Summary

Respostas compensatórias integrados em um modelo humano de hemorragia

Published: November 20, 2016
doi:

Summary

O objectivo deste protocolo é demonstrar as técnicas para medir respostas compensatórias para o volume de sangue central reduziu utilizando menor pressão negativa corpo como um modelo experimental não-invasivo de hemorragia humana que pode ser usado para quantificar a integração total de mecanismos compensatórios para déficit de volume de sangue em seres humanos .

Abstract

A hemorragia é a causa principal de mortes relacionadas com o trauma, em parte porque o diagnóstico precoce da gravidade da perda de sangue é difícil. A avaliação dos pacientes hemorrágicas é difícil porque as ferramentas clínicas atuais fornecem medidas de sinais vitais que se mantêm estáveis ​​durante os primeiros estágios de hemorragia devido a mecanismos compensatórios. Consequentemente, existe uma necessidade de compreender e medir a integração total de mecanismos que compensem reduzido volume de sangue circulante e como eles mudam durante hemorragia progressiva em curso. A reserva do corpo para compensar a redução do volume de sangue circulante é chamado de "reserva de compensação". A reserva de compensação pode ser avaliado de forma precisa com medições em tempo real de mudanças nas características da forma de onda arterial medida com a utilização de um computador de alta potência. Parte inferior do corpo de pressão negativa (LBNP) foi mostrado para simular muitas das respostas fisiológicas em humanos associados com hemorragia,e é usado para estudar a resposta compensatória à hemorragia. O objetivo deste estudo é demonstrar como reserva compensatória é avaliado durante reduções progressivas no volume sanguíneo central com LBNP como uma simulação de hemorragia.

Introduction

A função mais importante do sistema cardiovascular é o controlo da perfusão adequada (fluxo sanguíneo e entrega de oxigénio) para todos os tecidos do corpo por meio da regulação homeostática da pressão sanguínea arterial. Vários mecanismos de compensação (por exemplo, a atividade do sistema nervoso autônomo, freqüência cardíaca e contratilidade, o retorno venoso, vasoconstrição, respiração) contribuir para manter os níveis fisiológicos normais de oxigênio nos tecidos. 1 Reduções no volume de sangue circulante tais como as causadas por hemorragia pode comprometer a capacidade de mecanismos compensatórios cardiovasculares e, finalmente, levar à baixa pressão arterial, hipóxia tecidual grave e choque circulatório, que pode ser fatal.

Choque circulatório causado por hemorragia grave (ie, choque hemorrágico) é uma das principais causas de morte por trauma. 2 Um dos aspectos mais difíceis de prevenir um paciente de desenvolver choque é nossaincapacidade de reconhecer seu início precoce. A avaliação precoce e rigorosa da progressão para o desenvolvimento de choque está actualmente limitada na prática clínica por tecnologias (por exemplo, monitores médicos) que fornecem medições de sinais vitais que mudam muito pouco nos primeiros estágios de perda de sangue devido a numerosos compensatória do organismo mecanismos de regulação da pressão arterial. 3-6 Como tal, a capacidade de medir a soma total de reserva do corpo para compensar a perda de sangue representa o reflexo mais preciso do estado de perfusão tecidual e o risco de desenvolvimento de choque. 1 Esta reserva é chamado o . reserva de compensação que pode ser avaliada com precisão por medições em tempo real das mudanças em características da forma de onda arterial 1 Esgotamento da reserva de compensação replica a instabilidade cardiovascular do terminal observado em pacientes criticamente doentes com início súbito de hipotensão; uma condição conhecida como hemodinâmica decompensation. 7

A relação entre a utilização da reserva de compensação e regulação da pressão arterial durante a perda contínua de sangue em seres humanos pode ser demonstrada em laboratório, utilizando um conjunto abrangente de medidas fisiológicas (por exemplo, pressão arterial, freqüência cardíaca, saturação de oxigênio no sangue arterial, o volume sistólico, débito cardíaco, resistência vascular, taxa de respiração, caráter de pulso, estado mental, CO corrente final 2, oxigênio nos tecidos) fornecidas pelo monitoramento fisiológico normal durante reduções progressivas contínuos no volume sanguíneo central semelhantes aos que ocorrem durante a hemorragia. Volume sanguíneo central reduziu pode ser induzida de forma não invasiva com aumentos progressivos em Lower Body pressão negativa (LBNP). 8 Usando esta combinação de medições fisiológicas e LBNP, o entendimento conceitual de como avaliar a capacidade do corpo para compensar o volume de sangue central reduziu pode ser facilmente demôniostrados. Este estudo descreve a preparação pré-laboratório, a demonstração de resposta compensatória em relação a outras respostas fisiológicas durante hemorragia simulada, e a avaliação dos resultados postlab. As técnicas experimentais necessárias para a tomada de medidas de reserva de compensação são demonstrados em um voluntário humano.

Protocol

Antes de qualquer procedimento humana, o Conselho de Revisão Institucional (IRB) deve aprovar o protocolo. O protocolo utilizado neste estudo foi aprovado pelo Medical Research Exército dos EUA e Comando de Material IRB. O protocolo é projetado para demonstrar as respostas fisiológicas de compensação a uma redução progressiva do volume sanguíneo central semelhante à vivida por indivíduos durante a hemorragia em curso em um ambiente controlado de laboratório e reprodutível. A temperatura ambiente de laboratório é controlada a …

Representative Results

O procedimento LBNP provoca uma redução na pressão de ar em torno da parte inferior do tronco e pernas. Como este vácuo é progressivamente aumentada, as mudanças de volume de sangue da cabeça e parte superior do tronco para a parte inferior do corpo para criar um estado de hipovolemia central. A redução progressiva do volume sanguíneo central (ou seja, LBNP) produz alterações significativas nas características da forma de onda arterial medida com o photoplethysmogra…

Discussion

Usando LBNP para causar reduções progressivas e contínuas no volume sanguíneo central, fomos capazes de induzir uma resposta típica de descompensação hemodinâmica no assunto, caracterizada por um início súbito de hipotensão e bradicardia (Figura 7). É importante compreender que a resposta compensatória integrada a hemorragia é muito complexo, 19 resultando em variabilidade individual significativa da tolerância à perda de sangue. 1 Como tal, alguns indivíduos possu…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Este trabalho é apoiado pelo financiamento do Exército dos Estados Unidos, Medical Research e Materiel Command, Combate Care Program Perda de vida. Agradecemos LTC Kevin S. Akers, MD e Ms. Kristen R. Lye por sua assistência em fazer o vídeo.

Materials

Dynamic Research Evaluation Workstation (DREW) data acquisition syetem NA NA Custom Built by ISR personnel.  The DREW allows for time synchronization of both digital and analog signal data collection from up to 16 independent instruments with a sampling rate of 1000 Hz.
Finometer Finapress Medical Systems (FMS) Model 1 Device that provides non-invasive, continuous measurements of brachial artery blood pressure and arterial oxygen saturation (SpO2) using two separate infrared finger photophlethymography cuff sensors.
BCI Capnocheck Plus Smith Medical PM Inc. 9004 Capnograph used to measure  end tidal CO2 and respiration rate
CipherOX  Flashback Technologies Inc. R200 Investigational device used to calculate Compensatory Reserve Index (CRI)
Nonin 9560 Pulse Oximeter Nonin 9560 finger pulse oximeter
Lower Body Negative Pressure Chamber (LBNP) NASA 79K32632-1 Custom Chamber built by NASA
ECG Biotach Gould 13-6615-65 Electrocardiograph for measuring ECG
Nasal CO2 Sample Line Salter Labs REF 4000 Latex free nasal cannula for sampling expired air

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Convertino, V. A., Hinojosa-Laborde, C., Muniz, G. W., Carter, III, R. Integrated Compensatory Responses in a Human Model of Hemorrhage. J. Vis. Exp. (117), e54737, doi:10.3791/54737 (2016).

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