Eine neuartige Kühlweste zum Schutz von Personen mit QSL vor Hyperthermie

Problemstellung: Der Verlust der supraspinalen Kontrolle autonomer Bahnen unterbricht die Homöostase mehrerer Organsysteme, einschließlich der Thermoregulation. Thermoregulatorische Mechanismen sind aufgrund unterbrochener sympathischer Bahnen für die hypothalamische Kontrolle der vasomotorischen und sudomotorischen Funktion und motorischer/sensorischer Bahnen für Zittern und thermische Empfindungen dysfunktional. Während der Exposition gegenüber warmen saisonalen Temperaturen führt die Dysregulation der Wärmeableitungsmechanismen (Vasodilatation und Schwitzen) dazu, dass die Körperkerntemperatur (Tcore) bei Personen mit QSL ansteigt, anstatt stabil und streng reguliert zu bleiben (~37°0,6°C). wie es bei arbeitsfähigen (AB) Personen vorkommt. Die Forscher haben bei Personen mit höheren Läsionen (SCI > T6: Hi-SCI) berichtet, dass selbst eine begrenzte Exposition (1-2 Stunden) bei typischen Sommertemperaturen (35 °C) zu einem Tcore-Anstieg auf Werte führen kann, die sich einer Hyperthermie (38 °C) nähern C). Leichte Hyperthermie verursacht körperliche Beschwerden und kann die Wahrnehmung beeinträchtigen. Unkontrolliert kann Hyperthermie zu Hitzeerschöpfung und Hitzschlag führen, die Krampfanfälle, Bewusstlosigkeit und möglicherweise den Tod verursachen, wie es bei gefährdeten Bewohnern des pazifischen Nordwestens während einer Hitzewelle Ende Juni 2021 der Fall war.

Der aktuelle medizinische Rat für Querschnittgelähmte lautet, direktes Sonnenlicht zu vermeiden, sich sparsam zu kleiden, viel zu trinken und an heißen, feuchten Tagen im Haus zu bleiben. Trotz Beachtung dieser Ratschläge finden sich Personen mit QSL häufig während sozialer, religiöser oder beruflicher Anlässe für längere Zeit in heißen Umgebungen wieder. Unter diesen Bedingungen kommt es zu einem raschen Fortschreiten des Gefühls von „Überhitzung“ und einem erhöhten Risiko für hitzebedingte Erkrankungen. Warme saisonale Temperaturen schränken den wahrgenommenen Komfort, die Ausübung von Aktivitäten und die Teilnahme an gesellschaftlichen Funktionen bei Personen mit zervikaler Verletzung (Tetraplegie) stärker ein als bei AB-Kontrollen. Die Identifizierung einer sicheren, nicht-invasiven, wirksamen biotechnischen Intervention zur Wiederherstellung der thermoregulatorischen Funktion während Hitzeeinwirkung hat das Potenzial, die negativen Auswirkungen von Hitze auf Aktivitäten, Teilnahme und Lebensqualität (QOL) bei Veteranen mit SCI zu minimieren. Wenn es wirksam ist, können auch andere Veteranenpopulationen, die durch Hitzeeinwirkung beeinträchtigt sind, von dieser Intervention profitieren.

Ziele: Diese Pilotstudie wird eine selbstregulierende Kühlweste für Veteranen mit QSL entwickeln und testen, die sowohl konduktive als auch Verdunstungsmethoden verwenden kann, um Körperwärme als Proof-of-Concept abzuleiten, um einen übermäßigen Anstieg des Tcore und thermisches Unbehagen während der Kontrolle zu verhindern Exposition gegenüber einer warmen Umgebung. Ein erster Prototyp der Weste wurde in Zusammenarbeit mit Dr. Hao Su, einem Co-Ermittler, entwickelt. Dieser erste Prototyp muss vor dem Testen am Menschen weiterentwickelt werden. Wenn diese Studie erfolgreich ist, werden die Forscher mit dem Human Engineering Research Laboratory (HERL) zusammenarbeiten, um die Weste für Heimtests geeignet zu machen, um ihre Wirksamkeit bei der Verbesserung der gesellschaftlichen Teilhabe und QOL bei Veteranen mit QOL während der wärmeren Jahreszeiten oder beim Wohnen oder Reisen zu bestimmen in heiße Klimazonen.

Primäres Ziel (Sicherheit): Die Entwicklung des 2. Prototyps der Kühlweste abzuschließen und seine Sicherheit zu bestimmen. Nach Erfüllung der Prüfstandskriterien tragen die AB-Teilnehmer die nasse Kühlweste bei maximaler Einstellung für 2 Stunden in sitzender Position in einer warmen Wärmekammer (35 °C), um Folgendes zu bestimmen: (1) minimale Hauttemperaturen unter der Kühlweste und ( 2) subjektiver Komfort der Kühlweste.

Haupthypothesen: (1) Die Hauttemperatur unter der Weste wird 20°C betragen, um vor Kälteschäden zu schützen. (2) AB-Teilnehmer melden ein thermisches Empfinden (TS) von nicht weniger als „kühl“ auf einer validierten 9-Punkte-Skala für das thermische Empfinden. Wenn während des Tests eine Hauttemperatur von <20 °C gemessen wird oder ein TS < „cool“ oder „cold spots“ gemeldet wird, wird die Entwicklung der Weste weiterhin sicherstellen, dass der Prototyp sicher für Tests an Personen mit SCI ist. Sobald die Sicherheitskriterien für die Kühlweste bei AB-Probanden erfüllt sind, werden Wirksamkeitstests bei Personen mit SCI durchgeführt, die die Kühlweste während einer kontrollierten Wärmebelastung tragen.

Sekundäres Ziel (Wirksamkeit bei SCI): Bestimmung der Wirksamkeit der nassen Kühlweste zur Aufrechterhaltung des Tcore (innerhalb von 0,3 °C) bei Teilnehmern mit Hi-SCI, wenn sie 2 Stunden einer warmen Umgebung ausgesetzt waren. Unter Verwendung eines Designs mit wiederholten Messungen tragen Teilnehmer mit Hi-SCI die nasse Weste (Versuchsbedingung) oder keine Weste (Kontrollbedingung) in einer warmen Wärmekammer (35 °C) für bis zu 2 Stunden in sitzender Position, um Folgendes zu bestimmen: (1) Änderung von Tcore und (2) Wahrnehmung von Wärme und thermischem Komfort.

Sekundäre Hypothesen: In der vorherigen Untersuchung der Forscher zur Hitzeexposition hatten 65 % der Personen mit Hi-SCI einen Tcore-Anstieg von > 0,5 °C (mittlerer Anstieg 0,6 °0,3 °C). während du nur Shorts trägst. Die Forscher gehen davon aus, dass das Tragen einer Kühlweste bei gleicher Hitzeeinwirkung die Wärmeableitung erheblich erhöht und somit die Aufrechterhaltung von Tcore und thermischem Komfort verbessert. Die Forscher nehmen an, dass während einer kontrollierten Wärmeexposition (35 °C) Teilnehmer mit Hi-SCI, die die nasse Kühlweste tragen, im Vergleich zu den gleichen Teilnehmern, die keine Weste tragen, Folgendes tun: 1) 65 % werden eine signifikant geringere Erhöhung des Tcore (0,3 °C) aufweisen C) und 2) ein größerer Prozentsatz der Teilnehmer berichtet über einen erhöhten thermischen Komfort (verringerte Wahrnehmung des Gefühls „heiß“, „sehr heiß“ oder „unangenehm“).