Name: simultaneous laryngopharyngeal and conventional esophageal ph monitoring
Uploaded: 2020-12-14T12:30:00.000+00:00
Duration: 6 min 46 s
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著者らは、教育助成金を提供してくれたRestetechに感謝したい。

以下の研究プロトコールは、ケルン大学医学部倫理委員会によってレビューされ、承認されました。
注:患者が次の胃腸機能検査のためにNPOに到着したことを確認してください。高解像度マノメトリーを実行して、下部食道括約筋(LES)の正確な位置を決定し、アカラシアなどの食道運動障害を除外します。患者は、有効なpH測定を確実にするために、少なくとも7日前に抗分泌薬を服用していない必要があります。
1. 食道pHモニタリングシステムのセットアップ
<ol><li>食道モニタリングシステムにバッテリーを挿入します。</li>
	<li>食道pHカテーテルをデバイスに接続します。</li>
	<li>デバイスを起動します。日付と時刻が正確であることを確認します。[ 試験開始]を選択します。</li>
	<li>pH 4および7の溶液でカテーテルを較正し、プローブを水ですすいでください。プローブを挿入用に脇に置いておきます。</li>
</ol>2.最初にSDカードを患者のデータでフォーマットすることによって喉頭咽頭pHモニタリングシステムを設定します。
<ol><li>SDカードをコンピュータに挿入し、喉頭咽頭pHモニタリング用のソフトウェア(DataView 4など)を開きます。[新規] をクリックし、患者に関するすべての詳細を入力して、 新しい 患者を追加します。[保存]をクリックして、データをSDカードに 保存 します。SDカードを取り出し、レコーダーに挿入します。</li>
	<li>付属のドライバーを使用して送信機にバッテリーを挿入し、送信機ケースのカバーを取り外し、新しいCR1632リチウムコイン電池を取り付けます。</li>
	<li>単三電池を2本レコーダーに挿入します。</li>
	<li>レコーダーの電源を入れます。上/下キーを使用して [ セットアップ] を選択します。任意の丸いキーを押して、 セットアップモード を選択します。必要に応じて時刻と日付を変更するには、上下キーを使用して数字を変更し、ラウンドキーを使用してそれぞれの値を選択します。時刻と日付が正しい場合は、[ はい ] を選択して続行します。</li>
	<li>レコーダーが「Tst PSGアダプタ」と尋ねたときに [いいえ ]を選択します。</li>
	<li>メインメニューの[ 研究 ]を選択します。</li>
	<li>送信機が自動的に検出されるようになりました。正しい送信機が検出されたことを確認し、丸いキーを押して確認します。送信機には、レコーダーとペアになっているシリアル番号が表示されます。</li>
	<li>プローブを送信機に取り付けます。 メモ:送信機に接続すると、プローブ先端の赤色発光ダイオード(LED)が1秒間に1回点滅します。LEDは4時間後に点滅を停止し、バッテリ寿命を節約します。</li>
	<li>キャリブレーションプロセスに 「ハイドレート 」を選択します。プローブ先端を透明な水溶液に入れ、短時間攪拌することにより、提供された透明な水溶液でプローブを水和させる。任意のラウンドキーを押して、水分補給プロセスを開始します。 注:レコーダーは「水分補給中」と表示し、「300秒」からゼロにカウントダウンするか、プローブがハイドレートされたことをレコーダーが検出すると15秒のカウントダウンに遷移します。プローブを挿入用に脇に置いておきます。</li>
</ol>3. 食道pHカテーテルを先に置いた
<ol><li>患者が直立して座り、まっすぐに見て、定期的に飲み込むことを確認してください。嚥下を助けるためにストローで小さなコップ一杯の水を提供します。</li>
	<li>患者に、鼻のどちらの側がより明確で呼吸しやすいかを尋ねます。</li>
	<li>挿入を容易にするために、局所麻酔薬を含む局所ゲルをプローブシャフトに塗布する。</li>
	<li>プローブを患者の鼻から、上ではなくまっすぐに挿入します。プローブシャフトの測定スケールは、正しい位置を決定するのに役立ちます。 メモ: 正しい位置は、以前に高解像度マノメトリーによって決定された LES から 5 cm 上です。</li>
</ol>4. 食道pHカテーテルの固定
<ol><li>プローブをできるだけ鼻孔に近づけて固定し、手術用テープを使用して研究中にプローブが動かないようにします。</li>
	<li>プローブを鼻の近くの頬に取り付けます。</li>
	<li>プローブを耳に巻き付け、テープを使用してプローブを首、耳の後ろ、下に貼り付けます。</li>
</ol>5. 喉頭咽頭pHカテーテルの設置
<ol><li>患者が直立して座り、まっすぐに見て、定期的に飲み込むことを確認してください。</li>
	<li>挿入を容易にするために、局所麻酔薬を含む局所ゲルをプローブシャフトの遠位端に塗布する。 注意： センサーが配置されているプローブ先端に局所ゲルを塗布しないでください。</li>
	<li>食道カテーテルの患者の反対側の鼻孔にプローブを挿入し、上ではなく後方にまっすぐに挿入する。 注:丸いプローブチップは、中咽頭ポートの周りを曲がりくねって中咽頭に入るのに役立ちます。患者の鼻孔から中咽頭までの距離は、しばしば鼻孔から耳たぶまでの距離を用いて推定することができる。</li>
	<li>赤色の光がはっきりと見え、横方向または真下に見えることを確認します。必要に応じて、舌圧迫器を使用して明確な視認性を確保します。 注:患者のギャグ反射がトリガーされた場合は、プローブを中咽頭のより高い位置に引っ込めてください。</li>
</ol>6. プローブと送信機の固定
<ol><li>プローブをできるだけ鼻孔に近づけて固定し、手術用テープを使用して研究中にプローブが動かないようにします。</li>
	<li>プローブを鼻の近くの頬に取り付けます。</li>
	<li>プローブを耳に巻き付け、テープを使用してプローブを首、耳の後ろ、下に貼り付けます。</li>
	<li>クリップオン送信機キャリングケースで送信機を患者の衣服に取り付けます。</li>
</ol>7. pH同時測定を確実に実施する
<ol><li>両方のpH測定デバイスの内部クロックが同期していることを確認します。必要に応じて手動で時刻を調整します。</li>
	<li>食道と喉頭咽頭のpH研究を同時に開始します。喉頭咽頭pH測定装置の24時間試験を選択する。</li>
</ol>8. 患者の日記と指示
<ol><li>食事の時間、仰臥位期間の正確な時間、および研究中に経験した症状を含む詳細な日記を記入するよう患者に依頼する。</li>
	<li>24時間の測定期間について、データ記録を確実に成功させるために、患者に以下の指示を提供します。 試験の1日目に3回の食事時間、研究の2日目に1回の食事時間。 午後9時以前の仰臥位期間はありません。 いつものように食べたり,飲んだり,振る舞ったりする(毎日の活動もできる)。 注意： デバイスは防水ではありません。</li>
</ol>9. 24時間の試験期間終了後に食道・喉頭咽頭プローブを取り外す
<ol><li>両方のデバイスで同時に調査を終了します。<ol>
<li>「後でアップロード」と表示されるまで、中央にある2つのボタンを同時に押して食道pH試験を終了します。</li>
		<li>「完了」と表示されるまで、咳、ESC、胸やけボタンを同時に押して喉頭咽頭pH試験を終了します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>テープをはがし、両方のカテーテルをそっと引き出します。</li>
</ol>10. 食道pH試験の結果の解釈
<ol><li>デバイスをコンピューターに接続します。食道pH測定装置から得られた結果の解析に使用するソフトウェアを開き、患者の研究をアップロードします。</li>
	<li>患者のデータと、食事時間、直立および仰臥位期間、および研究期間中に経験した症状など、患者の日記によって得られた情報を手動で入力します。研究期間中に患者が誤って行った可能性のあるボタンの押下をすべて削除します。</li>
	<li>食事時間をデータ分析から除外します。</li>
	<li>レポートでは、複合スコア、ベースラインを下回る総%pH(直立および仰臥位)、総事象数など、異常な食道酸曝露を決定するために提供された重要なパラメータおよび閾値を確認します。</li>
	<li>%時間pH<4の合計、直立および仰臥位、総事象数、5分より長く持続する事象数および最長事象の持続時間14を用いて、研究期間の複合スコア(DeMeesterスコア)を計算する。レポートに複合スコアが表示されていることを確認します。 注:DeMeesterスコア>14.72は、異常な食道酸曝露を示しています。</li>
</ol>11. 喉頭咽頭pHモニタリングにより得られた解釈結果
<ol><li>SDカードをコンピュータに挿入し、喉頭咽頭pH測定システムで得られた結果の分析に使用するソフトウェアを開きます。試験をアップロードするには、 取得をクリックします。</li>
	<li>食事時間、直立および仰臥位期間、および研究期間中に経験した症状など、患者の日記によって得られた情報を手動で追加する。グラフを左クリックし、イベントを追加する領域をドラッグして強調表示し、それぞれのイベントを選択します。研究期間中に患者が誤って行った可能性のあるボタンの押下をすべて削除します。</li>
	<li>食事時間をデータ分析から除外します。</li>
	<li>[レポート]をクリックすると、仰臥位期間、症状、食事時間など、研究期間中の中咽頭における酸曝露を示すグラフと、研究概要が表示されます。</li>
	<li>レポートでは、重要なパラメータと閾値を見て、複合スコア、ベースラインを下回る総pH(pH<5.5直立およびpH<5仰臥位)などの異常な中咽頭酸曝露を決定する。</li>
	<li>5.5直立および5仰臥位未満の%時間pH、総事象数および最長事象8の持続時間を使用して、直立期および仰臥位期間の両方の複合スコア(RYANスコア)を計算する。直立期と仰臥位期の複合スコアがレポートに表示されていることを確認します。 注:>9.4の直立および>6.8仰臥位のライアンスコアは、ひどく異常な中咽頭酸曝露を示す。</li>
</ol>

<ol>
	<li>Dent, J., El-Serag, H. B., Wallander, M. A., Johansson, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epidemiology+of+gastro-oesophageal+reflux+disease:+a+systematic+review.">Epidemiology of gastro-oesophageal reflux disease: a systematic review.</a> Gut. 54 (5), 710-717 (2005).</li><li>Koop, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=S2k+guideline:+gastroesophageal+reflux+disease+guided+by+the+German+Society+of+Gastroenterology:+AWMF+register+no.+021-013.">S2k guideline: gastroesophageal reflux disease guided by the German Society of Gastroenterology: AWMF register no. 021-013.</a> Zeitschrift f&#252;r Gastroenterologie. 52 (11), 1299-1346 (2014).</li><li>Becker, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+aspects+in+the+pathomechanism+and+diagnosis+of+the+laryngopharyngeal+reflux-clinical+impact+of+laryngeal+proton+pumps+and+pharyngeal+pH+metry+in+extraesophageal+gastroesophageal+reflux+disease.">New aspects in the pathomechanism and diagnosis of the laryngopharyngeal reflux-clinical impact of laryngeal proton pumps and pharyngeal pH metry in extraesophageal gastroesophageal reflux disease.</a> World Journal of Gastroenterology. 21 (3), 982-987 (2015).</li><li>Vakil, N., van Zanten, S. 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G., Testoni, P. A., Passaretti, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Correlation+between+oropharyngeal+pH-monitoring+and+esophageal+pH-impedance+monitoring+in+patients+with+suspected+GERD-related+extra-esophageal+symptoms.">Correlation between oropharyngeal pH-monitoring and esophageal pH-impedance monitoring in patients with suspected GERD-related extra-esophageal symptoms.</a> Neurogastroenterology &amp; Motility. 26 (11), 1557-1564 (2014).</li><li>Fuchs, H. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simultaneous+laryngopharyngeal+pH+monitoring+(Restech)+and+conventional+esophageal+pH+monitoring-correlation+using+a+large+patient+cohort+of+more+than+100+patients+with+suspected+gastroesophageal+reflux+disease.">Simultaneous laryngopharyngeal pH monitoring (Restech) and conventional esophageal pH monitoring-correlation using a large patient cohort of more than 100 patients with suspected gastroesophageal reflux disease.</a> Dis Esophagus. 31 (10), (2018).</li><li>Fuchs, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Refluxassoziierte+Ver&#228;nderungen+des+Rest&#246;sophagus+nach+&#214;sophagektomie+und+Magenhochzug+-+Funktionsdiagnostik+im+Langzeitverlauf+bei+Patienten+mit+&#214;sophaguskarzinom+mit+einem+neuen+Instrument.">Refluxassoziierte Ver&#228;nderungen des Rest&#246;sophagus nach &#214;sophagektomie und Magenhochzug - Funktionsdiagnostik im Langzeitverlauf bei Patienten mit &#214;sophaguskarzinom mit einem neuen Instrument.</a> Zeitschrift f&#252;r Gastroenterologie. 54 (08), 436 (2016).</li><li>Jamieson, J. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ambulatory+24-h+esophageal+pH+monitoring:+normal+values,+optimal+thresholds,+specificity,+sensitivity,+and+reproducibility.">Ambulatory 24-h esophageal pH monitoring: normal values, optimal thresholds, specificity, sensitivity, and reproducibility.</a> American Journal of Gastroenterology. 87 (9), 1102-1111 (1992).</li><li>M&#252;ller, D. 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G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Does+DeMeester+score+still+define+GERD.">Does DeMeester score still define GERD.</a> Dis Esophagus. 32 (5), (2019).</li><li>Anandasabapathy, S., Jaffin, B. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multichannel+intraluminal+impedance+in+the+evaluation+of+patients+with+persistent+globus+on+proton+pump+inhibitor+therapy.">Multichannel intraluminal impedance in the evaluation of patients with persistent globus on proton pump inhibitor therapy.</a> Annals of Otology, Rhinology &amp; Laryngology. 115 (8), 563-570 (2006).</li></ol>

ドロレス・ミュラーはレステックから教育助成金を受けた。他のすべての著者は開示するものは何もありません。

食道pHモニタリングは、典型的な逆流症状を有する患者におけるGERDの診断を確認するために一般的に使用される。しかしながら、多くの患者は、典型的な逆流症状に加えて、LPRに関連する可能性が最も高い咳または嗄声などの非定型逆流症状を有する。現在のガイドラインは、これらの症状の逆流関連の原因を証明するためにPPIを用いた経験的試験を示唆しており、標準化された客観的測定?...

胃食道逆流症(GERD)は、西洋諸国の人々の最大20%に影響を及ぼす最も一般的な良性疾患の1つです1。胸やけや逆流などの典型的な症状に加えて、一部の患者は咳、嗄声、喘息などの非定型症状に苦しむことがあります2,3。慢性咳、慢性喉頭炎、および喘息は逆流関連起源を有する可能性があり、喉頭咽頭逆流(LPR)と有意に関連しているという合意にもかかわらず、正確な病態メカニズムは依然として不明のままである。これらの症状は通常、多因子プロセスの一部であるため、診断および治療上の大きな課題を描いています4。
下部食道括約筋の5cm上の遠位食道pHモニタリングは、GERD2が疑われる患者における異常な食道酸曝露を決定するために一般的に使用される。同じ技術を使用する試みとして、プローブがUESまたはそのわずかに上に配置されるにつれて、上部食道括約筋(UES)における異常な酸曝露を測定する診断装置として、近位従来のpHモニタリングが1990年代後半に導入された。しかしながら、この方法は、プローブが中咽頭環境用に設計されていないため、プローブ5、6の乾燥によって引き起こされる擬似逆流事象などの無効なアーチファクトの測定につながるため、必ずしも有効かつ正確な結果を提供するとは限らない。
最近、喉頭咽頭pHモニタリングは、プローブがUESの真頓骨のわずかに横側に位置するため、中咽頭の酸曝露を測定するために特別に設計された新しい診断装置として導入されました(図1)。以前の研究では、主に非定型症状を有する患者における逆流防止手術後の良好な転帰に対して80%の陽性的中率を有することが示されているので、この新しいツールは、選択された患者の診断経路に貴重な追加となっている。その涙液滴センサーには、液体およびエアロゾル化された酸を検出するアンチモン技術が装備されており、有効な結果を測定するために直接粘膜接触する必要はありません。さらに、センサは、近位pHモニタリングとは対照的に、レジストの乾燥が、より信頼性の高い結果につながる可能性がある7,8をすることができる。
従来の食道pH測定と喉頭咽頭pH測定の付随する相関関係に関する現在の文献はまばらである。以前の研究では、少数の患者しか含まれていなかったか、両方の測定を同時に行わなかった9、10、11。我々は最近、GERDの疑いのある患者101人の大規模コホートにおける両方のpH測定値間の相関に関するデータを公表した。我々は、喉頭咽頭および食道pH測定は、様々な異なる逆流シナリオの存在のために必ずしも対応する必要はないと結論付けた12。我々はさらに、食道切除術後の患者および胃介在を有する再建術後の患者を用いて、体積逆流器における両方のpHモニタリング方法の間に100%の相関を示すヒト逆流モデルを開発した13。
ここでは、遠位食道と喉頭咽頭pHモニタリングを用いた同時pH測定の指示を提供することを目指しています。さらに、複合酸曝露スコアの分析および両方の方法で得られた結果間の相関に関するガイダンスが与えられている。我々はさらに、食道と喉頭咽頭のpHモニタリングを同時に用いて評価された大規模患者コホートの最新データを提示する。

<table><tbody><tr><td>AA Battery</td><td>-</td><td>-</td><td>-</td></tr><tr><td>Calibration Solutions pH 4 and 7</td><td>Medtronic</td><td></td><td>part of the Digitrapper Reflux Testing system</td></tr><tr><td>CR 1632 Lithium coin cell battery</td><td>-</td><td>-</td><td>-</td></tr><tr><td>Digitrapper pH &amp;amp; Impedance catheter</td><td>Medtronic</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Digitrapper Recorder</td><td>Medtronic</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Gelicain</td><td>PUREN</td><td></td><td>topical gel</td></tr><tr><td>Hydration vials with clear water</td><td>Respiratory Technology Corporation</td><td></td><td>part of the Restech Dx pH system</td></tr><tr><td>Leukoplast</td><td>BSN medical GmbH</td><td></td><td>surgical tape</td></tr><tr><td>Restech Dx pH probe</td><td>Respiratory Technology Corporation</td><td></td><td>part of the Restech Dx pH system</td></tr><tr><td>Restech Recorder</td><td>Respiratory Technology Corporation</td><td></td><td>part of the Restech Dx pH system</td></tr><tr><td>Restech Transmitter</td><td>Respiratory Technology Corporation</td><td></td><td>part of the Restech Dx pH system</td></tr><tr><td>Screwdriver</td><td>Respiratory Technology Corporation</td><td></td><td>part of the Restech Dx pH system</td></tr><tr><td>SD Card plus Adapter</td><td>Respiratory Technology Corporation</td><td></td><td>part of the Restech Dx pH system</td></tr><tr><td>tongue depressor</td><td>NOBAMED</td><td></td><td>wooden</td></tr></tbody></table>

simultaneous laryngopharyngeal and conventional esophageal ph monitoring

典型的な逆流症状に加えて、胃食道逆流症(GERD)の多くの患者は、喉頭咽頭逆流(LPR)によって引き起こされる可能性のある咳、嗄声または喘息などの食道外症状を呈する。それらの多因子起源のために、これらの症状は大きな診断および治療上の課題となり得る。食道pHモニタリングは、異常な食道酸曝露を決定し、GERDの診断を確認するために一般的に使用される。しかし、上部食道括約筋上の酸曝露のより良い評価のために、新しい喉頭咽頭pH測定システムが利用可能になり、主に食道外症状を有する患者においてより信頼性の高い結果をもたらす可能性がある。この記事では、両方の測定値から酸曝露スコアを得るために、食道および喉頭咽頭pHプローブを用いた同時pH測定のための標準化されたプロトコルを提示することを目的とする。

合計181人の患者が、前述の標準化されたプロトコールを用いて評価された。最初の101人の患者の結果は、以前に12人に公表されている。以下のデータは、以前に発表されたコホートの拡張を描いているが、喉頭咽頭pH試験によって得られた結果の分析のために新しいソフトウェアを使用して評価された15。人口統計データを 表 1 に示します。す?...

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Simultaneous Laryngopharyngeal and Conventional Esophageal pH Monitoring

喉頭咽頭pHモニタリングは、上部食道括約筋より上の酸曝露を測定するように特別に設計されており、主に食道外逆流症状を呈する患者における診断評価を補完する。喉頭咽頭逆流(LPR)が疑われる患者は、遠位食道および喉頭咽頭pH試験を同時に用いて評価した。

喉頭咽頭と従来の食道pHモニタリングの同時

In addition to typical reflux symptoms, many patients with gastroesophageal reflux disease (GERD) present with extraesophageal symptoms such as cough, ...

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2.7K ビュー.  University of Cologne. 喉頭咽頭pHモニタリングは、上部食道括約筋より上の酸曝露を測定するように特別に設計されており、主に食道外逆流症状を呈する患者における診断評価を補完する。喉頭咽頭逆流(LPR)が疑われる患者は、遠位食道および喉頭咽頭pH試験を同時に用いて評価した。

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Real-Time, Semi-Automated Fluorescent Measurement of the Airway Surface Liquid pH of Primary Human Airway Epithelial Cells

In recent years, the importance of mucosal surface pH in the airways has been highlighted by its ability to regulate airway surface liquid (ASL) hydration, mucus viscosity and activity of antimicrobial peptides, key parameters involved in innate defense of the lungs. This is of primary relevance in the field of chronic respiratory diseases such as cystic fibrosis (CF) where these parameters are dysregulated. While different groups have studied ASL pH both in vivo and in vitro, their methods report a relatively wide range of ASL pH values and even contradictory findings regarding any pH differences between non-CF and CF cells. Furthermore, their protocols do not always provide enough details in order to ensure reproducibility, most are low throughput and require expensive equipment or specialized knowledge to implement, making them difficult to establish in most labs. Here we describe a semi-automated fluorescent plate reader assay that enables the real-time measurement of ASL pH under thin film conditions that more closely resemble the in vivo situation. This technique allows for stable measurements for many hours from multiple airway cultures simultaneously and, importantly, dynamic changes in ASL pH in response to agonists and inhibitors can be monitored. To achieve this, the ASL of fully differentiated primary human airway epithelial cells (hAECs) are stained overnight with a pH-sensitive dye in order to allow for the reabsorption of the excess fluid to ensure thin film conditions. After fluorescence is monitored in the presence or absence of agonists, pH calibration is performed in situ to correct for volume and dye concentration. The method described provides the required controls to make stable and reproducible ASL pH measurements, which ultimately could be used as a drug discovery platform for personalized medicine, as well as adapted to other epithelial tissues and experimental conditions, such as inflammatory and/or host-pathogen models.

We present a protocol to make dynamic measurements of the airway surface liquid pH under thin film conditions using a plate-reader.

初代ヒト気道上皮細胞の気道表面液 pH をリアルタイムで半自動で蛍光測定

In recent years, the importance of mucosal surface pH in the airways has been highlighted by its ability to regulate airway surface liquid (ASL) ...

生化学

Fast and Accurate Exhaled Breath Ammonia Measurement

This exhaled breath ammonia method uses a fast and highly sensitive spectroscopic method known as quartz enhanced photoacoustic spectroscopy (QEPAS) that uses a quantum cascade based laser. The monitor is coupled to a sampler that measures mouth pressure and carbon dioxide. The system is temperature controlled and specifically designed to address the reactivity of this compound. The sampler provides immediate feedback to the subject and the technician on the quality of the breath effort. Together with the quick response time of the monitor, this system is capable of accurately measuring exhaled breath ammonia representative of deep lung systemic levels. 
Because the system is easy to use and produces real time results, it has enabled experiments to identify factors that influence measurements. For example, mouth rinse and oral pH reproducibly and significantly affect results and therefore must be controlled. Temperature and mode of breathing are other examples. As our understanding of these factors evolves, error is reduced, and clinical studies become more meaningful. This system is very reliable and individual measurements are inexpensive. 
The sampler is relatively inexpensive and quite portable, but the monitor is neither. This limits options for some clinical studies and provides rational for future innovations.

Ammonia is an important physiologic metabolite relevant to various disease and wellness states. It is also a difficult molecule to measure in breath, which demands particular precautions be taken to obtain accurate results. Not all factors influencing ammonia are known, but progress can be difficult without accounting for these factors.

高速かつ正確な呼気アンモニア測定

This exhaled breath ammonia method uses a fast and highly sensitive spectroscopic method known as quartz enhanced photoacoustic spectroscopy (QEPAS) that ...

医学

Construction of a Wireless-Enabled Endoscopically Implantable Sensor for pH Monitoring with Zero-Bias Schottky Diode-based Receiver

Ambulatory pH monitoring of pathological reflux is an opportunity to observe the relationship between symptoms and exposure of the esophagus to acidic or non-acidic refluxate. This paper describes a method for the development, manufacturing, and implantation of a miniature wireless-enabled pH sensor. The sensor is designed to be implanted endoscopically with a single hemostatic clip. A fully passive rectenna-based receiver based on a zero-bias Schottky diode is also constructed and tested. To construct the device, a two-layer printed circuit board and off-the-shelf components were used. A miniature microcontroller with integrated analog peripherals is used as an analog front end for the ion-sensitive field-effect transistor (ISFET) sensor and to generate a digital signal which is transmitted with an amplitude shift keying transmitter chip. The device is powered by two primary alkaline cells. The implantable device has a total volume of 0.6 cm3 and a weight of 1.2 grams, and its performance was verified in an ex vivo model (porcine esophagus and stomach). Next, a small footprint passive rectenna-based receiver which can be easily integrated either into an external receiver or the implantable neurostimulator, was constructed and proven to receive the RF signal from the implant when in proximity (20 cm) to it. The small size of the sensor provides continuous pH monitoring with minimal obstruction of the esophagus. The sensor could be used in routine clinical practice for 24/96 h esophageal pH monitoring without the need to insert a nasal catheter. The &#34;zero-power&#34; nature of the receiver also enables the use of the sensor for automatic in-vivo calibration of miniature lower esophageal sphincter neurostimulation devices. An active sensor-based control enables the development of advanced algorithms to minimize the used energy to achieve a desirable clinical outcome. One of the examples of such an algorithm would be a closed-loop system for on-demand neurostimulation therapy of gastroesophageal reflux disease (GERD).

The manuscript presents a miniature implantable pH sensor with ASK modulated wireless output together with a fully passive receiver circuit based on zero-bias Schottky diodes. This solution can be used as a basis in the development of in vivo calibrated electrostimulation therapy devices and for ambulatory pH monitoring.

ゼロバイアスショットキーダイオードベース受信機を用いたpHモニタリング用ワイヤレス対応内視鏡型埋め込み型センサの構築

Ambulatory pH monitoring of pathological reflux is an opportunity to observe the relationship between symptoms and exposure of the esophagus to acidic or ...

生物工学

Intra-Operative Neural Monitoring of Thyroid Surgery in a Porcine Model

Intraoperative injury to the recurrent laryngeal nerve (RLN) can cause vocal cord paralysis, which interferes with speech and can potentially interfere with breathing. In recent years, intraoperative neural monitoring (IONM) has been widely adapted as an adjunct technique to localize the RLN, detect RLN injury, and predict vocal cord function during the operations. Many studies have also used animal models to investigate new applications of IONM technology and to develop reliable strategies for preventing intraoperative RLN injury. The aim of this article is to introduce a standard protocol for using a porcine model in IONM research. The article demonstrates the procedures for inducing general anesthesia, performing tracheal intubation, and experimental design to investigate the electrophysiological characteristics of RLN injuries. Applications of this protocol can improve overall efficacy in implementing the 3R principle (replacement, reduction and refinement) in porcine IONM studies.

This study aims to develop a standard protocol of intra-operative neural monitoring of thyroid surgery in a porcine model. Here, we present a protocol to demonstrate general anesthesia, to compare different types of electrodes, and to investigate the electrophysiological characteristics of the normal and injured recurrent laryngeal nerves.

ブタモデルにおける甲状腺手術の術中神経モニタリング

Intraoperative injury to the recurrent laryngeal nerve (RLN) can cause vocal cord paralysis, which interferes with speech and can potentially interfere ...

Combining Volumetric Capnography And Barometric Plethysmography To Measure The Lung Structure-function Relationship

Tools to measure lung and airways volume are critical for pulmonary researchers interested in evaluating the impact of disease or novel therapies on the lung. Barometric plethysmography is a classic technique to evaluate the lung volume with a long history of clinical use. Volumetric capnography utilizes the profile of exhaled carbon dioxide to determine the volume of the conducting airways, or dead space, and provides an index of airways homogeneity. These techniques may be used independently, or in combination to evaluate the dependence of airways volume and homogeneity on lung volume. This paper provides detailed technical instructions to replicate these techniques and our representative data demonstrates that the airways volume and homogeneity are highly correlated to lung volume. We also provide a macro for the analysis of capnographic data, which can be modified or adapted to fit different experimental designs. The advantage of these measures is that their advantages and limitations are supported by decades of experimental data, and they can be made repeatedly in the same subject without expensive imaging equipment or technically advanced analysis algorithms. These methods may be particularly useful for investigators interested in perturbations that change both the functional residual capacity of the lung and airways volume.

Here, we describe two measures of pulmonary function &#8211; barometric plethysmography, which allows the measurement of lung volume, and volumetric capnography, a tool to measure the anatomic dead space and airways uniformity. These techniques may be used independently or combined to assess airways function at different lung volumes.

肺の構造と機能の関係を測定する体積のカプノグラフィおよび気圧脈を組み合わせること

Tools to measure lung and airways volume are critical for pulmonary researchers interested in evaluating the impact of disease or novel therapies on the ...

Simultaneous pH Measurement in Endocytic and Cytosolic Compartments in Living Cells using Confocal Microscopy

Intracellular pH is tightly regulated and differences in pH between the cytoplasm and organelles have been reported1. Regulation of cellular pH is crucial for homeostatic control of physiological processes that include: protein, DNA and RNA synthesis, vesicular trafficking, cell growth and cell division. Alterations in cellular pH homeostasis can lead to detrimental functional changes and promote progression of various diseases2. Various methods are available for measuring intracellular pH but very few of these allow simultaneous measurement of pH in the cytoplasm and in organelles. Here, we describe in detail a rapid and accurate method for the simultaneous measurement of cytoplasmic and organellar pH by using confocal microscopy on living cells3. This goal is achieved with the use of two pH-sensing ratiometric dyes that possess selective cellular compartment partitioning. For instance, SNARF-1 is compartmentalized inside the cytoplasm whereas HPTS is compartmentalized inside endosomal/lysosomal organelles. Although HPTS is commonly used as a cytoplasmic pH indicator, this dye can specifically label vesicles along the endosomal-lysosomal pathway after being taken up by pinocytosis3,4. Using these pH-sensing probes, it is possible to simultaneously measure pH within the endocytic and cytoplasmic compartments. The optimal excitation wavelength of HPTS varies depending on the pH while for SNARF-1, it is the optimal emission wavelength that varies. Following loading with SNARF-1 and HPTS, cells are cultured in different pH-calibrated solutions to construct a pH standard curve for each probe. Cell imaging by confocal microscopy allows elimination of artifacts and background noise. Because of the spectral properties of HPTS, this probe is better suited for measurement of the mildly acidic endosomal compartment or to demonstrate alkalinization of the endosomal/lysosomal organelles. This method simplifies data analysis, improves accuracy of pH measurements and can be used to address fundamental questions related to pH modulation during cell responses to external challenges.

Several methods are available for measuring intracellular pH but very few of these allow simultaneous measurement of cytoplasmic and organellar pH. Here, we describe in detail a rapid and accurate methodology to simultaneously measure cytoplasmic and vesicular pH by ratiometric imaging of living cells.

共焦点顕微鏡を用いた生細胞におけるエンドサイトーシスおよび細胞質区画における同時pH測定

Intracellular pH is tightly regulated and differences in pH between the cytoplasm and organelles have been reported1. Regulation of cellular pH is crucial ...

生物学

Normothermic Negative Pressure Ventilation Ex Situ Lung Perfusion: Evaluation of Lung Function and Metabolism

Lung transplantation (LTx) remains the standard of care for end-stage lung disease. A shortage of suitable donor organs and concerns over donor organ quality exacerbated by excessive geographic transportation distance and stringent donor organ acceptance criteria pose limitations to current LTx efforts. Ex situ lung perfusion (ESLP) is an innovative technology that has shown promise in attenuating these limitations. The physiologic ventilation and perfusion of the lungs outside of the inflammatory milieu of the donor body affords ESLP several advantages over traditional cold static preservation (CSP). There is evidence that negative pressure ventilation (NPV) ESLP is superior to positive pressure ventilation (PPV) ESLP, with PPV inducing more significant ventilator-induced lung injury, pro-inflammatory cytokine production, pulmonary edema, and bullae formation. The NPV advantage is perhaps due to the homogenous distribution of intrathoracic pressure across the entire lung surface. The clinical safety and feasibility of a custom NPV-ESLP device have been demonstrated in a recent clinical trial involving extender criteria donor (ECD) human lungs. Herein, the use of this custom device is described in a juvenile porcine model of normothermic NPV-ESLP over a 12 h duration, paying particular attention to management techniques. Pre-surgical preparation, including ESLP software initialization, priming, and de-airing of the ESLP circuit, and the addition of anti-thrombotic, anti-microbial, and anti-inflammatory agents, is specified. The intraoperative techniques of central line insertion, lung biopsy, exsanguination, blood collection, cardiectomy, and pneumonectomy are described. Furthermore, particular focus is paid to anesthetic considerations, with anesthesia induction, maintenance, and dynamic modifications outlined. The protocol also specifies the custom device's initialization, maintenance, and termination of perfusion and ventilation. Dynamic organ management techniques, including alterations in ventilation and metabolic parameters to optimize organ function, are thoroughly described. Finally, the physiological and metabolic assessment of lung function is characterized and depicted in the representative results.

Normothermic Negative Pressure Ventilation Ex Situ Lung Perfusion: Evaluation of Lung Function and Metabolism

This paper describes a porcine model of negative pressure ventilation ex situ lung perfusion, including procurement, attachment, and management on the custom-made platform. Focus is made on anesthetic and surgical techniques, as well as troubleshooting.

正常母性陰圧換気 ex situ 肺灌流:肺機能と代謝の評価

Lung transplantation (LTx) remains the standard of care for end-stage lung disease. A shortage of suitable donor organs and concerns over donor organ ...

Endoscopic Approach for Studying Laryngeal Dysfunction in Rodents

Minimally Invasive Murine Laryngoscopy for Close&#45;Up Imaging of Laryngeal Motion During Breathing and Swallowing

The larynx is an essential organ in mammals with three primary functions - breathing, swallowing, and vocalizing. A wide range of disorders are known to impair laryngeal function, which results in difficulty&#160;breathing (dyspnea), swallowing impairment (dysphagia), and/or voice impairment (dysphonia). Dysphagia, in particular, can lead to aspiration pneumonia and associated morbidity, recurrent hospitalization, and early mortality. Despite these serious consequences, existing treatments for laryngeal dysfunction are largely aimed at surgical and behavioral interventions that unfortunately do not typically restore normal laryngeal function, thus highlighting the urgent need for innovative solutions.
To bridge this gap, we have been developing an experimental endoscopic approach to investigate laryngeal dysfunction in murine (i.e., mouse and rat) models. However, endoscopy in rodents is quite challenging due to their small size relative to current endoscope technology, anatomical differences in the upper airway, and the necessity for anesthesia to optimally access the larynx. Here, we describe a novel transoral laryngoscopy approach that permits close-up, unobstructed video imaging of laryngeal motion in mice and rats. Critical steps in the protocol include precise anesthesia management (to prevent overdosing that abolishes swallowing and/or risks respiratory distress-related mortality) and micromanipulator control of the endoscope (for stable video recording of laryngeal motion by a single researcher for subsequent quantification).
Importantly, the protocol can be performed over time in the same animals to study the impact of various pathological conditions specifically on laryngeal function. A novel advantage of this protocol is the ability to visualize airway protection during swallowing, which is not possible in humans due to epiglottic inversion over the laryngeal inlet that obstructs the glottis from view. Rodents therefore provide a unique opportunity to specifically investigate the mechanisms of normal versus pathological laryngeal airway protection for the ultimate purpose of discovering treatments to effectively restore normal laryngeal function.

This protocol describes a serial transoral laryngoscopy approach for mice and rats that permits close-up, unobstructed video imaging of the larynx during breathing and swallowing using an optimized anesthetic regimen and finely tuned endoscopic manipulation techniques.

The larynx is an essential organ in mammals with three primary functions - breathing, swallowing, and vocalizing. A wide range of disorders are known to ...

神経科学

微小電極を用いた3D胃オルガノイドの精密管腔pH測定

Profiling Luminal pH in Three-Dimensional Gastrointestinal Organoids Using Microelectrodes

The optimization and detailed characterization of gastrointestinal organoid models require advanced methods for analyzing their luminal environments. This paper presents a highly reproducible method for the precise measurement of pH within the lumina of 3D human gastric organoids via micromanipulator-controlled microelectrodes. The pH microelectrodes are commercially available and consist of beveled glass tips of 25 &#181;m in diameter. For measurements, the pH microelectrode is advanced into the lumen of an organoid (&gt;200 &#181;m) that is suspended in Matrigel, while a reference electrode rests submerged in the surrounding medium in the culture plate. 
Using such microelectrodes to profile organoids derived from the human gastric body, we demonstrate that luminal pH is relatively consistent within each culture well at ~7.7 &plusmn; 0.037 and that continuous measurements can be obtained for a minimum of 15 min. In some larger organoids, the measurements revealed a pH gradient between the epithelial surface and the lumen, suggesting that pH measurements in organoids can be achieved with high spatial resolution. In a previous study, microelectrodes were successfully used to measure luminal oxygen concentrations in organoids, demonstrating the versatility of this method for organoid analyses. In summary, this protocol describes an important tool for the functional characterization of the complex luminal space within 3D organoids.

著者スポットライト: ヘリコバクター・ピロリ 感染における胃上皮細胞応答

The present protocol describes pH measurements in human tissue-derived gastric organoids using microelectrodes for spatiotemporal characterization of intraluminal physiology.

微小電極を用いた三次元消化管オルガノイドの管腔pHプロファイリング

The optimization and detailed characterization of gastrointestinal organoid models require advanced methods for analyzing their luminal environments. This ...

喉頭咽頭と従来の食道pHモニタリングの同時

要約

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初代ヒト気道上皮細胞の気道表面液 pH をリアルタイムで半自動で蛍光測定

高速かつ正確な呼気アンモニア測定

ゼロバイアスショットキーダイオードベース受信機を用いたpHモニタリング用ワイヤレス対応内視鏡型埋め込み型センサの構築

ブタモデルにおける甲状腺手術の術中神経モニタリング

肺の構造と機能の関係を測定する体積のカプノグラフィおよび気圧脈を組み合わせること

共焦点顕微鏡を用いた生細胞におけるエンドサイトーシスおよび細胞質区画における同時pH測定

正常母性陰圧換気 ex situ 肺灌流:肺機能と代謝の評価

Minimally Invasive Murine Laryngoscopy for Close-Up Imaging of Laryngeal Motion During Breathing and Swallowing

微小電極を用いた三次元消化管オルガノイドの管腔pHプロファイリング

微小電極を用いた三次元消化管オルガノイドの管腔pHプロファイリング