Effekt av sängstöd med och utan träning på hjärtat

NASA och NSBRI gör avsevärda investeringar i en liggundersökelse som genomförs vid Cleveland Clinic Foundation under ledning av Peter Cavanaugh, främst för att bedöma effekten av träning på förebyggande av osteoporos i en tolv veckor lång liggundersökelse för att simulera mikrogravitation. Detta ger en enastående möjlighet för synergistiska tilläggsstudier för att kombinera resurserna hos benteamet av NSBRI med resurserna för kardiovaskulära förändringar och smart medicin genom att utföra en serie detaljerade ekokardiografiska och datortomografiska undersökningar av hjärtat hos dessa patienter. Dessa studier kommer att tjäna till att främja ett antal av de specifika syftena med ett stipendium som för närvarande innehas av James D. Thomas från NSBRI avseende både de primära effekterna av mikrogravitation på hjärtat och dess vändning med träning samt förmågan att bevisa nya ekokardiografiska metoder för att mäta hjärtresponsen på träning. Slutligen kommer de att ge ett utmärkt tillfälle att bevisa metoder som utvecklas för fjärrleverans av hälso- och sjukvård genom bildsammanslagning från friflygstudier till ekon under flygning.

Vi kommer att eftersträva följande specifika mål med denna synergistiska studie:

Specifikt mål 1: Att bedöma effekten av sängläge på hjärtatrofi, stelning av den vänstra ventrikulära diastoliska tryckvolymkurvan och träningstolerans och ventrikulär mekanik och demonstrera åtminstone delvis förebyggande av dessa förändringar med det föreslagna träningsreceptet.

Specifikt mål 2: Att demonstrera förmågan hos nya ekokardiografiska index för kammarfunktion (belastning, vridning, IVPG) att förutsäga funktionell kapacitet och respons på träning.

Specifikt mål 3: Att testa om MRT-undersökningar före sängläge kan samregistreras med 3D-ekokardiografiska undersökningar i sängläge för att spåra atrofi och förändrad hjärtanatomi. Möjligheten för detaljerade 3D-markundersökningar att jämföras exakt med 3D-eko under flygning är ett nyckelmål för autonoma medicinska vårdsystem för uppdrag i expeditionsklass.

Föreslaget protokoll (sammanfattning):

Före sängläge (inom 1-3 veckor innan):

1. Vilande två och tredimensionella ekokardiogram.
2. Maximalt liggande cykeltest med ekokardiografisk bedömning av väggrörelser, vävnadsbelastning, vävnadsvridning och intraventrikulära tryckgradienter (IVPG) genom färg M-mode flödesutbredning. Utöver den maximala träningsbedömningen kommer vi också att fokusera på den submaximala nivån (puls ~100).
3. MRT-undersökning av hjärtat för LV volym och massa och efterföljande korsregistrering med ekokardiogram.

Sex veckors sängläge:

1. Vilande två och tredimensionell ekoundersökning.
2. Träningseko för liggande cykel på låg nivå (HR inte större än 100) med vridning, belastning och IVPG-bedömning.

Tolv veckors sängläge:

1. Vilande två- och tredimensionellt eko.
2. Maximalt liggande cykeltest med ekokardiografisk bedömning av väggrörelse, vävnadsbelastning, vävnadsvridning och IVPG.
3. MRT-undersökning av hjärtat.

Som en del av det övergripande sängstödsprotokollet (IRB 6504), kommer patienter att randomiseras antingen till att slutföra sängläge med negativ lutning jämfört med de som kommer att genomgå daglig horisontell löpbandsträning för att ersätta den calcaneus-påverkan som uppmätts före sängläge hos samma patienter. Detta ger ett utmärkt tillfälle att bedöma effekten av denna grad i typ av träning på det kardiovaskulära systemet.

De specifika syftena med denna synergistiska studie kommer att besvaras enligt följande:

Specifikt mål 1: Att bedöma effekten av sängläge på hjärtatrofi, stelning av den vänstra ventrikulära diastoliska tryckvolymkurvan och träningstolerans och ventrikulär mekanik och demonstrera åtminstone delvis förebyggande av dessa förändringar med det föreslagna träningsreceptet.

LV-massan kommer att mätas med MRT före och efter sängläge och med 3D-eko vid sängläge. Tvåvägs linjär regression kommer att användas för att bestämma förändring över tid i LV-massa och för att jämföra responsen på träning. På samma sätt kommer träningskapaciteten att analyseras. Bland de LV-mekaniska parametrarna som kommer att vara tillgängliga för analys vid alla 3 datainsamlingspunkterna är: (vilande) LV-enddiastolisk och slutsystolisk volym, vänster förmaksvolym, transmitrala E- och A-vågor och E-vågsretardationstid, Dopplervävnad ringformiga E-, A- och S-vågor, radiell, periferiell och longitudinell töjning på midventrikulär nivå, LV-torsion och toppavtvinningshastighet och färg M-mod IVPG. Samma parametrar kommer också att finnas tillgängliga för analys under cykelträning på låg nivå (HR 100).

Specifikt mål 2: Att demonstrera förmågan hos nya ekokardiografiska index för kammarfunktion i vila (belastning, vridning, IVPG) att förutsäga funktionell kapacitet och respons på träning.

Töjning, vridning och IVPG kommer att bedömas i alla stadier och korreleras med förändringar i hjärtatrofiparametrar (LV-massa och volymer).

Specifikt mål 3: Att testa om MRT-undersökningar före/efter sängläge kan samregistreras med 3D-ekokardiografiska undersökningar i sängstört för att spåra atrofi och förändrad hjärtanatomi. Möjligheten för detaljerade 3D-markundersökningar att jämföras exakt med 3D-eko under flygning är ett nyckelmål för autonoma medicinska vårdsystem för uppdrag i expeditionsklass.