Relation of the baroreflex mechanism with the photoplethysmographic volume in healthy humans during orthostatism / Relación del mecanismo barorreflejo con el volumen fotopletismográfico en humanos sanos durante ortostatismo

Objective: Our aim was to evaluate the effect of the baroreflex mechanism upon peripheral blood volume during sympathetic stimulation by orthostatism. Methods: Nineteen clinically healthy volunteers were included (12 men), 28.4 ± 6.2 years old. Blood pressure was monitored with a Finometer and blood volume with a photoplethysmo-graph during supine position and orthostatism (15 minutes each), in order to obtain systolic blood pressure (SBP), diastolic blood pressure (DBP), systolic volume (SysV), diastolic volume (DiaV), and inter beat intervals (IBI) measurements. Baroreflex sensitivity index (IBI/SBP) and baroreflex effect on blood volume (IBI/SysV) were estimated by the sequence method. The pertinence of using only systolic values was tested by linear regression analysis of systolic versus diastolic measurements. Results: More than 70% of DBP and DiaV variations can be explained by SBP and SysV, respectively (p<0.001), with coherence >0.5 in frequencies between 0.04 and 0.15 Hz. IBI/SBP and IBI/SysV were linearly correlated (R>0.4) and both decreased during orthostatism (p<0.05). Conclusion: The sequence method showed a strong baroreflex effect upon peripheral blood volume that became more apparent during sympathetic stimulation with orthostatism. This approach could be clinically useful for the evaluation of blood volume regulation for many diseases such as diabetes mellitus and heart failure, and during therapeutic interventions such as hemodialysis.

Objetivo: Evaluar el efecto del mecanismo barorreflejo sobre el volumen sanguíneo periférico durante estimulación inducida por ortostatismo. Métodos: Se incluyeron 19 voluntarios sanos (12 hombres), con edad de 28.4 ± 6.2 años. La presión arterial se midió con un Finometer y el volumen sanguíneo con un fotopletismógrafo, ambos durante posiciones supina y ortostatismo activo (15 minutos cada una), para obtener los valores de presión arterial sistólica (PAS), presión arterial diastólica (PAD), volumen sistólico (VS), volumen diastólico (VD) e intervalo inter pulso (IIP). Se estimó la sensibilidad barorrefleja (IIP/PAS) y el efecto barorreflejo sobre el volumen sanguíneo (IIP/VS) mediante el método de secuencias. La pertinencia de usar sólo variables sistólicas, se evaluó mediante análisis de regresión lineal de las mediciones sistólicas versus las diastólicas. Resultados: Más de 70% de las variaciones de presión arterial diastólica y volumen diastólico pueden ser explicadas mediante presión arterial sistólica y volumen sistólico, respectivamente (p<0.001), con coherencia >0.5 en frecuencias entre 0.04 y 0.15 Hz. IIP/PAS y IIP/VS tuvieron correlación positiva (R>0.4) y ambos disminuyeron durante ortostatismo (p<0.05). Conclusiones: El método de secuencias demostró un importante efecto barorreflejo sobre el volumen sanguíneo periférico que se hizo más notable durante estimulación simpática con ortostatismo. Este enfoque podría ser clínicamente útil en la evaluación de la regulación del volumen sanguíneo en distintas enfermedades como diabetes mellitus o falla cardiaca, y durante intervenciones terapéuticas como la hemodiálisis.

Control neural de la circulación periférica y de la presión arterial / Neural control of the peripheral circulation and blood pressure

In the XIX century Claude Bernard discovered the action of the nervous system on the peripheral circulation. In the first half of the XX century Ewald Hering discovered the baro-receptor and the reflex control of the heart rate and blood pressure. Cowley and Guyton demonstrated that sino-aortic denervation induces persistent changes in the blood pressure in the dog. The autonomic nervous system is mainly responsible for the regulation of the circulation and blood pressure in the short term on a beat to beat basis. It controls the vasomotor tone, the heart rate and the cardiac output. With the advent of non invasive methods that measure the blood pressure on a beat to beat basis (Finapres) and with the methods of measurement of the variability of the blood pressure in the frequency domain (spectral analysis) we can currently measure many variables including heart rate, blood pressure, stroke volume, peripheral resistances and the baroreceptor sensitivity and make some inferences about their control mechanisms. These variables can be measured at rest in the supine position, standing up, during rhythmic breathing and during the Valsalva maneuver. In this article we present a review of the neural control of the blood pressure and heart rate.

Respiratory and non respiratory oscillations of the skin blood flow: a window to the function of the sympathetic fibers to the skin blood vessels

OBJECTIVE OF THE STUDY: The skin blood flow (SBF) has been known to oscillate in frequency and amplitude. The nature and type of these oscillations have remained obscure. We studied the oscillations of the SBF in frequency and amplitude with non invasive techniques during normal breathing at rest and compared it to the oscillations during rhythmic paced breathing at 6 cycles per minute. SUBJECTS AND METHODS: Thirty healthy subjects were studied under normothermic conditions. The following variables were recorded: 1) EKG signal; 2) SBF signal given by an infrared photoplethysmograph; 3) respiratory movements (RM). A correlation of the frequency of the respiration, the SBF and the EKG was made. The variability of the amplitudes of the SBF, RR intervals and pulse intervals was analyzed in the time domain and with spectral analysis using Fourier analysis. RESULTS: We found no clear respiratory modulation of the amplitude of the SBF during natural breathing at rest. With default breathing there was a low frequency oscillations (LF 0.04 to 0.15 Hz) modulation of the amplitude of the SBF that was non respiratory in nature. During rhythmic breathing at 0.1 Hz there was a strong modulation at LF of the SBF with a typical waxing and waning appearance, decreasing in amplitude during the tachycardia period and increasing in amplitude during the bradycardia period. CONCLUSIONS: Under normothermic conditions there is a consistent variability of the frequency and amplitude of the SBF with normal and rhythmic breathing. While breathing at rest the modulation of SBF amplitude was clearly seen at LF and non respiratory related. With rhythmic breathing there is a strong modulation of amplitude and frequency at the respiratory frequency.

Modificación de un dispositivo hidráulico para el bandaje controlado del tronco de la arteria pulmonar en caninos / Modification of a hydraulic device for controlled banding of the trunk of the pulmonary artery in dogs

Diversas enfermedades congénitas o adquiridas incrementan la presión sistólica del ventrículo derecho. Este incremento se ha realizado con el bandaje del tronco arterial pulmonar con cintas de lino o dispositivos hidráulicos. Presentamos un nuevo dispositivo hidráulico para ser usado en sujetos experimentales menores a 15 kilogramos. Material y métodos: Se realizó una fase experimental de laboratorio donde los dispositivos hidráulicos fueron probados contra presiones hasta de 80 mm Hg; posteriormente se colocaron en el tronco de la arteria pulmonar de perros donde se les determinó la presión sistólica del ventrículo derecho, la de la arteria pulmonar y el gradiente de ambos. Los valores se expresaron en medias ± desviación estándar. Resultados: El peso de los perros fue 12.6 ± 2.2 kilogramos. El diámetro del tronco de la arteria pulmonar encontrado en los perros fue de 12.4 ± 1.4 mm y 27.5 ± 1.6 mm de largo. Las presiones sistólicas ventriculares derechas en condición basal y de máxima elevación fueron: 25.5 ± 1.9 mm Hg vs 50.3 ± 6.9 mm Hg, p < 0.0001; las presiones sistólicas de la arteria pulmonar para estas mismas condiciones fueron: 24.7 ± 2 mm Hg vs 21.5 ± 6.9 mm Hg, p < 0.043; y el respectivo gradiente de ambas para estas presiones fueron: 0.8 ± 1.4 mm Hg vs 28.8 ± 4.2 mm Hg, p < 0.0001. Conclusiones: El DH permite el incremento agudo controlado de la presión sistólica del ventrículo derecho.

Different congenital or acquired diseases increase the right ventricular systolic pressure. The elevation is achieved by pulmonary artery banding with linen tape or hydraulic devices. We introduce a new hydraulic device to be used in experimental subjects of less than 15 kilograms. Methods: An experimental laboratory phase was conducted. In this phase, the hydraulic devices were tested against pressures as high as 80 mm Hg; later on the hydraulic devices were placed on the dogs' main pulmonary artery; the right ventricular systolic pressure, pulmonary artery pressure, and their differences were obtained. The values are expressed in average ± standard deviation. Results: The average weight of the dogs was 12.6 ± 2.2 kg. The average diameter found in the main pulmonary artery was 12.4 ± 1.4 mm and 27.5 ± 1.6 mm length. Right ventricular systolic pressure of basal condition to maximum pressure obtained was 25.5 ± 1.9 mm Hg vs 50.3 ± 6.9 mm Hg, p < 0.0001; pulmonary artery pressures under the same conditions were 24.7 ± 2 mm Hg vs 21.5 ± 6.9 mm Hg, p < 0.043; and the differences between them were 0.8 ± 1.4 mm Hg vs 28.8 ± 4.2 mm Hg, p < 0.0001, developed by the hydraulic device respectively. Conclusions: The hydraulic device allows attaining a controlled acute increase in right ventricular systolic pressure.

Respuesta del flujo sanguíneo de la piel con diferentes maniobras respiratorias en sujetos sanos / Response of skin blood flow to several respiratory maneuvers in healthy subjects

INTRODUCTION: In the diagnosis of autonomic disturbances, the variability of skin blood flow (SBF) and the sympathetic skin response (SSR) in response to several respiratory maneuvers are not routinely studied. OBJECTIVE: We sought to standardize the method of SBF variability and SSR in healthy subjects during four respiratory maneuvers: 1) spontaneous breathing (SB); 2) rhythmic breathing at a rate of 6 per minute (RB); 3) sudden deep inspiration (SDI); 4) Valsalva maneuver (VM). SUBJECTS, MATERIAL AND METHOD: We studied 30 healthy subjects with a mean age of 32 years, 60 were men and 40 women. We used a photopletysmograph in the finger pad to measure SBF and surface electrodes on the palms of the hand to register the SSR. We also recorded the ECG and the respiratory movements. The variables were: 1) amplitude of SBF; 2) latency and duration of SSR; 3) percentage of decrease of the SBF during the maneuvers compared with the basal flow. RESULTS: During spontaneous breathing there was no respiratory modulation of the SBF and during RB the SBF was modulated with respiration. With SDI there was a 60 decrease of the SBF. VM induced a larger SBF decrease of 72 per cent. A significant statistical difference was revealed when we compared the decrease of SBF basal breathing with SDI and VM (P < 0.001). The difference was also significant between the SDI and VM (P < 0.001). The SBF decrease recovered more slowly after the SDI (beat 7) than after the VM (veat 6). The SBF decrease was more pronounced in magnitude during the VM. The latency of the SSR appears spontaneously and at random in 57 of subjects during normal breathing but it appeared consistently during RB, SDI, and VM. The latency of SSR was longer during SB (1.7 +/- 0.7 s), RB (1.6 +/- 0.7 s) than SDI (0.7 +/- 0.5 s) and VM (0.8 +/- 0.9 s) (P > 0.050). Duration of the SSR was significantly longer in the SDI (around 7.8 +/- 2.4 s) and during the VM (8 +/- 2.5 s) as compared to normal breathing (6.3 +/- 1.0 s) and RB (6.4 +/- 1.5 s) (P < 0.009). CONCLUSIONS: SB and RB induce periodic modulation of sympathetic activity to skin blood vessels and sweat glands. SDI and VM produced a much greater activation of sympathetic skin activity than SB and RB. The increased SSR duration and the profound SBF decrease with SDI and VM as compared to SB or RB are consistent with this hypothesis. The latency of the SSR is much shorter with SDI and VM than with SB or RB. The most likely explanation is that the SSR, und

Efecto de la contracción muscular en la frecuencia cardiaca y en el flujo sanguÝneo cutßneo / Resultados preliminares. Effect of muscle contraction on heart rate and skin blood flow. Preliminary results

Evaluation of heart rate variability is an important tool to study several diseases. The most important tests include the variability of the heart rate as a function of time and as function of frequency, variability of blood pressure and pulsatile cutaneous blood flow (PCBF). We studied the effect of a sustained contraction of the quadriceps muscle on the instantaneous heart rate and pulsatile cutaneous blood flow in 10 healthy subjects. We measured the R-R interval and the instantaneous heart rate, in the time domain, 10 beats before the contraction, the R-R interval that coincided with the onset of the contraction, and the 30 R-R intervals after the beginning of the contraction. To measure the PCBF we used a photopletismograph designed for this purpose. We recorded the surface electromyographic activity (EMG) of the quadriceps muscle to determine the onset and end of the muscle contraction, and measured respiratory movements with a belt. We found an increase of the instantaneous heart rate at the first and second beats after the onset of the contraction. There was a decrease of the pulsatile cutaneous blood flow of the finger pad immediately after the contraction, which lasted for approximately eight beats. The findings support the idea of a central command and co-activation of the motor and sympathetic nervous systems. This efferent sympathetic activity seems to act not just on the contracting muscle but also on the heart and the cutaneous blood vessels of the extremities. These findings imply that it is quite likely that the sympathetic efferent effect has a supraspinal origin. This is a test that could be used to study cardiovascular control by the sympathetic nervous system.

Sistema para la medición no invasiva de la velocidad del pulso arterial en diferentes territorios vasculares / A system for non-invasive measurement of arterial pulse velocity different vascular territories

La velocidad de la onda del pulso arterial (VOP) se ha utilizado como índice de rigidez arterial para valorar algunas patologías cardiovasculares. Aquí se describe el diseño y desarrollo de un sistema para determinar la VOP en las regiones aórto-braqui-húmero-radial (A - m), aórto-ileo-fémoro-pedial (A - p) y aórto-carotidea (A - L), el cual se ensayó en 36 sujetos normotensos (NT) y 34 hipertrofia ventricular izquierda (SHVI). El equipo consta de una computadora a la que se le añadió, bajo diseño específico, un convertidor de analógico, bajo diseño específico, un convertidor de analógico a digital y la electrónica y programación para tomar simultáneamante el electrocardiograma (ECG), dos pulsos fotopletismográficos, una lectura de presión y un pulso oscilométrico. Con estos datos se determinó el intervalo Q-pP (tiempo entre la onda Q de ECG y el pie del pulso periférico) lo que, tomando la distancia entre los sitios de registro y luego de calcular el periodo pre-expulsivo cardiaco, permite determinar la VOP (en metros/segundo) desde la raíz de la aorta al punto distal. Al comparar la VOP en HT vs NT (A - m: 9.3 ñ 2.6 vs. 7.2 ñ 0.8, A - L: 9.5 ñ 2.8 vs. 6.0 ñ 0.9 y A - p: 9.5 ñ 1.8 vs. 7.2 ñ 0.9), la diferencia resultó significativa (p < 0.001) en cada uno de los territorios explorados; lo mismo ocurrió al comparar los casos CHVI contra los SHVI (A - m: 10.5 ñ 1.6 vs. 8.0 ñ 1.9, A - L: 10.2 ñ 1.9 vs 8.0 ñ 1.9 y A - p: 10.5 ñ 2.0 vs. 8.6 ñ 1.2) (p < 0.025). Esto es consistente con la conocida relación mayor presión - mayor rigidez y con lo reportado en otros trabajos que utilizan métodos diferentes para precisar la VOP. El método puede tener aplicación en la clínica

Provocación y medición de la velocidad de la onda pulsátil retrograda en sujetos normales e hipertensos sistémicos / Velocity of reflexive arterial pulse wave in normal vs hypertensive subjects

No existen métodos incruentos de provocación de las ondas retrógradas (OsRs). Aquí se describe que durante la esfigmomanometría compresiva del antebrazo se provoca OsRs que se registran en el brazo con un equipo original que mide la velocidad de la onda anterógrada (VOA) en el segmento braquio-antebraquial y la velocidad de la onda retrógrada (VOR), provocada por la maniobra, en el territorio antebraquio-braquial. El procedimiento: 1) detecta y digitaliza señales de ECG y de oscilopulsos del brazo y del antebrazo y 2) mide la VOA y la VOR (tiempo de conducción/distancia entre detectores brazo-antebrazo y antebrazo-brazo respectivamante). Se estudiaron 30 sujetos normales y 37 con hipertensión arterial (16 con y 21 sin hipertrofia del ventrículo izquierdo), cuyas cifras de presión arterial fueron 121 ñ 11 vs 159 ñ 90 mm Hg, Grupos A y B, respectivamante. Resultados. En todos los casos, menores uno, se provocaron OsRs. La VOA (en metros/segundos) fue de 6.0 ñ 0.9 para el GA vs 7.5 ñ 1.3, p < 0.001 para el GB; la VOR 1.8 ñ 0.3 vs 2.5 ñ 0.7, p< 0.001. Los sujetos del GB con hipertrofia ventricular vs los que no la tuvieron presentaron una mayor VOR (m/s), 2.7 ñ 0.6 vs 2.3 ñ 0.6, p= 0.07. La velocidad aumentada de las OsRs que manifiestan los sujetos con hipertensión arterial vs los normales se debe probablemente al exceso de rigidez arterial que los primeros manifiestan. El metodo aquí propuesto provoca rebotes en forma sencilla, eficaz y reproducible

Evaluación dinámica y cinemática del funcionamiento de bioprótesis en posición aórtica: probador de válvulas cardiacas / Dynamic evaluation with a valvular tester device of the aortic valve bioprosthesis

Utilizando un probador valvular desarrollado para este trbajo, se estudiaron 24 prótesis valvulares de pericardio bovino, entre las que se consideraron 12 válvulas del modelo que se viene frabricando en la acutalidad en el Instituto Nacional de Cardiología "Ignacio Chávez", INC II, y 12 válvulas del prototipo de un modelo que se encuentra en desarrollo, PRT 1. Se consideraron en ambos grupos 3 diámetros valvulares internos diferentes: 17 mm, 19 mm y 21 mm. Todas las pruebas se llevaron a cabo con las válvulas en posición aórtica. Se evaluó el comportamiento de cada vávula protésica al variar la frecuencia de pulsación entre 60, 77, 105 y 159 pulsaciones min-1. Las presiones en las cámaras ventricular y aórtica fueron registradas continuamente mediante transductores externos, mientras a su vez, la cinética de las válvulas y el grado de apertura fueron valorados por visualización directa a través de unas ventanas dispuestas especialmente para ello. El grado de incompetencia o reflujo fue igualmente valorado y expresado en porcentaje de volumen latido. Los gradientes de presión generados a través de las válvulas fueron más bajos para las válvulas INC II, principalmente a flujos moderados y altos. A su vez, también presentaron una mayor área funcional. Comparativamente, el nivel de incompetencia valvular fue más alto en los subgrupos de válvulas de 19 y 21 mm de diámetro del tipo IN CII , que en los mismos subgrupos de las vávulas PRT I. Con respecto a los dos subgrupos de 17 mm, no se encontraron diferencias significativas. La aplicación del probador mecánico desarrollado para este trabajo demostró su utilidad básica en la evaluación hidrodinámica de nuevos diseños bioprotésicos, así como también en el control de calidad de las válvulas que se vienen manufacturando

Espectrocardiografía de alta fidelidad para el diagnóstico de cardiopatía isquémica. Validación de un nuevo método para el análisis de los componentes espectrales del complejo QRS / High frequency ECG in the diagnosis of ischemic heart disease. validation of a new method of analysis of spectral components of QRS complexes

El presente estudio prospectivo se realizó con la finalidad de validar un nuevo método de análisis computarizado para el contenido de frecuencias del complejo QRS -que hemos denominado espectrocardiografía de alta fidelidad (EAR)- y valorar si ésta puede documentar episodios de isquemia durante el reto farmacológico (Dipiridamol). También para analizar su sensibilidad y especificidad en comparación con la medicina nuclear (MN) y la prueba de esfuerzo (PE) convencional. Se estudiaron 25 sujetos: 10 con factores de riesgo para enfermedad coronaria, sin infarto previo, y con PE dudosa (Grupo B). El grupo A (Testigo) comprendía 15 sujetos sin evidencia o sospecha de enfermedad cardiaca y sin factores de riesgo coronario, cuyos edad y sexo eran similares a los del grupo B. Se obtuvieron en todos: ECG convencional, ecocardiograma, PE y estudio de MN. Se tomó un registro de electrocardiografía de alta resolución antes y después del reto con Dipiridamol (0.56 mg/Kg/dosis), de manera simultánea con el estudio de MN. El Software, que se generó para el análisis de la señal promediada, se construyó en lenguaje C++: cada 2 mseg se analizaron fragmentos de QRS de 24 mseg. Utilizando la transformación rápida de Fourier, se formaron áreas bajo la curva y gráficos tridimensionales de la potencia espectral (DB). La idea, diseño y aplicación son originales de nuestro instituto. No hubo diferencia significativa en las características demografícas de ambos grupos. La sensibilidad (85 por ciento) y la especifidad (95 por ciento) de la EAR fueron iguales a las obtenidas por MN, pero superiores a las de la PE convencional (p < 0.0001). El mayor cambio en el contenido de frecuencias ocurrió en el intervalo de 130 - 260 Hz. Aunque no se alcanzó significancia estadística, hubo tendencia en el grupo B de prolongar el QRS, mientras que en el grupo A éste se acortó (p= 0.064). El tono simpático, medido por variabilidad de R-R, predominó en el grupo B. El EAR puede ser una prueba alternativa de bajo costo, realizable fuera de hospitales de alta especialización, para la detección de isquemia miocárdica en los casos en que no pueda realizarse o sea dudosa la PE convencional

Medición de la velocidad del transporte mucociliar nasal de un trazador radioactivo (99Tc m-DTPA): informe preliminar / Measurements of velocity of nasal mucociliary transport of a radioactive tracer (99Tc M-DTPA): preliminary inform

Se describe un método incruento y sencillo para medir la velocidad del transporte mucociliar nasal de un trazador radiactivo (99Tcm-DTPA). La velocidad fue de 6.8 ñ 2.8 mm/min y una variación de 4.2 a 11.6 mm/min. en 8 sujetos sanos y de 1.8 ñ 1.3 mm/min y una variación de 0.7 a 3.9 mm/min en 13 pacientes con diferentes tipos de rinopatía. La sensibilidad, especificidad y exactitud del procedimiento fueron de 100% en todos los casos estudiados en el presente trabajo