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技術と測定

このページには、flexiVent システムで採用され、主に呼吸力学の測定分野で使用される技術と測定値がリストされています。

強制発振法(FOT)

強制振動技術は、新生児マウスからヒトまでの被験者の肺機能の非常に詳細で再現性のある評価を可能にします。 この技術は、被験者の気道開口部に振動波形を適用し、適用された波形に対する被験者の反応から生じる圧力、流量、および容積信号を測定することからなる。 これらの信号は、被験者の肺の仕組みを理解するために、さまざまなモデルに適合させることができます。
ご存じでしたか?
flexiVent は、動物の強制振動技術を使用して呼吸力学を測定する最初の商用デバイスです。

単一周波数 FOT
(抵抗とコンプライアンス)

単一周波数強制振動操作では、正弦波に対する被験者の反応が研究されます。 得られた圧力、流量、および容積の信号は、線形回帰を使用して単一コンパートメント モデルに適合し、呼吸器系の総抵抗、エラスタンス、およびコンプライアンスが得られます。
成果

抵抗(R): 動的抵抗は、肺の収縮のレベルを定量的に評価します。
エラスタンス (E): エラスタンスは、換気周波数での呼吸器系の弾性剛性を捉えます。 閉胸状態で測定した場合、肺、胸壁、気道からの影響が含まれます。 エラスタンスはコンプライアンスの逆数であり、コンプライアンスはその逆です。
コンプライアンス (C): コンプライアンス (動的コンプライアンスとも呼ばれる) は、呼吸器系の拡張のしやすさを表します。 無傷の胸壁を持つ被験者では、肺に空気を出し入れするために呼吸器系が潮呼吸中に克服する必要がある全体的な弾性特性の特徴付けを提供します。
決定係数 (COD): シングル コンパートメント モデルのフィット感の品質を測定する品質管理パラメーター。

ご存知でしたか?
耐性とコンプライアンスは、肺機能を評価する際に最も一般的に報告される結果です。

ブロードバンド FOT
(分割された呼吸力学)

低周波強制振動法とも呼ばれる広帯域強制振動法では、被験者の呼吸周波数の上下両方の広範囲の周波数を含む信号に対する被験者の応答を測定します。 結果、呼吸器系入力インピーダンス (Zrs) は、現在利用可能な呼吸力学の最も詳細な評価です。

Hantos らによって導入された定位相モデル (CPM) を使用して、入力インピーダンスをさらに分析し、気道と組織力学のパラメトリックな区別を得ることができます。 この区別は、病気が肺にどのように影響するかを正確に理解するために非常に貴重です。

成果

入力インピーダンス (Zrs): 周波数の関数としての抵抗、コンプライアンス、イナータンスの複合効果。
ニュートン抵抗 (Rn): 中枢気道または導気道の抵抗を表す CPM のパラメータ。
組織減衰 (G): 組織抵抗に密接に関連する CPM のパラメーターであり、肺胞でのエネルギー散逸を反映します。
組織エラスタンス (H): 組織エラスタンスに密接に関連する CPM のパラメーターであり、肺胞のエネルギー保存を反映します。
決定係数 (COD): 定位相モデル適合の品質を測定する品質管理パラメーター。

ご存知でしたか?
広帯域強制振動操作は、実行中はランダム ノイズのように見えるかもしれませんが、実際には、研究対象に関連する特定の周波数を含む正確に構築された信号です。
参考情報

深刻なインフレによる採用

深い膨張は、被験者の肺を、30 cmH2O の圧力として定義される全肺容量の状態まで徐々に膨張させ、その後、肺胞圧が平衡になるように保持します。 この操作は、閉じた肺の領域を開く、気道の開存性を回復する、または肺の容積を正常化するのに役立ちます。 初期容量と最終容量は、吸気容量 (IC) の計算に使用されます。
成果
吸気容量 (IC) の推定: 通常の呼気の終了後に吸入できる空気の量。
ご存知でしたか?
人工呼吸中の気道閉鎖により、肺容量が徐々に減少しますが、これはディープ インフレーション操作で回復できます。  
参考情報

圧容積ループ

圧力 - 容積 (PV) ループは、呼吸器系の準静的な機械的特性をキャプチャします。 Salazar-Knowles 方程式 (SKE) を PV ループの呼気枝に適合させることができ、準静的エラスタンスとコンプライアンス値を計算できます。
成果

A: 吸気容量の推定。 SKE のパラメーター A は、総肺気量とゼロ ボリュームとの差の上限推定値です。

B: SKE のパラメータ B は、全肺気量での容積と圧力ゼロでの予測容積との差の推定値です。

お願い: 肺が完全に脱気されている場合にのみゼロ圧での測定が可能であるため、ゼロ圧での体積は、SKE モデル フィットを外挿することによってのみ取得できます。 SKE は PV ループの上部を表しますが、圧力ゼロでは大幅に逸脱するため、B は理論上のパラメーターであり、生理学的に解釈したり報告したりすべきではありません。

K: PV 曲線の収縮肢の上部の曲率。 この形状パラメーターは、さまざまな慢性疾患モデルで変化することが示されています。

セント: 準静的コンプライアンスは、PV 曲線から抽出された古典的なパラメーターです。 胸を閉じた状態で測定した場合、安静時の呼吸器系 (つまり、肺 + 胸壁) の固有の弾性特性が反映されます。

エリア: 圧力ボリューム ループで囲まれた領域は、PV ループ操作の前に存在していた無気肺 (空域の閉鎖) の量の推定値を提供します。

参考情報

強制失効量操作

強制失効は、前臨床研究における臨床スパイロメトリーを模倣しようとします。 これは、被験者の気道開口部を陰圧に急速にさらし、呼気流量を測定することによって達成されます。
成果

強制期限切れボリューム (FEVx): 強制呼気の最初の x 秒間の呼気量は、閉塞性気道疾患と呼気流量制限の増加を示しています。

強制期限切れフロー (FEFx): 強制呼気への特定の時間または体積分率で計算された呼気流量。

強制肺活量 (FVC): 強制呼気中に呼気された総量であり、多くの肺疾患では通常減少します。

ピーク呼気流量 (PEF): 強制呼気中に達成された最大呼気流量。

ご存知でしたか?

これは、flexiVent が臨床研究と前臨床研究を関連付けるのに役立つトランスレーショナルな成果の XNUMX つにすぎません。

FEV 拡張機能を使用してこれらの測定値を取得する方法について詳しくは、こちらをご覧ください。

参考情報

肺容積

flexiVent は、肺容量のより多くの測定値を提供できるようになりました。 吸気容量 (IC) と努力肺活量 (FVC) の測定に加えて、flexiVent には現在、総肺気量と残肺気量 (TLC/RV) の測定が含まれています。 他の技術と同様に、これは、パラメーターの標準化と制御のためのコンピューター制御の自動操作を使用して行われます。

これらの新しい結果の取得は、別のデバイスの使用を必要とせず、一般的に flexiVent で実行される包括的な呼吸力学測定によって簡単に先行することができます。 肺容量の変化は、生理学的または病態生理学的変化に敏感です。

他の肺容量の取得に関心がある場合は、SCIREQ テクニカル サポートにお問い合わせください。

投与量

気管支収縮剤を投与する用量反応試験は、気道過敏性を評価するために一般的に使用されます。 通常、濃度に対して報告されるこれらの用量反応曲線は、プロトコルの変動に大きく影響されます。 比較可能で再現性のある結果を可能にするために、flexiWare ソフトウェアは現在、吸入チャレンジ中に被験者の気道に送達される線量の推定値を生成します。 ネブライザーのこの特徴付けは、レインアウト、換気パターン、エアロゾル率、および送達される用量を変更する可能性のあるその他の変数を考慮して標準化を提供します。 研究者は、被験者、グループ、研究、さらには他のラボ間で結果を簡単かつ正確に比較できるようになりました。
ご存知でしたか?
平均的なマウスの場合、生成されたエアロゾルのわずか 10% しか気道に到達しません。
ポスター

人工呼吸器による薬物送達

人工呼吸器補助エアロゾル送達 (VAAD) は、flexiVent を使用した新しい革新的な技術であり、 インビボの 薬物送達および疾患モデリングのためのエアロゾル投与。 VAAD アプローチは、被験者間の変動を最小限に抑え、肺内の非常に均一なエアロゾル沈着を促進します。 この最適化されたエアロゾル プロトコルは、被験者の呼吸パターンの特徴を標準化し、投与前後の肺機能を測定するために、人工呼吸器と同期されます。

参考情報

flexiVent の操作と結果の概要については、短いビデオをご覧ください。