Name: a model to simulate clinically relevant hypoxia in humans
Uploaded: 2016-12-22T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Model to Simulate Clinically Relevant Hypoxia in Humans at JoVE.com

Special thanks to all volunteers who participated in the original study. The work of L. Eichhorn was supported through a scholarship of the Else-Kr&#246;ner-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.

بيان الأخلاق وكانت جميع الإجراءات المتبعة في دراسة شملت المشاركين الإنسان وفقا للمعايير الأخلاقية للإعلان هلسنكي 1964 وتعديلاته اللاحقة. وتمت الموافقة على تصميم هذه الدراسة من قبل لجنة الأخلاق المحلية من مستشفى جامعة بون، ألمانيا. ملاحظة:...

<ol>
	<li>Drager, L. F., Polotsky, V. Y., O'Donnell, C. P., Cravo, S. L., Lorenzi-Filho, G., Machado, B. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Translational+approaches+to+understanding+metabolic+dysfunction+and+cardiovascular+consequences+of+obstructive+sleep+apnea.">Translational approaches to understanding metabolic dysfunction and cardiovascular consequences of obstructive sleep apnea.</a> Am J Physiol Heart Circ Physiol. 309 (7), 1101-1111 (2015).</li><li>Shah, N., Trivedi, N. K., Clack, S. L., Shah, M., Shah, P. P., Barker, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+hypoxemia+on+the+performance+of+cerebral+oximeter+in+volunteer+subjects.">Impact of hypoxemia on the performance of cerebral oximeter in volunteer subjects.</a> J Neurosurg Anesthesiol. 12 (3), 201-209 (2000).</li><li>Ricci, M., Lombardi, P., 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=Near-infrared+spectroscopy+to+monitor+cerebral+oxygen+saturation+in+single-ventricle+physiology.">Near-infrared spectroscopy to monitor cerebral oxygen saturation in single-ventricle physiology.</a> J Thorac Cardiovasc Surg. 131 (2), 395-402 (2006).</li><li>Kusaka, T., Isobe, K., 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=Quantification+of+cerebral+oxygenation+by+full-spectrum+near-infrared+spectroscopy+using+a+two-point+method.">Quantification of cerebral oxygenation by full-spectrum near-infrared spectroscopy using a two-point method.</a> Comp Biochem Physiol A Mol Integr Physiol. 132 (1), 121-132 (2002).</li><li>Nishimura, N., Iwasaki, K., Ogawa, Y., Shibata, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oxygen+administration,+cerebral+blood+flow+velocity,+and+dynamic+cerebral+autoregulation.">Oxygen administration, cerebral blood flow velocity, and dynamic cerebral autoregulation.</a> Aviat Space Environ Med. 78 (12), 1121-1127 (2007).</li><li>Wilson, M. H., Newman, S., Imray, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+cerebral+effects+of+ascent+to+high+altitudes.">The cerebral effects of ascent to high altitudes.</a> Lancet Neurol. 8 (2), 175-191 (2009).</li><li>Sanborn, M. R., Edsell, M. E., 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=Cerebral+hemodynamics+at+altitude:+effects+of+hyperventilation+and+acclimatization+on+cerebral+blood+flow+and+oxygenation.">Cerebral hemodynamics at altitude: effects of hyperventilation and acclimatization on cerebral blood flow and oxygenation.</a> Wilderness Environ Med. 26 (2), 133-141 (2015).</li><li>Reynolds, J. C., Salcido, D., 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=Tissue+oximetry+by+near-infrared+spectroscopy+in+a+porcine+model+of+out-of-hospital+cardiac+arrest+and+resuscitation.">Tissue oximetry by near-infrared spectroscopy in a porcine model of out-of-hospital cardiac arrest and resuscitation.</a> Resuscitation. 84 (6), 843-847 (2013).</li><li>Andersson, J. P. A., Evaggelidis, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Arterial+oxygen+saturation+and+diving+response+during+dynamic+apneas+in+breath-hold+divers.">Arterial oxygen saturation and diving response during dynamic apneas in breath-hold divers.</a> Scand J Med Sci Sports. 19 (1), 87-91 (2009).</li><li>Overgaard, K., Friis, S., Pedersen, R. B., Lykkeboe, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+lung+volume,+glossopharyngeal+inhalation+and+P(ET)+O2+and+P(ET)+CO2+on+apnea+performance+in+trained+breath-hold+divers.">Influence of lung volume, glossopharyngeal inhalation and P(ET) O2 and P(ET) CO2 on apnea performance in trained breath-hold divers.</a> Eur J Appl Physiol. 97 (2), 158-164 (2006).</li><li>Ferretti, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extreme+human+breath-hold+diving.">Extreme human breath-hold diving.</a> Eur J Appl Physiol. 84 (4), 254-271 (2001).</li><li>Eichhorn, L., Erdfelder, 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=Evaluation+of+near-infrared+spectroscopy+under+apnea-dependent+hypoxia+in+humans.">Evaluation of near-infrared spectroscopy under apnea-dependent hypoxia in humans.</a> J Clin Monit Comput. 29 (6), 749-757 (2015).</li><li>Eichhorn, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pulse+oximetry+as+a+standard+of+practice+in+anesthesia.">Pulse oximetry as a standard of practice in anesthesia.</a> Anesthesiology. 78 (3), 423-426 (1993).</li><li>Schewe, J. -. C., Thudium, M. O., 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=Monitoring+of+cerebral+oxygen+saturation+during+resuscitation+in+out-of-hospital+cardiac+arrest:+a+feasibility+study+in+a+physician+staffed+emergency+medical+system.">Monitoring of cerebral oxygen saturation during resuscitation in out-of-hospital cardiac arrest: a feasibility study in a physician staffed emergency medical system.</a> Scand J Trauma Resusc Emerg Med. 22, 58 (2014).</li><li>Ahn, A., Nasir, A., Malik, H., D'Orazi, F., Parnia, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+pilot+study+examining+the+role+of+regional+cerebral+oxygen+saturation+monitoring+as+a+marker+of+return+of+spontaneous+circulation+in+shockable+(VF/VT)+and+non-shockable+(PEA/Asystole)+causes+of+cardiac+arrest.">A pilot study examining the role of regional cerebral oxygen saturation monitoring as a marker of return of spontaneous circulation in shockable (VF/VT) and non-shockable (PEA/Asystole) causes of cardiac arrest.</a> Resuscitation. 84 (12), 1713-1716 (2013).</li><li>Moritz, S., Kasprzak, P., Arlt, M., Taeger, K., Metz, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Accuracy+of+cerebral+monitoring+in+detecting+cerebral+ischemia+during+carotid+endarterectomy:+a+comparison+of+transcranial+Doppler+sonography,+near-infrared+spectroscopy,+stump+pressure,+and+somatosensory+evoked+potentials.">Accuracy of cerebral monitoring in detecting cerebral ischemia during carotid endarterectomy: a comparison of transcranial Doppler sonography, near-infrared spectroscopy, stump pressure, and somatosensory evoked potentials.</a> Anesthesiology. 107 (4), 563-569 (2007).</li><li>Beilman, G. J., Groehler, K. E., Lazaron, V., Ortner, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Near-infrared+spectroscopy+measurement+of+regional+tissue+oxyhemoglobin+saturation+during+hemorrhagic+shock.">Near-infrared spectroscopy measurement of regional tissue oxyhemoglobin saturation during hemorrhagic shock.</a> Shock. 12 (3), 196-200 (1999).</li><li>Rhee, P., Langdale, L., Mock, C., Gentilello, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Near-infrared+spectroscopy:+continuous+measurement+of+cytochrome+oxidation+during+hemorrhagic+shock.">Near-infrared spectroscopy: continuous measurement of cytochrome oxidation during hemorrhagic shock.</a> Crit Care Med. 25 (1), 166-170 (1997).</li><li>Zweifel, C., Castellani, G., 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=Continuous+assessment+of+cerebral+autoregulation+with+near-infrared+spectroscopy+in+adults+after+subarachnoid+hemorrhage.">Continuous assessment of cerebral autoregulation with near-infrared spectroscopy in adults after subarachnoid hemorrhage.</a> Stroke. 41 (9), 1963-1968 (2010).</li><li>Scheeren, T. W. L., Schober, P., Schwarte, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Monitoring+tissue+oxygenation+by+near+infrared+spectroscopy+(NIRS):+background+and+current+applications.">Monitoring tissue oxygenation by near infrared spectroscopy (NIRS): background and current applications.</a> J Clin Monit Comput. 26 (4), 279-287 (2012).</li><li>Boushel, R., Langberg, H., Olesen, J., Gonzales-Alonzo, J., B&#252;low, J., Kjaer, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Monitoring+tissue+oxygen+availability+with+near+infrared+spectroscopy+(NIRS)+in+health+and+disease.">Monitoring tissue oxygen availability with near infrared spectroscopy (NIRS) in health and disease.</a> Scand J Med Sci Sports. 11 (4), 213-222 (2001).</li><li>Aaslid, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cerebral+autoregulation+and+vasomotor+reactivity.">Cerebral autoregulation and vasomotor reactivity.</a> Front Neurol Neurosci. 21, 216-228 (2006).</li><li>Palada, I., Obad, A., Bakovic, D., Valic, Z., Ivancev, V., Dujic, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cerebral+and+peripheral+hemodynamics+and+oxygenation+during+maximal+dry+breath-holds.">Cerebral and peripheral hemodynamics and oxygenation during maximal dry breath-holds.</a> Respir Physiol Neurobiol. 157 (2-3), 374-381 (2007).</li><li>Heusser, K., Dzamonja, G., 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=Cardiovascular+regulation+during+apnea+in+elite+divers.">Cardiovascular regulation during apnea in elite divers.</a> Hypertension. 53 (4), 719-724 (2009).</li><li>Joulia, F., Lemaitre, F., Fontanari, P., Mille, M. L., Barthelemy, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Circulatory+effects+of+apnoea+in+elite+breath-hold+divers.">Circulatory effects of apnoea in elite breath-hold divers.</a> Acta Physiol (Oxf). 197 (1), 75-82 (2009).</li><li>Costalat, G., Coquart, J., Castres, I., Tourny, C., Lemaitre, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hemodynamic+adjustments+during+breath-holding+in+trained+divers.">Hemodynamic adjustments during breath-holding in trained divers.</a> Eur J Appl Physiol. 113 (10), 2523-2529 (2013).</li><li>Busch, D. R., Lynch, J. M., 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=Cerebral+Blood+Flow+Response+to+Hypercapnia+in+Children+with+Obstructive+Sleep+Apnea+Syndrome.">Cerebral Blood Flow Response to Hypercapnia in Children with Obstructive Sleep Apnea Syndrome.</a> Sleep. 39 (1), 209-216 (2016).</li><li>Alex, R., Bhave, G., 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=An+investigation+of+simultaneous+variations+in+cerebral+blood+flow+velocity+and+arterial+blood+pressure+during+sleep+apnea.">An investigation of simultaneous variations in cerebral blood flow velocity and arterial blood pressure during sleep apnea.</a> Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. , 5634-5637 (2012).</li><li>Eichhorn, L., Erdfelder, 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=Influence+of+Apnea-induced+Hypoxia+on+Catecholamine+Release+and+Cardiovascular+Dynamics.">Influence of Apnea-induced Hypoxia on Catecholamine Release and Cardiovascular Dynamics.</a> Int J Sports Med. , (2016).</li></ol>

كان السبب في مجموع الوقت توقف التنفس أثناء أساسا من حجم الرئة واستهلاك الأوكسجين في الدقيقة الواحدة وتتأثر قدرة الأفراد على تحمل رد الفعل التنفس الناجم عن زيادة PCO 2 أو خفض ص 2. ويتم تدريب الغواصين توقف التنفس أثناء لتعظيم مدة التنفس وسيطرتهم وتستخدم لذلك ?...

ويعتبر نقص الأكسجين الحاد سريريا ذات الصلة وفرط ثنائي أكسيد الكربون في الدم يصاحب ذلك غالبا في المرضى الذين يعانون من الانسداد متلازمة توقف التنفس أثناء النوم (OSAS)، انسداد مجرى الهواء الحادة أو أثناء الإنعاش القلبي الرئوي. وتشمل القيود الرئيسية في مجال OSAS والشروط hypoxemic أخرى المعرفة قابلة للتحويل محدودة عن الفيزيولوجيا المرضية المستمدة من الدراسات على الحيوانات وأن النماذج البشرية هي غير موجودة 1. لتقليد نقص الأكسجين في البشر، وقد استخدمت خليط الغاز ميتة حتى الان 2-7. ومع ذلك، هذه الشروط هي أكثر تمثيلا للبيئة المحيطة المرتفعة من الحالات السريرية حيث نقص الأكسجين، وبشكل عام، يرافقه فرط ثنائي أكسيد الكربون في الدم. لمراقبة الأوكسجين الأنسجة أثناء السكتة القلبية والإنعاش، وقد أجريت دراسات على الحيوانات 8 للتحقيق في الآليات التعويضية الفسيولوجية. الغواصين انقطاع التنفس والرياضيين صحي قادر على الاكتئاب الدافع التنفسالتي حركها انخفاض الأوكسجين في الشرايين تشبع 9 وزيادة PCO 2 10،11. ونحن التحقيق الغواصين انقطاع النفس من أجل تقليد الحالات السريرية لنقص الأكسجين الحاد وفرط ثنائي أكسيد الكربون في الدم يصاحب ذلك 12. هذا النموذج يمكن استخدامها لتقييم الاجهزة الطبية، وتحسين فهم المرضية في جسم المريض من المرضى الذين يعانون من OSAS أو اضطرابات التنفس المرضية، وتكشف عن إمكانيات جديدة لدراسة آلية مكافحة موازنة المحتملة في حالات توقف التنفس أثناء. وعلاوة على ذلك، نقص الأكسجة في البشر ويمكن اختبار لجدوى ودقة في حالة نقص الأكسجين الحيوي الذي هو الحاضر في حالات الطوارئ تقنيات مختلفة للكشف عن (أي انسداد لمجرى الهواء، تشنج الحنجرة أو لا يمكن التنبيب، لا يمكن تهوية الحالات) أو لمحاكاة نقص الأكسجة متقطعة في المرضى مع OSAS. تقنيات موسع للكشف عن نقص الأكسجة في البشر محدودة. المحيطي نبض قياس التأكسج (مكتب التخطيط الاستراتيجي 2) هو أداة وافقت في مرحلة ما قبل hospiالتل والمستشفيات للكشف عن نقص الأكسجة 13. وتستند هذه الطريقة على امتصاص الضوء من الهيموغلوبين. ومع ذلك، يقتصر قياس مكتب التخطيط الاستراتيجي 2 إلى الأوكسجين في الشرايين الطرفية والتي لا يمكن استخدامها في حالات النشاط انعدام النبض الكهربائي (PEA) أو تداول الحد الأدنى المركزي 14. في المقابل، القريبة من الأشعة تحت الحمراء الطيفي يمكن استخدامها لتقييم الدماغي تشبع الأكسجين الأنسجة (RSO 2) في الوقت الحقيقي أثناء PEA، خلال صدمة نزفية أو بعد نزيف تحت العنكبوتية 15-19. استخدامه في تزايد مستمر 20 و الدراسات المنهجية قد كشفت عن وجود علاقة إيجابية بين مكتب التخطيط الاستراتيجي 2 و RSO 2 3،4. في هذه الدراسة، ونحن نقدم نموذج لمحاكاة نقص الأكسجين ذات الصلة سريريا في البشر وتقديم منهجية خطوة بخطوة لمقارنة عداد نبض الطرفية وتقارير قوائم الجرد الوطنية في حالة اجتثاث وإعادة التشبع. من خلال تحليل البيانات الفسيولوجية في حالة وجودpnea، ويمكن تحسين فهمنا للآليات التوازن المضاد.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="352">
	<colgroup>
		<col span="4" />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="60">
			<td height="60" style="height:60px;width:88px;">SpO2</td>
			<td style="width:88px;">Dr&#228;ger Medical AG&#38;CO.KG</td>
			<td style="width:88px;">SHP ACC MCABLE-Masimo Set</td>
			<td style="width:88px;">peripheral SpO2-Monitoring</td>
		</tr>
		<tr height="80">
			<td height="80" style="height:80px;width:88px;">Non Invasive Blood Pressure (NIBP)</td>
			<td style="width:88px;">Dr&#228;ger Medical AG&#38;CO.KG</td>
			<td style="width:88px;">NIBP cuff M+,&#160; MP00916&#160;</td>
			<td style="width:88px;"></td>
		</tr>
		<tr height="60">
			<td height="60" style="height:60px;width:88px;">Electrocardiographic (ECG) &#160;</td>
			<td style="width:88px;">Dr&#228;ger Medical AG&#38;CO.KG</td>
			<td style="width:88px;">Infinity M540 Monitor</td>
			<td style="width:88px;">ECG monitoring</td>
		</tr>
		<tr height="60">
			<td height="60" style="height:60px;width:88px;">Docking station</td>
			<td style="width:88px;">Dr&#228;ger Medical AG&#38;CO.KG</td>
			<td style="width:88px;">M500 Docking Station</td>
			<td style="width:88px;">connection of M540 to laptop</td>
		</tr>
		<tr height="80">
			<td height="80" style="height:80px;width:88px;">NIRS</td>
			<td style="width:88px;">NONIN Medical&#8217;s EQUANOX</td>
			<td style="width:88px;">Model 7600 Regional Oximeter System</td>
			<td style="width:88px;">measuring of cerebral and&#160; tissue oxygenation</td>
		</tr>
		<tr height="120">
			<td height="120" style="height:120px;width:88px;">NIRS diodes</td>
			<td style="width:88px;">EQUANOX Advance Sensor</td>
			<td style="width:88px;">Model 8004CA</td>
			<td style="width:88px;">suited for measuring cerebral and somatic oxygen-saturation</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:88px;">Laptop&#160;</td>
			<td style="width:88px;"></td>
			<td style="width:88px;"></td>
			<td style="width:88px;"></td>
		</tr>
		<tr height="80">
			<td height="80" style="height:80px;width:88px;">DataGrabber</td>
			<td style="width:88px;">Dr&#228;ger Medical AG&#38;CO.KG</td>
			<td style="width:88px;">DataGrabber v2005.10.16</td>
			<td style="width:88px;">software to synchronize M540 with laptop</td>
		</tr>
		<tr height="80">
			<td height="80" style="height:80px;width:88px;">eVision</td>
			<td style="width:88px;">Nonin Medical. Inc.</td>
			<td style="width:88px;">Version 1.3.0.0</td>
			<td style="width:88px;">software to synchronize NONIN with laptop</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a model to simulate clinically relevant hypoxia in humans

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.

الشكل 1 يعرض التسجيلات في وقت واحد من مكتب التخطيط الاستراتيجي 2 والقيم تقارير قوائم الجرد الوطنية (تقارير قوائم الجرد الوطنية الأنسجة الدماغية وتقارير قوائم الجرد الوطنية) أثناء انقطاع النفس عند مريض واحد. وكان مجموع وقت...

Watch this Scientific Journal Video about A Model to Simulate Clinically Relevant Hypoxia in Humans at JoVE.com

A Model to Simulate Clinically Relevant Hypoxia in Humans

وعادة ما يتم تنفيذ المحاكاة نقص الأكسجين في البشر عن طريق استنشاق خليط من الغاز ميتة. لهذه الدراسة، تم استخدام الغواصين انقطاع التنفس لمحاكاة نقص الأكسجين الحيوي في البشر. بالإضافة إلى ذلك، تم تقييم التغيرات الفسيولوجية في عدم التشبع وإعادة التشبع حركية مع الأدوات غير الغازية مثل القريبة من الأشعة تحت الحمراء، التحليل الطيفي (تقارير قوائم الجرد الوطنية) والطرفية تشبع الأوكسجين (مكتب التخطيط الاستراتيجي 2).

نموذج لمحاكاة نقص الأكسجة ذات الصلة سريريا في البشر

In case of apnea, arterial partial pressure of oxygen (pO2) decreases, while partial pressure of carbon dioxide (pCO2) increases. To avoid damage to ...

Research

JoVE Journal

Medicine

Intra-Operative Behavioral Tasks in Awake Humans Undergoing Deep Brain Stimulation Surgery

داخل المنطوق المهام السلوكية في البشر استيقظ يخضع للجراحة تحفيز الدماغ العميق

Deep brain stimulation (DBS) is a surgical procedure that directs chronic, high frequency electrical stimulation to specific targets in the brain through ...

In vivo Bioluminescence Imaging of Tumor Hypoxia Dynamics of Breast Cancer Brain Metastasis in a Mouse Model

In vivo Bioluminescence Imaging of Tumor Hypoxia Dynamics of Breast Cancer Brain Metastasis in a Mouse Model

في ضوء بارد التصوير حيوية الجسم الحي من نقص الأكسجة ورم من الدماغ الانبثاث سرطان الثدي في نموذج الفأر

It is well recognized that tumor hypoxia plays an important role in promoting malignant progression and affecting therapeutic response negatively. There ...

Spectral Karyotyping to Study Chromosome Abnormalities in Humans and Mice with Polycystic Kidney Disease

الطيفية Karyotyping إلى دراسة حالة شذوذ الكروموسومات في البشر والفئران مع مرض الكلى المتعدد الكيسات

Conventional method to identify and classify individual chromosomes depends on the unique banding pattern of each chromosome in a specific species being ...

Optimization of High Grade Glioma Cell Culture from Surgical Specimens for Use in  Clinically Relevant Animal Models and 3D Immunochemistry

تحسين ثقافة خلايا الورم الدبقي عالية الجودة من العينات الجراحية لاستخدامها في النماذج الحيوانية ذات الصلة سريريا والكيمياء المناعية ثلاثية الأبعاد

Glioblastomas, the most common and aggressive form of astrocytoma, are refractory to therapy, and molecularly heterogeneous. The ability to establish cell ...

Candida albicans Biofilm Development on Medically-relevant Foreign Bodies in a Mouse Subcutaneous Model Followed by Bioluminescence Imaging

Candida albicans Biofilm Development on Medically-relevant Foreign Bodies in a Mouse Subcutaneous Model Followed by Bioluminescence Imaging

المبيضات البيض بيوفيلم التنمية على الهيئات الأجنبية طبيا ذات الصلة في الماوس تحت الجلد نموذج تلاه ضوء بارد التصوير

Candida albicans biofilm development on biotic and/or abiotic surfaces represents a specific threat for hospitalized patients. So far, C. albicans ...

Glutamate and Hypoxia as a Stress Model for the Isolated Perfused Vertebrate Retina

الغلوتامات ونقص الأكسجة نموذجا الإجهاد لمعزولة perfused لالفقارية الشبكية

Neuroprotection has been a strong field of investigation in ophthalmological research in the past decades and affects diseases such as glaucoma, retinal ...

Implementation of In Vitro Drug Resistance Assays: Maximizing the Potential for Uncovering Clinically Relevant Resistance Mechanisms

Implementation of In Vitro Drug Resistance Assays: Maximizing the Potential for Uncovering Clinically Relevant Resistance Mechanisms

تنفيذ<em&gt; في المختبر</em&gt; المخدرات المقاومة فحوصات: تعظيم إمكانات لكشف آليات المقاومة ذات الصلة سريريا

Although targeted therapies are initially effective, resistance inevitably emerges. Several methods, such as genetic analysis of resistant clinical ...

A Thrombotic Stroke Model Based On Transient Cerebral Hypoxia-ischemia

A السكتة الدماغية نموذج الخثاري بناء على عابر الدماغي نقص الأكسجة-نقص التروية

Stroke research has endured many setbacks in translating neuroprotective therapies into clinical practice. In contrast, the real-world therapy (tPA ...

A Protocol to Acquire the Degenerative Tenocyte from Humans

بروتوكول لاكتساب تينوسيتي التنكسية من البشر

Tendinopathy, a painful condition that develops in response to tendon degeneration, is on the rise in the developed world due to increasing physical ...

Isometric Contractility Measurement of the Mouse Mesenteric Artery Using Wire Myography

متساوي القياس كونتراكتيليتي القياس الشريان المساريقي العلوي الماوس باستخدام أسلاك ميوجرافي

The wire myograph technique is used to assess the contractility of vascular smooth muscles in response to depolarization, GPCR agonists/inhibitors and ...