Name: employing the forced oscillation technique for the assessment of respiratory mechanics in adults
Uploaded: 2022-02-09T13:30:00
Duration: 6 min 11 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Employing the Forced Oscillation Technique for the Assessment of Respiratory Mechanics in Adults at JoVE.com

Эта работа была подкреплена, в частности, контрактом #10010115CN2 с Научно-исследовательским институтом электроэнергетики. Содержание не отражает точку зрения Министерства по делам ветеранов США или правительства Соединенных Штатов.

<ol>
	<li>Dubois, A. B., Brody, A. W., Lewis, D. H., Burgess, B. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oscillation+mechanics+of+lungs+and+chest+in+man.">Oscillation mechanics of lungs and chest in man.</a> Journal of Applied Physiology. 8 (6), 587-594 (1956).</li><li>Oostveen, 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=The+forced+oscillation+technique+in+clinical+practice:+methodology,+recommendations+and+future+developments.">The forced oscillation technique in clinical practice: methodology, recommendations and future developments.</a> European Respiratory Journal. 22 (6), 1026-1041 (2003).</li><li>Goldman, M. D., Saadeh, C., Ross, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clinical+applications+of+forced+oscillation+to+assess+peripheral+airway+function.">Clinical applications of forced oscillation to assess peripheral airway function.</a> Respiratory Physiology &amp; Neurobiology. 148 (1-2), 179-194 (2005).</li><li>King, G. 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=Technical+standards+for+respiratory+oscillometry.">Technical standards for respiratory oscillometry.</a> European Respiratory Journal. 55 (2), 1900753 (2020).</li><li>Mead, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+lung's+&amp;#34;quiet+zone&amp;#34;.">The lung's &amp;#34;quiet zone&amp;#34;.</a> New England Journal of Medicine. 282 (23), 1318-1319 (1970).</li><li>Bickel, S., Popler, J., Lesnick, B., Eid, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impulse+oscillometry:+interpretation+and+practical+applications.">Impulse oscillometry: interpretation and practical applications.</a> Chest. 146 (3), 841-847 (2014).</li><li>Starczewska-Dymek, L., Bozek, A., Dymek, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Application+of+the+forced+oscillation+technique+in+diagnosing+and+monitoring+asthma+in+preschool+children.">Application of the forced oscillation technique in diagnosing and monitoring asthma in preschool children.</a> Advances in Respiratory Medicine. 87 (1), 26-35 (2019).</li><li>Berger, K. I., 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=Oscillometry+complements+spirometry+in+evaluation+of+subjects+following+toxic+inhalation.">Oscillometry complements spirometry in evaluation of subjects following toxic inhalation.</a> ERJ Open Research. 1 (2), 00043 (2015).</li><li>Butzko, R. 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=Forced+oscillation+technique+in+veterans+with+preserved+spirometry+and+chronic+respiratory+symptoms.">Forced oscillation technique in veterans with preserved spirometry and chronic respiratory symptoms.</a> Respiratory Physiology &amp; Neurobiology. 260, 8-16 (2019).</li><li>Jetmalani, 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=Peripheral+airway+dysfunction+and+relationship+with+symptoms+in+smokers+with+preserved+spirometry.">Peripheral airway dysfunction and relationship with symptoms in smokers with preserved spirometry.</a> Respirology. 23 (5), 512-518 (2018).</li><li>Oppenheimer, B. W., 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=Distal+airway+function+in+symptomatic+subjects+with+normal+spirometry+following+world+trade+center+dust+exposure.">Distal airway function in symptomatic subjects with normal spirometry following world trade center dust exposure.</a> Chest. 132 (4), 1275-1282 (2007).</li><li>Zaidan, M. F., Reddy, A. P., Duarte, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impedance+oscillometry:+emerging+role+in+the+management+of+chronic+respiratory+disease.">Impedance oscillometry: emerging role in the management of chronic respiratory disease.</a> Current Allergy and Asthma Reports. 18 (1), 3 (2018).</li><li>Broeders, M. E., Molema, J., Hop, W. C., Folgering, H. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bronchial+challenge,+assessed+with+forced+expiratory+manoeuvres+and+airway+impedance.">Bronchial challenge, assessed with forced expiratory manoeuvres and airway impedance.</a> Respiratory Medicine. 99 (8), 1046-1052 (2005).</li><li>Oostveen, 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=Respiratory+impedance+in+healthy+subjects:+baseline+values+and+bronchodilator+response.">Respiratory impedance in healthy subjects: baseline values and bronchodilator response.</a> European Respiratory Journal. 42 (6), 1513-1523 (2013).</li><li>Graham, B. L., 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=Standardization+of+spirometry+2019+update.+An+official+American+thoracic+society+and+European+respiratory+society+technical+statement.">Standardization of spirometry 2019 update. An official American thoracic society and European respiratory society technical statement.</a> American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 200 (8), 70-88 (2019).</li><li>Pellegrino, 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=Interpretative+strategies+for+lung+function+tests.">Interpretative strategies for lung function tests.</a> European Respiratory Journal. 26 (5), 948-968 (2005).</li><li>Wanger, J., Crapo, R. O., Irvin, C. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Pulmonary function laboratory management and procedure manual: A project of the American Thoracic Society. 3rd edn. , (1998).</li><li>Harkness, L. 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=Within-session+variability+as+quality+control+for+oscillometry+in+health+and+disease.">Within-session variability as quality control for oscillometry in health and disease.</a> ERJ Open Research. 7 (4), 00074 (2021).</li><li>Robinson, P. 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=Procedures+to+improve+the+repeatability+of+forced+oscillation+measurements+in+school-aged+children.">Procedures to improve the repeatability of forced oscillation measurements in school-aged children.</a> Respiratory Physiology &amp; Neurobiology. 177 (2), 199-206 (2011).</li><li>Pham, T. T., Thamrin, C., Robinson, P. D., McEwan, A. L., Leong, P. H. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Respiratory+artefact+removal+in+forced+oscillation+measurements:+A+machine+learning+approach.">Respiratory artefact removal in forced oscillation measurements: A machine learning approach.</a> IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 64 (8), 1679-1687 (2017).</li><li>Mori, 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=Colored+3-dimensional+analyses+of+respiratory+resistance+and+reactance+in+COPD+and+asthma.">Colored 3-dimensional analyses of respiratory resistance and reactance in COPD and asthma.</a> COPD. 8 (6), 456-463 (2011).</li><li>Tanimura, 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=Comparison+of+two+devices+for+respiratory+impedance+measurement+using+a+forced+oscillation+technique:+basic+study+using+phantom+models.">Comparison of two devices for respiratory impedance measurement using a forced oscillation technique: basic study using phantom models.</a> The Journal of Physiological Sciences. 64 (5), 377-382 (2014).</li><li>Alblooshi, A., Alkalbani, A., Albadi, G., Narchi, H., Hall, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Is+forced+oscillation+technique+the+next+respiratory+function+test+of+choice+in+childhood+asthma.">Is forced oscillation technique the next respiratory function test of choice in childhood asthma.</a> World Journal of Methodology. 7 (4), 129-138 (2017).</li><li>Calverley, P. M. A., Farre, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Putting+noninvasive+lung+mechanics+into+context.">Putting noninvasive lung mechanics into context.</a> European Respiratory Journal. 42 (6), 1435-1437 (2013).</li><li>Bhattarai, 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=Clinical+application+of+Forced+Oscillation+Technique+(FOT)+in+early+detection+of+airway+changes+in+smokers.">Clinical application of Forced Oscillation Technique (FOT) in early detection of airway changes in smokers.</a> Journal of Clinical Medicine. 9 (9), 2778 (2020).</li><li>Berger, K. I., 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=Oscillometry+complements+spirometry+in+evaluation+of+subjects+following+toxic+inhalation.">Oscillometry complements spirometry in evaluation of subjects following toxic inhalation.</a> ERJ Open Research. 1 (2), 00043 (2015).</li><li>Seccombe, L. M., Peters, M. J., Buddle, L., Farah, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exercise-induced+bronchoconstriction+identified+using+the+forced+oscillation+technique.">Exercise-induced bronchoconstriction identified using the forced oscillation technique.</a> Frontiers in Physiology. 10, 1411 (2019).</li><li>Sokai, 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=Respiratory+mechanics+measured+by+forced+oscillation+technique+in+rheumatoid+arthritis-related+pulmonary+abnormalities:+frequency-dependence,+heterogeneity+and+effects+of+smoking.">Respiratory mechanics measured by forced oscillation technique in rheumatoid arthritis-related pulmonary abnormalities: frequency-dependence, heterogeneity and effects of smoking.</a> SpringerPlus. 5 (1), 1-12 (2016).</li><li>Starczewska-Dymek, L., Bozek, A., Jakalski, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+usefulness+of+the+forced+oscillation+technique+in+the+diagnosis+of+bronchial+asthma+in+children.">The usefulness of the forced oscillation technique in the diagnosis of bronchial asthma in children.</a> Canadian Respiratory Journal. 2018, 7519592 (2018).</li><li>Lauhkonen, E., Kaltsakas, G., Sivagnanasithiyar, S., Iles, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+forced+oscillation+technique+and+spirometry+in+paediatric+asthma.">Comparison of forced oscillation technique and spirometry in paediatric asthma.</a> ERJ Open Research. 7 (1), 00202 (2021).</li></ol>

Все авторы заявили об отсутствии финансовых конфликтов.

Недавний технический стандарт ERS на FOT4 подчеркивает необходимость большей строгости и стандартизации измерений. Необходимо тщательное соблюдение нескольких критических шагов до, во время и после тестирования. Рекомендуется, чтобы FOT выполнялся перед более чувствительными от усилий маневрами, требующими глубоких вдохов, таких как плетизмография тела и диффузионная способность. Проверка конечным пользователем испытательной нагрузки с известным импедансом требуется, по крайней мере, ежедневно или непосредственно перед тестированием. Четкие, последовательные и точные инструкции, данные обученным персоналом, могут свести к минимуму внешние различия в сборе данных. Каждая исследовательская или клиническая лаборатория должна разработать свой собственный протокол, реализующий минимальные методы коучинга, рекомендованные техническими руководящими принципами ERS. Крайне важно, чтобы во время каждого маневра конечные пользователи могли наблюдать, идентифицировать и исправлять потенциальные ошибки, которые могут возникнуть, такие как утечки рта, закрытие гортани, кашель и нестабильное дыхание. Хотя некоторые ошибки может быть трудно оценить в режиме реального времени, конечные пользователи не должны зависеть исключительно от автоматического обнаружения с конкретного используемого устройства. Приемлемые критерии, установленные производителем, должны быть тщательно пересмотрены, а дополнительные критерии должны соответствовать заявлениям ДЗЗ. Хотя каждое устройство будет генерировать уникальный отчет, стандартизированная отчетность параметров FOT возможна и может облегчить сравнение между лабораториями и исследованиями. Наконец, строгие процедуры контроля качества, включая рутинную оценку здорового биологического контроля (ов), должны выполняться как в исследовательских, так и в клинических условиях.
Строгое соблюдение стандартизированного протокола позволит свести к минимуму вариативность производительности. Тем не менее, достижение CoV ≤10% все еще может быть трудным и, возможно, не всегда возможным у людей с заболеваниями дыхательных путей. Технический специалист обязан стремиться к минимизации изменчивости, и есть несколько стратегий, которые следует учитывать, когда ≤10% CoV не может быть получен. Во-первых, убедитесь, что измерение получено при одинаковых обстоятельствах для каждой реплики. Это включает в себя мониторинг осанки человека, размещения рук и соблюдения других инструкций. Техник может рассмотреть возможность повторения первоначальных инструкций, обеспечения дополнительной визуальной демонстрации и предложения человеку длительного интервала отдыха. Основываясь на опыте, было установлено, что общая причина чрезмерной изменчивости включает в себя принятие другого положения сидя между повторяющимися измерениями, посредством которого люди могут перепозиционировать себя для достижения более удобного положения или напряжения, чтобы достичь мундштука. Это наиболее распространено при использовании портативных устройств FOT, предназначенных для удержания техником, где положение мундштука не зафиксировано. Для решения этой проблемы можно приобрести гибкие крепления для рук, которые предназначены для удержания электронных устройств, таких как камеры, которые могут быть быстро закреплены на столе или столе и приспособиться к индивидуальному позиционированию. После обеспечения надлежащей и согласованной производительности между реплицированными измерениями технический специалист должен приобрести дополнительные реплики.
В отличие от спирометрии, при которой рекомендуется максимум восемь попыток, чтобы избежать усталости, не существует максимального количества реплик, рекомендуемых для FOT, вероятно, из-за его независимого от усилий подхода. На практике некоторые исследователи получают до восьми реплицированных измерений18, и аналогичное эмпирическое правило до 10 измерений используется в нашей лаборатории. Установление верхнего предела практически важно для определения конца сеанса тестирования. Это особенно актуально для людей с респираторными заболеваниями, при которых CoV более 10% может отражать основные процессы заболевания, а не плохие усилия. Harkness et al.18 недавно описали свой опыт работы с этими группами пациентов и предположили, что более либеральное отсечение (CoV до 20%) все еще может быть сообщено для клинической интерпретации. Каждая клиника и исследовательская лаборатория должны балансировать между практическими решениями, такими как ограничение по времени, способности и уровень усталости экзаменуемого, а также вероятность достижения отсечения CoV. Одним из подходов, которые следует рассмотреть, является внедрение системы классификации. Например, как только по меньшей мере три измерения репликации без артефактов получены максимум из 10 попыток, примените буквенную оценку, соответствующую уровням CoV, т.е. 'A' ≤10%; "B" > 10% и ≤15%; «С» > 15% и ≤20%; и «D» > 20%. Дополнительные стратегии, которые следует рассмотреть, могут включать модификацию параметров приобретения программного и аппаратного обеспечения для достижения более полного дыхания. Например, некоторые производители имеют настройки для размещения большей продолжительности записи и / или расширенных периодов записи, чтобы достичь большего, чем рекомендованный ERS минимум три полных вдоха. При представлении результатов FOT необходимо раскрывать все параметры приобретения, чтобы облегчить интерпретацию и сравнение с другой опубликованной литературой. Параметры приобретения FOT продолжают активно изучаться и, вероятно, приведут к будущим изменениям в производительности и измерении FOT.
В этой статье цель состоит в том, чтобы осветить новейшие технологии и применение FOT, а также обеспечить стандартизированный протокол для тестирования у взрослых. Однако важно признать связанные с FOT ограничения. Во-первых, измерения импеданса особенно подозрительны для таких артефактов, как экстраторакальные воздействия4. Поэтому текущий протокол фокусируется на минимизации этого влияния, например, на обеспечении надлежащей поддержки щек во время приобретения. Кроме того, перерывы в потоке (например, закрытие языка мундштуком, глотание, ошибочные вдохи) исключают точное измерение и приводят к меньшему количеству допустимых вдохов для расчетов Zrs19. Во-вторых, хотя FOT легко выполнить с точки зрения пациента, идентификация этих артефактов, а также интерпретация выходных данных является сложной задачей для техника и клинициста20. Например, современные устройства FOT производят значительный объем данных для характеристики дыхательной механики человека; однако нехватка референсных значений и консенсус в отношении ключевых переменных являются факторами, которые замедляют его клиническое принятие. Аналогичным образом, хотя рекомендуется получить по крайней мере три испытания без артефактов4, если выполнено и признано приемлемым более трех испытаний, в настоящее время нет консенсуса в отношении рекомендуемых методов выбора того, какие из этих испытаний используются для представления тестовой сессии. Таким образом, клиническая полезность FOT при различных заболеваниях дыхательных путей продолжает активно исследоваться. Наконец, с технической точки зрения, существует неоднородность среди производителей FOT в отношении следующего: i) формы частотных сигналов, ii) алгоритмы обнаружения ошибок и iii) меж- и внутридыханный анализ2,21,22,23,24. Многие из вышеупомянутых ограничений могут быть устранены путем соблюдения стандартизированного протокола, а также прозрачной отчетности о выходных и регистрирующих параметрах.
Тесты функции легких традиционно включают измерения объемов и емкости легких, а также эффективности газообмена, которые требуют значительных инструкций, сотрудничества и усилий как от экспертов, так и от экзаменуемых. Кроме того, смесь газов в различных концентрациях часто вдыхается во время маневров, которые некоторые могут считать инвазивными методами. Они контрастируют с FOT, в котором механические свойства легких, такие как Rrs, эластанс и инертность, исследуются с использованием менее инвазивных колебательных частот. Таким образом, FOT может служить полезным дополнением к комплексной оценке функции легких. Например, FOT может обеспечить уникальное клиническое понимание в сценариях, где симптомы непропорциональны традиционному тестированию функции легких, таким как профессиональное воздействие и / или необъяснимая одышка9,11. Кроме того, FOT также может быть важен для скрининга тех, кто подвергается более высокому риску будущих заболеваний легких, таких как бессимптомные курильщики25 и те, кто подвергается воздействию окружающей среды26. Наконец, более поздние данные показали, что FOT также может быть однозначно полезен для ежедневного мониторинга определенных заболеваний, таких как бронхоконстрикция, вызванная физическими упражнениями27, и легочные симптомы, связанные с ревматоидным артритом28. В настоящей статье основное внимание уделяется применению FOT во взрослом населении, хотя клиническая и исследовательская полезность FOT была хорошо описана и в педиатрических популяциях29,30.
Будущие направления исследований должны быть дополнительно сосредоточены на технических и эксплуатационных аспектах FOT, таких как стандартизация представления данных и отчетности, а также характеристика связанной с этим изменчивости и повторяемости. В клинических условиях ФОТ может широко использоваться для оценки одышки и раннего выявления хронических заболеваний дыхательных путей или системных заболеваний, связанных с легочными проявлениями во всех возрастных группах.

Метод форсированных колебаний (FOT) или осциллометрия был впервые представлен более 60 лет назад1 и позволяет измерять дыхательную механику с помощью внешних колебаний давления, наложенных во время приливного дыхания. Короче говоря, давление и воздушный поток измеряются в устье преобразователями в диапазоне частот. Спектральный анализ затем используется для определения импеданса (Zrs) или амплитуды и разности фаз между давлением и воздушным потоком на каждой частоте2,3. Zrs представляет собой сумму сил, противостоящих колебаниям давления, и обычно характеризуется компонентами сопротивления (Rrs) и реактивного сопротивления (Xrs). Rrs отражает диссипативные механические свойства дыхательной системы (рассеивание энергии), тогда как Xrs отражает динамическую эластацию и инерцию дыхательной системы (накопление энергии). Оценка Zrs на множественных частотах колебаний дополнительно позволяет оценить равномерность распределения воздушного потока. Для обзора обработки сигналов FOT, физиологических принципов и приложений: пожалуйста, обратитесь к заявлениям Целевой группы Европейского респираторного общества (ERS)2,4.
FOT не является заменой спирометрии, а скорее дополнительной оценкой функции легких. Однако он может предложить несколько преимуществ по сравнению со спирометрическим тестированием, включая измерения, выполняемые во время приливного дыхания (независимо от усилий), и потенциал для оценки дистальных или небольших дыхательных путей, которые невозможны при спирометрии5. В результате ФОТ приобрел значительную популярность в педиатрических условиях6,7, а также для оценки симптоматического пациента с нормальной или сохраненной спирометрией8,9,10,11. FOT также продемонстрировал клиническую полезность во время тестирования бронхопровокации, при котором симптомы более тесно связаны с FOT, чем спирометрия12. Кроме того, FOT требует более низких доз бронхоповокационных агентов, чтобы вызвать измеримые различия в дыхательной функции13.
В свете этих результатов интерес к FOT для клинической практики и исследований в последние годы вырос. Фактически, согласно поиску Scopus, проведенному в июле 2021 года по терминам «метод форсированных колебаний» или «импульсная осциллометрия», медианное количество публикаций по FOT увеличилось с 35 в год (2000-2010) до 94 в год (2010-2020). Несмотря на этот всплеск интереса, стандартизации в сборе и представлении данных FOT только недавно стало уделяться больше внимания в связи с недавними техническими стандартами ERS для респираторной осциллометрии4. В настоящее время коммерчески доступны несколько систем FOT, которые варьируются в зависимости от типа сигнала давления (например, псевдослучайный, поток импульсов), эпохи записи, частотного диапазона и разрешения14. Несмотря на эти различия, сбор и представление данных FOT, выполняемых техническим специалистом, может следовать универсальному подходу, который находится в центре внимания настоящей рукописи. При этом предоставляется стандартизированный протокол, который соответствует техническим стандартам ERS4. Этот протокол проиллюстрирован практическими примерами с исследованиями и клиническими данными, полученными в нашей лаборатории. В частности, основное внимание уделяется применению и интерпретации FOT при клинической оценке одышки у взрослых.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Quark i2M</td>
			<td>Cosmed</td>
			<td>n/a</td>
			<td>https://www.cosmed.com/en/products/pulmonary-function/quark-i2m 
			Software (version): PFTSuite (10.0e) 
			Signal Type: Pseudo-random 
			Frequencies (Hz): 4, 6, 8, ..., 48</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Resmon Pro</td>
			<td>MGC Diagnostics</td>
			<td>n/a</td>
			<td>https://mgcdiagnostics.com/products/resmon-pro-v3-forced-oscillation-technique 
			Software (version): Pro Full (v3) 
			Signal Type: Pseudorandom, relative primes 
			Frequencies (Hz): 5, 11, 19</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tremoflo C-100</td>
			<td>Thorasys</td>
			<td>n/a</td>
			<td>https://www.thorasys.com/ 
			Software (version): tremfolo (1.0.43) 
			Signal Type: Pseudo-random, relative primes 
			Frequencies (Hz): 5, 11, 14, 17, 19, 23, 29, 31, 37</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

employing the forced oscillation technique for the assessment of respiratory mechanics in adults

Растет интерес к использованию метода форсированных колебаний (FOT) или осциллометрии для характеристики дыхательной механики у здоровых и больных людей. FOT, дополнительный метод к традиционному тестированию функции легких, использует диапазон колебательных частот, наложенных на приливное дыхание, для измерения функциональной зависимости между давлением в дыхательных путях и потоком. Эта пассивная оценка обеспечивает оценку сопротивления дыхательной системы (Rrs) и реактивности (Xrs), которые отражают калибр дыхательных путей и накопление и рассеивание энергии соответственно. Несмотря на недавний рост популярности и обновленные технические стандарты, клиническое внедрение было медленным, что отчасти связано с отсутствием стандартизации в отношении сбора и представления данных FOT. Целью этой статьи является решение проблемы отсутствия стандартизации в лабораториях путем предоставления всеобъемлющего письменного протокола для FOT и сопроводительного видео. Чтобы проиллюстрировать, что этот протокол может использоваться независимо от конкретного устройства, в примерах корпуса и видеодемонстрации были использованы три отдельных устройства FOT. Эти усилия направлены на стандартизацию использования и интерпретации FOT, предоставление практических предложений, а также освещение будущих вопросов, которые необходимо решить.

Watch this Scientific Journal Video about Employing the Forced Oscillation Technique for the Assessment of Respiratory Mechanics in Adults at JoVE.com

Employing the Forced Oscillation Technique for the Assessment of Respiratory Mechanics in Adults

Поскольку для характеристики дыхательной механики все шире используется метод форсированных колебаний (FOT), необходимо стандартизировать методы в отношении зарождающихся технических руководящих принципов и различных рекомендаций производителя. Для содействия стандартизации методов предоставляется подробный протокол, включающий оценку и интерпретацию FOT для двух случаев.

Использование метода форсированных колебаний для оценки дыхательной механики у взрослых

There is increasing interest in the use of the forced oscillation technique (FOT) or oscillometry to characterize respiratory mechanics in healthy and ...

Этот протокол помогает свести к минимуму биологическую и измерительную изменчивость, чтобы гарантировать, что получение и отчетность параметров метода форсированных колебаний или параметров FOT стандартизированы и просты для технического специалиста. В дополнение к простоте выполнения, основным преимуществом FOT является его способность обеспечивать оценку дистальных или небольших дыхательных путей, области, которая не легко доступна другим методам функции легких. Мы начинаем видеть много новых и захватывающих клинических применений для FOT, включая ежедневный мониторинг на дому при заболеваниях легких, а также оптимизацию настроек вентилятора.Тренировка правильной производительности FOT отличается от других тестов функции легких тем, что цель состоит в том, чтобы человек выполнял тест в спокойной и расслабленной манере во время приливного дыхания. Продемонстрировать процедуру будет Мэтью Уотсон, физиолог клинических упражнений из нашей лаборатории. Начните с подготовки расходных материалов и материалов до прибытия человека.Выберите тихую и комфортную среду для проведения тестирования. Обеспечьте регулируемое кресло без колес, чтобы ноги человека были плоскими к полу. Чтобы проверить испытательную нагрузку импеданса, откройте меню калибровки или проверки в программном обеспечении, затем вставьте устройство тестовой нагрузки в устройство FOT и завершите процедуру проверки в соответствии с рекомендациями производителя.После этого просмотрите и сохраните результаты проверки. Прежде чем начать тест, сообщите человеку о приблизительной продолжительности одного приобретения и количестве реплик, которые необходимо взять. Сообщите визуальным, что устройство начнет колебания после короткого периода наблюдения и о ощущениях, которые будут испытываться от колебаний, таких как трепетание или вибрации в груди и во рту.Избегайте глотания в течение периода тестирования. Предоставьте человеку одноразовый антибактериальный фильтр и зажим для носа, который будет использоваться для тестирования. Человек должен будет сидеть вертикально с ногами, плоскими на полу, и подбородком, обращенным вверх в течение всего периода тестирования.Продемонстрируйте человеку, чтобы создать уплотнение с губами и зубами на мундштуке, сохраняя при этом язык расслабленным. Для тестирования человек должен поместить открытые ладони против щек с кончиками пальцев возле виска и большими пальцами вслед за нижнечелюстной линией. Локти должны быть расклешены в удобном положении, чтобы обеспечить расширение груди.Проинструктируйте человека поддерживать регулярное спокойное дыхание на мундштуке, пока его не попросят остановиться. Придерживаясь стандартов гигиены и инфекционного контроля, выполняйте измерения, прикрепляя антибактериальный фильтр к устройству. убедитесь, что человек правильно расположен с зажимом для носа на месте и ртом плотно закрытым вокруг мундштука устройства.После того, как человек завершает несколько дыхательных циклов стабильного, пассивного и комфортного приливного дыхания, устройство автоматически начинает получать данные. Когда по крайней мере три дыхания без артефактов приобретаются во время одного приобретения, попросите человека снять мундштук. Идентификация артефактов с помощью визуального осмотра.Для этого контролируйте глубину или приливный объем и частоту дыхания или частоту дыхания в режиме реального времени во время приобретения, чтобы визуально обеспечить стабильные и спокойные модели дыхания для каждой реплики. Когда это будет сделано, осмотрите реплику вручную, чтобы исключить такие артефакты, как кашель, глотание, утечка или другие прерывания потока и следы давления, которые можно просматривать в режиме реального времени. Затем просмотрите автоматическое программное обнаружение артефактов.Чтобы оценить изменчивость, приобретите, по крайней мере, три приемлемые реплики, содержащие дыхание без артефактов, с последующим вычислением вариации коэффициента в пределах сеанса, или CoV, для общего сопротивления на самой низкой частоте в пять Герц. Если CoV составляет более 10%, получают дополнительные реплики до приемлемого в течение сеанса CoV менее 10%Когда критерии CoV в течение сеанса были выполнены, средние индексы FOT рассчитывались как среднее значение измерений. Среднее значение всех реплик было построено для дыхательной резистентности и реактивности на каждой измеренной частоте.Оценка бронходилататора проводилась путем измерения дыхательной резистентности и реактивности до и после введения бронходилататора. Обеспечение того, чтобы измерения были приемлемыми, свободными от артефактов и воспроизводимыми, являются наиболее важными аспектами FOT, которые требуют внимания со стороны техника. FOT не заменяет традиционные оценки функции легких воздушного потока, объемов и диффузии.Эти оценки имеют решающее значение для достижения полной оценки для легких.

Research

JoVE Journal

Medicine

Evaluation of Respiratory Muscle Activation Using Respiratory Motor Control Assessment (RMCA) in Individuals with Chronic Spinal Cord Injury

Evaluation of Respiratory Muscle Activation Using Respiratory Motor Control Assessment RMCA in Individuals with Chronic Spinal Cord Injury

Оценка респираторной мышечной активации Использование Респираторные управления двигателем оценке (RMCA) у лиц с хроническим повреждением спинного мозга

During breathing, activation of respiratory muscles is coordinated by integrated input from the brain, brainstem, and spinal cord. When this coordination ...

Coordinate Mapping of Hyolaryngeal Mechanics in Swallowing

Преобразование координат из Hyolaryngeal механики при глотании

Characterizing hyolaryngeal movement is important to dysphagia research. Prior methods require multiple measurements to obtain one kinematic measurement ...

Collection and Extraction of Saliva DNA for Next Generation Sequencing

Сбор и Добыча слюны ДНК к следующей последовательности поколения

The preferred source of DNA in human genetics research is blood, or cell lines derived from blood, as these sources yield large quantities of high quality ...

Clinical Assessment of Spatiotemporal Gait Parameters in Patients and Older Adults

Клиническая оценка пространственно-временных походка показателей у больных и пожилых людей

Spatial and temporal characteristics of human walking are frequently evaluated to identify possible gait impairments, mainly in orthopedic and ...

Non-invasive Assessment of the Efficacy of New Therapeutics for Intestinal Pathologies Using Serial Endoscopic Imaging of Live Mice

Неинвазивная оценка эффективности новых терапевтических средств для кишечника патологий помощи последовательной Эндоскопическая визуализации Живая мышей

Animal models of inflammatory bowel disease (IBD) and colorectal cancer (CRC) have provided significant insight into the cell intrinsic and extrinsic ...

Three-dimensional Co-culture Model for Tumor-stromal Interaction

Трехмерная Co-культура Модель опухолью стромы взаимодействия

Cancer progression (initiation, growth, invasion and metastasis) occurs through interactions between malignant cells and the surrounding tumor stromal ...

Assessment of Respiratory Function in Conscious Mice by Double-chamber Plethysmography

Оценка функции внешнего дыхания в сознательных мышей, двухкамерный плетизмографии

Air volume changes created by a conscious subject breathing spontaneously within a body box are at the basis of plethysmography, a technique used to ...

Oleic Acid-Injection in Pigs As a Model for Acute Respiratory Distress Syndrome

Олеиновая кислота инъекции в свиней как модель для острого респираторного дистресс-синдрома

The acute respiratory distress syndrome is a relevant intensive care disease with an incidence ranging between 2.2% and 19% of intensive care unit ...

Assessment and Characterization of Hyaloid Vessels in Mice

Оценка и характеристика гиалоидных сосудов у мышей

In the eye, the embryonic hyaloid vessels nourish the developing lens and retina and regress when the retinal vessels develop. Persistent or failed ...

Invasive Hemodynamic Assessment for the Right Ventricular System and Hypoxia-Induced Pulmonary Arterial Hypertension in Mice

Инвазивная гемодинамическая оценка правой желудочковой системы и гипоксия-индуцированной легочной артериальной гипертензии у мышей

Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a chronic and severe cardiopulmonary disorder. Mice are a popular animal model used to mimic this disease. ...