Kartlegging av hjertekraft hos friske mennesker og testing av en ny blodtrykkssensor

Delstudie 1 En ny ikke-invasiv blodtrykkssensor designet for å gi kontinuerlige blodtrykkssignaler fra ambulerende personer er utviklet ved NTNU (Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet). I denne delstudien vil vi teste evnen til denne nye enheten til å representere de invasive blodtrykksmålingene korrekt og om nøyaktigheten påvirkes av endringer i holdning og aktivitet.

Den nye sensoren er et armbånd som bæres rundt den distale underarmen. Vi vil evaluere graden av samsvar med invasive blodtrykksmålinger fra probandenes andre arm. Studiens primære mål er å sammenligne sammenkoblede, slag-til-slag numeriske verdier for systoliske, diastoliske og gjennomsnittlige arterielle trykk i løpet av hver studieperiode. Som et sekundært studiemål vil samsvaret med de arterielle kurvebølgeformene, i disse periodene også sammenlignes. . Samlet ytelse og data fra hver separat studieperiode vil bli rapportert. Effekten av endringer i holdning og aktivitet på konvergensen mellom invasive og ikke-invasive målinger vil bli vurdert ved sammenligning av fire gjentatte registreringer i liggende og halvsittende stilling, nemlig: i hvile og under sykkeltrening på 50, 100 og 150 Watt.

Delstudie 2 Endringer i holdning og treningsnivå er begge kjent for å påvirke hjertevolum og blodtrykk, og dermed energioverføringen fra hjertet til sirkulasjonen. Mengden energi kan vurderes ved å multiplisere invasive blodtrykksregistreringer med synkronisert transthorax ultralydmåling av blodstrøm gjennom aortaklaffen. Studiens primære mål er å undersøke effekten av trening og posisjon på tilførsel av hjerteenergi til sirkulasjonen hos normale forsøkspersoner. Fra de synkroniserte målingene av blodtrykk og blodstrøm beregnes to separate parametere som beskriver energioverføring, total hjerteeffekt og hjerteeffekt, begge gitt i watt. Førstnevnte inkluderer energien forbundet med svingninger i strømning og trykk, sistnevnte ikke. Oscillerende kraft beregnes som differansen: Total hjerteeffekt - hjerteeffekt.

Energioverføring fra hjertet til vaskulaturen avhenger ikke bare av hjertets kontraktilitet, men også av systemisk vaskulær motstand og aorta-elastanse. Kardiovaskulær interaksjon vil bli undersøkt som et sekundært studiemål. Det vil bli brukt to metoder, begge basert på kombinasjonen hjerteultralyd og invasivt arterielt trykk. Den første av disse, Single beat Ventriculo-Arterial Coupling beregner Ae/Ees (aorta elastanse/venstre ventrikkel elastanse) som krever hjertekateterisering, fra en kombinasjon av flere mindre invasive variabler. Til tross for komplisert beregning har denne metoden blitt stadig mer populær i klinisk forskning de siste årene. Nylig oscillerende kraftfraksjon, dvs. Oscillatory Power/Total Cardiac Power ble foreslått som et alternativ. Denne parameteren er mye enklere å beregne, men lite data bekrefter dens pålitelighet som et mål på kardiovaskulær interaksjon.

Gjentatte synkroniserte ultralyd- og arterielle trykkmålinger under de samme stillingene og sykkelbelastningene som beskrevet i delstudie 1 vil bli sammenlignet for å vurdere effekten av treningsnivå og holdning på energioverføring og kardiovaskulær interaksjon hos friske personer.

Delstudie 3 Det er etablert en enkel mekanistisk modell som forutsier individuelle hemodynamiske responser på trening basert på demografiske data og den hemodynamiske profilen i hvile.

Hovedideen med denne delstudien er å teste denne modellen ved å sammenligne de individuelt forutsagte hemodynamiske verdiene for hver spesifikk kombinasjon av holdning og trening brukt i delstudiene 1 og 2 med de faktiske individuelle hemodynamiske responsene registrert i studieobjektene. Det samlede resultatet vil bli analysert for bestemmelse av modellens prediksjonskraft.

Som et andre mål vil det bli utført en detaljert analyse for å oppdage mulige forbedringer av modellen.

Delstudie 4 Nedsatt dynamisk autoregulering av renal blodstrøm kan være et tidlig varselsignal hos intensivpasienter som utvikler akutt nyreskade. Vurdering av nyrens autoreguleringsmekanismer Myogenic Response (MR) og Tubulo-Glomerular Feedback (TGF) avhenger imidlertid av samtidige kontinuerlige registreringer av blodtrykk og strømningssignaler fra nyrearteriene i flere minutter. Dette er utfordrende ettersom nyrene beveger seg med respirasjonen, og vi utviklet derfor et system for maskinlæringsassistert ultralydregistrering av strømningshastigheter i nyrearteriene. En ordinær ultralydskanner av høy kvalitet vil bli brukt for fire minutters opptak i liggende og hvilende probander. Synkroniserte blodtrykkskurver registreres fra den inneliggende arterielle kanylen.

Vurdering av MR- og TGF-funksjon vil bli utført ved off-line overføringsfunksjon frekvensanalyser med blodtrykk som inngang og strømningshastigheter som utgang. Ulike maskinlæringsmetoder og ulike tilnærminger til overføringsfunksjonsanalysen vil bli testet for å bestemme deres evne til å oppdage dynamisk autoregulering av renal blodstrøm hos normale forsøkspersoner, og hvilken(e) metode(r) som yter best.