Влияние аэробных упражнений на церебральную артериальную систему, когнитивные и двигательные функции у пациентов, перенесших инсульт.

Инсульт — это заболевание, определяемое как «быстро развивающиеся клинические признаки очагового (или глобального) нарушения мозговой функции, с симптомами, длящимися 24 часа или дольше или приводящими к смерти, без видимой причины, кроме сосудистого происхождения». Он характеризуется среди прочего нарушением гемодинамических, двигательных и когнитивных функций. Это состояние представляет собой серьезное экономическое и социальное бремя во всем мире, поскольку оно является второй по значимости причиной смерти и инвалидности. В Китае инсульт занимает третье место среди причин смерти после злокачественных опухолей и сердечных заболеваний с зарегистрированным уровнем смертности 149,5 на 100 000 человек, что составляет 1,57 миллиона смертей в 2018 году, тогда как в Гонконге 6,2% всех зарегистрированных смертей в 2020 году были связаны с цереброваскулярными заболеваниями.

Чтобы смягчить проблемы и бремя, связанные с инсультом, были предложены профилактические меры, такие как пропаганда здорового образа жизни для контроля факторов риска инсульта. Однако, несмотря на наличие таких мер, нельзя утверждать, что возникновение инсульта неизбежно, о чем свидетельствует приведенная выше статистика. Поэтому существует необходимость в разработке надежных и эффективных подходов к лечению и ведению инсульта, направленных на предотвращение повторного инсульта и улучшение выживаемости и качества жизни пациентов, перенесших инсульт. Реабилитация является одним из таких немедикаментозных терапевтических вмешательств, направленных на восстановление утраченных функций в различных областях, связанных с инсультом. Поскольку ишемический инсульт является следствием недостаточного притока крови и кислорода к мозгу из-за тромбоэмболической окклюзии, реабилитационные методы должны быть направлены на улучшение состояния мозговых артерий (внутричерепных и экстракраниальных) и восстановление когнитивной и двигательной функции для достижения положительного результата. постинсультные исходы. Среди различных реабилитационных методов аэробные упражнения (AET), определяемые как «программы структурированных упражнений, включающие ритмичные движения крупных мышц в течение продолжительных периодов времени», могут восстановить деформированные гемодинамические, когнитивные и двигательные функции, которые характеризуют наличие инсульта. и тренировка на беговой дорожке (TT) вместе с велоэргометром - два таких распространенных типа AET.

Основным механизмом, с помощью которого АЭТ может улучшить цереброваскулярный кровоток, является увеличение продукции оксида азота (NO), известного медиатора эндотелиальной функции. Сообщается, что NO обладает антиатерогенными свойствами, которые могут предотвращать образование бляшек в кровеносных сосудах, следовательно, он может способствовать положительным цереброваскулярным морфологическим изменениям в крупных внутричерепных и экстракраниальных артериях у пациентов с ишемическим инсультом, что является ключевым свойством, необходимым для улучшения состояния после ишемического инсульта. качество жизни пациентов, перенесших инсульт, и профилактика повторного инсульта. Однако имеется ограниченная информация о потенциальном уменьшении атеросклеротических бляшек у пациентов с хроническим инсультом, перенесших АЭТ. Дуплексное ультразвуковое исследование сонных артерий (DCUS) и транскраниальная ультразвуковая допплерография (TCD) представляют собой два неинвазивных и неионизирующих метода, которые можно использовать для оценки гемодинамических и морфологических изменений в экстракраниальных и внутричерепных мозговых артериях соответственно. Несмотря на то, что было продемонстрировано, что церебральная гемодинамика играет важную роль в возникновении ишемического повреждения головного мозга, были предприняты лишь ограниченные попытки исследовать лежащие в основе гемодинамические изменения во внутричерепных и экстракраниальных церебральных артериях, которые вызваны АЭТ у пациентов с постинсультом и как они связаны с возможными изменениями как моторной, так и когнитивной функции. В нескольких исследованиях, в которых оценивались потенциальные положительные эффекты АЭТ на цереброваскулярную систему, были получены противоречивые результаты.

Несмотря на противоречивые результаты, необходимо отметить, что эти исследования были сосредоточены на оценке влияния физических упражнений только на один гемодинамический параметр, среднюю скорость кровотока из (TCD), и имеется мало доказательств его влияния на экстракраниальные мозговые гемодинамические и морфологические особенности артерий. Кроме того, в последние годы методы ультразвукового сканирования сонных артерий развивались с появлением новых методов, таких как анализ жесткости сонных артерий, трехмерное (3D) изображение стенки сосуда, компьютерный анализ изображений (CAIA), и эти методы были признаны надежными и точными. оценить морфологию экстракраниальных церебральных сосудов в других популяциях, кроме пациентов с хроническим инсультом, следовательно, иметь потенциал для лучшего мониторинга и обеспечения целостной оценки изменений, которые могут произойти в экстракраниальных церебральных артериях у пациентов после инсульта, подвергающихся аэробным упражнениям.

Учитывая вышеупомянутый разнообразный и противоречивый фон, в сочетании с появлением передовых методов УЗИ, необходимость дальнейшего изучения возможной ценности АЭТ в улучшении гемодинамики и морфологии церебральных артерий, а также когнитивных и двигательных функций у пациентов, перенесших инсульт, с использованием надежных нельзя переоценить дизайн исследования, включающий предписание, основанное на доказательствах, при использовании многопараметрического подхода, включающего новые методы CUS для оценки первичных исходов. На основе приведенной выше исходной информации были сформулированы следующие цели.

Цель исследования - изучить влияние АЭТ на крупные внутричерепные и экстракраниальные мозговые артерии, оцениваемое с помощью новых многопараметрических методов дуплексного ультразвукового исследования сонных артерий (DCUS) и транскраниальной допплерографии (TCD), а также на когнитивные и двигательные функции. у постинсультных хронических больных. Кроме того, исследование направлено на сравнение морфологических и гемодинамических особенностей крупных внутричерепных и экстракраниальных церебральных артерий у пациентов после инсульта и контрольной группы того же возраста без инсульта, как определено с помощью УЗИ DCUS и TCD.

Исследование представляет собой количественное проспективное рандомизированное контролируемое исследование с участием взрослых пациентов с хроническим инсультом и лиц того же возраста без инсульта, которое будет проводиться в ультразвуковой лаборатории Гонконгского политехнического университета с января 2023 года по август 2024 года. Этическое одобрение было получено от Институционального наблюдательного совета (IRB) Гонконгского политехнического университета (Ref: HSEARS20220714001). От пациентов будет получено информированное согласие, в то время как система кодирования будет использоваться для обеспечения конфиденциальности и анонимности субъектов исследования. Будет использоваться вероятностная выборка с использованием простого случайного метода. Предполагая средний размер эффекта 0,5, α 0,05, статистическую мощность 80% и частоту отсева 17%, для достижения цели сравнения морфологических и гемодинамических характеристик крупных интракраниальных и экстракраниальных церебральных артерий у пациентов после инсульта и возрастных пациентов. совпадающие субъекты без инсульта. Целевой размер выборки составляет 120 субъектов (60 пациентов с инсультом и 60 пациентов без инсульта), рассчитанный с помощью программного обеспечения G * Power с использованием t-критерия (разница между двумя независимыми средними значениями). Исходя из размера эффекта 0,59, α 0,05, статистической мощности 80% и процента отсева 15%, требуется минимальный размер выборки из 13 субъектов в каждой из трех постинсультных групп, подвергающихся AET, как рассчитано из Программное обеспечение G* Power с использованием F-теста (односторонний дисперсионный анализ с фиксированными эффектами).

В исследование должны быть включены постинсультные хронические пациенты китайского происхождения с инвалидностью легкой и средней степени тяжести, которые могут пройти два AET. Поскольку возраст является мешающей переменной в восстановлении после инсульта, только пациенты старше 50 лет, с> 6 месяцев от момента начала инсульта (пациенты с хроническим инсультом). Для учета клинического фактора подтипа инсульта будут набраны только субъекты с ишемическим инсультом, который является наиболее распространенным подтипом инсульта. Пациенты с недостаточными костными окнами для оценки ТКД и пациенты с существенными сердечно-сосудистыми факторами риска для проведения АЭТ также будут исключены из исследования.

Ультразвуковое исследование сонных артерий и транскраниальная ультразвуковая допплерография будут использоваться для изучения гемодинамических и морфологических особенностей крупных экстракраниальных и внутричерепных артерий соответственно. Для AET будут использоваться беговая дорожка и велоэргометр. Протокол сонной артерии будет включать оценку морфологических параметров экстракраниальной сонной артерии с использованием новых подходов, таких как трехмерная оценка степени артериального стеноза, анализ артериальной жесткости и автоматический анализ CIMT, тогда как гемодинамические характеристики (средняя скорость кровотока (MFV), пиковая систолическая скорость (PSV) ), конечная диастолическая скорость (EDV), резистивный индекс (RI) и пульсационный индекс (PI). Ультразвуковые протоколы ТКД будут включать сканирование двусторонних средних мозговых артерий (СМА) через транстемпоральное окно. Будут измеряться параметры спектрального доплера (MFV, PSV, EDV, PI и RI).

Целевая доза для двух режимов AET будет состоять из 1.) продолжительности сеанса = 30 минут, 2.) частоты = 3 раза в неделю, 3.) высокой интенсивности = (60-84% резерва частоты сердечных сокращений (ЧСС)).4.) Типы = беговая дорожка и велоэргометр 5.) общая продолжительность программы = 3 месяца.

Статистический пакет IBM SPSS (Statistical Package for the Social Science) версии 25 будет использоваться для анализа данных в этом исследовании. Будут использоваться как описательная, так и логическая статистика. Повторные измерения ANOVA или непараметрический эквивалентный критерий Фридмана будут использоваться для выполнения внутригрупповой оценки показателей результатов, тогда как однофакторный ANOVA будет выполнять межгрупповой анализ. Статистическая значимость будет рассматриваться при p<0,05. Стандартизированная средняя разница (SMD) будет использоваться для количественной оценки преимуществ лечения или эффекта AET. Величина эффекта классифицируется как небольшая (0,2–0,5), средняя (0,5–0,8) или большая (≥0,8).

Значение исследования.

Информация о возможном улучшении гемодинамических и морфологических характеристик крупных внутричерепных и экстракраниальных артерий у пациентов, перенесших инсульт, после проведения АЭТ может обеспечить меру эффективности АЭТ в улучшении состояния здоровья пациентов, перенесших инсульт, и, таким образом, помочь в клиническом ведении пациентов. этих пациентов. Использование новых многопараметрических подходов на основе ультразвука, таких как трехмерный артериальный стеноз, артериальная жесткость и автоматический анализ CIMT, в этой группе субъектов установит исходные значения, которые могут быть полезны для будущих исследований. Результаты исследования также информируют терапевтов и клиницистов о модальности АЭТ, которая более эффективна для улучшения гемодинамических и морфологических характеристик мозговых артерий, а также когнитивных и двигательных функциональных результатов у пациентов, перенесших инсульт. Улучшение нейрокогнитивных и двигательных функций у пациентов, перенесших инсульт, имеет важные последствия для общественного здравоохранения, поскольку это снижает социально-экономическое бремя, связанное с дальнейшим ухудшением нейрокогнитивных функций, что связано с повышенным риском деменции и высокой смертностью.