コンバインド下半身陰圧とチルト試験：起立耐性を測定するための "ゴールドスタンダード"

Summary

私達は結合された下半身陰圧（LBNP）とチルト試験を用いて起立耐性（OT）を評価するための "ゴールドスタンダード"を説明します。これは、心臓血管反射制御の非侵襲的評価と組み合わせることができます。正常と異常応答が定義されています。

Abstract

起立耐性（OT）は直立して重力の静水圧作用に対して、心血管系の安定性を維持するため、脳血流を維持し、失神（失神）を防止する機能を指します。様々な技術は、一般に制御されたラボ環境でpresyncopalイベント（近失神発作）を再生することにより、循環時にOTと重力ストレスの影響を評価することが可能です。この応答を誘発するために必要な時間および/またはストレスの度合いは、OTの尺度を提供しています。 OTを決定するために使用されるすべての技術が必要があります：起立性調節障害（様々な原因の）、無症候性の対照被験者と患者との間の区別を可能にする、治療的介入の評価を可能にする、高度に再現可能で、OTの^1を損なうことが知られている侵襲的処置を避ける。

1980年代後半に頭直立傾斜試験は第一失神^2の診断^に利用された。シそれは姿勢の心血管反射^2-6を研究するために、原因不明の失神患者では、だけでなく、健常者のOT評価するために使用されてきたNCE。 ;薬理挑発を伴う受動チルト、および組み合わせて下半身陰圧（LBNP）と受動チルト受動チルト：チルトプロトコルは、次の3つのカテゴリで構成されています。しかし、チルトテスト（および他の起立性ストレステストのモダリティ）の効果が起立不耐症^7を診断するために、低感度と特異性で、しばしば不十分に再現されています。

一般的に、受動的な傾きは、起立性ストレスの20〜60分が含まれていた患者^2-6の失神寸前の発症まで続いた。しかし、この手順の主な欠点は、すべてのテストを受けている個人、および対応する低感度^8,9で失神寸前の状態を起動することができない点です。このように、異なる方法が起立性ストレスを増大させ、感度を向上させるために検討された。

薬理学的な挑発はイソプレナリン^4,7,10,11または舌下硝酸塩^12,13の使用例について^は 、起立挑戦を高めるために使用されています。しかし、これらのアプローチの主な欠点は、直ちに投与^15日以降に高い正の回答率で、特異^10,14の許容できない減少を犠牲にして感度が増加しています。さらに、いくつかの薬理学的な挑発行為に関連付けられた侵襲的な手順は大幅に偽陽性率が^1を大きく^{してください} 。

もう一つのアプローチは、1990年代に^16から18年に教授ロジャー·ヘインズワースによって開拓され、侵襲的処置や薬物副作用なし強く起立性ストレスを提供する技術を使用して、LBNPと受動チルト試験を組み合わせることです。 patieとを区別しながら、このアプローチは、ほとんどすべての被験者（失神患者では症状の認識を可能にする）に失神を誘発する92％、85％の感度、および1.1の再現性±0.6分^16,17の特異性失神と健常NTS、。これだけではなく、診断および病態生理学的評価^19から22だけでなく、その高い再現性^23から30に起因する起立性調節障害の治療法の評価を可能にします。これらの理由から、我々は、これは起立性ストレステストの "ゴールドスタンダード"であるべきと主張し、それに応じて、この論文に記載されている方法になります。

Protocol

テストを通じて、ビートツービート血圧と心電図（ECG）連続監視が最も重要です。これは、被験者の安全性、そして失神寸前の発症とテストの迅速な終結を保証します。ビートツービート血圧記録は動脈カテーテル、または指の容積脈波^31から33を介して取得することができます。それは非侵襲的であるとOT ¹の侵襲的なモニタリングの有害な影響を与えることなく、catherization ^31,34と同じ精度で失神寸前の発症を評価することができますので、後者は、このプロトコルで使用されています。使用して一回拍出量、心拍出量、総末梢血管抵抗でModelflow技術の変更は指動脈血圧波形^35,36から導出することができる。血行動態評価を援助するかもしれない付加的な非侵襲的な措置も実施することができ、ここで説明する。連続終わり潮酸素（P _ET O _2）と二酸化炭素（P _ET CO ₂ 20を使用^して得ることができた。最終的に、このプロトコルは、制御された再現性のある雰囲気の中で心血管姿勢反射制御の評価が可能になります。

1。機器

1. 手動で調節可能なチルトテーブルは10°刻み（ 図1）で-15〜60°に移動することができる。これは、上腕、超音波プローブ（ 図1D）、上に立つ主題のための調節可能なフットプレート、および被験者のLEを確保するため、シートベルトのための調節可能なホルダーを使用して調整可能な右アームレストを含むGS（ 図1E）。
2. 付属の圧力計付のLBNP室は傾斜テーブルの下半分の上にネオプレンを充填し、4つの調節可能なストラップ（ 図1）によって所定の位置に固定されている木製の溝に収まります。必要に応じて明確なプレキシガラスの材料は、被験者の足の可視化、こうして活動をポンピングどんな骨格筋の視覚的な監視を可能にするために、チャンバーのために用いることができる。
3. 木製腰ボードは、チャンバー（ 図1B）に気密シールを提供するために、被験者の腸骨稜のレベルで囲むネオプレンとチャンバーの上部に取り付けられています。それは不快なことができます腹部にLBNPの適用を回避しますが、異なるstaturesの個人のための標準化された刺激を保証するため、腸骨稜のレベルが選択されます。
4. アナログ - デジタル·コンバータを使用して1 kHzのサンプリング周波数で連続ビートツービートデータ収集を実行します。すべてのdaを可視化するLabChartを使用して、テストを通してリアルタイムで同時にTA（PowerLabの30分の16は、ADインスツルメンツ、コロラドスプリングズ、コロラド州）。
5. OTの³⁷時の熱ストレスの既知の影響を避けるために恒温室（20〜22℃）で試験を行う。テストは、理想的理由圧反射制御³⁸日周リズムの影響の午前中に行われている。いくつかのケースでは、習熟セッションは手続き上の "ストレス反応"の影響を最小限にすることをお勧めします。
6. 食後低血圧に起因する交絡因子を最小限にするために、テストの朝にカフェインや激しい運動を避けるために、唯一の軽めの朝食を取るために被験者に指示します。被験者は、試験の前に2時間早くすべきである。彼らはまた、アルコールと³⁹ OT低減することが知られている血漿量の削減後件の利尿効果を排除するために、試験前に24時間アルコールを飲むことを控えるべきである。
7. 図2に概説プロトコル。テーブルフットプレートに被写体を立って、仰臥位（ 図1）に移動します。一度仰臥位、テーブルの中心と腸骨稜の位置を合わせます。これは、傾斜のしやすさを可能にし、LBNP室の標準化されたポジショニングを確保します。それに応じて踏み板を調整します。サドルの支持を持つテーブルが増加偽陽性応答に関連付けられているので足板のサポートはおそらく、脚や骨盤静脈⁶の過剰な圧縮のために好ましい。
8. Loosleyは受け身体質を促進し、姿勢のサポートを提供するためにちょうど膝の上にストラップを配置します。テスト中に自分の足を動かさないように被験者に指示します。アームレスト上の被写体の右腕を置き、それが快適に心臓レベルでサポートされるように調整。監視装置を取り付けます。
9. 製造業者の取扱説明書⁴⁰によれば、Finometerを使ってビートツービート血圧モニタリングを実施しています。適切O合う指カフを選んだNTO被験者の右手中指の中節骨。内部でのデータ収集に先立っFinometerを校正するために上腕カフを使用しています。 ^35,36 Modelflowアルゴリズムのために適切な仮定を有効にするFinometerに対象者の性別、年齢、身長と体重を入力してください。
10. 連続的な心電図モニタリングは、心拍数応答の正確な決定のために重要であり、任意の不整脈の迅速同定は、彼らが発生する必要があります。電極部位はネオプレンのウエストボードの位置と干渉しないことを確認し、修正されたリードIIのコンフィギュレーションにECG電極を適用します。
11. （腕の血圧と速度で静水圧変化の影響を避けるために）心臓レベルでサポート右腕の上腕動脈のドップラー超音波を用いた末梢血管の応答を決定します。パルスが検出されるまで、動脈を触診する。ので、この面積と位置8 MHzの超音波プローブに超音波ゲルを適用することをbrachiアル動脈速度波形は、（ 図3A、B）が得られる。
12. 信号が識別されると、深さとゲインを最適化し、テスト（ 図3B）の期間insonationの角度を一定に保つために調整可能なホルダーを締めます。 insonationと動脈直径の角度が一定の場合^19,21ドップラーシフト式に従って、速度の変化は流れの変化に比例することになる、ので、これは重要です。
13. 同様に脳血管応答（ 図4A、B）を決定します。忠実な信号検出とテストを通してinsonationの一定の角度を確実にするためにプラスチック製のヘッドセットやファブリックのヘッドバンド（ 図4B）を使ってその場で脳の超音波プローブ（2 MHz）を固定します。
14. 連続して中大脳動脈からの血流速度を決定します。この船があるため、その識別の便宜のために、グローバルな脳灌流に大きく貢献し、constの選択され起立性ストレス時のant直径^41は 、速度の変化は確実に流れの変化に比例します。被験者のこめかみに超音波ゲルを適用します（ 図4A）容器を見つけます。識別した後、深さとゲイン設定を最適化します。
15. 鼻カニューレを装着してください。それは試験（マウスピースの使用とは異なります）の間に自由に話をする被写体を許可するため、鼻のサンプリングが好ましい。悪影響OTに影響を与える可能性が侵襲血液採取を回避しながら、これは、症状の自己報告との認識を有効にすることが重要です。しかし、被験者が自分の口を通って呼吸している音声、または中に、これらの測定値の精度に影響することがあります。被験者は自分の鼻で呼吸することをお勧めします。
16. テーブルの上にLBNP室を置き、ストラップで固定します。 （ 図1B）ネオプレンと気密シールを達成することができるようにぴったりとフィットし、腰ボードを選択します。腰板の木製のコンポーネントはtoucべきではありません興件名。チャンバーに腰ボードを固定します。可変抵抗器（ 図1C） を介して 、負圧源にチャンバーを接続します。

2。データ収集

1. 仰臥位で20分間のデータを記録します。短い休憩時間は直立、おそらく前に横たわっているに依存手足に溜まった任意の流体の再吸収がまだ^20を完了されていないため、血圧の高い滝に関連付けられています。
2. 仰臥位相マニューバー60°のチルト角度にテーブルの端に。リラックスして（高いチルト角と活動をポンピングする骨格筋の交絡の影響を最小限に抑える）、チルトテーブルに対してはサポートされたままに被写体を可能にしながら、それは、最大の垂直変位の約90％を支払うので、この角度が好ましい。少ない急な角度は、偽陰性率を高める可能性があり、傾斜の生理学的効果は角度についても同様であるが≥60°、高傾斜角は特異⁶の減少に関連付けられています。
3. 30秒以内に直立への移行を完了します。遷移時間はOTに影響を及ぼすことが知られており、傾斜が過度に急速でない場合には、被験者にとってより楽しいですされていません。しかし、非常に遅いチルト操縦は筋交感神経活動の低下活性化と関連付けることができ^、42を避けなければならない。
4. 連続して被験者の心臓血管のパラメータだけでなく、その主観的経験を監視します。次のエンドポイントのいずれかの条件が満たされていればテストは、直ちに停止し、被験者は仰臥位に返されるべきである：血圧は80 mmHgまたは以下であり、心拍数は、50分あたりのビート数（bpm）またはより高いより低い170よりBPM、およびそのようなめまい、暖かさ、および停止するための要求などの件名を経験する症状、またはプロトコルが完了します。
5. 失神を開始する具体的な願望がある場合を除いて、急速にテストを終了presyncopal徴候や症状の発症時、率直な失神を避ける。
6. まだ傾けながら、傾​​斜の20分後、さらに10分間-20 mmHgの時、LBNPを適用します。 LBNPの感覚と音に驚愕反応を防ぐためにLBNPの差し迫っ発症の件名を通知することが重要です。
7. 10分後、さらに10分間-40 mmHgにLBNPを増やします。
8. 10分後、-60 mmHgにLBNPを増加させ、さらに10分間継続する。このフェーズの終了時に、LBNPをオフにして、仰臥位にサブジェクトを返します。
9. これは、エンドポイントpresyncopalがこのフェーズの終わりに達していない場合-80 mmHgのLBNPを達成するために、真空源を増やすことが理論的に可能である。しかし、実際にはLBNPこの高レベルのは、被験者にとっては不快であり、失神寸前の状態であっても、通常は健常対照者では、起立性ストレスの非常に低いレベルで発生します。我々が記録されているOTの最大のものは50分（-60 mmHgの終わり）であり、これはペルーのHIGにあった慢性高山病と非常に高い血液量⁴³とhの高度常駐。
10. OTは、ヘッドアップ傾斜期の開始から数分で失神寸前までの時間として定義されています。
11. 症状や失神寸前の兆候を迅速に停止することを保証する、など失神や心停止の可能性を最小限にするために、仰臥位への迅速な復帰は（理想的には約1秒）が望まれている。このような理由から、マニュアルチルトテーブルはこのような急速な移行のための能力を持っていない可能性が自律つに好ましいかもしれない。わずかにヘッドダウン位置（-15℃）にテーブルを返すのはpresyncopalイベントの迅速な解決を促進する可能性がある。すべての変数は仰臥位のレベルに戻っているとどんな症状が解決されると、監視装置を取り外します。
12. LBNP室を除去した後、被験者の足の上にストラップを取り外して、元の位置に踏み板を下げる。被写体が皿の上に自分の足で歩いて位置していることを確認します。
13. 戻る前に直立の位置にテーブルが、テーブルは彼らが^{44,45を降り}容易にするために傾いているように再発から任意の症状を回避するために、移行期間に緊張した彼らの足の筋肉の対象を指示することができる。研究室を離れる前に、彼らは無症状であることを確認するためのテーブルを降りる後に座っている被写体を頼む。

Representative Results

このプロトコルは、すべての被験者の経験の失神寸前の状態、正常または異常応答の定義を使用すると、主にそれがこの反応を誘導するのにかかる時間に基づいて行われる。 OTは直立傾斜の発症から数分で失神寸前までの時間として定義されています。年齢や性別に応じて健康なボランティアにおけるOTのための典型的な値は、 表1に見ることができます。起立不耐症の展示失神寸前の患者には、以前のテストで、85％はコントロール¹⁷の23％に比べて-20 mmHgのフェーズ内テストを終わる。通常のしきい値は、失神¹⁷の20％の発生率とした。

、起立性頻脈症候群（POTS）、または自律神経障害⁴⁶血管迷走神経性失神：試験の終了時に血行動態応答は本質的に3つのカテゴリに分類されます。血管迷走神経反応は、突然発症の低血圧と徐脈として特徴付けられるが、ここではそれぞれCOMPONの相対的な寄与ENTは大きく変化する可能性があり、VASIS分類^46,47によると特徴づけられている。成人制御における代表的な応答は図5に示します。チルトで、圧反射は、血液が減少上腕血流に反映され、拡張期血圧、頻脈の増加、血管収縮を介して下肢のプーリングを補償します。この応答は、血管拡張、徐脈に突然スイッチがあると、その時点で失神寸前まで維持される。この場合において、対象は、めまいや暖かさの症状を伴う失神寸前の状態で、血管迷走神経反応を経験した。これは、健常対照傾斜への最も一般的な応答です。

自律神経障害の患者では直立の位置に血圧の適応の有無、血圧のゆっくりと進行性の低下、起立性ストレスに小さいか、または存在しない心拍数応答で、そこにある。患者は、AC一度症状を発症する脳自動調節能の下限を表す（自律神経障害患者の多くはこれよりはるかに低い血圧に耐えるが、通常は80 mmHgで⁴⁶の収縮期血圧値あるいはそれ以下）の血圧のriticalレベルに達している。この応答は、一般的に多くの場合、他の関連疾患⁴⁶を呈する失神の高齢患者にのみ発生します。

POTSは、ヘッド直立傾斜の10分以内、または失神の症状に関連付けられている120 BPM ^48,49を超える直立心臓、と30拍の心拍数の上昇を特徴としている。血圧は通常、よく維持されています。この疾患は一般的に若い女性を（<40歳）に影響し、一般的に失神寸前で提示して、たまにしか失神⁴⁸と。起立性ストレスに対する心拍数応答は、小児および青年において活発なので、ポットの代替診断基準はこの人口⁵⁰で推奨されています。

51時脳血流速度の低下があります。血管迷走神経性失神²²とPOTS ⁵²患者における脳自動調節能の減損があるかもしれません。

血管抵抗の無傷圧反射制御を持つものでは増加した前腕の血管抵抗性に関連する起立性ストレス時の上腕動脈の血流速度で進歩的な削減があるでしょう。健常対照群では100の最大の血管抵抗のレスポンス±12％は通常の²¹と見なされます。小さ ​​い応答が80パーセント以下に最大血管抵抗の応答を有するOT失神寸前の状態と貧しい患者の60％で、この値が^19を超えたレスポンスを持つコントロールの83％で、障害血管抵抗の応答^19,21の指標である。 POTS患者はしばしば、特に小さい末梢血管抵抗の応答^21を持っ^ています。そこに最大血管抵抗の応答とOT ¹⁹の間には有意な正の相関である。起立性ストレス時のチルト相およびピーク心拍ヘッドアップの終了時に、健常対照者における典型的な心拍応答はそれぞれ71から82 98から133 BPMおよびBPMアール^16,21。

過換気のある程度は、P _ET CO _2の ⁵³で関連付け削減と、起立性ストレス時の一般的です。これは、低炭酸の脳血管収縮と末梢血管拡張を生成する傾向があり、そうで失神血圧と脳血流の減少に貢献しています。いくつかの個体は、P _ET CO ₂の変化に過度に敏感であり、これは失神イベント⁵³にそれらを素因の要因かもしれません。

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図1。マニュアル、調整可能なヘッドアップチルトテーブルとLBNP室が。マニュアル設計では、テスト終了時presyncopal症状の迅速な回復を確保、仰臥位および傾斜の間に急速な遷移が可能になります。A.異なる位置にテーブルを移動するために使用されるハンドル。B圧力計は、プロトコル中LBNPのレベルを監視します。C.ネオプレンと木製腰ボードがチャンバーは気密であることを確認し、チャンバの上部に取り付けられています。D.は上腕については、添付のクランプを使用して調整可能なアームレスト超音波探触子。E.被験者の足の上のシートベルトは、起立性ストレスの間活動をポンピングする骨格筋を最小限に抑えます。F.は -15から60までのテーブルを調整するために使用するレバー°彼らの腸に一度。G.踏み板は、被験者の身長に合わせて調整することができますクレストは、TAの中央に配置されBLE。

図2。 ; 20分間チルト、および10分-20 mmHgの時、それぞれ-40 mmHgで、-60 mmHgのためのLBNP 20分間仰臥位： ヘッドアップチルトプロトコルつの異なるプロトコルのフェーズがあります。

図3。上腕血流速度測定。 A.上腕超音波プローブは前腕血流速度、血管抵抗性反応の計算の測定を可能にするために上腕動脈の上を覆って配置されますB.が一度場所で、プローブはinsonationの角度を確実にするために調整可能なクランプを使用して保護されテストを通じて変化しません。

図4。中大脳動脈の血流速度測定。 A. 2MHzの超音波探触子は、中大脳動脈の上に横たわってtranstemporalウィンドウ上に配置されている。中大脳動脈の血流速度を示す例は、トップパネルに表示されます。 birfurcationポイントは、負偏差と同じくらい目に見える前大脳動脈の波形で、中大脳動脈の同一性を識別できるようになります。下のパネルは、後大脳動脈からの例を示しています。フロー更新中大脳動脈に似ていますが、平均速度は、2つの船の間の区別のしやすさを可能にし、低いとinsonation奥行き大きい。B.は一度場所にプローブが秒であるプラスチック製のヘッドセット（上部）またはファブリックのヘッドバンド（下）のいずれかを使用して位置にured。

図5。例では、成人制御ボランティアからのトレース。ビート·ビートに血圧（BP）、心電図（ECG）、上腕（BBFV）と脳（CBFV）血流速度が示されている。起立性ストレス時のプログレッシブ圧反射媒介性頻拍と血管収縮が見られます。失神寸前の状態では、圧反射は、障害が発生し始め、血圧や脳の血流速度の低下があります。

	起立耐性（分）
	男性			女性
年齢（歳）	20から35	36から50	> 50	20から35	36から50	> 50
意味する	35±1.4 *	35±1.7	35±1.7	29±1.5	31±1.8	37±2.3
20％の発生率	30	34	32	24	28	30
50％の発生率	34	37	36	29	32	38

表1。年齢や性別に応じて健康なボランティアで失神寸前に時間を予測していた。値は平均起立耐性±標準誤差、ならびに回与えられる少なくとも20％、個人EXPEの50％rienced失神寸前。 *は、年齢グループ内の男女間の有意差（p <0.05）を示している。そこに女性の年齢と失神寸前の発症との間に有意な相関があった（r = 0.63、P = 0.004）ではなく、男性。組み合わせエルBedawiとヘインズワース（1994）からデータ（n = 63）、クレイ、未発表の観察。

Discussion

このテクニックは、再現性が高い、高感度および特異性で正常と異常応答を区別する能力を持っており、再発性の失神患者における症状の認識を可能にする、すべての科目で失神を引き起こすことができます。臨床の現場で、失神の異なるタイプがオーダーメイド治療と管理のアプローチを可能にする、区別することができます。介入の影響を容易に評価することができる。追加の心血管系のモニタリングと、反射反応も評価することができます。

患者集団における失神の特定のサブタイプを区別するために、起立性ストレス時の血漿カテコールアミン応答の分析は役に立つかもしれません。しかし、この手順の侵襲的な性質は、OT ¹の正確な測定を妨げる可能性があります。

このプロトコルは、簡単に特定の臨床や研究の質問、または特定のpopulのニーズを考慮して修正することができます管理ポイント。脊髄負傷者の集団で起立不耐症を評価する際に、60℃、例えば、維持するのが難しいかもしれませんときに、テーブルの角度が状況で変更することができます。このような場合には、30から35°まで傾けることがより適切と^{54から56まで}耐えることができるでしょう。このフェーズの終わりに達する個体は基本的に通常のOT（ 表1）を持っている-必要に応じて、プロトコルは-20 mmHgの時LBNPが完了した後に停止することにより、特定の集団を短縮することができる。これは、目標が応答が異常であるか否かを決定することである場合は該当しますが、正確なOTを定義するとは限らないかもしれません。これは、小児集団における特に適切かもしれません。

自動テーブルとしばしば、仰臥位への遷移が遅く、これは血管迷走神経反応⁵⁷と一致発生、深遠な徐脈や心静止、かつ短時間の意識消失の可能性を高めることができます。マヌーのような、メリットとしてらの表は、失神寸前の状態に関連付けられている病態生理学的および症候性応答がすぐに回復していることです。

経験豊富な生理学者、技術者や看護師は、テスト中に存在していなければならない。医師はまた、心静止または他の合併症^3,6,58の場合には（）の呼び出し時に存在するか、または利用可能であるべきかどうかについての合意の欠如があります。研究室では、心停止が発生したアトロピンへのアクセス権を持っているだけでなく、除細動器があります。重篤な有害事象はまれであり、死亡例は^58を報告されていません。深遠な徐脈や心停止の短い期間では、血管迷走神経応答^4,24,46を伴うかもしれないが、彼 ​​らは一般的に仰臥姿勢に戻りますと自然に回復する。発作のような活動は⁵⁹失神^を伴うこと^があるが、失神寸前の状態でのテストの終了を回避することができる。患者wの傾き誘発性冠攣縮性狭心症の場合に必要とされている心肺蘇生法の一つ報告があるi番目の既知の冠動脈攣縮性狭心症^60。

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Tilt Table	Custom-build		Leeds, United Kingdom
Finometer	Finapres Medical Systems		Amsterdam, The Netherlands
Doppler Box	Compumedics		Singen, Germany
Doppler software	The DWL Doppler Company		Singen, Germany
Aquasonic Ultrasound gel	Parker Laboratories, Inc.		Fairfield, USA
Headbands	Lululemon		Burnaby, Canada
Headset	Canadian Tire		Burnaby, Canada
ECG	Finapres ECG Module, Finapres Medical Systems		Amsterdam, The Netherlands
Electrodes	Red Dot		Ontario, Canada
Antiseptic Isopropyl Alcohol Pads	Lernapharm		Quebec, Canada
O2Cap-Oxygen Analyser	Oxigraph Inc.		California, USA
Airlife Nasal Oxygen Cannula	Cardinal Health		Mountainview, USA
Powerlab 16/30	AD Instruments		Colorado Springs, USA