En ny kjølevest for å beskytte personer med SCI mot hypertermi

Problemstilling: Tap av supraspinal kontroll over autonome veier avbryter homeostase av flere organsystemer inkludert termoregulering. Termoregulatoriske mekanismer er dysfunksjonelle på grunn av avbrutt sympatiske veier for hypotalamisk kontroll av vasomotorisk og sudomotorisk funksjon og motoriske/sensoriske veier for skjelving og termisk følelse. Under eksponering for varme sesongmessige temperaturer, lar dysregulering av varmeavledningsmekanismer (vasodilatasjon og svette) kjernekroppstemperaturen (Tcore) øke hos personer med SCI i stedet for å forbli stabil og tett regulert (~37°0,6°C), som skjer hos funksjonsfriske (AB) personer. Etterforskerne har rapportert hos personer med høyere lesjoner (SCI >T6: Hi-SCI), at selv begrenset eksponering (1-2 timer) for typiske sommertemperaturer (35°C) kan føre til at Tcore stiger til verdier som nærmer seg hypertermi (38°C). C). Mild hypertermi gir fysisk ubehag og kan svekke kognisjon. Ukontrollert kan hypertermi utvikle seg til varmeutmattelse og heteslag som forårsaker anfall, bevissthetstap og potensielt død, som skjedde hos sårbare innbyggere i Pacific Northwest under en hetebølge i slutten av juni 2021.

Gjeldende medisinske råd for de med SCI er å unngå direkte sollys, kle seg sparsomt, drikke mye væske og holde seg innendørs på varme, fuktige dager. Til tross for at de følger dette rådet, befinner personer med SCI seg ofte i varme omgivelser i lengre perioder under sosiale, religiøse eller arbeidsfunksjoner. Under disse forholdene er det rask progresjon til å føle seg "overopphetet" og en økt risiko for varmerelatert sykdom. Varme sesongmessige temperaturer begrenser opplevd komfort, utførelse av aktiviteter og deltakelse i samfunnsfunksjoner i større grad hos personer med livmorhalsskade (tetraplegi) enn hos AB-kontroller. Å identifisere en sikker, ikke-invasiv, effektiv bioingeniørintervensjon for å gjenopprette termoregulatorisk funksjon under varmeeksponering har potensial til å minimere den negative effekten av varme på aktiviteter, deltakelse og livskvalitet (QOL) hos veteraner med SCI. Hvis de er effektive, kan andre veteranpopulasjoner som er negativt påvirket av varmeeksponering også ha nytte av denne intervensjonen.

Mål: Denne pilotstudien vil utvikle og teste en selvregulerende kjølevest for veteraner med SCI som kan bruke både ledende og fordampende metoder for å spre kroppsvarme som et bevis på konseptet for å forhindre en overdreven økning i Tcore og termisk ubehag under kontrollert eksponering for et varmt miljø. En første prototype av vesten er utviklet i samarbeid med Dr. Hao Su, en medforsker. Denne første prototypen krever videre utvikling før testing av mennesker. Hvis denne studien er vellykket, vil etterforskerne samarbeide med Human Engineering Research Laboratory (HERL) for å gjøre vesten egnet for hjemmetesting for å fastslå effektiviteten til å forbedre samfunnsdeltakelse og QOL hos veteraner med SCI i varmere årstider eller når de bor i eller reiser til varme klimasoner.

Primært mål (sikkerhet): Å fullføre utviklingen av den andre prototypen av kjølevesten og bestemme dens sikkerhet. Etter å ha tilfredsstilt kriteriene for benktesting, vil AB-deltakere bære den våte kjølevesten ved maksimale innstillinger i 2 timer i sittende stilling i et varmt termisk kammer (35°C), for å bestemme: (1) minimumstemperaturer på huden under kjølevesten og ( 2) subjektiv komfort til kjølevesten.

Primære hypoteser: (1) Hudtemperaturen under vesten vil være 20°C for å beskytte mot kuldeskader. (2) AB-deltakere vil rapportere en termisk sensasjon (TS) ikke mindre enn "kjølig" på en validert 9-punkts termisk sensasjonsskala. Hvis det under testing måles en hudtemperatur på <20°C eller en TS < "kule", eller "kalde flekker", vil vestutviklingen fortsette for å sikre at prototypen er trygg for testing hos personer med SCI. Så snart sikkerhetskriteriene for kjølevesten er oppfylt hos AB-emner, vil effektivitetstesting bli utført hos personer med SCI som vil bruke kjølevesten under en kontrollert varmeutfordring.

Sekundært mål (effektivitet i SCI): Å bestemme effektiviteten til den våte kjølevesten for å opprettholde Tcore (innenfor 0,3°C) hos deltakere med Hi-SCI når de utsettes for 2 timers varme omgivelser. Ved å bruke et design med gjentatte tiltak, vil deltakere med Hi-SCI bære den våte vesten (eksperimentell tilstand) eller ingen vest (kontrolltilstand) i et varmt termisk kammer (35 °C) i opptil 2 timer i sittende stilling, for å bestemme: (1) endring i Tcore og (2) oppfatning av varme og termisk komfort.

Sekundære hypoteser: I etterforskernes tidligere undersøkelse av varmeeksponering hadde 65 % av personer med Hi-SCI økninger på >0,5°C i Tcore (gjennomsnittlig økning på 0,6°0,3°C) mens du bare har på deg shorts. Etterforskerne forventer at bruk av kjølevest under samme varmeeksponering vil øke varmespredningen betydelig og dermed forbedre vedlikeholdet av Tcore og termisk komfort. Etterforskerne antar at under en kontrollert varm eksponering (35°C), vil deltakere med Hi-SCI som har på seg den våte kjølevesten sammenlignet med de samme deltakerne som ikke har på seg vest: 1) 65 % vil ha en betydelig redusert høyde i Tcore (0,3°) C), og 2) en større prosentandel av deltakerne vil rapportere økt termisk komfort (redusert oppfatning av å føle seg "varm", "veldig varm" eller "ubehagelig").