Mappatura della potenza cardiaca in esseri umani sani e test di un nuovo sensore di pressione sanguigna

Sottostudio 1 Presso la NTNU (Norwegian University of Technology and Science) è stato sviluppato un nuovo sensore di pressione sanguigna non invasivo progettato per fornire segnali continui di pressione sanguigna da persone deambulanti. In questo studio secondario testeremo la capacità di questo nuovo dispositivo di rappresentare correttamente le misurazioni della pressione arteriosa invasiva e se la sua accuratezza è influenzata dai cambiamenti nella postura e nell'attività.

Il nuovo sensore è un bracciale portato intorno all'avambraccio distale. Valuteremo il grado di corrispondenza con le misurazioni della pressione arteriosa invasiva dall'altro braccio dei probandi. L'obiettivo principale dello studio è confrontare i valori numerici accoppiati battito-battito per le pressioni arteriose sistolica, diastolica e media durante ciascun periodo di studio. Come obiettivo secondario dello studio verrà confrontata anche la conformità delle forme d'onda della curva arteriosa in questi periodi . Verranno riportati i dati e le prestazioni complessive di ciascun periodo di studio separato. L'effetto dei cambiamenti nella postura e nell'attività sulla convergenza tra misurazioni invasive e non invasive sarà valutato confrontando quattro registrazioni ripetute in posizione sdraiata e semiseduta, vale a dire: a riposo e durante l'esercizio in bicicletta di 50, 100 e 150 Watt.

Sottostudio 2 È noto che i cambiamenti nella postura e nel livello di esercizio influenzano entrambi la gittata cardiaca e la pressione sanguigna, e quindi il trasferimento di energia dal cuore alla circolazione. La quantità di energia può essere valutata moltiplicando le registrazioni della pressione arteriosa invasiva con la misurazione ecografica transtoracica sincronizzata del flusso sanguigno attraverso la valvola aortica. L'obiettivo principale dello studio è indagare l'effetto dell'esercizio e della posizione sull'erogazione di energia cardiaca alla circolazione in soggetti normali. Dalle misurazioni sincronizzate della pressione sanguigna e del flusso sanguigno vengono calcolati due parametri separati che descrivono il trasferimento di energia, la potenza cardiaca totale e la potenza cardiaca in uscita, entrambi espressi in Watt. Il primo include l'energia associata alle oscillazioni di flusso e pressione, il secondo no. La potenza oscillatoria è calcolata come differenza: Potenza cardiaca totale - Potenza cardiaca in uscita.

Il trasferimento di energia dal cuore al sistema vascolare dipende non solo dalla contrattilità del cuore ma anche dalla resistenza vascolare sistemica e dall'elastanza aortica. L'interazione cardio-vascolare sarà studiata come obiettivo secondario dello studio. Verranno utilizzate due metodiche, entrambe basate sulla combinazione di ecografia cardiaca e pressione arteriosa invasiva. Il primo di questi, l'accoppiamento ventricolo-arterioso a battito singolo, calcola l'Ae/Ees (elastanza aortica/elastanza ventricolare sinistra) che richiede il cateterismo cardiaco, da una combinazione di diverse variabili meno invasive. Nonostante il calcolo complicato, questo metodo è diventato sempre più popolare nella ricerca clinica negli ultimi anni. Nuova frazione di potenza oscillatoria, ad es. Come alternativa è stata proposta la potenza oscillatoria/potenza cardiaca totale. Questo parametro è molto più facile da calcolare ma pochi dati confermano la sua affidabilità come misura dell'interazione cardiovascolare.

Verranno confrontate ripetute misurazioni sincronizzate di ultrasuoni e pressione arteriosa durante le stesse posture e carichi di lavoro in bicicletta descritti nel sottostudio 1 per valutare gli effetti del livello di esercizio e della postura sul trasferimento di energia e sull'interazione cardiovascolare in persone sane.

Sottostudio 3 È stato stabilito un semplice modello meccanicistico che prevede le risposte emodinamiche individuali all'esercizio in base ai dati demografici e al profilo emodinamico a riposo.

L'idea principale di questo sottostudio è testare questo modello confrontando i valori emodinamici previsti individualmente per ciascuna specifica combinazione di postura ed esercizio applicata nei sottostudi 1 e 2 con le effettive risposte emodinamiche individuali registrate nei soggetti dello studio. Il risultato complessivo sarà analizzato per la determinazione del potere predittivo del modello.

Come secondo obiettivo, verrà eseguita un'analisi dettagliata per rilevare possibili miglioramenti del modello.

Il sottostudio 4 L'alterata autoregolazione dinamica del flusso sanguigno renale può essere un segnale di allarme precoce nei pazienti in terapia intensiva che sviluppano un danno renale acuto. Tuttavia, la valutazione dei meccanismi di autoregolazione del rene Risposta miogenica (MR) e Feedback tubulo-glomerulare (TGF) dipende dalle registrazioni continue e simultanee della pressione sanguigna e dei segnali di flusso dalle arterie renali per diversi minuti. Questo è impegnativo poiché i reni si muovono con la respirazione e di conseguenza abbiamo sviluppato un sistema per la registrazione ecografica assistita dall'apprendimento automatico delle velocità di flusso nelle arterie renali. Verrà utilizzato un normale ecografo di fascia alta per una registrazione di quattro minuti in probandi sdraiati e a riposo. Le curve sincronizzate della pressione sanguigna vengono registrate dalla cannula arteriosa a permanenza.

La valutazione della funzione di MR e TGF sarà eseguita mediante analisi di frequenza della funzione di trasferimento off-line con la pressione sanguigna come input e velocità di flusso come output. Saranno testati diversi metodi di apprendimento automatico e diversi approcci all'analisi della funzione di trasferimento per determinare la loro capacità di rilevare l'autoregolazione dinamica del flusso sanguigno renale in soggetti normali e quale metodo o metodi si comportano meglio.