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Medicine

Combina la capnografía volumétrica y la pletismografía barométrica para medir la relación estructura-función de pulmón

doi: 10.3791/58238 Published: January 8, 2019

Summary

Aquí, Describimos dos medidas de función pulmonar – pletismografía barométrica, que permite la medición de la capacidad pulmonar y capnografía volumétrica, una herramienta para medir el espacio muerto anatómico y la uniformidad de las vías respiratorias. Estas técnicas pueden utilizarse independientemente o en combinación para evaluar la función de las vías respiratorias en volúmenes pulmonares diferentes.

Abstract

Herramientas para medir el volumen pulmonar y las vías respiratorias son críticos para pulmonares investigadores interesados en evaluar el impacto de las terapias de la enfermedad o la novela en el pulmón. Barométrica es una técnica clásica para evaluar el volumen pulmonar con un largo historial de uso clínico. Capnografía volumétrica utiliza el perfil de dióxido de carbono exhalado para determinar el volumen de las vías aéreas de conducción o espacio muerto y proporciona un índice de homogeneidad de las vías respiratorias. Estas técnicas pueden utilizarse independientemente o en combinación para evaluar la dependencia del volumen de las vías respiratorias y la homogeneidad de capacidad pulmonar. Este artículo proporciona instrucciones detalladas técnicas para replicar estas técnicas y nuestros datos representativos demuestran que el volumen de las vías respiratorias y homogeneidad están altamente correlacionados a la capacidad pulmonar. También proporcionamos una macro para el análisis de los datos de capnographic, que pueden ser modificados o adaptados para caber diversos diseños experimentales. La ventaja de estas medidas es que sus ventajas y limitaciones son compatibles con décadas de datos experimentales, y pueden hacerse varias veces en el mismo tema sin costosos aparatos de proyección de imagen o algoritmos de análisis avanzado técnicamente. Estos métodos pueden ser particularmente útiles para los investigadores interesados en perturbaciones que cambian tanto la capacidad residual funcional del volumen del pulmón y vías respiratorias.

Introduction

Técnicas de lavado de gas se han utilizado durante décadas para proporcionar información importante sobre la estructura y la uniformidad del árbol de la vía aérea. El pulmón es clásicamente descrito como teniendo dos compartimentos – una zona conductora que está conformada por el espacio muerto anatómico y la zona respiratoria, donde se produce intercambio gaseoso en los alvéolos. Las vías aéreas conductoras se llaman como "dead space" porque no participan en el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono. En el método de lavado de gas de respiración única, el perfil de concentración de un gas espirado puede utilizarse para determinar el volumen del espacio muerto anatómico y obtener información sobre la uniformidad de la ventilación. Algunos métodos se basan en la respiración de gases inertes para hacer estas medidas (N2, argón, él, SF6, etc.). El uso de gas inerte está bien establecido, apoyado por declaraciones de consenso científico1, y hay equipo comercial disponible con interfaces de usuario amigables. Sin embargo, el perfil exhalado de dióxido de carbono (CO2) puede utilizarse para obtener información similar. Evaluar el perfil de CO2 en función del volumen espirado, o capnografía volumétrica, no requiere el participante respirar mezclas de gases especiales y permite que el investigador recabar información adicional flexible sobre metabolismo y gas intercambio con ajuste mínimo de la técnica.

Durante una exhalación controlada, la concentración de CO2 puede trazar contra el volumen espirado. Al principio de una exhalación, el espacio muerto se llena de gas atmosférico. Esto se refleja en la fase I del CO espirado2 perfil donde hay una cantidad indetectable de CO2 (figura 1, arriba). Fase II marca la transición hacia el gas alveolar, donde se produce el intercambio de gases y CO2 es abundante. El volumen en el punto medio de la fase II es el volumen del espacio muerto anatómico (VD). Fase III contiene gas alveolar. Porque airways con diferentes diámetros de vacíos a diferentes velocidades, la pendiente (S) de fase III proporciona información sobre la uniformidad de las vías respiratorias. Una pendiente más pronunciada de la fase III sugiere menos árbol uniforme en las vías respiratorias proximal a los bronquiolos terminales o inhomogeneidad dependiente de la convección2. En el caso donde una perturbación puede cambiar la tasa de producción de CO2 y para hacer comparaciones entre individuos, la pendiente se puede dividir por el área bajo la curva para normalizar las diferencias en el metabolismo (NS o pendiente normalizado). Capnografía volumétrica se ha utilizado anteriormente para evaluar los cambios en el volumen de las vías respiratorias y siguiente uniformidad aire agente contaminador exposición3,4,5,6.

Transporte de gas en el pulmón se rige por convección y difusión. Medidas de aliento solo lavado depende en gran medida de flujo de aire y el valor medido de VD ocurre en el límite de convección difusión. Cambiar la velocidad de flujo de exhalación o inhalación anterior cambia la ubicación de ese límite7. También es altamente dependiente en el volumen del pulmón inmediatamente anterior a la maniobra de capnografía. Grandes volúmenes pulmonares dilatan las vías respiratorias, lo que resulta en valores más grandes de VD8. Una solución es siempre realizar la medición en el mismo volumen de pulmón – capacidad generalmente funcional residual (FRC). Una alternativa, descrito aquí, es pareja de capnografía volumétrica con pletismografía barométrica, para obtener la relación entre VD y capacidad pulmonar. El participante realiza la maniobra a velocidades de flujo constante, mientras varía el volumen del pulmón. Esto todavía permite para medidas capnographic clásico en FRC, sino también para la relación entre la capacidad pulmonar y el volumen del espacio muerto y el volumen pulmonar y la homogeneidad se derivan. De hecho, el valor añadido de acoplamiento capnografía con pletismografía proviene de la capacidad para probar las hipótesis acerca de la distensibilidad del árbol de las vías respiratorias y la relación estructura y función del pulmón. Esto puede ser una herramienta valiosa para los investigadores con el objetivo de cuantificar la influencia de las vías respiratorias mecánica versus pulmón cumplimiento y elastancia sobre la función pulmonar en poblaciones sanas y enfermas,9,10,11 . Además, contabilidad para el volumen de pulmón absoluta en que se realizan las mediciones volumétricas capnographic permite a los investigadores caracterizar los efectos de las condiciones que pueden alterar el estado de la inflación del pulmón, como la obesidad, pulmón trasplante, o intervenciones como fleje de la pared de pecho. Capnografía volumétrica en última instancia puede tener utilidad clínica en el cuidado intensivo ajuste12,13.

Protocol

Este protocolo ha sido aprobado previamente por y sigue los lineamientos establecidos por la Universidad de Iowa Junta de revisión institucional. Se obtuvieron datos que se muestran como parte de un proyecto aprobado por la Junta de revisión institucional en la Universidad de Iowa. Los participantes dieron consentimiento informado y los estudios fueron realizados con arreglo a la declaración de Helsinki.

1. equipo

  1. Consulte la tabla del equipo para verificar que todos los necesarios equipos está disponible. Comprobaremos la configuración mediante la representación gráfica de los equipos en la figura 2.

2. pletismografía

Nota: Pletismografía barométrica es una herramienta clínica bien descrita y se realiza mediante equipos comerciales según las declaraciones de consenso en la estandarización de pulmón volumen medidas14,15. Cuando sea necesario, volúmenes y flujos pulmonares se comparan con valores previstos del conjunto de datos NHANES y Goldman y Becklake16 incluidas en el software de pletismógrafo.

  1. Realizar la calibración de la pletismografía diariamente y antes de cualquier experimentos.
    1. Medir la temperatura, presión barométrica y humedad relativa utilizando un barómetro estándar antes de la calibración e introduzca estos valores en el software de pletismógrafo como factores de corrección.
    2. Calibrar el sensor de flujo utilizando una jeringa de 3 L calibrado a velocidades de flujo variable. Calibrar la presión de la caja con una bomba de precisión 50 mL. Transductores de presión de la caja deben medirse mensualmente y volver a calibrar según sea necesario, por recomendación del fabricante.
  2. Inmediatamente antes de la medición, coloque al participante en el pletismógrafo de cuerpo entero y cierre la puerta. Hacer mediciones después de 30-60 s, que permite conseguir el equilibrio térmico.
    1. Instruir al participante que coloque su boca sobre la boquilla, ponerse pinzas para la nariz y ponga sus manos sobre sus mejillas. Prevención "inflado" de las mejillas durante la maniobra minimiza los cambios en el volumen que resultan de modificar el volumen de la boca.
    2. Instruir al participante a respirar normalmente, permitiendo por lo menos cuatro respiraciones marea para ser adquirida y funcional capacidad residual (FRC) que se establecerá.
    3. Al final de una espiración normal (FRC), cerrar la compuerta. Entrenar al participante a pantalón ligeramente en 0.5-1 respiraciones/s para el 3-4 s. evaluar la relación entre la presión de la boca y la presión pletismógrafo para asegurarse de que es una serie de líneas superpuestas, recta sin deriva termal.
    4. Abra el obturador y permitir que el participante tome una respiración normal. El entrenador del participante para exhalar a volumen residual (RV), seguido de una maniobra inspiratoria máxima capacidad pulmonar total. Repetir al menos tres veces hasta que se obtienen valores FRC que dentro del 5% de acuerdo

3. volumétrico capnografía

Nota: Los pasos 3.1 – 3.4 se realizan antes de la llegada de la materia de investigación.

  1. Antes, la dirección de las variables en la tabla 1 y modificar si es necesario. Es importante que estas variables son ajustadas durante la fase de diseño del estudio y luego constante durante la duración del estudio.
    1. Antes de comenzar un nuevo protocolo experimental, tenga cuidado de medir con precisión el tiempo de retardo entre el analizador de gases, que mide la concentración de CO2 y el pneumotach, que mide el flujo. Esto permite que el CO2 y el flujo de señales esté alineado.
    2. Medir el tiempo de retardo experimentalmente con una corriente de 5% CO2. Conecte la línea de gas a una llave de paso, seguido por la boquilla.
    3. Abrir la llave de paso, introduciendo el gas a una velocidad de 10 L/min Determine el tiempo medio de demora entre la respuesta del analizador pneumotach y gas de más de 10 ensayos y entrar en la macro.
    4. Mantener la constante de retardo de tiempo manteniendo la frecuencia de muestreo del analizador. El tiempo de retardo es altamente dependiente de la frecuencia de muestreo del analizador de gas y es esencial que este permanece constante a través de la experiencia y entre los participantes.
  2. Definir tres "canales" para la colección de flujo espirado CO2 (%) y volumen. Flujo y espirado CO2 (%) son entradas analógicas y volumen es la integral de flujo.
    1. Confirmar que se miden directamente en el analizador de gas y pneumotach flujo y CO2 (%) y que el volumen se calcula como la integral de flujo. La figura 3 muestra que estos se recogen en los canales 1, 2 y 6.
  3. Calibrar el analizador de gas antes de cada uso. Incluye el sensor de O2 si se trata de medirse.
    1. Cero el analizador con un gas inerte. 100% grado de calibración (< 0,01% contaminante) N2 o puede utilizarse, aunque el helio se prefiere porque nitrógeno puede estar contaminado con trazas de oxígeno. Coloque el tubo de secado en una bolsa o conectarse a una cámara de mezcla. Enjuague la bolsa o cámara de gas inerte a una velocidad de al menos 10 L/min que debe tener cuidado de no presurizar el sistema, esto puede afectar la calibración.
    2. Inundar la bolsa o cámara de gas inerte para desplazar O2 y CO2. Una vez que se estabilicen las concentraciones mostradas de CO2 y O2 ajuste los botones de cero hasta que ambos leen cero.
    3. Repita con el 6% CO2 y sala aire (20.93% O2) como gases de calibración. Cuando se estabiliza la concentración de gas deseada, ajuste la perilla span para que coincida con la concentración del gas de calibración.
    4. Vuelva a revisar el gas inerte y gases de calibración y ajuste del cero y span hasta que ambos son precisión ±0, 1%.
  4. Calibrar el pneumotach climatizada según las instrucciones del fabricante.
    1. Brevemente, permiten la pneumotach calentar a 37 ° C durante al menos 20 minutos antes del estudio.
    2. Seleccione el menú desplegable del canal (canal 1), seleccione la opción de menú de espirómetro y haga clic en cero a cero el pneumotach. Acabado seleccionando bien.
    3. Directamente Conecte una jeringa de 3L a pneumotach utilizando un adaptador de cabezal de flujo. Destacar el aliento de la calibración. De nuevo, seleccione el menú desplegable del canal de flujo. Seleccione espirómetro de flujo | Calibrar, escriba en 3 L y seleccione bien"\.
    4. Compruebe la calibración inyectando 3L en el pneumotach en diferentes tasas de flujo (0-4 L/s, 4-8 L/s y 8-12 L/s). La diferencia de 3 L debe ser menos del 5%.
  5. Recoger la maniobra, asegurar que se recogen dos respiraciones secuenciales y que se hacen en el mismo caudal.
    1. El entrenador del tema para realizar una sola maniobra que consiste en dos pares de respiraciones – un soplo de coaching y un aliento para el análisis. Esto se muestra gráficamente en la figura 1 (abajo).
    2. Durante la maniobra, entrenador de los participantes para seguir a la guía de flujo en la pantalla del ordenador. El investigador puede entrenar al tema indicando "inhale ahora" o "exhale ahora".
    3. Realizar la maniobra de modo que hay dos pares de estas respiraciones en una sola maniobra. La primera exhalación de la maniobra es 3 s y el segundo es 5 s. considere agregar una resistor en línea con la boquilla para facilitar flujo exhalado al control. Una resistencia con 5 cm H2O/L/s de la resistencia es generalmente bien tolerada.
      Nota: Es importante que si se utiliza una resistencia, se utiliza durante todo el estudio y para todos los participantes porque aumenta la presión de boca y vías respiratorias, lo que puede cambiar el diámetro de las vías respiratorias. También es importante que los participantes no "soplo hacia fuera" sus mejillas como esto aumenta el espacio muerto.
  6. Protocolo de medición
    1. Instruir a los participantes sentarse derecho con ambos pies en el suelo, pinzas para la nariz en su nariz y coloque su boca sobre la boquilla.
    2. Entrenador del participante para completar al menos un minuto de marea respirar. Esto es para las medidas de función metabólica y permite a los participantes a familiarizarse con la boquilla. Después de un minuto, dejar de recopilación de datos.
    3. A continuación, el entrenador los participantes para variar su volumen de marea, tomando normal, más pequeño - o más grande que la normal respiración de marea. Esto asegura que los capnograms se obtienen a volúmenes pulmonares diferentes
    4. Entrenador del participante que debe transición a realizar una maniobra de capnógrafo en cuanto ven el trazado de flujo aparece en su pantalla.
    5. Reanudar la recolección de datos en un punto al azar en el ciclo respiratorio del participante. Esto permite mediciones en volúmenes pulmonares diferentes.
    6. Por último, entrenador para llevar a cabo un suspiro al final de cada maniobra, relajando completamente los músculos de la respiración. Esto permite FRC a determinarse.
    7. Detener la recopilación de datos. Repita los pasos 3.6.3-3.6.5 hasta que se completen al menos 6-8 maniobras (12 -16 pares de respiraciones para el análisis).

4. Análisis de datos

  1. Exportación de datos. Para ejecutar a través de la macro, cada par de respiraciones debe exportarse como un archivo de solo texto que luego es importado a la macro. Capturas de pantalla de este proceso se dan en el suplementario figura 1.
    1. Resalte cada par de respiraciones, tomando cuidado resaltar una porción de la exhalación, antes de que comience la maniobra.
    2. Bajo el menú Archivo, seleccione exportary nombre de la maniobra del sujeto.
    3. Utilice el menú desplegable Guardar como tipo y guárdelo como un archivo de datos. Continuación, seleccione Guardar.
    4. Esto mostrará un cuadro de Exportar como texto que aparezca. A la derecha deselecciona encabezado de bloque columnas, hora, fecha, comentarios y marcadores de evento.
    5. A la izquierda, seleccione Selección actual y NaN de salida para los valores. Seleccione reducir la resolución de e ingrese 10 en la caja.
    6. Seleccione el Canal de flujo y la de CO2 (%) Canal para exportar y haga clic Okay. Considere hacer duplicados de los archivos exportados como copias de seguridad antes de comenzar el análisis.
  2. Realizar el análisis macro. Las capturas de pantalla anotado paso a paso de para el análisis de maniobras exportados con la macro y la comparación de volumen de pulmón se dan en suplementario figura 2 y pueden utilizarse como una guía.
    1. Abra la macro, ir a archivo y seleccione Opluma.
    2. Seleccione el archivo de datos guardado, guardado con la extensión .txt.
    3. Aparecerá un cuadro de Asistente para importar texto . En la esquina superior izquierda, seleccione delimitado y haga clic en siguiente. Para el paso 2, seleccione la ficha bajo delimitadores y haga clic en siguiente. Para el paso 3, seleccione General bajo el Formato de datos de columna y haga clic en Finalizar.
    4. Para ejecutar la macro, seleccione ver, Macro, Macro de la vista y ejecutar en la sucesión. Seleccione si existe una copia de seguridad de los datos.
    5. Permitir que la macro ejecutar (aproximadamente 90 s) y generar un libro con cuatro hojas. De relevancia para estas mediciones, hoja 2 contiene los datos numéricos y tabla 3 contiene una parcela del capnograma.
    6. Volver a los datos y determinar el volumen de FRC. Esto se identifica como el volumen al final del suspiro en que flujo = 0 L/seg.
    7. Determinar el volumen en que se inició la segunda exhalación en cada par de respiraciones. Restando esto del volumen FRC, el volumen inicial por encima o por debajo de la FRC puede determinarse para cada respiración.

Representative Results

Resultados de la pletismografía representativas se dan en la figura 4. Este participante requiere cuatro intentos para recoger tres valores FRC con < 5% la variabilidad de la mean.%Ref refleja el porcentaje del valor predicho para cada variable basado en ecuaciones de regresión de la población que tomen en cuenta sexo, edad, raza, altura y peso

Figura 1 (arriba) muestra un capnógrafo solo representativo utilizado en el análisis y la figura 1 (abajo) muestra los datos en bruto de toda la secuencia de la maniobra. El capnógrafo y el rastreo de flujo en la figura 1 (abajo), no están alineados para tener en cuenta el tiempo de retardo. El final del suplementario Figura 2muestran los datos generados de la ejecución de una secuencia de respiraciones a través de la macro. Este individuo tenía un espacio muerto de 0,266 L, una pendiente de 0.523% CO2/l y una pendiente normalizada de 0,0826 L-1. Información de calidad acerca de la maniobra se dan también en las columnas F, G, I, J y K. columna F da la tasa de flujo espirado promedio, con la desviación en la columna G. El volumen tidal espirado es en columna J y el valor de R cuadrado de la pendiente en la columna K.

Espacio muerto y la pendiente trazada como una función del volumen de pulmón se dan en la figura 5. En los paneles de la izquierda, el espacio muerto y pendiente son trazada versus capacidad pulmonar en comparación con FRC, donde FRC = L. 0 En los paneles de la derecha, pendiente y volumen pulmonar son trazada versus el volumen de pulmón absoluta. En ambos casos, espacio muerto y pendiente están correlacionadas significativamente al volumen pulmonar (p < 0,05 para todos los análisis de regresión de cuatro). Esto sugiere que el espacio muerto y la homogeneidad de las vías respiratorias aumentan como aumenta el volumen pulmonar, aunque poco se sabe sobre esta relación en poblaciones con enfermedad pulmonar o con terapia del broncodilatador. El investigador también puede usar estos datos para describir el valor numérico del espacio muerto y cuesta en volúmenes pulmonares específicos (FRC, volumen residual, el 50% de capacidad pulmonar total, etc.)3.

Figure 1
Figura 1. Muestra capnógrafo (superior), exhalado de CO2 (%) graficados en función del volumen espirado. I, II y III indican las tres fases del capnograma. La línea punteada indica el volumen del espacio muerto y la línea continua representa la pendiente de la meseta alveolar (fase III). La pendiente se puede dividir por el área bajo el capnógrafo (sombreado gris, marcados A) para la vertiente normalizada. La secuencia de cuatro respiración se muestra en el panel inferior, seguido por un suspiro de aliento para determinar la capacidad residual funcional. Cada par de respiraciones se analiza como una sola maniobra. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 2
Figura 2. Instalación de equipo para la medición de capnographic. En esta figura se muestran el analizador pneumotach y gas necesario para las mediciones de capnographic. El monitor izquierdo y el rastreo son utilizados por el participante como una guía en la generación del patrón de flujo mientras que los datos se observan en el monitor correcto por el investigador. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 3
Figura 3. Ajustes para la adquisición de capnograma volumétrico del canal. Flujo se recoge en el canal 1, concentración de CO2 (%) se recoge en el canal 2 y el volumen se calcula en canal 3. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 4
Figura 4. Datos de pletismógrafo representativo de un sujeto sano, hombre. Particularmente relevante para el protocolo registrados que aquí son la capacidad pulmonar total (TLC), volumen residual (RV) y capacidad residual funcional (CRF). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 5
Figura 5. Muertos cuesta espacio y alveolar trazada como una función del volumen pulmonar absoluto (paneles de la derecha) y el volumen en relación con la capacidad residual funcional (FRC volumen, izquierda). Tenga en cuenta la dependencia de la heterogeneidad de las vías aéreas volumen y pulmón de capacidad pulmonar. Volumen pulmonar puede ser expresado como una función de volumen absoluto, dependiendo del diseño experimental o FRC. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 6
Figura 6. Factores que afectan la exactitud de los datos. Datos se dan como el intervalo de confianza de 95% media ±. Relación entre la frecuencia de muestreo de CO2 y el tiempo de retardo entre el analizador de gases y pneumotach (arriba). El tiempo de retardo debe determinarse con precisión antes de comenzar el experimento. Ocho maniobras total de medición permite la medición del espacio muerto en un volumen único pulmón con < 5% variabilidad (abajo). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Discussion

Aquí, se proporciona un protocolo para la medición de homogeneidadD y vías aéreas de V (pendiente). Estas mediciones pueden hacerse en FRC, o en función de la capacidad pulmonar. Medir la FRC antes del inicio del experimento y después de una perturbación permite VD y pendiente a ser trazado en función de la capacidad pulmonar y puede proporcionar información útil acerca de la relación estructura y función del pulmón que no se obtiene de capnografía en FRC solo.

Vías aéreas volumen y estructura de alta resolución pueden obtenerse de17,proyección de imagen tomográfica computada18, pero esto requiere exposición a la radiación y conocimientos en procesamiento de imágenes. Con capnografía volumétrica, medidas repetidas se pueden hacer sin aumentar el riesgo para el participante. También no requiere equipo costoso o avanzada capacidades de procesamiento de datos. Capnografía volumétrica es un método ideal para los experimentos con varios puntos de tiempo y múltiples volúmenes pulmonares y las poblaciones de pacientes hospitalizados cuya exposición a la radiación debe ser minimizado.

Con respecto a la pletismografía barométrica, se debe tener cuidado al realizar la medición según las declaraciones de consenso. Cuando es importante comparar los participantes valores a valores de población previsto, peso debe ser medido con una escala y altura debe ser verificada con un Calibro de altura. Como se señala en el protocolo, el componente más crítico para medir antes de capnografía volumétrica de principio es el tiempo de retardo entre la pneumotach y el analizador de gas. El tiempo de retardo es altamente dependiente de la frecuencia de muestreo del analizador (figura 5, arriba) y pequeños cambios en la frecuencia de muestreo puede tener grandes influencias en los valores de medición. La tasa de flujo analizador debe medirse al principio y durante todo el experimento. Calibración del analizador y pneumotach también son críticos y debe tenerse cuidado para asegurar su exactitud antes de comenzar un experimento.

También hemos determinado la exactitud de la medición en un volumen único pulmón en 3 participantes. Figura 5 (parte inferior) demuestra que es necesario completar cuatro maniobras (8 respiraciones total) en un volumen de pulmón único para medir el espacio muerto, por lo que la variación es < 5%. Investigadores deben tener cuidado hacer un número suficiente de mediciones es importante tener los datos en un volumen particular del pulmón. En un subgrupo de 36 maniobras analizadas por duplicado por dos investigadores, intra-investigador análisis variabilidad fue menos del 0,5%.

Estos métodos también requieren de un técnico o investigador que es experto en coaching el participante para hacer las maniobras ventilatorias. Una limitación en los estudios de función pulmonar puede ser la capacidad del participante para realizar la maniobra. Sin embargo, los participantes que son capaces de realizar función pulmonar clínica son típicamente capaces de realizar las maniobras de capnographic. Si el estudio es diseñado tal que capnografía sigue la pletismografía y la espirometría, los participantes que son incapaces de realizar una maniobra espirométrica o pletismográfica entrenada pueden ser excluidos. En estudios anteriores 60, un participante que realiza la espirometría clínica fue excluido porque no podía seguir el patrón de respiración capnographic. Actualmente no existen consenso directrices definir criterios de medición de capnographic aceptable. Sin embargo, la variabilidad intersubject es 8±1% de la tasa de flujo blanco en nuestros 10 participantes más recientes. Variabilidad intrasubject (entre maniobra) es 4±2%.

Cuestiones relativas a la reproducibilidad y exactitud de los datos son el resultado de errores en el retardo o la calibración del analizador y pneumotach. Antes de cada experimento, tenga cuidado en calibrar el analizador con un conjunto de gases conocidos y generar una curva estándar de múltiples puntos para confirmar la exactitud del analizador.

Más allá del alcance de la información proporcionada aquí, la macro contiene dos cálculos adicionales que pueden ser de interés. Cuando las maniobras se realizan en FRC, la columna FRC proporciona una estimación de CRF basado en el método de agricultura19. Cálculo de los periféricos bronquial Cruz área de la sección se basa en el método descrito por Scherer, et al. 20. por último, si lo desea, el extremo marea CO2 y CO2 concentración vencida promedio pueden utilizarse para calcular el espacio muerto fisiológico para la comparación al espacio muerto anatómico21,22.

Disclosures

Los autores no tienen nada que revelar.

Acknowledgments

Este trabajo fue financiado por los departamentos de salud y fisiología humana y medicina interna en la Universidad de Iowa. Este trabajo fue apoyado también por el compañerismo de oro viejo (Bates) y Grant IRG-15-176-40 de la American Cancer Society, administrado por el centro de cáncer integral de Holden en la Universidad de Iowa (Bates)

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Computer with dual monitor Dell Instruments
PowerLab 8/35* AD Instruments PL3508
LabChart Data Acquisition Software* AD Instruments Version 8
Gemini Respiratory Gas Analyzer* (upgraded option) CWE, Inc GEMINI 14-10000 *indicates that part is available in the Exercise Physiology package from AD Instruments
Heated Pneumotach with Heater Controller* (upgraded option) Hans Rudolph, Inc MLT3813H-V
3L Calibration Syringe Vitalograph 36020
Nose Clip* VacuMed Snuffer 1008
Pulse Transducer* AD Instruments TN1012/ST
Barometer Fischer Scientific 15-078-198
Flanged Mouthpiece* AD Instruments MLA1026
Nafion drying tube with three-way stopcock* AD Instruments MLA0343
Desiccant cartridge (optional for humid environments)* AD Instruments MLA6024
Resistor Hans Rudolph, Inc 7100 R5
Flow head adapters* AD Instruments MLA1081
Modified Tubing Adapter (optional) AD Instruments SP0145
Two way non-rebreather valve (optional)* AD Instruments SP0146
Plethysmograph Vyaire V62J
High Purity Helium Gas Praxair He 4.8
6% CO2 and 16% O2 Calibration Gas Praxair Custom
Microsoft Excel Microsoft Office 365

DOWNLOAD MATERIALS LIST

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Combina la capnografía volumétrica y la pletismografía barométrica para medir la relación estructura-función de pulmón
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Seymour, M., Pritchard, E., Sajjad, H., Tomasson, E. P., Blodgett, C. M., Winnike, H., Paun, O. V., Eberlein, M., Bates, M. L. Combining Volumetric Capnography And Barometric Plethysmography To Measure The Lung Structure-function Relationship. J. Vis. Exp. (143), e58238, doi:10.3791/58238 (2019).More

Seymour, M., Pritchard, E., Sajjad, H., Tomasson, E. P., Blodgett, C. M., Winnike, H., Paun, O. V., Eberlein, M., Bates, M. L. Combining Volumetric Capnography And Barometric Plethysmography To Measure The Lung Structure-function Relationship. J. Vis. Exp. (143), e58238, doi:10.3791/58238 (2019).

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