Kartläggning av hjärtkraft hos friska människor och testning av en ny blodtryckssensor

Delstudie 1 En ny icke-invasiv blodtryckssensor designad för att ge kontinuerliga blodtryckssignaler från ambulerande personer har utvecklats vid NTNU (Norges tekniska och naturvetenskapliga universitet). I denna delstudie kommer vi att testa den nya enhetens förmåga att korrekt representera de invasiva blodtrycksmätningarna och om dess noggrannhet påverkas av förändringar i hållning och aktivitet.

Den nya sensorn är ett armband som bärs runt den distala underarmen. Vi kommer att utvärdera graden av överensstämmelse med invasiva blodtrycksmätningar från probands andra arm. Studiens primära mål är att jämföra parade, slag-till-slag numeriska värden för systoliska, diastoliska och medelartärtryck under varje studieperiod. Som ett sekundärt studiemål kommer även överensstämmelsen med artärkurvans vågformer i dessa perioder att jämföras . Övergripande prestanda och data från varje separat studieperiod kommer att rapporteras. Effekten av förändringar i hållning och aktivitet på konvergensen mellan invasiva och icke-invasiva mätningar kommer att bedömas genom jämförelse av fyra upprepade registreringar i liggande och halvsittande positioner, nämligen: i vila och under cykelträning på 50, 100 och 150 Watt.

Delstudie 2 Förändringar i hållning och träningsnivå är båda kända för att påverka hjärtminutvolymen och blodtrycket och därmed energiöverföringen från hjärtat till cirkulationen. Mängden energi kan bedömas genom att multiplicera invasiva blodtrycksregistreringar med synkroniserad transtorakal ultraljudsmätning av blodflödet genom aortaklaffen. Studiens primära mål är att undersöka effekten av träning och position på hjärtenergileveransen till cirkulationen hos normala försökspersoner. Från de synkroniserade mätningarna av blodtryck och blodflöde beräknas två separata parametrar som beskriver energiöverföringen, total hjärteffekt och hjärteffekt, båda angivna i watt. Den förra inkluderar energin som är förknippad med svängningar i flöde och tryck, den senare inte. Oscillerande kraft beräknas som skillnaden: Total hjärteffekt - hjärteffekt.

Energiöverföring från hjärtat till kärlsystemet beror inte bara på hjärtats kontraktilitet utan också på systemiskt kärlmotstånd och aorta elastans. Kardiovaskulär interaktion kommer att undersökas som ett sekundärt studiemål. Två metoder kommer att användas, båda baserade på kombinationen av hjärtultraljud och invasivt artärtryck. Den första av dessa, Single Beat Ventriculo-Arterial Coupling beräknar Ae/Ees (aorta elastans/vänster kammarelastans) som kräver hjärtkateterisering, från en kombination av flera mindre invasiva variabler. Trots komplicerade beräkningar har denna metod blivit allt mer populär inom klinisk forskning under de senaste åren. Nyligen oscillerande kraftfraktion, dvs. Oscillerande kraft/Total hjärtkraft föreslogs som ett alternativ. Denna parameter är mycket lättare att beräkna men få data bekräftar dess tillförlitlighet som ett mått på kardiovaskulär interaktion.

Upprepade synkroniserade ultraljuds- och artärtrycksmätningar under samma arbetsställningar och cykelbelastningar som beskrivs i delstudie 1 kommer att jämföras för att bedöma effekterna av träningsnivå och hållning på energiöverföring och kardiovaskulär interaktion hos friska personer.

Delstudie 3 En enkel mekanistisk modell har etablerats som förutsäger individuella hemodynamiska reaktioner på träning baserat på demografiska data och den hemodynamiska profilen i vila.

Huvudtanken med denna delstudie är att testa denna modell genom att jämföra de individuellt förutsagda hemodynamiska värdena för varje specifik kombination av hållning och träning som tillämpas i delstudierna 1 och 2 med de faktiska individuella hemodynamiska svaren som registrerats hos studiepersonerna. Det övergripande resultatet kommer att analyseras för bestämning av modellens prediktiva kraft.

Som ett andra mål kommer en detaljerad analys att utföras för att upptäcka möjliga förbättringar av modellen.

Delstudie 4 Nedsatt dynamisk autoreglering av renalt blodflöde kan vara en tidig varningssignal hos intensivvårdspatienter som utvecklar akut njurskada. Bedömning av njurens autoregleringsmekanismer Myogenic Response (MR) och Tubulo-Glomerular Feedback (TGF) beror dock på samtidiga kontinuerliga registreringar av blodtryck och flödessignaler från njurartärerna under flera minuter. Detta är utmanande eftersom njurarna rör sig med andningen, och vi utvecklade därför ett system för maskininlärningsassisterad ultraljudsregistrering av flödeshastigheter i njurartärer. En högklassig vanlig ultraljudsskanner kommer att användas för en fyra minuters inspelning i liggande och vilande proband. Synkroniserade blodtryckskurvor registreras från den inneliggande artärkanylen.

Bedömning av MR- och TGF-funktion kommer att utföras genom off-line överföringsfunktionsfrekvensanalyser med blodtryck som ingång och flödeshastigheter som utmatning. Olika maskininlärningsmetoder och olika tillvägagångssätt för överföringsfunktionsanalysen kommer att testas för att bestämma deras förmåga att detektera dynamisk autoreglering av njurblodflödet hos normala försökspersoner, och vilka metoder som fungerar bäst.