抽象的
没有直接测量通过核糖肌,隔膜肌的压力,在高血压脊柱炎患者中报道了过度通气期间的过度通气。基于最近的证据表明腹部肌肉是刺激通风的重要贡献者,它假设,在核糖膨胀有限有限的脊柱型患者中,帮助隔膜功能的呼吸中心策略可能涉及腹部肌肉的肌肉的协调作用。
为了验证这一假设,在六个强调脊柱炎患者和七次控制中评估了对高碳酸/高氧气再生测试的胸壁反应:1)胸壁运动学,使用光电体积描记法,该系统在分区胸部准确墙体扩展进入纹虫和腹部的贡献;2)呼吸肌压,食管,胃和转椎(P迪);胸腔和腹部的压力/体积弛豫特性允许评估吸气和呼气核糖肌的峰值压力,以及腹部肌肉。
在剥离期间,胸壁扩张增加到患者的相似程度上,患者在控制中;然而,腹部成分增加患者较少和核糖组分的增加。峰值吸气虫草,但不是腹部,患者的肌肉压力显着低于对照。最终吸气P迪在两组中都有相似的增加,而吸气摆动P迪仅在患者中显著增加。没有压力或体积信号与疾病严重程度相关。
在强直性脊柱炎患者中,无论病情的严重程度如何,横膈膜和腹肌有助于扩大胸壁。这一发现支持了最初的假设,即在有限的胸腔扩张条件下,呼吸肌肉活动的协调反应优化了胸腹腔室的效率。
强直性脊柱炎的病理过程可能涉及肋骨和胸饲性关节的融合,以及肋间肌肉萎缩1,导致胸壁活动受限2- - - - - -5.随着磁带膨胀的膨胀,通气变得越来越依赖隔膜,这在很大程度上补偿了高通entation期间的核糖不动4,6.据目前的知识中,没有报告通过核经镜肌肉产生的压力的直接测量数据(P米,钢筋混凝土),隔膜和腹部肌肉(PM,ABD)在带状肌脊柱炎患者的过度通气期间。
最近的证据表明,腹肌对健康人的通风有重要作用7- - - - - -11..在诱导过度通气过程中,腹肌的逐渐吸气放松有助于大幅增加胸壁的体积(V连续波)让隔膜用作流动发生器8,9,11..因此,假设,在带状肌脊柱炎和有限的核经镜膨胀患者中,帮助隔膜功能的呼吸中心策略可能涉及隔膜和腹部肌肉的协调作用。为了验证六个强直性脊柱炎患者的假设,通过使用光电体积描绘(OEP)的呼吸肌压和胸壁运动学的组合分析来评估对二氧化碳的通气反应。通过准确地量化任何胸壁舱的体积的变化,OEP测量没有吹嘴和鼻子的呼吸(例如胸腔和腹部)8,9,11..
方法
主题
根据改良的纽约标准,研究的六名患者受到关节脊柱炎的影响12..7名性别、年龄和身高相匹配的健康受试者作为对照。基于疾病活动指数(Bath强直性脊柱炎疾病活动指数)、功能指数(Bath强直性脊柱炎功能指数)和放射指数(Bath强直性脊柱炎放射指数)的评价13.,患者表现出不同程度的疾病严重程度:轻度(最小限度的胸部扩张和骶髂炎(患者2和6)),重度(下腰痛,腰椎活动受限,有限的胸部扩张和骶髂炎(患者1、3和5))和中度(患者4)。高分辨率计算机断层扫描排除了肺实质受累。所有受试者均不吸烟,无心肺功能障碍,且有进行呼吸调节的经验。Don C. Gnocchi基金会(Pozzolatico, Italy)和佛罗伦萨大学(Florence, Italy)伦理委员会在协议描述后批准了书面知情同意。
区划的体积测量
使用OEP系统评估不同胸壁隔室的体积(图1⇓).这项技术的细节已经在其他地方报道过8,9,11.,16..简而言之,该系统允许以高精度地计算施加到胸壁表面的89个表面标记的三维坐标16..标记物,涂有反射纸的小半球(直径5mm),在夹层和前髂脊柱之间的七个水平行中沿七排。沿着水平行,标记物侧向和后部感染垂直柱排列,占亚雪氏线中有另外的双侧柱。CALA提出的标记配置et al。16.用于提高体积的准确性,并在解剖学上定义三种特定的胸壁室:胸腔,即。胸腔与肺相对;腹部胸腔,即。肋骨适用于隔膜;和腹部,如病房提出的et al。17..假设肺和腹织虫之间的边界在Xiphoid水平,并且腹腔织物和腹腔间之间的边界沿着较低的昂贵的边缘,并且在较低肋骨边缘的最低点的水平后面.使用四个电视摄像机(主题前面的两个)的系统配置以50Hz的采集频率进行评估标记的坐标。从标记坐标开始,胸腹部体积由表面三角测量计算。这V连续波被建模为核经镜音量的总和(Vrc.)及腹部容积(VAbd).Vrc.为肺(Vrc,pulm.)及腹部(VRC,ABD)胸腔;通风(V'E)由OEP潮气量计算(VT) (VT,OEP.)及呼吸频率(fR).VT使用水密封肺活量计同时测量(VT,SP.).通过对比测试了OEP系统的体积精度VT,OEP.到VT,SP..
压力测量
Oesophageal(P海洋能)和胃(P遗传算法)压力测量使用传统气囊导管系统连接两个100 cmh2O差压传感器(Validyne Corp., Northridge, CA, USA)。P海洋能作为胸膜压和P遗传算法腹部的压力。从压力信号来看,P海洋能和P遗传算法在零流量点处的末端启发和终止期间测量。转椎压力(P迪)通过减去获得P海洋能从P遗传算法.P迪在安静呼吸期间的终点(QB)被认为是零。在某一方面的变化P迪从开始到结束都是测量灵感吗8,9,18.,19..使用RTI 800模拟 - 数字卡记录到IBM兼容的个人计算机上的压力和流量信号与来自OEP系统的胸壁运动数据同步并用于计算体积的变化。
纹体和腹部松弛测量
研究了受试者在休息时呼吸室内空气时胸部的放松特性。受试者坐位,吸入至总肺活量(TLC),然后通过高阻力功能残余肺活量(FRC)放松呼出。放松动作反复进行,直到曲线可以重复,嘴部压力恢复到零,然后P迪在整个演习中都是零。
为了评估胸腔松弛的特征,Vrc,pulm.被绘制了P海洋能.最好的线性回归(Vrc,pulm.=b+一个P海洋能)的Vrc,pulm./P海洋能曲线是保留的toconstruct放松曲线。通过绘图获得腹部的弛豫曲线P遗传算法对VAbd从呼气(VABD,EE.)到吸气结束(VABD,EI)VAbd在QB;建立了一种符合二阶多项式回归的曲线关系8,9.这是从高低下线性推断的VAbd.在两个患者中,由于存在八种模式,ITWA无法定义腹部松弛线VAbd/P遗传算法QB期间的循环。这些关系向下和右侧的动态压力/体积曲线的位移被视为腹部肌肉招募的证据。
海冻/高碳酸克雷蓄疹试验
里德的呼吸法20.用于测量高碳酸/超血管反应。经过10分钟的适配期后,受试者,通过吹嘴呼吸,再次进行剥离试验。气体混合物(7%CO2/ 93%的氧气从6-L reetbearing球囊中吸入5分钟。过期的二氧化碳张力(P有限公司2)使用红外CO在口中连续监测2Datex Normocap 200;Datex仪器公司,芬兰赫尔辛基)。其他方面也有详细描述21..测试在潮汐结束时终止P有限公司2达到9.3-9.6 kPa (70-72 mmHg)。
协议
实验数据来自于所有受试者坐着休息,呼吸室内空气(QB) 6-10分钟和呼吸测试期间。连续记录变量,并在每个30秒周期结束时计算,以获得6个呼吸周期的平均值。再呼吸试验间隔30 ~ 45 min,重复2次,取平均数据。
数据分析
为每个受试者合并来自休息和肠道试验期间的所有呼吸循环的结果。之间的限制VT,OEP.和VT,SP.Bland和Altman分析22..为了评估P米,钢筋混凝土改变P海洋能密谋反对Vrc,pulm..斜面Vrc,pulm./P海洋能通过单一回归分析在每个受试者中计算放松线。自从情节VAbd/P遗传算法在松弛过程中,该曲线是曲线,手动拟合压力/体积数据。采用双向方差分析和Bonferroni检验比较呼吸室内空气和高碳酸血症再呼吸时获得的每组数据。Pearson线性回归分析P有限公司2,作为自变量,而压力和体积作为因变量。所有数据均以平均值±表示扫描电镜除非另有指示。p值<0.05被认为是显著的。
结果
患者和对照组的人体测量和临床数据见表1⇓.患者1的肺活量、TLC和1秒用力呼气量低于预期,而患者3和6的FRC轻度降低。与对照组相比,患者表现出:1)更大的V'E(P <0.00002)和fR(p<0.005)P有限公司29.3 kPa (70 mmHg) (p<0.001和p<0.03);2)与对照组(p<0.02)不同,QB期间的占空比更大(p<0.05),无显著变化P有限公司29.3 kPa;和3)类似VT/ QB吸气时间,a时增加较少P有限公司29.3 KPA(P <0.02)。
胸壁卷
在肠道期间,在患者和对照期间,最终吸气V连续波(V连续波,EI)和呼气末进行性增高(p<0.03和p<0.00001)V连续波(V连续波,情感表达)逐渐减少(两者P <0.001)(图3⇓).吸气末的逐渐增加Vrc.(Vrc,ei) (p<0.009和p<0.00001)是由于吸气末增加所致Vrc,pulm.(p<0.004和p<0.00001)和吸气末VRC,ABD(p<0.02, p<0.00001)。VABD,EI(p<0.0001)仅在患者中增加。两组都没有呼气末Vrc.(p>0.05)显著变化;因此V连续波,情感表达在两组中,完全是由于VABD,EE.(p < 0.001)。
与控制相比,变化在Vrc,ei/P有限公司2显著降低(分别为0.039±0.015和0.012±0.008,p<0.002)VABD,EI/P有限公司2患者的显着高(0.010±0.006和0.023±0.01.023±0.023±0.01)。
在QB和A时P有限公司29.3 KPA(70 mmHg):1)胸壁膨胀/VT(VT,连续波)在患者和对照组中相似,但在aP有限公司29.3 kPa,患者显著降低(p<0.02);2)胸腔扩张(%VT,连续波(p<0.03和p<0.00003)和腹胀率(% .VT,连续波)患者更高(分别为P <0.03和P <0.0002)。此外,在这两组中,胸腔和腹部膨胀都与之有关VT,连续波在QB期间和在aP有限公司29.3 kPa(表2⇓).
压力/体积循环
图2⇑表明Vrc,pulm./P海洋能和VAbd/P遗传算法具有代表性的控制对象的动态回路。在胸腔一侧,Vrc,pulm./P海洋能循环(图2⇑)显示渐进式吸气虫草肌肉招募P有限公司2;动态循环穿过放松线(对角线),表明在呼吸过程中胸腔呼气肌的补充。在腹部,QB期间,VAbd/P遗传算法循环在灵感期间显示正斜率(图2B⇑):增加P遗传算法和VAbd表明横膈膜的缩短和吸气下降取代了腹部沿其放松形态。在呼吸过程中,呼气改变PM,ABD(增加)和VAbd(减少)表示腹部呼气肌活跃收缩;吸气的逐渐变化P遗传算法(减少)和VAbd(增长)也很明显。
呼吸高峰的压力
在控制中,Pm,rc,我,PM,RC,E和PM,ABD高碳酸血症再呼吸时增加(p<0.00001)。的病人,Pm,rc,我(p<0.05)显著增加,但增加幅度较小PM,RC,E没有增加(图4⇓);PM,ABD在四名患者中有三名患者逐渐增加,其中一名患者从QB增加到aP有限公司2在6.7 kPa (50 mmHg),然后趋于平稳(图5)⇓).的变化P迪在两组(P <0.00001)中,在末端启发,相反,P迪Swing在患者中显著增加(p<0.03),但在对照组中没有增加(p>0.05)P有限公司28.0-9.3 kPa (60-70 mmHg)(图6⇓).
最后,在放射学、临床和功能评分之间没有发现显著的关系Vrc.或呼吸肌压在另一个。
讨论
在目前的研究中,我们发现胸腔扩张的减少与胸腔扩张的减少有关P米,钢筋混凝土强直性脊柱炎患者。无论疾病的严重程度如何,横膈膜和较小程度的腹肌都有助于胸壁的扩张。
模型与方法批评
最近的三篇文章对目前的模型和方法进行了广泛的批评8,9,11..关于目前的研究,可以通过肌电图获得关于激活呼吸肌的激活的直接和简单的精确信息。然而,使用压力信号来评估呼吸肌动态的用作与肌电图一样好23..值得注意的是,设计了本研究,以评估呼吸道肌肉响应如何控制胸壁隔室的体积以及是否在多大程度上涉及化学刺激呼吸期间的胸壁膨胀。自拉赫的地标纸以来et al。24.,远离松弛线的动态压力/体积曲线的位移已被用于量化呼吸压力工作。本作者延长了对脊柱脊柱炎患者的研究进行了延长了这种定量方法。
讨论结果
胸壁容积变化
目前发现逐步减少VABD,EE.符合磁体或呼吸道电感体积在健康受试者中获得的结果10.,19.,25.- - - - - -28.和带状肌脊柱炎的患者4.本研究的新颖发现,使用既不需要校准也不依赖于自由度的方法16.,是对三个胸壁室体积变化的直接评估。目前的数据表明V连续波,情感表达是增加通风的基本机制。递减的V连续波,情感表达主要是通过减少VABD,EE.是一种利用最柔顺的腔室来最小化移动胸壁的弹性功的方法29..这种胸壁运动学的定性行为在这里在控制和患者中运营。
符合之前骑自行车期间健康受试者的报告8,或步行9,对照组增加了他们的V连续波,EI完全通过的Vrc,ei(见图3⇑),而病人则增加VABD,EI.
呼吸肌肉招聘
长期以来,人们一直在健康人群中评估高碳酸血症刺激过程中呼吸肌肉的补充18.,26.- - - - - -28.,30.,31..其中一些研究表明VABD,EE.优化隔膜结构,以产生更大的压力26.- - - - - -28..本研究的新发现是直接评估Pm,rc,我和PM,RC,E,PM,ABD膈肌膈肌患者的压力产生。提出的体积/压力环的隔间分析有助于了解这些患者呼吸肌肉的协调作用。患者到达A.V'E使用较低的控制权可与控制相当Pm,rc,我和PM,RC,E在较小程度上,PM,ABD.然而,膈肌运动在患者中更有效(图6)⇑),如2.17倍增加所示P迪与对照的1.4倍增加相比,摆动。这些研究结果表明,与特发性脊柱侧凸患者的支撑相似的膜片反应类似32..
在患者和对照组之间还发现了其他不同的反应模式。在对照组,即使在最低水平的化学刺激下,也能发现胸腔吸气和呼气肌的渐进式扩张,但在患者中明显较低。此外,如前所述8,9,11.在健康受试者增加通风的过程中,隔膜主要作为一个流动发生器,因为它的大部分力量来自缩短的速度,而不是P迪;胸腔和腹肌产生压力,分别使胸腔和腹部移位。在目前的研究中,P迪从QB到末次呼吸的摆动没有改变(图6)⇑),然而,在aP有限公司29.3 kPa (70 mmHg),Pm,rc,我增加~5倍和PM,ABD从0增加到20 cmH2O在控制。患者的数据差异很大,原因有二。首先,与过度通气时膈肌偏移的代偿性增加的观察相一致4,6,逐步增加P迪波动表明,这种肌肉对增加的腹部扩张的贡献。其次,患者表现出朝外腹部位移(VABD,EI)在高碳酸血症期间明显高于QB期间。CO过程中是否有过度的向外排水量2刺激措施将隔膜缩短到这样的程度,以至于隔膜作为压力发生器变得无效,这仍然是一个未解决的问题。
结论
总之,通过将压力测量与胸壁运动学相结合,表明隔膜/腹腔在胸壁潮气量的生产中起着突出作用,无论疾病严重程度如何。对胸壁动态的理解对于强直性脊椎炎患者的康复计划的个人剪裁至关重要。
- 收到了2003年的11月5日。
- 接受2004年4月5日。
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