摘要GydF4y2Ba
电阻抗成像(EIT)已被用于研究新生儿和小儿肺部疾病区域性通气分布;然而,已经在健康的新生儿和婴幼儿获得的信息很少。GydF4y2Ba
非快速眼动睡眠期间使用EIT在新生儿期,在3和6个月的年龄,在自然呼吸的婴儿获得的数据对区域通风分布和区域填充特性。区域通风分布使用区域的呼气末和吸气末阻抗的幅度,和通风的几何中心说明。区域填充特性相比于全球阻抗变化与各区域的阻抗变化的相位滞后或铅说明。GydF4y2Ba
32名婴儿在仰卧位测量。区域阻抗振幅随着年龄的增长,但地区分布通风保持增加在任何年龄的所有婴儿不变,与因(后)肺总是更好的通风。区域填充特性表明,依赖肺在所有后续计量的非依赖肺之前,吸气时填补。GydF4y2Ba
区域通风分布和区域填充特性随前6个月的生活保持不变,并在区域分布通风得到的结果非常相似,那些在成年对象。GydF4y2Ba
需要正常的更好的理解,用于得出疾病的临床意义的阈值GydF4y2Ba1GydF4y2Ba。发生在最初几年的生活就必须迅速肺生长反复测量,以了解肺生长和生理行为的发展变化GydF4y2Ba2GydF4y2Ba。这种测量的性能一直是技术上的困难,由于婴幼儿的无法与测试合作,缺乏可重复的无创性检查GydF4y2Ba3GydF4y2Ba。虽然文学描述新生儿疾病呼吸力学和婴儿健康的身体GydF4y2Ba3GydF4y2Ba-GydF4y2Ba五GydF4y2Ba,很多知识又是在自主呼吸健康的婴儿,以获得。在这个年龄组,测量呼吸力学,尤其是区域性通气分布的传统方法,造成了一些困难GydF4y2Ba6GydF4y2Ba-GydF4y2Ba8GydF4y2Ba。多呼吸惰性气体冲洗技术通常被用于评估通风分布,但不能提供有关区域通风分布信息GydF4y2Ba五GydF4y2Ba,GydF4y2Ba8GydF4y2Ba。其它方法,如计算机断层扫描(CT)和气雾剂的分散体,涉及暴露于辐射GydF4y2Ba9GydF4y2Ba,GydF4y2Ba10GydF4y2Ba。GydF4y2Ba
电阻抗层析成像(EIT)已成为可使用的测量区域通风分布的非侵入性的功能性成像模式GydF4y2Ba11GydF4y2Ba。EIT可以重复地用于患者监测的长时间,而不需要镇静。一个EIT测量的显着的优点是,数据可以在给定时间段进行分析,并报告为EIT图像,类似于CT扫描,或在呼吸 - 呼吸为基础进行分析,以分析区域的时间过程填充GydF4y2Ba12GydF4y2Ba,GydF4y2Ba13GydF4y2Ba。此方面是一种用于在婴儿肺功能测量,其中不规则的呼吸,叹息是一种常见的发现重要GydF4y2Ba1GydF4y2Ba。本文从2周健康新生儿的一小队列报告后续EIT测量的结果,并在3和6个月的寿命在非快速眼动(NREM)睡眠测量。已解决的问题是:1)完成了前6个月以内的区域通风分布变化;2)确实区域填充变化;3)什么是一声叹息对区域通风分配的影响?GydF4y2Ba
材料与方法GydF4y2Ba
学习规划GydF4y2Ba
进行这项研究,作为一个更大的潜在健康的参照组从出生到2岁的年龄,在健康的足月新生儿被纳入以下正常分娩研究的一部分。与EIT区域通风分布在2周,3和6个月的年龄在NREM睡眠规律平静呼吸时进行评估。GydF4y2Ba
主题GydF4y2Ba
EIT测量在母校儿童医院,布里斯班,澳大利亚的睡眠实验室取仰卧位,在2周,3和6个月的年龄在32名足月儿(男17例,女15例)。入选标准无过敏或肺部疾病病史,无前或围产期孕产妇的病史进行了不吸烟家庭。研究了当地的研究伦理委员会的批准,并签署知情同意书。多导睡眠和睡眠分期是根据建议进行GydF4y2Ba14GydF4y2Ba。GydF4y2Ba
EITGydF4y2Ba
被GOE-MF II系统(Cardinal Health的,Hoechberg,德国)用于在为10分钟的持续时间的仰卧位置执行EIT测量。EIT系统的原则已经在其他地方发表GydF4y2Ba11GydF4y2Ba,GydF4y2Ba12GydF4y2Ba,GydF4y2Ba15GydF4y2Ba,GydF4y2Ba16GydF4y2Ba。所有EIT进行测量用电极在乳头一级和13倍的图像·s的取样GydF4y2Ba-1GydF4y2Ba(13hz)具有50khz的注入电流,峰值至峰值为5ma。EIT数据参考了在安静的NREM睡眠中有规律的潮汐呼吸周期。使用MATLAB v7.7中定制开发的EIT数据分析程序离线分析数据(Mathworks Inc., Natick, MA, USA)。GydF4y2Ba
图像分析GydF4y2Ba
EIT数据分别带通滤波,包括呼吸率的第一和第二谐波的GydF4y2Ba12GydF4y2Ba,GydF4y2Ba17GydF4y2Ba,GydF4y2Ba18GydF4y2Ba以及施加在峰值阻抗信号的20%的截止掩模GydF4y2Ba19GydF4y2Ba。使用平均呼气末为每个单独的像素的时间 - 过程阵列吸气末阻抗的差异来描述个体之间的区域潮气量变化的幅度产生EIT图像。由前6个片层到后(A-P轴线),并从右至左(R-L轴线)被定义为感兴趣的区域(ROI)GydF4y2Ba1-6GydF4y2Ba区域阻抗振幅分析GydF4y2Ba15GydF4y2Ba。在安静呼吸时连续呼吸≥10次,获得EIT图像和区域振幅。此外,在非快速眼动睡眠中,在叹气之前、期间和之后测量了区域阻抗振幅。计算整个EIT图像的几何中心,分别计算左右肺的几何中心GydF4y2Ba20GydF4y2Ba。以32×32矩阵为基础的几何中心通过前后或左右像素值的平衡平均来定义通气中心。GydF4y2Ba
时程分析GydF4y2Ba
肺的局部充盈特征可以用阻抗测量的时间过程来测量。感兴趣区阻抗的变化可能显示一个相位领先或滞后的关系到整个肺。这种相移用相角来描述GydF4y2Ba21GydF4y2Ba。如果ROI填充提前肺的其余部分,相角是正的。如果ROI的肺的其余部分填充后,相位角变为负。我们使用的互相关的方法来计算的相位角GydF4y2Ba12GydF4y2Ba,GydF4y2Ba22GydF4y2Ba。GydF4y2Ba
分析叹息GydF4y2Ba
区域阻抗幅度分别计算之前和之后叹息,并且还在感叹本身10次呼吸。潮汐呼吸和叹息的区域的体积膨胀通过绘制前房或后肺针对全局信号的阻抗变化,形成了一个曲线进行比较,以全球体积膨胀GydF4y2Ba13GydF4y2Ba。如果ROI的容积变化百分比与全肺的容积变化百分比相同,则二者呈线性关系。如果一开始ROI的变化率较低,但在吸气努力的最后阶段,其变化率大于整体肺,则曲线为凹形。如果在吸气的初始阶段,ROI的扩张率大于全局肺,但在接近结束时有所下降,则曲线呈凸形。为了量化这种生理行为,拟合了一条曲线GydF4y2Ba23GydF4y2Ba使用公式:GydF4y2Ba
哪里GydF4y2Ba一世GydF4y2Ba(GydF4y2BaGGydF4y2Ba)是ROI的阻抗变化,GydF4y2BaGGydF4y2Ba是全局信号的阻抗变化,FI是ROI的填充指数,和GydF4y2Ba一种GydF4y2Ba和GydF4y2BaCGydF4y2Ba是常数。FI描述该曲线,其中凸曲率是明显的形状时FI <1和凹面形状是明显的,当FI> 1;因此,生理行为观察。为了分析叹息的上区域填充特性的影响,进行了计算过程中之前,10次呼吸和叹息后10次呼吸的前部和后部的肺的金融机构。GydF4y2Ba
统计GydF4y2Ba
数据表示为平均值(95%CI)。单向ANOVA与Bonferroni校正涂敷了用于重复测量。GydF4y2Ba
采用多因素方差分析评估性别、年龄和感兴趣区域对区域振幅、几何中心和相位的影响。采用配对t检验比较不同肺区变量。统计分析采用SPSS 15.0版(SPSS Inc., Chicago, IL, USA)。GydF4y2Ba
结果GydF4y2Ba
测量的可行性GydF4y2Ba
所有招收32名婴儿与EIT NREM睡眠期间的平均值±评估GydF4y2BaSDGydF4y2Ba13.7±3天;25名婴儿在第3个月(97岁±8天),并在6个月(年龄187±6天)26名婴儿随访。在每个婴儿,在每个记录会话,获得至少一个10分钟的EIT测量。GydF4y2Ba
图像分析GydF4y2Ba
总体而言,有在区域振幅显著随着年龄增大对所有ROI调查了A-P和R-L轴(由多因素ANOVA,P <0.001)(GydF4y2Ba图。1GydF4y2Ba)。的显示区域的差别,在重力(A-P)所测得的ROI幅度轴线(通过单向ANOVA P <0.05,与Bonferroni校正)增加,2周和3个月的年龄之间,用于所有测量的ROI的最大变化检测,但随后仅温和上升的3岁至6个月(不显著)之间找到。用生长的最大区域振幅变化在后(相关)肺在2周,0.055(95%CI 0.006)3个月和0.066(95%CI 0.008发现,具有0.045(95%CI 0.006)的平均振幅)在6个月的年龄(p <0.001)。于前(非依赖)肺,平均振幅3个月时在2周增加类似,但程度较轻,从0.039(95%CI 0.004)到0.054(95%CI 0.004)和0.060(95%CI 0.007)在6个月的年龄。在R-L轴,各区域的振幅随着年龄的增加类似地到A-P轴线,与3和6个月的年龄之间的较小变化2周和3个月之间的最大变化,但是。的几何中心的保持,在整个年龄范围,在胸部的中心与在位置朝向前肺的轻微趋势(GydF4y2Ba图。2GydF4y2Ba)。GydF4y2Ba
时程分析GydF4y2Ba
用于前(非依赖)肺中的相位角为主要负和用于后自发呼吸期间(依赖)肺是阳性的,这表明,在从属肺非依赖肺之前填充(P <0.05)(GydF4y2Ba图。3GydF4y2Ba)。在3个月和6个月时发现相似的充盈模式(p<0.05)。左、右肺充盈形态比较,各年龄组右肺充盈均早于左肺(p<0.05)。GydF4y2Ba
分析叹息GydF4y2Ba
对于每一个婴儿,至少两个叹息被认为是在每个年龄分析。之前和之后的叹息呼吸潮的测量区域阻抗幅度不是为所有年龄组不同的(不显著)(GydF4y2Ba图。4GydF4y2Ba)。叹息的区域阻抗幅度较潮汐呼吸显著更大,但显示了类似的区域分布到后肺显示最大阻抗幅度。后部和前肺癌的金融机构表现出之前和叹息毕竟调查婴儿非常有特点的行为。后肺的金融机构均显著小于1.0,这表明在从属肺容积的变化率是大的吸入的开始与所述肺的其余部分相比较。叹息之前和之后的前肺的金融机构大于1.0是更大的,示出了在非依赖肺体积变化的降低的初始速度。叹息的FI本身之前和之后叹息表现出相反的值以潮汐呼吸。这种模式是为所有年龄组相似(GydF4y2Ba表1GydF4y2Ba)。GydF4y2Ba
讨论GydF4y2Ba
EIT已成为一种新的无创肺功能监测工具,但其在评估肺部疾病的发展中的作用尚不明确,是最近的许多研究的话题GydF4y2Ba11GydF4y2Ba。大多数发表的研究提供了在机械通气的受试者或肺部疾病患者中获得的数据。很少有报告记录健康受试者的EIT测量,也没有后续研究。我们调查了健康的新生儿,并对他们进行了EIT测量,以提供正常的数据。GydF4y2Ba
EITGydF4y2Ba
图像分析GydF4y2Ba
在区域通风的变化超过前6个月的沿重力(A-P)年龄调查轴表明后部(依赖)肺略好于前(非依赖型)肺通气,不论年龄。GydF4y2Ba图1GydF4y2Ba显示,2周和3个月的年龄之间的通风增幅最大发生在后的肺。在R-L轴,在区域通风类似的增加,可观察到,与两肺贡献了相似量。这些研究结果有两个方面需要讨论。首先,区域通风的大小具体年龄正常值发现,与因肺优先在所有年龄组更好的通风。棕色GydF4y2Ba等。GydF4y2Ba24GydF4y2Ba所描述的类似的成熟改变绝对肺电阻率随串行EIT测量和显示出与年龄该电阻率增加。其次,有在区域通风的在后(取决于)中比在用生长前(非依赖)肺的大小成比例的较大的增加。这些研究结果反驳对新生儿通风分布,其中指出,非依赖肺优先通风的传统智慧。HeafGydF4y2Ba等。GydF4y2Ba25GydF4y2Ba研究婴儿和儿童肺部疾病的小队列使用放射性标记的示踪气体(氪81米)方法,并且发现,婴儿和儿童有反向通风模式至成人GydF4y2Ba25GydF4y2Ba。FrerichsGydF4y2Ba等。GydF4y2Ba15GydF4y2Ba是第一个挑战这些结果,并能够证明,与EIT测量,在婴幼儿通风更中心的位置。之前我们已经在新生儿中的一个小群体所描述的相似通风分布GydF4y2Ba18GydF4y2Ba。EIT和氪81米通风扫描在他们测量肺容积和区域性通气的方式一些明显的不同。在健康受试者中,肺泡肺体积保持潮气呼吸期间几乎是恒定的,最的潮式呼吸过程中的体积变化(对流)发生在中枢和外周气道,和肺泡管GydF4y2Ba26GydF4y2Ba。EIT测量基于潮气量的变化。由于正常人肺泡量基本上不变化,EIT不能,除非潮式呼吸过程中出现肺泡招聘识别这些区域。基于所述示踪气体的吸入氪81米通风扫描调查稳态通风图像。因此,具有氪81米扫描获得的图像都对流和从属扩散。婴儿通常在肺的闭合容积附近呼吸,并且在闭合体积的分布区域差异引起存在从属肺的局部肺不张自主呼吸和镇静婴儿GydF4y2Ba2GydF4y2Ba,GydF4y2Ba27GydF4y2Ba。在由Heaf研究GydF4y2Ba等。GydF4y2Ba25GydF4y2Ba,被调查对象服用了镇静剂,并患有肺病。因此,他们关于非依赖性肺优先通气的发现可能不适用于未服用镇静剂的健康婴儿。通过人工将胸腔分为两个腔室,可以进一步解释前后腔室区域振幅的差异。前胸腔室包含一个“非肺”结构的心脏。在仰卧位,重力使心脏从胸骨悬吊,占据了更大的前腔室空间,而在俯卧位,心脏在胸骨上休息,允许更多的前肺扩张。我们的EIT数据集将为今后的研究提供有价值的比较,这些研究对象有肺病或机械通气,其中肺泡的补充和潮汐呼吸时的脱屑可能发生GydF4y2Ba26GydF4y2Ba,GydF4y2Ba28GydF4y2Ba-GydF4y2Ba三十GydF4y2Ba。GydF4y2Ba
时程分析GydF4y2Ba
40年前,肺的区域充盈特征首次在健康成年人中使用放射性标记同位素进行描述GydF4y2Ba10GydF4y2Ba。从理论上说,如果肺部区域填充均匀,膨胀度将贯穿整个肺是一致的。据发现,在直立位置时,在肺容积的变化(表示为总肺容量的百分比)的肺活量过程中观察到(VC)机动比在上部肺区域更大的在较低的区域,并且该深吸气时右肺更早填满。非同步区域肺充盈发现通过KolerGydF4y2Ba等。GydF4y2Ba31GydF4y2Ba使用在动物实验中差动bronchospirometers,确认肺区域可以不填充同步。EIT允许异步填充的测量和不同肺部区域的排空GydF4y2Ba12GydF4y2Ba。在本研究中,我们证明了非依赖肺,这与肺模型一致之前填补因肺提出毫米波图像带宽集成电路,EmiliGydF4y2Ba等。GydF4y2Ba10GydF4y2Ba建模的肺在重力悬浮弹簧,与该弹簧的表示更容易膨胀从属部分。毫米波图像带宽集成电路,EmiliGydF4y2Ba等。GydF4y2Ba10GydF4y2Ba表明,在一个VC操纵的初始阶段中,体积变化率是最大的非依赖肺,而在吸气结束相的最大体积变化在从属肺中发现。在我们的婴儿队列中,我们发现阻抗变化的所有分析的叹息了类似的区域率。在潮式呼吸,相反的行为被发现,与阻抗变化的期间的吸气在后肺中的初始阶段的最大速率和阻抗改变的过程中的前肺吸气结束相的最大速率。为了解释这些差异,一个必须在VC机动和隔膜的潮式呼吸过程中的贡献时考虑肺膨胀的机制。在婴儿,最自主呼吸期间的潮气量的由振膜偏移产生GydF4y2Ba32GydF4y2Ba并且,在较小的程度,通过胸壁GydF4y2Ba33GydF4y2Ba。在潮式呼吸,的膜片示出了后部肌肉纤维和,最大的缩短,因此,在这些区域中的肺容积的变化率会比在肺的前部分更大GydF4y2Ba34GydF4y2Ba。在一声叹息,胸壁的贡献成比例地增加产生大的吸气努力GydF4y2Ba35GydF4y2Ba。由于婴儿仰卧位时,后胸壁被婴儿表面夹板固定,因此胸部后部的偏移要比前部小GydF4y2Ba36GydF4y2Ba。在叹气开始时,前肺容积的较大变化是由胸壁几何形状和仰卧位的顺应性引起的。GydF4y2Ba
限制GydF4y2Ba
无论是在潮式呼吸和生长的效果所观察到的阻抗变化,也可以不仅贡献的在空气中的体积变化,而且还通过在血液体积和肺组织特性的变化。的几个组织阻抗特性的分离只能与一个多频EIT设备,而目前还没有可供临床使用获得。从理论上讲,用多频EIT,肺的组织与空气的比率可以被分离和肺生长记录。GydF4y2Ba
结论GydF4y2Ba
使用EIT在2周、3个月和6个月时进行的区域通风分布测量显示,依赖性肺优先通气,并比肺的其他部分先充满空气,这种呼吸模式与成人相似。GydF4y2Ba
脚注GydF4y2Ba
支持声明GydF4y2Ba
这项研究是由金棺材和普雷斯顿詹姆斯资金支持。GydF4y2Ba
感兴趣的语句GydF4y2Ba
没有宣布。GydF4y2Ba
- 收到GydF4y2Ba2010年3月4日。GydF4y2Ba
- 公认GydF4y2Ba2010年6月29日。GydF4y2Ba
- ©ERS 2011GydF4y2Ba
参考GydF4y2Ba
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