低酸素症の運動中の肺ガス交換の非侵襲的評価の検証

背景：肺胞から動脈間PO2の違い（A-ADO2）によって決定される肺ガス交換効率は、海面での運動中に徐々に悪化します。この反応は、低酸素症の運動中にさらに上昇します。伝統的に、肺ガス交換効率は、換気および直接動脈血液ガス（ABG）サンプリングと対になった末端ガスの測定を通じて評価されます。これらの測定には多くの警告、特に侵襲的な血液サンプリングがあるため、肺ガス交換の非侵襲的評価のための新しいアプローチの開発が必要です。 研究の質問：休息中に肺ガス交換を評価する非侵襲的方法は、急性低酸素症の運動ですか？ 研究デザインと方法：25人の健康な参加者（10人の女性）は、低酸素チャンバー（FiO2 = 0.11）のサイクルエルゴメーターの段階的な最大運動テストを完了しました。半径方向の動脈カテーテルと非侵襲的ガス交換測定（AGM100）を介した同時ABGは、2分間隔で得られました。O2欠損と呼ばれる非侵襲性ガス交換は、末端と計算されたPAO2の差から計算されました（パルスオキシメトリーを介して、末端PCO2を使用してBOHR効果を修正しました）。非侵襲的O2欠損は、従来のライリー分析を使用して、従来の肺胞から動脈酸素差（A-ADO2）と比較されました。 結果：室内空気、低酸素休憩、低酸素運動での休息の条件下で、計算されたGPAO2と直接測定されたPAO2（R2 = 0.97; P <.001;平均バイアス= 1.70 mm Hg）の間の強い相関が観察されました。低酸素休息と運動では、推定および直接測定されたPAO2（R2 = 0.68; P <.001;平均バイアス= 1.01 mm Hg）とO2の強い関係と、従来のA-ADO2（R2 = 0.70; P <.001;平均バイアス= 5.24 mM Hg）とのO2赤字が削除されました。 解釈：私たちの調査結果は、Heathy人間の急性低酸素運動中のガス交換の非侵襲的尺度の使用を支持しています。ガス交換効率における既存の障害のある患者の正常酸素運動中に、このアプローチを臨床的にツールとして臨床的に使用できるかどうかを判断するには、さらなる研究が必要です。

BACKGROUND: Pulmonary gas exchange efficiency, determined by the alveolar-to-arterial Po2 difference (A-aDo2), progressively worsens during exercise at sea-level; this response is further elevated during exercise in hypoxia. Traditionally, pulmonary gas exchange efficiency is assessed through measurements of ventilation and end-tidal gases paired with direct arterial blood gas (ABG) sampling. Because these measures have a number of caveats, particularly invasive blood sampling, the development of new approaches for the noninvasive assessment of pulmonary gas exchange is needed. RESEARCH QUESTION: Is a noninvasive method of assessing pulmonary gas exchange valid during rest and exercise in acute hypoxia? STUDY DESIGN AND METHODS: Twenty-five healthy participants (10 female) completed a staged maximal exercise test on a cycle ergometer in a hypoxic chamber (Fio2 = 0.11). Simultaneous ABGs via a radial arterial catheter and noninvasive gas-exchange measurements (AGM100) were obtained in 2-minute intervals. Noninvasive gas exchange, termed the O2 deficit, was calculated from the difference between the end-tidal and the calculated Pao2 (via pulse oximetry and corrected for the Bohr effect by using the end-tidal Pco2). Noninvasive O2 deficit was compared with the traditional alveolar to arterial oxygen difference (A-aDo2), using the traditional Riley analysis. RESULTS: Under conditions of rest at room air, hypoxic rest, and hypoxic exercise, strong correlations between the calculated gPao2 and directly measured Pao2 (R2 = 0.97; P < .001; mean bias = 1.70 mm Hg) were observed. At hypoxic rest and exercise, strong relationships between the estimated and directly measured Pao2 (R2 = 0.68; P < .001; mean bias = 1.01 mm Hg) and O2 deficit with the traditional A-aDo2 (R2 = 0.70; P < .001; mean bias = 5.24 mm Hg) remained. INTERPRETATIONS: Our findings support the use of a noninvasive measure of gas exchange during acute hypoxic exercise in heathy humans. Further studies are required to determine whether this approach can be used clinically as a tool during normoxic exercise in patients with preexisting impairments in gas exchange efficiency.