstemmelse med tidligere rapporterede observationer 1,15,16 vi brugt LBNP model for blødning at påvise, at målingen af den kompenserende reserve identificerer en bane for at hæmodynamisk ustabilitet (dekompensation) i god tid før klinisk significant ændringer i øjeblikket er til rådighed livstegn. Dette er et vigtigt punkt at forstå, da tidligere anerkendelse af klinisk presserende er afgørende for at forbedre patientresultater, især i akut medicinsk indstilling. 26-34 eksisterende metoder til at forudsige hjerte dekompensation stole på traditionelle livstegn, som ikke ændrer indtil begyndelsen af dekompensation . Evnen af CRI algoritme til at vurdere løbende ændringer i træk af den arterielle bølgeform tillader maskine-learning af den kliniske status af den individuelle patient. I denne henseende kontinuerlig realtidsmåling af udlignings- reserven giver den mest følsomme og specifikke teknik til at vurdere tolerancen af enkelte af blodtab, og udgør en betydelig forbedring i forhold til eksisterende fremgangsmåder til forudsigelse hæmoragisk shock i det kliniske miljø.
Det er vigtigt at anerkende CRI algoritme output som afspejler integration af alle physigiske kompenserende mekanismer involveret i erstatningen for en relativ underskud i cirkulerende blodvolumen. Dette begreb er logisk, da det arterielle bølgeform består af to forskellige bølger - den udstødte bølge (forårsaget af sammentrækning af hjertet) og den reflekterede bølge (forårsaget af den arterielle bølge, der reflekteres tilbage fra den arterielle vaskulatur). Alle kompenserende mekanismer, der påvirker minutvolumen (f.eks, autonom nerveaktivitet, hjerte- fyldning, respiration, hjerte-medicin, etc.) er indeholdt i træk af den udstødte bølge mens alle kompenserende mekanismer, der påvirker vaskulær modstand (f.eks sympatisk nerveaktivitet, cirkulerende katekolaminer , arteriel pH eller CO2, arteriel elasticitet, muskelsammentrækninger, etc.) er repræsenteret ved træk ved den reflekterede bølge. 1 som illustreret i figur 8, de karakteristiske træk ændres tydeligt fra en tilsyneladende enkelt bølge med en lille nejTCH i en normovolæmisk tilstand (venstre panel) til to adskilte bølger med mindre størrelser af højde og bredde i tilstande med reduceret blodvolumen centrale (højre panel), såsom forekommer under blødning. Som sådan, ændringer i træk ved arterielle bølgeform som reaktion på blødning giver et unikt individ-specifik prædiktiv evne til at vurdere sin kapacitet til at kompensere tilstrækkeligt for blodtab. Hver enkelt kompenserende reserve er korrekt estimeret i real tid, fordi maskinen-learning evne af CRI algoritme regnskab for kompromitteret cirkulerende blodvolumen som det "lærer" og "normaliserer" helheden af kompenserende mekanismer baseret på den enkeltes arterielle bølgeform funktioner. 1 i denne forbindelse den kompenserende reserve er en overlegen mål for den fysiologiske status for en blødende patient end nogen eller en kombination af vitale tegn.
CRI har også været estimated i tilfælde rapporter ud over den standard LBNP laboratoriemiljø. Kompenserende reserve målinger blev opnået fra mennesker med betingelser for kompromitteret vævsperfusion forårsaget af kontrolleret blødning 16, trauma 1, traumer efterfulgt af sepsis 35, akut blindtarmsbetændelse 35, brænde skade 35, massiv hæmatemese 35, fødsel 35, hjertestop 35, postural ortostatisk takykardi 35, progressiv hypovolæmi med varmestress 35, og Dengue hæmoragisk feber. 1 Disse resultater indikerer, at målingen af kompenserende reserve under anvendelse af CRI-algoritmen har tilvejebragt nøjagtig patientdiagnose i kliniske betingelser for kompromitteret vævsperfusion er forbundet med smerte og vævsskade, og i varierende miljømæssige udfordringer.
Evnen til at måle de kompenserende ændringer i forbindelse med blodtab er kritisk for tilvejebringelse af akut pleje i emergeNCY situationer i både militære og civile scenarier. Den LBNP teknik vil fortsat blive anvendt som en gyldig model af den menneskelige blødning til at levere data til oprettelse, test og raffinering fremtidige algoritmer og udstyr til at måle Kompenserende Reserve.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Acknowledgments
Dette arbejde er støttet af midler fra den amerikanske hær, Medical Research og Materiel Kommando, Combat Casualty Care Program. Vi takker LTC Kevin S. Akers, MD og Ms. Kristen R. Lye for deres bistand i at gøre videoen.
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).
