December 22nd, 2016
在人类缺氧模拟通常也被因吸入低氧气体混合物进行。在这项研究中,呼吸暂停潜水员被用来模拟人类动态缺氧。另外,在去饱和和再饱和动力学的生理变化与非侵入性工具,例如近红外光谱法(NIRS)和外围氧合饱和度( 血氧饱和度)来评价。
该模型的总体目标是在人体模型中模拟呼吸暂停引起的缺氧和高碳酸血症,重点是间歇性呼吸暂停(发生在睡眠呼吸暂停期间)和气道阻塞等紧急情况。该模型可能有助于了解生理机制,以避免在长时间呼吸暂停的情况下对大脑造成缺氧损伤。这种动态模型的主要优点是我们可以模拟人类临床相关的缺氧。
呼吸暂停依赖性缺氧通常会降低心率。由低氧和吸入空气引起的缺氧会增加心率。因此,不同的缺氧模式在循环中引起相反的效果。
我们的可重复模型使我们能够研究不同的技术设备。这让我们有机会专注于呼吸暂停的不同生理方面,而无需更改设置或模型。在将电极连接到受试者之前,请使用 70% 酒精清洁附着点。
现在,将 NIRS 电极放在眉毛上方前额右侧的额极两个轨迹上,以及中矢状沟的右侧。使用第二个电极测量外周组织氧合。将其放在下臂内侧。
避免将此电极放置在静脉丛或动脉上方。饱和度应大于 80%在获取脑组织氧合值之前,请等待 NIRS 信号显示 3% 或更少的变化至少 5 分钟。同样,等待外周血氧水平信号稳定下来。
接下来,将 ECG 电极放在没有毛发的胸部。将 R 导联放在胸大肌右侧的胸肋头上。将 L 型导线放在胸大肌左侧的胸肋头上。
将 C 型铅放在锁骨内侧线中间的第五肋间隙上。将 F 导芯放在左下肋边缘,将 N 导芯放在右下肋边缘。现在,从用于测量外周组织氧合的同一肢体的指尖测量外周脉搏血氧饱和度。
接下来,使用外周脉搏血氧仪测量的对侧肢上的血压袖带测量无创血压。在可编程设置中,选择一分钟间隔,然后选择 NIBP。至少在呼吸暂停前 20 分钟,在右臂或左臂的肘内侧静脉建立静脉输液管,以便在呼吸暂停期间和之后抽取血样。
在开始之前,同步 monitoring devices 的内部 clocks,以便同步测量结果。接下来,将网线从计算机发送到监控设备。将其连接到坞站。
然后,在正确的网络设置中编程,软件将能够控制设备并保存数据。此外,请放置显示器,使数据对被摄体不可见。检查来自 NIRS 电极的信号。
如果任何一个电极太不稳定,请重新定位电极。确保避免将电极放在较大的静脉丛或任何动脉上。然后信号应该稳定下来。
高度可变的脑 NIRS 信号可能是由于换气过度所致。指示受试者呼吸更慢,潮气量更少,并重新评估信号。让受试者以俯卧姿势休息至少 15 分钟,并指导他们以每分钟 15 次或更少的呼吸正常呼吸。
在采集基线之前,请抽取血液样本。要记住的两件事是不要使用前 5 毫升抽取的血液,并在每次采集后始终使用无菌生理盐水冲洗导管。在整个测试时间表中,根据需要抽取血液样本。
在继续之前,请仔细检查每个设备的功能和信号质量。此外,确保测试对象在呼吸暂停结束时的不自主运动不能移除电极。在准备呼吸暂停测试的最后两分钟,口头倒计时。
然后,让受试者用手指表示他们最近三次吸气。最后一口气的结束标志着呼吸暂停的开始。在 NIRS 设备上记录此时间点。
应尽可能长时间地进行呼吸暂停。在下半场,胸部和腹部的运动很常见,表明处于挣扎阶段。呼吸暂停的结束以第一次吸气为标志。
在 NIRS 设备上记录此时间点。要处理来自监控设备的数据,请在计算机上打开保存的文件。首先,单击 review 以访问趋势监视器并选择工具,然后单击菜单子掩码中的 option。
如果需要,可以通过趋势间隔来更改时间间隔。现在,选择蒙版趋势并保存数据。使用 resultingtrends。
txt数据在电子表格程序中打开它,以便对其进行分析。要处理来自 NIRS 设备的数据,请打开计算机上的软件并通过 WiFi 连接 NIRS 设备。然后,从 NIRS 设备传输数据并将其保存为 CSV 格式以作为电子表格打开。
在分析中,不要将呼吸暂停前的最后三次吸气包括在基线值中,也不要在呼吸暂停开始时最大吸气后的前 30 秒包括在内。在一名受试者的 6 分钟呼吸暂停期间,同时记录外周血氧饱和度和 NIRS。有趣的是,在呼吸暂停开始后,与脑 NIRS 监测相比,外周血氧饱和度监测更早地检测到氧饱和度降低。
在一项对 10 名呼吸暂停潜水员的研究中,脑 NIRS 值下降明显晚于脉搏血氧仪测量的饱和值。即使与脉搏血氧饱和度相比,外周 NIRS 也显示出最早的去饱和。重新开始呼吸后,与脉搏血氧仪测量的外周 O 2 饱和度相比,脑 NIRS 显着更早地检测到再饱和。
外周 NIRS 和脉搏血氧饱和度之间没有明显的时间延迟。从另一个角度来看,去饱和值和总呼吸暂停时间被标准化为 100%看完这个视频后,你应该对如何测量身体不同部位的 O2 饱和度有很好的了解。我们的调查揭示了避免缺氧损伤的生理机制。
在呼吸暂停的情况下,血流的重新分配有助于在外周组织已经脱离时维持大脑的充足氧气供应。
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
本研究利用无呼吸潜水员来模拟人类的动态缺氧,重点关注饱和度下降和重新饱和动力学的生理变化。采用近红外光谱 (NIRS) 和外周血氧饱和度 (SpO 2 ) 等非侵入性工具来评估这些变化。