Summary
Denne protokollen presenterer en metode for å vurdere pulmonal alveolar-kapillærreserve målt ved kombinert single-breath måling av diffuserende kapasitet til karbonmonoksid (DL, CO) og nitrogenoksid (DL, NO) under trening. Antagelser og anbefalinger for bruk av teknikken under trening danner grunnlaget for denne artikkelen.
Abstract
Den kombinerte single-breath-målingen av diffuserende kapasitet av karbonmonoksid (DL, CO) og nitrogenoksid (DL, NO) er en nyttig teknikk for å måle pulmonal alveolar-kapillærreserve i både friske og pasientpopulasjoner. Målingen gir et estimat på deltakerens evne til å rekruttere og distendere lungekapillærer. Metoden har nylig blitt rapportert å vise en høy test-retest pålitelighet hos friske frivillige under trening av lett til moderat intensitet. Merk at denne teknikken tillater opptil 12 gjentatte manøvrer og krever bare et enkelt pust med en relativt kort pustetid på 5 s. Representative data er gitt som viser de gradvise endringene i DL, NO og DL, CO fra hvile til trening med økende intensiteter på opptil 60% av maksimal arbeidsbelastning. Måling av diffuserende kapasitet og evaluering av alveolar-kapillærreserver er et nyttig verktøy for å evaluere lungens evne til å reagere på trening både i den friske befolkningen og i pasientpopulasjoner som de med kronisk lungesykdom.
Introduction
Trening fører til en betydelig økning i energibehovet sammenlignet med hviletilstanden. Hjertet og lungene reagerer ved å øke hjertets minuttvolum og ventilasjon som resulterer i en utvidelse av alveolar-kapillærsengen, hovedsakelig rekruttering og oppblåsthet av lungekapillærer1. Dette sikrer en tilstrekkelig pulmonal gassutveksling, som kan måles ved en økning i pulmonal diffuserende kapasitet (DL) 2,3,4. De første forsøkene på å måle DL under trening dateres tilbake mer enn et århundre 5,6,7. Evnen til å øke DL fra hviletilstanden blir ofte referert til som alveolar-kapillærreserven 8,9.
Eksperimentelt kan de relative bidragene fra alveolar-kapillærmembrandiffuserende kapasitet (DM) og pulmonal kapillær blodvolum (VC) til alveolar-kapillærreserve vurderes ved forskjellige metoder, inkludert de klassiske multiple fraksjonene av inspirert oksygen (
) metode10. En alternativ teknikk som kan være nyttig i denne sammenhengen er dobbelttestgassmetoden, der DL til karbonmonoksid (CO) og nitrogenoksid (NO) (DL,CO/NO) MÅLES SAMTIDIG11. Denne teknikken ble utviklet på 1980-tallet, og utnytter det faktum at reaksjonshastigheten av NO med hemoglobin (Hb) er vesentlig større enn for CO, slik at lungediffusjonen av CO avhenger mer av VC enn NEI. Derfor er hovedstedet for motstand (~ 75%) mot CO-diffusjon lokalisert i den røde blodcellen, mens hovedmotstanden (~ 60%) mot NO-diffusjon er ved alveolar-kapillærmembranen og lungeplasma12. Den samtidige målingen av DL, CO og DL, NO tillater dermed vurdering av de relative bidragene fra DM og VC til DL12, hvor endringen i DL, NO observert under trening dermed i stor grad gjenspeiler utvidelsen av alveolar-kapillærmembranen. En ekstra fordel med denne metoden når man oppnår målinger under trening er at den innebærer en relativt kort pustetid (~ 5 s) og færre manøvrer sammenlignet med den klassiske teknikken, hvor flere gjentatte manøvrer med standardisert 10 s pustehold utføres ved forskjellige oksygennivåer. Selv om det nylig har blitt brukt med kortere pustetid og færre manøvrer ved hver intensitet13. Likevel tillater bare totalt seks DL, CO manøvrer per økt, mens opptil 12 gjentatte DL, CO / NO manøvrer kan utføres uten noen målbar effekt på de resulterende estimatene14. Dette er viktige hensyn når man oppnår målinger under trening, siden både et langt pust-hold og flere manøvrer kan være vanskelig å utføre ved svært høye intensiteter eller i pasientpopulasjoner som opplever dyspné.
Denne artikkelen gir en detaljert protokoll, inkludert teoretiske betraktninger og praktiske anbefalinger om måling av DL, CO / NO under trening og bruk som indeks for alveolar-kapillærreserven. Denne metoden er lett anvendelig i eksperimentelle omgivelser og gjør det mulig å vurdere hvordan diffusjonsbegrensning i lungene kan påvirke oksygenopptaket i ulike populasjoner.
Teori og måleprinsipper
DL,CO/NO-metoden involverer et enkelt pust av en gassblanding med antagelsen om at gassene fordeler seg likt i det ventilerte alveolære rommet etter innånding. Gassblandingen består av flere gasser, inkludert en inert sporgass. Fortynningen av sporgassen i det ventilerte alveolære rommet, basert på fraksjonen i endeekspiratorisk luft, kan brukes til å beregne alveolarvolumet (VA)15. Gassblandingen inkluderer også testgassen CO og NO, som begge er fortynnet i det ventilerte alveolære rommet og diffunderer over alveolar-kapillærmembranen. Basert på deres alveolære fraksjoner, kan deres individuelle forsvinningshastigheter (k), også kalt diffuserende konstant, fra alveolarrommet beregnes. Ved konvensjon er DL for en testgass målt under en enkeltpustmanøver, avledet av følgende ligning16:
hvor F A 0 er den alveolære fraksjonen avtestgassen (CO eller NO) ved begynnelsen av pusteholdet til den individuelle D L-manøveren, mens F A er den alveolærefraksjonen av testgassen på slutten av pusteholdet, og tBH er pustetiden. DL er mekanisk ekvivalent med konduktansen av testgassen over alveolar-kapillærmembranen, gjennom plasma og de røde blodlegemene indre til hemoglobin. Det avhenger således både av konduktansen av DM og den såkalte spesifikke konduktansen av lungekapillærblod (θ), hvorav sistnevnte avhenger både av konduktansen av testgassen i blod og av reaksjonshastigheten med hemoglobin10. Gitt at den gjensidige konduktansen er motstand, avhenger den totale motstanden mot overføringen av en testgass av følgende motstander i serie10:
Disse komponentene kan skilles ved samtidig måling av DL til CO og NO, fordi disse har forskjellige θ-verdier, og deres respektive DL-verdier dermed avhenger forskjellig av VC. Pulmonal diffusjon av CO avhenger tyngre av VC enn NO, med hovedstedet for motstand (~ 75%) mot CO-diffusjon lokalisert i den røde blodcellen12. I motsetning til dette er hovedmotstanden (~ 60%) mot NO-diffusjon ved alveolar-kapillærmembranen og lungeplasmaet, fordi reaksjonshastigheten til NO med hemoglobin er vesentlig større enn CO. Derfor, ved samtidig måling av DL, CO og DL, NO, vil endringer i både DM og VC markert påvirke førstnevnte, mens sistnevnte vil avhenge mye mindre av VC, og dermed tillate en integrert vurdering av faktorene som bestemmer DL.
Rapporteringen av DL, CO / NO beregninger kan gjøres ved hjelp av forskjellige enheter. Derfor bruker European respiratory society (ERS) mmol / min / kPa, mens American Thoracic Society (ATS) bruker ml / min / mmHg. Omregningsfaktoren mellom enhetene er 2,987 mmol / min / kPa = ml / min / mmHg.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Vitenskapsetisk komité for Region Hovedstaden har tidligere godkjent måling av DL,CO/NO i hvile, under trening og i ryggleie hos både friske frivillige og pasienter med kronisk obstruktiv lungesykdom (KOLS) ved vår institusjon (protokoll H-20052659, H-21021723 og H-21060230).
MERK: Før DL, CO / NO måles under trening, må en dynamisk spirometri og en kardiopulmonal treningstest (CPET) utføres. Den dynamiske spirometrien brukes til kvalitetskontroll av de enkelte DL,CO/NO-manøvrene, mens CPET brukes til å bestemme arbeidsbelastningen som DL,CO/NO skal måles under trening. Hos pasienter med luftstrømsbegrensning, særlig på grunn av obstruktiv lungesykdom, kan det være fordelaktig å supplere den dynamiske spirometrien med helkroppspletysmografi for å få et valid mål på vitalkapasitet. En medisinsk helsesjekk for å utelukke kjente kontraindikasjoner før oppstart av CPET anbefales17. Det er viktig at CPET utføres minst 48 timer før DL, CO / NO-måling oppnådd under trening, da tidligere kraftig trening kan påvirke DL i opptil minst 24 timer18,19.
1. Dynamisk spirometri
MERK: Dynamisk spirometri bør utføres i samsvar med gjeldende kliniske retningslinjer fra ERS og ATS20.
- Mål vekt (til nærmeste 100 g) og høyde (til nærmeste 1 mm).
- Be deltakeren om å sitte i en oppreist stol.
- Utfør en dynamisk spirometri under en tvungen utløpt manøver for å identifisere deltakerens tvungne utgåtte volum i 1 s (FEV1) og forsert vitalkapasitet (FVC), som beskrevet andre steder20.
2. Kardiopulmonal treningstest (CPET)
MERK: CPET skal utføres i samsvar med gjeldende kliniske anbefalinger21.
- Juster syklusergometeret i henhold til deltakerens høyde og plasser en hjertefrekvensmåler (HR) på brystet.
- Plasser deltakeren på sykkelergometeret. Utstyr deltakeren med en maske koblet til et metabolsk målesystem, for å måle ventilasjon og lungegassutveksling gjennom hele testen.
- Be deltakeren begynne å sykle i et selvvalgt tempo ≥60 runder per min (RPM) og utføre en oppvarmingsperiode på 5 minutter med en submaksimal arbeidsbelastning basert på selvrapportert aktivitetsnivå, daglig kondisjon og sykdomsstatus (f.eks. 15-150 W).
- Øk arbeidsmengden med 5-20 W hvert minutt til deltakeren når frivillig utmattelse. Intervallene bør baseres på deltakerens nåværende kondisjonsnivå, slik at testen forventes å avsluttes 8-12 min etter starten av den trinnvise fasen.
- Be deltakeren om å unngå annen kraftig trening de neste 48 timene.
3. Kalibrering av utstyr med diffuserende kapasitet på ett pust
MERK: Det er nødvendig å kalibrere strømningssensorer og gassanalysatorer for å sikre at målingene er både gyldige og pålitelige. Den nøyaktige prosedyren er produsent- og enhetsspesifikk. Kalibreringsprosedyren, inkludert biologisk kontroll, bør fullføres på hver studiedag, og hvis mindre enn én studiedag utføres per uke, bør ytterligere ukentlige kalibreringer utføres. Det eksperimentelle oppsettet er vist i figur 1.
- Åpne programvaren på datamaskinen, og en automatisk oppvarmingsperiode på 50 min vil bli startet for å sikre tilstrekkelig temperatur på pneumotachen.
- Kontroller at beholderne med testgassene er åpne (se figur 1D).
- Utfør en gasskalibrering ved først å koble prøvetakingslinjen fra pneumotachen til plug-in-modulen MS-PFT Analyzer Unit kalt CAL (se figur 1B).
- Start gasskalibreringen ved å velge Kalibrering på hjemmesiden (se figur 2A) og velg Gasskalibrering. Start kalibreringen ved å trykke på Start eller F1 (se figur 2B).
- Fest prøvetakingslinjen til pneumotachen når gasskalibreringen er oppfylt og akseptert.
- Utfør en volumkalibrering med en gyldig 3 l sprøyte. Start volumkalibreringen ved å velge Kalibrering på hjemmesiden (se figur 2A) og velg Volumkalibrering. Start kalibreringen ved å trykke på F1, og følg instruksjonene fra programvaren (se figur 2C).
- Kontroller at inspirasjonsposen er koblet til MS-PFT-analysatorenheten (se figur 1C).
- Fullfør kalibreringsprosedyren ved å utføre en biologisk kontrollmåling i hvile i sittende stilling. Dette bør utføres av en sunn ikke-røyker for å sikre pålitelighet av metoden. Dersom det gitte fagets uke-til-uke-variasjon i DL,CO eller DL,NO varierer mer enn henholdsvis 1,6 og 6,5 mmol/min/kPa (5 og 20 ml/min/mmHg), kan variasjonen skyldes maskinfeil og bør undersøkes nærmere12, 22.
4. Forberedelse av deltakeren
- Beregn ønsket arbeidsbelastning fra tidligere CPET-resultater for valgt intensitet (% av maksimal arbeidsbelastning (Wmaks)) der DL,CO/NO skal måles.
- Minst 48 timer etter at deltakeren har utført CPET, be deltakeren om å gå tilbake til laboratoriet for å oppnå DL, CO / NO måling under trening.
- Mål pasientens høyde (i cm til nærmeste mm), vekt (i kg til nærmeste 100 g) og Hb fra kapillærblod (i mmol/L til nærmeste 0,1 mmol/l).
- På hjemmesiden til programmet velger du pasient > ny pasient (se figur 2A) og fyller ut de nødvendige dataene: identifikasjon, etternavn, fornavn, fødselsdato, kjønn, høyde og vekt på deltakeren. Fortsett ved å velge OK eller F1 (se figur 2D).
5. DL, CO / NO måling under oppreist hvile
MERK: DL,CO/NO-målinger utføres i henhold til gjeldende kliniske anbefalinger fra ERS task force12.
- På hjemmesiden velger du Måling > INGEN membrandiffusering (se figur 2E).
- Start den automatiske tilbakestillingen av programvaren for å nullstille gassanalysatoren for alle testgasser og for å starte blandingen av testgassene i den tilkoblede inspirasjonsposen. Start den automatiske tilbakestillingen ved å trykke på F1 (se figur 2F).
- Den automatiske tilbakestillingen tar 140-210 s. Følg instruksjonene fra programvaren for å gjenkjenne når du skal starte målingen. Det er viktig å starte målingen umiddelbart når programvaren instruerer om å koble til pasienten.
- Plasser deltakeren i en oppreist stol utstyrt med en neseklemme. Instruer deltakeren om hvordan man utfører manøveren som beskrevet nedenfor.
- Be deltakeren om å bruke neseklemmen og begynne normal tidevannsrespirasjon gjennom et munnstykke koblet til pneumotachen. For å sikre et lukket system for målingene, må du sørge for at deltakerens lepper holdes lukket rundt munnstykket.
- Etter tre normale respirasjoner, instruer deltakeren om å utføre en rask maksimal utløp for å nå restvolum (RV).
- Når RV er nådd, instruer deltakeren umiddelbart om å utføre en rask maksimal inspirasjon til total lungekapasitet (TLC), rettet mot en inspirasjonstid på < 4 s. Under maksimal inspirasjon åpnes en ventil, slik at deltakeren kan inhalere gassblandingen blandet med en kjent konsentrasjon av NO (800 ppm NO/N2) i en inspirasjonspose like før innånding.
- Be deltakeren om å utføre et pustetak på 5 (4-8) s på TLC. Under inspirasjonen er et inspirert volum (VI) ≥90% av FVC (eller pletysmografibasert vitalkapasitet) med en 4-8 s pustetid målrettet23 (tabell 1).
- Etter puste-hold, instruere deltakeren til å utføre en sterk jevn maksimal utløp uten avbrudd.
- Etter maksimal utløp, be deltakeren om å slippe munnstykket og neseklemmen. Programvaren vil da beregne DL, NO og DL, CO uten noen kommando.
- Bruk verbal oppmuntring gjennom hele manøveren for å sikre at deltakeren når RV og TLC. Vurder manøverens akseptabilitet i henhold til tabell 1.
- Utfør manøveren igjen etter minst 4 min utvaskingsperiode, og til to manøvrer oppfyller akseptabilitetskriteriene (tabell 1) eller til totalt 12 manøvrer (se nedenfor) er utført på samme økt.
- DL, NO og DL, CO rapporteres i henhold til kriteriene skissert i tabell 2. Vi anbefaler også at pustetid, inspirert volum og alveolær volum som rapportert. Videre bør antall akseptable og repeterbare manøvrer rapporteres, og funn basert på manøvrer som enten ikke oppfyller kriteriene for akseptabilitet eller repeterbarhet, bør tolkes med forsiktighet.
6. DL, CO / NO måling under trening
MERK: En tidslinje med DL, CO / NO målinger under trening er gitt i figur 3.
- Plasser sykkelergometeret på en avstand som gjør det mulig for deltakeren å puste gjennom munnstykket uten å måtte endre sykkelposisjonen. Øk høyden på utstyret slik at målingene kan utføres med riktig arbeidsstilling på sykkelen (se figur 2).
- Plasser deltakeren på syklusergometeret og plasser en HR-monitor på brystet. Be deltakeren om å utføre hver manøver som beskrevet i trinn 5.3.
- Be deltakeren begynne å sykle i 5 minutter med en submaksimal arbeidsbelastning, som en oppvarming før målingen.
- Øk arbeidsbelastningen til målintensiteten samtidig som du starter den automatiske tilbakestillingen av enheten ved å trykke på F1 (se trinn 5.2). Den automatiske tilbakestillingen tar 140-210 s, noe som er tilstrekkelig for å sikre at deltakeren har nådd steady state.
- Når den automatiske tilbakestillingen er ferdig, snu munnstykket til deltakeren og utfør en manøver som beskrevet nedenfor mens deltakeren fortsetter å sykle med målintensiteten.
- Følg trinnene i trinn 5.4 til 5.5. Vurder akseptabilitets- og repeterbarhetskriterier (tabell 1) ved hver arbeidsbelastning, og rapporter som for målinger under hvile (se trinn 5.6 og tabell 2).
- Etter at manøveren er fullført, fjern munnstykket og reduser arbeidsbelastningen til 15-40 W. Utfør den aktive gjenopprettingsfasen i 2 minutter, og gjenta deretter trinn 6,4 og 6,5. 2 min aktiv restitusjon og 140-210 s under automatisk tilbakestilling gir en tilstrekkelig utvaskingsperiode på 4-5 min.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Protokollen ble implementert i 2021 og i skrivende stund er det utført totalt 124 målinger under trening (dvs. 51 hos friske frivillige og 73 hos pasienter med kols av ulik alvorlighetsgrad). Manøvrene, samt data om oppfylte akseptabilitets- og repeterbarhetskriterier, og feilraten er alle angitt i tabell 3.
Beregninger
Som et eksempel er beregninger fra en enkelt DL,CO/NO-manøver gitt her basert på data fra den første manøveren ved 20% av Wmax i den friske gruppen som en casestudie beskrevet nedenfor. Basert på de målte verdiene i tabell 4 beregnes følgende:
(VG Nett)
der FI er den inspirerte fraksjonen, VI er det inspirerte volumet, og DD,inst og VD,anat er henholdsvis instrumentale og anatomiske dødrom.
hvor FI er den inspirerte fraksjonen, PB er barometertrykk og PH2O er mettet vanndamptrykk, og hvor 
Tolkning av DL, CO / NO resultater oppnådd under trening
Det primære utfallsmålet av interesse er DL,NO, da endringen i DL,NO fra hvile til en spesifikk arbeidsbelastning tolkes til å gi et samlet mål på alveolar-kapillærreserve. Hos friske individer øker DL,NO lineært med økende treningsintensitet, noe som tilskrives økt rekruttering av blod til lungekapillærsengen, tilrettelagt av en økning i hjertets minuttvolum12. Dette fører til kapillær rekruttering på grunn av økt blodstrøm eller trykk og rekruttering av alveolar-kapillærmembranoverflaten, noe som resulterer i en mer homogen fordeling av røde blodlegemer og forbedret justering mellom vev og røde blodcellemembranoverflater12. I motsetning til dette anses DL,CO som et sekundært mål i denne sammenhengen, primært brukt til å utlede om samtidige endringer i VC finner sted. Ved tolkning på individnivå regnes forskjeller mellom to målinger større enn målefeil som fysiologiske24, det vil si 2,7 mmol/min/kPa for DL,NO og 1,6 mmol/min/kPa for DL,CO.
Casestudier
En sunn 25 år gammel kvinne med en 
O2maks på 2696 ml O2 / min (47,3 ml O2 / min / kg) utførte åtte DL, CO / NO manøvrer, starter med målinger under oppreist hvile i sittende stilling, etterfulgt av målinger under trening på en sykkel ergometer (Wmax = 208) med økende intensitet opp til 60% av Wmax (tabell 5). Alle manøvrer oppfylte både akseptabilitets- og repeterbarhetskriteriene.
En 68 år gammel mann med moderat KOLS (FEV1 = 56% av forventet) med en O2peak på 1852 ml O2 / min (22,8 ml O2 / min / kg) utførte åtte DL, CO / NO manøvrer, starter med målinger under oppreist hvile i sittende stilling, etterfulgt av målinger under trening på en sykkel ergometer (Wmax = 125 W) med økende intensitet opp til 60% av Wmaks (tabell 6). Alle manøvrer oppfylte både akseptabilitets- og repeterbarhetskriteriene.
De rapporterte resultatene for hver arbeidsbelastning fra de to casene skissert ovenfor er presentert i figur 4. Videre er DL, NO og DL, CO som funksjon av O2 (beregnet fra utgåtte luftmålinger) presentert i figur 5. Hos det friske individet observeres en nesten lineær økning i DL,NO som forventet med unntak av et platå fra 20 % til 40 % av Wmax, mens en liten gradvis økning i DL,CO forekommer på tvers av alle arbeidsbelastninger. Dette antyder at DM i utgangspunktet øker med uendret VC ved begynnelsen av treningen som reflekterer en omfordeling av pulmonal blodstrøm for å rekruttere tidligere uperfuserte kapillærer, men med en samtidig gradvis økning i VC ved høyere arbeidsbelastninger, noe som viser at vekslende kapillær rekruttering og distensjon sammen fungerer for å optimalisere lungegassutveksling under inkrementell trening. I KOLS-tilfellet øker DL,NO ved første arbeidsbelastning, og platåer deretter til å forbli på samme nivå under de gjenværende arbeidsbelastningene, noe som indikerer at hele alveolar-kapillærreserven allerede er oppnådd ved 20% av Wmaks. Totalt sett er graden av lungekapillær rekruttering og distensjon, dvs. alveolar-kapillærreserven, lavere i kols-tilfellet enn hos det friske individet.
Figur 1: Oversikt over studieoppsettet. (A) Studieoppsett for måling utført under trening. (B) Gasskalibrering med en tilkoblet prøvetakingslinje til plug-in-modulen MS-PFT Analyzer Unit kalt CAL. (C) En tilkoblet inspirasjonspose til MS-PFT-analysatorenheten. (D) Beholdere som inneholder testgassene. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 2: Veiledning til programmet. (A) Velg Kalibrering på hjemmesiden. (B) Velg Gasskalibrering. (C) Velg Volumkalibrering. (d) Velg Ny pasient. (E) Velg Ny pasient og fyll ut den nødvendige informasjonen. (F) Velg målinger og velg NO diff membran. (G) Start den automatiske tilbakestillingen ved å trykke på F1. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 3: Tidslinje for en diffuserende kapasitetsmåling under trening. Opprettet ved hjelp av BioRender. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 4: Pulmonal diffuserende kapasitet. Sammenligning av pulmonal diffuserende kapasitet til karbonmonoksid (DL, CO) og nitrogenoksid (DL, NO) under inkrementell trening som en funksjon av% av maksimal arbeidsbelastning (Wmax) hos et sunt individ og en person med kronisk obstruktiv lungesykdom (KOLS). Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 5: Pulmonal diffuserende kapasitet. Sammenligning av pulmonal diffuserende kapasitet til karbonmonoksid (DL, CO) og nitrogenoksid (DL, NO) under inkrementell trening som en funksjon av oksygenopptak (O2) hos et sunt individ og en person med kronisk obstruktiv lungesykdom (KOLS). Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
| Kriterier for aksept | ||
| 1. | ≥ 90% av FVC eller VC | |
| ELLER ≥ 85% av FVC eller VC | ||
| OG VA innen 200 ml av den største VA fra andre akseptable manøvrer | ||
| ELLER ≥ 85% av FVC eller VC | ||
| OG VA innen 5% av den største VA fra andre akseptable manøvrer | ||
| 2. | Stabilt 4-8 sekunders pustehold uten tegn til lekkasjer eller Valsalva/Müller-manøvrer | |
| Kriterier for repeterbarhet | ||
| To akseptable manøvrer med verdier innenfor | ||
| < 5,8 mmol·min-1·kPa-1 for DL,NO | ||
| < 1 mmol·min-1·kPa-1 for DL,CO | ||
Table 1: Kriterier for aksept og repeterbarhet. Forkortelser: DL,CO: Pulmonal diffuserende kapasitet til karbonmonoksid, DL,NO: Pulmonal diffuserende kapasitet til nitrogenoksid, FVC: Forsert vitalkapasitet, VA: Alveolar volum; VC: Vital kapasitet.
| Nei. av akseptable manøvrer | Repeterbarhet critiera oppfylt | Handling |
| ≥2 | Ja | Rapport betyr DL, NO og gjennomsnitt DL, CO av to akseptable og repeterbare manøvrer |
| ≥2 | Nei | Rapportere verdier fra manøveren med høyest DL,NO |
| 1 | Ja | Rapportere verdier fra den akseptable manøveren |
| 1 | Nei | Rapportere verdier fra den akseptable manøveren |
| 0 | Ja | Rapport betyr DL, NO og gjennomsnitt DL, CO av alle repeterbare manøvrer |
| 0 | Nei | Feilslått måling |
Table 2: Rapportering av data. Forkortelser: DL,CO: Pulmonal diffuserende kapasitet til karbonmonoksid, DL,NO: Pulmonal diffuserende kapasitet til nitrogenoksid.
| Gruppe | Målinger (n) | Manøvrer pr. måling (median [IQR]) | Akseptkriterier oppfylt, n (%) | Repeterbarhetskriterier oppfylt, n (%) | Feilslått måling, n (%) |
| Sunn | 51 | 2 (2-2) | 50 (98) | 51 (100) | 0 (0) |
| Mild KOLS | 24 | 3 (2-3) | 22 (92) | 22 (92) | 0 (0) |
| Moderat kols | 39 | 2 (2-3) | 26 (67) | 32 (82) | 3 (8) |
| Alvorlig kols | 10 | 2 (2-3) | 1 (10) | 4 (40) | 6 (60) |
| Alt | 124 | 2 (2-3) | 99 (80) | 109 (88) | 9 (7) |
Tstand 3: Gjennomført DL,CO/NO målinger under trening ved vår institusjon mellom juli 2021 og desember 2023. Forkortelser: KOLS, kronisk obstruktiv lungesykdom.
| Fraksjoner | |
| FI, CO | 0.238 |
| FI, NO | 48,75 x 10-6 |
| Fjeg, han | 0.08 |
| FA,CO | 0.12 |
| FA,NO | 6,18 x 10-6 |
| FA, han | 0.0603 |
| Volumer (BTPS) | |
| VI (L) | 4.13 |
| VD,anat (L) | 0.132 |
| VD,inst (L) | 0.220 |
| tBH (sek) | 5.65 |
Table 4: Målt test og inerte sporgassfraksjoner i inspirert (FI) og alveolær (FA) luft under en enkeltpustmanøver. Forkortelser: VI: inspirert volum; VD,anat: anatomisk dødrom; VD,inst: instrument dødt rom; tBH: puste-hold tid.
| Oppreist | 0.2 | 0.4 | 0.6 | ||||||
| hvile | av Wmaks | av Wmaks | av Wmaks | ||||||
| Arbeidsmengde (watt) | 0 | 40 | 80 | 125 | |||||
| Manøver | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | |
| DL,NO (mmol/min/kPa) | 35.0 | 34.7 | 37.0 | 38.9 | 37.4 | 38.4 | 42.2 | 43.4 | |
| DL,CO (mmol / min / kPa) | 8.0 | 7.8 | 8.4 | 8.4 | 9.2 | 9.1 | 9.8 | 9.9 | |
| Pustetid(er) | 5.8 | 5.6 | 5.7 | 5.8 | 5.8 | 5.7 | 5.7 | 5.5 | |
| VI (L) | 4.1 | 4.1 | 4.1 | 4.1 | 4.0 | 4.0 | 3.8 | 4.0 | |
| VA (L) | 4.9 | 4.8 | 5.0 | 5.0 | 5.1 | 5.1 | 5.2 | 5.3 | |
Tstand 5: Data fra et friskt individ. Forkortelser: DL,NO: Pulmonal diffuserende kapasitet til nitrogenoksid, DL,CO: Pulmonal diffuserende kapasitet til karbonmonoksid, VI: Inspirert volum, VA: Alveolær volum.
| Oppreist | 0.2 | 0.4 | 0.6 | ||||||
| hvile | av Wmaks | av Wmaks | av Wmaks | ||||||
| Arbeidsmengde (watt) | 0 | 25 | 50 | 75 | |||||
| Manøver | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | |
| DL,NO (mmol/min/kPa) | 17.9 | 21.6 | 23.35 | 24.35 | 24.9 | 24.2 | 21.8 | 23.6 | |
| DL,CO (mmol / min / kPa) | 4.7 | 5.3 | 5.0 | 5.2 | 5.1 | 4.9 | 3.3 | 4.1 | |
| Pustetid(er) | 6.6 | 6.1 | 6.1 | 5.8 | 5.8 | 5.8 | 5.8 | 6.0 | |
| VI (L) | 4.3 | 4.4 | 4.2 | 4.3 | 4.1 | 4.0 | 3.8 | 3.9 | |
| VA (L) | 6.7 | 6.6 | 6.7 | 6.7 | 6.7 | 6.7 | 6.7 | 6.8 | |
Tabell 6: Data fra en person med kronisk obstruktiv lungesykdom. Forkortelser: DL,NO: Pulmonal diffuserende kapasitet til nitrogenoksid, DL,CO: Pulmonal diffuserende kapasitet til karbonmonoksid, VI: Inspirert volum, VA: Alveolær volum.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Protokollen gir en standardisert tilnærming til måling av DL, CO / NO under trening ved hjelp av dual test gass single-breath teknikk. Siden den oppnådde DL,CO/NO-METRIKKEN ØKER PÅ GRUNN AV PULMONAL KAPILLÆR REKRUTTERING OG DISTENSJON, GIR METODEN ET FYSIOLOGISK MENINGSFYLT MÅL PÅ ALVEOLAR-KAPILLÆRRESERVEN.
Kritiske trinn i protokollen
Metoden krever utpust til restvolum etterfulgt av inspirasjon til total lungekapasitet hvor 5 s pustehold utføres og avsluttes med utløp til RV. Dette er et kritisk trinn, da det kan være komplisert å utføre under trening og spesielt under trening med høy intensitet. Den økende treningsintensiteten kan føre til en reduksjon i VI, og hvis den synker under 85% av vital kapasitet, er manøveren ikke akseptabel (se tabell 1). Det er derfor viktig at testinstruktøren noterer om deltakeren inhalerer tilstrekkelig og bekrefter en tilstrekkelig pustetid på fire til åtte sekunder, umiddelbart etter hver manøver12. Videre kan det i noen tilfeller være vanskelig å oppnå repeterbarhetskriterier; I slike tilfeller rapporteres data fra manøveren med høyest DL,NO, og vi anbefaler at det fremgår eksplisitt i hvor mange tilfeller dette var nødvendig ved presentasjon av data. I noen tilfeller kan det ikke være mulig å oppnå akseptable eller repeterbare målinger under trening i det hele tatt, for eksempel i studier av pasienter som opplever alvorlig dyspné slik at de ikke klarer å oppnå tilstrekkelig pustehold og/eller de med dynamisk hyperinflasjon med samtidig reduksjon i inspirasjonskapasitet under trening. I slike tilfeller kan det være mer hensiktsmessig å bruke DL,CO/NO-målinger oppnådd i ryggleie, noe som også fører til pulmonal kapillærrekruttering og distensjon, om enn mindre uttalt enn under submaksimal trening24,25.
Modifikasjoner og feilsøking av metoden
Det er viktig at en hvilemåling alltid kommer før enhver måling som utføres under trening, da DL,CO kan reduseres i opptil 6-20 timer etter trening med høy intensitet utført til utmattelse 18,19,26. Videre er det viktig å registrere HR og/eller andre indekser for metabolsk belastning for å sikre at målingene oppnådd i forskjellige er gjort ved steady state og ved lignende metabolske arbeidsbelastninger.
Metoden er kanskje ikke følsom for å oppdage små endringer i enten DL, NO eller DL, CO, da test-til-test-variabiliteten i samme økt er rapportert opptil 7 %, avhengig av den spesifikke metriske12. Derfor er det viktig å velge en treningsintensitet som er tilstrekkelig til å indusere en økning større enn målefeilen, samtidig som man husker at deltakeren må kunne utføre minst to akseptable manøvrer ved den gitte intensiteten. Blant tidligere studier som har brukt den doble testgassmetoden, er det brukt ulike intensiteter fra mild til moderat. De fleste studiene har brukt en relativ intensitet relatert til % av ventilasjonsterskelen24,27, % av alderspredikert maksimal HR28 eller til % av maksimal oksygenreserve29, mens bare én studie har anvendt en absolutt intensitet ved en fast arbeidsbelastning på 80 W30. På tvers av studiene tilsvarer disse arbeidsbelastningene relative intensiteter på fra 20% til 86% av Wmax 24,27,29. For å gjøre det enklere å sammenligne målinger mellom studier, anbefales det å implementere en relativ intensitet, dvs. % av Wmaks, % av maksimal HR (HRmax) eller % av O2max (eller O2peak), og å både rapportere Wmax og arbeidsbelastningen der målingen ble oppnådd.
Metodens betydning for eksisterende/alternative metoder
Når det gjelder , kan DM og VC være matematisk avledet av DL, CO / NO12,31, og selv om dette bør gjøres med forsiktighet (se "Begrensninger av metoden" nedenfor), tillater det en mer direkte mekanistisk vurdering av hvordan utvidelse av alveolar-kapillæroverflaten gjennom pulmonal kapillær rekruttering (vurdert av DM) og distensjon (en økning i VC som overstiger den for DM) bidra til de treningsassosierte endringene i pulmonal gassutveksling. Så vidt vi vet er imidlertid single-breath DL,CO/NO-metoden kun validert mot under oppreist hvileforhold11. De to metodene har blitt brukt under trening i flere tidligere studier og viser lignende fysiologiske endringer i D,M og VC hos friske unge individer 3,24. Imidlertid er et annet antall manøvrer mulig med hver metode, med maksimalt seks og DL, CO / NO tillater opptil 12 manøvrer i samme økt12. Dette skyldes at til tross for at den har samme CO-fraksjon (~0,30), resulterer kortere pustetid (5 s vs. 10 s) av DL,CO/NO i mindre CO-akkumulering i blodet og deretter mindre CO-mottrykk14. I tillegg kan opptil 22 DL, CO / NO manøvrer utføres uten å påvirke DL, NO, fordi nivåene av endogen utåndet NO, som varierer mellom 11 og 66 ppb, er 1000 ganger lavere enn NO-målingene, som er i ppm-området14. Derfor, gitt at bruk av 10 sD L, CO, og minst to manøvrer kreves for å vurdere repeterbarhet ved hver, tilsvarende minimum fire manøvrer ved hver øvelsesintensitet, når en dobbel avslutning utføres, kan dette ikke være mulig under trening. Dermed har tidligere baserte metoder brukt en enkelt manøver på hver 
, noe som resulterer i minst tre manøvrer ved hver øvelsesintensitet32, med den bemerkelsesverdige ulempen at det ikke kan vurderes i hvilken grad manøvrene faktisk kan repeteres. Likevel krever DL,CO/NO-metoden bare to målinger hvis de oppfyller repeterbarhetskriteriene og anses som akseptable ved hver treningsintensitet. Imidlertid har det vist seg at gir akseptabel repeterbarhet som kan sammenlignes med DL, CO / NO under trening, selv når pustetiden forkortes. Under moderat trening har vi derfor tidligere funnet en mellomdagskoeffisient for varians (CV) på 2% til 6% for de forskjellige DL,CO/NO-beregningene ved pustetid på ~ 6 s24, mens bare litt høyere CV på henholdsvis 7%, 8% og 15% for DL, CO, VC og DM har blitt rapportert ved bruk ved en lignende pustetid32.
På et beslektet notat er DL, CO målt i sammenheng med DL, CO / NO kjent for å være konsekvent lavere enn den mer brukte DL, CO basert på en 10 s pust-hold12,33. Ifølge tidligere studier skyldes ikke dette forskjellen i puste-hold-tid, da en kortere pustetid ville øke DL, CO34. Snarere kan det stamme fra forskjellige andre faktorer, inkludert inhalert gassammensetning og ulik CO vs. NO-kinetikk33. For det første bruker DL,CO/NO helium, mens den klassiske 10 S DL,CO bruker metan som inert sporgass; På grunn av deres distinkte fysiske egenskaper utviser disse gassene forskjellige fordelinger og løseligheter i lungene og vevene. Dette kan resultere i en lavere VA med helium enn med metan. Til slutt betyr reaktiviteten til testgassene forskjeller i kinetikken til NO og CO når binding med hemoglobin kan spille en rolle. Selv om det er spekulativt, kan tilstedeværelsen av NO i DL, CO / NO derfor påvirke bindingen av CO til hemoglobin33.
Diffusjonshastigheten av CO over alveolar-kapillærmembranen avhenger av bindingen av CO til hemoglobin i blod, og bortsett fra å bli brukt til å beregne θCO, kan hemoglobinkorreksjon av DL,CO-verdien være hensiktsmessig avhengig av den spesifikke konteksten35. Dette er utbredt i en klinisk setting, men er mindre avgjørende hos friske individer hvor virkningen på DL, CO ofte er ubetydelig. Slike korreksjoner kan også brukes til å vurdere DL,CO/NO under trening, men er mindre relevante når spesifikke rest-to-exercise endringer vurderes, hvor (akutte) endringer i hemoglobin er av mindre betydning. De bør uansett gjøres med forsiktighet, da disse ligningene forutsetter et forhold på 0,7 mellom DM og θ∙Vc for CO35, en antagelse som kanskje ikke stemmer under trening.
Begrensninger av metoden
Den intensitetsavhengige økningen i DL, NO og DL, CO under trening hos friske individer gjenspeiler lungekapillær rekruttering og distensjon. Et direkte mål på alveolar-kapillærreserve kan sannsynligvis bare oppnås ved submaksimal intensitet, da tilnærmingen ikke ville være praktisk gjennomførbar verken i eksperimentell eller klinisk setting ved maksimal intensitet der maksimal rekruttering og distensjon kan være tydelig. Det pragmatiske valget er derfor å rette seg mot en forhåndsspesifisert (absolutt eller relativ) arbeidsbelastning som er tilstrekkelig til å utløse lungekapillærrekruttering og distensjon på en systematisk måte, samtidig som det er gjennomførbart for alle deltakere. I denne protokollen var intensiteten basert på % av Wmax da dette lett kan overføres til andre studier. Tradisjonelt har trening blitt foreskrevet i henhold til% av O2max eller HRmax, men dette krever at alle deltakerne når sin sanne maks. Hvis ikke, kan deltakerne potensielt utføre målingen ved forskjellige relative intensiteter36, noe som spesielt kan utgjøre et problem og komplisere fysiologisk tolkning i populasjoner med alvorlig anstrengelsesdyspné, for eksempel pasienter med kronisk lunge- eller hjertesykdom.
Det må bemerkes at testgassene i den enkelte DL,CO/NO-manøveren ikke kan distribueres til relativt dårlig ventilerte områder i lungene. Dette utgjør et mindre problem hos personer uten lungesykdom, men i nærvær av betydelig ventilasjonsinhomogenitet, inkludert åpen luftfangst, kan deltakerens sanne DL overvurderes, fordi målingen bare gjenspeiler forholdene i lungens best ventilerte områder, en effekt som forsterkes av kortere pust37. I prinsippet kan dette føre til en tilsynelatende paradoksal reduksjon i alveolar-kapillærreserven dersom en deltaker med lungesykdom utsettes for et inngrep som reduserer ventilasjonsinhomogeniteten.
Den treningsassosierte reduksjonen i DL,CO som overstiger DL,NO ved høyeste intensitet (60 % av Wmaks) i KOLS-tilfellet rapportert her, må tolkes med forsiktighet, da den ikke lett kan tolkes fra et fysiologisk synspunkt. Et lignende mønster er påpekt hos flertallet av de 73 kolspasientene vi har studert ved vår institusjon så langt, og bidraget fra kun metodiske begrensninger må vurderes. Derfor, bortsett fra at CO muligens er mer utsatt enn NO for inhomogeniteten i ventilasjonen som er skissert ovenfor, kan det faktum at NO reagerer nesten 300 ganger raskere med hemoglobin og også diffundere gjennom vev og plasma dobbelt så fort enn CO, også spille en rolle31. Derfor, mens både NO og CO normalt gjennomgår diffusjonsbegrenset gassutveksling, kan opptaket av CO bli perfusjonsbegrenset når perfusjonen i individuelle lungeenheter reduseres ~ 100 ganger31, og dermed føre til en reduksjon av den målte DL, CO uten å påvirke DL, NO. Gitt at KOLS er assosiert med alveolær ødeleggelse og et progressivt tap av kapillærer med samtidig inhomogen ventilasjon-perfusjonsfordeling gjennom lungene39, er lungeenheter med 100 ganger reduksjon i perfusjon ikke uvanlig40, og de representerer faktisk områder der transittiden til røde blodlegemer kan bli kritisk redusert for å svekke både oksygen- og CO-opptak under trening. En annen komplementær faktor som kan være i spill er en ujevn fordeling av de røde blodcellene i kapillærnettverket til de enkelte lungeenhetene41, som også kan ha en mye dypere effekt på DL, CO enn på DL, NO.
Det er mulig å utlede DM og VC fra 
måling12, men likevel lite brukt fordi systematiske feil introduseres da derivasjonen innebærer flere forutsetninger og empiriske konstanter31. For eksempel anerkjenner den rådende vitenskapelige konsensus diffusivitetsforholdet α som 1,97, som representerer forholdet mellom fysiske løseligheter av NO og CO i vev42. Flere studier har utfordret denne verdien, og noen foreslår høyere α verdier for å forene avvik mellom ulike målemetoder. Imidlertid blir disse forslagene overveiende avvist da de avviker fra det fysiske diffusivitetsforholdet, noe som fører til inkonsistente α verdier12. Videre antas θNO å ha en endelig verdi, men ble historisk antatt uendelig på grunn av sin raske reaksjonshastighet med fritt hemoglobin. Imidlertid har omfattende debatter og nyere studier bestridt denne antagelsen, og etablert θNO som endelig, med 1,51 mlblod / min / kPa / mmolCO som gir det beste nåværende estimatet, da det justerer godt teoretiske spådommer samt omfattende in vitro og in vivo eksperimentering12. Tilsvarende er ligningene for θCO basert på empiriske konstanter oppnådd ved pH 7,4, og avviser tidligere verdier som var basert på mindre nøyaktige og ikke-fysiologiske pH-målinger43. Men av de forskjellige beregningene som kan oppnås ved denne metoden, er DL,NO uansett basert på færrest forutsetninger og ser ut til å gi de mest reproduserbare estimatene av alveolar-kapillærreserve24, og forblir derfor det viktigste utfallsmålet av interesse i sammenheng med alveolar-kapillærreserve.
Betydningen og potensielle anvendelser av metoden i spesifikke forskningsområder
DL, CO / NO målinger kan gi en omfattende redegjørelse for pulmonal gassutveksling under trening. Metoden kan potensielt være lettere å implementere under trening enn i kliniske studier på populasjoner med anstrengelsesdyspné, for eksempel pasienter med hjertesvikt og kronisk lungesykdom, på grunn av kortere pustetak og færre manøvrer som kreves ved hver arbeidsbelastning. Videre gir DL,CO/NO spesifikt DL,NO som sannsynligvis gir det mest objektive estimatet av alveolar-kapillærreserve ved en gitt treningsintensitet, og dermed gjør det til et passende utfallsmål i mange tilfeller.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Utstyret og programvaren som presenteres i artikkelen er ikke gratis. Ingen av forfatterne er tilknyttet noe selskap som gir lisensen til programvaren. Alle forfatterne oppgir ingen konkurrerende økonomiske interesser.
Acknowledgments
Studien fikk økonomisk støtte fra Svend Andersens Stiftelse. Senter for fysisk aktivitetsforskning er støttet av TrygFonden Grants ID 101390, ID 20045, og ID 125132. JPH er finansiert av HelseFonden og Københavns universitetssykehus, Rigshospitalet, mens HLH er finansiert av Beckett Foundation.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| HemoCue Hb 201+ | HemoCue, Brønshøj, Denmark | Unkown | For measurements of hemoglobin |
| Jaeger MasterScreen PFT pro (Lung Function Equipment) | CareFusion, Höchberg, Germany | Unkown | For measurements of DLCO/NO |
| Mouthpiece | SpiroBac, Henrotech, Aartselaar, Belgium | Unkown | Used together with the Lung Fuction Equipment. (dead space 56 ml, resistance to flow at 12 L s−1 0.9 cmH2O) |
| Nose-clip | IntraMedic, Gentofte, Denmark | JAE-892895 | |
| Phenumotach | IntraMedic, Gentofte, Denmark | JAE-705048 | Used together with the Lung Fuction Equipment |
| SentrySuite Software Solution | Vyaire's Medical GmbH, Leibnizstr. 7, D-97204 Hoechberg Germany | Unkown | |
| Test gasses | IntraMedic, Gentofte, Denmark | Unkown | Concentrations: 0.28% CO, 20.9% O2, 69.52% N2 and 9.3% He |
References
- Johnson Jr, R. L., Heigenhauser, G. J. F., Hsia, C. C., Jones, N. L., Wagner, P. D. Determinants of gas exchange and acid-base balance during exercise. Compr Physiol. , Suppl 29 515-584 (2011).
- Rampulla, C., Marconi, C., Beulcke, G., Amaducci, S. Correlations between lung-transfer factor, ventilation, and cardiac output during exercise. Respiration. 33 (6), 405-415 (1976).
- Tedjasaputra, V., Bouwsema, M. M., Stickland, M. K. Effect of aerobic fitness on capillary blood volume and diffusing membrane capacity responses to exercise. J Physiol. 594 (15), 4359-4370 (2016).
- Tamhane, R. M., Johnson, R. L., Hsia, C. C. W. Pulmonary membrane diffusing capacity and capillary blood volume measured during exercise from nitric oxide uptake. Chest. 120 (6), 1850-1856 (2001).
- Bohr, C. On the determination of gas diffusion through the lungs and its size during rest and work. Zentralblatt für Physiologie. 23 (12), 374-379 (1909).
- Krogh, A., Krogh, M. On the rate of diffusion of carbonic oxide into the lungs of man. Skandinavisches Archiv Für Physiologie. 23 (1), 236-247 (1910).
- Krogh, M. The diffusion of gases through the lungs of man. J Physiol. 49 (4), 271-300 (1915).
- Hsia, C. C., Herazo, L. F., Ramanathan, M., Johnson, R. L. Cardiopulmonary adaptations to pneumonectomy in dogs IV. Membrane diffusing capacity and capillary blood volume. J Appl Physiol. 77 (2), 998-1005 (1994).
- Behnia, M., Wheatley, C. M., Avolio, A., Johnson, B. D. Alveolar-capillary reserve during exercise in patients with chronic obstructive pulmonary disease. Int J Chron Obstruct Pulmon Dis. 12, 3115-3122 (2017).
- Roughton, F. J., Forster, R. E. Relative importance of diffusion and chemical reaction rates in determining rate of exchange of gases in the human lung, with special reference to true diffusing capacity of pulmonary membrane and volume of blood in the lung capillaries. J Appl Physiol. 11 (2), 290-302 (1957).
- Borland, C., Higenbottam, T. A simultaneous single breath measurement of pulmonary diffusing capacity with nitric oxide and carbon monoxide. Eur Respir J. 2 (1), 56-63 (1989).
- Zavorsky, G. S., et al. Standardisation and application of the single-breath determination of nitric oxide uptake in the lung. Eur Respir J. 49 (2), 1600962 (2017).
- Tedjasaputra, V., Van Diepen, S., Collins, S., Michaelchuk, W. M., Stickland, M. K. Assessment of pulmonary capillary blood volume, membrane diffusing capacity, and intrapulmonary arteriovenous anastomoses during exercise. J Vis Exp. (120), e54949 (2017).
- Zavorsky, G. S. The rise in carboxyhemoglobin from repeated pulmonary diffusing capacity tests. Respir Physiol Neurobiol. 186 (1), 103-108 (2013).
- Graham, B. L., et al. ERS/ATS standards for single-breath carbon monoxide uptake in the lung. Eur Respir J. 49 (1), 1600016 (2017).
- Hughes, J. M., Pride, N. B. Examination of the carbon monoxide diffusing capacity (DLCO) in relation to its KCO and VA components. Am J Respir Crit Care Med. 186 (2), 132-139 (2012).
- Balady, G. J., et al. Clinician's guide to cardiopulmonary exercise testing in adults: a scientific statement from the American heart association. Circulation. 122 (2), 191-225 (2010).
- Hanel, B., Clifford, P. S., Secher, N. H. Restricted postexercise pulmonary diffusion capacity does not impair maximal transport for O2. J Appl Physiol. 77 (5), 2408-2412 (1994).
- Sheel, A. W., Coutts, K. D., Potts, J. E., McKenzie, D. C. The time course of pulmonary diffusing capacity for carbon monoxide following short duration high intensity exercise. Respir Physiol. 111 (3), 271-281 (1998).
- Graham, B. L., et al. Standardization of spirometry 2019 update an official American Thoracic Society and European Respiratory Society technical statement. Am J Respir Crit Care Med. 200 (8), e70-e88 (2019).
- Glaab, T., Taube, C. Practical guide to cardiopulmonary exercise testing in adults. Respir Res. 23 (1), 9 (2022).
- Munkholm, M., et al. Reference equations for pulmonary diffusing capacity of carbon monoxide and nitric oxide in adult Caucasians. Eur Respir J. 52 (1), 1500677 (2018).
- Dressel, H., et al. Lung diffusing capacity for nitric oxide and carbon monoxide: dependence on breath-hold time. Chest. 133 (5), 1149-1154 (2008).
- Madsen, A. C., et al. Pulmonary diffusing capacity to nitric oxide and carbon monoxide during exercise and in the supine position: a test-retest reliability study. Exp Physiol. 108 (2), 307-317 (2023).
- Ross, B. A., et al. The supine position improves but does not normalize the blunted pulmonary capillary blood volume response to exercise in mild COPD. J Appl Physiol. 128 (4), 925-933 (2020).
- Zavorsky, G. S., Lands, L. C. Lung diffusion capacity for nitric oxide and carbon monoxide is impaired similarly following short-term graded exercise. Nitric Oxide. 12 (1), 31-38 (2005).
- Alves, M. M., Dressel, H., Radtke, T. Test-retest reliability of lung diffusing capacity for nitric oxide during light to moderate intensity cycling exercise. Respir Physiol Neurobiol. 304, 103940 (2022).
- Jorgenson, C. C., Coffman, K. E., Johnson, B. D. Effects of intrathoracic pressure, inhalation time, and breath hold time on lung diffusing capacity. Respir Physiol Neurobiol. 258, 69-75 (2018).
- Zavorsky, G. S., Quiron, K. B., Massarelli, P. S., Lands, L. C. The relationship between single-breath diffusion capacity of the lung for nitric oxide and carbon monoxide during various exercise intensities. Chest. 125 (3), 1019-1027 (2004).
- Coffman, K. E., Boeker, M. G., Carlson, A. R., Johnson, B. D. Age-dependent effects of thoracic and capillary blood volume distribution on pulmonary artery pressure and lung diffusing capacity. Physiol Rep. 6 (17), e13834 (2018).
- Borland, C. D. R., Hughes, J. M. B. Lung diffusing capacities (DL) for nitric oxide (NO) and carbon monoxide (CO): The evolving story. Compr Physiol. 11 (1), 1371 (2021).
- Tedjasaputra, V., Van Diepen, S., Collins, S. É, Michaelchuk, W. M., Stickland, M. K. Assessment of pulmonary capillary blood volume, membrane diffusing capacity, and intrapulmonary arteriovenoua anastomoses during exercise. J. Vis. Exp. (120), e54949 (2017).
- Thomas, A., et al. The single-breath diffusing capacity of CO and NO in healthy children of European descent. PLoS One. 12 (6), e0179097 (2017).
- Blakemore, W. S., Forster, R. E., Morton, J. W., Ogilvie, C. M. A standardized breath holding technique for the clinical measurement of the diffusing capacity of the lung for carbon monoxide. J Clin Invest. 36 (1), 1-17 (1957).
- Cotes, J. E., et al. Iron-deficiency anaemia: its effect on transfer factor for the lung (diffusiong capacity) and ventilation and cardiac frequency during sub-maximal exercise. Clin Sci. 42 (3), 325-335 (1972).
- Mann, T., Lamberts, R. P., Lambert, M. I. Methods of prescribing relative exercise intensity: Physiological and practical considerations. Sports Med. 43 (7), 613-625 (2013).
- Forster, R. E. Exchange of gases between alveolar air and pulmonary capillary blood: pulmonary diffusing capacity. Physiol Rev. 37 (4), 391-452 (1957).
- Tedjasaputra, V., et al. Pulmonary capillary blood volume response to exercise is diminished in mild chronic obstructive pulmonary disease. Respir Med. 145, 57-65 (2018).
- Nymand, S. B., et al. Exercise adaptations in COPD: the pulmonary perspective. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 323 (6), L659-L666 (2022).
- Rodríguez-Roisin, R., et al. Ventilation-perfusion imbalance and chronic obstructive pulmonary disease staging severity. J Appl Physiol. 106 (6), 1902-1908 (2009).
- Hsia, C. C., Johnson, R. L. Jr, Shah, D. Red cell distribution and the recruitment of pulmonary diffusing capacity. J Appl Physiol. 86 (5), 1460-1467 (1999).
- Wilhelm, E., Battino, R., Wilcock, R. J. Low-pressure solubility of gases in liquid water. Chem Rev. 77 (2), 219-262 (1977).
- Forster, R. E. Diffusion of gases across the alveolar membrane. , American Physiological Society. Bethesda, MD, USA. (1987).
