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Medicina

심부전 환자에서 심폐 운동 테스트에서 뇌 조직 포화 모니터링의 통합

Published: October 01, 2019
doi:
10.3791/60289
, , ,
1Department of Physical Medicine and Rehabilitation,Chang Gung Memorial Hospital, Linkou, 2Healthy Aging Research Center,Chang Gung University, 3School of Medicine, College of Medicine,Chang Gung University, 4Department of Physical Medicine and Rehabilitation,Chang Gung Memorial Hospital, Keelung, 5National Quemoy University, 6Kinmen Hospital,Ministry of Health and Welfare

Summary

이 프로토콜은 심부전 환자에서 운동 과민증에서 대뇌 혈역학 반응의 참여를 확인하기 위해 기존의 심폐 운동 테스트에 근적외선 분광법을 통합했습니다.

Abstract

휴식 또는 운동 중 대뇌 저산소화는 감소 된 배출 분획 (HF)와 심장 마비 환자의 운동 능력에 부정적인 영향을 미친다. 그러나, 임상 심폐 운동 시험에서 (CPET), 대뇌 혈역학평가되지 않습니다. NIRS는 전두엽에서 대뇌 조직 산소 포화도(SctO2)를측정하는 데 사용됩니다. 이 방법은 신뢰할 수 있고 유효하며 여러 연구에서 활용되었습니다. SctO2는 건강한 대조군(66.3±13.3% 및 63.4±13.8% 대 73.1±2.8% 및 72±3.2%)보다 HF 환자에서 휴식 및 피크 운동 시 모두 낮다. SctO2 의 나머지는 피크 VO2 (r = 0.602), 산소 섭취 효율 경사(r = 0.501), 및 뇌 natriuretic 펩티드(r = -0.492)와 현저하게 선형 상관관계가 있으며, 모두 예후 및 질병 심각도 마커, 그것의 잠재적인 예 후 값을 나타내는. SctO2는 주로 HF 집단에서 말단CO2 압력, 평균 동맥 압력 및 헤모글로빈에 의해 결정된다. 이 문서에서는 NIRS를 사용하여 SctO2를 보정된 자전거 인체측정기의 증분 CPET에 통합하는 프로토콜을 보여 줍니다.

Introduction

심폐 운동 테스트 (CPET)는 심폐 적합성의 정량화, 예후, 운동 제한의 진단 원인을 포함하여 여러 목표에 대한 감소 된 배출 분획 (HF)을 가진 심부전 환자에서 적용되었습니다. 운동 처방1,2,3. 테스트 중에 혈역학 변수와 자동 가스 교환에서 파생된 데이터를 모니터링하고 분석합니다. 대뇌 조직 산소 포화도 (SctO2)모니터링은 예후 및 질병 중증도4,5등급에 대한 값을 갖는다.

근적외선 분광법 (NIRS)은 적외선을 사용하여 두개골을 관통하고 뇌 조직 산소화를 지속적으로 및 비침습적으로추정합니다 6. 옥시헤모글로빈과 데옥시헤모글로빈은 다른 광 흡수 스펙트럼을 가지며 빛을 흡수하는 1차 크로모포어이기 때문에, 그들의 농도는 광 투과 및흡수를사용하여 측정될 수 있다6,7. 그러나, 배경 광 흡수기는 또한 빛을 산란하고 측정에 영향을 미칠 수 있습니다8. 이 연구는 SctO를 측정하기 위해 공간적으로 해결된 NIRS를 채택하여 SctO2를 나머지운동에서 최대 운동9로측정했습니다. 파장 의존적 산란 손실을 보정하고 배경 간섭을 제거하기 위해 4개의 파장이 방출되어 정확도10을향상시켰습니다.

SctO2는 대뇌 조직에서 산소 전달 대 소비의 비율을 나타낸다. 대뇌 채도는 중단된 대뇌 혈류량(CBF), 동맥 산소 농도 감소, 대뇌 조직 산소 소비 량증가(11)와관련이 있다. 심장 출력 부족 이외에, 고급 HF는 과호흡을 통해 이산화탄소의 동맥 부분 압력을 감소시켜 간접적으로 뇌 혈관 수축을 유도하여 운동 중 뇌 저관류를 일으킵니다. 12.

HF에 있는 뇌 산소화의 임상 중요성은 첸외. 4에의해 밝혀졌습니다. 첫째, SctO2는 건강한 대조군과 비교하여 HF 군에서 현저히 감소하였다. SctO2뿐만 아니라 휴식감소뿐만 아니라 운동 하는 동안 더 감소. 건강한 그룹에서는 관찰되지 않습니다. 둘째, SctO2rest 및 SctO2peak는 VO2peak,뇌 내분비 펩티드 (BNP), 및 산소 섭취 효율 경사 (OUES)와 상관관계가 있었으며, 모두 예후 마커가 확립되었습니다. 따라서, SctO2rest 및 SctO2peak는 HF 환자에서 예후및 질병 중증도를 반영할 가능성이 매우 높다. Koike 등에서 또 다른 연구는 휴식에서 피크 운동에 이마에서 측정 대뇌 oxyhemoglobin의 변화가 관상 동맥 질환 환자의 생존자에 비해 비 생존자에서 상당히 낮았다는 것을 제안했다5. 그러므로, 대뇌 산소화는 HF를 가진 환자의 질병 엄격 그리고 예후를 계층화하기 위하여 이용될 수 있습니다.

Protocol

다음 의정서는 대만 링쿠장장궁 기념병원의 윤리위원회의 승인을 받았다. 운동 시험은 22-25 °C의 대기 온도, 755 ~ 770 Torr의 압력 및 55-65 %의 상대 습도를 가진 에어컨 실험실에서 수행되었습니다. 각 시험 전에, 가스 분석기는 실내 공기와 공지 된 농도의 가스 혼합물을 사용하여 제조업체의 지시에 따라 보정되었다 (FO2: 0.12; FCO2: 0.05; N2를 균형으로). 시스템의 터빈 유량계는…

Representative Results

대만 링쿠 창궁 기념병원에는 HF 환자 34명과 건강한 대조군 17명이 등록되었다. 각 대상자는 NIRS에 의해 SctO2 모니터링을 통합심폐 운동 테스트를 받았다. 간단히 말해서, SctO 2(rest; peak) 값은 HF 군에서 현저히 낮았다(66.3±13.3%, 63.4±13.8%,) 대조군(73.1±2.8%, 72±3.2%)보다 그룹(그림 1)을참조하십시오. HF군에서, SctO 2rest(SctO2rest)와<…

Discussion

NIRS에 의해 비침습적으로 지속적으로 모니터링되는 대뇌 산소화는 심혈관수술(13)과 신경 활성을 추정하는 것과 같은 뇌 기능분석(14)을 포함한 다양한 시나리오에서 적용되고 있다. 이 프로토콜은 기존의 CPET에 NIRS를 통합하여 HF 환자에서 운동 불내성에서 대뇌 혈역학 반응의 개입을 식별합니다. 그것은 예후 및 질병 엄격을 결정하는 운동 시험의 가치를 증가?…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

운동 테스트에 참여한 환자는 깊이 감사드립니다. 이 연구는 대만 국립 과학위원회 (NMRPG3G6231/2/3), 창궁 기념 병원 (그랜트 번호)에 의해 지원되었다. CMRPG3G0601/2) 및 건강한 노화 연구 센터, 창궁 대학 및 대만 교육부의 고등 교육 심층 경작 프로그램 (보조금 번호 EMRPD1H0351 및 EMRPD1H0551).

Materials

Bicycle ergometer Ergoline, Germany Ergoselect 150P
Cardiopulmonary exercise testing gas analysis Cardinal-health Germany MasterScreen CPX
Finger pulse oximetry Nonin Onyx, Plymouth, Minnesota Model 9500
Sphygmomanometer SunTech Medical, UK Tango
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Referências

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Keywords: Heart FailureCardiopulmonary Exercise TestingNIRSOxygen UptakeExercise CapacityDisease SeverityPrognosis
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Citar este artigo
Huang, S., Chen, C. P., Fu, T., Chen, Y. Integration of Brain Tissue Saturation Monitoring in Cardiopulmonary Exercise Testing in Patients with Heart Failure. J. Vis. Exp. (152), e60289, doi:10.3791/60289 (2019).
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