Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Medicine
Click here for the English version

Medicine

הערכת נפח ריאתי נימי דם, קיבולת לשדר ממברנה, ו Intrapulmonary arteriovenous anastomoses במהלך התרגיל

Published: February 20, 2017 doi: 10.3791/54949
Automatic Translation
1,2, 3, 1,4, 1,2, 1,5
1Division of Pulmonary Medicine, University of Alberta, 2Faculty of Physical Education and Recreation, University of Alberta, 3Divisions of Critical Care and Cardiology, University of Alberta, 4Faculty of Rehabilitation Medicine, University of Alberta, 5G.F. MacDonald Centre for Lung Health

Summary

כדי להעריך את התגובות דיפוזיה כלי דם הריאתי לתרגיל, נתאר את טכניקת קיבולת דיפוזיה חמצן המרובה בהשראה לקבוע נפח דם נימים וקיבולת לשדר הממברנה, וכן אקו בניגוד מלוח נסער להעריך את הגיוס של anastomoses intrapulmonary arteriovenous.

Abstract

פעילות גופנית היא הלחץ על כלי הדם הריאתי. עם פעילות גופנית מצטברת, קיבולת לשדר ריאתי (DL CO) חייבת להגדיל כדי לענות על ביקוש החמצן המוגבר; אחרת, מגבלה דיפוזיה עלולה להתרחש. גידול DL CO עם פעילות גופנית בשל נפח דם נימים מוגבר (VC) ואת הקרום לשדר קיבולת (DM). VC ו- Dm להגדיל משנית גיוס התנפחות של נימים ריאתי, הגדלת שטח הפנים של חילוף הגזים, ולהקטין התנגדות בכלי הדם הריאתיים, ובכך הפחתת העלייה בלחץ דם ריאתי. במקביל, גיוס anastomoses intrapulmonary arteriovenous (IPAVA) במהלך פעילות גופנית עשויה לתרום לירידת ערך חילוף הגזים ו / או למנוע עליות חדות הלחץ בעורק הריאה.

אנו מתארים שתי טכניקות להעריך דיפוזיה ריאתי ומחזור דם במנוחה במהלך פעילות גופנית. הטכניקה הראשונה משתמשת מרובה fraction של החמצן הנשאף (F אני O 2) נשימה DL CO מחזיקה לקבוע VC ו- Dm במנוחה במהלך פעילות גופנית. בנוסף, אקו עם ניגודיות מלוחים נסערו תוך ורידים שנועד לבחון גיוס IPAVAs.

נציג נתונים הראו כי DL CO, VC, ו Dm גדל עם עצימות האימון. נתוני אקו הראו שום גיוס IPAVA במנוחה, בעוד בועות בניגוד נראו החדר השמאלי עם פעילות גופנית, דבר המצביע על גיוס IPAVA הנגרם ממאמץ.

הערכת נפח דם נימי ריאה, קיבולת לשדר קרום, וגיוס IPAVA בשיטות אקו שימושית כדי לאפיין את היכולת של כלי דם הריאות להסתגל הלחץ של פעילות גופנית לבריאות כמו גם בקבוצות חולות, כגון אלה עם דם ריאתי יתר לחץ דם ומחלת ריאות חסימתית כרונית.

Introduction

במהלך התרגיל, תפוקת הלב יכול להגדיל עד פי שישה מעל ערכי מנוחה 1. בהתחשב בכך הריאות הן האיבר היחיד לקבל 100% של תפוקת הלב, פעילות גופנית מציגה מתח ניכר למערכת ריאתי. עם פעילות גופנית מצטברת, קיבולת לשדר ריאתי (DL CO) חייבת להגדיל כדי לענות על ביקוש החמצן המוגבר 2. משאר שיא תרגיל, DL CO יכול לעלות עד 150% מהערכים מנוחים בלי להגיע גבול עליון ביחס תפוקת לב 3, 4, 5. הגידול לשדר קיבולת מתרחשת כתוצאה עליות קרום לשדר קיבולת (DM) ונפח נימי דם (VC), משנית גיוס התנפחות של נימים ריאתי 6.

Roughton ו פורסטר (1957) פיתחו שיטה לחלק Dמ 'ו VC 7 על ידי ויסות את החלק היחסי של החמצן הנשאף (F אני O 2) במהלך קיבולת דיפוזיה תקן מבחן חד תחמוצת הפחמן (CO DL). חמצן ופחמן חד חמצני (CO) תחרותי להיקשר לאתרי heme על המוגלובין, כך גובר F אני O 2 יקטין את DL CO 8, 9. על ידי ויסות F אני O 2 במהלך תמרון CO DL רגיל, מערכת יחסים זו יכולה להיות מנוצלת כדי למדוד VC ו- Dm 7. אנחנו צריכים להתאים לאחרונה בטכניקה זו כדי לשמש במהלך תרגיל 5. דומה מחקרים קודמים, מצאנו כי DL CO מגביר ברציפות עד לשיא תרגיל משנית עליות הן VC ו- Dm 5. מעניין, מצאנו כי בקרב ספורטאים מאומני סיבולת שיש להם צריכת חמצן גדולה יותר ולכן צורך גדול יותר לשדר קיבולת, יש עלייה CO DL ב תרגיל השיא, משנית ל Dm גדל, ולא Vc, מה שמרמז על הסתגלות פוטנציאל בקרום הריאה של הספורטאי 5.

העליות VC ו- Dm במהלך פעילות גופנית הם השיגו על ידי עלייה בלחץ בעורק הריאה, וכתוצאה מכך את גיוס התנפחות של נימים ריאתי בעבר היפו-perfused במנוחה 4, 10. התוצאה היא עלייה בשטח החתך של הרשת נימי הריאה, ובכך להקטין התנגדות כלי הדם הריאתי, משפשפים את הסרט עליה בלחץ בעורק הריאה.

מחקרים שעשו שימוש אקו בניגוד מלוחים נסער הראו עדות anastomoses arteriovenous intrapulmonary (IPAVA) גיוס במהלך פעילות גופנית 11, 12, 13, 14. המשמעות של גיוס IPAVA עדיין לא ברור, ובעוד מחקרים מראים כי הם עשויים לתרום לירידת ערך חילוף הגזים 12, 14 ועשוי לשמש לפרוק את החדר הימני 11, 12, הנושא נשאר 15 במחלוקת, 16. יתר על כן, בעוד המנגנון המדויק של גיוס IPAVA אינו ידוע, מצאנו כי הגדלת תפוקת הלב, וכן דופמין אקסוגניים, גורמת גיוס IPAVA ב 17 השאר. הלחץ בעורק הריאה בחריפות וגובר המצור 18 או דופמין אינו מופיע להשפיע גיוס IPAVA משמעותית במהלך פעילות גופנית 11. יש סברה כי אלה כלי גדול יותר בקוטר IPAVA עשוי לסייע להגן על הנימים ריאתי מן העליות החדות עורק ריאההלחץ על ידי צמצום התנגדות בכלי הדם הריאתיים 12, 17, 19, 20, 21.

בשילוב עם ההערכה של VC ו- Dm, אקו בניגוד המלוח הנסער הוא כלי רב ערך כדי לבחון את התאמת מחזור הדם הריאתי ללחץ של תרגיל 22, 23.

Protocol

פרוטוקול זה פועל בהתאם להנחיות של ועדה אתית המחקר האנושי באוניברסיטת אלברטה עומד בסטנדרטים שנקבעו על ידי הגרסה האחרונה של הצהרת הלסינקי.

1. מבחן תרגיל מדורג (2peak VO)

  1. השג בכתב, הסכמה מדעת מהנושא. יש את הנושא לקרוא ולענות על השאלות המפורטות על מוכנות פעילות גופנית שאלון + (PAR-Q +) כדי לקבוע נכונותם תרגיל 24.
  2. התאם את גובה המושב של ergometer המחזור בהתאם להעדפת נושא. מניח ארבעה אלקטרודות רל (א.ק.ג.) על הגב של החולה על פי מיקום א.ק.ג. 3-אספקה תקנית, עם איבר שונה מוביל למדוד את קצב הלב (HR) 25.
  3. הכנס את הפיה לתוך פיו של הנושא למדידת גז ואוורור ננשף לאורך כל הבדיקה באמצעות מערכת מדידה מטבולית 25.
    הערה: מערכת חילוף החומרים יהיה למדוד צריכת החמצן בזמן אמת (VO 2), ייצור הפחמן הדו-חמצני (VCO 2), אוורור (V E), קצב הלב (HR), ולסיים גאות CO 2 (P ET CO 2).
  4. בעקבות 2 דקות של איסוף נתוני בסיס, להורות את הנושא כדי להתחיל אופניים עם עומס עבודה ראשוני של 50 ואט, כדי לשמור על מקצב עקבי של ≥60 סל"ד. להגדיל את עומס העבודה ב -25 W צעדים כל 2 דקות, עד הנושא מגיע תשישות או בקשות רצוני להפסיק את הבדיקה 25.

2. שבר מרובה של חמצן נשאף (2 F אני O) קיבולת לשדר (DL CO) שיטה 7

  1. חשב את עומסי העבודה מתאימים 30%, 50%, 70%, ו -90% של VO 2peak באמצעות שיא VO 2 שהושג במבחן התרגיל המדורג. לפחות 48 שעות לאחר הבדיקה הגופנית המדורגת, יש את הנושא מחדשלפנות למעבדה לתמרונים DLCO.
  2. אין לעבור 12 בדיקות DLco ליום, כפי carboxyhemoglobin (COHb) והסם יכול להתרחש עם בדיקות חוזרות ונשנות 5. לכן, לבצע בדיקות על מספר ימים בהתבסס על מספר של עומסי עבודה גופנית להתנהל ואת איכות הנתונים DLCO.
  3. כן גזים מראש נשימה על ידי הצמדה מיכל דלק 100% O 2 וטנק של אוויר רפואי כיתה (21% O 2 ו -79% N 2) למערכת בבלנדר אוויר. למלא שני 60 L שאינם לשדר שקיות דאגלס, אחד המכיל 40% O 2, ואחד המכיל 60% O 2, באמצעות מערכת בבלנדר אוויר.
  4. הגדרת שני נשא גדול, שסתומים שסתום משולשת שיאפשר עבור אפנון של תערובות גז בשאיפה. אלה ייקראו בשם "שסתום מראש הנשימה."
  5. חבר את שקיות דאגלס למערכת שסתום באמצעות צינור גמיש, שאינו דחיס. חבר את המערכת שסתום אל conn שסתום דו כיווני, דמוי T שאינם rebreathingected אל מכלול מבחן צריכת הגז של חיישני זרימה המונית של מערכת המדידה המטבולית.
  6. למנוחת מדידות, יש את הנושא יושב זקוף, עם שני הרגליים שטוחות על הרצפה. לניסויי תרגיל, להבטיח כי הנושא נמצא במצב יציב על ידי ניטור HR באמצעות ECG (HR ± 3 BPM עבור מצב יציב).
    הערה: מצב יציב לא ניתן להשיג ב 90% של 2peak VO; וכך, להתחיל את המדידה פעם הנושא הגיע המקבילה HR 90% של 2peak VO על בדיקה גופנית מדורגת.
  7. אסוף טיפה אחת של דם נימים באמצעות דקירת אצבע ולנתח אותו ריכוז המוגלובין. לאחר מכן, להתאים את כל CO DL עוקב עבור [Hb] באמצעות המשוואה הבאה 26:
    משוואה 1
  8. בחר 2 F אני O (21%, 40%, או 60%) באקראי על ידי החלפת שסתומים טרום לנשום אל הכיוון הרצוי. צ'וse המקביל F אני O 2 -DL CO גז על ידי סיבוב CO DL בורר שסתום הגז (ראה תרשים 1C).
  9. הדרך את הנושא כדי להדביק קליפים האף לנשום כרגיל לתוך הפומית במשך חמש נשימות משקית דאגלס המתאימה F אני O 2 בהתאמה.
  10. הדרך את הנושא לפוג נפח שיורית. כאשר מישורים נפח ריאות בווליום שיורית, יש את הנושא לשאוף את תערובת גז CO DL להסתכם קיבולת הריאות עוצרים את נשימתם למשך 6 שעות לפני נושפים נפח שיורית.
  11. צג את העקיבה מתאן במהלך הנשיפה כדי להבטיח כי השיפוע הוא אופקי, כמו זו מצביעה על כך גז בדיקת CO הוא equilibrated היטב הריאה.
    הערה: נפח מכתשיים (א V) וזמן נשימה בהמתנה מחושבת באופן אוטומטי המדווחת ע"י מערכת המדידה מטבולית.
  12. ודא כי נ לכל תמרון DLco נמצא במרחק 5% oבמחקרים קודמים f. בדומה לכך, זמן לעצור את הנשימה צריך להיות 6.0 ± 0.3 s. אם לא, חזור על התרגיל.
  13. מתן 4 דקות, כדי לאפשר פחמן חד חמצני שיורית לשטוף החוצה, ולאחר מכן חזרו על שלבים 2.8 - 2.11 לכל i F הנותרים O 2 במנוחה.
  14. לפחות 48 שעות לאחר מכן, חזור על שלבים 2.9 - 2.15 במהלך מצב יציב בכל עצימות האימון (30%, 50%, 70%, ו -90% של 2peak VO) לכל F אני O 2. להפחית את עומס העבודה בין נשימה מחזיקה ב 90% של עומס העבודה 2peak VO לשחזר את הנושא.
  15. חכה 2 דקות בין בדיקות DLco במהלך פעילות גופנית כדי לנקות CO המכתשית במהלך פעילות גופנית. אין לעבור 12 בדיקות DLco ליום להימנע carboxyhemoglobin (COHb) והסם 5.

3. ריאתי חישוב נפח נימי דם קיבולת לשדר ממברנה

  1. חשב את הלחץ החלקי המכתשית של O 2 (P A O 2) באמצעות followinמשוואת g
    משוואה 2
    הערה: F אני O 2 הוא שבריר של O 2 השראה, BAR P הוא הלחץ האטמוספרי, P H2O הוא הלחץ אדי מים, P A CO 2 הוא הלחץ של עורקי CO 2, ו RER הוא יחס החליפין הנשימה.
  2. להעריך את RER ו- P CO 2 באמצעות P ET CO 2 ו RER הממוצע של 30 נמדד על עצימות אימון בהתאמה מהנתונים שיתקבלו במבחן התרגיל המדורג הקודם.
  3. חישוב θ CO באמצעות המשוואה הבאה 7. משוואה 3
  4. שרטט את היחסים בין adj 1 / DLco ו -1 / θ CO לכל משוואה F אני O 2 ולחשב הרגרסיה.
    הערה: r 2 המינימליתהערך הוא 0.95, ותמרונים DL CO יש לחזור כאשר ערכי r 2 הם מחוץ לטווח זה 21.

איור 2
איור 2: גרף נציג של 1 / DL CO לעומת 1 / θ CO בשעת שיא תרגיל. הקשר בין 1 / DL CO ו- CO 1 / θ הוא להתוות עבור נשימה שלוש מחזיקה בבית F אני O 2 (21%, 40%, ו -60%) השונים. חישוב VC ו- Dm נגזר מן המשוואה רגרסיה על הקשר לעיל. המצב ההפוך של המדרון (1 / 0.00796) של הקו נותן את הערך עבור VC (125.5 מ"ל), ואת ההופכי של y-ליירט (1 / 0.00869) נותן את הערך עבור Dm (115.0 מ"ל · דקות -1 · mmHg -1). אנא לחץ כאן כדי להציג את העדפתהגרסת ger של נתון זה.

  1. חישוב Vc ידי לקיחת ההופכי של השיפוע של משוואת הרגרסיה בין 1 / DL CO ו- 1 / θ CO. חישוב Dm ידי לקיחת ההופכי של y-ליירט של המשוואה.

4. גיוס השקת Intrapulmonary arteriovenous

  1. ביום נפרד מאוסף נתונים CO DL, הכנס תוך ורידי 20-מד (IV) קטטר לתוך הווריד antecubital ולצרף אותו שסתום משולשת באמצעות צינור הארכה 6-ב IV עבור הזרקה של תמיסת מלח מנערים למשך בניגוד אקו 11, 17.

איור 3
איור 3: נסער התקנה ניגודיות מלוח. קטטר רביעי ממוקם בחלל antecubital ואת מחוברת שסתום משולש באמצעות רחבה 6-ב. שני 10 מזרקים מ"ל נמצאיםtached אל ברזלים ליצור הפתרון לעומת זאת, המכיל 10 מ"ל של תמיסת מלח 0.5 מ"ל של אוויר החדר. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

  1. חיבור שני 10 מזרקי מיליליטר שסתום המשולש. שלב 10 מיליליטר של תמיסת מלח סטרילית 0.9% עם 0.5 מיליליטר של אוויר, ובתקיפות להתסיס אותו דרך השסתום המשולש, הלוך ושוב בין שני המזרקים, כדי ליצור בועות בסדר, מושעה עד sonographer מוכן ניגוד.
  2. יש לך sonographer או קרדיולוג מנוסה שייתן להם תמונת ארבעה קאמרי פסגת תקן של הלב. במנוחה, יש את echocardiographer להעריך מחצה תוך הפרוזדורים מחצו חדרית עבור מחלף תוך-לב עם אקו סטנדרטי הדמית דופלר הצבע.
    1. אם לא מחלף תוך-לב מזוהה, להורות הנושא לבצע תמרון Valsalva במהלך להזריק בניגודיון להעריך עבור נקב סגלגל פטנט (PFO) 11, 17. חזור על המדידה במהלך שאינם Valsalva.
  3. להזריק את הניגוד בעוד sonographer שומר על נוף Four-הקאמרי. שיא של 15 מחזורים של לב בעקבות זיהוי של ניגוד החדר ממני.
  4. חזור על הדמיה משופרת לעומת זאת במהלך פעילות גופנית היציב 30%, 50%, ו -70% של 2peak VO. כפי המצב יציב לא ניתן להשיג ב 90% של 2peak VO, להתחיל ההדמיה לאחר HR היעד, שזוהתה על ידי HR ב 90% של 2peak VO במהלך הבדיקה הגופנית המדורגת, הוא הגיע.
    שים לב: בפעם בין עוצמות תרגיל תלוי אישור של ניגוד משני החדרים, ≥ 2 דקות.
  5. יש לך echocardiographer מי הוא עיוור תנאי ניסוי לפרש את echocardiograms בניגוד המלוח נסער על פי שיטת ניקוד שתוארה מעלה 17 </ sup> 27.
    הערה: הניקוד מבוסס על המספר המרבי של ניגוד בועות גלויה בתוך החדר השמאלי (LV) בתוך מסגרת אחת אקו, כדלקמן: לא בניגוד בועות LV = 0, ≤3 בועות = 1, 4 - 12 בועות = 2 ,> 12 בועות = 3.
    הערה: המראה של ניגוד החדר השמאלי לאחר חמישה מחזורי לב מרמז IPAVA. מחלף intracardiac הוא מדורג על ידי הופעתו של ניגוד בתוך פחות מחמישה מחזורי לב 27.

איור 4
איור 4: נציג תמונות עבור IPAVA ניקוד. קנה המידה הוא 5 ס"מ (קו לבן מוצק). (א) הזרקה בניגוד קדם. (ב) IPAVA ציון = 0. (C) IPAVA ציון = 1. (ד) IPAVA ציון = 3. Pלחכור לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

Representative Results

השפעת הגדלת עצימות אימון על צריכת חמצן, לשדר קיבולת, נפח דם נימי ריאה, קיבולת לשדר קרום, וציון IPAVA מוצגת בטבלת 1. VO 2, DL CO, VC, ו Dm עלייה בתגובה פלט העוצמה הגוברת.

תרשים 2 מציג חישוב נציג VC ו- Dm באמצעות טכניקה ושות F אני O 2 -DL מרובות במהלך התרגיל. DL CO יורדת עם הגדלת F אני O 2, ואת הקשר הזה הוא ניצל כדי לחלק VC ו- Dm. חישוב ההופכי של השיפוע של 1 / DL CO לעומת 1 / θ תוצאות CO ב VC, ואת ההופכי של y-ליירט מניב את הערך עבור Dm. כצפוי, הן מעליית VC ו- Dm במהלך פעילות גופנית בהשוואה לערכים המנוחה.

o: keep-together.within-page = "1"> התוצאות מראות כי טכניקות אלה יכולים לשמש כדי להעריך את התגובה כלי הדם הריאתי במהלך פעילות גופנית. המכפיל-F אני O 2 CO DL ושיטת אקוקרדיוגרפיה בניגוד המלוח נסערת מספקת חוקרים עם תובנה רבה יותר על תרומתם של נימי ריאה וגיוס קרום לקיבולת דיפוזיה הכוללת ויכולה להשלים בדיקות תפקיד מסורתיות ריאתי במסגרת הקלינית. אי להגדיל Vc או Dm במהלך התרגיל יוביל מגבלה דיפוזיה היפוקסמיה. לדוגמה, CO DL נמוך משנית Vc נמוך יצביע שינויים הנימים ריאתי; באופן דומה, Dm ירד יצביע שינויים בקרום הריאה.

איור 4 מראה העתקי נציג echocardiographs בניגוד ארבעה הקאמרי. עם הגדלת עוצמת האימון, IPAVA להבקיע עולה מ 0 ( (טבלה 1). מחקרים קודמים הראו כי פעילות גופנית מגבירה IPAVA להבקיע 11, 12, 14, אך אין הסכמה באשר לאופן IPAVAs אלה מגויסים. יש ראיות לכך IPAVAs ניתן לגייס פרמקולוגית במנוחה עם דופמין 17, 28, כמו גם על ידי הגדלת תפוקת הלב עם dobutamine 17, 28 ו אפינפרין 28. Inotropes כמו דופמין אפינפרין הם בעלי עניין מיוחד, כפי שהם להגדיל באופן אנדוגני במהלך פעילות גופנית 29. יתר על כן, יש כמה עדויות לכך גיוס IPAVA עשוי להיות חשוב לממש ופרמטרים המודינמיים, ב שהעדר IPAVAs נראה לגרום ללחץ עורק הריאה יותר, ירד גפלט ardiac, וירידת כוח לשיא תפוקה 12. לפיכך, טכניקה זו עשויה לשמש מחקרים הבוחנים אנשים עם יתר לחץ דם בעורק הריאה.

איור 1
איור 1: מספר F אני O 2 DL התקנת CO. סקירה כללית על הגדרה (א). (ב) בלוני דחוס גז המכיל 21%, 40%, ו -60% O 2 עם 0.3% CO, 0.3% מתאן, חנקן איזון, כמו גם גליל דחוס גז חמצן. (C) בורר שסתום שלוש דרך שלושת הטנקים F אני O 2 DL CO. (ד) Valve לעבור שסתומים משולשים בסדרה לבחירת F אני O 2 עבור-נשימה מראש. אנא לחץ כאן כדי להציג את העדפתהגרסת ger של נתון זה.

שולחן 1
טבלה 1: נציג נתונים עבור נושא אחד במנוחה תרגיל 30, 50, 70, ו -90% של 2peak VO. VO 2, נפח יחסית צריכת חמצן מסת הגוף; DL CO, לשדר יכולת פחמן חד-חמצני; נפח הדם Vc, נימי הריאה; Dm, קרום לשדר קיבולת; IPAVA ציון, ניקוד של מראה בניגוד בחדר השמאלי לאחר חמישה מחזורי לב. נתונים השונים מ ואח Tedjasaputra. 2016.

Discussion

שיטה זו מאפשרת הערכה של יכולת לשדר ריאתי וגיוס השקה arteriovenous intrapulmonary במהלך פעילות גופנית.

צעדים קריטיים בתוך הפרוטוקול

למרות לעצור את הנשימה CO DL הוא יחסית פשוט במנוחה, נשימה מחזיק במהלך פעילות גופנית מהווה אתגר ייחודי לנושא, כפי שהוא מנוגד לאינטואיציה, ויש נושאים במרחק גבוהה לנשום במהלך התרגיל. לפיכך, קביעה באיכות טובה של VC ו- Dm מסתמך על קרבה ותקשורת ברורה בין הבוחן לבין הנושא. היכולת הטכנית של הבוחן ניתן לכמת עם ההשתנות של נפח המכתשית (± 5% של ניסויים קודמים) ועת נשימה-חזקה (BHT) של 6.0 ± 0.3 s.

שינויים ופתרון בעיות

בסיומו של מדידת Vc / Dm, הבוחן צריך גרף את תמרוני CO DL השלוש במהירות לדהtermine הקו-בכושר הטוב ביותר של נקודות נתונים; DL CO נמדד עם 21% F אני O 2 תמיד צריך להיות גדול יותר מזה עם 40%, אשר אמור להיות גדול יותר מזה עם 60%. אם לא, מומלץ לבדוק אם מתג השסתום תואם את גז הבדיקות הנכון. באופן דומה, לבדוק את התיקים מראש נשימה מלאים הגז F אני O 2 הנכון מתאים גז הבדיקות (איור 1B-1D). יש לנקוט זהירות כאשר בודק משתתף אשר הוא מעשן, כמו רמות COHb מוגבהות עשויות לזלזל DLco.

להערכת גיוס IPAVA, את עמדת הסובייקט היא קריטית כדי להבטיח רכישת תמונה באיכות גבוהה. אפשר להחליף את ergometer המחזור הזקופה עם ergometer מחזור שכיבה כדי למזער את התנועה של הנושא. עם זאת, פעילות גופני מחזור שכיבה תהיה לעורר תגובת מטבולית שונה עבור קצב עבודה נתון, וכך הבדיקה הגופנית המדורגת צריכה להיותחזר על ergometer מחזור שכיבה. סריקה של החזה העליון עשויה להיות לא נוחה חלק מנשים; במקרה זה, הוא המליץ ​​על sonographer נשי. לבסוף, פרוטוקול התרגיל המומלץ מיועד אדם צעיר, בריא; בהתאם, ניתן לשנות את פרוטוקול התרגיל עבור אוכלוסיית יעד שונה.

מגבלות הטכניקה

המגבלות העיקריות של הטכניקה ושות F אני O 2 DL המרובים הן המיומנות של הבוחן ואת היכולת של הנושא כדי לעקוב אחרי פקודות להישאר רגוע במהלך לעצור את הנשימה, כמו Valsalva או תמרוני Müllerian ישפיעו על המדידות. שנית, מספר הנשימה מחזיק בפגישה אחת צריך להיות מוגבל ל -12, עקב עליית backpressure CO, אשר עשוי להשפיע על VC ו- Dm מדידת 5, 30 ו להוות סיכון בריאותי לנושא. בהתאם לעיצוב המחקר, זה מay להיות נחוץ כדי להשלים את הבדיקות בפעילויות שונות באתר כדי לאפשר סליקת CO ולהגביל עייפות משתתף. עם אימון משתתף טובה יכולת טכנית טובה, שקבענו מקדם משביע רצון של וריאציה בין ניסויים עבור DLco, VC, ו Dm להיות 7%, 8%, ו -15%, בהתאמה.

טכניקת CO F אני O 2 DL המרובות מניחה כי מכתשי O 2 זהה נימי O 2, ובכך, יש להיזהר כאשר מפרשים את הנתונים אצל אנשים עם ליקוי חילוף גזים ידועים.

הדמית אקו בניגוד מלוחה נסערת היא מוגבלת על ידי היכולת הטכנית של sonographer ואת היכולת של הנושא כדי למזער את תנועת חזה בזמן הפעילות גופנית. זה גם קריטי כי הפרשן של התמונות להיות שאתם מכירים את מדד בקיע גיוס IPAVA פי נהלים שנקבעו (איור 4 27. המשמעות של אקו בניגוד מלוח חיובי במהלך התרגיל נשארה נושא הדיון 15, 16, ויש דין ודברים כי ניגוד מלוח חיובי נסער בחדר השמאלי עשוי להיות חשוב התנפחות נימים, ולא גיוס IPAVA. עבודה שוטפת מנסה לפתור בעיה זו.

משמעות של הטכניקה ביחס קיימים / שיטות חלופיות

על ידי ניצול טכניקות פיזיולוגיים אלה, ניתן להעריך את כלי הדם הריאתי במהלך תרגיל במגוון מצבים, כולל בבריאות, מחלה, והן תרופתי. למרות האיכות מסתמכת עם היכולת של הבוחן, ניתן לתרגל מיומנויות אלה בקלות רכש במהירות עם הדרכה והכשרה ראויות. שיטת CO F אני O 2 DL המרובות נחשבת "תקן הזהב" של meaשל מדידה של Dm ו- VC 31. בעוד אמצעים אלה אינם מחושבים קליניים, הערכי יכול לשמש כדי לקבוע את מנגנוני היפוקסמיה וחוסר סובלנות פעילות גופנית, כדי לחזות את תוצאות מטופל, ולאפיין עוד אבחנה 31, 32. כמו כן, הטכניקה אקו מלוח הנסערת היא השיטה בשימוש הנרחב ביותר בקביעת גיוס IPAVAs.

יישומים עתידיים או כיוונים אחרי מאסטרינג טכניקה זו

טכניקות אלה חלות לשימוש במגוון של תנאים והתערבויות הניסיונות. אנו מדגימים את הטכניקות הללו במהלך פעילות גופנית, אבל הם יכולים בקלות להיות שונים כדי למדוד תגובות בכלי דם הריאתיים במהלך עירוי תרופה, כגון dobutamine או דופמין, inotropes ידוע להגדיל את תפוקת לב 17. יתר על כן, אפשר להשתמש בטכניקות אלה באוכלוסיות קליניות, כגוןכמו אלו עם אי ספיקת לב 34 או מחלת ריאות חסימתית כרונית (COPD), שבו DL CO נמוך בהשוואה לנבדקים ביקורת שוות גיל 35.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Metabolic Measurement System SensorMedics Inc. Encore 299 Vmax
Cycle Ergometer Ergoline Ergoselect II 1200
60 L Douglas Bags Hans Rudolph 6100 Series
Two-way T Valve Hans Rudolph 2700 Series
Hemoglobin Measurement System HemoCue Hb 201+
22-gauge Intravenous Catheter BD Insyte-W
Ultrasound  Vivid Q ECHOpac
Compressed gas 21% O2, 0.3% CO, 0.3% CH4, balance nitrogen Praxair
Compressed gas 40% O2, 0.3% CO, 0.3% CH4, balance nitrogen Praxair
Compressed gas 60% O2, 0.3% CO, 0.3% CH4, balance nitrogen Praxair
Nose-clip Vacu-Med snuffer #1008

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Naeije, R., Chesler, N. Pulmonary Circulation at Exercise. Comp Physiol. 2 (1), (2012).
  2. Stickland, M. K., Lindinger, M. I., Olfert, I. M., Heigenhauser, G. J. F., Hopkins, S. R. Pulmonary gas exchange and acid-base balance during exercise. Comp Physiol. 3 (2), 693-739 (2013).
  3. Hsia, C. C., Herazo, L. F., Ramanathan, M., Johnson, R. L. Cardiac output during exercise measured by acetylene rebreathing, thermodilution, and Fick techniques. J Appl Physiol. 78 (4), 1612-1616 (1995).
  4. Hsia, C. C. W. Recruitment of lung diffusing capacity: update of concept and application. Chest. 122 (5), 1774-1783 (2002).
  5. Tedjasaputra, V., Bouwsema, M. M., Stickland, M. K. Effect of aerobic fitness on capillary blood volume and diffusing membrane capacity response to exercise. J Physiol. 594 (15), 4359-4370 (2016).
  6. Johnson, R. L., Spicer, W. S., Bishop, J. M., Forster, R. E. Pulmonary capillary blood volume, flow and diffusing capacity during exercise. J Appl Physiol. 15 (5), 893-902 (1960).
  7. Roughton, F. J., Forster, R. E. Relative importance of diffusion and chemical reaction rates in determining rate of exchange of gases in the human lung, with special reference to true diffusing capacity of pulmonary membrane and volume of blood in the lung capillaries. J Appl Physiol. 11 (2), 290 (1957).
  8. Forster, R. E., Roughton, F. J., Cander, L., Briscoe, W. A., Kreuzer, F. Apparent pulmonary diffusing capacity for CO at varying alveolar O2 tensions. J Appl Physiol. 11 (2), 277-289 (1957).
  9. Roughton, F. J., Forster, R. E., Cander, L. Rate at which carbon monoxide replaces oxygen from combination with human hemoglobin in solution and in the red cell. J Appl Physiol. 11 (2), 269-276 (1957).
  10. Johnson, R. L., Hsia, C. C. Functional recruitment of pulmonary capillaries. J Appl Physiol. 76 (4), 1405-1407 (1994).
  11. Tedjasaputra, V., Bryan, T. L., et al. Dopamine receptor blockade improves pulmonary gas exchange but decreases exercise performance in healthy humans. J Physiol. 593 (14), 3147-3157 (2015).
  12. Stickland, M. K., Welsh, R. C., et al. Intra-pulmonary shunt and pulmonary gas exchange during exercise in humans. J Physiol. 561 (1), 321-329 (2004).
  13. Stickland, M. K., Lovering, A. T. Exercise-induced intrapulmonary arteriovenous shunting and pulmonary gas exchange. Exerc Sport Sci Rev. 34 (3), 99-106 (2006).
  14. Eldridge, M. W., Dempsey, J. A., Haverkamp, H. C., Lovering, A. T., Hokanson, J. S. Exercise-induced intrapulmonary arteriovenous shunting in healthy humans. J Appl Physiol. 97 (3), 797-805 (2004).
  15. Hopkins, S. R., Olfert, I. M., Wagner, P. D. Point:Counterpoint: Exercise-induced intrapulmonary shunting is imaginary. J Appl Physiol. 107 (3), 993-994 (2009).
  16. Lovering, A. T., Eldridge, M. W., Stickland, M. K. Counterpoint: Exercise-induced intrapulmonary shunting is real. J Appl Physiol. 107 (3), 994-997 (2009).
  17. Bryan, T. L., van Diepen, S., Bhutani, M., Shanks, M., Welsh, R. C., Stickland, M. K. The effects of dobutamine and dopamine on intrapulmonary shunt and gas exchange in healthy humans. J Appl Physiol. 113 (4), 541-548 (2012).
  18. Stickland, M. K., Welsh, R. C., et al. Effect of acute increases in pulmonary vascular pressures on exercise pulmonary gas exchange. J Appl Physiol. 100 (6), 1910-1917 (2006).
  19. Berk, J. L., Hagen, J. F., Tong, R. K., Maly, G. The use of dopamine to correct the reduced cardiac output resulting from positive end-expiratory pressure. A two-edged sword. Crit Care Med. 5 (6), 269 (1977).
  20. Lalande, S., Yerly, P., Faoro, V., Naeije, R. Pulmonary vascular distensibility predicts aerobic capacity in healthy individuals. J Physiol. 590 (17), 4279-4288 (2012).
  21. Tedjasaputra, V., Collins, S. É, Bryan, T. L., van Diepen, S., Bouwsema, M. M., Stickland, M. K. Is there a relationship between pulmonary capillary blood volume and intrapulmonary arteriovenous anastomosis recruitment during exercise? FASEB J. 30 (1), (2016).
  22. Reeves, J. T., Linehan, J. H., Stenmark, K. R. Distensibility of the normal human lung circulation during exercise. Am J Physiol. Lung cellular and molecular physiology. 288 (3), 419-425 (2005).
  23. Thadani, U., Parker, J. O. Hemodynamics at rest and during supine and sitting bicycle exercise in normal subjects. Am J Card. 41 (1), 52-59 (1978).
  24. Warburton, D. E. R., Jamnik, V. K., Bredin, S. S. D., Gledhill, N. The Physical Activity Readiness Questionnaire for Everyone (PAR-Q) and Electronic Physical Activity Readiness Medical Examination (ePARmed-X+). The Health & Fitness Journal of Canada. 4 (2), (2011).
  25. Wasserman, K. Principles of Exercise Testing and Interpretation. , Lippincott Williams & Wilkins. (2012).
  26. Wasserman, K. Determinants and detection of anaerobic threshold and consequences of exercise above it. Circulation. 76 (6), Pt 2 (1987).
  27. Marrades, R. M., Diaz, O., et al. Adjustment of DLCO for hemoglobin concentration. Am J Resp Crit Care Med. 155 (1), 236-241 (2011).
  28. Lovering, A. T., Romer, L. M., Haverkamp, H. C., Pegelow, D. F., Hokanson, J. S., Eldridge, M. W. Intrapulmonary shunting and pulmonary gas exchange during normoxic and hypoxic exercise in healthy humans. J Appl Physiol. 104 (5), 1418-1425 (2008).
  29. Weyman, A. E. Principles and Practice of Echocardiography. , 2nd ed, Lippincott Williams & Wilkins & Wilkings. (1994).
  30. Laurie, S. S., Elliott, J. E., Goodman, R. D., Lovering, A. T. Catecholamine-induced opening of intrapulmonary arteriovenous anastomoses in healthy humans at rest. J Appl Physiol. 113 (8), 1213-1222 (2012).
  31. Hopkins, S. R., Bogaard, H. J., Niizeki, K., Yamaya, Y., Ziegler, M. G., Wagner, P. D. β-Adrenergic or parasympathetic inhibition, heart rate and cardiac output during normoxic and acute hypoxic exercise in humans. J Physiol. 550 (2), 605-616 (2009).
  32. Zavorsky, G. S. The rise in carboxyhemoglobin from repeated pulmonary diffusing capacity tests. Respir Physiol Neurobiol. 186 (1), 103-108 (2013).
  33. Coffman, K. E., Taylor, B. J., Carlson, A. R., Wentz, R. J., Johnson, B. D. Optimizing the calculation of DM,CO and VC via the single breath single oxygen tension DLCO/NO method. Respir Physiol Neurobiol. 221, 19-29 (2015).
  34. Guazzi, M., Pontone, G., Brambilla, R., Agostoni, P., Rèina, G. Alveolar-capillary membrane gas conductance: a novel prognostic indicator in chronic heart failure. Eur Heart J. 23 (6), 467-476 (2002).
  35. Ofir, D., Laveneziana, P., Webb, K. A., Lam, Y. -M., O'Donnell, D. E. Mechanisms of Dyspnea during Cycle Exercise in Symptomatic Patients with GOLD Stage I Chronic Obstructive Pulmonary Disease. Am J Resp Crit Care Med. 177 (6), 622-629 (2008).

Tags

רפואה גיליון 120 קיבולת לשדר anastomoses arteriovenous intrapulmonary (IPAVA) פעילות גופנית אקו בניגוד המלוח הנסער נפח דם נימי ריאה קיבולת לשדר הממברנה.
הערכת נפח ריאתי נימי דם, קיבולת לשדר ממברנה, ו Intrapulmonary arteriovenous anastomoses במהלך התרגיל
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Tedjasaputra, V., van Diepen, S.,… More

Tedjasaputra, V., van Diepen, S., Collins, S. É., Michaelchuk, W. M., Stickland, M. K. Assessment of Pulmonary Capillary Blood Volume, Membrane Diffusing Capacity, and Intrapulmonary Arteriovenous Anastomoses During Exercise. J. Vis. Exp. (120), e54949, doi:10.3791/54949 (2017).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter