A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
סימולצית היפוקסיה בני אדם בדרך כלל שבוצעה על ידי שאיפת גז תערובות היפוקסי. לצורך המחקר, צוללנים apneic שימשו כדי לדמות היפוקסיה דינמי בבני אדם. בנוסף, שינויים פיזיולוגיים קינטיקה desaturation מחדש הרוויה הוערכו עם כלים בלתי פולשני כגון האינפרה-אדום הקרוב-ספקטרוסקופיה (NIRS) ורוויה חמצון היקפי (SpO 2).
In case of apnea, arterial partial pressure of oxygen (pO2) decreases, while partial pressure of carbon dioxide (pCO2) increases. To avoid damage to hypoxia sensitive organs such as the brain, compensatory circulatory mechanisms help to maintain an adequate oxygen supply. This is mainly achieved by increased cerebral blood flow. Intermittent hypoxia is a commonly seen phenomenon in patients with obstructive sleep apnea. Acute airway obstruction can also result in hypoxia and hypercapnia. Until now, no adequate model has been established to simulate these dynamics in humans. Previous investigations focusing on human hypoxia used inhaled hypoxic gas mixtures. However, the resulting hypoxia was combined with hyperventilation and is therefore more representative of high altitude environments than of apnea. Furthermore, the transferability of previously performed animal experiments to humans is limited and the pathophysiological background of apnea induced physiological changes is poorly understood. In this study, healthy human apneic divers were utilized to mimic clinically relevant hypoxia and hypercapnia during apnea. Additionally, pulse-oximetry and Near Infrared Spectroscopy (NIRS) were used to evaluate changes in cerebral and peripheral oxygen saturation before, during, and after apnea.
רלוונטית קליני היפוקסיה חריפה hypercapnia במקביל נתפסת בעיקר בחולים עם תסמונת דום נשימה חסימתית בשינה (OSAS), חסימה בדרכי נשימה חריפה או במהלך החייאה. מגבלות עיקריות בתחום OSAS ותנאי hypoxemic אחרים כוללות את הידע להעברה המוגבל על הפתופיזיולוגיה נגזר ממחקרים בבעלי חיים וכי מודלים אנושיים הם 1 אפסי. כדי לחקות היפוקסיה בבני אדם, תערובות גז היפוקסי עד כה בשימוש 2 - 7. עם זאת, התנאים הללו מייצגים יותר של הסביבה בגובה רב יותר של מצבים קליניים שבהם היפוקסיה, בכלל, מלווה hypercapnia. כדי לפקח חמצון רקמות במהלך דום לב והחייאה, מחקרים בבעלי החיים בוצעו 8 לחקור מנגנונים מפצים פיסיולוגיים.
צוללני Apneic הם ספורטאים בריאים מסוגלים מדכא את דחף הנשימהכי הם נובעים ריווי חמצן עורקים נמוכים 9 ו מוגבר PCO 2 10,11. חקרנו צוללנים apneic כדי לחקות מצבים קליניים של היפוקסיה חריפה hypercapnia במקביל 12. מודל זה יכול לשמש כדי להעריך setups הקליני, לשפר את הבנת pathophysiological של חולים עם OSAS או הפרעות נשימה פתולוגי, ולחשוף אפשרויות חדשות ללימוד מנגנון איזון דלפק אפשרי במקרים של דום נשימה. יתר על כן, טכניקות שונות כדי לזהות היפוקסיה בבני אדם יכול להיבדק על היתכנות ודיוק במקרה של היפוקסיה דינמי כי נוכח מצבי חירום (כלומר, חסימות בדרכי האוויר, laryngospasm או לא יכול לצנרר, לא יכול לאוורר מצבים) או לדמות היפוקסיה לסירוגין בחולים עם OSAS.
טכניקות פולשנית לגילוי היפוקסיה בבני אדם מוגבלים. Oximetry דופק ההיקפי (SpO 2) הוא כלי שאושר-hospi מראשטל והגדרות החולים כדי לזהות היפוקסיה 13. השיטה מבוססת על קליטת האור של המוגלובין. עם זאת, מדידת 2 SpO מוגבל חמצון עורקים היקפי ולא יכולה לשמש במקרים של פעילות החשמלית pulseless (PEA) או במחזור מינימאלי ריכוזי 14. לעומת זאת, קרוב אינפרא אדום ספקטרוסקופיה ניתן להשתמש כדי להעריך רוויון החמצן ברקמת המוח (RSO 2) בזמן אמת במהלך PEA, במהלך הלם המורגי או הבאים דימום תת-עכבישי 15 - 19. השימוש בו גדל 20 זמן ומחקרים מתודולוגיים חשפו מתאם חיובי בין SpO 2 ו RSO 2 3,4.
במחקר זה, אנו מספקים מודל לדמות היפוקסיה רלוונטיות קלינית בבני אדם ולהציג מתודולוגיה צעד-אחר-צעד כדי להשוות oximetry הדופק הפריפריה NIRS במקרה של הרוויה מחדש דה ו. על ידי ניתוח נתונים פיזיולוגיים במקרה שלpnea, הבנתנו מנגנוני איזון דלפק ניתן לשפר.
הצהרת אתיקה
כל הניתוחים שבוצעו במחקרים בהם היו מעורבים המשתתפים האדם היו בהתאם לסטנדרטים האתיים של הצהרת הלסינקי 1964 תיקונים מאוחר יותר שלה. העיצוב של מחקר זה אושר על ידי ועדת האתיקה המקומית של בית החולים האוניברסיטאי של בון, גרמניה.
הערה: ודא כי נבדקים במצב טוב ובריא, ללא כל תרופה נגד יתר לחץ דם ולפחות 24 שעות ללא סוכני התרמה קטכולאמינים כמו קפאין או חומרים שווים.
1. הכנה של נושא מבחן
2. איסוף נתונים
דום נשימה 3.
4. עיבוד נתונים
5. לנתח ערכים
6. לעיבוד סטטיסטי
איור 1 מציג הקלטות בו זמנית של SpO 2 וערכים NIRS (רקמת מוחין NIRS NIRS) במהלך דום נשימה בחולה אחד. זמן דום נשימה סה"כ היה 363 שניות. בעקבות דום נשימה NIRS ו SpO 2 ערכים שומרים על יציבות כבר כ 140 שניות. קיטון SpO 2 זוהה לאחר 204 שניו?...
השעה דום הנשימה הכוללת נגרמת בעיקר על ידי גודל ריאות וצריכת חמצן לדקה ומושפעת יכולת פרט לעמוד רפלקס הנשימה הנגרם על ידי הגדלת PCO 2 או להקטין PO 2. צוללני Apnea מאומן למקסם משך הנשימה-אחיזתם רגילות לעשות זאת השראה מקסימלי. לכן, את הזמן עד היפוקסיה הוא שונה לזיהוי...
The authors have nothing to disclose.
Special thanks to all volunteers who participated in the original study. The work of L. Eichhorn was supported through a scholarship of the Else-Kröner-Fresenius Foundation. The authors would like to thank Springer, Part of Springer Science+Business Media, for copyright clearance (License Number 3894660871180) and the kind permission of reusing previously published data.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
SpO2 | Dräger Medical AG&CO.KG | SHP ACC MCABLE-Masimo Set | peripheral SpO2-Monitoring |
Non Invasive Blood Pressure (NIBP) | Dräger Medical AG&CO.KG | NIBP cuff M+, MP00916 | |
Electrocardiographic (ECG) | Dräger Medical AG&CO.KG | Infinity M540 Monitor | ECG monitoring |
Docking station | Dräger Medical AG&CO.KG | M500 Docking Station | connection of M540 to laptop |
NIRS | NONIN Medical’s EQUANOX | Model 7600 Regional Oximeter System | measuring of cerebral and tissue oxygenation |
NIRS diodes | EQUANOX Advance Sensor | Model 8004CA | suited for measuring cerebral and somatic oxygen-saturation |
Laptop | |||
DataGrabber | Dräger Medical AG&CO.KG | DataGrabber v2005.10.16 | software to synchronize M540 with laptop |
eVision | Nonin Medical. Inc. | Version 1.3.0.0 | software to synchronize NONIN with laptop |
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