संयोजन Volumetric Capnography और बैरोमीटर का Plethysmography फेफड़ों संरचना को मापने के लिए-समारोह संबंध
Summary
यहां, हम फेफड़े के समारोह के दो उपायों का वर्णन-बैरोमीटर का plethysmography, जो फेफड़ों की मात्रा की माप की अनुमति देता है, और volumetric capnography, एक उपकरण शारीरिक मृत अंतरिक्ष और एयरवेज एकरूपता को मापने के लिए । इन तकनीकों को स्वतंत्र रूप से इस्तेमाल किया जा सकता है या अलग फेफड़ों की मात्रा में एयरवेज समारोह का आकलन करने के लिए संयुक्त ।
Abstract
उपकरण फेफड़े और एयरवेज की मात्रा को मापने के लिए फेफड़े पर रोग या उपंयास चिकित्सा के प्रभाव का मूल्यांकन करने में रुचि फुफ्फुसीय शोधकर्ताओं के लिए महत्वपूर्ण हैं । बैरोमीटर का plethysmography नैदानिक उपयोग के एक लंबे इतिहास के साथ फेफड़ों की मात्रा का मूल्यांकन करने के लिए एक क्लासिक तकनीक है । Volumetric capnography exhaled कार्बन डाइऑक्साइड के प्रोफ़ाइल का उपयोग करने के लिए आयोजित एयरवेज, या मृत अंतरिक्ष की मात्रा निर्धारित करते हैं, और एयरवेज सजातीयता के एक सूचकांक प्रदान करता है । इन तकनीकों स्वतंत्र रूप से इस्तेमाल किया जा सकता है, या संयोजन में फेफड़ों की मात्रा पर एयरवेज की मात्रा और एकरूपता की निर्भरता का मूल्यांकन । यह कागज इन तकनीकों को दोहराने के लिए विस्तृत तकनीकी निर्देश प्रदान करता है और हमारे प्रतिनिधि डेटा दर्शाता है कि वायुमार्ग की मात्रा और समरूपता अत्यधिक फेफड़ों की मात्रा के लिए संबंधित हैं । हम भी capnographic डेटा के विश्लेषण के लिए एक स्थूल प्रदान करते हैं, जो संशोधित किया जा सकता है या अलग प्रयोगात्मक डिजाइन फिट करने के लिए अनुकूलित । इन उपायों का लाभ यह है कि उनके फायदे और सीमाएं दशकों से प्रायोगिक आंकड़ों का समर्थन कर रहे हैं, और वे एक ही विषय में महंगे इमेजिंग उपकरण या तकनीकी रूप से उंनत विश्लेषण एल्गोरिदम के बिना बनाया जा सकता है । इन विधियों perturbations में रुचि जांचकर्ताओं के लिए विशेष रूप से उपयोगी हो सकता है कि फेफड़े और एयरवेज की मात्रा दोनों कार्यात्मक अवशिष्ट क्षमता बदल जाते हैं ।
Introduction
airway ट्री की संरचना और एकरूपता के बारे में महत्वपूर्ण जानकारी देने के लिए गैस वॉशआउट तकनीक का इस्तेमाल दशकों से किया गया है । फेफड़ों के दो डिब्बों होने के रूप में वर्णित है-एक आयोजन क्षेत्र है कि शारीरिक मृत अंतरिक्ष और श्वसन क्षेत्र है जहां गैस एक्सचेंज alveoli में होता है शामिल है । आयोजित एयरवेज “मृत अंतरिक्ष” क्योंकि वे ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड के आदान प्रदान में भाग नहीं है के रूप में पद पर हैं । एकल सांस गैस वॉशआउट विधि में, एक exhaled गैस की एकाग्रता प्रोफ़ाइल शारीरिक मृत अंतरिक्ष की मात्रा निर्धारित करने के लिए और वेंटिलेशन की एकरूपता के बारे में जानकारी प्राप्त करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है । कुछ तरीके इन उपायों (एन2, आर्गन, वह, एस एफ6, आदि) बनाने के लिए निष्क्रिय गैसों की साँस लेने पर भरोसा करते हैं । निष्क्रिय गैस का उपयोग अच्छी तरह से स्थापित है, वैज्ञानिक आम सहमति1बयान द्वारा समर्थित है, और वहां उपलब्ध वाणिज्यिक उपकरण उपयोगकर्ता के अनुकूल इंटरफेस के साथ कर रहे हैं । हालांकि, कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) के exhaled प्रोफ़ाइल का उपयोग इसी तरह की जानकारी प्राप्त करने के लिए किया जा सकता है । exhaled मात्रा, या volumetric capnography के एक समारोह के रूप में सह2 के प्रोफ़ाइल का मूल्यांकन, भागीदार के लिए विशेष गैस मिश्रण सांस लेने की आवश्यकता नहीं है और अंवेषक के लिए अतिरिक्त जानकारी इकट्ठा करने की अनुमति देता है चयापचय और गैस के बारे में flexibly तकनीक के लिए ंयूनतम समायोजन के साथ विनिमय ।
एक नियंत्रित समाप्ति के दौरान, सह2 की एकाग्रता कुल exhaled मात्रा के खिलाफ साजिश रची जा सकती है । एक समाप्ति की शुरुआत में, मृत अंतरिक्ष वायुमंडलीय गैस से भर जाता है । यह exhaled co2 प्रोफ़ाइल के चरण में परिलक्षित होता है जहां2 (1 चित्रा, ऊपर) की एक undetect राशि है । द्वितीय चरण वायुकोशीय गैस, जहां गैस विनिमय होता है और सह2 प्रचुर मात्रा में है संक्रमण के निशान । द्वितीय चरण के मध्यबिंदु में खंड शारीरिक मृत अंतरिक्ष (वीडी) की मात्रा है । चरण III वायुकोशीय गैस शामिल हैं । अलग अलग दरों पर खाली व्यास के साथ एयरवेज, क्योंकि चरण III के ढलान (ओं) एयरवेज एकरूपता के बारे में जानकारी प्रदान करता है । चरण III के एक खड़ी ढलान टर्मिनल ब्रांकिओल्स, या संवहन-निर्भर सजातीयता2के लिए एक कम वर्दी airway पेड़ समीपस्थ पता चलता है । मामले में, जहां एक गड़बड़ी सह2 उत्पादन की दर में परिवर्तन कर सकते हैं, और व्यक्तियों के बीच तुलना करने के लिए, ढलान वक्र के तहत क्षेत्र से विभाजित किया जा सकता चयापचय में अंतर के लिए सामान्य (एन एस या सामान्यीकृत ढलान). Volumetric capnography पहले इस्तेमाल किया गया है एयरवेज मात्रा और एकरूपता में परिवर्तन का मूल्यांकन करने के लिए वायु प्रदूषकजोखिम3,4,5,6निंनलिखित ।
फेफड़ों में गैस परिवहन दोनों संवहन और प्रसार द्वारा नियंत्रित किया जाता है । एकल साँस वॉशआउट उपाय वायु प्रवाह पर अत्यधिक निर्भर हैं और वीडी का मापा मान संवहन-प्रसार सीमा पर होता है. समाप्ति या पूर्ववर्ती साँस की प्रवाह दर बदल रहा है कि सीमा7के स्थान में परिवर्तन. Capnography भी बहुत पैंतरेबाज़ी के पूर्ववर्ती तुरंत फेफड़ों की मात्रा पर निर्भर है । बड़ा फेफड़ों की मात्रा वायुमार्ग, वीडी8के बड़े मूल्यों में जिसके परिणामस्वरूप करना । आम तौर पर कार्यात्मक अवशिष्ट क्षमता (एफआरसी)-एक ही समाधान लगातार एक ही फेफड़ों की मात्रा पर माप बनाने के लिए है । एक विकल्प, यहां वर्णित है, बैरोमीटर plethysmography के साथ युगल volumetric capnography के लिए है, क्रम में वीडी और फेफड़ों की मात्रा के बीच संबंध प्राप्त करने के लिए । भागीदार तो लगातार प्रवाह दर पर छल करता है, जबकि फेफड़ों की मात्रा बदलती । यह अभी भी क्लासिक capnographic उपायों के लिए एफआरसी पर बनाया जा करने के लिए अनुमति देता है, लेकिन यह भी फेफड़ों की मात्रा और मृत अंतरिक्ष मात्रा और फेफड़ों की मात्रा और सजातीयता के बीच के बीच संबंधों के लिए प्राप्त किया जा करने के लिए । दरअसल, plethysmography के साथ युग्मन capnography के जोड़ा मूल्य के लिए वायुमार्ग के पेड़ के distensibility के बारे में परिकल्पनाओं का परीक्षण करने की क्षमता से आता है और संरचना-फेफड़ों के समारोह का रिश्ता । यह जांचकर्ताओं के लिए एक महत्वपूर्ण उपकरण के लिए फेफड़ों के अनुपालन और स्वस्थ और रोगग्रस्त आबादी9,10,11 में फेफड़े के समारोह पर elastance बनाम एयरवेज यांत्रिकी के प्रभाव को यों तो लक्ष्य हो सकता है . इसके अलावा, पूर्ण फेफड़ों की मात्रा है जिस पर volumetric capnographic माप प्रदर्शन किया जा रहा है के लिए लेखांकन की अनुमति देता है जांचकर्ताओं की शर्तों के प्रभाव है कि फेफड़ों की मुद्रास्फीति की स्थिति, जैसे मोटापा, फेफड़ों को बदल सकते है विशेषताएं प्रत्यारोपण, या छाती दीवार फीते की तरह हस्तक्षेप । Volumetric capnography अंततः12,13की स्थापना गहन देखभाल में नैदानिक उपयोगिता हो सकती है ।
Protocol
Representative Results
Discussion
यहां, वीडी और एयरवेज सजातीयता (ढलान) की माप के लिए एक प्रोटोकॉल प्रदान की जाती है । इन माप एफआरसी पर बनाया जा सकता है, या फेफड़ों की मात्रा के एक समारोह के रूप में. प्रयोग के शुरू होने से पहले एफआरसी को ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
यह काम स्वास्थ्य और मानव शरीर क्रिया विज्ञान और आंतरिक चिकित्सा के विभागों द्वारा वित्त पोषित किया गया आयोवा विश्वविद्यालय में । यह काम भी पुराने गोल्ड फैलोशिप (Bates) और अनुदान IRG-15-176-40 अमेरिकन कैंसर सोसायटी, आयोवा विश्वविद्यालय (Bates) में फंसेगा व्यापक कैंसर केंद्र के माध्यम से प्रशासित से द्वारा समर्थित किया गया
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 |
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