为了评估锻炼肺扩散和血管的反应,我们描述了多吸入氧扩散能力的技术来确定毛细血管血量和膜弥散能力,以及搅动盐水超声造影评估肺内动静脉吻合的招聘。
运动是一个偏重于肺血管。随着增量运动,肺弥散功能(DL CO)必须增加以应付增加的需氧量;否则,可能会发生扩散限制。与运动中的DL CO的增加是由于增加的毛细血管血液体积(Vc)的和膜弥散能力(DM)。 Vc和DM增加继发招募和肺毛细血管扩张,增加了气体交换的表面积和降低肺血管阻力,由此衰减肺动脉压力的增加。与此同时,肺内动静脉吻合(IPAVA)运动过程中招募可有助于气体交换障碍和/或预防肺动脉压力的大幅增加。
我们描述两种技术在休息和运动过程中,评估肺部扩散和流通。第一种技术使用多离吸入氧ction(F I O 2)DL 有限公司持有的气息,以确定Vc和DM在休息和运动过程中。此外,超声心动图静脉注射生理盐水激动的对比来评估IPAVAs招聘。
代表性的数据表明,在DL CO。,Vc的和Dm与运动强度增加。超声心动图的数据显示,没有IPAVA招聘在休息,而相比之下泡沫是与运动左心室看出,这表明运动诱发IPAVA招聘。
肺毛细血管血体积,膜弥散能力,并利用超声心动图的方法IPAVA招募的评估是有用的表征肺脉管系统的适应锻炼在健康的应力的能力,以及在患病群体,如那些与肺动脉高血压和慢性阻塞性肺疾病。
在运动过程中,心输出量可提高到六倍以上的休息值1。鉴于肺部的唯一机构接收心输出量的100%,运动呈现相当大的压力,以肺系统。对于增量运动,肺弥散量(DL CO)必须增加,以满足增加的需氧量2。从静止到峰值运动,DL CO可增加到静止值高达150%,没有达到相对于一个上限心输出3,4,5。在弥散量增加的发生是由于在膜弥散量(DM)和毛细血管血量(VC),继发于肺毛细血管6的招聘和扩张增加的结果。
Roughton和福斯特(1957)开发出一种技术,分区D米和VC 7里由一氧化碳测试(DL CO)标准的扩散能力时调节吸入氧浓度(F I O 2)的比例。氧气和一氧化碳(CO)的竞争性结合对血红蛋白血红素网站,例如,增加F I O 2会降低DL CO 8,9。通过标准DL CO动作时调制F I O 2,这种关系可以被利用来衡量Vc和DM 7。我们最近适于这种技术锻炼5期间使用。到以前的工作类似,我们已经发现,DL CO连续增加高达二次峰值运动在两个Vc和DM 5增加。有趣的是,我们已经发现,在谁具有更大的氧消耗,从而对弥散能力更需要耐力训练的运动员,有在运动高峰的增加在DL CO。,继发于增加Dm和不Vc的,这表明在运动员5的肺膜的电位的适应。
运动过程中Vc和DM的增加是通过增加肺动脉压力,这将导致在休息4,10以前低灌注肺毛细血管的招聘和扩张来实现的。这导致增加了肺毛细血管网的横截面面积,由此降低肺血管阻力和衰减在肺动脉压力的增加。
用生理盐水激动超声造影研究运动11,12,13时已经显示肺内动静脉吻合(IPAVA)招募的证据14。 IPAVA招聘的意义尚不清楚,虽然一些研究表明,它们可能有助于气体交换障碍12,14和可用于卸载右心室11,12,话题仍存在争议15,16。此外,虽然IPAVA招募的确切机制是未知的,我们已经发现,增加心输出量,以及外源性多巴胺,使IPAVA招募在休息17。一个敏锐地增加肺动脉压力18或多巴胺阻断不会出现运动11时显著影响IPAVA招聘。有人猜测,这些大直径IPAVA血管可能有助于保护肺毛细血管从肺动脉大幅增加通过降低肺血管阻力12,17,19,20,21的压力。
当与Vc和DM的评价相结合,激动生理盐水造影是肺循环的适应性研究锻炼22,23的压力的重要工具。
该方法,能够在运动中肺扩散容量和肺内动静脉吻合招募的评估。
该协议中的关键步骤
虽然在DL CO屏气在其余的是比较简单的,呼吸运动时保持呈现给受试者一个独特的挑战,因为它是反直觉的,并且受试者具有高的驱动运动时呼吸。因此,VC和DM的优质决心依靠测试仪和拍摄对象之间的关系和清晰的沟通。测试仪的技术能力可与肺泡体积(先前试验的±5%)和6.0±0.3秒的屏气时间甲苯(BHT)的变异性进行定量。
修改和故障排除
在VC / DM测试结束,测试人员应迅速绘制三个DL CO演习脱termine数据点的最佳拟合线;所述DL CO 21%F I O 2测得应该总是比与40%,这应该比用60%的更大的大。如果不是,则建议以检查阀开关对应于正确的测试气体。类似地,检查呼吸预袋填充有对应于该检测气体( 图1B-1D)正确的F I O 2气体。应谨慎测试的参与者谁是吸烟者,如碳氧血红蛋白升高水平可能低估弥散时服用。
对于IPAVA招聘评估,主体的位置是至关重要的,以确保高品质的图像采集。有可能用一个横卧功率自行车来代替直立功率自行车以减少受试者的运动。然而,横卧周期运动将引起对于给定的工作速度不同的代谢反应,因此,分级运动试验应重复上横卧功率自行车。胸上部的扫描可能会不舒服一些妇女;在这种情况下,建议使用雌性声谱仪。最后,推荐的运动方案是专为年轻,健康的人;因此,该锻炼协议可以被修改为不同的目标群。
该技术的局限性
多个F I O 2 DL CO技术的主要限制是测试人员的技能和被摄体的跟踪命令和屏气时要保持冷静,因为主动脉或苗勒演习将影响测量的能力。其次,在一个会话中保持呼吸的数目应限制在12,由于增加的CO背压,这可能会影响到Vc和DM测量5,30和对健康造成风险受试者。根据不同的研究设计,它中号AY必须完成在多个会话测试,以便二氧化碳的清除和限制参与者的疲劳。有了良好的参与者教练和良好的技术能力,我们已经确定了试验间变异系数满意为弥散,VC和DM为7%,8%和15%,分别为。
多个F I O 2的DL CO技术假定肺泡的 O 2是相同的毛细管的 O 2,因此,与已知的气体交换障碍个人解释数据时应小心。
搅拌盐水对比度超声成像是由声谱仪的技术能力和受试者在运动时,尽量减少胸廓运动的能力的限制。同样重要的是,图像的解释熟悉刻度按既定程序进球IPAVA招募( 图4 </str翁>)27。运动过程中的积极生理盐水造影超声心动图的意义仍然是辩论15,16的话题,有一些讨论,在左心室积极的生理盐水搅动对比度可继发于毛细血管扩张,而不是IPAVA招聘。正在进行的工作是试图解决这一问题。
相对于现有的/替代方法的技术意义
通过利用这些生理技术,能够在各种条件下运动时,以评估肺血管,包括在健康,疾病和药物干预。虽然质量测试仪的能力取决于这些技能是方便,快捷地与适当的指导和培训获得的。多重F I O 2 DL CO方法被认为是在MEA的“金标准”DM和Vc 31 surement。而临床上不计算这些措施,这些值可以被用来确定用于低氧血症和运动耐受的机制,来预测患者结果,并进一步表征诊断31,32。同样,搅拌盐水超声心动图的技术是在确定IPAVAs招募的最广泛使用的方法。
掌握这一技术后,未来的应用或指示
这些技术适用于在一系列的实验条件和干预使用。我们运动时表明这些技术,但他们可以很容易地进行修改,以测量药物输注期间肺血管反应,例如多巴酚丁胺或多巴胺,已知增加心输出17强心剂。此外,有可能在临床人群中使用这些技术,例如如在患有心脏衰竭34或慢性阻塞性肺疾病(COPD)中,其中在DL CO相比年龄匹配的对照受试者35是低级。
The authors have nothing to disclose.
Funding was provided by the Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada and The Heart and Stroke Foundation of Canada.
Metabolic Measurement System | SensorMedics Inc. | Encore 299 Vmax | |
Cycle Ergometer | Ergoline | Ergoselect II 1200 | |
60L 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 |