Summary
İnsanlarda Hipoksi simülasyonu genellikle hipoksik gaz karışımları solunması ile yapılmıştır. Bu çalışma için, apne dalgıç insanlarda dinamik hipoksi simüle etmek için kullanıldı. Ayrıca, desatürasyon ve yeniden doygunluk kinetik fizyolojik değişiklikler gibi Near-Infrared-Spektroskopi (NIRS) ve periferal oksijenasyon doygunluğu (SpO2) olarak non-invaziv araçları ile değerlendirildi.
Introduction
Klinik olarak anlamlı akut hipoksi ve eşlik eden hiperkapni çoğunlukla Obstrüktif uyku apne sendromu (OSAS), akut solunum yolu tıkanıklığı olan hastalarda veya kardiyopulmoner resüsitasyon sırasında görülür. OSAS ve diğer hipoksemik koşullara alanında büyük sınırlamalar hayvan çalışmalarından elde edilen patofizyoloji hakkında ve insan modelleri varolmayan 1 olduğu sınırlı devredilebilir bilgiyi içerir. 7 - insanlarda hipoksi taklit etmek için, hipoksik gaz karışımları kadar 2 kullanılmıştır. Bununla birlikte, bu koşullar hipoksi, genel olarak, hiperkapni eşlik klinik durumların daha yüksek irtifa çevresi fazla temsilidir. Kardiyak arrest ve resüsitasyon sırasında doku oksijenasyonu izlemek için hayvan çalışmaları fizyolojik telafi mekanizmalarının araştırılması 8 yapılmıştır.
Apne dalgıçlar nefes dürtü karartıcı yeteneğine sağlıklı sporcularBu düşük arteriyel oksijen doygunluğu 9 ve artan pCO 2 10,11 tarafından uyarılmış edilir. Biz akut hipoksi ve eşlik eden hiperkapni 12 klinik durumlar taklit etmek için apne dalgıçlar araştırdık. Bu model, bir klinik kurulumları değerlendirilmesi OSAS patolojik solunum bozukluğu olan hastaların fizyopatolojik iyi anlaşılmasını sağlamak ve apne durumlarda potansiyel karşı dengeleme mekanizması incelemek için yeni imkanlar ortaya çıkarmak için kullanılabilir. Bundan başka, farklı teknikler (durumları havalandırma değil, örneğin, hava yolu engel, larenks ve entübe olamaz) ya da hasta aralıklı hipoksi simüle etmek için, insanlarda hipoksi acil durumlarda mevcut dinamik hipoksiye karşı fizibilite ve doğruluğu test edilebilir tespit etmek için OSAS.
İnsanlar sınırlı noninvaziv teknikler hipoksi tespit etmek. Periferik pulse oksimetre (SpO2) öncesi Hospi onaylı bir araçtırtal ve hastane ayarları hipoksi 13 algılamak için. yöntem, hemoglobin ışık emme dayanır. Ancak, SpO 2 ölçüm periferik arteriyel oksijenasyonu ile sınırlıdır ve nabızsız elektriksel aktivitenin (PEA) veya merkezi asgari dolaşımı 14 durumlarda kullanılamaz. 19 - Buna karşılık, Near-Infrared Spektroskopisi hemorajik şok ya da subaraknoid kanama 15 aşağıdaki sırasında, PEA sırasında gerçek zamanlı olarak beyin doku oksijen doygunluğunu (TGK 2) değerlendirmek için kullanılabilir. Kullanımı sürekli 20 büyüyor ve metodolojik çalışmalar SpO 2 ve TGK 2 3,4 arasında pozitif bir korelasyon ortaya çıkarmıştır.
Bu çalışmada, insanlarda klinik olarak anlamlı hipoksi taklit ve de- ve yeniden doygunluğu durumunda periferik pulse oksimetre ve NIRS karşılaştırmak için bir adım-adım metodolojisini sunmak için bir model. Bir halinde fizyolojik verilerini analiz ederekpnea, sayaç dengeleme mekanizmaları anlayışımız geliştirilebilir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Etik beyanı
insan katılımcıların çalışmalarda yapılan tüm işlemler 1964 Helsinki ilanının etik standartlar ve daha sonraki değişiklikleri uyarınca idi. Bu çalışmanın tasarımı Bonn Üniversitesi, Almanya Hastanesi yerel etik kurulu tarafından onaylandı.
NOT: denekler herhangi bir anti-hipertansif ilaç özgür ve kafein veya eşit maddeler gibi katekolamin uyaran maddelerin en az 24 saat ücretsiz, iyi ve sağlıklı durumda olduğundan emin olun.
Deney Konu 1. Hazırlık
- NIRS elektrot konumlandırma öncesinde cildi yağdan arındırmak için% 70 alkol ile alnının cildi temizleyin.
- Serebral (= orta) doku oksijenlenmesini ölçmek için kaş üstünde ve midsagital sulkus (locus frontopolar 2) sağ sağ alnına NIRS elektrot yerleştirin.
- sinyalin kararlılığını değerlendirin. TGK 2 -Sinyal (sabit olmalıdır7; % 3), en azından 5 dakika boyunca.
- NIRS (NIRS doku -electrode) ile periferik doku oksijenlenmesini ölçmek için, musculus quadriceps femoris (alternatif önkol) ortasına üstünde bir elektrot yerleştirin. venöz pleksus veya bir arter üzerinde elektrot koymayın.
- saç ücretsiz göğüs EKG-elektrotları yerleştirin. EKG kabloları farklı harflerle işaretlenir. sol alt kaburga kenarında medioclavicular hat, "F" beşinci interkostal aralık ortasında pektoralis majör solunun sternokostal başkanı "C" pektoralis sternokostal kafası büyük sağ, "L" yerleştirin "R", " sağ alt kaburga kenarında N ".
- NIRS doku -electrode yerleştirilir aynı ekstremite ve tarafında bir parmak ucu periferik pulse oksimetre (SpO2) ölçün.
- Bir kan basıncı kolluğu kullanarak noninvaziv kan basıncı (NIBP) ölçün. Periferik nabız oksime izin veren taraf ekstremite kullanınEtry ölçülecek. kan basıncı sonuçlarında bir yüksek zaman çözünürlük elde etmek için, ölçmek için bir dakikalık aralığı seçin. Ekrana dokunup "ayarlar" seçerek NIBP seçin.
- En az 20 dk apnesi öncesinde, sırasında ve apne sonra bireysel zaman noktalarında kan örnekleri çizmek için sağ veya sol kolun medial cubital damara damar yolu kurmak.
- % 70 alkol ile cildi temizleyin.
- daha belirgin hale damarları yardımcı olacak bir turnike kullanın.
- enfeksiyonları önlemek ve deri yoluyla iğneyi deri-dezenfeksiyon kullanın.
- Kateter hub kan flashback sonra ekleme açısını azaltın. damar içine kateter itin.
- steril serum fizyolojik (% 0.9 NaCl) ile iğne ve gömme kateteri çıkarın.
2. Veri Toplama
- daha sonra işlenmek için ölçümler senkronize etmek için tüm monitörler dahili saati ayarlayın.
- ClMasaüstünde sağ alt saat simgesini Ick ve pop-up pencerede "değişiklik tarihi ve saat ayarlarını" düğmesine dokunun.
- Vasiyetle ve menü üzerinden değişiklik tarihi ve zamanı NIRS Ayarlar menü düğmesine basın.
- çevrimdışı analiz için fizyolojik verilerini depolamak için, yerleştirme istasyonu içine monitör cihazı yerleştirin ve ağ kablosu ile bilgisayara bağlayın. docking istasyonu IP adresi ve alt ağ maskesi bir bağlantı elde etmek için ağ ayarlarında doğru olduğundan emin olun. Bu bilgi almak için cihaz sağlayıcınıza başvurun.
- bilgisayardaki ölçümler kaydetmek için bir monitör cihazı için özel bir yazılım kullanın. "Start" i tıklayın kayıtları başlar ve ölçüm bittikten sonra sonuçları kaydedin.
Not: Bazı cihazlarda, veri ölçüm sırasında canlı kaydedilmiş olması gerekir.
Not: sorun giderme aşağıdaki adımlara dikkat için: Eğer NIRS doku sig değişkenliğinals çok yüksek, elektrodun (doğrudan elektrotların altında büyük, venöz pleksus veya arterleri kaçının) konumunu yeniden değerlendirmek. NIRS serebral sinyallerinin yüksek değişkenliği de kısmi CO 2 azaltmak için dalgıçlar hiperventilasyon için dolaylı bir göstergesi olabilir. yavaş nefes konuyu aydınlatacak ve alt gelgit hacimleri ile sinyal yeniden değerlendirir. Denekler son apnesi önce 3 derin ilham almaya izin verilir. başlangıç değerlerine değerlendirilmesi içine bu dönemde dahil kaçının. maksimal inspirasyon sonra ilk 30 saniye değişken değerleri ile karakterize edilir. analiz için bunları kullanmayın.
3. Apne
- konular nedeniyle vazokonstriksiyona kan dolaşımı stres kaynaklı değişiklikleri önlemek için bir yatar pozisyonda en az 15 dakika dinlenmeye var. konular hiperventilasyon etkileri vazokonstriksiyon neden önlemek için normal nefes var. 15 nefes / dk  Solunum frekansı sınırlayın.
- Kan örneği çizmektemel analiz s. ölçüm belirsizliği önlemek için çizilen kan ilk 5 ml atın. pıhtılaşmasını önlemek için steril serum fizyolojik ile her venöz kan alımından sonra kateter yıkayın.
- Bu monitör değerleri apne performans görsel etkilerden kaçınmak için konulara görünmez olduğundan emin olun.
- fonksiyonellik ve sinyal kalitesi için her bir aygıtı kontrol edin. elektrotlar apne sonunda denek istemsiz hareketler tarafından kaldırılamaz emin olun.
- net anlaşmalar ile sonuçlandırmak. sözlü, son 2 dakikalık bir geri sayım ver. Denekler bu hazırlık döneminde normal nefes almalıdır. son nefes 3 derin ilham önce izin verilir. parmak işaretiyle son inhalasyon göstermek için konuyu isteyin. Apne mümkün olduğu kadar uzun bir yapılmalıdır.
Not: Son nefes son apnesi başlangıcını gösterir. apne sonu apnesi sonra ilk ilham kaynağı olarak tanımlanır. - Mark önemli olaylar (yani, başlayannd apne sonu) elektronik NIRS cihazda "Olay Mark Button" tuşuna basarak ileri zamanlı analiz yanlışlıkları önlemek için.
Not: istemsiz diyafram faaliyetleri tarafından uyarılan göğüs ve mide hareketleri apnesi ikinci yarısında yaygındır ve mücadele aşamasını gösterir. - Çalışmanın amacı bağlı olarak farklı zaman noktalarında kan örnekleri çizin.
- Santrifüj kan örnekleri 10 dakika boyunca 1500 x g'de. üstteki sıvı kısmı alınır ve gelecekteki analiz için -80 ° C'de saklayın.
4. Veri İşleme
- Monitör cihazdan veri işleniyor:
- bilgisayar ve basın kaydettiğiniz dosyayı açın verilerini analiz etmek için "start".
- eğilim monitöre erişmek ve MENÜ alt ağ maskesini de "seçenekleri" ve ardından "araçları" seçmek için "gözden" tıklayın. Gerekirse Zaman aralığı "eğilim aralığında" aracılığıyla değiştirilebilir.
- maske "eğilimleri" ve sav seçine. daha sonraki işlemler için bir elektronik tablo programında açık dosya "eğilimleri".
- NIRS cihazdan işlem veriler:
- Bilgisayarda yazılımı açın ve WIFI üzerinden NIRS cihazı bağlamak.
- bilgisayara NIRS cihazdan veri aktarın.
- CSV formatında verileri kaydetmek.
- daha sonraki işlemler için bir elektronik tablo programında dosyayı açın.
5. Değerler Analiz
- değerleri karşılaştırmak için her iki veri setleri ile bir tablo oluşturun. NIRS değerleri ve SpO2 sabit en az 30 sn (±% 3) bir zaman aralığı belirleyin. Bir taban çizgisi oranını tanımlamak için, bu değerlerin ortalamasını alın.
Not: Kalp hızı apnesi önemli ölçüde değişiklik gösterebilir bilinmektedir. daha fazla analiz yapmak için, bir temel kalp atış hızı apne başlandıktan sonra bir zaman noktası, 30 saniye tanımlanır. - TGK 2 ve SpO 2 monoton azalma başlangıç noktasını bulun
- Apne sona ermesinden sonra bir değerler monoton artış olarak apne sonunda TGK 2 ve SpO 2 artış başlangıç noktasını belirleyin. Bu nokta "yeniden doygunluk başlar" olarak tanımlanır.
- "Apne başlangıcında" ve "desatürasyonun başlayacak" ve "apne sonuna" ve NIRS serebralin, NIRS doku ve SpO 2 için "yeniden doygunluk başlayacak" arasındaki zaman farkları arasındaki zaman farkını hesaplayın. Ayrı bir tablo üzerinde saniyede her farkını kaydedin.
- İsteğe bağlı: İkinci ve apne son dakika boyunca her katılımcının kalp hızı değişkenliği hesaplayın. Bu, bu stresli aşamasında sempatik / parasempatik denge hakkında bilgi ortaya çıkarabilir.
6. İstatistiksel İşleme
- SpO 2, NIRS serebralin ve NIRS doku değerleri "desatürasyonun başlangıcı" arasındaki zaman farkları karşılaştırın. Ölçüm farklılıkları Gauss dağılımı için test (örneğin, numune için Shapiro-Wilk normallik testi kullanılarak 50 daha küçük boyutları).
- Ölçüm farklarının dağılımı normal dağılımdan önemli ölçüde farklı ise, Wilcoxon işaretli sıra testi kullanın. normal dağılım kabul edilebilir ise, eşleştirilmiş t-testi kullanılarak düşünün.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Bir hastada apne sırasında 1 görüntüler SpO 2 ve NIRS değerleri (NIRS beyin ve NIRS doku) eş zamanlı kayıtları Şekil. Toplam apne süresi 363 sn idi. Aşağıdaki apne NIRS ve SpO2 değerleri yaklaşık 140 saniye boyunca sabit kalmıştır. NIRS serebralin bir azalma 238 saniye sonra tespit edildi ise SpO 2 azalma periferik SpO 2 204 saniye sonra tespit edildi. En düşük ölçülen SpO 2 Aşağıdaki apne% 58 idi ve en düşük ölçülen NIRS serebral% 46 idi. SpO2 30 sn'lik bir gecikme süresinin ardından artış göstermiştir apne NIRS sonunda beyin 12 saniyelik bir zaman gecikmesinden sonra arttı.
12-54 (% 24 aralığında 74) için - on apne dalgıçlar son çalışmada% 71 (55 aralık 85) dan NIRS serebral değerlerinde anlamlı bir azalma gösterdi 2% 98 (98 aralık 100) düşmüştür. Şekil 2 ekranlar, bu on dalgıçlar 2 değerleri SpO karşı serebral NIRS apne ve azalma başlangıcı arasındaki ortalama zaman gecikmeleri. NIRS serebralin ile ölçülen oksijen doygunluğu SpO 2 [175 sn ile ölçülen parmak ucunda oksijen satürasyonu daha sonra önemli ölçüde azalmıştır; 134 sn karşı SD = 50 saniye; SD = 29 saniye; (t (9) = 2.865, p = 0.019, R2 = 0.477)]. Bu yüksek serebral kan akımı ve apne sırasında serebral doku tercihli oksijen temini için bir işaret olarak alınabilir.
Solunum (Şekil 2c) yeniden başlatıldıktan sonra, NIRS serebralin değerleri SpO 2 değerleri [10 sn göre anlamlı erken arttı; 21 sn karşı SD = 4 sn; SD = 4 sn (t (9) = 7,703, p <0.001, r 2 = 0.868)]. Şekil 2b (SpO2) ve musculus quadriceps yukarıda ölçülen d ekran de- ve yeniden doygunluk apne sırasında (NIRS doku) femoris. NIRS doku değerleri SpO önemli ölçüde daha önceki 2 değerleri [39 s azaldı; 125 sn gecikme karşı SD = 13 saniye; SD = 36 saniye (t (6) = 4,869, p = 0.003, R2 = 0.798)]. SpO 2 tarafından görüntülenmiştir - - Bu gecikme süresi periferik vazokonstriksiyon bile arteriyel oksijen doygunluğu bir azalma önce, doku oksijenasyonu bir azalmaya yol açtığını gösterebilir ölçülebilir olduğunu. NIRS doku ve SpO2 [NIRS dokusu 30 sn arasında solunum yeniden başlatıldıktan sonra zaman gecikmesi açısından herhangi bir fark yoktu; SpO 2 27 sn karşı SD = 16 sn; SD = 7 saniye (t (6) = 0.631, p = 0.551, R2 = 0.062)]. Bu gözlemlenen gecikme süresi farklı cihazlar kendileri tarafından neden olmadığını gösterir.
serebral -baseline değerleri (Şekil 3) -, NIRS doku - page = "1"> bireysel apne süreleri boyunca de- ve yeniden doygunluğu karşılaştırmak için, SpO 2 normalize. Bireysel apne süresi karşılaştırmak için, her konunun toplam apne süresi de% 100 olarak ayarlandı. 12
Şekil 1: Apne sırasında NIRS, SpO 2, ve kalp hızını (KH) Zaman-kurs. bir katılımcının Ham veri görüntülenir. Toplam apne zamanı 363 sn idi. Konu serebral TGK 2'den SpO 2 önceki bir düşüş gösterdi. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
/>
Şekil 2: Apnesi ve Solunumun yeniden başlatma sırasında Zaman gecikmeler. a) apne ve SpO2 değerleri karşı serebral NIRS azalması başlangıcı arasındaki zaman gecikmesini ortalama; b) apne ve SpO2 değerleri karşı NIRS dokusunun azalması başlangıcı arasındaki zaman gecikmesini ortalama; c) solunum yeniden başlatma ve SpO2 değerleri karşı serebral NIRS bir artış arasındaki zaman gecikmesini ortalama; d) solunum yeniden başlatma ve SpO2 değerleri karşı NIRS doku artışı arasındaki zaman gecikmesini ortalama. Hata çubukları, ortalamanın standart hatasını gösterir. Veriler ve Eichhorn ark gelen rakam. 2015 12. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Şekil 3: Normalize SpO 2 zamansal İlerleme, NIRS beyin ve NIRS doku Değerler: apne süresi bireysel farklılıkları dengeye için, tüm apne süreleri% 100 standardize edilmiştir. Bu nedenle, üç çizilen parametreleri varyasyonlar görece apne kez verilir. Taban çizgisi değerleri% 100 olarak tanımlandı apne önce ölçüldü. Hata çubukları, ortalamanın standart hatasını gösterir. Veriler ve Eichhorn ark gelen rakam. 2015 12. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Toplam apne süresi esas akciğer boyutuna ve dakikada oksijen tüketiminden kaynaklanan ve PCO 2 artırarak ya da po 2 azalarak nedeniyle solunum refleksini dayanacak bir bireyin yeteneği etkilenir. Apne dalgıçlar nefes tutma süresini en üst düzeye çıkarmak için eğitilmiştir ve maksimal ilham bunu yapmak için kullanılır. Bu nedenle, hipoksi kadar zaman bireyler arasında saptanabilir farklıdır ve kişinin fiziksel durumu ve eğitim durumuna bağlıdır ve hatta solunum refleksi dayanacak şekilde günlük devlet ve istekli göre değişebilir. Kişinin stres düzeyleri protokol adımlarının ayrıntılı eğitim ve sakin bir ortam ortamı tarafından azaltılabilir.
test ortamı güvenilir ve tekrarlanabilir sonuçlar elde etmek için standardize edilmesi gerektiği anlamına gelir toplam apne süresi, etkileyen birçok faktör vardır. Araştırmacılar katekolamin increa okuyan ilgilenen varsase veya sempatik sinir aktivitesi, maddeler hem (yani, kafein, nikotin, muz, fındık, ya da monoamin oksidaz gibi herhangi bir tıbbi maddeler vb (MAO) inhibitörleri gibi gıda) kaçınılmalıdır etkileyen faktörler listelenmiştir. Ayrıca damardan hat apne önce en az 20 dakika kurulmalıdır. Bir deneklerin stres düzeyi esas katekolamin düzeylerini etkileyecektir ve araştırmacıların yalanlayamayacağı kan analizinin sonuçlarını. Genel olarak, araştırmacılar nedeniyle büyük bireyler arası farklılıkların sonuçlarını normalleştirmek için her konunun başlangıç seviyelerine oluşturmanız gerekir.
NIRS teknolojisi ile doku oksijenasyonu non-invaziv ölçümler oksijenli ve oksijenden arındırılmış hemoglobin 21 yarı-kantitatif değişiklikler kullanır. NIRS kullanımı sürekli 20 büyüyor ve pulsatil kan akımı bağımsız serebral ve periferik doku doygunluk algılayabilir. NIRS değerleri N altına venöz ve arteriyel damarların miktarına bağlıdırIRS-elektrotlar. NIRS değerleri bu nedenle elektrodun altında arteriyel damarlar karşı venöz miktarına bağlı önemli farklılıklar gösterebilir. Ayrıca, yerleştirme ve temas basıncı değerlerinin güvenilirliğini etkileyecektir. Değerler ölçüm başlamadan önce istikrar için kontrol edilmelidir. NIRS sinyalleri bazal ölçümleri sırasında değişiklik olursa, elektrotlar yerine veya toplam Cilde temas olup olmadığını kontrol edin. NIRS sonuçları rölatif de- veya başlangıç değerlerine kıyasla değerlerinin artışından yorumlanmasında (mutlak değildir) kullanılmalıdır.
Nedeniyle maksimal nefes tutma fiziksel yükü, konu başına apne sayısı sınırlıdır. Hazırlık protokolleri her konu için eşit olmalıdır ve tüm aygıtların kullanılmadan önce kontrol çift olmalıdır. bir kohort protokol değişiklik yapmayın. Standardize kurulumları tekrarlanabilir sonuçlar yaratmak için zorunludur. Maksimal nefes tutma önce hiperventilasyon arteriyel CO2 seviyeleri ve d düşürür rağmenelays nefes uyarıcı, aynı zamanda serebral otoregülasyon ve vazomotor reaktivite 22 etkiler. Aktif hiperventilasyon konuya göre yıkıcı etkilerini en aza indirmek için kaçınılmalıdır.
Bu modelin genel amacı nefes tutma insanlarda hipoksi taklit etmektir. Bu nedenle, ek ölçüm cihazları kan basıncında (yani, invazif kan basıncı ölçümü) veya sempatik sinir etkinliği hakkında daha detaylı bilgi almak için kurulabilir. Kan basıncı ölçümleri damar sisteminde uzun süre apne yükü tahmin etmek için de kullanılabilir. EKG sinyalleri RR entervalindeki atımdan atıma değişkenliği hesaplamak ya da kardiyak aritmi tespit etmek için kullanılabilir. Ayrıca, tükürük veya kan örneklerinde katekolamin düzeyleri 29 kortizol seviyeleri sırasında ve apne sonra farklı zaman noktalarında ölçülebilir. Bu değerlerin kinetik olası çalışma fırsatları bir dizi açılır. Yine, hipoksi güvenilir algılamaApne neden hipoksik koşulları sağlamak için gerekli. farklı cihazlar ile aynı apne oturumda ölçülen değerleri doğrudan karşılaştırılabilir. Farklı bireylerden (kan basıncı artışı, desatürasyon başlar, vb kadar, örneğin) Saat farkları, toplam apne zaman normalize edilmelidir.
Solunum refleks insan vücudunun en güçlü uyarıcı biridir. Akut hipoksi ve hiperkapni bu nedenle yalnızca patolojiler (yani, OSA, acil durumlar, laringospazm, CPR, vs.) olan hastalarda görülür. Çoğunlukla öngörülemeyen, hipoksi nedeniyle deneklerin yandaş hastalıkların, tespit etmek zordur, her zaman bir tetikleyicisi etkilenir ve değerlendirmek zordur. Dalgıçlar ve hipoksi uygulanan hastaların toplam apne süresi nedeniyle tamamen farklı başlangıç koşulları mukayese edilmemelidir rağmen, insan telafi mekanizmaları 23 aynıdır hipoksi durumunda beyne zarar vermemek için -28. Bir genişletilmiş gönüllü nefes tutma vücudun oksijen depolama boşaltır ve bir kişinin PCO 2 29 artar. Apne dalgıçlar insanlarda 12 dinamik hipoksi simülasyon sırasında güvenilir sonuçlar üretmek için gösterilmiştir. Biz kardiyak arrest (42.2 ± 10.7% 15 ve 37.2 ± 17.0% 14) sırasında hastalarda görülen değerlerden daha sadece biraz daha yüksek bir asgari beyin doygunluk ölçülür. Bu modelimiz klinik olarak anlamlı hipoksi taklit etmek mümkün olduğunu gösterir. Hipoksi ciddi sağlık sorunlarına neden olsa da, ast fizyolojik mekanizmalar henüz tamamen 1 anlaşılmış ve artık hiçbir ilgili klinik insan modeli insanlarda akut hipoksi simüle etmek için var bağında. İnsanlarda hipoksi ve hiperkapni simüle etmek için bir klinik ilgili model olarak sağlıklı apne dalgıçlar kullanarak gelecekteki araştırmalar için büyük bir potansiyele sahiptir. Bu model bilim adamları hipoksi önlemek için telafi edici bir mekanizma çalışma sağlartekrarlanabilir bir insan modelindeki hasar. Böyle laringospazm ya da hipoksik acil durumlarda klinik olarak anlamlı bir simülasyon sağlayan "havalandırmak olamaz - entübe olamaz". İnsan hipoksi ölçmek için yeni invaziv veya non-invaziv araçların fizibilite kanıtlamak için kullanılmış olabilir. Ayrıca, bu model artmış endojen katekolaminlerin korelasyon ve kardiyak fonksiyonlar (örneğin, kalp hızı değişkenliği, kalp debisi, vs.) üzerindeki etkisini anlamak için yardımcı olabilir. apne dalgıçlar içinde hipoksi gözlemlemek için farklı ve yeni cihazlar kullanarak yeni parametreler keşfedilmeyi olabilir ve gelecekte hipoksi anlayışımızı uzatabilir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| SpO2 | Dräger Medical AG&CO.KG | SHP ACC MCABLE-Masimo Set | peripheral SpO2-Monitoring |
| Non Invasive Blood Pressure (NIBP) | Dräger Medical AG&CO.KG | NIBP cuff M+, MP00916 | |
| Electrocardiographic (ECG) | Dräger Medical AG&CO.KG | Infinity M540 Monitor | ECG monitoring |
| Docking station | Dräger Medical AG&CO.KG | M500 Docking Station | connection of M540 to laptop |
| NIRS | NONIN Medical’s EQUANOX | Model 7600 Regional Oximeter System | measuring of cerebral and tissue oxygenation |
| NIRS diodes | EQUANOX Advance Sensor | Model 8004CA | suited for measuring cerebral and somatic oxygen-saturation |
| Laptop | |||
| DataGrabber | Dräger Medical AG&CO.KG | DataGrabber v2005.10.16 | software to synchronize M540 with laptop |
| eVision | Nonin Medical. Inc. | Version 1.3.0.0 | software to synchronize NONIN with laptop |
References
- Drager, L. F., Polotsky, V. Y., O'Donnell, C. P., Cravo, S. L., Lorenzi-Filho, G., Machado, B. H. Translational approaches to understanding metabolic dysfunction and cardiovascular consequences of obstructive sleep apnea. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 309 (7), 1101-1111 (2015).
- Shah, N., Trivedi, N. K., Clack, S. L., Shah, M., Shah, P. P., Barker, S. Impact of hypoxemia on the performance of cerebral oximeter in volunteer subjects. J Neurosurg Anesthesiol. 12 (3), 201-209 (2000).
- Ricci, M., Lombardi, P., et al. Near-infrared spectroscopy to monitor cerebral oxygen saturation in single-ventricle physiology. J Thorac Cardiovasc Surg. 131 (2), 395-402 (2006).
- Kusaka, T., Isobe, K., et al. Quantification of cerebral oxygenation by full-spectrum near-infrared spectroscopy using a two-point method. Comp Biochem Physiol A Mol Integr Physiol. 132 (1), 121-132 (2002).
- Nishimura, N., Iwasaki, K., Ogawa, Y., Shibata, S. Oxygen administration, cerebral blood flow velocity, and dynamic cerebral autoregulation. Aviat Space Environ Med. 78 (12), 1121-1127 (2007).
- Wilson, M. H., Newman, S., Imray, C. H. The cerebral effects of ascent to high altitudes. Lancet Neurol. 8 (2), 175-191 (2009).
- Sanborn, M. R., Edsell, M. E., et al. Cerebral hemodynamics at altitude: effects of hyperventilation and acclimatization on cerebral blood flow and oxygenation. Wilderness Environ Med. 26 (2), 133-141 (2015).
- Reynolds, J. C., Salcido, D., et al. Tissue oximetry by near-infrared spectroscopy in a porcine model of out-of-hospital cardiac arrest and resuscitation. Resuscitation. 84 (6), 843-847 (2013).
- Andersson, J. P. A., Evaggelidis, L. Arterial oxygen saturation and diving response during dynamic apneas in breath-hold divers. Scand J Med Sci Sports. 19 (1), 87-91 (2009).
- Overgaard, K., Friis, S., Pedersen, R. B., Lykkeboe, G. Influence of lung volume, glossopharyngeal inhalation and P(ET) O2 and P(ET) CO2 on apnea performance in trained breath-hold divers. Eur J Appl Physiol. 97 (2), 158-164 (2006).
- Ferretti, G. Extreme human breath-hold diving. Eur J Appl Physiol. 84 (4), 254-271 (2001).
- Eichhorn, L., Erdfelder, F., et al. Evaluation of near-infrared spectroscopy under apnea-dependent hypoxia in humans. J Clin Monit Comput. 29 (6), 749-757 (2015).
- Eichhorn, J. H. Pulse oximetry as a standard of practice in anesthesia. Anesthesiology. 78 (3), 423-426 (1993).
- Schewe, J. -C., Thudium, M. O., et al. Monitoring of cerebral oxygen saturation during resuscitation in out-of-hospital cardiac arrest: a feasibility study in a physician staffed emergency medical system. Scand J Trauma Resusc Emerg Med. 22, 58 (2014).
- Ahn, A., Nasir, A., Malik, H., D'Orazi, F., Parnia, S. A pilot study examining the role of regional cerebral oxygen saturation monitoring as a marker of return of spontaneous circulation in shockable (VF/VT) and non-shockable (PEA/Asystole) causes of cardiac arrest. Resuscitation. 84 (12), 1713-1716 (2013).
- Moritz, S., Kasprzak, P., Arlt, M., Taeger, K., Metz, C. Accuracy of cerebral monitoring in detecting cerebral ischemia during carotid endarterectomy: a comparison of transcranial Doppler sonography, near-infrared spectroscopy, stump pressure, and somatosensory evoked potentials. Anesthesiology. 107 (4), 563-569 (2007).
- Beilman, G. J., Groehler, K. E., Lazaron, V., Ortner, J. P. Near-infrared spectroscopy measurement of regional tissue oxyhemoglobin saturation during hemorrhagic shock. Shock. 12 (3), 196-200 (1999).
- Rhee, P., Langdale, L., Mock, C., Gentilello, L. M. Near-infrared spectroscopy: continuous measurement of cytochrome oxidation during hemorrhagic shock. Crit Care Med. 25 (1), 166-170 (1997).
- Zweifel, C., Castellani, G., et al. Continuous assessment of cerebral autoregulation with near-infrared spectroscopy in adults after subarachnoid hemorrhage. Stroke. 41 (9), 1963-1968 (2010).
- Scheeren, T. W. L., Schober, P., Schwarte, L. A. Monitoring tissue oxygenation by near infrared spectroscopy (NIRS): background and current applications. J Clin Monit Comput. 26 (4), 279-287 (2012).
- Boushel, R., Langberg, H., Olesen, J., Gonzales-Alonzo, J., Bülow, J., Kjaer, M. Monitoring tissue oxygen availability with near infrared spectroscopy (NIRS) in health and disease. Scand J Med Sci Sports. 11 (4), 213-222 (2001).
- Aaslid, R. Cerebral autoregulation and vasomotor reactivity. Front Neurol Neurosci. 21, 216-228 (2006).
- Palada, I., Obad, A., Bakovic, D., Valic, Z., Ivancev, V., Dujic, Z. Cerebral and peripheral hemodynamics and oxygenation during maximal dry breath-holds. Respir Physiol Neurobiol. 157 (2-3), 374-381 (2007).
- Heusser, K., Dzamonja, G., et al. Cardiovascular regulation during apnea in elite divers. Hypertension. 53 (4), 719-724 (2009).
- Joulia, F., Lemaitre, F., Fontanari, P., Mille, M. L., Barthelemy, P. Circulatory effects of apnoea in elite breath-hold divers. Acta Physiol (Oxf). 197 (1), 75-82 (2009).
- Costalat, G., Coquart, J., Castres, I., Tourny, C., Lemaitre, F. Hemodynamic adjustments during breath-holding in trained divers. Eur J Appl Physiol. 113 (10), 2523-2529 (2013).
- Busch, D. R., Lynch, J. M., et al. Cerebral Blood Flow Response to Hypercapnia in Children with Obstructive Sleep Apnea Syndrome. Sleep. 39 (1), 209-216 (2016).
- Alex, R., Bhave, G., et al. An investigation of simultaneous variations in cerebral blood flow velocity and arterial blood pressure during sleep apnea. Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. , 5634-5637 (2012).
- Eichhorn, L., Erdfelder, F., et al. Influence of Apnea-induced Hypoxia on Catecholamine Release and Cardiovascular Dynamics. Int J Sports Med. , (2016).
