Mapování srdečního výkonu u zdravých lidí a testování nového snímače krevního tlaku

Dílčí studie 1 Na NTNU (Norská univerzita technologie a vědy) byl vyvinut nový neinvazivní snímač krevního tlaku navržený tak, aby poskytoval nepřetržité signály krevního tlaku od ambulantních osob. V této dílčí studii otestujeme schopnost tohoto nového přístroje správně reprezentovat invazivní měření krevního tlaku a zda je jeho přesnost ovlivněna změnami v držení těla a aktivitou.

Novým senzorem je páska na ruce, která se nosí kolem distálního předloktí. Vyhodnotíme míru shody s invazivním měřením krevního tlaku z druhé paže probandů. Primárním cílem studie je porovnat párové numerické hodnoty systolického, diastolického a středního arteriálního tlaku během každého období studie. . Bude uveden celkový výkon a údaje z každého samostatného studijního období. Vliv změn držení těla a aktivity na konvergenci mezi invazivními a neinvazivními měřeními bude hodnocen porovnáním čtyř opakovaných záznamů v lehu a polosedu, a to: v klidu a při cvičení na kole 50, 100 a 150 Wattů.

Dílčí studie 2 Je známo, že změny v držení těla a úrovně cvičení ovlivňují srdeční výdej a krevní tlak, a tím i přenos energie ze srdce do oběhu. Množství energie lze posoudit vynásobením invazivních záznamů krevního tlaku se synchronizovaným transtorakálním ultrazvukovým měřením průtoku krve aortální chlopní. Primárním cílem studie je zkoumat vliv cvičení a polohy na dodání srdeční energie do oběhu u normálních subjektů. Ze synchronizovaných měření krevního tlaku a průtoku krve jsou vypočítány dva samostatné parametry popisující přenos energie, celkový srdeční výkon a srdeční výkon, oba udávané ve wattech. První zahrnuje energii spojenou s oscilacemi průtoku a tlaku, druhý nikoli. Oscilační výkon se vypočítá jako rozdíl: Celkový srdeční výkon – srdeční výkon.

Přenos energie ze srdce do vaskulatury závisí nejen na kontraktilitě srdce, ale také na systémovém vaskulárním odporu a aortální elastanci. Kardiovaskulární interakce bude zkoumána jako sekundární cíl studie. Budou použity dvě metody, obě založené na kombinaci ultrazvuku srdce a invazivního arteriálního tlaku. První z nich, Single beat Ventriculo-Arterial Coupling, vypočítává Ae/Ees (elastanci aorty/elastanci levé komory), která vyžaduje srdeční katetrizaci, z kombinace několika méně invazivních proměnných. Přes komplikované výpočty se tato metoda v posledních letech stala v klinickém výzkumu stále populárnější. Nově Oscilatory Power Fraction, tzn. Oscilační výkon/celkový srdeční výkon byl navržen jako alternativa. Tento parametr je mnohem snadněji vypočítán, ale jen málo údajů potvrzuje jeho spolehlivost jako míru kardiovaskulární interakce.

Opakovaná synchronizovaná měření ultrazvuku a arteriálního tlaku během stejných poloh a zátěže na kole, jak je popsáno v dílčí studii 1, budou porovnána za účelem posouzení účinků úrovně cvičení a držení těla na přenos energie a kardiovaskulární interakci u zdravých osob.

Podstudie 3 Byl vytvořen jednoduchý mechanistický model předpovídající individuální hemodynamické reakce na zátěž na základě demografických údajů a hemodynamického profilu v klidu.

Hlavní myšlenkou této dílčí studie je otestovat tento model porovnáním individuálně předpokládaných hemodynamických hodnot pro každou specifickou kombinaci držení těla a cvičení aplikovanou v dílčích studiích 1 a 2 se skutečnými individuálními hemodynamickými odpověďmi zaznamenanými u subjektů studie. Celkový výsledek bude analyzován pro určení prediktivní schopnosti modelu.

Jako druhý cíl bude provedena podrobná analýza pro zjištění možných vylepšení modelu.

Podstudie 4 Zhoršená dynamická autoregulace průtoku krve ledvinami může být včasným varovným signálem u pacientů na jednotce intenzivní péče s rozvojem akutního poškození ledvin. Posouzení autoregulačních mechanismů ledvin myogenní odezvy (MR) a tubulo-glomerulární zpětné vazby (TGF) však závisí na současném nepřetržitém zaznamenávání signálů krevního tlaku a průtoku z renálních tepen po dobu několika minut. To je náročné, protože ledviny se pohybují s dýcháním, a proto jsme vyvinuli systém pro ultrazvukové zaznamenávání rychlostí proudění v renálních tepnách za pomoci strojového učení. Špičkový běžný ultrazvukový skener bude použit pro čtyřminutový záznam u ležících a odpočívajících probandů. Synchronizované křivky krevního tlaku se zaznamenávají ze zavedené arteriální kanyly.

Posouzení funkce MR a TGF bude provedeno off-line frekvenčními analýzami přenosové funkce s krevním tlakem jako vstupem a rychlostí proudění jako výstupem. Budou testovány různé metody strojového učení a různé přístupy k analýze přenosových funkcí, aby se určila jejich schopnost detekovat dynamickou autoregulaci renálního průtoku krve u normálních subjektů a která metoda (metody) funguje nejlépe.