Para avaliar a difusão e vasculatura respostas pulmonares para o exercício, descrevemos a técnica capacidade de difusão de oxigênio múltipla de inspiração para determinar o volume capilar sanguínea e capacidade de difusão de membrana, bem como agitado ecocardiografia com contraste salina para avaliar o recrutamento de anastomoses arteriovenosas intrapulmonares.
O exercício é um estresse para a vasculatura pulmonar. Com o exercício incremental, a capacidade pulmonar de difusão (DL CO) deve aumentar para atender ao aumento da demanda de oxigênio; caso contrário, pode ocorrer uma limitação da difusão. O aumento do DL CO com o exercício é devido ao aumento do volume de sangue capilar (Vc) e da membrana capacidade de difusão (DM). Vc e Dm aumentar secundário ao recrutamento e distensão de capilares pulmonares, aumentando a área de superfície para a troca gasosa e diminuindo a resistência vascular pulmonar, atenuando assim o aumento da pressão arterial pulmonar. Ao mesmo tempo, o recrutamento de anastomoses arteriovenosas intrapulmonares (Ipava) durante o exercício pode contribuir para o comprometimento da troca gasosa e / ou impedir que grandes aumentos na pressão da artéria pulmonar.
Nós descrevemos duas técnicas para avaliar difusão pulmonar e circulação em repouso e durante o exercício. A primeira técnica utiliza-múltiplos fraction inspirada de oxigênio (F I O 2) DL CO respiração detém para determinar Vc e Dm em repouso e durante o exercício. Além disso, a ecocardiografia com contraste salino intravenosa é utilizada para avaliar o recrutamento IPAVAs.
Os dados representativos mostraram que a DL CO, Vc, e Dm aumentou com a intensidade do exercício. Dados ecocardiográficos não mostrou recrutamento Ipava em repouso, enquanto bolhas de contraste foram vistos no ventrículo esquerdo com o exercício, sugerindo induzida pelo exercício de recrutamento Ipava.
A avaliação do volume do capilar pulmonar arterial, a capacidade de difusão da membrana, e do recrutamento Ipava usando métodos ecocardiográfica é útil para caracterizar a capacidade da vasculatura pulmonar para se adaptar ao stress de exercício em saúde, bem como em grupos de doentes, tais como aqueles com arterial pulmonar hipertensão e doença pulmonar obstrutiva crónica.
Durante o exercício, o débito cardíaco pode aumentar até seis vezes acima dos valores de repouso 1. Dado que os pulmões são o único órgão de receber 100% do débito cardíaco, esforço apresenta uma tensão considerável no sistema pulmonar. Com o exercício incremental, difusão pulmonar (DL CO) deve aumentar para atender ao aumento da demanda de oxigênio 2. De resto de pico de exercício, DL CO pode aumentar para cima de 150% dos valores de repouso sem atingir um limite superior no que diz respeito ao débito cardíaco 3, 4, 5. O aumento da capacidade de difusão ocorre como resultado de aumentos de membrana de capacidade (MS) e volume de sangue capilar (Vc), secundário ao recrutamento e distensão de capilares pulmonares 6 difusão.
Roughton e Forster (1957) desenvolveram uma técnica para particionar Dm e Vc 7 modulando a fração inspirada de oxigênio (F I O 2) durante uma capacidade de difusão padrão para teste de monóxido de carbono (DL CO). O oxigénio e monóxido de carbono (CO) se ligam competitivamente aos sítios heme na hemoglobina, tal que o aumento F I O 2 irá diminuir a DL CO 8, 9. Ao modular a F I O 2 durante uma manobra de DL CO padrão, esta relação pode ser explorada para medir Vc e DM 7. Nós adaptamos recentemente esta técnica a ser utilizada durante o exercício 5. Semelhante ao trabalho anterior, descobrimos que DL CO aumenta continuamente até atingir o pico de exercício, secundariamente, com aumentos tanto Vc e Dm 5. Curiosamente, descobrimos que em atletas de resistência que têm um maior consumo de oxigênio e, portanto, uma maior necessidade de capacidade de difusão, Há um aumento na DL CO no pico de exercício, secundária a uma maior Dm, e não Vc, sugerindo uma adaptação potencial na membrana pulmonar do atleta 5.
Os aumentos no Vc e Dm durante o exercício são realizados por um aumento da pressão arterial pulmonar, o que resulta no recrutamento e distensão de capilares pulmonares previamente hipo-perfundidos em repouso 4, 10. Isto resulta num aumento na área de secção transversal da rede capilar pulmonar, diminuindo assim a resistência vascular pulmonar e atenuando o aumento na pressão da artéria pulmonar.
Estudos utilizando agitado ecocardiografia com contraste salina mostraram evidência de anastomoses arteriovenosas intrapulmonares (Ipava) de recrutamento durante o exercício 11, 12, 13, 14. A importância do recrutamento Ipava ainda não está claro, e enquanto alguns estudos sugerem que eles podem contribuir para a deterioração das trocas gasosas 12, 14 e pode servir para descarregar o ventrículo direito 11, 12, o tema permanece controverso 15, 16. Além disso, embora o mecanismo exacto de recrutamento Ipava não é conhecido, verificou-se que o aumento do débito cardíaco, bem como dopamina exógena, provoca recrutamento Ipava em repouso 17. Um agudamente crescente pressão da artéria pulmonar 18 ou dopamina bloqueio não pareceu afetar significativamente o recrutamento Ipava durante o exercício 11. Há especulações de que estes navios Ipava maior diâmetro pode ajudar a proteger os capilares pulmonares dos grandes aumentos na artéria pulmonarpressão por redução da resistência vascular pulmonar 12, 17, 19, 20, 21.
Quando combinado com a avaliação do Vc e Dm, agitado ecocardiografia com contraste solução salina é uma ferramenta valiosa para analisar a adaptação da circulação pulmonar para o estresse do exercício 22, 23.
Este método permite a avaliação da capacidade de difusão pulmonar e recrutamento anastomose arteriovenosa intrapulmonar durante o exercício.
As etapas críticas no âmbito do protocolo
Embora a apneia DL CO é relativamente simples em repouso, suspensão da respiração durante o exercício apresenta um desafio único para o assunto, uma vez que é contra-intuitivo, e temas têm um alto unidade de respirar durante o exercício. Assim, a determinação de Vc e Dm-de boa qualidade baseia-se no relacionamento e uma comunicação clara entre o testador e o assunto. A capacidade técnica do sistema de ensaio pode ser quantificado com a variabilidade do volume alveolar (± 5% de ensaios anteriores) e um tempo de apneia (BHT) de 6,0 ± 0,3 s.
Modificações e solução de problemas
Na conclusão de uma medição Vc / DM, o testador deve rapidamente em gráfico os três manobras DL CO para deTermine a linha de melhor ajuste dos pontos de dados; a DL CO medido com 21% de O 2 F I deve ser sempre maior do que a com 40%, o que deve ser maior do que a com 60%. Se não, é recomendável verificar se o interruptor da válvula corresponde ao gás de teste correto. Da mesma forma, verifique se os sacos pré-respiratórios são preenchidos com a correta gás F I O 2 correspondente ao gás de teste (Figura 1B-1D). O cuidado deve ser tomado ao testar um participante que é um fumante, como os níveis de COHb elevados podem subestimar DLco.
Para a avaliação recrutamento Ipava, a posição do objecto é crítica para assegurar a aquisição de imagens de alta qualidade. É possível substituir o cicloergômetro na posição vertical com uma bicicleta ergométrica reclinada para minimizar o movimento do assunto. Contudo, o exercício ciclo reclinada irá eliciar uma resposta metabólica diferente para uma dada taxa de trabalho, e, assim, o teste de esforço progressivo deve serrepetido na bicicleta ergométrica reclinada. Digitalização da parte superior do tórax pode ser desconfortável para algumas mulheres; Neste caso, um sonographer fêmea é recomendado. Finalmente, o protocolo de exercício recomendado é projetado para um indivíduo jovem e saudável; Por conseguinte, o protocolo de exercício pode ser modificado para uma população alvo diferente.
Limitações da técnica
As principais limitações da F S técnica de CO 2 DL múltipla são a habilidade do testador e a capacidade do sujeito a seguir comandos e manter a calma durante a preensão respiração, como Valsalva ou manobras de Müller irá afectar as medições. Em segundo lugar, o número de sopro prende em uma sessão deve ser limitado a 12, devido a um aumento na pressão de retorno de CO, o que pode afectar a medição e Vc Dm 5, 30 e representam um risco de saúde para o sujeito. Dependendo do projeto de pesquisa, may ser necessário para completar o teste em várias sessões para permitir a depuração de CO e limitar a fadiga participante. Com bom treinador participante e boa capacidade técnica, nós determinamos um coeficiente satisfatório de variação entre ensaios para DLco, Vc, e Dm ser de 7%, 8% e 15%, respectivamente.
A F I O técnica de CO 2 DL múltiplas pressupõe que a alveolar O 2 é o mesmo que o O capilar 2, e, portanto, recomenda-se cautela na interpretação dos dados em indivíduos com insuficiência troca gasosa conhecida.
salina imagiologia de contraste ecocardiográfica agitado é limitada pela capacidade da técnica sonographer e a capacidade do sujeito para minimizar o movimento torácica durante o exercício. Também é fundamental que o intérprete das imagens estar familiarizado com a escala por conseguir recrutamento Ipava acordo com procedimentos estabelecidos (Figura 4 </strong>) 27. O significado de uma ecocardiografia com contraste salina positivo durante o exercício continua a ser um tema de debate 15, 16, e há alguma discussão que um contraste salina agitada positiva no ventrículo esquerdo pode ser secundário a distensão capilar, e não de recrutamento Ipava. trabalhos em curso está a tentar resolver este problema.
Significância da técnica em relação a métodos existentes / alternativas
Utilizando estas técnicas fisiológicas, é possível avaliar a vasculatura pulmonar durante o exercício de uma variedade de condições, incluindo na saúde, na doença, e em intervenções farmacológicas. Embora a qualidade baseia-se com a capacidade do testador, essas habilidades são facilmente e rapidamente adquirida com orientação e treinamento adequado. A F I O método de CO 2 DL múltipla é considerada o "padrão ouro" no measurement de MS e Vc 31. Embora estas medidas não são clinicamente calculada, os valores podem ser utilizados para determinar os mecanismos de hipoxemia e intolerância ao exercício, para prever os resultados dos pacientes, e para caracterizar ainda mais o diagnóstico 31, 32. Da mesma forma, a técnica de solução salina ecocardiografia agitado é o método mais amplamente utilizado na determinação do recrutamento de IPAVAs.
As aplicações futuras ou direções Depois de dominar esta técnica
Estas técnicas são aplicáveis para utilização numa variedade de condições experimentais e intervenções. Nós demonstramos estas técnicas durante o exercício, mas que pode ser facilmente modificado para medir as respostas vasculares pulmonares durante uma infusão de drogas, tais como dobutamina ou dopamina, agentes inotrópicos conhecidos para aumentar o débito cardíaco 17. Além disso, é possível utilizar essas técnicas em populações clínicas, taiscomo naqueles com insuficiência cardíaca 34 ou doença pulmonar obstrutiva crónica (DPOC), em que a DL CO é menor em comparação com indivíduos controle pareados por idade 35.
The authors have nothing to disclose.
Funding was provided by the Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada and The Heart and Stroke Foundation of Canada.
Metabolic Measurement System | SensorMedics Inc. | Encore 299 Vmax | |
Cycle Ergometer | Ergoline | Ergoselect II 1200 | |
60L Douglas Bags | Hans Rudolph | 6100 Series | |
Two-way T Valve | Hans Rudolph | 2700 Series | |
Hemoglobin Measurement System | HemoCue | Hb 201+ | |
22-gauge Intravenous Catheter | BD | Insyte-W | |
Ultrasound | Vivid Q | ECHOpac | |
Compressed gas 21% O2, 0.3% CO, 0.3% CH4, balance nitrogen | Praxair | ||
Compressed gas 40% O2, 0.3% CO, 0.3% CH4, balance nitrogen | Praxair | ||
Compressed gas 60% O2, 0.3% CO, 0.3% CH4, balance nitrogen | Praxair | ||
Nose-clip | Vacu-Med | snuffer #1008 |