Função cardiopulmonar e do ventrículo direito na saúde e na doença

Para a conclusão dos objetivos específicos 1-2, o protocolo será idêntico. O objetivo específico 1 envolve a análise de pacientes com ICFEr conforme definido acima; o objetivo específico 2 envolve a análise de pacientes com ICFEP conforme definido acima. O protocolo para objetivo específico 3 (análise de atletas de resistência) incorpora um protocolo diferente daquele descrito para objetivos específicos 1-2.

Para pacientes com ICFEr e ICFEP (objetivos específicos 1-2): Haverá uma única visita para teste. Esta visita envolverá uma avaliação inicial da hemodinâmica usando um cateter Swan-Ganz, seguida de teste de exercício invasivo com um cateter de condutância de alta fidelidade, que fornece os loops VP RV em tempo real. O cateter Swan-Ganz é um cateter flexível 7-French usado rotineiramente para avaliação hemodinâmica para fins clínicos e de pesquisa (atualmente estamos usando este cateter para COMIRB nº 16-1635 e COMIRB nº 17-1042). A finalidade deste cateter é determinar os parâmetros hemodinâmicos basais (em "termos leigos", para descrever as pressões de enchimento do lado esquerdo e direito, bem como as pressões nos pulmões) e determinar o débito cardíaco em repouso. O cateter Swan-Ganz será inserido e removido após a obtenção dessas medições - prevê-se que esse procedimento leve de 10 a 15 minutos. O investigador principal deste estudo, Dr. Cornwell, realiza rotineiramente esses procedimentos em ambientes clínicos e de pesquisa e usará técnicas padrão para a inserção do cateter. A orientação por ultrassom será usada para identificar a veia jugular interna direita, onde o cateter é inserido, e a fluoroscopia será usada para orientar a colocação do cateter para monitoramento hemodinâmico.

Após a conclusão da avaliação hemodinâmica inicial, o cateter de Swan-Ganz será removido. A partir daí, o cateter de condutância de alta fidelidade será inserido na VD usando técnicas padrão. Este cateter também é um cateter flexível 7-French (atualmente sendo usado para COMIRB nº 17-1042) que possui um manômetro de pressão na ponta, junto com vários eletrodos de condutância que medem continuamente o volume no ventrículo - registrando continuamente as mudanças na pressão e volume ao longo do ciclo cardíaco, o cateter gera o "loop PV". Esses cateteres fornecem informações que não estão disponíveis com os cateteres Swan-Ganz padrão (consulte as medidas de resultados listadas acima). Após a inserção do cateter de condutância, uma linha arterial será colocada na artéria radial esquerda ou direita, usando técnica estéril e com orientação por ultrassom. A finalidade desse cateter é dupla: 1) fornecer uma avaliação padrão-ouro da PA durante o exercício; e 2) medir a saturação arterial de oxigênio para calcular um débito cardíaco a partir da equação de Fick. A avaliação hemodinâmica basal envolverá monitoramento por aproximadamente 5 minutos durante a respiração espontânea, seguido por aproximadamente 6 minutos de respiração a uma frequência respiratória controlada (12 vezes por minuto), o que permite a determinação da variabilidade da pressão arterial em curto prazo após o controle do efeito da variação respiratória, seguida de manobra de Valsalva e reatividade vasomotora (apneia inspiratória por 30 segundos).

Após a inserção do cateter de condutância, cateter arterial e aquisição dos dados basais, o paciente será posicionado em um cicloergômetro vertical. Caso o paciente não consiga realizar o exercício em pé, será utilizado um ergômetro supino. O paciente então completará o exercício em duas cargas de trabalho submáximas (abaixo de seu limiar ventilatório) que simulam cenários do mundo real/atividades normais da vida diária, seguidos de exercícios de pico. Para obter dados submáximos, a carga de trabalho na bicicleta começará em 0 Watts. A cada 1-2 minutos, a carga de trabalho aumentará constantemente, geralmente em incrementos de 12,5-25 Watts, até que o paciente indique que a pontuação da taxa de esforço percebido (RPE) é 7-9, em uma escala de 6-20 pontos. 24 Essa carga de trabalho corresponderá ao exercício "leve" ou estado estacionário 1. A carga de trabalho será mantida nesse nível por aproximadamente 4-5 minutos, durante os quais serão obtidos os dados hemodinâmicos. Posteriormente, a carga de trabalho será novamente aumentada em incrementos de 12,5-25 Watts até que o participante indique que a pontuação de RPE é 11-13,24 Essa carga de trabalho corresponderá a um exercício "moderado", ou estado estacionário 2. A carga de trabalho será mantida nesse nível por aproximadamente 4-5 minutos, durante os quais serão obtidos dados hemodinâmicos. O paciente terá então um intervalo de 5 a 10 minutos. Após o intervalo, o paciente completará um teste de exercício cardiopulmonar limitado por sintomas, no qual a carga de trabalho começará em 0 Watts e geralmente aumentará a cada 1-2 minutos em incrementos de 12,5-25 Watts até a exaustão. Os dados hemodinâmicos serão registrados continuamente e os dados finais serão obtidos no pico de carga de trabalho alcançado. Este protocolo permitirá a aquisição de dados em cinco posições diferentes: 1) repouso supino; 2) repouso ereto; 3) estado estacionário 1, ou exercício "leve"; 4) estado estacionário 2, ou exercício "moderado"; e 5) exercício de pico. Amostras de sangue serão coletadas em cada uma dessas etapas: o sangue será testado para níveis de saturação arterial e venosa de oxigênio (para calcular um débito cardíaco de Fick), bem como um nível de ácido láctico venoso/capilar por picada no dedo. Os níveis de ácido lático serão usados ​​para avaliar o esforço de trabalho do participante em cada estágio do exercício (como uma "regra de ouro", níveis submáximos de exercício têm um nível de ácido láctico associado abaixo de 4mmol/L. Um hemograma completo será obtido na posição supina de repouso para determinar a concentração de hemoglobina, que será usada para calcular o débito cardíaco de Fick durante todas as etapas do exercício. Após a conclusão do estudo, o paciente será devolvido à posição supina e desinstrumentado. Este protocolo é muito semelhante aos protocolos usados ​​como parte do COMIRB #16-1635 e #17-1042; com base em nossa experiência com esses protocolos, prevê-se que este estudo dure aproximadamente 4-5 horas.

Para Atletas de Endurance (objetivo específico 3): Haverá duas visitas para este estudo:

• Visita 1: Avaliação de linha de base: esta visita incluirá consentimento informado, inscrição no estudo, histórico e exame físico, seguido por um teste de exercício cardiopulmonar não invasivo (CPET) com ecocardiografia de estresse. O TCPE será realizado da seguinte maneira: um ecocardiograma de repouso será realizado para avaliar a estrutura e função cardíaca e descartar qualquer doença estrutural. O atleta então completará um TCPE limitado por sintomas, no qual a carga de trabalho no ergômetro começará em 0 Watts e aumentará em incrementos de aproximadamente 50 Watts a cada 1-2 minutos até a exaustão. Imediatamente após a conclusão do teste, a ecocardiografia será repetida para avaliar o movimento da parede e a estrutura cardíaca no pico do exercício. Durante este teste, a frequência cardíaca (FC) e o ritmo, bem como a pressão arterial (PA) serão continuamente monitorados de forma não invasiva. Caso alguma anormalidade seja detectada durante esse período, o paciente será excluído de outros testes. Os resultados do teste serão comunicados ao participante.

• Visita 2: "Dia da Corrida". Neste dia de teste, os participantes farão uma ressonância magnética cardíaca sem contraste antes e imediatamente após o teste. O teste incluirá uma prova cronometrada para a conclusão de um evento de ciclismo de 180 km (a distância da parte de ciclismo de um evento Ironman)22.

  • RM cardíaca basal: para avaliar a estrutura e função cardíacas basais. Isso será concluído no Brain Imaging Center no Anschutz Medical Campus.
  • Testes: após a conclusão da ressonância magnética cardíaca, os participantes serão encaminhados ao laboratório para testes. Os atletas serão submetidos à inserção de um cateter Swan-Ganz usando técnicas padrão (conforme descrito acima). A avaliação hemodinâmica basal será obtida para determinar as pressões de enchimento do lado esquerdo e direito, bem como o débito cardíaco. A respiração espontânea e controlada, assim como a manobra de Valsalva e a reatividade vasomotora também serão obtidas. Após essa avaliação, o cateter de Swan-Ganz será removido e um cateter de condutância será inserido para obtenção das alças VP do VD. Loops de repouso supino serão adquiridos. A partir daí, o atleta será posicionado em uma bicicleta ereta. O participante então completará uma prova cronometrada (ou seja, registraremos o tempo necessário para a conclusão do evento). A distância será a mesma para todos os participantes e será de 180km (a distância da parte de ciclismo de uma competição de Ironman)22. Os participantes serão instruídos a concluir o evento em um ritmo com o qual se sintam confortáveis ​​e compatível com seu ritmo típico de corrida. As pausas durante o ciclismo serão concedidas a pedido do atleta. Alimentos e bebidas/lanches serão distribuídos a pedido do atleta (o objetivo é simular um cenário real do dia da corrida). Durante o evento, a FC e o ritmo, assim como a PA, serão registrados continuamente. Os loops RV PV, bem como as métricas de troca gasosa via calorimetria indireta, serão analisados ​​continuamente e registrados a cada 30 minutos durante o evento. Após o término do evento, o atleta será colocado novamente em decúbito dorsal, e a avaliação hemodinâmica pós-evento será concluída. Isso incluirá a aquisição de alças VP RV em repouso do cateter de condutância, seguida pela reinserção do cateter Swan-Ganz para respiração espontânea e controlada, bem como uma manobra de Valsalva e reatividade vasomotora. O participante será então desinstrumentado e a fase de teste concluída. Com base em nossa experiência com a realização de avaliações semelhantes, juntamente com os tempos típicos de ciclismo para completar eventos de ciclismo de 180 km, prevê-se que este teste levará aproximadamente 6 horas para ser concluído.
  • RM cardíaca pós-teste: para avaliar a estrutura e a função cardíaca após a conclusão do teste.