Summary

Kanama İnsan Modeli Entegre Telafi Cevapları

Published: November 20, 2016
doi:

Summary

Bu protokolün amacı, insanlarda kan hacmi açığı telafi mekanizmaların tam entegrasyonu ölçmek için kullanılabilecek insan kanama invaziv olmayan deneysel model olarak alt gövde negatif basınç kullanılarak düşük merkezi kan hacmi telafi tepkilerini ölçmek için kullanılan teknikleri göstermek için .

Abstract

Kanama kan kaybının şiddetine erken tanısı zordur kısmen, travma ile ilişkili ölümlerin başta gelen nedenidir. Mevcut klinik araçlar nedeniyle telafi mekanizmaları kanama erken aşamalarında sabit kalması vital bulguların önlemleri sağlamak için kanayan hastaların değerlendirilmesi zordur. Sonuç olarak, anlaşılması ve azaltılmış kan hacminin ve nasıl devam eden aşamalı kanama esnasında değişen telafi mekanizmaların tam entegrasyonu ölçmek için bir ihtiyaç vardır. Vücudun rezerv azalır dolaşan kan hacmi telafi etmek için 'telafi rezerv' olarak adlandırılır. telafi rezerv doğru bir yüksek güçlü bilgisayar kullanımı ile ölçülen arteriyel dalga özellikleri değişikliklerin gerçek zamanlı ölçümler ile değerlendirilebilir. Alt gövde negatif basınç (LBNP), kanama ile ilgili insanlarda fizyolojik tepkilerin çoğu taklit ettiği gösterilmiştirve kanamaya telafi yanıtını incelemek için kullanılır. Bu çalışmanın amacı, kanama bir simülasyon olarak LBNP merkezi kan hacmindeki ilerici azalmalar sırasında değerlendirilir nasıl telafi rezerv göstermektir.

Introduction

kardiyovasküler sistemin en önemli fonksiyonu arteriyel kan basıncı homeostatik düzenlenmesi yoluyla vücudun tüm dokularına yeterli perfüzyon (kan akımı ve oksijen teslim) kontrol edilmesidir. Tazminat çeşitli mekanizmalar (örneğin, otonom sinir sistemi aktivitesi, kardiyak hızı ve kontraktilite, venöz dönüşü, vazokonstriksiyon, solunum) dokulardaki oksijen normal fizyolojik seviyelerini korumak için katkıda bulunur. 1 Azaltmayı kanama neden olduğu tehlikeye düşürebilecek kadar kan hacmini dolaşımdaki Kardiyovasküler dengeleyici mekanizmanın özelliği ve sonuçta ölüme neden olabilir, düşük kan basıncı, ciddi doku hipoksi ve dolaşım şoku yol açar.

Şiddetli kanama (yani, hemorajik şok) neden Dolaşım şok travmaya bağlı ölüm önde gelen nedenidir. Bir hastayı önlemenin en zorlu yönlerinden 2 Tek şok gelişen bizim olduğunuyetersizlik erken başlangıçlı tanımak için. Şok gelişme yönünde ilerlemesi erken ve doğru değerlendirme şu anda çünkü vücudun sayısız Tazmin kan kaybı erken dönemlerinde çok az değişiklik vital bulguların ölçümlerini sağlayan teknolojiler (örneğin, tıbbi monitörler) tarafından klinik ortamda sınırlıdır kan basıncını düzenleyen mekanizmalar. 3-6 gibi böyle, kan kaybını telafi etmek için vücudun rezerv toplamını ölçmek için yeteneği doku perfüzyon devletin en doğru yansıması ve şok gelişme riskini temsil etmektedir. 1 Bu rezerv denir . doğru arteriyel dalga özellikleri değişikliklerin gerçek zamanlı ölçümler ile tespit edilebilir telafi rezerv telafi rezerv 1 tükenmesi hipotansiyon ani başlayan kritik hastalarda gözlenen terminali kardiyovasküler istikrarsızlık çoğaltır; hemodinamik deco olarak bilinen bir durumdurmpensation. 7

İnsanlarda devam eden kan kaybı sırasında telafi rezerv ve kan basıncının düzenlenmesinde kullanımı arasındaki ilişki (fizyolojik ölçümlerin kapsamlı bir dizi kullanarak laboratuvarda ortaya konabilir, örneğin, kan basıncı, kalp hızı, kan oksijen doygunluğu, atım hacmi, kanama sırasında meydana geldiğini benzer merkezi kan hacmi sürekli ilerleyen azalmalar sırasında standart fizyolojik izleme tarafından sağlanan kardiyak output, damar direnci, solunum sayısı, nabız karakteri, mental durum, end-tidal CO 2, doku oksijen). Düşürdüler merkezi kan hacmi Alt Vücut Negatif Basınç ilerleyen artıştan (LBNP) ile noninvaziv kaynaklı olabilir. 8 fizyolojik ölçümler ve LBNP kolayca olabilir azaltılmış merkezi kan hacmi telafi etmek için vücudun yeteneğini değerlendirmek için nasıl kavramsal anlayış bu kombinasyon kullanarak iblislertrated. Bu çalışma prelab hazırlık, simüle kanama sırasında diğer fizyolojik yanıtlar ile ilgili olarak telafi edici yanıt gösteri ve sonuçların postlab değerlendirmesini göstermektedir. Telafi edici rezerv ölçümleri yapmak için gerekli olan deneysel teknikleri insan gönüllü olarak gösterilmiştir.

Protocol

Önceden herhangi bir insan prosedüre, kurumsal inceleme kurulu (KİK) protokolünü onaylaması gerekir. Bu çalışmada kullanılan protokol ABD Ordusu Tıbbi Araştırma ve Malzeme Komutanlığı IRB tarafından onaylanmıştır. Protokol, kontrollü ve tekrarlanabilir bir laboratuar ortamında süregelen kanama sırasında kişiler tarafından tecrübe edilen işleme benzer merkezi kan hacmi içinde artan bir şekildeki azalma tazminat fizyolojik yanıtlar gösterdiğini için tasarlanmıştır. 25 C – Laboratuvar oda sıcaklığında …

Representative Results

LBNP prosedürü alt kısmına ve bacakları etrafında hava basıncında bir azalmaya neden olur. Bu vakum giderek arttıkça, alt vücut baş ve üst gövde kan hacmi kaymaları merkezi hipovolemiye bir devlet yaratmak. Merkezi kan hacmindeki ilerici azalma (yani, LBNP) kızılötesi parmak fotoletismograf (Şekil 5) ile ölçülen arteriyel dalga özellikleri önemli değişiklikler üretir. Telafi Rezerv Endeksi (CRI) tahmini telafi rezervi (Şekil 6…

Discussion

Merkezi kan hacmindeki ilerici ve sürekli indirim neden LBNP kullanarak, hipotansiyon ve bradikardi (Şekil 7) bir ani başlangıçlı ile karakterize konuda hemodinamik dekompansasyon tipik tepkisi, ikna etmek için başardık. Kan kaybına tolerans belirgin bireysel değişkenlik sonuçlanan kanama entegre telafi tepki çok karmaşık olduğunu anlamak için 19 önemlidir. 1 diğerleri kadar etkili telafi yok iken Gibi bazı bireyler nispeten duyarlı telafi mekanizmaları vard?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Bu çalışma Amerika Birleşik Devletleri Ordusu, Tıbbi Araştırma ve Malzeme Komutanlığı, Savaş Kaza Bakım Programı fon tarafından desteklenmektedir. Biz video yapma onların yardım için LTC Kevin S. Akers, MD ve Bayan Kristen R. Alkali teşekkür ederim.

Materials

Dynamic Research Evaluation Workstation (DREW) data acquisition syetem NA NA Custom Built by ISR personnel.  The DREW allows for time synchronization of both digital and analog signal data collection from up to 16 independent instruments with a sampling rate of 1000 Hz.
Finometer Finapress Medical Systems (FMS) Model 1 Device that provides non-invasive, continuous measurements of brachial artery blood pressure and arterial oxygen saturation (SpO2) using two separate infrared finger photophlethymography cuff sensors.
BCI Capnocheck Plus Smith Medical PM Inc. 9004 Capnograph used to measure  end tidal CO2 and respiration rate
CipherOX  Flashback Technologies Inc. R200 Investigational device used to calculate Compensatory Reserve Index (CRI)
Nonin 9560 Pulse Oximeter Nonin 9560 finger pulse oximeter
Lower Body Negative Pressure Chamber (LBNP) NASA 79K32632-1 Custom Chamber built by NASA
ECG Biotach Gould 13-6615-65 Electrocardiograph for measuring ECG
Nasal CO2 Sample Line Salter Labs REF 4000 Latex free nasal cannula for sampling expired air

References

  1. Convertino, V. A., Wirt, M. D., Glenn, J. P., Lein, B. C. The compensatory reserve for early and accurate prediction of hemodynamic compromise: a review of the underlying physiology. Shock. 45 (6), 580-590 (2016).
  2. Eastridge, B. J., et al. Death on the battlefield (2001-2011): Implications for the future of combat casualty care. Journal of Trauma and Acute Care Surgery. 73 (6), S431-S437 (2012).
  3. Orlinsky, M., Shoemaker, W., Reis, E. D., Kerstein, M. D. Current controversies in shock and resuscitation. Surg. Clin. North Am. 81 (6), 1217-1262 (2001).
  4. Wo, C. C. J., et al. Unreliability of blood pressure and heart rate to evaluate cardiac output in emergency resuscitation and critical illness. Crit Care Med. 21, 218-223 (1993).
  5. Bruijns, S. R., Guly, H. R., Bouamra, O., Lecky, F., Lee, W. A. The value of traditional vital signs, shock index, and age-based markers in predicting trauma mortality. J Trauma Acute Care Surg. 74 (6), 1432-1437 (2013).
  6. Parks, J. K., Elliott, A. C., Gentilello, L. M., Shafi, S. Systemic hypotension is a late marker of shock after trauma: a validation study of Advanced Trauma Life Support principles in a large national sample. Am. J. Surg. 192 (6), 727-731 (2006).
  7. Brunauer, A., et al. The arterial blood pressure associated with terminal cardiovascular collapse in critically ill patients: a retrospective cohort study. Crit Care. 18 (6), 719 (2014).
  8. Hinojosa-Laborde, C., et al. Validation of lower body negative pressure as an experiomental model of hemorrhage. J. Appl. Physiol. 116, 406-415 (2014).
  9. Martina, J. R., et al. Noninvasive continuous arterial blood pressure monitoring with Nexfin(R). Anesthesiology. 116 (5), 1092-1103 (2012).
  10. Imholz, B. P., Wieling, W., Langewouters, G. J., van Montfrans, G. A. Continuous finger arterial pressure: utility in the cardiovascular laboratory. Clin. Auton. Res. 1 (1), 43-53 (1991).
  11. Imholz, B. P. M., Wieling, W., van Montfrans, G. A., Wesseling, K. H. Fifteen years experience with finger arterial pressure monitoring: assessment of technology. Cardiovasc. Res. 38, 605-616 (1998).
  12. Roelandt, R. . Finger pressure reference guide. , (2005).
  13. Harms, M. P. M., et al. Continuous stroke volume monitoring by modelling flow from non-invasive measurement of arterial pressure in humans under orthostatic stress. Clin. Sci. 97, 291-301 (1999).
  14. Leonetti, P., et al. Stroke volume monitored by modeling flow from finger arterial pressure waves mirrors blood volume withdrawn by phlebotomy. Clin. Auton. Res. 14 (3), 176-181 (2004).
  15. Convertino, V. A., Grudic, G., Mulligan, J., Moulton, S. Estimation of individual-specific progression to impending cardiovascular instability using arterial waveforms. J. Appl. Physiol(Bethesda, Md :1985). 115 (8), 1196-1202 (2013).
  16. Convertino, V. A., et al. Individual-specific, beat-to-beat trending of significant human blood loss: the compensatory reserve. Shock. 44 (Supplement 1), 27-32 (2015).
  17. Cooke, W. H., Ryan, K. L., Convertino, V. A. Lower body negative pressure as a model to study progression to acute hemorrhagic shock in humans. J. Appl. Physiol. 96, 1249-1261 (2004).
  18. Convertino, V. A., et al. Inspiratory resistance maintains arterial pressure during central hypovolemia: implications for treatment of patients with severe hemorrhage. Crit Care Med. 35 (4), 1145-1152 (2007).
  19. Carter, R., Hinojosa-Laborde, C., Convertino, V. A. Variability in integration of mechanisms associated with high tolerance to progressive reductions in central blood volume: the compensatory reserve. Physiol Reports. 4 (1), (2016).
  20. Convertino, V. A., Sather, T. M. Vasoactive neuroendocrine responses associated with tolerance to lower body negative pressure in humans. Clin. Physiol. 20, 177-184 (2000).
  21. Convertino, V. A., et al. Use of advanced machine-learning techniques for noninvasive monitoring of hemorrhage. J. Trauma. 71 (1 Suppl), S25-S32 (2011).
  22. Convertino, V. A., Rickards, C. A., Ryan, K. L. Autonomic mechanisms associated with heart rate and vasoconstrictor reserves. Clin. Auton. Res. 22, 123-130 (2012).
  23. Rickards, C. A., Ryan, K. L., Cooke, W. H., Convertino, V. A. Tolerance to central hypovolemia: the influence of oscillations in arterial pressure and cerebral blood velocity. J. Appl. Physiol. 111 (4), 1048-1058 (2011).
  24. Johnson, B. D., et al. Reductions in central venous pressure by lower body negative pressure of blood loss elicit similar hemodynamic responses. J. Appl. Physiol. 117, 131-141 (2014).
  25. van Helmond, N., et al. Coagulation Changes during Lower Body Negative Pressure and Blood Loss in Humans. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 309, H1591-H1597 (2015).
  26. Gerhardt, R., Berry, J., Blackbourne, L. Analysis of life-saving interventions performed by out-of-hospital combat medical personnel. J. Trauma. 71, S109-S113 (2011).
  27. Pinsky, M. R. Hemodynamic evaluation and monitoring in the ICU. Chest. 132 (6), 2020-2029 (2007).
  28. Rivers, E., et al. Early goal-directed therapy in the treatment of severe sepsis and septic shock. N.Engl.J.Med. , 1368-1377 (2001).
  29. Rivers, E. P., et al. The influence of early hemodynamic optimization on biomarker patterns of severe sepsis and septic shock. Crit Care Med. 35 (9), 2016-2024 (2007).
  30. Rivers, E. P., Coba, V., Whitmill, M. Early goal-directed therapy in severe sepsis and septic shock: a contemporary review of the literature. Curr Opin Anaesthesiol. 21 (2), 128-140 (2008).
  31. Cap, A. P., Spinella, P. C., Borgman, M. A., Blackbourne, L. H., Perkins, J. G. Timing and location of blood product transfusion and outcomes in massively transfused combat casualties. J. Trauma. 73, S89-S94 (2012).
  32. Spinella, P. C., Perkins, J. G., Grathwohl, K., Beekley, A., Holcomb, J. B. Warm fresh whole blood is independently associated iwth improved survival for patients with combat-related traumatic injuries. J. Trauma. 66, S69-S76 (2009).
  33. Kragh, J., et al. Survival with emergency tourniquet use to stop bleeding in major limb trauma. Ann Surgery. 249 (1), 1-7 (2009).
  34. Chung, K. K., et al. Continous renal replacement therapy improves survival in severly burned military casualties with acute kidney injury. J. Trauma. 64, S179-S187 (2008).
  35. Stewart, C. L., et al. The compensatory reserve for early and accurate prediction of hemodynamic compromise: case studies for clinical utility in acute care and physical performance. J Special Op. Med. 16, 6-13 (2016).
check_url/cn/54737?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Convertino, V. A., Hinojosa-Laborde, C., Muniz, G. W., Carter, III, R. Integrated Compensatory Responses in a Human Model of Hemorrhage. J. Vis. Exp. (117), e54737, doi:10.3791/54737 (2016).

View Video