Effekter av aerob trening på det cerebrale arterielle systemet, kognitiv og motorisk funksjon hos pasienter etter slag.

Hjerneslag er en medisinsk tilstand definert som "raskt utviklende kliniske tegn på fokal (eller global) forstyrrelse av cerebral funksjon, med symptomer som varer 24 timer eller lenger eller som fører til død, uten noen åpenbar årsak annet enn av vaskulær opprinnelse". Det er preget av dekondisjonerte hemodynamiske, motoriske og kognitive funksjonene blant annet. Tilstanden utgjør en alvorlig økonomisk og sosial byrde over hele verden ettersom den er den nest ledende årsaken til død og funksjonshemming. I Kina er hjerneslag rangert som dødsårsak nummer tre etter ondartede svulster og hjertesykdom med en rapportert dødsrate på 149,5 per 100 000 og står for 1,57 millioner dødsfall i 2018, mens i Hong Kong var 6,2 % av alle registrerte dødsfall i 2020 tilskrives cerebrovaskulær sykdom.

For å redusere utfordringene og byrden forbundet med hjerneslag, har forebyggende tiltak som å gå inn for en sunn livsstil for å kontrollere risikofaktorene for hjerneslag blitt foreslått. Til tross for tilstedeværelsen av slike tiltak, kan det imidlertid ikke hevdes at slagforekomst er uunngåelig, slik det fremgår av statistikken ovenfor. Det er derfor behov for å komme opp med robuste og effektive slagbehandlings- og håndteringstilnærminger rettet mot å forhindre tilbakefall av hjerneslag og forbedre overlevelsen og livskvaliteten til pasienter etter hjerneslag. Rehabilitering er en slik ikke-farmakologisk, terapeutisk intervensjon som tar sikte på å gjenopprette den tapte funksjonen i de ulike domenene forbundet med hjerneslag. Siden iskemisk hjerneslag er en konsekvens av utilstrekkelig blodstrøm og oksygen til hjernen på grunn av tromboembolisk okklusjon, bør rehabiliteringsteknikkene derfor rette seg mot å forbedre helsetilstanden til hjernearteriene (intrakranielle og ekstrakranielle) og gjenopprette den kognitive og motoriske funksjonen for å oppnå positiv utfall etter hjerneslag. Blant de ulike rehabiliteringsteknikkene har aerob trening (AET) definert som "strukturerte treningsprogrammer som involverer rytmisk bevegelse av store muskler i langvarige perioder", potensialet til å gjenopprette den dekondisjonerte hemodynamiske, kognitive og motoriske funksjonen som kjennetegner tilstedeværelsen av hjerneslag. og tredemølletrening(TT) sammen med sykkelergometer er to slike vanlige typer AET.

Den viktigste mekanismen som AET kan forbedre cerebrovaskulær blodstrøm er gjennom økt produksjon av nitrogenoksid (NO), en kjent mediator av endotelfunksjon. NO er ​​rapportert å ha anti-aterogene egenskaper som kan forhindre plakkoppbygging i blodårene, og har derfor potensial til å fremme positive cerebrovaskulære morfologiske endringer i de store intrakranielle og ekstrakranielle arteriene hos iskemiske slagpasienter, nøkkelegenskaper som er nødvendige for å forbedre post- slagpasienters livskvalitet og for å forebygge tilbakefall av hjerneslag. Det er imidlertid begrenset informasjon om potensiell reduksjon i aterosklerotisk plakk blant kroniske slagpasienter som gjennomgår AET. Dupleks carotis-ultralyd (DCUS) og transkraniell Doppler-ultralyd (TCD) er to ikke-invasive og ikke-ioniserende teknikker som kan brukes til å vurdere de hemodynamiske og morfologiske endringene i henholdsvis de ekstrakranielle og intrakranielle cerebrale arteriene. Til tross for at cerebral hemodynamikk har vist seg å spille en viktig rolle i forekomsten av iskemisk hjerneskade, er det kun gjort begrensede forsøk på å undersøke de underliggende hemodynamiske endringene i de intrakranielle og ekstrakranielle cerebrale arteriene som forårsakes av AET hos pasienter etter hjerneslag og hvordan disse henger sammen med mulige endringer i både motorisk og kognitiv funksjon. De få studiene som har vurdert de potensielle gunstige effektene av det cerebrovaskulære systemet av AET har rapportert motstridende funn.

Til tross for de motstridende funnene, er det viktig å merke seg at disse studiene har fokusert på å vurdere effekten av treningstrening på kun en enkelt hemodynamisk parameter, gjennomsnittlig strømningshastighet fra (TCD) og det er mangel på bevis for dens effekt på den ekstrakraniale cerebrale arterier hemodynamiske og morfologiske trekk. I tillegg har carotis ultrasonografi skanningsteknikker utviklet seg de siste årene med nye teknikker som carotis arteriell stivhetsanalyse, tredimensjonal (3D) karveggavbildning, datamaskinassistert bildeanalyse (CAIA), og disse metodene har blitt konkludert til å være pålitelig og nøyaktig. vurdere det ekstrakranielle cerebrale karets morfologi i andre populasjoner bortsett fra kroniske slagpasienter, og har derfor potensial til å bedre overvåke og gi en helhetlig vurdering av endringene som kan oppstå i de ekstrakranielle cerebrale arteriene hos pasienter etter slag som gjennomgår aerob treningstrening.

Tatt i betraktning den ovennevnte diversifiserte og motstridende bakgrunnen, kombinert med fremveksten av avanserte ultralydteknikker, behovet for ytterligere å undersøke den mulige verdien av AET for å forbedre cerebrale arteriers hemodynamikk og morfologi, samt kognitiv og motorisk funksjon hos pasienter etter slag. studiedesign, som inkluderer evidensbasert resept, mens man bruker en multiparametrisk tilnærming som inkorporerer, nye CUS-teknikker for å vurdere de primære resultatene, kan ikke vektlegges for mye. Følgende mål ble formulert basert på bakgrunnsinformasjonen ovenfor.

Hensikten med studien er å undersøke effekten av AET på de store intrakranielle og ekstrakranielle cerebrale arteriene, vurdert av nye, multiparametriske Duplex Carotid ultrasound (DCUS) teknikker og transkranial Doppler (TCD) ultralyd, og på kognitive og motoriske funksjoner. hos kroniske pasienter etter slag. I tillegg søker studien å sammenligne de morfologiske og hemodynamiske egenskapene til de store intrakranielle og ekstrakranielle cerebrale arteriene mellom post-hjertepasienter og alderstilpassede kontroller uten hjerneslag som bestemt av DCUS og TCD ultralyd.

Studien er en kvantitativ, prospektiv randomisert kontrollert studie som involverer voksne pasienter med kronisk hjerneslag og alderstilpassede ikke-slagspersoner, og vil bli utført ved ultralydlaboratoriet ved Hong Kong Polytechnic University fra januar 2023 til august 2024. Etisk godkjenning ble innhentet fra Institutional Review Board (IRB) ved Hong Kong Polytechnic University (ref: HSEARS20220714001). Informert samtykke vil bli innhentet fra pasientene, mens et kodesystem vil bli brukt for å sikre konfidensialitet og anonymitet til forskningsobjektene. Sannsynlighetsprøvetaking som involverer en enkel tilfeldig teknikk vil bli brukt. Forutsatt en middels effektstørrelse på 0,5, α på 0,05, statistisk styrke på 80 % og en frafallsrate på 17 %, for å oppnå målet om å sammenligne de store intrakranielle og ekstrakranielle cerebrale arteriene morfologiske og hemodynamiske trekk mellom pasientene etter hjerneslag og alder- matchede ikke-slagspersoner en prøvestørrelse på 120 forsøkspersoner er målrettet (60 slagpasienter og 60 ikke-slag) som beregnet fra G* Power-programvaren ved bruk av t-testen (forskjell mellom to uavhengige midler). Basert på en effektstørrelse på 0,59, α på 0,05, statistisk styrke på 80 % og en frafallsrate på 15 %, kreves en minste prøvestørrelse på 13 forsøkspersoner i hver av de tre post-slaggruppene som gjennomgår AET, beregnet fra G* Power-programvare som bruker F-testen (enveis ANOVA med faste effekter).

Kroniske pasienter etter hjerneslag av kinesisk opprinnelse med mild til moderat funksjonshemming som kan gjennomføre de to AET er målrettet for å bli inkludert i studien. Siden alder er en forvirrende variabel i utvinning etter hjerneslag, er det kun pasienter over 50 år, med > 6 måneder fra tidspunktet for slagdebut (pasienter med kronisk slag). For å imøtekomme den kliniske faktoren til hjerneslag-subtype vil kun personer med iskemisk hjerneslag, som er den vanligste slag-subtypen, rekrutteres. Pasienter med utilstrekkelige benvinduer for å tillate TCD-vurdering og de med betydelige kardiovaskulære risikofaktorer for å utføre AET vil også bli ekskludert fra studien.

Carotis ultralyd og transkranielle Doppler ultralydmaskiner vil bli brukt for å undersøke de store ekstrakraniale og intrakraniale arterienes henholdsvis hemodynamiske og morfologiske egenskaper. Tredemølle- og sykkelergometerutstyr vil bli brukt til AET. Carotisprotokollen vil innebære å vurdere de ekstrakraniale carotisarteriemorfologiske parameterne ved å bruke nye tilnærminger som 3D-grad av arteriell stenosevurdering, arteriell stivhetsanalyse og automatisert CIMT-analyse, mens de hemodynamiske funksjonene (gjennomsnittlig strømningshastighet (MFV), peak systolic velocity (PSV) ), sluttdiastolisk hastighet (EDV), resistiv indeks (RI) og pulsatilitetsindeks (PI) vil også bli vurdert. TCD-ultralydprotokollene vil innebære skanning av de bilaterale midtre cerebrale arteriene (MCA) gjennom det transtemporale vinduet. De spektrale Doppler-parametrene (MFV, PSV, EDV, PI og RI.) vil bli målt.

Måldosen for de to AET-modusene vil bestå av 1.) en øktvarighet=30 minutter, 2.) frekvens=3 ganger/uke, 3.) høy intensitet=(60-84 % hjertefrekvensreserve (HHR).4.) Typer=Tredemølle og sykkelergometer 5.) Total programvarighet=3 måneder.

IBM SPSS (Statistical Package for the Social Science) versjon 25 statistisk pakke vil bli brukt til dataanalyse i denne studien. Både beskrivende og konklusjonsstatistikk vil bli brukt. De gjentatte målene ANOVA eller ikke-parametrisk ekvivalent Friedman-test vil bli brukt til å utføre en intern gruppevurdering av utfallsmålene, mens One Way ANOVA vil utføre mellomgruppeanalysen. Den statistiske signifikansen vil bli vurdert ved p<0,05. Den standardiserte gjennomsnittlige forskjellen (SMD) vil bli brukt til å kvantifisere behandlingsfordelene eller effekten av AET. Effektstørrelsen skal kategoriseres som liten (0,2-0,5), medium (0,5-0,8) eller stor (≥0,8).

Betydningen av studien.

Kunnskap om mulig forbedring i de store intrakranielle og ekstrakranielle arteriene hemodynamiske og morfologiske trekk hos pasienter etter hjerneslag etter AET kan gi et mål på effektiviteten til AET for å forbedre helseresultatene til pasienter etter hjerneslag, og dermed hjelpe til med klinisk behandling av disse pasientene. Bruken av nye, multiparametriske ultralydbaserte tilnærminger som 3D arteriell stenose, arteriell stivhet og automatisert CIMT-analyse i denne faggruppen vil sette grunnlinjeverdier som kan være nyttige for fremtidig forskning. Studieresultatene vil også informere terapeuter og klinikere om AET-modaliteten som er mer effektiv for å forbedre de hemodynamiske og morfologiske egenskapene til cerebrale arterier og de kognitive og motoriske funksjonelle resultatene hos pasienter etter hjerneslag. Forbedringen av nevrokognitiv og motorisk funksjon hos pasienter etter hjerneslag har viktige folkehelseimplikasjoner, da dette reduserer den sosioøkonomiske belastningen forbundet med ytterligere forverring av nevrokognitiv funksjon som har vært assosiert med økt risiko for demens og høy dødelighet.