Účinky aerobního cvičení na cerebrální arteriální systém, kognitivní a motorické funkce u pacientů po mrtvici.

Cévní mozková příhoda je zdravotní stav definovaný jako „rychle se rozvíjející klinické příznaky fokální (nebo globální) poruchy mozkové funkce, se symptomy trvajícími 24 hodin nebo déle nebo vedoucími ke smrti, bez zjevné jiné příčiny než vaskulárního původu“. Vyznačuje se mimo jiné narušenými hemodynamickými, motorickými a kognitivními funkcemi. Tento stav představuje celosvětově závažnou ekonomickou a sociální zátěž, protože je druhou nejčastější příčinou úmrtí a invalidity. V Číně je mrtvice na třetím místě mezi příčinami úmrtí po zhoubných nádorech a srdečních onemocněních s hlášenou úmrtností 149,5 na 100 000 a v roce 2018 představovala 1,57 milionu úmrtí, zatímco v Hongkongu bylo v roce 2020 6,2 % všech registrovaných úmrtí. připisováno cerebrovaskulárnímu onemocnění.

Ke zmírnění problémů a zátěže spojené s cévní mozkovou příhodou byla navržena preventivní opatření, jako je obhajování zdravého životního stylu za účelem kontroly rizikových faktorů cévní mozkové příhody. Navzdory existenci takových opatření však nelze tvrdit, že výskyt mrtvice je nevyhnutelný, jak dokládají výše uvedené statistiky. Existuje proto potřeba vyvinout robustní a účinné přístupy k léčbě a managementu mrtvice zaměřené na prevenci recidivy mrtvice a zlepšení přežití a kvality života pacientů po mrtvici. Rehabilitace je jednou z takových nefarmakologických, terapeutických intervencí, která je zaměřena na obnovení ztracené funkce v různých doménách spojených s mrtvicí. Vzhledem k tomu, že ischemická cévní mozková příhoda je důsledkem nedostatečného průtoku krve a kyslíku do mozku v důsledku tromboembolické okluze, měly by se rehabilitační techniky zaměřit na zlepšení zdravotního stavu mozkových tepen (intrakraniálních a extrakraniálních) a obnovení kognitivních a motorických funkcí pro dosažení pozitivního výsledky po mrtvici. Mezi různými rehabilitačními technikami má aerobní cvičební trénink (AET) definovaný jako „strukturované cvičební programy, které zahrnují rytmický pohyb velkých svalů po delší dobu“, potenciál obnovit narušené hemodynamické, kognitivní a motorické funkce, které charakterizují přítomnost mrtvice. a trénink na běžeckém pásu (TT) spolu s cykloergometrem jsou dva takové běžné typy AET.

Hlavním mechanismem, kterým může AET zlepšit cerebrovaskulární průtok krve, je zvýšená produkce oxidu dusnatého (NO), známého mediátoru endoteliální funkce. Uvádí se, že NO má antiaterogenní vlastnosti, které mohou zabránit hromadění plaku v krevních cévách, a proto má potenciál podporovat pozitivní cerebrovaskulární morfologické změny ve velkých intrakraniálních a extrakraniálních tepnách u pacientů s ischemickou cévní mozkovou příhodou, což jsou klíčové atributy nezbytné pro zlepšení post- kvalitu života pacientů s mrtvicí a v prevenci recidivy mrtvice. Existují však omezené informace o potenciální redukci aterosklerotického plátu u pacientů s chronickou mrtvicí podstupujících AET. Duplexní ultrazvuk karotid (DCUS) a transkraniální dopplerovský ultrazvuk (TCD) jsou dvě neinvazivní a neionizující techniky, které lze použít k posouzení hemodynamických a morfologických změn v extrakraniálních a intrakraniálních mozkových tepnách. Navzdory tomu, že bylo prokázáno, že mozková hemodynamika hraje důležitou roli ve výskytu ischemického poškození mozku, byly učiněny pouze omezené pokusy prozkoumat základní hemodynamické změny v intrakraniálních a extrakraniálních mozkových tepnách, které jsou způsobeny AET u pacientů po mrtvici a jak jsou spojeny s možnými změnami jak v motorických, tak kognitivních funkcích. Několik studií, které hodnotily potenciální příznivé účinky AET na cerebrovaskulární systém, přineslo protichůdná zjištění.

Navzdory rozporuplným zjištěním je nutné poznamenat, že tyto studie se zaměřily na hodnocení účinků tréninku pouze na jeden hemodynamický parametr, průměrnou rychlost proudění z (TCD) a o jeho účinku na extrakraniální cerebrální hemodynamické a morfologické vlastnosti tepen. Kromě toho se v posledních letech vyvinuly techniky karotického ultrasonografického skenování s novými technikami, jako je analýza tuhosti krčních tepen, trojrozměrné (3D) zobrazování cévní stěny, počítačově asistovaná obrazová analýza (CAIA) a tyto metody jsou považovány za spolehlivé a přesné. hodnotit morfologii extrakraniálních mozkových cév u jiných populací kromě pacientů s chronickou mrtvicí, a proto mají potenciál lépe monitorovat a poskytovat holistické hodnocení změn, které se mohou vyskytnout v extrakraniálních cerebrálních tepnách u pacientů po mrtvici, kteří podstupují aerobní cvičení.

Vzhledem k výše uvedenému různorodému a rozporuplnému pozadí spojenému se vznikem pokročilých ultrasonografických technik je potřeba dále zkoumat možnou hodnotu AET při zlepšování hemodynamiky a morfologie mozkových tepen, jakož i kognitivních a motorických funkcí u pacientů po cévní mozkové příhodě pomocí robustních návrhy studií, které zahrnují preskripci založenou na důkazech, a zároveň využívající multiparametrický přístup zahrnující nové techniky CUS k hodnocení primárních výsledků nelze přehnaně zdůrazňovat. Na základě výše uvedených základních informací byly formulovány následující cíle.

Účelem studie je prozkoumat účinky AET na velké intrakraniální a extrakraniální mozkové tepny, jak byly hodnoceny pomocí nových, multiparametrických duplexních karotidových ultrazvukových (DCUS) technik a transkraniálního dopplerovského (TCD) ultrazvuku, a na kognitivní a motorické funkce. u chronických pacientů po mozkové příhodě. Kromě toho se studie snaží porovnat morfologické a hemodynamické rysy velkých intrakraniálních a extrakraniálních mozkových tepen mezi pacienty po cévní mozkové příhodě a věkově odpovídajícími kontrolami bez cévní mozkové příhody, jak bylo stanoveno pomocí DCUS a TCD ultrazvuku.

Studie je kvantitativní, prospektivní randomizovaná kontrolovaná studie zahrnující dospělé pacienty s chronickou cévní mozkovou příhodou a věkově odpovídající subjekty bez cévní mozkové příhody a bude probíhat v ultrazvukové laboratoři Hong Kong Polytechnic University od ledna 2023 do srpna 2024. Etické schválení bylo získáno od Institutional Review Board (IRB) Hong Kong Polytechnic University (Ref: HSEARS20220714001). Od pacientů bude získán informovaný souhlas, přičemž bude použit kódovací systém pro zajištění důvěrnosti a anonymity subjektů výzkumu. Bude použito pravděpodobnostní vzorkování zahrnující jednoduchou náhodnou techniku. Za předpokladu střední velikosti účinku 0,5, α 0,05, statistické síly 80 % a 17% míry výpadků, abychom dosáhli cíle srovnání morfologických a hemodynamických vlastností velkých intrakraniálních a extrakraniálních mozkových tepen mezi pacienty po cévní mozkové příhodě a věkem- odpovídající pacienti bez cévní mozkové příhody cílový je vzorek o velikosti 120 subjektů (60 pacientů s cévní mozkovou příhodou a 60 pacientů bez cévní mozkové příhody) podle výpočtu ze softwaru G* Power pomocí t-testu (rozdíl mezi dvěma nezávislými průměry). Na základě velikosti účinku 0,59, α 0,05, statistické síly 80 % a 15% míry předčasného ukončení je vyžadována minimální velikost vzorku 13 subjektů v každé ze tří skupin po mozkové příhodě podstupujících AET, jak je vypočteno z Software G* Power využívající F test (jednosměrná ANOVA s pevnými efekty).

Cílem studie je zařadit chronické pacienty čínského původu s mírným až středním postižením po cévní mozkové příhodě, kteří mohou podstoupit dvě AET. Vzhledem k tomu, že věk je matoucí proměnnou při zotavení po cévní mozkové příhodě, pouze pacienti starší 50 let s > 6 měsíci od začátku cévní mozkové příhody (pacienti s chronickou cévní mozkovou příhodou). Pro zajištění klinického faktoru podtypu cévní mozkové příhody budou vybráni pouze jedinci s ischemickou cévní mozkovou příhodou, která je nejběžnějším podtypem cévní mozkové příhody. Ze studie budou také vyloučeni pacienti s nedostatečnými kostními okny umožňujícími hodnocení TCD a pacienti s významnými kardiovaskulárními rizikovými faktory pro provedení AET.

Ultrazvuk karotid a transkraniální dopplerovské ultrazvukové přístroje budou použity k vyšetření hemodynamických a morfologických vlastností velkých extrakraniálních a intrakraniálních tepen. Pro AET bude použito zařízení běžecký pás a cykloergometr. Protokol karotidy bude zahrnovat hodnocení morfologických parametrů extrakraniální karotidy pomocí nových přístupů, jako je hodnocení 3D stupně arteriální stenózy, analýza arteriální tuhosti a automatizovaná analýza CIMT, zatímco hemodynamické vlastnosti (střední rychlost toku (MFV), špičková systolická rychlost (PSV) Hodnotí se také koncová diastolická rychlost (EDV), odporový index (RI) a index pulsatility (PI). Ultrazvukové protokoly TCD budou zahrnovat skenování bilaterálních středních cerebrálních tepen (MCA) přes transtemporální okno. Budou měřeny spektrální dopplerovské parametry (MFV, PSV, EDV, PI a RI.).

Cílová dávka pro dva režimy AET se bude skládat z 1.) trvání relace = 30 minut, 2.) frekvence = 3x týdně, 3.) vysoké intenzity = (60-84% rezerva srdeční frekvence (HHR).4.) Typy = Běžecký pás a cykloergometr 5.) Celková délka programu = 3 měsíce.

Pro analýzu dat v této studii bude použit statistický balíček IBM SPSS (Statistical Package for the Social Science) verze 25. Budou použity jak deskriptivní, tak inferenční statistiky. ANOVA s opakovanými měřeními nebo neparametrický ekvivalentní Friedmanův test bude použit k provedení hodnocení výsledků měření v rámci skupiny, zatímco jednosměrná ANOVA bude provádět analýzu mezi skupinami. Statistická významnost bude uvažována při p<0,05. Standardizovaný průměrný rozdíl (SMD) bude použit ke kvantifikaci léčebných přínosů nebo účinku AET. Velikost efektů musí být kategorizována jako malá (0,2-0,5), střední (0,5-0,8) nebo velká (≥0,8).

Význam studie.

Znalosti o možném zlepšení hemodynamických a morfologických vlastností velkých intrakraniálních a extrakraniálních arterií u pacientů po cévní mozkové příhodě po AET mohou poskytnout měřítko účinnosti AET při zlepšování zdravotních výsledků u pacientů po cévní mozkové příhodě, a tak pomoci při klinické léčbě těchto pacientů. Použití nových, multiparametrických ultrazvukových přístupů, jako je 3D arteriální stenóza, arteriální tuhost a automatizovaná CIMT analýza, v této skupině subjektů stanoví základní hodnoty, které mohou být užitečné pro budoucí výzkum. Výsledky studie budou také informovat terapeuty a klinické lékaře o modalitě AET, která je účinnější při zlepšování hemodynamických a morfologických vlastností mozkových tepen a kognitivních a motorických funkčních výsledků u pacientů po cévní mozkové příhodě. Zlepšení neurokognitivních a motorických funkcí u pacientů po cévní mozkové příhodě má důležité důsledky pro veřejné zdraví, protože to snižuje socioekonomickou zátěž spojenou s dalším zhoršováním neurokognitivních funkcí, které je spojeno se zvýšeným rizikem demence a vysokou úmrtností.