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圖一、Water trap system。利用這個裝置可以引起肺消氣、刺激肺快速適應接 受器,圖中包括兩組系統,其一是P瓶與P管,當夾住P管2與3處,在P1吹氣,

結果可在P瓶產生正壓,唯不是本實驗所用。另一是N瓶與N管,主要包括三 個部份,第一是N瓶,實驗時,夾住N2、N3與P1時,然後從N1抽氣,N瓶內 就是負壓,可以在動物的氣管引起連續的氣道負壓 (continuous negative airway pressure; CNAP),使大鼠的肺消氣,刺激肺的快適應接受器,引起反 射作用。N瓶的瓶蓋有三個小孔,其中兩孔插入兩支玻璃管,注入水後,使這 兩支玻璃管的管端,分別在水面下1與3 cm,分別代表CNAP = -1 與 -3 cmH2O

(說明:使用兩支玻璃管只是為使用方便,當夾住那支水面下3 cm的玻璃管 時,只有那支在水面下是1 cm的玻璃管才會呈現負壓,也就是-1 cmH2O,反 之,若夾住另一支玻璃管,則可以產生-3 cmH2O的CNAP),第三個小孔的管 子連接P2與P3管,且連接到動物的氣管插管,如此,N瓶所產生的CNAP就會 傳送給動物,引起動物lung deflation。第二是緩衝大塑膠桶,體積約20公升,

以降低N瓶抽氣時所產生氣泡對負壓基線的影響。第三是一個閥 (valve,圖中 的V)與測量CNAP的功能轉換器(transducer,圖中的T),實驗時,閥是關閉的,

當N1抽氣的時候,N瓶內是負壓,只要打開V閥,負壓就會立即傳送給動物,

引起CNAP,大小由transducer (T)量測。

圖二、連續性氣道負壓(continuous negative airway pressure; CNAP)與呼氣 末負壓 (negative end-expired pressure; NEEP)對整條喉返神經活動及血壓的影 響。以呼氣末氣管正壓(positive end-expired pressure; PEEP)等於 3 cmH2O 作為對照,當降低 PEEP 到 0 cmH2O(B),喉返神經活動沒有明顯的改變,

再降到 CNAP= -1 cmH2O 時(C),喉返神經活動增強、使活動積分圖的基 線向上飄移,若進一步再降到 CNAP= -3 cmH2O 時,這種促進作用更強,

這種增強反應在負壓剛開始時最高(D),很快地便逐漸恢復。在 CNAP= -3 cmH2O 時,膈神經活動也呈現連續性活動,所以,積分的肌線上飄,膈神經 活動頻率增加(D)。同樣地,以 NEEP 等於 -1 與-3 cmH2O 處理,喉返神經 的反應也是明顯增強(E 與 F)。相對地,若是 PEEP 從對照增加到 6 cmH2O,

對膈神經與喉返神經活動的影響看起來並不明顯,唯可以看到立即的吸氣時 間延長(A)。血壓的反應是,氣道壓力降低時,無論是 CNAP 或 NEEP 都促 使血壓升高,而氣道升高時(PEEP= 6 cmH2O),血壓略為降低。BP:血壓。

PNA:膈神經。Int.:積分。RLNA:喉返神經活性。TP:氣管壓力。向上箭 頭是指氣道壓力改變的開始時間點。

CNAP ( cmH2O )

6 3 0 -1 -3

Blood pressure ( mmHg )

0

Blood pressure ( mmHg )

0

Heart rate ( beats/min )

0

b re a th n u m b e r

C 1 2 3 4 5

Inspiratory duration ( sec )

0 .2 0

Expiratory duration ( sec )

0 .2

Expiratory duration ( sec )

0 .5 0

Inspiratory duration ( sec )

E

圖四、不同氣道壓力對於膈神經活動與呼吸型態的影響。PEEP 從對照提高到 6 cmH2O 時,膈神經的吸氣時間縮短、呼氣時間延長(圖 A,B),呼吸總時 間縮短(圖 C)。氣道負壓會引起吸氣時間延長、呼吸時間縮短(圖 A,B),

氣道壓力等於 0 cmH2O 時,也有相同的趨勢(圖 A,B)。膈神經活動高度對 這四種不同的氣道壓力刺激,沒有明顯的立即改變(也就是壓力改變後的第 一次呼吸週期),僅在 PEEP= 0 cmH2O 時,在壓力改變後的第四與第五呼吸 週期呈現明顯增強(圖 D)。EFGH 分別是實施 NEEP 時,吸氣時間、呼氣時 間、呼吸總時間以及膈神經活動的反應,同樣地,也是呼吸總時間縮短(G),

主要也是由於呼氣時間降低(F),膈神經活動沒有呈現立即的反應(H)。* P

< 0.05 及** P < 0.01 代表與對照組(C:改變氣道壓力前,也就是 PEEP= 3 cmH2O)比較,具有顯著差異。N 代表動物數量。

C 1 2 3 4 5 20 30 60

Inspiratory activity of RLNA ( % of control )

0

breath number time ( sec )

**

Expiratory activity of RLNA ( % of control )

0

breath number time ( sec )

**

Inspiratory activity of RLNA ( % of control )

0

Expiratory activity of RLNA ( % of control )

0

G

圖六、不同氣道壓力對喉返神經外展支與內收支活動的影響。氣道壓力從對照 PEEP= 3 cmH2O 降到 0 cmH2O 時,喉返神經外展支 (Abd RLNA)活動沒有明顯反 應,內收支 (add RLNA) 活動卻增強,且呈現連續性活動(B),進一步降低為連續 氣道負壓 CNAP= -1, -3 cmH2O 時,喉返神經外展支活動高度仍然是沒有明顯的反 應,內收支活動的促進作用更為明顯(C 與 D);氣道壓力改以 NEEP= -1, -3 cmH2O 時,喉返神經內收支與外展支的反應與 CNAP 的作用相似,同樣地,外展支沒有明 顯的反應,內收支活動增強(E 與 F)。PEEP 提昇為 6 cmH2O 時,喉返神經內收支 的高度沒有明顯的反應,然而內收支活動卻降低(A)。G 是取自 Da 水平所框的部 份,唯在時間軸放大 20 倍,可以清楚在實施 CNAP= -3 cmH2O 時,喉返神經外展 支與內收支的反應,圖上的垂直實線代表膈神經活動開始時間,在進行 CNAP= -3 cmH2O 之前,外展支活動開始時間(垂直虛線)早於膈神經放電(垂直虛線),稱 之為吸氣前活動(pre-inspiratory activity),執行 CNAP= -3 cmH2O 時,外展支活動 開始時間延後,以致比膈神經延緩 (比較 G 的垂直虛線落後於垂直實線)。在未實 施 CNAP 刺激前,內收支活動剛好在膈神經放電結束後開始(垂直點線),並於呼 氣時間大約一半或一半稍後停止,這段時間通常稱為早期呼氣或第一期呼氣(stage I expiration 或 E1),也就是說,內收支活動只呈現於 E1 時段,從 E1 到吸氣開始前 這段呼氣時期稱為第二期呼氣(stage II expiration 或 E2,也稱晚期呼氣,其實也就 是 pre-I),在正常呼吸週期,內收支僅在 E1 時段呈現活動,在 E1 是沒有活動的,

當執行 CNAP 時,引起反射作用促使內收支活動興奮,可以從以下幾點反應呈現出 來,第一,在原 E1 時段的活動增強;第二,E2 時段呈現活動(G 的第一個水平雙 向箭頭);第三,E1 時段的活動提前到吸氣時就開始;第四,在 E2 時段的活動並未 在膈神經開始就停止,而是延長到吸氣時段(G 的第二個水平雙向箭頭),並與其本 身在 E1 的活動連在一起,顯示內收支的活動時間延長,以致外觀猶如連續性的活 動。BP:血壓。PNA:膈神經。Int.:積分。Abd RLNA:喉返神經外展支活性。Add RLNA:喉返神經內收支活性。TP:氣管壓力。向上箭頭是指氣道壓力開始改變的 時間點。

breath number

breath number

C 1 2 3 4 5

Inspiratory activity of Abd RLNA ( % of control )

0

breath number

C 1 2 3 4 5

Discharge onset time of Abd RLNA ( ms )

-800

Inspiratory activity of Abd RLNA ( % of control )

0

Discharge onset time of Abd RLNA ( ms )

-500

breath number 時期的高度增強(A與B)以及活動時間(discharge duration)延長 (C),相對 地,卻促使喉返神經外展支活動開始時間延後 (D),這樣的反應與興奮肺迷

breath number

C 1 2 3 4 5

Discharge onset time of Abd RLNA ( ms )

D

-500

C 1 2 3 4 5

Inspiratory activity of HNA ( % of control )

0

Discharge onset time of HNA ( ms )

-500

無論是CNAP或NEEP的作用而延後,唯 0 cmH2O時仍比膈神經提前(B與 D)。氣道壓力PEEP= 6 cmH2O時,卻顯著地使舌下神經活動起始時間更為提

Inspiratory activity of HNA ( % of control )

0

Discharge onset time of HNA ( ms )

-400

A

Inspiratory activity of HNA ( % of control )

0

Discharge onset time of HNA ( ms )

-500