NASA の事前呼吸に関する研究 (NASA Prebreath)

申請者は、このパイロットテストで 4 回の 12 時間のチャンバーランに参加するために、1 日あたり少なくとも 3 人の被験者と 1 人のテストオペレーター (ドップラー/超音波技師) を提供するためにスクリーニングされます。 被験者の確保の問題、辞退、または失格の場合に備えて、予備被験者のスクリーニングが含まれます。 対象者は標準プロトコルに従ってスクリーニングされ、対象者プールには、この重要な集団を募集して検査する能力を実証する女性も含まれます。 NASA は、宇宙飛行士部隊と同様の人口統計の包含および除外基準を提供する予定です。 スクリーニングプロセスに続いて、被験者は習熟セッションに参加し、その間に試験プロトコルの口頭および書面による説明を受け、質問することが奨励され、参加に進む前に書面によるインフォームドコンセントが提供されます。 その後、被験者はチャンバープロトコルと安全手順に慣れます。 被験者はまた、EVA シミュレーション ワークステーションにも慣れ、いくつかの低い作業速度 (最大値以下の運動強度) で腕のエルゴメトリーとステッピング運動を実行しながら代謝率を測定し、チャンバー内運動の処方に必要なケイデンスまたは作業速度を検証します。 。

透明な高圧フードを使用した 100% 酸素の 6 時間の事前呼吸を含むテスト計画が実施され、その後 6 時間持続する、またはテスト終了が必要な兆候や症状が現れるまで (NASA およびデュークの基準に従って) EVA のシミュレーションが続きます。被験者の要求によるテストの終了、または設備または監視機能の誤動作。 これらのセッションには、成功したマスク運用と安全手順のデモンストレーションが含まれます。 さらに 30 分が再加圧とテスト後のモニタリングに割り当てられます。

必要に応じて対象の治療と管理、プロトコール完了後の対象のクリアランス、およびチャンバー実行後の数日間のフォローアップのために、プロトコール中、進入前にチャンバー前の身体検査を実施するための適切な医療サポートが提供されます。必要に応じて。 医療従事者の責任には、2D 超音波とドップラーのモニタリングと解釈、ならびに被験者の自己申告と DCS または不耐症の症状のモニタリングが含まれます。 呼吸前条件 デューク高気圧医学および環境生理学センターは、最大 6 時間の 100% O2 前呼吸を実行できる能力を実証します。 被験者は前呼吸の開始時に O2 呼吸を開始し、減圧を通じて再加圧が完了するまで 100% O2 呼吸を続けます。 被験者には、前呼吸を中断することなく（ドリンクポートを使用して）自由に水分が提供されます。 NASA は呼吸マスクおよび/またはその製造用の設計を提供するか、適切な代替品の承認を提供します。 マスクの事前呼吸を開始する前は食事が許可されますが、テストプロトコル中（12時間）は許可されません。 また、被験者は試験プロトコル中に眠ることを許可されません。 EVA Simulation Duke は、6 時間の船外活動のシミュレーションを実行し、標準化された監視慣行を維持する能力を実証します。 スーツ環境をシミュレートするために、以下に説明する EVA シミュレーション タスクを開始する前に、チャンバーは 4.3 psia (0.3 ATA、高度約 30,000 フィート) まで減圧されます。 EVA の開始時間は、所望の減圧レベルに到達することによって定義され、EVA の終了時間は、再加圧の開始によって定義されます。 EVA シミュレーションには、NASA が定義した、または提供されたワークステーションを使用して、あらかじめ決められた間隔で、あらかじめ決められた順序で一連のタスクを繰り返し実行する各被験者のローテーションが含まれます。 EVA は 8 つのステーションを使用してシミュレートされ、名目上は 4 ステーションの 2 サイクルで実行され、被験者は 5 分ごとにステーション間を交代します。 1 サイクルで、被験者は、歩行（ローステップ）、上半身の技術的タスク（スタンディングボード）、荷物運搬（体重移動）をシミュレートするステーションと、被験者が簡易ベッドで仰向けになっている間に 2D 超音波をシミュレートするステーションを回転します。 もう一方のサイクルでは、被験者は、より活発な歩行（ハイステップ）、上半身の身体運動（腕エルゴメトリー）、膝をついた姿勢で実行される技術的タスク（ニーリングボード）、および仰臥位でのドップラー超音波をシミュレートするステーションを順番に通過します。 したがって、各サイクルで被験者は低強度から中強度の運動を 15 分間実行し、その後 5 分間のモニタリングと休息を行います。 腕のエルゴメトリー (ケイデンスと抵抗) およびステップ (ケイデンス) 中の作業速度は、VO2pk テストの結果と、代謝ガス分析に慣れたテスト前の EVA シミュレーションに基づいて規定されます。 超音波イメージングとドップラー波形取得中に、安静、腕と脚の屈曲/屈曲、安静の 3 つの状態のそれぞれで少なくとも 10 心周期が監視および記録されます。 所定の手順に対する被験者の遵守は、各ステーションでの時間、作業速度（ケイデンスと負荷）、被験者によって報告された症状、および試験オペレーターの観察を含めて文書化する必要があります。

標準化された一連の測定値は、前呼吸、減圧、および再圧迫中に被験者を監視し記録するために使用されます。 検査実施者は、検査実施者の指示に応じた場合でも、自発的な自己報告による場合でも、プロトコールの期間中、被験者が報告したすべての症状を記録します。 被験者は、DCS (タイプ I またはタイプ II) の開始時にチャンバーから取り出され、再加圧されます (エアロックまたはチャンバー)。 NASA は、DCS の重症度を以下の基準で定義しています: 軽度 DCS (タイプ I)、単純: 関節痛、末梢神経系、または単純な皮膚の曲がりを伴う症状で、鎮圧時または治療後最初の 20 分以内に解消します。 軽度の DCS (タイプ I)、複雑型: 関節痛、末梢神経系、または単純な皮膚の曲がりを伴う症状で、鎮圧時または治療後最初の 20 分以内に解決しないもの。 軽度の DCS (タイプ I) - 反復性: 関節痛、末梢神経系、または単純な皮膚の曲がりを伴う軽度の DCS 症状で、治療が成功した後、地上での DCS の以前の症例から 30 日以内に発生します。 これらは、時系列的に離散的な曝露に応じて DCS が離散的に発生したものと考えられます。 重篤な DCS (タイプ II): 中枢神経系 (CNS)、心血管系 (循環虚脱/ショック)、肺系 (窒息) に関わる症状。

検査オペレーターは、安静/超音波ステーションの各ローテーション中に、被験者に標準化されたアンケートへの回答を尋ねます。 被験者は、各運動の終了時（つまり、5分間の腕エルゴメトリー、ステップ実行後）に、NASAが定義したスケールを使用して、知覚労作（RPE）と痛みの評価を報告します。

静脈ガス塞栓を検出するための 2D イメージングとドップラー超音波検査は、対象者が安静にして運動を行っている間に、安静/超音波ステーションを通過するたびに資格のある検査オペレーターによって実行されます。 ドップラー超音波と 2D 超音波は、曝露後のレビューと分析のために、関連するメタデータ (例: 被験者 ID) とともに電子的に記録および保存されます。 ドップラー結果はスペンサーコーディング規約を使用して採点され、超音波はエフテダル-ブルバック (EB) スケール (0 ～ 7) を使用して採点されます。

心拍数は継続的に監視および記録され、曝露後の分析のためにデータをダウンロードして電子的に保存できます。 テストオペレーターは、必要に応じてデバイスから現在の心拍数を観察することができ、EVA シミュレーション ステーションを通じて 5 分間の回転の終わりに手動で心拍数を記録します。

酸素飽和度（SpO2）は、曝露後の分析のためにデータをダウンロードして電子的に保存できるデバイスを使用して、呼吸前、減圧、再圧迫中に継続的に監視および記録されます。 テストオペレーターは、必要に応じてデバイスから現在の SpO2 を観察できなければならず、EVA シミュレーション ステーションを通じて 5 分間のローテーションの終わりに SpO2 を手動で記録します。

各テスト日の終了時に、デュークは NASA が承認した安全な方法を使用して電子記録を NASA に送信します。 データパッケージには、被験者のメタデータ、コンソールおよび/またはオペレーターのログ（心室イベント時間、呼吸前記録、EVA時間、EVAステーションスケジュールを含む）、心室圧力記録（減圧および再圧速度、および持続的な心室圧力を示す）、心室環境が含まれます。状態（O2、CO2、およびN2の分圧、温度、湿度）、アンケート、医療モニタリングログ、心拍数およびパルスオキシメトリ記録（記録されている場合）、ドップラーおよび超音波記録、EVA ワークステーションの室内ビデオ、DCS 症例の説明。 ドップラー画像と超音波画像は 3 人の査読者によって盲検法で採点されます。