Terveiden ihmisten sydämen tehon kartoitus ja uuden verenpaineanturin testaus

Osatutkimus 1 NTNU:ssa (Norjan teknillinen ja tiedeyliopisto) on kehitetty uusi ei-invasiivinen verenpaineanturi, joka on suunniteltu antamaan jatkuvia verenpainesignaaleja avohoidossa olevilta henkilöiltä. Tässä osatutkimuksessa testaamme tämän uuden laitteen kykyä esittää oikein invasiivisia verenpainemittauksia ja vaikuttaako asennon ja aktiivisuuden muutokset sen tarkkuuteen.

Uusi anturi on käsivarren distaalisen kyynärvarren ympärillä oleva käsivarsinauha. Arvioimme vastaavuuden asteen invasiivisten verenpainemittausten kanssa koettimien toisesta kädestä. Tutkimuksen ensisijaisena tavoitteena on verrata systolisen, diastolisen ja keskimääräisen valtimopaineen parillisia, systolisten ja keskimääräisten valtimopaineiden numeerisia arvoja kunkin tutkimusjakson aikana. Toissijaisena tutkimuksen tavoitteena on myös verrata valtimokäyrän aaltomuotojen yhteensopivuutta näillä jaksoilla. . Kokonaissuorituskyky ja tiedot kustakin erillisestä tutkimusjaksosta raportoidaan. Asennon ja aktiivisuuden muutosten vaikutusta invasiivisten ja ei-invasiivisten mittausten lähentymiseen arvioidaan vertaamalla neljää toistuvaa tallennusta makuuasennossa ja puoliistuvassa asennossa, nimittäin: levossa ja pyöräilyn aikana 50, 100 ja 150 wattia.

Alatutkimus 2 Asennon ja harjoitustason muutosten tiedetään molempien vaikuttavan sydämen minuuttitilavuuteen ja verenpaineeseen ja siten energian siirtymiseen sydämestä verenkiertoon. Energian määrä voidaan arvioida kertomalla invasiiviset verenpainemittaukset synkronoituun transtorakaaliseen ultraäänimittaukseen veren virtauksesta aorttaläpän läpi. Tutkimuksen ensisijaisena tavoitteena on tutkia harjoituksen ja asennon vaikutusta sydämen energian kulkeutumiseen verenkiertoon normaaleilla koehenkilöillä. Synkronoiduista verenpaineen ja verenvirtauksen mittauksista lasketaan kaksi erillistä energiansiirtoa kuvaavaa parametria, Sydämen kokonaisteho ja Sydämen teho, molemmat watteina. Edellinen sisältää virtauksen ja paineen värähtelyihin liittyvän energian, jälkimmäinen ei. Värähtelyteho lasketaan erotuksena: Sydämen kokonaisteho - Sydämen teho.

Energian siirtyminen sydämestä verisuoniin ei riipu vain sydämen supistumiskyvystä, vaan myös systeemisestä verisuoniresistanssista ja aortan elastisuudesta. Toissijaisena tutkimustavoitteena tutkitaan sydän- ja verisuonivuorovaikutusta. Käytetään kahta menetelmää, jotka molemmat perustuvat sydämen ultraäänen ja invasiivisen valtimopaineen yhdistelmään. Ensimmäinen näistä, Single beat Ventriculo-Arterial Coupling, laskee Ae/Ees-arvon (aortan elastanssi/vasemman kammion elastanssi), joka vaatii sydämen katetrointia useiden vähemmän invasiivisten muuttujien yhdistelmästä. Monimutkaisista laskelmista huolimatta tästä menetelmästä on tullut viime vuosina yhä suositumpi kliinisissä tutkimuksissa. Uusi oskilloiva tehofraktio, ts. Vaihtoehtona ehdotettiin värähtelyvoimaa/sydämen kokonaistehoa. Tämä parametri on paljon helpompi laskea, mutta vähän tietoa vahvistaa sen luotettavuus kardiovaskulaarisen vuorovaikutuksen mittana.

Toistuvia synkronoituja ultraääni- ja valtimopainemittauksia samoissa asennoissa ja pyöräilykuormituksissa, kuten alatutkimuksessa 1 on kuvattu, verrataan, jotta voidaan arvioida liikunnan tason ja asennon vaikutuksia energiansiirtoon ja sydän- ja verisuonivuorovaikutukseen terveillä henkilöillä.

Alatutkimus 3 Yksinkertainen mekaaninen malli on perustettu, joka ennustaa yksittäisiä hemodynaamisia vasteita harjoitteluun demografisten tietojen ja hemodynaamisen profiilin perusteella levossa.

Tämän osatutkimuksen pääajatuksena on testata tätä mallia vertaamalla yksilöllisesti ennustettuja hemodynaamisia arvoja kullekin tietylle asennon ja harjoituksen yhdistelmälle, jota sovellettiin alatutkimuksissa 1 ja 2, todellisiin yksittäisiin hemodynaamisiin vasteisiin, jotka kirjattiin tutkimushenkilöillä. Kokonaistulos analysoidaan mallin ennustevoiman määrittämiseksi.

Toisena tavoitteena tehdään yksityiskohtainen analyysi mallin mahdollisten parannusten havaitsemiseksi.

Alatutkimus 4 Munuaisten verenvirtauksen heikentynyt dynaaminen autosäätely voi olla varhainen varoitussignaali tehohoitopotilaille, joille kehittyy akuutti munuaisvaurio. Munuaisten autoregulaatiomekanismien myogeeninen vaste (MR) ja tubulo-glomerulaarinen palaute (TGF) riippuu kuitenkin verenpaineen ja munuaisvaltimoiden virtaussignaalien samanaikaisista jatkuvista tallennuksista useiden minuuttien ajan. Tämä on haastavaa, koska munuaiset liikkuvat hengityksen mukana, ja sen seurauksena kehitimme järjestelmän koneoppimisavusteiseen ultraäänitallennustilaan munuaisvaltimoiden virtausnopeuksien tallentamiseen. Huippuluokan tavallista ultraääniskanneria käytetään neljän minuutin mittaukseen makuu- ja lepäämiskoettimissa. Synkronoidut verenpainekäyrät tallennetaan sisällä olevasta valtimokanyylistä.

MR- ja TGF-toiminnan arviointi suoritetaan off-line-siirtofunktion taajuusanalyyseillä, joissa verenpaine on tulona ja virtausnopeudet lähtönä. Erilaisia ​​koneoppimismenetelmiä ja erilaisia ​​lähestymistapoja siirtofunktioanalyysiin testataan, jotta voidaan määrittää niiden kyky havaita munuaisten verenvirtauksen dynaaminen autosäätely normaaleissa koehenkilöissä ja mitkä menetelmät toimivat parhaiten.