Kardiopulmonális és jobb kamrai funkció az egészségben és a betegségekben

Az 1-2. konkrét célok teljesítéséhez a protokoll azonos lesz. Az 1. konkrét cél a fent meghatározott HFrEF-ben szenvedő betegek elemzése; A 2. konkrét cél a fent meghatározott HFpEF-ben szenvedő betegek elemzése. A 3. konkrét cél protokollja (állóképességi sportolók elemzése) az 1-2. konkrét célokhoz leírtaktól eltérő protokollt tartalmaz.

HFrEF és HFpEF betegek esetében (1-2. specifikus cél): Egyetlen vizit lesz a vizsgálat céljából. Ez a látogatás magában foglalja a hemodinamika kiindulási értékelését Swan-Ganz katéterrel, majd invazív terheléses tesztet egy nagy pontosságú konduktancia katéterrel, amely biztosítja a valós idejű RV PV hurkokat. A Swan-Ganz katéter egy 7 francia rugalmas katéter, amelyet rutinszerűen használnak hemodinamikai értékelésre klinikai és kutatási célokra (jelenleg a COMIRB #16-1635 és a COMIRB #17-1042 katétert használjuk). Ennek a katéternek az a célja, hogy meghatározza a kiindulási hemodinamikai paramétereket ("laikus kifejezéssel"), hogy leírja a bal és jobb oldali töltési nyomásokat, valamint a tüdőben uralkodó nyomásokat, és meghatározza a nyugalmi perctérfogatot. A Swan-Ganz katétert a mérések elvégzése után helyezik be és távolítják el – ez az eljárás várhatóan 10-15 percet vesz igénybe. A vizsgálat elsődleges kutatója, Dr. Cornwell rutinszerűen elvégzi ezeket az eljárásokat klinikai és kutatási körülmények között is, és standard technikákat fog alkalmazni a katéter behelyezésére. Ultrahangos irányítást alkalmaznak a jobb belső jugularis véna azonosítására, ahová a katétert behelyezik, és fluoroszkópiával irányítják a katéter elhelyezését a hemodinamikai monitorozáshoz.

Az alapvonal hemodinamikai értékelésének befejezése után a Swan-Ganz katétert eltávolítják. Ezt követően a nagy pontosságú vezetőképességű katétert szabványos technikák alkalmazásával behelyezik a RV-be. Ez a katéter egyben egy 7-francia rugalmas katéter (jelenleg a COMIRB #17-1042-hez használatos), amelynek a hegyén nyomásmanométer található, valamint számos vezetőképesség-elektróda, amelyek folyamatosan mérik a kamrában a térfogatot - folyamatosan rögzítik a nyomásváltozásokat és A szívciklus során a katéter létrehozza a "PV hurkot". Ezek a katéterek olyan információkat nyújtanak, amelyek nem állnak rendelkezésre a szabványos Swan-Ganz katéterekkel (lásd a fent felsorolt ​​​​eredménymutatókat). A konduktanciakatéter behelyezését követően steril technikával és ultrahangos irányítás mellett egy artériás vezetéket helyeznek a bal vagy jobb radiális artériába. Ennek a katéternek kettős célja van: 1) az edzés során mért vérnyomás arany standard értékelése; és 2) az artériás oxigéntelítettség mérése, hogy a Fick-egyenletből számítsuk ki a perctérfogatot. A kiindulási hemodinamikai értékelés körülbelül 5 perces monitorozást foglal magában spontán légzés közben, majd körülbelül 6 perces légzést szabályozott légzésszámmal (percenként 12-szer), ami lehetővé teszi a vérnyomás rövid távú ingadozásának meghatározását a hatás ellenőrzése után. légzési eltérések, majd Valsalva manőver és vazomotoros reaktivitás (belégzési légzésvisszatartás 30 másodpercig).

A konduktanciakatéter, az artériás katéter behelyezése és az alapadatok beszerzése után a pácienst függőleges ciklusergométerre helyezik. Abban az esetben, ha a páciens nem tud függőlegesen végezni a gyakorlatokat, fekvő ergométert kell használni. A páciens ezután két szubmaximális munkaterheléssel (a lélegeztetési küszöb alatti) végez gyakorlatot, amelyek a valós élet forgatókönyveit/normális mindennapi tevékenységeit szimulálják, majd ezt követi a csúcsterhelés. A szubmaximális adatok megszerzéséhez a kerékpár terhelése 0 Wattnál kezdődik. 1-2 percenként a munkaterhelés folyamatosan növekszik, általában 12,5-25 Watt-os lépésekben, amíg a páciens azt nem jelzi, hogy az észlelt erőkifejtés (RPE) pontszáma 7-9, egy 6-20 pontos skálán. 24 Ez a terhelés az "enyhe" gyakorlatnak vagy az 1. egyensúlyi állapotnak felel meg. A terhelést ezen a szinten tartják körülbelül 4-5 percig, amely idő alatt hemodinamikai adatokat kapnak. Ezt követően a munkaterhelés ismét 12,5-25 Wattos lépésekben megnövekszik, amíg a részvétel azt jelzi, hogy az RPE pontszám 11-13,24 Ez a terhelés egy "mérsékelt" gyakorlatnak vagy steady-state 2-nek felel meg. A terhelést ezen a szinten tartják körülbelül 4-5 percig, és ezalatt hemodinamikai adatokat kapnak. Ezután a betegnek 5-10 perces szünetet kell tartania. A szünet után a beteg tünetkorlátozott kardiopulmonális terhelési tesztet végez, melynek során a terhelés 0 Wattnál kezdődik, és általában 1-2 percenként, 12,5-25 Wattos lépésekben növekszik a kimerülésig. A hemodinamikai adatokat folyamatosan rögzítjük, és a végső adatokat az elért csúcsterhelés mellett kapjuk meg. Ez a protokoll lehetővé teszi az adatok gyűjtését öt különböző pozícióban: 1) fekvőtámasz; 2) álló nyugalom; 3) steady-state 1 vagy "enyhe" gyakorlat; 4) steady-state 2 vagy "mérsékelt" gyakorlat; és 5) csúcsgyakorlat. Mindegyik szakaszban vérmintát vesznek: a vérben az artériás és a vénás oxigéntelítettség szintjét (a Fick perctérfogat kiszámításához), valamint a vénás/kapilláris tejsavszintet ujjbottal vizsgálják. A tejsavszinteket a résztvevők munkaerőkifejtésének értékelésére használják az edzés minden szakaszában ("ökölszabályként" a szubmaximális edzési szintek tejsavszintje 4 mmol/l alatt van. Hanyatt fekvő nyugalmi helyzetben teljes vérképet készítenek a hemoglobin-koncentráció meghatározásához, amelyet Fick perctérfogatának kiszámításához használnak fel az edzés minden szakaszában. A vizsgálat befejezése után a pácienst visszahelyezik fekvő helyzetbe, és műszermentesítik. Ez a protokoll nagyon hasonlít a COMIRB #16-1635 és #17-1042 részeként használt protokollokhoz; ezekkel a protokollokkal kapcsolatos tapasztalataink alapján ez a vizsgálat várhatóan körülbelül 4-5 órát fog tartani.

Állóképességű sportolók számára (3. konkrét cél): Ehhez a tanulmányhoz két látogatásra kerül sor:

• 1. látogatás: Alapállapot-értékelés: ez a látogatás magában foglalja a tájékozott beleegyezést, a tanulmányba való beiratkozást, a kórtörténetet és a fizikális vizsgálatot, majd egy non-invazív kardiopulmonális terhelési tesztet (CPET) stressz echokardiográfiával. A CPET-et a következő módon hajtják végre: nyugalmi echokardiogramot készítenek a szív szerkezetének és működésének felmérésére, valamint minden strukturális betegség kizárására. A sportoló ezután elvégez egy tünetkorlátozott CPET-et, amelynek során az ergométer terhelése 0 Wattnál kezdődik, és 1-2 percenként körülbelül 50 W-os lépésekkel növekszik a kimerülésig. Közvetlenül a teszt befejezése után megismétlik az echokardiográfiát, hogy felmérjék a falmozgást és a szívszerkezetet csúcsterheléskor. A teszt során a pulzusszámot (HR) és a ritmust, valamint a vérnyomást (BP) folyamatosan, non-invazív módon monitorozzák. Abban az esetben, ha ebben az időszakban bármilyen rendellenességet észlelnek, a beteget kizárják a további vizsgálatokból. A teszt eredményét közöljük a résztvevővel.

• 2. látogatás: "Versenynap". A vizsgálat ezen a napján a résztvevők nem kontrasztos szív MRI-t végeznek a vizsgálat előtt és közvetlenül azt követően. A tesztelés tartalmazni fog egy időmérőt egy 180 km-es kerékpáros verseny teljesítéséhez (az Ironman verseny kerékpáros részének távolsága)22.

  • Kiindulási szív MRI: a szív kiindulási szerkezetének és működésének értékelése. Ez az Anschutz Medical Campus agyi képalkotó központjában fog befejeződni.
  • Tesztelés: a szív MRI elvégzése után a résztvevőket a laboratóriumba kísérik vizsgálat céljából. A sportolókon standard technikák alkalmazásával Swan-Ganz katétert helyeznek be (a fent leírtak szerint). A kiindulási hemodinamikai értékelést a bal és jobb oldali töltési nyomás, valamint a perctérfogat meghatározására kell elvégezni. A spontán és szabályozott légzés, valamint a Valsalva manőver és a vazomotoros reaktivitás is elérhető lesz. Ezt az értékelést követően a Swan-Ganz katétert eltávolítják, és egy vezetőképességi katétert helyeznek be, hogy RV PV hurkokat kapjanak. Hanyatt fekvő pihenő hurkokat kell beszerezni. Ezt követően a sportolót függőlegesen álló kerékpárra kell helyezni. Ezután a résztvevő teljesít egy időzített próbaidőszakot (azaz rögzítjük az esemény befejezéséhez szükséges időt). A táv minden résztvevő számára azonos és 180 km lesz (egy Ironman verseny kerékpáros részének távja)22. A résztvevők arra kapnak utasítást, hogy olyan tempóban teljesítsék az eseményt, amely kényelmes és kompatibilis a tipikus versenytempójukkal. A kerékpározás közbeni szüneteket a versenyző kérésére biztosítjuk. A sportoló kérésére ételt, italt/harapnivalót osztanak ki (a cél egy valós versenynapi forgatókönyv szimulálása). A rendezvény ideje alatt a HR és a ritmus, valamint a BP folyamatosan rögzítésre kerül. Az RV PV hurkok, valamint az indirekt kalorimetriás gázcsere mérőszámai folyamatosan kerülnek elemzésre és 30 percenként rögzítésre kerülnek az esemény alatt. Az esemény befejezése után a sportolót visszahelyezik hanyatt fekvő helyzetbe, és az esemény utáni hemodinamikai vizsgálatot elvégzik. Ez magában foglalja a nyugalmi RV PV hurkok beszerzését a vezetőképesség katéterből, majd a Swan-Ganz katéter újbóli behelyezését a spontán és szabályozott légzés érdekében, valamint egy Valsalva manővert és vazomotoros reaktivitást. Ezután a résztvevőt műszermentesítik, és a tesztfázis befejeződik. A hasonló értékelések elvégzésével kapcsolatos tapasztalataink alapján, valamint a 180 km-es kerékpáros események teljesítéséhez szükséges tipikus kerékpározási időkkel, a teszt várhatóan körülbelül 6 órát vesz igénybe.
  • Teszt utáni szív MRI: a szív szerkezetének és működésének értékelése a vizsgálat befejezése után.