肺の構造と機能の関係を測定する体積のカプノグラフィおよび気圧脈を組み合わせること
Summary
ここでは、肺機能-気圧脈、肺気量と体積カプノグラフィ解剖デッド スペースと航空の均一性を測定するためのツールの測定を可能にする 2 つの対策について述べる。これらの技術は単独で使用または異なる肺気量で航空機能を評価するために結合します。
Abstract
肺と気道のボリュームを測定するためのツールは、肺研究者肺疾患または新規薬剤の影響を評価するために重要です。気圧の脈は臨床使用の長い歴史を持つ肺気量を評価するための古典的な手法です。体積カプノグラフィを利用して導電性の気道のボリュームを決定したり、デッド スペース、呼気の二酸化炭素のプロファイルと航空の均質性のインデックスを提供します。これらテクニックは航空ボリュームと均質性の肺気量依存性を評価する単独、または組み合わせて使用することがあります。このペーパーは、これらの技術を複製する詳細な技術的な手順を提供し、気道ボリュームと均質性高い肺気量に相関が当社の代表的なデータを示します。我々 はまた、変更または異なる実験的デザインに合うように適応することができます capnographic データの解析マクロを提供します。これらの措置の利点は、利点、および制限事項は、実験データの数十年でサポートされて、高価な機材や技術的に高度な解析アルゴリズムなし同じテーマで繰り返し行うことができます。これらのメソッドは、捜査官の摂動両方機能残存肺と気道のボリュームの容量を変更するに興味がある場合に特に便利かもしれません。
Introduction
ガス ウォッシュ アウト技術は、均一性の気道の構造に関する重要な情報を提供するために何十年も使用されています。肺は、古典的な解剖デッド スペースで構成される導電性ゾーンと、ガス交換は、肺胞呼吸ゾーン-2 つのコンパートメントを持つものとして説明します。導電性の気道は、酸素と二酸化炭素の交換には参加しませんので、「デッド スペース」として名づけられます。1 回呼吸ガス ウォッシュ アウト法、解剖学的死腔量を決定し、換気の均一性についての情報を取得して呼気ガスの濃度プロファイルを使用できます。これらの対策をする不活性ガスの呼吸に依存していくつかの方法 (N2アルゴン、彼は、 SF6等)。不活性ガスの使用は確立された科学的なコンセンサス ステートメント1, でサポートされている、フレンドリーなユーザー インターフェイスで利用可能な業務用機器があります。ただし、二酸化炭素 (CO2) 呼気のプロファイルを使用して、同様の情報を派生できます。特殊ガスの混合物を呼吸する参加者を必要としない呼気のボリューム、または体積カプノグラフィの関数として CO2のプロファイルを評価し、柔軟に代謝とガスに関する追加情報を収集するために使用できます。技法を最小限の調整と交換します。
制御の呼気中の CO2濃度は呼気量に対してプロットできます。呼気の初めには、デッド スペースは、大気中のガスでいっぱいです。これが反映されて呼気 CO2のプロファイルのどこの段階では、CO2の検出不可能な量 (図 1上)。フェーズ II は、ここでガス交換が行われる、CO2は豊富な肺胞のガスへの移行をマークします。フェーズ II の中間点での解剖学的死腔 (VD) ボリューム ボリュームです。フェーズ III には、肺胞のガスが含まれています。異なる直径を持つ航空は、異なる速度で空に第 III 相の傾き (S) は航空の均一性についてを説明します。第 III 相の急斜面を示唆少ない制服気道終末細気管支または対流に依存不均質性2に近位。摂動が個人間で比較して CO2の生産の率を変更可能性がある場合、代謝 (NS または正規化された斜面) の違いを正規化する曲線下面積で斜面を分けることができます。体積カプノグラフィは航空量の変化を評価する以前使用されており、次の均一性大気汚染物質暴露3,4,5,6。
肺のガス輸送は、対流と拡散によって支配されます。一呼吸ウォッシュ アウト対策、空気の流れに大きく依存し、移流拡散境界で VDの測定値が発生します。呼気の前の吸入流量を変更すると、その境界7の場所。カプノグラフィは作戦の直前に肺のボリュームに依存も。大量の肺膨張 VD8の値が大きい, 気道です。1 つのソリューションは、一貫して同じ肺容積-通常機能残気量 (FRC) の測定をすることです。代替手段として、記載されているここで、VDと肺気量との関係を取得するためにカップル体積カプノグラフィ気圧脈とすることです。参加者は、肺の容積を変えながら一定流量で演習を実行します。これはまだ派生する FRC で作られるクラシック capnographic 対策のため、肺気量とデッド スペース容積と肺気量と均質性の間の関係をにより。確かに、脈とカプノグラフィを結合の付加価値は、航空ツリーの伸展性と肺の構造と機能の関係についての仮説をテストすることから来ています。これは肺コンプライアンス対航空力学とエラスタンスの健康と病気の人口9,10,11 の肺機能に及ぼす影響を定量化することを目指して研究者のための貴重なツールがあります。.さらに、体積 capnographic 測定が実行されている絶対的な肺容積により、肥満など、肺のインフレ状態を変えることができる条件の効果を特徴付ける捜査官会計肺移植、または箱壁のストラップのような介入。体積カプノグラフィは、集中治療の設定12,13臨床的有用性を最終的にがあります。
Protocol
Representative Results
Discussion
ここでは、VD航空均質性 (斜面) の測定のためのプロトコルを提供しています。FRC、または肺気量の関数としてこれらの測定も可能です。摂動 VDと斜面に肺気量の関数としてプロットすることができから得られない肺の構造と機能の関係についての有用な情報を提供することがあります後、実験の開始前に FRC を測定FRC だけでカプノグラフィ。
航空ボリュ?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この作品は、健康部門と人間の生理、アイオワ大学で内科で賄われていた。この作品は古い金フェローシップ (ベイツ)、アイオワの大学 (ベイツ)、ホールデン ・包括的がんセンターを通じて管理されるアメリカの癌協会から付与 IRG-15-176-40 によって支えられたも
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 |
Referências
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