एक मॉडल मनुष्यों में चिकित्सकीय प्रासंगिक हाइपोक्सिया अनुकरण
Summary
मानव में हाइपोक्सिया अनुकरण आमतौर पर hypoxic गैस के मिश्रण inhaling द्वारा प्रदर्शन किया गया है। इस अध्ययन के लिए, श्वासरोध गोताखोरों मनुष्यों में गतिशील हाइपोक्सिया अनुकरण करने के लिए इस्तेमाल किया गया। इसके अतिरिक्त, desaturation और फिर से संतृप्ति कैनेटीक्स में शारीरिक परिवर्तन ऐसे लगभग अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी (NIRS) और परिधीय ऑक्सीजन संतृप्ति (एसपीओ 2) के रूप में गैर-आक्रामक उपकरण के साथ मूल्यांकन किया गया।
Abstract
In case of apnea, arterial partial pressure of oxygen (pO2) decreases, while partial pressure of carbon dioxide (pCO2) increases. To avoid damage to hypoxia sensitive organs such as the brain, compensatory circulatory mechanisms help to maintain an adequate oxygen supply. This is mainly achieved by increased cerebral blood flow. Intermittent hypoxia is a commonly seen phenomenon in patients with obstructive sleep apnea. Acute airway obstruction can also result in hypoxia and hypercapnia. Until now, no adequate model has been established to simulate these dynamics in humans. Previous investigations focusing on human hypoxia used inhaled hypoxic gas mixtures. However, the resulting hypoxia was combined with hyperventilation and is therefore more representative of high altitude environments than of apnea. Furthermore, the transferability of previously performed animal experiments to humans is limited and the pathophysiological background of apnea induced physiological changes is poorly understood. In this study, healthy human apneic divers were utilized to mimic clinically relevant hypoxia and hypercapnia during apnea. Additionally, pulse-oximetry and Near Infrared Spectroscopy (NIRS) were used to evaluate changes in cerebral and peripheral oxygen saturation before, during, and after apnea.
Introduction
चिकित्सकीय प्रासंगिक तीव्र हाइपोक्सिया और सहवर्ती hypercapnia ज्यादातर ऑब्सट्रक्टिव स्लीप एपनिया सिंड्रोम (OSAS), गंभीर airway बाधा के साथ रोगियों में हृदय या पुनर्जीवन के दौरान देखा जाता है। OSAS और अन्य hypoxemic की स्थिति के क्षेत्र में प्रमुख सीमाओं pathophysiology जानवरों के अध्ययन से प्राप्त होता बारे में और कहा कि मानव मॉडल हैं न के बराबर 1 सीमित हस्तांतरणीय ज्ञान शामिल हैं। 7 – मानव में हाइपोक्सिया की नकल करने के लिए, hypoxic गैस के मिश्रण अब तक 2 इस्तेमाल किया गया है। हालांकि, इन शर्तों के नैदानिक स्थितियों में, जहां हाइपोक्सिया, सामान्य रूप में, hypercapnia के साथ है की तुलना में अधिक ऊंचाई आसपास के अधिक प्रतिनिधि हैं। हृदय की गिरफ्तारी और पुनर्जीवन के दौरान ऊतक oxygenation पर नजर रखने के लिए, जानवरों के अध्ययन शारीरिक प्रतिपूरक तंत्र की जांच करने के लिए 8 प्रदर्शन किया गया है।
श्वासरोध गोताखोरों स्वस्थ सांस लेने आवेग निराशाजनक में सक्षम एथलीटों हैंकि कम धमनी ऑक्सीजन संतृप्ति 9 और एक वृद्धि पीसीओ 2 10,11 द्वारा पैदा की है। हम आदेश तीव्र हाइपोक्सिया और सहवर्ती hypercapnia 12 के नैदानिक स्थितियों की नकल करने में श्वासरोध गोताखोरों की जांच की। यह मॉडल, नैदानिक setups का मूल्यांकन OSAS या रोग श्वास रोगों के साथ रोगियों के pathophysiological समझ में सुधार, और एपनिया के मामलों में एक संभावित काउंटर संतुलन तंत्र के अध्ययन के लिए नई संभावनाओं को प्रकट करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। इसके अलावा, विभिन्न तकनीकों का मानव में हाइपोक्सिया कि आपात स्थितियों में मौजूद है व्यवहार्यता और गतिशील हाइपोक्सिया के मामले में सटीकता के लिए परीक्षण किया जा सकता का पता लगाने के लिए (यानी, एयरवे अवरोधों, laryngospasm या intubate नहीं कर सकते, स्थितियों हवादार नहीं कर सकते हैं) या रोगियों में रुक-रुक कर हाइपोक्सिया अनुकरण करने के लिए OSAS के साथ।
अवेध्य तकनीक हाइपोक्सिया पता लगाने के लिए मानव में सीमित कर रहे हैं। परिधीय नाड़ी oximetry (एसपीओ 2) पूर्व हॉस्पिटल में एक अनुमोदित उपकरण हैताल और अस्पताल सेटिंग्स हाइपोक्सिया 13 पता लगाने के लिए। विधि हीमोग्लोबिन के प्रकाश के अवशोषण पर आधारित है। हालांकि, एसपीओ 2 माप परिधीय धमनी ऑक्सीजन तक सीमित है और pulseless विद्युत गतिविधि (मटर) या केंद्रीकृत न्यूनतम संचलन 14 के मामलों में इस्तेमाल नहीं किया जा सकता है। 19 – इसके विपरीत, लगभग अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी मस्तिष्क ऊतक ऑक्सीजन संतृप्ति (आरएसओ 2) रक्तस्रावी सदमे या subarachnoid नकसीर के बाद 15 के दौरान, मटर के दौरान वास्तविक समय में मूल्यांकन करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। इसका प्रयोग लगातार 20 से बढ़ रहा है और methodological अध्ययनों एसपीओ 2 और आरएसओ 2 3,4 के बीच एक सकारात्मक संबंध का पता चला है।
इस अध्ययन में, हम एक मॉडल मानव में चिकित्सकीय प्रासंगिक हाइपोक्सिया अनुकरण और डे और फिर से संतृप्ति के मामले में परिधीय नाड़ी oximetry और NIRS तुलना करने के लिए एक कदम-दर-कदम कार्यप्रणाली पेश करने के लिए प्रदान करते हैं। एक के मामले में शारीरिक डेटा का विश्लेषण करकेpnea, काउंटर संतुलन तंत्र के बारे में हमारी समझ में सुधार किया जा सकता है।
Protocol
Representative Results
Discussion
कुल एपनिया समय मुख्य रूप से फेफड़ों के आकार और प्रति मिनट ऑक्सीजन की खपत की वजह से और एक 'व्यक्तियों साँस लेने में पीसीओ 2 बढ़ रही है या पीओ 2 को कम करने की वजह से पलटा को झेलने की क्षमता से प्रभाव?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Special thanks to all volunteers who participated in the original study. The work of L. Eichhorn was supported through a scholarship of the Else-Kröner-Fresenius Foundation. The authors would like to thank Springer, Part of Springer Science+Business Media, for copyright clearance (License Number 3894660871180) and the kind permission of reusing previously published data.
Materials
| SpO2 | Dräger Medical AG&CO.KG | SHP ACC MCABLE-Masimo Set | peripheral SpO2-Monitoring |
| Non Invasive Blood Pressure (NIBP) | Dräger Medical AG&CO.KG | NIBP cuff M+, MP00916 | |
| Electrocardiographic (ECG) | Dräger Medical AG&CO.KG | Infinity M540 Monitor | ECG monitoring |
| Docking station | Dräger Medical AG&CO.KG | M500 Docking Station | connection of M540 to laptop |
| NIRS | NONIN Medical’s EQUANOX | Model 7600 Regional Oximeter System | measuring of cerebral and tissue oxygenation |
| NIRS diodes | EQUANOX Advance Sensor | Model 8004CA | suited for measuring cerebral and somatic oxygen-saturation |
| Laptop | |||
| DataGrabber | Dräger Medical AG&CO.KG | DataGrabber v2005.10.16 | software to synchronize M540 with laptop |
| eVision | Nonin Medical. Inc. | Version 1.3.0.0 | software to synchronize NONIN with laptop |
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