Hacimsel Capnography ve barometrik pletismografisi akciğer yapısı işlev ilişki ölçmek için birleştirme
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
Representative Results
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 hesaplana…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
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
| 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 |
Referencias
- 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).
- Verbanck, S., Paiva, M. Gas mixing in the airways and airspaces. Comprehensive Physiology. 1 (2), 809-834 (2011).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Fowler, W. S. Lung Function Studies. II. The Respiratory Dead Space. American Journal of Physiology-Legacy Content. 154 (3), 405-416 (1948).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Suarez-Sipmann, F., Bohm, S. H., Tusman, G. Volumetric capnography: the time has come. Current Opinion in Critical Care. 20 (3), 333-339 (2014).
- Wanger, J., et al. Standardisation of the measurement of lung volumes. European Respiratory Journal. 26 (3), 511-522 (2005).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Farmery, A. D. Volumetric Capnography and Lung Growth in Children – a Simple-Model Validated. Anesthesiology. 83 (6), 1377-1379 (1995).
- 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).
- 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).
- Bourgoin, P., et al. Assessment of Bohr and Enghoff Dead Space Equations in Mechanically Ventilated Children. Respiratory Care. 62 (4), 468-474 (2017).
