抽象的
本研究的目的是更好地了解先前报道了高海拔肺功能的变化。
对34名登山运动员在海平面和高海拔(4559米)重复进行了2天以上的综合肺功能测试,利用体体积描记术和评估闭合体积的变化。
在无高原肺水肿(HAPE)的受试者中,低海拔和高海拔之间的总肺容量、强迫肺活量、闭合容积和肺顺应性没有显著差异,而一氧化碳的肺扩散能力在高海拔时增加。由于气道阻力和支气管扩张剂对沙丁胺醇的反应性没有差异,因此可以排除高原支气管收缩是闭合容积变化的原因。有和没有急性高原病的登山者之间这些参数没有显著差异。在HAPE的X线片上,轻度肺泡水肿仅与用力肺活量、扩散能力和肺顺应性的轻微下降以及闭合容积的轻微增加有关。
综合肺功能试验不提供在4,559米的前2天内没有Hape的登山者中没有肺动脉肺水肿的证据。具有早期轻度HAPE的登山者中获得的数据表明,这些方法可能不足够敏感以检测间质肺液累积。
以前的调查报告称,强迫生命能力减少(FVC)1-121 S中的强制呼气量减少(FEV1)3.那7.那9.那10那12,以及增加闭合体积(CV)4.那12那13,在上升后的第一天到2,800-5,300米的海拔高度。将这些发现被解释为与肺间质液 - 液体积累或亚临床高空肺水肿(HAPE)一致。但是,还有几个其他因素也可以解释或有助于观察到的变化。
长时间高强度的运动,即使是在低空,也会导致肺间质液积聚的增加14-16暗示登山的物理努力可能导致肺间质液不易患有海拔高度的影响。在寒冷和干燥的环境中锻炼期间或遵循支气管机会17-19经常发生,甚至在无症状的运动员中,这可能是CV增加的原因。此外,低氧诱导的过度通气引起的低碳酸血症可导致轻度外周支气管收缩20..肺功能测试也会受到疲劳或急性高山病(AMS)的衰弱症状的影响,这可能会削弱对充分的肺功能测试和解释至关重要的最大努力。
为了更好地了解以前报告的肺功能变化,在海平面和迅速上升到4,559米后使用身体体积描记术进行了一项全面的肺功能测试方案,其中包括测量肺体积、一氧化碳的肺扩散能力(D.L,有限公司),CV,肺顺应性和气道阻力(有效(R.eff)和总比气道阻力(sR.aw)),血液测定和评估支气管扩张剂响应性。如果血管外肺水积累在这些事先研究提出的范围内,则预计将有证据表明,气流减少,气流减少D.L,有限公司/肺泡体积(V.一种),肺顺应性降低,CV增加。因为AMS与液体潴留有关21.和恶化的气体交换22., AMS患者肺间质积液可能更明显。已知对HAPE易感性的受试者也包括在临床明显肺水肿患者中作为测量这些参数的对照。
方法
学习人口
本研究是根据《赫尔辛基宣言》及其现行修正案进行的,并得到了海德堡大学医学院伦理委员会(德国海德堡大学)的批准。经书面知情同意后,纳入38名健康的低海拔非适应受试者(男性32名,女性6名)。在纳入研究的38名受试者中,有4人在上升到高海拔之前退出了研究,他们的数据不包括在分析中。因此,分析是基于34名受试者(5名女性),他们完成了所有的低海拔和高海拔测试(平均值±)SD.年龄37±10岁,身高178±9 cm,体重77±10 kg)。在攀登高海拔的人中,30人多次攀登海拔3000米以上,16人是训练有素、经验丰富的登山运动员,8人经常出现AMS症状,其中6人被认为是HAPE易感人群,因为他们之前至少有过一次HAPE发作,另外3人曾参加过Capanna Regina Margherita的研究。在坡道试验中,使用自行车运动计评估的平均最大摄氧量从50 W开始,以25 W·min增加-1是52±9毫升·min-1·公斤-1此测试中的最大工作量为322±42 w(或4.2±0.8 W·kg-1).
研究设计
评估受试者的健康状况,以及患有肺部疾病的受试者(例如在海拔110 m(海德堡,德国;低空测量(LA);气压(P.B.)范围748-758 毫米汞柱)。2-4之后 几周后,受试者人数从1100人上升到4559人 m(卡帕纳·里贾纳·玛格丽塔;P.B.范围为435-442毫米汞基),在3600米(Capanna Giovanni Gnifetti)停留一晚。在抵达Capanna Regina Margherita后进行了~ 4(高海拔测量(HA) 1)、~ 20 (HA2)和~ 44 h (HA3)的研究测量。
根据一般建议治疗AMS或HAPE23..具有临床和射线照相迹象的受试者是硝苯地平和补充氧气。用乙酰氨基酚(500mg)或布洛芬(400mg)处理头痛。在高海拔地区的第二个夜晚,患有严重AMS的一个受试者在高海拔地区接受了地塞米松(4毫克)。在治疗Hape或严重AMS之前进行最终测量,然后此后终止该研究。除了本文中报告的数据外,还研究肺循环24.和氧化应激是分别进行的。
肺功能测试
在收集基线测量之前,受试者在单独的会议中熟悉程序。每次测量前,对流量和压力传感器、身体体积描记器室和气体分析仪进行校准。根据美国胸科学会(ATS)肺功能测试指南进行测试25.. 在正常潮汐呼吸期间进行的所有测量中,呼吸频率由频率为10的节拍器引导 拍·分-1.每个时间点的测量顺序是相同的。特别注意通过不断的、艰苦的和重复的口头指示来获得最大的努力。
肺活量和体积描记术
肺容积,D.L,有限公司那R.eff和sR.aw使用配备有肺活量描记器(Jäger MasterScreen body;VIASYS Healthcare,Hoechberg,德国)。R.eff,年代R.aw测定呼吸时胸内气体量(ITGV)。至少五个典型的呼吸周期用于确定R.eff和sR.aw.ITGV至少测量三次。报告的值是三次测量的平均值。此后,执行FVC操纵。如果FVC和峰值呼气流(PEF)不同,则接受测量<200mL和<0.5 L·S.-1,分别用于三种不同的测量。报告的值是可接受测量值的最大值。用力呼气流量取自FVC和FEV总和最高的试验1.
用于测定肺泡 - 动脉氧张力差(P.A–A,O2),肺泡氧气张力(P.啊,一个2)由肺泡气体方程计算:
在哪里F阿,我2为吸气氧分数,P.,有限公司2肺泡二氧化碳张力和R呼吸交换率。P.,有限公司2假设等于动脉二氧化碳张力R0.85和体温37.0°C。通过桡动脉导管(Rapidlab 840;拜耳诊断公司(英国萨德伯里),也用于另一项研究24..在Ha3,P.A–A,O2根据动脉化毛细血管(耳垂)血样计算,因为动脉线在HA2时被移除。D.L,有限公司采用单呼吸CO再呼吸法测定。根据ATS/欧洲呼吸学会指南中给出的公式,将数值调整到较高海拔的较低氧压188bet官网地址26.:
在哪里D.L,有限公司和D.L,CO,ALT是否测量单次呼吸D.L,有限公司并分别纠正海拔,P.阿,我2, Alt是吸气的氧气张力(P.阿,我2)在高度和150 mmhg是假设的P.阿,我2在海平面。
遵从性测量
通过使用食管气球和体内体积描谱测量的体积变化的横向压力差异计算肺顺应性。在正常的潮气期间确定动态顺应性,而在慢动作能力操纵的前半部分,在每200毫升呼出量时确定静态顺应性。报告的值是至少三次测量的平均值。
收卷
根据West描述的单次呼吸氮气冲洗法测定CV27.,使用定制设计的肺活量测定装置(ZAN600;ZAN Messgeräte,Oberthulba,德国)。简单地说,在单次吸入100%氧气达到总肺容量(TLC)后,缓慢的肺活量调整,呼出气流为∼0.5 L·s-1表演。测量呼气率的视觉反馈有助于受试者将气流保持在0.4以内−0.6 L·s-1无需叠加电阻装置。还采取了特别的措施,以实现完全过期。因此,当气流降至0.4 L·s以下时-1,主题是口头上的,尽可能长时间保持呼气,以便获得最大的呼气。记录呼气期间的氮浓度,并鉴定了气道闭合的发作作为曝光阶和Expiroarm的III斜率之间的交叉点。CV被定义为气道闭合和完全呼气的差异。通过向受试者数据蒙蔽的两位审查员以随机顺序进行III和相IV的线性拟合。只有在两次检查者之间的CV差异<100毫升时,才接受测量。必须排除三种CV测量(在HA1的1a和Ha1处的一个)和五个CVS(在La,在Ha 2,Ha 2下的三个)。报告的值是测量的平均值,具有观察者的差异<100mL。
HAPE和AMS的诊断
如前所述,Hape的诊断基于胸部射线照相28.. 对所有受试者进行每日胸部X光检查,放射科医生在不了解临床和实验数据的情况下,按随机顺序分析X光照片。AMS采用路易斯湖评分系统进行评估29.环境症状调查表AMS- c评分30..AMS被诊断出来,如果受试者有一个湖Louense分数> 4的湖泊和4,559米的早晨≥0.70的AMS-C分数。如果两个分数低于这些截止点,受试者被认为不具有AMS,而AMS的诊断是不确定的,如果一个得分在上面,另一个得分是否在截止点以下。
支气管扩张器测试
为了试验支气管细胞的证据,通过吸入后10分钟重复10分钟10分钟的体内体积描记法和CV测量值。通过吸入,重复10μg盐蛋白醇(两剂单剂量的苏丹诺)。
缺失值
由于天气恶劣,设备没有完全及时安装,因此,前三名受试者(包括一名开发HAPE的受试者)无法获得HA1的体积描图数据。在另一名受试者中,HA2(呼气过早终止)时的体体积描记不符合质量标准。这些结果被排除在分析之外。
统计数据
基于克雷莫纳报告的CV数据的功率分析et al。13表明,组大小为30将在0.05的显着性水平下产生0.80的统计功率,以检测组之间的25%差异。单向和双向重复措施ANOVA是为了识别低海拔和高度和高度的时间之间的差异,以及在有和没有AMS的主题之间。后HOC.使用成对的T检验进行测试,以进行时间的效果和未配对的T检验,用于组的效果。p值为<0.05被认为是显着的。使用Sigmastat®软件包(SPSS,Inc.,芝加哥,IL,USA)进行统计分析。由于只有四个案例,因此没有对Hape受试者获得的数据进行统计分析。
结果
共有34名科目升至Capanna Regina Margherita。其中,14个科目发达了AMS,10名没有AMS。在六个受试者中,由于两个分数之一(Lake Louise得分或AMS-C得分)之一低于所需的标准评分,因此AMS的诊断不确定。他们被排除在有和没有AMS的科目之间的比较之外。四个科目开发出来;所有其他人都没有在任何胸部射线照片上没有任何间质性或肺泡肺水肿的迹象。他们的数据分别分析。
无HAPE的所有受试者数据
没有肺水肿迹象的30个受试者被归类为没有Hape。在没有Hape的这些主题中(表1⇓),TLC或FVC中没有变化,表达为绝对值或预测值的百分比,在低高和高海拔之间。平均TLC在LA和La的所有测量中为7.6±1.2L。CV在低海拔和高海拔和高度的48小时内也没有改变(p = 0.61)。研究期间的个别值如图1所示⇓.低海拔和高海拔之间静态肺顺应性无显著增加(p = 0.07)。吸气肌力量在高空显著降低,HA1吸气肌力量从11.5±2.8 kPa降至10.6±2.6 kPa (p<0.001), HA2吸气肌力量从10.8±2.4 kPa降至10.8±2.4 kPa (p = 0.001)。尽管吸气肌肉力量略有下降,但最大自愿通气在高通气时增加与低海拔20(HA1; P <0.001)和19%(HA2; P <0.001)。
FEV.1,表达为绝对值和FVC的百分比(表2⇓)以及PEF(未示出的数据)和25%至75%的FVC的呼气流量从LA到HA1显着增加(每个参数的P <0.001),在海拔高度期间具有无显着性降低。R.eff和sR.aw在整个研究过程中,潮气呼吸没有明显变化。
动脉血氧饱和度(S.啊,一个2)显示预期在高空下降(表3)⇓).D.L,有限公司/V.一种高度大幅增加与低海拔,高海拔超过2天,与基线水平的趋势不显著。P.A–A,O2从低海拔到高海拔没有变化,在高海拔停留期间有下降的趋势(p<0.15)。
在低海拔和高海拔吸入200 μg沙丁胺醇后,FVC、预测FVC百分比、TLC和预测TLC百分比均无变化。虽然沙丁胺醇导致FEV显著但很小的增加(3-5%)1和预测FEV的百分比1呼气中期流速增加8–18%,所有这些都不符合支气管扩张剂反应性的标准。在低海拔和高海拔地区,这些变化幅度相同(图。 2.⇓).因此,R.eff和sR.aw沙丁胺醇组显著降低(p<0.01)。沙丁胺醇对所有受试者的影响是相同的大小,独立于AMS或HAPE的存在。
讨论
在4559 m海拔高度进行的体容积描记法综合肺功能检测显示TLC、FVC、支气管扩张剂反应性、肺顺应性和CV无变化,而气流参数较海平面附近的基线值有所增加。AMS的发展对这些测量没有影响。综上所述,综合肺功能测试未发现任何证据表明,在快速上升到高海拔后的前2天内,非适应登山运动员有或没有AMS的肺间质液蓄积。在4名早期轻度HAPE患者中,发现与肺水积累增加相一致的几个参数有微小变化。
肺容积
所有受试者的肺容积(TLC和FVC)不变,与AMS无关,这一发现与其他三项研究一致13那31.那32.,但与之前的多项研究不同,这些研究显示,在上升到>4000的高度后,FVC显著降低 M4.那6.-12那33.那34.. 统计能力、方法、受试者选择、升学或考试时间的差异可能是研究之间差异的原因。下面将更详细地讨论这些因素。
本研究关于FVC的统计能力不足是一个不太可能的解释,因为在类似环境下对同一地点的197名登山运动员进行的最大调查报告,在没有HAPE临床症状的受试者中FVC几乎没有变化13.此外,七个研究4.-9.那12报告FVC降低的受试者有4-26人,IE。与目前的研究相比,其统计效力较小。
在本研究中使用体积描记术和气速描记术也不太可能解释自戈蒂埃以来的其他研究的差异et al。5.使用相同类型的设备,发现肺活量下降。当前设备的指定环境压力范围包括使用该设备的海拔高度4,559米。使用体体积描记器和气速描记器的测量都是基于压差,因此,在大范围内独立于绝对压力。在对受试者进行测量之前,要定期对两个装置进行校准。校准后使用气速记录仪进行的控制测量总是显示在不同流速下校准注射器(3 L)的准确体积。因此,已经排除了错误测量导致4559米肺体积未变的可能性。
由于FVC和TLC的测量是依赖于努力的,努力水平的微小差异可能导致研究之间的差异。若受试者不适应高原环境,在测量及出现AMS症状前进行剧烈运动,可能会影响受试者的体质,并可能导致受试者的体力稍减。Cogo报告的数据et al。8.非常符合这个假设。在本研究进行的相同环境中,这组患者在到达后第一天发现肺容量下降,在随后的3天恢复到基线水平甚至更高8..同样,在第1天的FVC减少5,300米11是第3天的两倍35..两项研究报告了预测值12,或允许计算预测值的数据7.,并且还显示出8%和7%的FVC减少,报告了87-96%的重要能力。鉴于这些差异,支付了仔细关注,以提供最大的努力的最大鼓励。平均FVC为115-117%的PREV和TLC,PREV的110-111%,表明,实际上,在每次检查时获得最大努力。以前的一些研究可能会对这个问题产生不太关注。因此,努力水平的差异可能是有助于研究之间的差异结果的因素。
本研究中测量到的高FVC和TLC可能表明,由于hape耐药对照中有大肺容量的报道,因此对急性高原疾病有抗性的选定人群进行了检测36.-39..虽然招募时没有选择,但也不能排除本研究人群偶然有更大的肺容量,由于肺容量超常,受试者可能对早期间质性肺水肿的发展更有抵抗力,这可以解释在本研究中观察到的变化缺乏。然而,在研究中发生HAPE的受试者表现出比其他组更大的肺容量这一事实并不支持这一观点。此外,肺大小与肺活量参数、CV或顺应性的变化没有相关性。未评估的训练状态也是一个不太可能的解释,因为(耐力)训练对肺容量没有影响40.那41..
不同的上升速度或方式以及在海拔的暴露时间也可能导致研究之间的差异。如上所述,除了通过疲劳对努力有影响外,快速上升和相关的高海拔剧烈运动还可能导致间质性肺水肿16那42.,而海拔高度对间质性液体积聚和肺量的影响较小。报告肺量增加的研究,在海拔地区随着时间的推移接近海平值8.,并没有帮助解释为什么在高海拔的第一天和第二天没有发现没有减少。
扩散能力
D.L,有限公司/V.一种在许多疾病中,包括那些与血管外肺水积聚有关的肺损害,是一种敏感的,尽管非特异性的测量方法。由于高原急性缺氧时肺动脉压和心输出量轻微升高,肺血管复张增加D.L,有限公司/V.一种36..人们发现D.L,有限公司/V.一种在高海拔地区,在有和没有AMS的主题中同样升高,AMS评分与变化之间没有相关性D.L,有限公司/V.一种. 这些改进D.L,有限公司/V.一种与肺功能的其他措施一致,不提供支持间质性水肿的存在。唯一审查的其他研究D.L,有限公司/V.一种在4,700米的AMS的受试者报告中,平均而言,D.L,有限公司/V.一种,并且,在所有的受试者中,AMS得分与D.L,有限公司/V.一种29..的减少D.L,有限公司/V.一种被解释为中度至重度AMS患者间质水肿的证据。对于目前的研究与Ge的研究之间的显著差异,我们没有现成的解释et al。31.相比之下,汉族受试者已经适应了从2700米驾驶机动车到4700米行驶3天。这些在基线海拔、上升率、总海拔增益、吸烟习惯、盐摄入量和种族方面的差异如何解释这些研究之间的差异尚不清楚。通过研究膜和毛细血管的血容量成分,可以更深入地了解与AMS之间的这些差异D.L,有限公司/V.一种,使用一氧化氮或不同水平的吸入氧气。
气流速度
FEV.1最大呼气中流量(25-75%的肺活量仍在呼出)均在高海拔地区显著升高,第1天最高,而R.eff和sR.aw没有显著变化。这些发现可以用空气密度降低来解释,并且与以前的研究结果一致5.那13那33.那43..尽管正常R.eff和sR.aw和钒铁1沙丁胺醇对两者均有一定的改善,但这种改善程度低于被认为是显著的支气管扩张剂反应的程度,并且与海拔高度和之前的运动无关。这一发现表明,上升过程中的冷空气、低碳酸血症或运动并没有引起支气管收缩。
收卷
两项研究后来报道了在上升率与本研究中的上升率之后的本研究的位置增加了CV的增加12那13.两组均将CV升高解释为间质性肺液聚集和亚临床HAPE。不可能重现CV增加的发现,目前的CV测量值比这些组先前报道的高约60%。虽然在方法学上的差异(在前面和下面讨论过)可能解释了这些差异,但我们希望指出,除了CV不变之外,在本研究中执行的所有其他测量,如肺容量、气流、肺顺应性、D.L,有限公司在休息和P.A–A,O2,不提供任何证据证明急性暴露于4559 m引起肺间质积液。
森et al。12目前的研究使用单次呼气氮气冲洗法测量CV,这种方法需要缓慢而完全的呼气,呼气速率为∼0.5 L·min-1是至关重要的27..两组受试者都使用了不同的商用设备,通过视觉反馈帮助受试者控制呼气速度。森使用的系统et al。12采用的阀门的直径要比本研究中使用的阀门的直径小得多。一个更小的阀门直径的优点是更容易保持呼气流量恒定,通过叠加一个小的阻力在呼气。这导致了轻微的呼气末正压,这使小气道保持开放,以降低肺容量,减少空气滞留44.,导致测量的CV较低。随着高空空气密度的降低,该阻力减小,并可能导致CV增加。灰色预测的结果et al。45.报告在高海拔地区获得的第一个CV测量,符合这一假设。他们还使用了一种没有增加呼气抗性的方法,并且在12个受试者中发现了CV的CV变化。然而,重要的是要注意,其中几个受试者在第7天进行了乙酰唑胺和测量。最后,实现完全呼气的最大言语鼓励可能有助于本研究中的两次高度测量的较高的CV。
如上所述,本研究旨在具有足够的统计功率,用于检测CREMONA报告的CV的变化et al。13,尽管无法接近后一项研究的力量。此外,与克雷莫纳的研究相比,结果存在差异et al。13和森et al。12,不能归因于不同的上升率,因为它们在所有三项调查中都非常相似或相同。然而,检查时间可以解释与克雷莫纳结果的明显差异et al。13,他们在抵达Capanna Regina Margherita后1小时测量CV,而目前的测量是在到达后4、20和44小时进行的。可想而知,在海拔3611 - 4559米的高度剧烈运动会引起轻微的肺水肿16那46.这种物质在静息状态下迅速分解,因此在4小时后,特别是20或44小时后可能不再被检测到。此外,克雷莫纳et al。13该方法与经典的单呼吸氮气冲刷法完全不同,从未在同一受试者中进行过测试,以证明其等效性。因此,尚不清楚这些不同方法确定的简历是否具有直接可比性。它们可能受到高海拔地区特有条件的不同影响,例如不同的区域跨度P.啊,一个2和P.,有限公司2与海平面相比,以及在单次呼吸氮气冲洗法的情况下,整个肺部氧张力突然升高的影响。
急性高山病
为了允许明确区分人们感到良好的个人和有AMS的人,其中六个具有可疑评分的受试者被排除在本分析之外。肺部卷,气流率,CV和CV和差异无显着差异D.L,有限公司/V.一种在有和没有AMS的登山者之间休息,除了明显较低R.eff+ sR.aw在第2和第3天,在4559米。这种差异可能是由于AMS患者的血浆肾上腺素水平较高,这一发现来自同一地点的一项类似研究21..按照以前的研究37.,一种降低的趋势P.A–A,O2更高S.啊,一个2在所有受试者中观察到海拔高度的第二天和第三天P.A–A,O2和更低S.啊,一个2在AMS集团。基于这些数据,我们得出结论,标准临床肺功能测试可能不足以敏感,以检测可能导致AMS气体交换受损的少程度的间质性流体积累。尚未测试的一种可能性是AMS是否导致局部区域通气和灌注的调节受损,例如缺氧肺血管收缩程度的变化。我们还需要指出在进行血气分析时未测量体温。AMS与体温略有增加的~0.4°C有关47.,这会导致高估P.A–A,O2通过∼3%. 因此,气体交换的损害和假定的潜在间质性肺水肿可能是最小的。
高空肺部水肿
在研究期间,四名受试者开发了Hape。他们在La,Ha1和Hape开发时间的数据显示在表4中⇑.其中2例在x线片上显示1个肺泡水肿,2个肺泡水肿在2个肺象限28..S.啊,一个2减少,P.A–A,O2这些患者增加。FVC,D.L,有限公司/V.一种HAPE患者肺顺应性均略有降低,CV略有升高。这些变化与肺水增加是一致的,但与气体交换恶化的程度和x线照片所见的范围相比,这些变化是相当小的。气体交换或x线片上的改变与肺功能的变化之间的差异表明,后者对轻度间质性肺水肿或亚临床HAPE的检测不敏感,而对显性疾病的检测不敏感。
结论
总而言之,在4559 m海拔高度快速上升后的2天内,我们对30名有或没有AMS的登山者进行了体容积造影和CV和肺顺应性测量,没有发现间质性肺水肿的证据。此外,从早期轻度HAPE登山患者中获得的数据表明,这些方法对检测肺部间质液体积聚不是很敏感。
兴趣表
C. Dehnert和P.Bärtsch的兴趣陈述和研究本身就可以找到www.www.qdcxjkg.com/misc/statements.dtl
致谢
作者感谢研究参与者;意大利阿尔卑斯俱乐部(意大利米兰)的小屋管理员和瓦拉洛部门在卡帕纳·里贾纳·玛格丽塔(Capanna Regina Margarita)提供了出色的研究设施;G罗博蒂和S。Greppi(瑞士卢加诺地区医院放射科)和C。IMPESH(瑞士伯尔尼大学医院放射科)在Cabina Reina MaGigeta上进行胸部摄影;VIASYS Healthcare为身体体积描记术提供财务和技术支持;和ZAN Messgeräte提供收盘交易量测量的技术支持。
- 收到了2008年12月8日。
- 公认2009年9月18日。
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