Nová chladící vesta na ochranu osob s SCI před hypertermií

Problém: Ztráta supraspinální kontroly autonomních drah přerušuje homeostázu více orgánových systémů včetně termoregulace. Termoregulační mechanismy jsou dysfunkční v důsledku přerušených sympatických drah pro hypotalamickou kontrolu vazomotorické a sudomotorické funkce a motorických/senzorických drah pro třes a tepelné pocity. Během vystavení teplým sezónním teplotám umožňuje dysregulace mechanismů rozptylu tepla (vazodilatace a pocení) u osob s SCI spíše zvýšení tělesné teploty (Tcore), než aby zůstala stabilní a přísně regulovaná (~37°0,6°C), jak se vyskytuje u zdravých (AB) osob. Vyšetřovatelé hlásili u osob s vyššími lézemi (SCI >T6: Hi-SCI), že i omezená expozice (1-2 hodiny) typickým letním teplotám (35 °C) může mít za následek zvýšení Tcore na hodnoty blížící se hypertermii ( 38° C). Mírná hypertermie způsobuje fyzické nepohodlí a může zhoršit kognici. Nekontrolovaně může hypertermie progredovat do vyčerpání z horka a úpalu způsobujících záchvaty, ztrátu vědomí a potenciálně smrt, jak k tomu došlo u zranitelných obyvatel severozápadního Pacifiku během vlny veder koncem června 2021.

Současnou lékařskou radou pro osoby s SCI je vyhýbat se přímému slunečnímu záření, střídmě se oblékat, pít hodně tekutin a zůstávat v horkých a vlhkých dnech uvnitř. Navzdory těmto radám se osoby s SCI často ocitají v horkém prostředí po dlouhou dobu během společenských, náboženských nebo pracovních funkcí. Během těchto stavů dochází k rychlé progresi k pocitu „přehřátí“ a zvýšenému riziku onemocnění souvisejících s horkem. Teplé sezónní teploty omezují vnímaný komfort, výkon činností a účast na společenských funkcích ve větší míře u osob s cervikálním poraněním (tetraplegií) než u AB kontrol. Identifikace bezpečného, ​​neinvazivního a účinného bioinženýrského zásahu k obnovení termoregulační funkce během vystavení teplu má potenciál minimalizovat negativní dopad tepla na aktivity, účast a kvalitu života (QOL) u veteránů s SCI. Pokud je to účinné, mohou z tohoto zásahu těžit i další populace veteránů nepříznivě ovlivněné vystavením teplu.

Cíle: Tato pilotní studie vyvine a otestuje samoregulační chladicí vestu pro veterány s SCI, která může využívat vodivé i odpařovací metody k rozptýlení tělesného tepla jako důkaz koncepce, aby se zabránilo nadměrnému nárůstu Tcore a tepelnému nepohodlí během kontrolovaného vystavení teplému prostředí. První prototyp vesty byl vyvinut ve spolupráci s Dr. Hao Su, spoluřešitelem. Tento počáteční prototyp vyžaduje další vývoj před testováním na lidech. Pokud bude tato studie úspěšná, budou vyšetřovatelé spolupracovat s Human Engineering Research Laboratory (HERL) na výrobě vesty vhodné pro domácí testování, aby se zjistila její účinnost při zlepšování společenské účasti a kvality života u veteránů s SCI během teplejších období nebo při pobytu nebo cestování. do horkých klimatických pásem.

Primární cíl (bezpečnost): Dokončit vývoj 2. prototypu chladicí vesty a určit její bezpečnost. Po splnění kritérií testování na lavici budou účastníci AB nosit mokrou chladicí vestu při maximálním nastavení po dobu 2 hodin v sedě v teplé tepelné komoře (35 °C), aby určili: (1) minimální teploty pokožky pod chladicí vestou a ( 2) subjektivní komfort chladící vesty.

Primární hypotézy: (1) Teplota kůže pod vestou bude 20 °C, aby byla chráněna před poraněním chladem. (2) Účastníci AB budou hlásit tepelný vjem (TS) ne menší než „cool“ na ověřené 9bodové stupnici tepelného vjemu. Pokud je během testování naměřena teplota kůže <20°C nebo je hlášena TS < "cool" nebo "studená místa", bude vývoj vesty pokračovat, aby bylo zajištěno, že prototyp je bezpečný pro testování u osob s SCI. Jakmile budou bezpečnostní kritéria pro chladící vestu splněna u AB subjektů, bude provedeno testování účinnosti u osob s SCI, které budou nosit chladící vestu během řízeného oteplování.

Sekundární cíl (Účinnost v SCI): Stanovit účinnost mokré chladicí vesty pro udržení Tcore (do 0,3 °C) u účastníků s Hi-SCI, když jsou vystaveni 2 hodinám teplého prostředí. Při použití designu opakovaných měření budou účastníci s Hi-SCI nosit mokrou vestu (experimentální stav) nebo žádnou vestu (kontrolní stav) v teplé tepelné komoře (35 °C) po dobu až 2 hodin v sedě, aby zjistili: (1) změna Tcore a (2) vnímání tepla a tepelné pohody.

Sekundární hypotézy: Při předchozím zkoumání expozice teplu vyšetřovateli mělo 65 % osob s Hi-SCI zvýšení Tcore o >0,5 °C (průměrné zvýšení o 0,6 °0,3 °C) zatímco nosí jen šortky. Vyšetřovatelé očekávají, že nošení chladicí vesty při stejném vystavení teplu výrazně zvýší odvod tepla, a tím zlepší udržení Tcore a tepelného komfortu. Vyšetřovatelé předpokládají, že během kontrolované tepelné expozice (35 °C) budou mít účastníci s Hi-SCI na sobě mokrou chladicí vestu ve srovnání se stejnými účastníky, kteří vestu nemají: 1) 65 % bude mít výrazně sníženou elevaci Tcore (0,3 ° C) a 2) větší procento účastníků uvede zvýšený tepelný komfort (snížené vnímání pocitu „horko“, „velmi horko“ nebo „nepříjemně“).