Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

Medicine

Hacimsel Capnography ve barometrik pletismografisi akciğer yapısı işlev ilişki ölçmek için birleştirme

doi: 10.3791/58238 Published: January 8, 2019

Summary

Burada, pulmoner fonksiyon-ölçüm akciğer hacmi ve hacimsel capnography, anatomik ölü boşluk ve airways homojenlik ölçmek için bir araç sağlar barometrik pletismografisi iki önlemler açıklayın. Bu teknikler bağımsız olarak kullanılan ya da airways işlevi farklı akciğer miktarlar değerlendirmek için bir araya.

Abstract

Akciğer ve airways birim ölçmek için Araçlar pulmoner araştırmacılar tarihinde akciğer hastalığı ya da roman tedavilerin etkisini değerlendirilmesinde baktılar için kritik öneme sahiptir. Barometrik pletismografisi akciğer hacmi ile klinik kullanımı uzun bir geçmişe değerlendirmek için klasik bir tekniktir. Hacimsel capnography iletken airways hacmi belirlemek veya ölü boşluk, dışarı solunan karbon dioksit profili kullanır ve airways homojenliği dizini sağlar. Bu teknikleri akciğer hacmi airways birim ve homojenliği bağımlılığını değerlendirmek için ayrı ayrı veya birlikte kullanılabilir. Bu kağıt bu teknikleri çoğaltmak için ayrıntılı teknik yönergeler sağlar ve temsilcisi bizim veri airways hacmi ve homojenliği son derece akciğer hacmi için korelasyon gösterir. Ayrıca değiştirilme tarihi veya farklı Deneysel tasarımlar sığacak şekilde adapte capnographic veri çözümlemesi için bir makro sağlar. Bu önlemlerin avantaj ve sınırlamalar deneysel veriler onlarca tarafından desteklenir ve onlar tekrar tekrar aynı konuda pahalı görüntüleme ekipman ve teknik olarak gelişmiş analiz algoritmaları olmadan yapılabilir avantajdır. Bu yöntemler her iki fonksiyonel rezidüel akciğer ve airways birimin kapasitesini değiştiren tedirginlikler baktılar Bu araştırmacılar için özellikle yararlı olabilir.

Introduction

Gaz silinerek geçiş teknikleri yıllardır yapısı ve hava yolu ağaç tekdüzelik hakkında önemli bilgiler sağlamak için kullanılır. Akciğer klasik anatomik ölü boşluk oluşan bir iletken bölge ve gaz değişimi içinde alveoller oluştuğu solunum bölge iki bölmeleri-sahip olarak tanımlanmaktadır. Çünkü onlar oksijen ve karbondioksit alışverişi katılmayın iletken airways "dead space" denir. Tek nefes gaz silinerek geçiş yöntemi dışarı solunan bir gaz toplama profili anatomik ölü boşluk hacmi belirlemek ve elde havalandırma tekdüzelik hakkında bilgi için kullanılabilir. Bazı yöntemler bu önlemlerin yapmak asal gazların nefes itimat (N2, argon, o, SF6, vb). İnert gaz kullanımı bilimsel konsensüs deyimleri1tarafından desteklenen iyi kurulmuş ve Kullanıcı dostu arayüzleri ile kullanılabilir depo donatımı vardır. Ancak, karbondioksit (CO2) dışarı solunan profil elde benzer bilgi için kullanılabilir. Katılımcının özel gaz karışımları nefes gerektirmez CO2 profil dışarı solunan birim veya hacimsel capnography bir fonksiyonu olarak değerlendirilmesi ve esnek şekilde metabolizma ve gaz hakkında daha fazla bilgi toplamak için Dedektif sağlar en az uyum konusundaki teknik alışverişi.

Kontrollü bir soluk verme sırasında CO2 konsantrasyonu toplam dışarı solunan hacim karşı çizilebilir. Bir soluk verme başında ölü boşluk atmosferik gaz ile doldurulur. Bu yansıtılır ben dışarı solunan CO2 profil nerede orada aşamasındadır CO2 belirlenemeyen bir miktar (Şekil 1, top). Aşama II işaretler nerede gaz değişimi gerçekleşir ve CO2 bol alveolar gaz geçiş. Aşama II orta noktasını seste anatomik ölü boşluk (VD) birimdir. Faz III alveolar gaz içerir. Havayolları farklı oranlarda boş farklı çaplarda, Faz III (S) eğimi airways tekdüzelik hakkında bilgi sağladığı için. Faz III dik eğimi az öneriyor tek tip hava yolu ağaç proksimal terminal bronchioles veya konveksiyon bağımlı inhomogeneity2. Nerede bir pertürbasyon CO2 üretim ve bireyler arasında karşılaştırmalar yapmak oranı değişebilir durumda eğim için metabolizma (NS ya da normalleştirilmiş yamaç) farklılıklar normalleştirmek için eğri altındaki alan tarafından ayrılabilir. Hacimsel capnography daha önce airways birimindeki değişiklikleri değerlendirmek için kullanılmıştır ve tekdüzelik aşağıda hava kirletici pozlama3,4,5,6.

Gaz taşıma akciğer konveksiyon ve difüzyon tarafından yönetilir. Tek nefes silinerek geçiş önlemler hava akımı üzerinde son derece bağımlıdır ve konveksiyon difüzyon sınırında VD ölçülen değerin. Soluk verme veya önceki inhalasyon ve akış hızı bu sınır7konumunu değiştirir. Capnography aynı zamanda son derece hemen öncesindeki manevra akciğer hacmi üzerinde bağlıdır. Daha büyük akciğer birimleri VD8daha büyük değerler içinde kaynaklanan havayolları, distend. Sürekli olarak aynı akciğer hacmi – genellikle Fonksiyonel Rezidüel Kapasite (FRC) ölçüm yapmak için bir çözüm olabilir. Bir alternatif, açıklanan, burada barometrik pletismografisi ile çift hacimsel capnography için VD ve akciğer hacmi arasındaki ilişkiyi elde etmek için. Katılımcı sonra akciğer hacmi değişen sürekli akış hızlarında manevra yapar. Bu hala klasik capnographic önlemler FRC yapılması, aynı zamanda akciğer hacmi ve homojenliği arasında ve akciğer hacmi ve ölü boşluk hacmi arasındaki ilişkiyi elde edilebilir için sağlar. Gerçekten de, katma değer capnography pletismografisi ile kaplin airways ağaç Distansibilite ve akciğerin yapısı işlev ilişki hakkında hipotezler test etmek yeteneği gelir. Bu sağlıklı ve hastalıklı nüfusu9,10,11 pulmoner fonksiyon etkisi akciğer uyum karşı airways mekaniği ve elastanlı ölçmek amaçlayan araştırmacılar için değerli bir araç olabilir . Akciğer, obezite gibi enflasyon durumunu değiştirebilirsiniz koşulları etkileri karakterize etmek müfettişler en hacimsel capnographic ölçümleri yapılmaktadır mutlak akciğer hacmi sağlar ayrıca, muhasebe akciğer organ nakli veya göğüs duvarı çemberleme gibi müdahaleler. Hacimsel capnography sonuçta yoğun bakım ayarı12,13' te klinik yarar olabilir.

Protocol

Bu iletişim kuralı tarafından daha önce onaylandı ve University of Iowa Kurumsal değerlendirme Komitesi tarafından ayarla kuralları izler. Iowa Üniversitesi Kurumsal değerlendirme Komitesi tarafından onaylanmış bir projenin parçası olarak gösterilen veriler toplanmıştır. Katılımcıların onay verdi ve Helsinki Deklarasyonu doğrultusunda çalışmalar gerçekleştirilmiştir.

1. ekipman

  1. Gerekli tüm ekipmanları mevcuttur doğrulamak için ekipman tablo kontrol edin. Çift ekipman grafik gösterimi Şekil 2' de kullanarak yapılandırma kontrol edin.

2. pletismografisi

Not: Barometrik pletismografisi iyi tarif bir klinik araç ve akciğer Hacim ölçüleri14,15standartlaştırılması üzerinde fikir birliği ifadelerine göre depo donatımı kullanılarak gerçekleştirilir. Gerektiğinde, akciğer akar ve birimler için öngörülen değerleri NHANES veri kümesi ve Pletismograf yazılımında bulunan Goldman Becklake ve16 karşılaştırılır.

  1. Kalibrasyon günlük Pletismograf ve herhangi bir deney önce gerçekleştirin.
    1. Sıcaklık, barometrik basınç ve bağıl nem kalibrasyonu önce standart bir barometre kullanarak ölçmek ve bu değerleri düzeltme faktörleri Pletismograf yazılım girin.
    2. Kalibre edilmiş 3 L değişken akış oranları kullanarak akış sensoru kalibre. Kesin 50 mL pompa kullanarak kutusu basınç kalibre. Kutusu basınç güç çeviriciler, üreticinin tavsiye gerektiği gibi yeniden kalibre edilmiş ve aylık kontrol edilmelidir.
  2. Hemen önce ölçüm, tüm vücut Pletismograf katılımcısı yerleştirin ve kapıyı kapat. Sonra için termal denge sağlar 30-60 s ölçümler yapmak.
    1. Katılımcının kendi ağız ağızlık yerleştirin, burun kliplerinde koymak ve ellerini yanaklarına üzerinde yer isteyin. "Manevra sırasında ve yanakları şişirme" önleme ağız ses düzeyini değiştirme neden birimindeki değişiklikleri en aza indirir.
    2. Normal, nefes katılımcı kurulabilmesi için alınan ve Fonksiyonel Rezidüel Kapasite (FRC) olmak en az dört gelgit nefes izin isteyin.
    3. Normal soluk (FRC) sonunda, panjurları kapa. Derin nefes al katılımcıdan koç hafifçe 0.5-1'de nefes/s 3-4 s. için değerlendirmek ağız basınç ve termal drift olmadan örtüşen, düz çizgiler bir dizi sağlamak için Pletismograf basıncı arasındaki ilişki.
    4. Objektif kapağı açın ve bir normal nefes al katılımcının izin. Koç katılımcının rezidüel hacim (RV), toplam akciğer kapasitesi maksimal inspiratory manevra tarafından takip nefes. % 5'lik katılıyorum FRC değerleri elde edilir kadar en az üç kez tekrarlayın

3. hacimsel Capnography

Not: Adımlar 3.1-3.4 inceleme konusu gelmeden önce gerçekleştirilir.

  1. Devam etmeden önce Tablo 1 ' deki değişkenler adres ve gerekirse değiştirin. Bu değişkenler çalışma tasarım aşamasında ayarlanabilir ve sonra çalışma süresince sabit tutulan önemlidir.
    1. Yeni bir deneysel protokol başlamadan önce doğru CO2 konsantrasyonu ölçer, Gaz Analizörü ve akış ölçer pneumotach arasındaki gecikme süresini ölçmek için özen gösterin. Bu uyumlu hale getirilmesi CO2 ve akış için sinyalleri sağlar.
    2. Deneysel olarak %5 CO2akışı ile gecikme süresi ölçmek. Ağızlık tarafından takip stopcock, gaz borusu iliştirin.
    3. Stopcock açık, 10 L/dak belirleme bu süre oranında gaz tanıtımı pneumotach ve gaz Çözümleyicisi yanıt arasında 10 deneme gecikme ve makro girin.
    4. Zaman gecikmesi sabit analyzer örnekleme oranı tutarak korumak. Gecikme süresi yüksek gaz analizörü örnekleme oranı üzerinde bağlıdır ve bu deneyi ile edildi ve katılımcılar arasında sabit kalması önemlidir.
  2. Akış, dışarı solunan CO2 (%) ve birim topluluğu için üç "Kanallar" tanımlar. Analog giriş akışı ve dışarı solunan CO2 (%) ve akış integrali birimdir.
    1. Akış ve CO2 (%) doğrudan pneumotach ve gaz analizörü ölçülür ve ses akışı integrali hesaplanır onaylayın. Şekil 3 bunlar Kanal 1, 2 ve 6 toplanmakta olan gösterir.
  3. Gaz Analizörü her kullanımdan önce kalibre. Bu ölçülecek ise O2 sensör içerir.
    1. Bir asal gaz analizörü sıfır. % 100 kalibrasyon Sınıf (< % 0,01 geçen madde) N2 ya da kullanılabilir, nitrojen oksijen eser miktarda ile kirlenmiş çünkü helyum tercih olmasına rağmen. Kurutma tüp bir torbaya koyun veya karıştırma odasına bağlayın. Çanta veya odası en az 10 L/dak bu kalibrasyon etkileyebilir gibi sistem baskı yapmak değil için özen gösterilmelidir oranında asal gaz ile temizleme.
    2. Çanta veya odası O2 ve CO yerinden için asal gaz ile sel2. CO2 ve O2 görüntülenen konsantrasyonları stabilize sonra her ikisi de sıfır okuyana kadar sıfır düğmeleri ayarlayın.
    3. %6 CO2 ve oda hava ile (%20.93 O2) kalibrasyon gazı tekrarlayın. İstenen gaz konsantrasyonu stabilize yayılma topuzu Kalibrasyon gaz konsantrasyonu eşleşecek şekilde ayarlanır.
    4. İnert gaz ve kalibrasyon gazı tekrar kontrol ve sıfır ayarlamak ve her ikisi de doğru ±0.1% kadar yayılmış.
  4. Isıtmalı pneumotach üretici yönergelerine göre kalibre.
    1. Kısaca, 37 ° C için en az 20 dk önce çalışma ısıtmak pneumotach izin verir.
    2. Aþaðý açýlan menü akışı Channel (Kanal 1), spirometre menü seçeneğini seçin ve pneumotach sıfıra sıfır ' ı tıklatın. Tamamseçerek bitir.
    3. Doğrudan akış baş adaptörü kullanarak pneumotach 3 L şırınga bağlayın. Kalibrasyon nefes vurgulayın. Yine, akışı Kanal açılır menüsünü seçin. Spirometre akış seçin | Ayarla'ya, 3 L yazıp Tamam"\. seçin
    4. 3 L akış oranları değişen, pneumotach içine enjekte edilerek kalibrasyon kontrol (0-4 L/s, 4-8 M/s ve 8-12 L/s). 3 L arasındaki fark % 5'den az olmalıdır.
  5. İki sıralı nefes toplanır ve bunlar aynı akış hızında yapılır manevra toplamak.
    1. Nefes-koçluk bir nefes ve nefes analiz için iki çift oluşan tek bir manevra gerçekleştirmek için konu koç. Bu grafik olarak Şekil 1 ' de (alt) gösterilir.
    2. Manevra sırasında bilgisayar monitöründe akış kılavuzu izleyin katılımcılara koç. Araştırmacı konu "nefes Şimdi" veya "Şimdi nefes" belirterek koç.
    3. Böylece tek bir manevra bu nefes iki çift manevra gerçekleştirin. 3 ilk soluk verme manevra olduğunu s ve ikinci olduğunu dışarı solunan akışını denetlemek için kolaylaştırmak için bir direnç hatlı ağızlık ile ekleme 5 s. düşünün. Bir 5 cm H2O/L/s direnci genellikle iyi tolere dirençtir.
      Not: Bir direnç kullandıysanız, nefes borusu çapı değiştirebilirsiniz ağız ve hava yolu basıncı artırır çünkü bu çalışma boyunca ve her katılımcı için kullanıldığı önemlidir. "Bu dead space arttıkça katılımcılar yanaklarına puff değil ki" önemlidir.
  6. Ölçüm iletişim kuralı
    1. Katılımcı ile her iki ayak yere otur, onların burun Burun resimleri koyabilir ve onların ağız ağızlık üzerinde yerleştirmek için talimat.
    2. Koç, gelgit en az bir dakika tamamlamak için katılımcı nefes. Bu önlemleri metabolik fonksiyon ve ağızlık ile kendilerini tanıtmak katılımcı sağlar. Bir dakika sonra veri toplama işlevini durdurun.
    3. Ardından, onların tidal hacim, ya normal, küçük - veya daha büyük normal gelgit nefes alarak değişir katılımcılara koç. Bu capnograms farklı akciğer birimler elde edilen sağlar
    4. Koç katılımcının kendi ekranlarında görünür akışı izleme görür görmez bir capnogram manevra yapmak için geçiş.
    5. Rastgele bir noktada veri koleksiyonunda katılımcının solunum döngüsü devam. Bu farklı akciğer birimler yapılacak ölçümler için sağlar.
    6. Son olarak, tamamen solunum kasları rahatlatıcı her manevra sonunda rahat bir nefes gerçekleştirmek için koç. Bu FRC belirlenmesini sağlar.
    7. Veri toplama işlevini durdurun. En az 6-8 manevraları (12 -16 çift nefes analiz için) tamamlanıncaya kadar tekrar adımları 3.6.3-3.6.5.

4. veri analizi

  1. Veri verme. Makroyu çalıştırmak için her nefes bir çifti daha sonra makro alınır bir tek metin dosyası olarak aktarılması gerekir. Ekran görüntüleri bu sürecin tamamlayıcı Şekil 1' de verilmiştir.
    1. Her nefes, manevra başlamadan önce soluk bir bölümünü vurgulamak dikkat çekici bir çifti vurgulayın.
    2. Dosya menüsünün altındaki ver' i seçin ve ilgilinin manevra adı.
    3. Kayıt türü altındaki açılan menüyü kullanın ve veri dosyası olarak kaydedin. Sonra Kaydet' i seçin.
    4. Bu bir Metin olarak ihracat kutusunun görünmesini ister. Sağ tarafta öbeği başlığını sütun, saat, tarih, yorum ve olay işaretlerikaldırın.
    5. Sol tarafta, Geçerli seçimi ve Çıkış NaN için değerleriseçin. Altörnekleme tarafından seçin ve 10 kutu içine girin.
    6. Akış kanal seçip CO2 (%) Kanal verilmesi ve Okay' ı tıklatın. Analize başlamadan önce yedekleme Bu dışa aktarılan dosyaların kopyalarını yapmayı düşünün.
  2. Makro çözümlemesi gerçekleştirin. Dışa aktarılan manevralar makro ve akciğer hacmi için karşılaştırma ile analiz etmek için adım adım açıklamalı ekran görüntülerini tamamlayıcı Şekil 2 de verilen ve bir rehber olarak kullanılabilir.
    1. Makroyu açın, dosyaya gidin ve Okalemseçin.
    2. .Txt uzantısıyla kaydedilen kaydedilmiş veri dosyasını seçin.
    3. Metin alma Sihirbazı'nı kutu-ecek gözükmek. Üst sol köşesindeki Delimited seçin ve İleri' yi tıklatın. Adım 2, ayırıcılar altındaki sekmesini seçin ve İleri' yi tıklatın. Adım 3, genel Sütun veri biçimi altında seçin ve son' u tıklatın.
    4. Makroyu çalıştırmak için art arda görünümü, makro, makro görünümü ve Çalıştır seçin. Verileri yedek bir kopyası varsa Evet'i seçin.
    5. Makro çalıştırmak izin (yaklaşık 90 s) ve dört sayfa çalışma kitabıyla üret. Bu ölçümler için alaka, sayfa 2 sayısal verileri ve grafik 3 Arsa capnogram içerir.
    6. Verileri dönmek ve birim için FRC belirlemek. Bu hangi akış, iç çekme sonunda birim olarak tanımlanır = 0 L/s.
    7. Hangi ikinci soluk nefes her çift başlanmıştır birim belirlemek. Bu FRC birimden çıkararak, başlangıç birimin FRC altında veya üstünde her nefes için belirlenebilir.

Representative Results

Temsilcisi pletismografisi sonuçları Şekil 4' te verilmiştir. Bu katılımcı dört girişimleri ile üç FRC değerleri toplamak için gerekli < %5 değişkenlik mean.%Ref dan almak hesap cinsiyet, yaş, ırk, nüfus regresyon denklemi dayalı her değişken için öngörülen değeri yüzde yansıtır boy ve kilo

Resim 1 (üst) bir temsilcisi tek capnogram analiz ve Şekil 1 (alt) kullanılan tüm sıra manevra ham veri gösterir gösterir. Şekil 1 ' de (alt), capnogram ve akışı izleme için gecikme süresi hesabına uyumlu değildir. Nefes dizisi ile makro çalışmasını oluşturulan veri Tamamlayıcı Şekil 2sonunda gösterilir. Bu bireysel 0,266 L, %0.523 CO2eğimli bir ölü boşluk vardı/l ve 0.0826 L-1normalleştirilmiş bir eğimi. Kalite manevra hakkında da bilgiyi, F, G, ı, J ve k sütun F verir sütun G. standart sapma ile ortalama dışarı solunan akış hızı sütunlar Dışarı solunan deprem birim J sütununda verilir ve eğim için R-kare değerini sütun K.

Ölü boşluk ve yamaç akciğer hacmi bir fonksiyonu olarak çizilen Şekil 5' te verilmiştir. Sol panellerde ölü boşluk ve eğimi olan akciğer hacmi FRC göre çizilen karşı nerede FRC 0 l = Doğru panellerinde akciğer hacmi ve yamaç çizilen karşı mutlak akciğer hacmi vardır. Her iki durumda da, ölü boşluk ve yamaç önemli ölçüde akciğer birime correlated (p < tüm dört regresyon analizleri için 0,05). Her ne kadar az şey nüfus akciğer hastalığı olan veya bronchodilator tedavisi ile bu ilişki hakkında bilinir bu ölü boşluk ve airways homojenliği akciğer hacmi arttıkça artış göstermektedir. Araştırmacı Ayrıca ölü boşluk ve yamaç belirli akciğer miktarlar (FRC, rezidüel hacim, toplam akciğer kapasitesi, vb% 50'si) sayısal değerini tanımlamak için bu verileri kullanmayı seçebilirsiniz3.

Figure 1
Şekil 1. Dışarı solunan CO2 (%) ile örnek capnogram (üst), dışarı solunan birimin bir fonksiyonu olarak çizilen. I, II ve III capnogram üç aşamadan gösteriyor. Noktalı çizgi ölü boşluk hacmi gösterir ve alveoler Yaylası (Faz III) eğimi düz çizgiyi temsil eder. Yamaç capnogram altına alan bölünüp bölünemeyeceğini (gri gölgeli, A etiketli) normalleştirilmiş yamaç vermeye. Dört nefes dizisi Fonksiyonel Rezidüel Kapasite belirlemek için bir nefes nefes tarafından takip alt panelinde gösterilir. Her nefes bir çifti tek bir manevra analiz edilir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 2
Şekil 2. Capnographic ölçümler için ekipman kurulumu. Bu şekilde gösterildiği capnographic ölçümleri için gerekli pneumotach ve gaz Çözümleyicisi vardır. Sol monitör ve izleme verileri doğru monitörde araştırmacı tarafından gözlenir ise akış deseni oluşturma içinde bir rehber olarak katılımcı tarafından kullanılır. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 3
Şekil 3. Kanal ayarları hacimsel capnogram edinimi için. Akışı Kanal 1'de toplanır, CO2 konsantrasyonu (%) Kanal 2'de toplanan ve tidal hacim kanal 3'te hesaplanır. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 4
Şekil 4. Sağlıklı, Erkek konu temsilcisi Pletismograf verileri. Özellikle protokol ile ilgili işte toplam akciğer kapasitesi (TLC), kalan birim (RV) ve Fonksiyonel Rezidüel Kapasite (FRC) bildirdi. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 5
Şekil 5. Ölü boşluk ve alveoler yamaç mutlak akciğer hacmi (doğru panelleri) bir fonksiyonu olarak ve Fonksiyonel Rezidüel Kapasite (Cilt-FRC, sol) göre birim olarak çizilen. Akciğer hacmi airways hacmi ve akciğer heterojenite bağımlılığını unutmayın. Akciğer hacmi FRC ya da bağlı olarak deneysel tasarım mutlak güç bir fonksiyonu olarak ifade edilebilir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 6
Şekil 6. Veri doğruluğunu etkileyen faktörler. Veri ortalama ± % 95 güven aralığı verilmiştir. CO2 örnekleme hızı ve Gaz Analizörü ve pneumotach (üst) arasındaki gecikme süresini ilişkisi. Gecikme süresini doğru bir şekilde deneme başlamadan önce tespit edilmelidir. Sekiz toplam manevralar ölçüm sağlar tek akciğer hacmi ile ölü boşluk ölçümü için < %5 değişkenliği (altta). Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Discussion

Burada, bir protokol VD ve airways homojenliği (yamaç) ölçümü için sağlanır. Bu ölçümler FRC, ya da akciğer hacmi bir fonksiyonu olarak yapılabilir. Sonra bir pertürbasyon VD ve yamaç akciğer hacmi bir fonksiyonu olarak çizilmesini sağlar ve elde değil akciğer yapısı işlev ilişki hakkında yararlı bilgiler sağlayabilir FRC başlamadan önce deneme ve ölçme FRC yalnız, capnography.

Airways hacmi ve yüksek çözünürlüklü yapısı hesaplanan tomografik görüntüleme17,18elde edilebilir ama bu radyasyon ve görüntü işleme uzmanlık gerektirir. Hacimsel capnography ile katılımcı için risk artırmadan tekrarlanan ölçüler yapılabilir. Bu aynı zamanda pahalı ekipman veya gelişmiş veri işleme yetenekleri gerektirmez. Hacimsel capnography birden fazla zaman puan ve birden fazla akciğer birimleri ve kimin radyasyona maruz kalma indirilmelidir sağlanması nüfus ile deneyler için ideal bir yöntemdir.

Barometrik pletismografisi ile ilgili fikir birliği ifadelerine göre ölçüm gerçekleştirmek için özen gösterilmelidir. Tahmin edilen nüfus değerlere katılımcı değerleri karşılaştırmak önemlidir, ağırlık bir ölçek ile ölçülmelidir ve yükseklik bir stadiometer ile doğrulanması gerekir. İletişim kuralında belirtildiği gibi önce başlangıç hacimsel capnography ölçmek için en kritik pneumotach ve gaz analiz arasındaki gecikme süresini bileşenidir. Gecikme süresi yüksek analyzer örnekleme oranına bağlıdır (Şekil 5, üst) ve küçük değişiklikler örnekleme hızı ölçüm değerleri üzerinde büyük etkileri olabilir. Analyzer akış hızı en başından ve deneme boyunca kontrol edilmelidir. Kalibrasyon analyzer ve pneumotach da kritik olan ve bir deney başlamadan önce onların doğruluğunu sağlamak için özen gösterilmelidir.

Ayrıca bir tek akciğer seste 3 katılımcılar içinde ölçüm doğruluğunu belirledik. Şekil 5 dört manevraları (8 Toplam nefes) varyasyon olması ölü boşluk ölçmek için tek akciğer ses seviyesinde tamamlamak gerekli olduğunu gösterir (alt) < % 5. Müfettişler veri belirli akciğer ses seviyesinde olması önemlidir yeterli sayıda ölçümleri yapmak için dikkat çekmek gerekir. 36 manevralar içinde yinelenen iki müfettişler tarafından analiz alt kümede, içi-araştırmacı analiz değişkenliği az % 0.5 oldu.

Bu yöntem aynı zamanda bir teknisyen veya solunum manevralar yapmak için katılımcı koçluk vasıflı araştırmacı gerektirir. Bir sınırlama pulmoner fonksiyon çalışmalarında katılımcının yeteneği manevra gerçekleştirmek için olabilir. Ancak, klinik pulmoner fonksiyon gerçekleştirmek edebiliyoruz katılımcılar genellikle capnographic manevralar yapmak mümkün. Öyle ki capnography pletismografisi ve Spirometri izler çalışma tasarlanmışsa, yetiştirdiğimiz spirometric veya plethysmographic manevra gerçekleştiremiyorsanız katılımcılar dışlanabilir. Onlar capnographic nefes desen takip çünkü 60 önceki çalışmalarda klinik Spirometri gerçekleştiren bir katılımcı dışarıda bırakıldı. Şu anda kabul edilebilir capnographic ölçüm ölçütlerini tanımlama hayır uzlaşma kurallar vardır. Ancak, intersubject değişkenlik %8±1 10 en son katılımcılara hedef akış hızı olduğunu. İntrasubject (manevra arasında) değişkenlik %4±2 olduğunu.

Veri doğruluğunu ve tekrarlanabilirlik ilgili sorunları gecikme süresi veya Analyzer'ı ve pneumotach kalibrasyon hataları sonucu oluşur. Her deneme önce bilinen gazların bir kümesiyle analyzer kalibre ve Çözümleyicisi'nin doğruluğunu onaylamak için bir çok noktalı standart eğri oluşturmak için dikkat ediniz.

Burada sağlanan bilgi kapsamı dışındadır, makroyu ilgi olabilir iki ek hesaplamaları içerir. Manevralar FRC yapıldığında, FRC sütun FRC Farmery yöntemi19tarihinde dayalı bir tahmin sağlar. Kesit alanı bronş periferik hesaplanması Scherer, et al. açıklanan yöntemine dayalı 20. son olarak, istenirse, sonunda tidal CO2 ve ortalama süresi dolmuş CO2 konsantrasyonu fizyolojik ölü boşluk anatomik ölü boşluk21,22karşılaştırma için hesaplamak için kullanılabilir.

Disclosures

Yazarlar ifşa gerek yok.

Acknowledgments

Bu eser bölüm sağlık ve insan fizyolojisi ve Iowa Üniversitesi Dahiliye tarafından finanse edildi. Bu eser de eski altın Bursu (Bates) ve Grant IRG-15-176-40 üzerinden Amerikan Kanser Derneği, Holden kapsamlı Kanser Merkezi Iowa Üniversitesi (Bates) aracılığıyla yönetilen tarafından desteklenmiştir

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

References

  1. Robinson, P. D., et al. Consensus statement for inert gas washout measurement using multiple- and single- breath tests. European Respiratory Journal. 41, (3), 507-522 (2013).
  2. Verbanck, S., Paiva, M. Gas mixing in the airways and airspaces. Comprehensive Physiology. 1, (2), 809-834 (2011).
  3. Bates, M. L., et al. Pulmonary function responses to ozone in smokers with a limited smoking history. Toxicology and Applied Pharmacology. 278, (1), 85-90 (2014).
  4. Bates, M. L., Brenza, T. M., Ben-Jebria, A., Bascom, R., Ultman, J. S. Longitudinal distribution of ozone absorption in the lung: comparison of cigarette smokers and nonsmokers. Toxicology and Applied Pharmacology. 236, (3), 270-275 (2009).
  5. Reeser, W. H., et al. Uptake of ozone in human lungs and its relationship to local physiological response. Inhalation Toxicology. 17, (13), 699-707 (2005).
  6. Taylor, A. B., Lee, G. M., Nellore, K., Ben-Jebria, A., Ultman, J. S. Changes in the carbon dioxide expirogram in response to ozone exposure. Toxicology and Applied Pharmacology. 213, (1), 1-9 (2006).
  7. Baker, L. G., Ultman, J. S., Rhoades, R. A. Simultaneous gas flow and diffusion in a symmetric airway system: a mathematical model. Respiration Physiology. 21, (1), 119-138 (1974).
  8. Fowler, W. S. Lung Function Studies. II. The Respiratory Dead Space. American Journal of Physiology-Legacy Content. 154, (3), 405-416 (1948).
  9. Eberlein, M., et al. Supranormal Expiratory Airflow after Bilateral Lung Transplantation Is Associated with Improved Survival. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 183, (1), 79-87 (2011).
  10. Eberlein, M., Schmidt, G. A., Brower, R. G. Chest wall strapping. An old physiology experiment with new relevance to small airways diseases. Annals of the American Thoracic Society. 11, (8), 1258-1266 (2014).
  11. Taher, H., et al. Chest wall strapping increases expiratory airflow and detectable airway segments in computer tomographic scans of normal and obstructed lungs. Journal of Applied Physiology. (2017).
  12. Verscheure, S., Massion, P. B., Verschuren, F., Damas, P., Magder, S. Volumetric capnography: lessons from the past and current clinical applications. Critical Care. 20, (1), 184 (2016).
  13. Suarez-Sipmann, F., Bohm, S. H., Tusman, G. Volumetric capnography: the time has come. Current Opinion in Critical Care. 20, (3), 333-339 (2014).
  14. Wanger, J., et al. Standardisation of the measurement of lung volumes. European Respiratory Journal. 26, (3), 511-522 (2005).
  15. Culver, B. H., et al. Recommendations for a Standardized Pulmonary Function Report. An Official American Thoracic Society Technical Statement. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 196, (11), 1463-1472 (2017).
  16. Goldman, H. I., Becklake, M. R. Respiratory function tests; normal values at median altitudes and the prediction of normal results. Am Rev Tuberc. 79, (4), 457-467 (1959).
  17. Shim, S. S., et al. Lumen area change (Delta Lumen) between inspiratory and expiratory multidetector computed tomography as a measure of severe outcomes in asthmatic patients. J The Journal of Allergy and Clinical. (2018).
  18. Smith, B. M., et al. Human airway branch variation and chronic obstructive pulmonary disease. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 115, (5), E974-E981 (2018).
  19. Farmery, A. D. Volumetric Capnography and Lung Growth in Children - a Simple-Model Validated. Anesthesiology. 83, (6), 1377-1379 (1995).
  20. Scherer, P. W., Neufeld, G. R., Aukburg, S. J., Hess, G. D. Measurement of Effective Peripheral Bronchial Cross-Section from Single-Breath Gas Washout. Journal of Biomechanical Engineering-Transactions of the Asme. 105, (3), 290-293 (1983).
  21. Sinha, P., Soni, N. Comparison of volumetric capnography and mixed expired gas methods to calculate physiological dead space in mechanically ventilated ICU patients. Intensive Care Medicine. 38, (10), 1712-1717 (2012).
  22. Bourgoin, P., et al. Assessment of Bohr and Enghoff Dead Space Equations in Mechanically Ventilated Children. Respiratory Care. 62, (4), 468-474 (2017).
Hacimsel Capnography ve barometrik pletismografisi akciğer yapısı işlev ilişki ölçmek için birleştirme
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

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).

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