Method Article
هنا، يمكننا وصف التدابير اثنين من وظائف الرئة – بليثيسموجرافي ضغطي، مما يسمح بقياس حجم الرئة، وكابنوجرافي الحجمي، وأداة لقياس مساحة ميتة التشريحية وتوحيد الخطوط الجوية. قد تكون هذه التقنيات المستخدمة بشكل مستقل أو جنبا إلى جنب لتقييم الدالة الخطوط الجوية على وحدات التخزين المختلفة الرئة.
أدوات لقياس حجم الرئة والخطوط الجوية حاسمة بالنسبة للرئة الباحثين المهتمين في تقييم أثر العلاجات رواية أو مرض في الرئة. بليثيسموجرافي ضغطي أسلوب كلاسيكي لتقييم حجم الرئة مع تاريخ طويل من الاستخدام السريري. كابنوجرافي الحجمي يستخدم التشكيل الجانبي لثاني أكسيد الكربون الزفير تحديد حجم الخطوط الجوية إجراء، أو قتلى الفضاء، ويوفر فهرس لتجانس الخطوط الجوية. قد تستخدم هذه التقنيات بشكل مستقل، أو في تركيبة لتقييم الاعتماد لحجم الخطوط الجوية والتجانس على حجم الرئة. تقدم هذه الورقة التعليمات التقنية المفصلة لتكرار هذه التقنيات ويوضح لنا بيانات تمثيلية أن حجم الخطوط الجوية والتجانس ارتباطاً عاليا بحجم الرئة. كما أننا نقدم ماكرو لتحليل البيانات كابنوجرافيك، والتي يمكن تعديلها أو تكييفها لتناسب تصاميم تجريبية مختلفة. الاستفادة من هذه التدابير هو أن مزايا وقيود معتمدة من قبل عقود بيانات التجريبية، وأنهم يمكن أن يتم مرارا وتكرارا في نفس الموضوع دون معدات التصوير غالية الثمن أو خوارزميات تحليل متقدمة تقنيا. هذه الطرق قد تكون مفيدة بشكل خاص للمحققين المهتمين في الاضطرابات التي تغير القدرات المتبقية الوظيفية من حجم الرئة والخطوط الجوية.
استخدمت تقنيات تبييض الغاز على مدى عقود لتوفير معلومات هامة حول هيكل والتوحيد شجرة مجرى الهواء. الرئة وصف كلاسيكي وجود مقصورات اثنين – منطقة إجراء التي تتألف من الفضاء الميت التشريحية ومنطقة الجهاز التنفسي التي يحدث فيها تبادل الغازات بالحويصلات الهوائية. الخطوط الجوية إجراء توصف بأنها "قتلى الفضاء" نظراً لأنهم لا يشاركون في تبادل الأوكسجين وثاني أكسيد الكربون. في أسلوب تبييض الغاز نفسا واحدة، يمكن استخدام الشخصية تركيز غاز الزفير لتحديد حجم المساحة الميت التشريحية واستخلاص المعلومات حول التوحيد للتهوية. بعض الأساليب التي تعتمد على التنفس الغازات الخاملة لجعل هذه التدابير (ن2، الأرجون، أنه، سادس6، إلخ). استخدام غاز خامل الراسخة، تدعمها بيانات توافق الآراء العلمية1، وهناك المعدات التجارية المتاحة مع واجهات المستخدم الودية. ومع ذلك، يمكن استخدام الشخصية الزفير من ثاني أكسيد الكربون (CO2) لاستخلاص معلومات مماثلة. تقييم الشخصية من CO2 كدالة لحجم الزفير، أو الحجمي كابنوجرافي، لا يحتاج المشارك للتنفس خلائط الغازات الخاصة ويسمح للمحقق لجمع معلومات إضافية عن مرونة الأيض والغاز تبادل مع تعديل الحد الأدنى لهذه التقنية.
أثناء زفير الخاضعة لمراقبة، يمكن رسم تركيز CO2 ضد إجمالي حجم الزفير. في بداية زفير، امتلأ الفضاء الميت غازات الغلاف الجوي. وينعكس هذا في المرحلة الأولى من الزفير CO2 الشخصية حيث يوجد مبلغ غير قابل للكشف من أول أكسيد الكربون2 (الشكل 1، أعلى). المرحلة الثاني ويمثل الانتقال إلى الغاز السنخية، حيث يحدث تبادل الغازات وأول أكسيد الكربون2 الوفيرة. وحدة التخزين في منتصف "المرحلة الثانية" هو حجم المساحة الميت التشريحية (تد). المرحلة الثالثة تحتوي على غاز السنخية. لأن الخطوط الجوية مع أقطار مختلفة فارغة بمعدلات مختلفة، منحدر "المرحلة الثالثة" (S) يوفر معلومات حول توحيد الخطوط الجوية. منحدر أشد انحدارا من "المرحلة الثالثة" تشير إلى أقل شجرة موحدة مجرى الهواء الدانية إلى القصيبات المحطة الطرفية، أو تعتمد على الحمل الحراري إينهوموجينيتي2. في الحالة حيث قد تغيير اضطراب معدل إنتاج2 CO، وإجراء مقارنات بين الأفراد، يمكن تقسيم المنحدر من المنطقة الواقعة تحت المنحنى إلى تطبيع للاختلافات في التمثيل الغذائي (NS أو المنحدر طبيعية). كابنوجرافي الحجمي وقد استخدمت سابقا لتقييم التغيرات في حجم الخطوط الجوية ويلي التوحيد الهواء الملوثات التعرض3،،من45،6.
ويخضع نقل الغاز في الرئة الحراري ونشرها. التدابير تبييض نفسا واحدة تعتمد اعتماداً كبيرا على تدفق الهواء والقيمة المقاسة الخامسد يحدث عند حدود نشر الحراري. تغيير معدل التدفق من زفير أو استنشاق السابقة تغيير الموقع لأن حدود7. كابنوجرافي أيضا تعتمد اعتماداً كبيرا على حجم الرئة السابقة مباشرة للمناورة. وحدات تخزين أكبر من الرئة انتفخ الخطوط الجوية، أسفر عن القيم الأكبر من الخامسد8. حل واحد جعل القياس دائماً في نفس الرئة الحجم – الوظيفية عادة ما تكون القدرات المتبقية (FRC). البديلة، والموصوفة هنا، كابنوجرافي الحجمي زوجين مع بليثيسموجرافي ضغطي، بغية الحصول على العلاقة بين تد وحجم الرئة. ثم ينفذ المشارك المناورة في معدلات التدفق المستمر، بينما يتراوح حجم الرئة. وهذا لا يزال يسمح لتدابير كابنوجرافيك الكلاسيكية في المجلس الثوري لفتح، ولكن أيضا للعلاقة بين حجم الرئة وحجم قتلى الفضاء وبين حجم الرئة وتجانس المستمدة. والواقع أن القيمة المضافة لاقتران كابنوجرافي مع بليثيسموجرافي يأتي من القدرة على اختبار الفرضيات حول ديستينسيبيليتي شجرة الخطوط الجوية وعلاقة بنية-وظيفة الرئة. وهذا قد يكون أداة قيمة للمحققين تهدف إلى قياس تأثير ميكانيكا الطيران مقابل الامتثال الرئة والستانس على وظائف الرئة في السكان الصحية والمريضة9،10،11 . وعلاوة على ذلك، تمثل حجم الرئة المطلقة التي تنفذ القياسات الحجمية كابنوجرافيك يسمح للمحققين لوصف آثار الظروف التي يمكن أن تغير من حالة تضخم الرئة، مثل السمنة، الرئة زرع الأعضاء، أو تدخلات مثل الربط جدار الصدر. وفي نهاية المطاف قد الحجمي كابنوجرافي فائدة سريرية في العناية المركزة الإعداد12،13.
هذا البروتوكول وافقت مسبقاً ويتبع المبادئ التوجيهية التي وضعتها جامعة "آيوا مجلس المراجعة المؤسسية". وجمعت البيانات المعروضة كجزء من مشروع وافق عليه "مجلس المراجعة المؤسسية" في جامعة آيوا. وقدم المشاركون المستنيرة والدراسات التي أجريت وفقا "إعلان هلسنكي".
1-المعدات
2-بليثيسموجرافي
ملاحظة: بليثيسموجرافي ضغطي هو أداة سريرية الموصوفة جيدا وتتم باستخدام المعدات التجارية وفقا لبيانات توافق في الآراء بشأن توحيد الرئة حجم القياسات14،15. عند الضرورة، يتم مقارنة تدفقات الرئة ووحدات التخزين للقيم المتوقعة من مجموعة بيانات المسوح و جولدمان وبيكلاكي16 المضمنة في البرنامج بليثيسموجراف.
3-الحجمي كابنوجرافي
ملاحظة: يتم تنفيذ الخطوات 3.1 – 3.4 قبل وصول موضوع البحث.
4. تحليل البيانات
وترد نتائج بليثيسموجرافي الممثل في الشكل 4. يتطلب هذا المشارك أربع محاولات من أجل جمع ثلاث قيم FRC مع < يعكس تقلب 5% من mean.%Ref المئة من القيمة المتوقعة لكل متغير استناداً إلى معادلات الانحدار السكان التي تأخذ بعين الاعتبار الجنس والعمر والعرق، الطول والوزن
الشكل 1 ويبين (أعلى) كابنوجرام واحد ممثل المستخدمة في التحليل و الرقم 1 (أسفل) تظهر البيانات الأولية لتسلسل بأكمله من المناورة. في الشكل 1 (أسفل)، لا يتم محاذاة كابنوجرام وتتبع تدفق لحساب وقت التأخير. وترد البيانات الناتجة من تشغيل تسلسل الأنفاس من خلال الماكرو في نهاية تكميلية الرقم 2. كان هذا الشخص ميت الفضاء 0.266 L، منحدر من 0.523% CO2/l: ومنحدر تطبيع للأم 0.0826-1. وترد معلومات نوعية عن المناورة أيضا في الأعمدة و، ز، الأول ي، وواو العمود K. يعطي معدل متوسط تدفق الزفير، مع الانحراف المعياري في العمود زاي تعطي حجم المد الزفير في العمود J والتربيعي للمنحدر في العمود ك.
وترد في الشكل 5قتلى الفضاء والمنحدر المرسومة كدالة لحجم الرئة. في لوحات اليسار، الفضاء الميت والمنحدر المرسومة مقابل حجم الرئة بالنسبة للمجلس الثوري لفتح، حيث FRC = 0 ل. في لوحات الصحيح، حجم الرئة والمنحدر المرسومة مقابل حجم الرئة المطلقة. في كلتا الحالتين، الفضاء الميت والمنحدر كبيرة ترتبط بحجم الرئة (ف < 0.05 لجميع تحليلات الانحدار أربعة). هذا يوحي بأن الفضاء الميت وتجانس الخطوط الجوية زيادة كزيادة حجم الرئة، على الرغم من أن يعرف الكثير عن هذه العلاقة في السكان مع أمراض الرئة أو العلاج bronchodilator. يمكن أيضا اختيار المحقق لاستخدام هذه البيانات لوصف القيمة العددية لقتلى الفضاء والمنحدر في مجلدات محددة الرئة (FRC، حجم المتبقية، 50% من سعة الرئة الكلية، إلخ)3.
رقم 1. رسم نموذج كابنوجرام (أعلى)، مع الزفير CO2 (%) كدالة لحجم الزفير. الأول، والثاني، والثالث تشير إلى ثلاث مراحل كابنوجرام- خط منقط يشير إلى حجم مساحة ميتة ويمثل خط متصل منحدر هضبة السنخية (المرحلة الثالثة). يمكن تقسيم المنحدر من المنطقة الخاضعة كابنوجرام (تظليل رمادي، المسمى A) تؤتي المنحدر تم تسويتها. ويبين تسلسل التنفس أربع اللوحة السفلية، تليها نفسا تنفس الصعداء لتحديد القدرات الوظيفية المتبقية. ويتم تحليل كل زوج من الأنفاس كمناورة لغرض واحد. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
رقم 2. إعداد المعدات لقياسات كابنوجرافيك. هو مبين في هذا الشكل هي محلل بنيوموتاتش والغاز اللازمة لقياسات كابنوجرافيك. وتستخدم الشاشة الأيسر وتتبع المشارك كدليل في توليد نمط التدفق حين يتم مراقبتها البيانات على جهاز العرض الصحيح من قبل المحقق. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 3. قناة الإعدادات للحصول على كابنوجرام الحجمي. تدفق يتم جمعها في القناة 1 وتركيز أول أكسيد الكربون2 (%) يتم جمعها في القناة 2 ويتم حساب حجم المد والجزر في القناة 3. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 4. بيانات plethysmograph الممثل من موضوع صحي، الذكور. وأفادت ذات الصلة بالبروتوكول هنا هي سعة الرئة الكلية (TLC) وحجم المتبقية (RV) والقدرة الوظيفية المتبقية (FRC). الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الرقم 5. مصرع المرسومة المنحدر الفضاء والسنخيه كدالة لحجم الرئة المطلقة (حق أفرقة) ووحدة تخزين بالنسبة إلى القدرة الوظيفية المتبقية (حجم-المجلس الثوري لفتح، واليسار). ملاحظة اعتماد حجم الرئة وعدم تجانس الخطوط الجوية على حجم الرئة. يمكن التعبير عن حجم الرئة كدالة للمجلس الثوري لفتح أو الحجم المطلق، اعتماداً على التصميم التجريبي. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 6. العوامل التي تؤثر على دقة البيانات. وترد البيانات كفاصل الثقة 95% ± يعني. العلاقة بين معدل أخذ العينات2 CO ووقت التأخير بين محلل الغاز وبنيوموتاتش (أعلى). وينبغي تحديد وقت التأخير بدقة قبل البدء بالتجربة. قياس هذه المناورات إجمالي ثمانية يسمح لقياس مساحة ميتة في حجم الرئة واحد مع < تقلب 5% (أسفل). الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
ويرد هنا، بروتوكولا لقياس تجانسد والخطوط الجوية الخامس (المنحدر). ويمكن إجراء هذه القياسات في المجلس الثوري لفتح، أو كدالة لحجم الرئة. قياس FRC قبل بدء التجربة وبعد اضطراب يسمح الخامسد والميل رسم كدالة لحجم الرئة وقد توفر معلومات مفيدة عن العلاقة هيكل وظيفة الرئة التي لم يتم الحصول عليها من كابنوجرافي في المجلس الثوري لفتح وحدها.
الخطوط الجوية حجم وهيكل عالية الدقة يمكن الحصول من محسوب تمجربهك التصوير،من1718، ولكن هذا يتطلب التعرض للإشعاع وخبرة في معالجة الصور. مع كابنوجرافي الحجمي، ويمكن إجراء التدابير المتكررة دون زيادة المخاطر للمشارك. كما أنها لا تتطلب معدات باهظة الثمن أو قدرات معالجة البيانات المتقدمة. كابنوجرافي الحجمي هو وسيلة مثالية للتجارب مع نقاط زمنية متعددة وأحجام الرئة والسكان المرضى ينبغي التقليل من التعرض للإشعاع الذي متعددة.
فيما يتعلق بليثيسموجرافي ضغطي، ينبغي الحرص على إجراء القياس وفقا لبيانات بتوافق الآراء. عندما المهم لمقارنة قيم المشاركين على القيم المتوقعة، الوزن ينبغي أن تقاس بمقياس رسم وينبغي التحقق من ارتفاع صتدمتر. كما ورد في البروتوكول، هو العنصر الأكثر أهمية لقياس قبل بداية الحجمي كابنوجرافي وقت التأخير بين بنيوموتاتش ومحلل الغاز. وقت التأخير يعتمد اعتماداً كبيرا على معدل أخذ العينات محلل (الشكل 5، أعلى) والتغييرات الطفيفة في معدل أخذ العينات يمكن أن يكون لديك تأثيرات كبيرة على القيم المقاسة. يجب التحقق من أن معدل تدفق محلل في البداية وطوال التجربة. معايرة لمحلل وبنيوموتاتش أيضا حاسمة وينبغي الحرص على ضمان دقتها قبل البدء بتجربة.
لقد حددنا أيضا دقة القياس في حجم الرئة واحد في 3 مشاركين. الشكل 5 (أسفل) يوضح أن من الضروري إكمال أربع مناورات (نفسا مجموع 8) في حجم الرئة وحيدة لقياس الفضاء الميت حيث يكون الاختلاف < 5%. ينبغي أن تأخذ الرعاية المحققين جعل عدد كاف من القياسات عند وجود البيانات في وحدة تخزين الرئة خاصة مهم. وكان المحقق داخل تحليل التباين في مجموعة فرعية من هذه المناورات 36 تحليلها في مكررة من قبل اثنين من المحققين، أقل من 0.5%.
كما تتطلب هذه الأساليب فني أو المحقق أن المهارة في التدريب المشترك لإجراء هذه المناورات التهوية. يمكن أن يكون قيد في الدراسات وظائف الرئة المشارك القدرة على إجراء المناورة. بيد أن المشاركين والتي تكون قادرة على أداء وظائف الرئة السريرية عادة قادرة على إجراء هذه المناورات كابنوجرافيك. إذا كانت الدراسة مصممة بحيث يتبع كابنوجرافي بليثيسموجرافي وسبيروميتري، يمكن استبعاد المشاركين والتي تكون غير قادر على القيام بمناورة سبيروميتريك أو بليثيسموجرافيك كواتشيد. في الدراسات السابقة 60، تم استبعاد أحد المشاركين الذين أدوا spirometry السريرية لأنها لا يمكن أن تتبع نمط التنفس كابنوجرافيك. لا يوجد حاليا لا المبادئ التوجيهية توافق الآراء تحديد معايير القياس كابنوجرافيك مقبولة. ومع ذلك، هو تقلب إينتيرسوبجيكت 8±1 في المائة من معدل تدفق المستهدفة في أعمالنا المشاركون أحدث 10. تقلب إينتراسوبجيكت (بين المناورة) هو 4±2%.
المسائل المتعلقة بدقة البيانات وإمكانية تكرار نتائج هي نتيجة لأخطاء في وقت التأخير أو المعايرة محلل وبنيوموتاتش. قبل كل تجربة، ورعاية لمعايرة المحلل مع مجموعة من الغازات المعروفة وإنشاء منحنى قياسي متعددة نقاط للتأكد من دقتها المحلل.
خارج نطاق المعلومات المقدمة هنا، الماكرو الذي يحتوي على اثنين من الحسابات الإضافية التي قد تكون ذات فائدة. عندما يتم إجراء هذه المناورات في المجلس الثوري لفتح، العمود FRC يقدم تقديراً للمجلس الثوري لفتح استناداً إلى أسلوب Farmery19. يستند الحساب من الشعب الهوائية عبر مساحة مقطعية الطرفية على الطريقة الموصوفة شيرر, et al. 20-وأخيراً، إذا رغبت في ذلك، نهاية المد CO2 ومتوسط تركيز2 CO منتهية الصلاحية يمكن استخدامها لحساب المساحة الميت الفسيولوجية للمقارنة إلى21،الفضاء الميت التشريحية22.
الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.
تم تمويل هذا العمل من قبل إدارات الصحة وعلم وظائف الأعضاء البشرية والطب الباطني في جامعة آيوا. هذا العمل أيضا يدعمه زمالة الذهب القديم (بيتس) وسيبحث المنحة-15-176-40 من "جمعية السرطان الأمريكية"، تدار عن طريق "هولدن شاملة مركز السرطان" في "جامعة آيوا" (بيتس)
Name | Company | Catalog Number | Comments |
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 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved