Hengitysteiden impedanssi ja obliteroiva bronkioliitti (FOT-BOS)

1.0 JOHDANTO

• Pian allogeenisen HSCT:n käyttöönoton jälkeen kliinisessä käytännössä havaittiin, että tavanomaiset keuhkotoimintatestit (PFT) ovat riittävän herkkiä havaitsemaan HSCT:hen liittyviä hengityskomplikaatioita [PMID: 2661259; PIMD: 8823260]. Näin ollen uuden alkamisen etenevän obstruktiivisen poikkeavuuden löytöä pidettiin obliteratiivisen bronkioliitin (OB) toiminnallisena tunnusmerkkinä [PMID: 16338616; PMID: 19896545]. Tämän seurauksena rutiininomaisesti suoritettavaa spirometriaa on ehdotettu ei-invasiiviseksi työkaluksi OB-riskin seuraamiseksi HSCT-populaatiossa [PMID: 17470622]. Kuitenkin perifeeristen hengitysteiden osallisuuden vuoksi OB:ssa tavanomaisten PFT:iden herkkyys OB:n varhaisessa havaitsemisessa on alhainen [PMID: 2298060]. Se ei esimerkiksi ylitä 75 % keuhkosiirtopotilailla, koska pakotetun uloshengityksen tilavuuden lasku 1 sekunnissa (FEV1) voi tapahtua vaiheessa, jolloin prosessi on jo peruuttamaton ja mahdollisesti hengenvaarallinen [PMID: 9246138].

2.0 KOKEELLINEN HYPOTEESI

• Koska keuhkoputkien haarautumiskuvio johtaa yhä suurempaan määrään pieniä hengitysteitä, joiden luminaalinen halkaisija on alle 2 mm perifeerisissä sukupolvissa, nämä hengitystiet vaikuttavat vain vähän keuhkojen kokonaisresistanssiin [PMID: 5442364; PMID: 651978]. Intuitiivisesti suuri osa pienistä hengitysteistä voi vaurioitua tai tuhoutua vahingoittamatta mitään tavanomaisia ​​PFT:itä. Tältä osin aiempi tutkimus [PMID: 12186817] huomautti, että ventilaation jakautumisindeksit voivat tarjota varhaisen todisteen OB:sta keuhkonsiirron jälkeen. Erityisesti jotkut kirjoittajat [PMID: 12186817] ovat havainneet, että ilmanvaihdon jakautumista koskevat testit heikkenivät poikkeuksetta noin 1 vuosi ennen kuin FEV1:n 20 %:n lasku oli ilmeistä. Aiemmat tutkimukset [PMID: 970731; PMID: 507525] osoitti, että hengityksen kokonaissyöteimpedanssi (Zrs), joka mitataan pakotetulla oskillaatiotekniikalla (FOT) spontaanin hengityksen aikana, voi olla erityisen herkkä pienille muutoksille keuhkojen mekaniikassa, joita havaitaan tupakointiin liittyvän ilmavirran tukkeutumisen alkuvaiheessa. Myöhemmin se kehitettiin muunneltu FOT tunnistaa hengityksen sisäisiä eroja Zrs:ssä. Zrs:n arvot edustavat hengityselinten vastuksen (Rrs) ja reaktanssin (Xrs) summaa, jälkimmäinen on kuvitteellinen osa edellistä [PMID: 14979497 ; PMID: 19164347]. Tämä menetelmä mahdollistaa useamman hengityksen arvioinnin ja lisää mahdollisen kvantitatiivisen arvioinnin hetkellisistä sisään- ja uloshengityksen Rrs- ja Xrs-arvoista ennen ja jälkeen ulkoisia toimenpiteitä, kuten syvän sisäänhengityksen, keuhkoputkia laajentavien lääkkeiden jne. Vaikka nämä vaikutukset voidaan tunnistaa, kun suoritetaan hengityksen sisäinen analyysi [PMID: 14979497], useimmat julkaistut kroonisen obstruktiivisen keuhkosairauden (COPD) värähtelymekaniikkaa koskevat raportit raportoivat vain hengityssyklin kokonaistiedot [PMID: 1519830; PMID: 10489847].

3.0 TUTKIMUKSEN PERUSTELUT

• Tämän tutkimuksen tavoitteena on testata hypoteeseja, jotka:

  1. HSCT:n jälkeiset muutokset hengityksen sisäisissä Rrs- ja Xrs-arvoissa voivat tarjota aikaisemman todisteen OB:sta kuin tavalliset PFT:t. Itse asiassa terminaalisten keuhkoputkien häviäminen, joka havaitaan jopa 48 %:lla OB-potilaista HSCT:n jälkeen [PMID: 17470622], saattaa tehdä Zrs:n todellisesta osasta epänormaalin korkean [PMID: 5653219] ja ventilaation heterogeenisemmäksi;
  2. HSCT:n jälkeiset muutokset hengitysteiden vasteessa akuutteihin bronkoaktiivisiin interventioihin, kuten syvä inspiraatio keuhkojen kokonaiskapasiteettiin ja/tai keuhkoputkia laajentava lääke (eli albuteroli), voidaan havaita modifioidulla FOT:llamme. Arvelemme, että nämä muutokset voivat olla varhainen merkki OB: sta. Vaikka ryhmämme aikaisemmassa tutkimuksessa ei löydetty hengitysteiden vasteen lisääntymistä HSCT:n jälkeen ilman keuhkokomplikaatioita [PMID: 18684842], olemme äskettäin osoittaneet, että hengitysteiden sileän lihaksen sävyllä voi olla aktiivinen rooli OB:n ilmavirran tukkeutumisessa [PMID: 20724742 ].

4.0 OPINTUSUUNNITTELU

• Ennen ja säännöllisin väliajoin (2-4 viikkoa eteenpäin) HSCT:n jälkeen potilaat käyvät laboratoriossamme ja suorittavat kaikki PFT-mittaukset samassa järjestyksessä. Ensin potilas hengittää spontaanisti modifioidun FOT-järjestelmän kautta 5 minuutin ajan ja sitten irrottautumatta laitteesta, suorittaa sisäänhengityskapasiteettia ja pian sen jälkeen jatkaa spontaania hengitystä seuraavat 2 minuuttia. Myöhemmin spirometria, transmuraalinen koko kehon pletysmografia ja keuhkojen CO-diffundointikyky (standardi PFT) otetaan kolmena rinnakkaisena. Kolmekymmentä minuuttia neljän erillisen 100 μg:n albuteroliannoksen inhalaation jälkeen modifioidut FOT-mittaukset ja standardi PFT:t toistetaan uudelleen.