Исследование НАСА перед дыханием (NASA Prebreath)

Кандидаты будут проверены, чтобы предоставить как минимум 3 испытуемых плюс одного оператора-испытателя (допплера / специалиста по УЗИ) в день для участия в четырех 12-часовых сеансах камеры для этого пилотного тестирования. Будет включен скрининг резервных субъектов на случай проблем с доступностью субъектов, отказа от участия или дисквалификации. Субъекты будут проверены по стандартным протоколам, и в пул субъектов войдут женщины, чтобы продемонстрировать свои возможности по набору и тестированию этой важной группы населения. НАСА предоставит критерии включения и исключения для демографических групп населения, аналогичных отряду астронавтов. После процесса скрининга субъекты примут участие в ознакомительном сеансе, в ходе которого они получат устное и письменное описание протокола испытания, им будет предложено задавать вопросы, и они дадут письменное информированное согласие, прежде чем приступить к участию. После этого субъекты будут ознакомлены с протоколом камеры и процедурами безопасности. Субъекты также будут ознакомлены с рабочими станциями для моделирования EVA, и скорость метаболизма будет измерена при выполнении эргометрии рук и шаговых упражнений с несколькими низкими темпами работы (субмаксимальная интенсивность упражнений), чтобы проверить частоту шагов или темпы работы, необходимые для назначения упражнений в камере. .

Будет реализован план испытаний, включающий 6-часовое предварительное дыхание 100% кислородом с использованием прозрачного гипербарического капюшона с последующей симуляцией выхода в открытый космос продолжительностью 6 часов или до тех пор, пока не появятся признаки и симптомы, требующие прекращения испытания (в соответствии со стандартами НАСА и Дьюка). прекращение испытания по требованию испытуемого, неисправности объекта или возможностей мониторинга. Эти занятия будут включать успешные операции с масками и демонстрацию процедур безопасности. Дополнительные 30 минут будут отведены на повторную герметизацию и послеиспытательный мониторинг.

Будет предоставлена ​​соответствующая медицинская поддержка для проведения предварительного физического осмотра перед входом в камеру, во время протокола, для лечения и ведения субъектов по мере необходимости, выведения субъектов из обращения после завершения протокола и последующего наблюдения в течение нескольких дней после запуска камеры. по мере необходимости. В обязанности медицинского персонала входит мониторинг и интерпретация данных 2D-УЗИ и допплера, а также мониторинг самоотчетов субъектов и симптомов ДКБ или непереносимости. Условия предварительного дыхания Центр гипербарической медицины и экологической физиологии Дьюка продемонстрирует возможность выполнения предварительного дыхания со 100% O2 продолжительностью до 6 часов. Субъекты начнут дышать O2 в начале предварительного дыхания и продолжат дышать 100% O2 во время декомпрессии и до тех пор, пока не будет завершено восстановление давления. Субъектам будут предоставляться жидкости вволю, без перерыва на предварительное дыхание (через порт для питья). НАСА предоставит дыхательные маски и/или проект их конструкции или предоставит разрешение на подходящую замену. Прием пищи будет разрешен до начала предварительного дыхания с маской, но не во время протокола теста (в течение 12 часов). Субъектам также не разрешается спать во время протокола испытаний. Моделирование выхода в открытый космос Duke продемонстрирует свою способность выполнять моделирование 6-часового выхода в открытый космос и поддерживать стандартизированные методы мониторинга. Чтобы смоделировать среду скафандра, камера опустится до 4,3 фунтов на квадратный дюйм (0,3 ATA, высота примерно 30 000 футов) перед тем, как приступить к задачам моделирования выхода в открытый космос, описанным ниже. Время начала выхода в открытый космос определяется достижением желаемого уровня декомпрессии, а время окончания выхода в открытый космос определяется началом повторного повышения давления. Моделирование выхода в открытый космос будет включать ротацию каждого субъекта посредством повторяющейся серии задач через заданные интервалы в заранее определенном порядке с использованием рабочих станций, определенных или предоставленных НАСА. Выход в открытый космос моделируется с использованием восьми станций, номинально выполняемых в 2 цикла по 4 станции, при этом субъекты меняются между станциями каждые 5 минут. За один цикл субъекты будут перемещаться по станциям, которые имитируют передвижение (низкий шаг), технические задачи верхней части тела (стояние на доске) и перенос груза (перенос веса), а также двухмерное ультразвуковое исследование, пока субъекты лежат на спине на кроватке. В другом цикле субъекты будут перемещаться по станциям, которые имитируют более энергичное передвижение (высокий шаг), физическую нагрузку на верхнюю часть тела (эргометрия рук), технические задачи, выполняемые в положении на коленях (доска для коленей), и допплеровское ультразвуковое исследование в положении лежа на спине. Таким образом, в каждом цикле испытуемые будут выполнять 15 минут упражнений низкой и средней интенсивности, а затем 5 минут мониторинга и отдыха. Скорость работы во время эргометрии рук (каденс и сопротивление) и шагания (каденс) будет определяться на основе результатов теста VO2pk и предварительного ознакомления с симуляцией EVA с анализом метаболических газов. Во время ультразвуковой визуализации и допплерографии будет отслеживаться и записываться не менее 10 сердечных циклов в каждом из трех состояний в последовательном порядке: отдых, сгибание/сгибание рук и ног и отдых. Соблюдение субъектами предписанных процедур должно быть документировано, включая время на каждой станции, скорость работы (частот и нагрузка), симптомы, сообщаемые субъектами, и наблюдения оператора-испытателя.

Стандартизированный набор измерений будет использоваться для мониторинга и документирования испытуемых во время предварительного дыхания, декомпрессии и рекомпрессии. Операторы тестирования будут фиксировать все симптомы, о которых сообщали испытуемые на протяжении всего протокола, будь то в ответ на подсказку операторов тестирования или в результате спонтанного самоотчета. Субъекты будут удалены из камеры и подвергнуты повторному давлению (воздушный шлюз или камера) в начале DCS (тип I или тип II). НАСА определяет тяжесть DCS по следующим критериям: Легкая DCS (тип I), неосложненная: симптомы, связанные с болью в суставах, периферической нервной системой или простыми изгибами кожи, которые проходят после подавления или в течение первых 20 минут лечения. Легкая степень DCS (тип I), осложненная: симптомы, связанные с болью в суставах, поражением периферической нервной системы или простыми изгибами кожи, которые НЕ проходят после подавления или в течение первых 20 минут лечения. Легкая ДКБ (Тип I) - повторяющаяся: Легкие симптомы ДКБ, включающие боль в суставах, периферической нервной системе или простые изгибы кожи, возникающие после успешного лечения и в течение 30 дней после предыдущего случая ДКБ при наземном воздействии. Они считаются дискретными проявлениями ДКБ в ответ на хронологически дискретные воздействия. Тяжелая ДКБ (тип II): симптомы, затрагивающие центральную нервную систему (ЦНС), сердечно-сосудистую систему (циркуляторный коллапс/шок), легочную систему (удушье).

Операторы тестирования будут запрашивать у испытуемых ответы на стандартизированные анкеты во время каждой ротации через станцию ​​отдыха/УЗИ. Субъекты будут сообщать оценку воспринимаемого напряжения (RPE) и боли с использованием шкал, определенных НАСА, в конце каждого упражнения (т. е. после 5 минут эргометрии рук, шагания).

Двухмерная визуализация и допплеровское ультразвуковое исследование для обнаружения венозной газовой эмболии будут выполняться квалифицированным оператором-испытателем во время каждого вращения через станцию ​​отдыха/УЗИ, когда субъект находится в состоянии покоя и после тренировки. Допплерографическое и 2-D ультразвуковое исследование будут записываться и храниться в электронном виде вместе с соответствующими метаданными (например, идентификатором субъекта) для просмотра и анализа после воздействия. Результаты допплерографии будут оцениваться с использованием соглашения о кодировании Спенсера, а результаты ультразвукового исследования будут оцениваться с использованием шкалы Эфтедала-Бруббака (EB) (0-7).

Частота сердечных сокращений будет постоянно контролироваться и записываться, данные из которых можно будет загрузить и сохранить в электронном виде для анализа после воздействия. Операторы-испытатели смогут при необходимости наблюдать текущую частоту сердечных сокращений с устройства и вручную записывать частоту сердечных сокращений в конце каждого 5-минутного вращения с помощью станций моделирования EVA.

Насыщение кислородом (SpO2) будет постоянно контролироваться и записываться во время предварительного дыхания, декомпрессии и рекомпрессии с помощью устройства, с которого данные можно загрузить и сохранить в электронном виде для анализа после воздействия. Операторы-испытатели должны иметь возможность наблюдать текущий SpO2 с устройства по мере необходимости и вручную записывать SpO2 в конце каждого 5-минутного вращения с помощью станций моделирования EVA.

По завершении каждого дня испытаний Дьюк будет доставлять электронные записи в НАСА, используя безопасный, одобренный НАСА метод. Пакет данных будет включать метаданные субъекта, журналы консоли и/или оператора (включая время событий в камере, записи предварительного дыхания, время выхода в открытый космос, расписание станции выхода в открытый космос), записи давления в камере (демонстрирующие скорость нажатия и подавления, а также устойчивое давление в камере), условия окружающей среды в камере. условия (парциальное давление O2, CO2 и N2, температура, влажность), анкеты, журналы медицинского мониторинга, записи сердечного ритма и пульсоксиметрии (если есть), допплеровские и ультразвуковые записи, внутрикамерные записи. видео рабочих станций EVA и описания случаев DCS. Допплеровские и ультразвуковые изображения будут оцениваться 3 рецензентами вслепую.