Informácie

Ako držanie tela ovplyvňuje prietok krvi mozgom?

Ako držanie tela ovplyvňuje prietok krvi mozgom?

Toto je doplňujúca otázka k odpovedi na Quora:

Pri vzpriamenom držaní tela je venózny výtok výrazne menej pulzujúci (57%) a vyskytuje sa prevažne cez vertebrálny plexus, zatiaľ čo v polohe na chrbte sa venózny výtok vyskytuje prevažne cez vnútorné krčné žily. Namerali sa o niečo nižší tCBF (12%), výrazne menší objem CSF oscilujúci medzi lebkou a miechovým kanálom (48%) a oveľa väčší ICC (2,8-násobne) so zodpovedajúcim poklesom hodnôt ICP odvodených z MRI. v sede. [1]

Aj keď celkom nechápem odpoveď. Viem, že distribúcia krvného toku v mozgu je zložitejšia, ako si myslíme, ale celkový prietok krvi sa zvyšuje alebo znižuje so vzpriameným držaním tela?


Krvný tlak klesá, keď sa človek postaví.

Pri modelovaní regulácie prietoku krvi do mozgu počas zmeny držania tela zo sedenia do státia bol vytvorený model cerebrálneho prietoku krvi:

Charakteristickými znakmi je, že po 60 sekundách státia tlak (systolický aj diastolický) výrazne klesne zo stredného tlaku približne 95 mmHg na priemerný tlak približne 58 mmHg. Súčasne sa tiež znižuje rýchlosť toku krvi a následne sa zvyšuje. Je však potrebné poznamenať, že zatiaľ čo priemerná rýchlosť klesá, pokles nie je taký veľký, pretože dochádza k veľkému rozšíreniu pulznej amplitúdy (systolická hodnota mínus diastolická hodnota).

Ďalšie štúdie potvrdzujú toto tvrdenie, napríklad cerebrálny obeh v rôznych fysologických stavoch:

Aj keď naše štúdie neodhalili kvantitatívny vzťah medzi zmenami arteriálneho tlaku a prietokom krvi v mozgu u tej istej osoby, došlo k definitívnemu poklesu prietoku krvi v mozgu s poklesom účinného tlaku v mozgovej tepne pri státí.

Uskutočnili sa aj konkrétnejšie štúdie o držaní tela a prietoku krvi, aby sa naučili, ako najlepšie znížiť krvný tlak, čo je dôležité u pacientov s poranením hlavy. Z účinku zvýšenia hlavy na intrakraniálny tlak, cerebrálny perfúzny tlak a prietok krvi v mozgu u pacientov s poranením hlavy:

So zmenou polohy hlavy nenastala žiadna štatisticky významná zmena CPP, CBF, mozgovej metabolickej rýchlosti kyslíka, arteriovenózneho rozdielu laktátu alebo cerebrovaskulárneho odporu. Údaje naznačujú, že zvýšenie hlavy na 30 ° významne znížilo ICP u väčšiny z 22 pacientov bez zníženia CPP alebo CBF.

To znamená, že medzikraniálny tlak (ICP) bol u väčšiny pacientov významne znížený bez zníženia prietoku krvi mozgom (CBF). To znamená zmeny tlaku nie vždy sa rovná zmenám v prietoku krvi rovnakej relatívnej veľkosti.

Ak si tieto články prečítate viac, získate lepší prehľad o zložitosti toho, ako sa tok mení v držaní tela, ale pokiaľ nemáte konkrétnejšiu otázku, domnievam sa, že pokrýva to, čo ste sa pýtali.


Cerebrálna autoregulácia: prepojenie medzi perfúznym tlakom a prietokom krvi v mozgu

Základné mechanizmy a fyziologický význam autoregulácie mozgu

Ako je uvedené vyššie, na CBF vplýva množstvo fyziologických a biochemických mechanizmov vrátane zmien CPP. CA je homeostatický proces regulácie CBF v reakcii na zmeny CPP. Spôsob, akým sa CA dosahuje, je prostredníctvom regulácie CVR, ktorá sa najúčinnejšie vykonáva moduláciou polomeru malých mozgových tepien a arteriol [pozri ekv. (1)]. Pri absencii CA zvýšenie MAP spôsobuje zvýšenie CPP, a teda zvýšenie CBF, aj keď metabolický dopyt mozgu zostáva konštantný. Mechanizmus CA, ktorý je možné vnímať ako mechanizmus negatívnej spätnej väzby, však pôsobí proti zvýšeniu MAP zúžením polomeru ciev (čím sa zvyšuje ich odolnosť voči prúdeniu) a uvedením CBF na pôvodnú úroveň. Naopak, pokles MAP má tendenciu znižovať CBF a regulačný mechanizmus spôsobuje, že dilatácia ciev obnoví rovnováhu CBF. Tieto reakcie cerebrovaskulárneho systému na zmenu MAP nastávajú, ak CA funguje správne, inak v patologických stavoch, kde je CA narušená, CBF nasleduje viac -menej pasívne (podľa úrovne poškodenia) zmeny MAP.

Fyziologický pôvod CA je stále nejasný, pričom navrhované mechanizmy vyvolávajú myogénne, metabolické a neurogénne procesy. 3, 11 Myogénny mechanizmus: myogénna reakcia hladkého svalstva ciev na zmeny transmurálneho tlaku bola navrhnutá tak, aby nastala depolarizáciou arteriálnej membrány a mala by viesť k zmenám koncentrácie Ca 2 + v arteriálnej stene. 12 Metabolický mechanizmus: navrhla sa, aby zmenená koncentrácia vazoaktívnych metabolitov (ako je adenozín) bola dôsledkom počiatočných zmien BF vyvolaných krvným tlakom. 13 Neurogénny mechanizmus: perivaskulárne neuróny boli navrhnuté tak, aby mali autoregulačné účinky na mozgové arterioly. 14 Bez ohľadu na to, ktorý mechanizmus je zodpovedný alebo prevládajúci, je CA sprostredkovaná uvoľňovaním chemických mediátorov, čo znamená, že na reguláciu CVR je potrebný určitý čas. Preto je po zmene MAP potrebný určitý čas na obnovenie pôvodnej hodnoty CBF. 11

Statická verzus dynamická autoregulácia mozgu

Štúdie o CA je možné rozdeliť na statické a dynamické. Aj keď mechanizmy, ktoré sú základom statickej a dynamickej CA, môžu byť rovnaké alebo zdieľajú nejaký spoločný základ, časový rozsah, v ktorom sú pozorované, je odlišný: statická CA sa týka hodnôt MAP a CBF za podmienok ustáleného stavu, ktoré sú pozorované v časovom meradle minút alebo hodín, pričom dynamická CA sa týka prechodných zmien MAP a CBF, ktoré sú pozorované v časovom meradle sekúnd. Počiatočné štúdie o CA sa spoliehali na relatívne „pomalé“ metódy merania CBF, ako napríklad Kety – Schmidtova technika 15 (pozri časť 3.2.1) alebo Xe 133 [Ref. 16] alebo Kr 85 [Ref. 17] technika vychytávania (pozri odsek 3.3.1). MAP sa zmenil buď posunutím centrálneho objemu krvi mechanickými manévrami (ako je zmena držania tela z ľahu na státie, nakláňanie hlavou nahor alebo zavedenie podtlaku v dolnom tele), alebo častejšie vazoaktívnou injekciou liečiva. Zoznam metód použitých na zmenu MAP v statických CA štúdiách nájdete v prehľade Numana a kol. 18 Merania MAP a CBF sa vykonali iba na začiatku (t.j. pred zmenou MAP) a po tom, ako bol účinok stimulačného mechanizmu kompletný (zvyčajne po minútach). Preto s typickými metódami používanými na meranie statického CA nebolo možné študovať časový vývoj prechodných javov v MAP a CBF, keď dosiahli svoje ustálené hodnoty. Okrem toho bol podľa týchto metód CA koncipovaný ako mechanizmus všetko alebo nič, tj buď bol prítomný (ak sa CBF obnovil na pôvodnú hodnotu), alebo nie (ak CBF pasívne sledoval zmenu MAP).

S príchodom transkraniálneho dopplerovského ultrazvuku (TCD, pozri časť 3.6.1) bolo možné odmerať rýchlosť toku veľkej mozgovej cievy [zvyčajne strednej mozgovej tepny (MCA)] s vysokou vzorkovacou frekvenciou. Táto schopnosť umožnila nové metódy merania dynamickej odozvy CA. Jedným z typických mechanizmov náročných na MAP je metóda uvoľnenia manžety na tlak stehna, 19, ktorá bude podrobnejšie popísaná v sek. 2.2.2. V statických aj dynamických procesoch CA je regulácia CBF obmedzená na arteriálny kompartment predovšetkým na úrovni malých tepien a arteriol, ktoré sú schopné dilatácie alebo zúženia, aby sa zmenila ich odolnosť voči prúdeniu.

Statická autoregulácia mozgu

Prvú recenziu na statickú CA napísal Lassen. 20 Krivka MAP -CBF uvedená v tejto práci ukázala konštantný CBF pre hodnoty MAP medzi 60 a 170 mmHg, čo naznačuje vysoko aktívny statický regulačný systém. Práca Lassena mala hlboký vplyv na vedeckú a lekársku komunitu a krivka MAP -CBF uvedená v jeho príspevku bola považovaná za dôležitú referenciu pre horné a dolné hraničné hodnoty MAP, v rámci ktorých bola CA účinná. Obrázok 1 ukazuje plató CBF v rozsahu MAP pre statickú autoreguláciu. Krivka MAP -CBF v Lassenovej práci bola získaná kombináciou výsledkov zo siedmich štúdií na ľuďoch s 11 rôznymi subjektovými skupinami, kde v každej skupine bol CBF meraný na jednom MAP. Výsledky na rôznych skupinách subjektov boli zmiešané bez ohľadu na to, či boli subjekty zdravé, choré alebo liečené. Krivka preto predstavovala intersubjektové hodnoty za rôznych zdravotných podmienok, a nie intrasubjektový vzťah MAP -CBF meraný na kohorte subjektov v podobných zdravotných podmienkach. Ako už bolo uvedené vyššie, tento spôsob extrapolácie statickej krivky CA z obmedzeného počtu rôznych subjektov môže viesť k zavádzajúcim výsledkom, aj keď sú všetky subjekty zdravé, kvôli individuálnej variabilite a bez zohľadnenia účinkov iných premenných. 11 Je možné, že statická krivka CA je tlakovo pasívnejšia, ako predtým popísal Lassen, alebo inými slovami, že krivka CBF – MAP v rozsahu autoregulácie nie je práve plochá plošina (ako na obr. 1), ale má mierne pozitívny sklon. To je v zhode aj s niektorými teoretickými modelmi CA založenými na slučke spätnej väzby. 21 Okrem toho je v dnešnej dobe známe, že statická krivka CA je ovplyvnená inými premennými, ako sú koncentrácie oxidu uhličitého (CO 2) a O 2 v krvi. Pre teoretický model vplyvu hladín krvných plynov na CA odkazujeme na prácu Payne a kol. 22


Neštandardné skratky a akronymy

rýchlosť prietoku krvi mozgom

predĺžený kognitívny stresový test

syndróm posturálnej tachykardie

Klinická perspektíva

Čo je nové?

V porovnaní so zdravými kontrolami zhodnými s vekom a pohlavím vykazovali pacienti so syndrómom posturálnej tachykardie po dlhodobom kognitívnom stresovom testovaní dokonca aj bez ortostatického stresu väčšie zníženie rýchlosti prietoku krvi v mozgu a psychomotorickej rýchlosti.

Zníženie rýchlosti prietoku krvi mozgom v strednej mozgovej tepne u pacientov s posturálnym tachykardickým syndrómom bolo podobné počas predĺženého kognitívneho stresového testovania a po 5 minútach státia.

Aké sú klinické dôsledky?

Naše zistenia môžu vysvetliť bežný popis „mozgovej hmly“ u pacientov s syndrómom posturálnej tachykardie a poskytnúť ďalšiu silu konceptu, že kognitívna dysfunkcia pri syndróme posturálnej tachykardie predstavuje dôsledok patofyziológie ochorenia.

Na vymedzenie patofyziologických mechanizmov, ktoré sú základom týchto pozorovaní, sú potrebné ďalšie štúdie.

Jedinci so syndrómom posturálnej tachykardie (POTS) majú často okrem svojej neznášanlivosti v stoji aj niekoľko oslabujúcich kardiovaskulárnych, gastrointestinálnych a neuropsychologických symptómov. 1 Aj keď je zrejmé, že symptómy súvisia s predpokladom vzpriameného držania tela u týchto jedincov, existuje množstvo faktorov, ktoré znižujú objem krvi alebo znižujú cievny tonus (napríklad horúce prostredie, veľké jedlá, fyzická námaha, srdcová dekondicionácia a lieky). je známe, že zhoršujú symptómy POTS a zasahujú do aktivít každodenného života. 2, 3, 4, 5 Vplyv týchto symptómov na kvalitu života a kognitívnu dysfunkciu bol dobre popísaný, účinné možnosti liečby však zostávajú obmedzené. 6 Úprava dehydratácie, cvičebný tréning a manipulácia s liekmi spomaľujúcimi vazoaktívnu a srdcovú frekvenciu (HR) môže poskytnúť určitú symptomatickú úľavu, avšak zlepšenie terapeutického prístupu bude vyžadovať lepšie porozumenie základnej heterogénnej patofyziológie. 6, 7, 8, 9, 10

Kognitívna dysfunkcia u pacientov s POTS sa niekedy pripisuje súbežnej úzkosti a depresii, aj keď sa ukázalo, že výkonnosť pri úlohách vyžadujúcich si trvalú pozornosť a krátkodobú pamäť sa pri ortostatickom strese zhoršuje. 11, 12 Spojenie kognitívnej dysfunkcie so vzpriameným držaním tela môže súvisieť so znížením prietoku krvi v mozgu (CBF) alebo osciláciami krvného tlaku (BP) a rýchlosti CBF (CBFv). 12, 13 V POTS bolo však hlásené pretrvávanie mentálnej únavy a kognitívnych porúch („mozgová hmla“) dokonca aj v ľahu. 14 Zostáva nejasné, či je možné tieto symptómy vysvetliť abnormálnou cerebrálnou perfúziou bez ortostatického stresu. Preto sme predpokladali, že CBFv je znížený u pacientov s POTS, keď sú vystavení predĺženému kognitívnemu stresu vykonávanému v sede, podobne ako počas ortostatického stresu.

Metódy

Hodnotili sme kognitívne a hemodynamické reakcie (kardiovaskulárne a mozgové) na začiatku, po počiatočných kognitívnych testoch a po 30 minútach trvajúceho predĺženého kognitívneho stresového testu (PCST) v sede, ako aj po ortostatickom strese (5 -minútové státie) v postupne zaradených účastníci s VEĽKÁMI (skupina POTS, obrázok 1). Porovnávali sme ich s kohortou frekvencie zdravých účastníkov zodpovedajúcich veku a pohlaviu (kontrolná skupina). Táto štúdia bola schválená inštitucionálnou etickou komisiou pre výskum ľudí a je v súlade s Helsinskou deklaráciou. Všetci účastníci poskytli písomný a informovaný súhlas pred zaradením do štúdie. Údaje, ktoré podporujú zistenia tejto štúdie, sú k dispozícii od zodpovedajúceho autora na základe odôvodnenej žiadosti.

Poradie fyziologických a kognitívnych meraní počas celého protokolu štúdie. RT indikuje reakčný čas RVIP, rýchle spracovanie vizuálnych informácií OHQ, ortostatický hypotenzný dotazník COMPASS ‐ 31, kompozitné skóre autonómnych symptómov ‐ 31 a MSA ‐ QoL, hodnotenie kvality života pri viacnásobnej systémovej atrofii.

Študujte spôsobilosť a zápis

Jedinci s POTS boli zaradení z našej autonómnej kliniky, kde boli splnené špecifické klinické kritériá: symptómy vyvolané vzpriameným držaním tela s vyriešením pri ležaní po dobu najmenej 6 mesiacov, ako aj dokumentácia trvalého prírastku HR o> 30 bpm počas primárneho testovanie náklonu nahor alebo do 10 minút státia bez posturálneho poklesu krvného tlaku o> 20 mm Hg. Tieto symptómy zahŕňali točenie hlavy, bolesť hlavy, únavu, neurokognitívne deficity, palpitácie, nevoľnosť, zmenené videnie alebo dýchavičnosť vo vzpriamenej polohe, bez ďalších lekárskych vysvetlení symptómov. Všetci pacienti s POTS boli na liečbe v súlade s aktuálnymi smernicami. 7 Neexistovali žiadne kritériá klinického vylúčenia. Kontrolnú skupinu tvorili zdraví dobrovoľníci zodpovedajúci veku a pohlaviu bez známych srdcových alebo autonómnych symptómov.

Príprava pacienta

Všetky testovacie sedenia sa uskutočnili ráno, pričom pacienti sa počas predchádzajúcich 24 hodín zdržali alkoholu a kofeínu. V predchádzajúcom mesiaci neboli v liečbe POTS vykonané žiadne zmeny. Účastníkom bolo dovolené pokračovať vo všetkých svojich bežných liekoch okrem vazopresorov. Pacienti, ktorí zvyčajne užívali midodrin (α -adrenergný agonista, polčas 3 hodiny) ráno, boli požiadaní, aby odložili túto dávku až do ukončenia štúdie, aby mohol uplynúť interval najmenej 15 hodín (5 -násobný polčas) od posledná dávka, aby sa zabránilo exogénnej vazopresorickej terapii, mätúca interpretácia výsledkov štúdie. Protokol štúdie bol vykonaný v zariadení s kontrolovanou klímou (22 ° C), pričom účastníci sedeli s operadlom chrbta pri stole, pričom napodobňovali bežné (školské alebo administratívne) pracovné podmienky.

Fyziologické merania

Na meranie CBFv zo strednej mozgovej tepny dominantnej hemisféry sme použili transkraniálny doppler (TCD) (Doppler ‐ BoxX, Compumedics DWL, Singen, Nemecko). Sonda sondy 2 MHz (PW, Compumedics DWL) bola pripevnená na miesto cez prechodné okno pomocou nastaviteľnej pokrývky hlavy (DiaMon, Compumedics DWL), aby sa minimalizoval pohyb sondy počas protokolu štúdie. CBFv sa zaznamenával nepretržite v celom protokole štúdie. Na kontinuálne monitorovanie bolo umiestnené jednovodičové EKG (FE132 Bioamp, ADInstruments Pty Ltd, NSW, Austrália). Kontinuálna neinvazívna hemodynamika beat -to -beat (HR, BP) bola tiež získaná pomocou manžety umiestnenej na prste (fotopletyzmografia Finapres Medical Systems BV, Enschede, Holandsko). Na meranie dychovej frekvencie bol použitý tenzometrický prístroj na hrudnej stene (Piezo Respiratory Belt Transducer MLT 1132/D, ADInstruments). Nakoniec koncový prílivový oxid uhličitý (ETCO2) sa meral (Capnostream 20P, Medtronic, Minneapolis, MN, USA) pomocou nosných hrotov s naberačkou do úst (Smart CapnoLine Plus, Microstream, Medtronic). Vlnová obálka CBFv, EKG, vlnový priebeh BP -beat -to -beat a HR, ETCO2, a údaje o dychovej frekvencii boli všetky zaznamenávané súčasne prostredníctvom zariadenia na zber údajov (Powerlab PL35/16, ADInstruments) pripojeného k osobnému počítaču pomocou softvéru na zber údajov (LabChart 8, ADInstruments). Všetky údaje boli exportované do MATLAB (MathWorks, Natick, MA, USA) na ďalšiu analýzu.

Neurokognitívne hodnotenie

Kognitívne testovanie sme vykonali pomocou nástroja na zhromažďovanie softvéru založeného na zariadení iPad (Apple Inc., Cupertino, CA, USA) (Cambridge Neuropsychological Test Automated Battery [CANTAB] Cambridge Cognition, Cambridge, UK). 15 Konkrétne sme hodnotili kognitívne oblasti psychomotorickej rýchlosti a pozornosti meraním reakčného času (RT) a rýchleho spracovania vizuálnych informácií. Stručne povedané, test RT meria čas potrebný na uvoľnenie tlačidla na obrazovke a dotyk na cieľ v reakcii na naprogramovaný vizuálny podnet. Meria rýchlosť motorickej a duševnej reakcie. Úloha rýchleho spracovania vizuálnych informácií hodnotí schopnosť subjektu identifikovať cieľovú sekvenciu zo série čísel, ktoré sa v pseudonáhodnom poradí objavia na obrazovke iPadu rýchlosťou 100 čísel za minútu, ako miera trvalej pozornosti. RT aj rýchle spracovanie vizuálnych informácií sa merali na začiatku a po 30 minútach PCST (obrázok 1). Na vykonanie kognitívneho stresu slúžili 2 úlohy Cambridgeského neuropsychologického testu s automatizovanou batériou: úloha s oneskorenými párovanými vzorkami, ktorá zahŕňa vyvolanie zložitých vzorcov a úloha s prepínaním pozornosti, ktorá vyžaduje motorickú reakciu na rýchle vizuálne zmeny polohy a smeru šípky, ktorá sa zobrazí na obrazovke.

Posúdenie symptómov

Aby sme zhodnotili akútne zmeny symptómov, požiadali sme účastníkov, aby zhodnotili svoje symptómy pomocou ortostatického hypotenzného dotazníka s Likertovou škálou (od 0 do 10 najmenej po najzávažnejšie), na začiatku a po predĺženom kognitívnom stresovom testovaní.16 Posudzovanými príznakmi boli: závraty, točenie hlavy alebo pocit slabých problémov so zrakom (rozmazanie, videnie škvŕn, tunelové videnie) slabosť, únava, problémy s koncentráciou a nepohodlie v oblasti hlavy a krku. Aj keď sa ortostatický hypotenzný dotazník týka symptómov zaznamenaných počas predchádzajúceho týždňa, upravili sme ho na posúdenie okamžitých symptómov.

Okrem hodnotenia súčasných symptómov boli všetci účastníci požiadaní aj o vyplnenie dotazníkov po dokončení všetkých fyziologických meraní, aby sa určila kvalita ich života a autonómne symptómy v predchádzajúcom mesiaci. Dotazník na posúdenie kvality života konkrétne v POTS nie je k dispozícii. Na hodnotenie kvality života bol použitý dotazník Quality of Life Assessment in Multiple System Atrofhy Assessment, ktorý bol dobre validovaný ako nástroj výstupov hlásených pacientom. 17 Ďalej boli autonómne symptómy hodnotené pomocou dobre validovaného, ​​skráteného kompozitného skóre autonómnych symptómov -31). 18

Štatistická analýza

Normálne distribuované premenné boli prezentované ako priemer ± SD, zatiaľ čo normálne distribuované premenné boli prezentované ako medián a medzikvartilné rozpätie (Q1, Q3). Kategorické premenné boli vyjadrené ako čísla a percentá. Na porovnanie sme použili priemerné fyziologické údaje za 30 s v nasledujúcich časových bodoch: na začiatku sedenia, pri úvodnom kognitívnom testovaní (ICT) a opakovanom kognitívnom testovaní po 30 minútach PCST v sede a počas 5 -minútového státia test. Na vyhodnotenie skupiny (POTS, kontroly) a stavu (východisková hodnota oproti ICT, ICT oproti post PCST, východisková hodnota oproti ortostatickému stresu) ako hlavných účinkov a interakcie medzi skupinou a stavom sa použil model so zmiešanými účinkami. Individuálny pacient bol modelovaný ako náhodný účinok, aby sa zohľadnili opakované opatrenia medzi jednotlivcami medzi podmienkami. Zvyšky modelu boli vizuálne skontrolované na normálnosť, aby sa zaistilo vhodné prispôsobenie modelu. Štatistické testy boli vykonané pomocou SPSS Statistics (verzia 24, IBM Corp, Armonk, NY, USA) a štatistická významnosť bola stanovená na P& lt0,05.

Výsledky

Základné charakteristiky

Zaregistrovali sme 40 účastníkov s POTS (n = 22) a zdravými kontrolami pohlavia a veku (n = 18). Základné charakteristiky, ako je používanie liekov, sediace fyziologické a CBF parametre, sú uvedené v tabuľke 1. Z 22 pacientov s POTS 6 užívalo fludrokortizón, 12 užívalo lieky na kontrolu srdcovej činnosti (5, ivabradín 7, propranolol) a 11 užívalo midodrin. Skupina POTS mala predovšetkým vyšší pokojový tep v sede ako kontrolné osoby (90 ± 14 oproti 74 ± 9 úderov za minútu) P= 0,010). Nebol žiadny rozdiel v priemernom pokojovom TK, respiračnej frekvencii, ETCO2a CBFv medzi skupinami v sede (tabuľka 1).

Tabuľka 1. Základné charakteristiky

Údaje sú uvedené ako priemer ± SD alebo medián (Q1, Q3). Hodnotenie symptómov ortostatickej hypotenzie je zložkou hodnotenia symptómov v ortostatickom hypotenznom dotazníku, ktorý sa používa na kvantifikáciu symptómov prítomných v čase vyplnenia dotazníka. 13 Šiestim symptómom je priradené skóre od 0 (symptóm nie je prítomný) do 10 (najzávažnejší) s celkovým maximálnym skóre 60. Kompozitné skóre autonómnych symptómov -31 (upravené) je validované skóre vypočítané zo surového kompozitného autonómneho symptómu skóre -31 po použití váhy, ktorá zohľadňuje počet bodov a relatívny význam orgánových systémov pri hodnotení autonómnej dysfunkcie. Vysoké skóre naznačuje väčšiu závažnosť symptómov spojených s autonómnou dysfunkciou. Skóre hodnotenia kvality života vo viacnásobnej systémovej atrofii hodnotí faktory, ktoré ovplyvňujú kvalitu života, pričom vysoké skóre naznačuje významné zhoršenie kvality života. 14 TK, krvný tlak CBFv, mozgová rýchlosť prietoku krvi COMPASS -31, kompozitné skóre autonómnych symptómov -31 ETCO2, koncový prílivový oxid uhličitý MSA ‐ QoL, hodnotenie kvality života pri viacnásobnej systémovej atrofii OHSA, hodnotenie symptómov ortostatickej hypotenzie OHQ, dotazník ortostatickej hypotenzie a POTS, syndróm posturálnej tachykardie.

Psychologické zmeny s počiatočným kognitívnym testovaním

Počas IKT došlo k väčšiemu zvýšeniu priemerného HR v skupine POTS ako u kontrol (9,5 oproti 4,4% interakcii, P= 0,014 Obrázok 2A). Priemerná HR bola v skupine POTS (skupina, P= 0,003), aj keď v oboch skupinách bol pozorovaný významný nárast (stav, P& lt 0,001). Všetky ostatné fyziologické reakcie (BP, ETCO2a CBFv) sa medzi skupinami počas IKT (interakcia, P hodnoty všetky ≥0,2, tabuľka 2) napriek významnému zvýšeniu systolického a diastolického TK (stav, P& lt0.001) a CBFv (podmienka, P= 0,006) v oboch skupinách (obrázok 2B až 2D).

Zmeny v (A) tep srdca (Bsystolický krvný tlak (C.) rýchlosť prietoku krvi mozgom (D) koncový prílivový oxid uhličitý (E) reakčný čas a (F) počet správnych odpovedí s rýchlym spracovaním vizuálnych informácií, s počiatočným kognitívnym testom a predĺženým kognitívnym stresovým testom je znázornený na obrázku P hodnoty v každom grafe označujúce porovnania pre: *stav (východiskový vs počiatočný kognitívny test alebo počiatočný kognitívny test vs post predĺžený kognitívny stresový test) v oboch skupinách, † skupina (syndróm posturálnej tachykardie vs. kontrola) a ‡ interakcia (medzi stavom a skupinou) . Na uľahčenie ilustrácie sú všetky hodnoty vynesené ako priemer ± SE priemeru s jednosmernými chybovými pruhmi. POTS označuje syndróm posturálnej tachykardie ICT, počiatočný kognitívny test PCST, predĺžený kognitívny stresový test a RVIP, rýchle spracovanie vizuálnych informácií.

Tabuľka 2. Fyziologické a kognitívne parametre s kognitívnymi a ortostatickými výzvami

BRAMBORY (n = 22)Kontroly (n = 18)P Hodnota *Kognitívne výzvyVýchodiskový stavPočiatočné kognitívne testovanieUverejnite predĺžený kognitívny stresový testVýchodiskový stav

TK označuje krvný tlak CBFv, mozgovú rýchlosť prietoku krvi ETCO2, koncový prílivový oxid uhličitý RVIP, rýchly vizuálny informačný proces a POTS, syndróm posturálnej tachykardie Údaje sú uvedené ako priemer ± SD.

* Interakcia P hodnota medzi syndrómom posturálnej tachykardie a kontrolnými skupinami od východiskového stavu po počiatočné kognitívne testovanie.

+ Interakcia P hodnota medzi syndrómom posturálnej tachykardie a kontrolnými skupinami od počiatočného kognitívneho testovania po post predĺžený kognitívny stresový test.

‡ Interakcia P hodnota medzi syndrómom posturálnej tachykardie a kontrolnými skupinami od východiskového stavu do 5 -minútového státia.

Psychologické a kognitívne zmeny počas opakovaného kognitívneho testovania po PCST

Odozva HR počas opakovaného kognitívneho testovania po PCST bola medzi skupinami podobná (interakcia, P= 0,656, tabuľka 2) s konzistentným spomalením v porovnaní s počas IKT (stav, P= 0,042), hoci skupina POTS si v celej skupine udržala vyšší HR ako kontrolná skupina (skupina, P= 0,005, obrázok 2A). Po PCST bolo pozorované väčšie zníženie CBFv v skupine POTS ako u kontrol (-7,8% oproti -1,8% interakcia, P= 0,038, tabuľka 2 a obrázok 2C), aj keď CBFv bol pri opakovaných kognitívnych testoch v oboch skupinách nižší (stav, P& lt 0,001). Všetky ostatné fyziologické reakcie (BP a ETCO2) sa medzi skupinami nelíšili počas počiatočného a opakovaného kognitívneho testovania po PCST (všetky interakcie, P≥0,061, tabuľka 2, obrázok 2B a 2D).

Účinky PCST na psychomotorickú rýchlosť a pozornosť sú zhrnuté v tabuľke 2. Keď sa po PCST vykonalo opakované kognitívne testovanie, v skupine POTS bolo pozorované dlhšie oneskorenie priemernej RT ako u kontrol (6,1% oproti 1,4% interakcii, P= 0,027 obrázok 2E). Aj keď bol v oboch skupinách pozorovaný významný nárast priemernej RT (stav, P= 0,002), priemerná RT bola konzistentne dlhšia u pacientov s POTS (skupina, P= 0,007, obrázok 2E). Keď sa kognitívne testovanie opakovalo po PCST, nárast počtu správnych odpovedí v teste rýchleho spracovania vizuálnych informácií sa medzi POTS a kontrolnými skupinami nelíšil (interakcia, P= 0,108, tabuľka 2) napriek významnému nárastu v oboch skupinách (stav, P& lt0.001 obrázok 2F) a trvalo nižšia presnosť v skupine POTS (skupina, P=0.05).

Psychologické zmeny na konci 5 -minútového ortostatického stresu

Rozsah zmien vo všetkých fyziologických parametroch (HR, BP, ETCO2a CBFv) sa medzi skupinami nelíšili od východiskového stavu do konca 5 -minútového ortostatického stresu (interakcia P≥0,5, tabuľka 2). Ortostatický stres mal za následok významné zvýšenie HR (stav, P& lt0,001), systolický TK (stav, P= 0,001) a diastolický TK (stav, P& lt0,001), ako aj významný pokles CBFv (stav, P= 0,002) v oboch skupinách (obrázok 3A až 3D). Je zrejmé, že HR bola trvale vyššia u pacientov s POTS (skupina, P= 0,002 obrázok 3A), zatiaľ čo zostávajúce fyziologické parametre boli podobné medzi POTS a kontrolnými skupinami (skupina, P≥0.3).

Zmeny v (A) tep srdca (B) rýchlosť prietoku krvi mozgom (C.systolický krvný tlak aD) koncový prílivový oxid uhličitý s ortostatickým napätím sú znázornené na obrázku P hodnoty v každom grafe označujúce porovnania pre: *stav (východiskový vs ortostatický stres) v oboch skupinách, † skupinu (syndróm posturálnej tachykardie vs. kontrola) a ‡ interakciu (medzi stavom a skupinou). Na uľahčenie ilustrácie sú všetky vynesené hodnoty priemerom ± SE priemeru s jednosmernými chybovými pruhmi. POTS označuje syndróm posturálnej tachykardie.

Posúdenie symptómov a kvality života

Celkové skóre kvality života (Quality of Life Assessment in Multiple System Atrofhy) a skóre symptómov (kompozitné autonómne skóre symptómov -31) boli významne vyššie v skupine POTS v porovnaní s kontrolnou skupinou (tabuľka 1). Všetci pacienti s POTS opísali významné zaťaženie symptómami počas najmenej 6 mesiacov s narušenou kvalitou života v motorických, nemotorových a emocionálnych zložkách. Konkrétne všetci pacienti s POTS opísali spomalenie myslenia a ťažkosti s koncentráciou podľa dotazníka Quality Assessment Assessment in Multiple System Atrofhy s miernymi, strednými, výraznými a extrémnymi ťažkosťami opísanými 3, 4, 9 a 6 subjektmi. Naproti tomu 12 ovládacích prvkov nepopisovalo žiadne ťažkosti so sústredením, zatiaľ čo zvyšných 6 naznačovalo mierne ťažkosti. Na začiatku boli ortostatické hypotenzívne symptómy významne vyššie v POTS oproti kontrolným skupinám (P& lt0,001, tabuľka 1). Skupina POTS vykazovala trvale horšie ortostatické symptómy (P& lt0,001) s významným nárastom skóre OHSA na konci celého protokolu výskumu v oboch skupinách (P<0,001), hoci rozsah zvýšenia bol väčší v skupine POTS [medián, 35 (31, 42) oproti 3 (1, 8) alebo +16 oproti +3 body, P& lt0,001]. Konkrétne po PCST a ortostatickom stresovom teste všetci okrem 2 pacientov s POTS hodnotili zhoršujúci sa symptóm „koncentrácie problémov“ s mediánom zvýšenia o 3 (1, 4) body na Likertovej škále. Naproti tomu iba 9 z 18 kontrolných subjektov hlásilo zvýšený symptóm „koncentrácie koncentrácie“ so mediánom zvýšenia iba o 0 (0, 2) bodov (P& lt 0,001).

Diskusia

Pokiaľ je nám známe, táto štúdia je prvou, ktorá hodnotí CBFv u jedincov s POTS, ktorí počas sedenia podstupujú trvalé kognitívne výzvy. Zistili sme, že po PCST jedinci s POTS demonštrujú kognitívnu dysfunkciu zníženej psychomotorickej rýchlosti, ktorá bola sprevádzaná významným znížením CBFv v porovnaní so zdravými kontrolami, pričom zostali sedieť bez hyperventilácie. 19 Okrem toho sme zistili, že obe skupiny vykazovali podobné zníženia CBFv a prírastky HR po ortostatickom strese v trvaní 5 minút. Je zaujímavé, že CBFv po PCST v skupine POTS nebol nepodobný tomu, ktorý sa pozoroval počas ortostatického stresu. Navyše, pacienti s POTS zaznamenali väčší nárast ortostatických symptómov v porovnaní so zdravými kontrolami po dokončení celého protokolu štúdie. Súhrnne povedané, pokles CBFv u sediacich jedincov s POTS počas opakovaných kognitívnych testov po PCST môže vysvetliť bežný symptóm mentálneho zakalenia (mozgovej hmly) v tejto populácii pacientov.

CBF a kognícia v HRNČIACH

Systémové TK a HR sa môžu počas období fyzického stresu a ortostázy enormne líšiť. Predpokladalo sa, že pacienti s POTS nie sú schopní dostatočne tlmiť zmeny v systémovom obehu bez ohrozenia cerebrálnej perfúzie, nazývanej autoregulácia. 20 Niekoľko štúdií hodnotilo vplyv ortostatického stresu na kognitívne funkcie a mozgovú hemodynamiku u pacientov s POTS. Ocon a kol. Zistili pokles kognitívnych výkonov, ku ktorému dochádza so zvyšujúcim sa ortostatickým stresom u pacientov s POTS a komorbidným syndrómom chronickej únavy v porovnaní s kontrolami, čo sa nedá vysvetliť znížením CBFv. 21 U pacientov s chronickým únavovým syndrómom a POTS Stewart a kol. Zistili, že CBF sa nedokázal zvýšiť s kognitívnou aktivitou počas ortostatického stresu, zatiaľ čo vazomotorický tonus zostal zvýšený, čo naznačuje odpojenie neurovaskulárnej jednotky. 22 Počas progresívnej ortostázy u pacientov s POTS sa ukázalo, že rastúci oscilačný CBF je spojený so zhoršením pamäte a zníženou neurovaskulárnou väzbou. 12

Aj keď vyššie uvedené štúdie elegantne zdôraznili komplexnosť mozgovej hemodynamickej reakcie počas ortostatického stresu vo vzťahu k kognitívnym funkciám u jedincov s POTS, rozsah, v akom by tieto nálezy bolo možné pripísať súbežnému syndrómu chronickej únavy, nie je známy. 23 Ďalej zostáva nejasné, či pacienti s POTS majú schopnosť zvýšiť cerebrálnu perfúziu v reakcii na zvýšený cerebrálny metabolický dopyt bez absencie ortostatického stresu. Iní ukázali, že jednotlivci s POTS sa stretávajú s kognitívnymi ťažkosťami, aj keď ležia. 14 V nedávnej štúdii sme zistili, že u pacientov s POTS počas sedenia bola narušená krátkodobá pamäť a bdelosť, napriek tomu, že sa v porovnaní so zdravými kontrolami preukázala podobná reakcia CBFv na prechodné vizuálne podnety v zadnej mozgovej tepne. 24 Táto štúdia poskytuje ďalšie poznatky o kognitívnej dysfunkcii v populácii POTS. Naše zistenia naznačujú, že v reakcii na trvalý kognitívny dopyt pacienti s POTS demonštrujú zníženie CBFv v podobnej miere ako počas ortostatického stresu.

Okrem toho boli tieto zmeny v CBFv počas PCST v skupine POTS pozorované v spojení so zníženou psychomotorickou rýchlosťou a následným zvýšením závažnosti ortostatických symptómov vrátane zvýšených ťažkostí so sústredením, čo je kľúčový deskriptor mozgovej hmly, v porovnaní s zdravými kontrolami. Tieto údaje sú v súlade s predchádzajúcou štúdiou, v ktorej boli deficity selektívnej pozornosti, kognitívneho spracovania a výkonnej funkcie demonštrované u pacientov s POTS, ktorí v sede vykonávali kognitívne hodnotenie. 14 Mechanizmy, ktoré sú základom mozgovej hmly, budú pravdepodobne multifaktoriálne, pretože hlásené spúšťače zahŕňajú aj nedostatok spánku a celkovú únavu pri absencii ortostatického alebo kognitívneho stresu. 25

Klinické dôsledky

Naše zistenia dodávajú ďalšiu silu konceptu, že kognitívna dysfunkcia v POTS predstavuje dôsledok patofyziológie ochorenia. Na vymedzenie mechanizmov, ktoré sú základom týchto pozorovaní, sú však potrebné ďalšie štúdie. Použitie TCD na meranie CBF v strednej mozgovej tepne bolo validované proti funkčným zobrazovacím rýchlostným rýchlostiam magnetickou rezonanciou, avšak TCD vyžaduje vysokú úroveň skúseností na získanie konzistentne vysoko kvalitných opatrení. 26 Napriek tomu možno opatrenia TCD CBF použiť ako objektívny nástroj na kvantifikáciu fyziologických stavov vo vzťahu k objektívnym kognitívnym a psychologickým hodnoteniam v klinickej praxi. 27 To, či je znížený CBFv užitočným biomarkerom pri riadení POTS, sa ešte musí určiť.

Obmedzenia štúdie

TCD meria CBFv na rozdiel od CBF. Opatrenia sú ekvivalentné iba vtedy, ak sa priemer nádoby nemení. Počas štúdie sme nehodnotili priemer strednej cerebrálnej artérie, ale iní predtým pozorovali iba malé zmeny (& lt4%) v jeho priemere v reakcii na hypokapniu a zmeny TK. 28 Namerali sme CBFv na dominantnú mozgovú hemisféru. Aj keď existujú dôkazy o tom, že CBF je medzi ortuťami počas ortostatického stresu porovnateľný, počas kognitívnych úloh sa CBF môže medzi hemisférami líšiť. 21, 29 Vykonanie štúdie s účastníkmi v ležiacej polohe by odstránilo stupeň ortostatického stresu spojeného so sedením, ale obmedzilo by výkon PCST a prinieslo ďalší hluk do záznamov CBFv. Uznávame, že naše výsledky môžu byť ovplyvnené tým, že umožníme našim pacientom s POTS pokračovať v liečbe so zníženou aktiváciou sympatika (v prípade beta -blokády) alebo so zhoršenou koncentráciou (v prípade liekov proti úzkosti alebo antidepresívam). Zadržanie týchto činidiel však môže mať za následok odrazovú tachykardiu a zhoršenie kognitívnych výkonov prostredníctvom nedostatku spánku a dôsledkov na duševné zdravie. Používanie dotazníkov na meranie kvality života a ortostatických symptómov je vystavené zaujatosti, pokiaľ ide o vlastné hlásenie.

Závery

Znížená CBFv a kognitívna dysfunkcia boli evidentné u pacientov s POTS po dlhšom kognitívnom strese v sede. Bežne opisovaný symptóm mozgovej hmly v POTS je pravdepodobne prisúdený patofyziológii základného ochorenia, ktorá zostáva zle pochopená.

Zdroje financovania

Dr Wells je podporovaný štipendiami Národnej rady pre zdravie a lekársky výskum Austrálie a Programom odbornej prípravy austrálskeho vládneho výskumu. Doktora Malika podporuje austrálske štipendium na získanie postgraduálnej ceny z University of Adelaide (UoA). Dr Linz je podporovaný Beacon Fellowship z UoA. Dr Sanders je podporovaný spoločenstvom praktikov z Národnej rady pre zdravie a lekársky výskum Austrálie a National Heart Foundation of Australia. Dr Lau je podporovaný stredoškolským štipendiom od The Hospital Research Foundation. Tento projekt získal podporu grantu na vybavenie od Adelaide Medical School, UoA, a Tom Simpson Trust Fund, juhoaustrálska divízia National Heart Foundation of Australia.

Zverejnenia

Doktor Linz uvádza, že pôsobil v poradnom zbore spoločností LivaNova a Medtronic. Doktor Linz uvádza, že UoA v jeho mene prijala poplatky za prednášky a/alebo konzultácie od spoločností LivaNova, Medtronic a ResMed. Doktor Linz uvádza, že UoA v jeho mene získala financovanie výskumu od spoločností Sanofi, ResMed a Medtronic. Doktor Sanders uvádza, že pôsobil v poradnom zbore spoločností Medtronic, Abbott Medical, Boston Scientific, Pacemate a CathRx.Doktor Sanders uvádza, že UoA v jeho mene prijala poplatky za prednášky a/alebo konzultácie od spoločností Medtronic, Abbott Medical, Bayer a Boston Scientific. Doktor Sanders uvádza, že UoA v jeho mene získala financovanie výskumu od spoločností Medtronic, Abbott Medical, Boston Scientific a MicroPort. Doktor Lau uvádza, že UoA v jeho mene prijala poplatky za prednášky a/alebo konzultácie od spoločností Abbott Medical, Bayer, Biotronik, Boehringer Ingelheim, Medtronic, MicroPort a Pfizer.


Neuropsychologický profil syndrómu posturálnej ortostatickej tachykardie: súrodenecká prípadová štúdia

Syndróm posturálnej ortostatickej tachykardie (POTS), odhadovaný na postihnutie 500 000 ľudí len v USA, je rastúcim zdrojom porúch a zdravotného postihnutia. Príznaky často pozostávajú z fyzického, kognitívneho a psychického poškodenia. Príznaky sú spôsobené kolísaním prietoku krvi v mozgu. Cerebrálna perfúzia je prísne kontrolovaná a prepojená s mozgovou funkciou, pretože zmeny držania tela môžu mať za následok rýchlu hemovaskulárnu reguláciu autonómnym nervovým systémom. Akékoľvek oneskorenie hemoregulácie a prietoku krvi mozgom môže mať za následok neurologické symptómy. POTS je spojený s chronickou autonómnou dysreguláciou a ľudia s POTS trpia rôznym stupňom mozgovej hypoperfúzie, čo spôsobuje variabilitu symptómov. Tento článok sa zameriava na prípady dvoch súrodencov (22 -ročných a 19 -ročných), ktorí obaja trpia na POTS. Trpeli fyzickými symptómami, ako aj ťažkosťami s organizovaním myšlienok, udržiavaním pozornosti, rýchlym myslením, multitaskingom a vybavovaním si najnovších informácií, ako aj s depresiou a úzkosťou. Tieto sestry majú nadpriemerné IQ v plnom rozsahu (FSIQ), napriek tomu získali akademické ubytovanie a pretrvávajúca kognitívna dysfunkcia, ktorá im bráni v rozvíjaní svojho skutočného potenciálu. Tieto prípady ilustrujú potrebu neuropsychológov a iných poskytovateľov liečby porozumieť POTS, súvisiacej patofyziológii a tomu, ako kognitívne oslabujúce POTS môžu byť, a to aj v kontexte neporušených a vysokých skóre FSIQ.

Kľúčové slová: kognitívna neuropsychológia rehabilitácia posturálneho ortostatického tachykardického syndrómu.


Analýza dát

Priemerný arteriálny tlak (MAP) a priemerná rýchlosť krvi MCA (beat-to-beat)V.priemer) boli získané z každého tvaru vlny.

Aortálny pulzný tlak.

Aortálny pulzný tlak (PP) sa získal pulznou vlnovou analýzou pomocou zariadenia SphygmoCor (verzia 7.01, AtCor Medical) z tvarov radiálnych arteriálnych tlakov meraných aplanačnou tonometriou, ako bolo uvedené vyššie (45).

Dynamická reakcia CBF na akútnu hypotenziu.

Odpovede MCA V.priemer na akútne zmeny systémového krvného tlaku bezprostredne po uvoľnení manžety alebo LBNP. Kontrolné hodnoty MAP a MCA V.priemer boli definované výpočtom ich priemerov počas 4 s bezprostredne pred uvoľnením stehennej manžety alebo LBNP. Zmeny v MAP, MCA V.priemera index cerebrálnej vaskulárnej vodivosti (CVCi) počas uvoľnenia manžety alebo LBNP boli stanovené relatívne k ich súbežným kontrolným hodnotám. V čase 1,0–3,5 s od uvoľnenia manžety alebo vrcholu MAP po uvoľnení LBNP sa rýchlosť zmeny CVCi [rýchlosť regulácie (RoR)] vypočíta ako index dynamického CA (1).


Štatistiky

Štatistické porovnanie fyziologických premenných (čas × CO2) a RoR (stav × CO2) boli vyrobené s použitím obojstrannej ANOVA s opakovanými meraniami. Tiež štatistické porovnanie percentuálnych zmien v MAP, aortálnom PP a MCA V.priemer boli vyrobené pomocou faktoriálu ANOVA (podmienka × čas). Test Student-Newman-Keuls bol použitý post hoc, keď boli interakcie významné. Štatistická významnosť bola stanovená na P <0,05 a výsledky sú uvedené ako priemer ± SE. Analýzy sa uskutočnili pomocou SigmaStat (Jandel Scientific Software, SPSS, Chicago, IL).


Pozrite sa na 5 spôsobov, ako zvýšiť prietok krvi do mozgu

Cerebrálny prietok krvi je zásoba krvi, ktorá sa dostane do vášho mozgu. Podľa publikácie z Národné centrum pre biotechnologické informácie, váš mozog potrebuje na svoju normálnu činnosť takmer 20% dostupného kyslíka. To znamená, že pre jeho prežitie je zásadná prísna regulácia prietoku krvi a dodávky kyslíka.

Mozgový prietok krvi je okrem iného dôležitý pre transport glukózy a ďalších dôležitých živín do mozgu. V dôsledku toho potrebujete, aby fungoval správne, aby ste zostali zdraví. V dôsledku toho je dôležité vedieť, či existujú nejaké návyky, ktoré podporujú obeh mozgu.

Ako každodenná prax a ako súčasť zdravého životného štýlu môžu tieto návyky chrániť zdravie mozgu a predchádzať chorobám spojeným so zlým obehom. Nielen to, ale sú skvelým spôsobom, ako zostať aktívny a plný energie.


Hodnotenie účinkov olivového oleja na reakciu človeka na stres meraním prietoku krvi v mozgu

Yasue Mitsukura, Prírodovedecká fakulta, Univerzita Keio, Kanagawa, Japonsko.

Príspevok: Konceptualizácia (rovnaká), Kurátor údajov (rovná sa), Formálna analýza (rovná sa), Získanie finančných prostriedkov (rovná sa), Vyšetrovanie (rovnaké), Metodika (rovná), Správa projektu (rovná sa), Zdroje (rovnaké), Dohľad (rovnaký) ), Overenie (rovnaké), Písanie - pôvodný koncept (rovnaké), Písanie - kontrola a úpravy (rovnaké)

Graduate School of Science and Technology, Keio University, Kanagawa, Japan

Príspevok: Kurátor údajov (rovný), Formálna analýza (rovnaká), Vyšetrovanie (rovná sa), Metodika (rovná sa), Software (rovnaký), Overenie (rovnaké), Písanie - pôvodný koncept (rovnaké), Písanie - kontrola a úpravy (rovnaké) )

Graduate School of Science and Technology, Keio University, Kanagawa, Japan

Príspevok: Kurátor údajov (podporný), Formálna analýza (podporná), Vyšetrovanie (podporná), Metodológia (podporná), Softvér (podporná), Vizualizácia (podporná), Písanie - pôvodný návrh (podporný)

J-OIL MILLS, INC, Tokio, Japonsko

Príspevok: Konceptualizácia (podporná), Metodika (podporná), Zdroje (rovnaké)

J-OIL MILLS, INC, Tokio, Japonsko

Príspevok: Konceptualizácia (podporná), Metodika (podporná), Zdroje (podporná)

J-OIL MILLS, INC, Tokio, Japonsko

Príspevok: Konceptualizácia (podporná), Metodika (podporná), Zdroje (podporná)

J-OIL MILLS, INC, Tokio, Japonsko

Príspevok: Konceptualizácia (podporná), Metodika (podporná), Zdroje (podporná)

Neuropsychiatrická klinika, Lekárska fakulta Univerzity Keio, Tokio, Japonsko

Príspevok: Konceptualizácia (rovná sa), Správa projektu (rovná sa), Dohľad (rovná sa), Validácia (rovná sa)

Prírodovedecká fakulta Univerzity Keio v Kanagawe, Japonsko

Neuropsychiatrická klinika, Lekárska fakulta Univerzity Keio, Tokio, Japonsko

Yasue Mitsukura, Prírodovedecká fakulta, Univerzita Keio, Kanagawa, Japonsko.

Príspevok: Konceptualizácia (rovnaká), Kurátor údajov (rovná sa), Formálna analýza (rovná sa), Získanie finančných prostriedkov (rovná sa), Vyšetrovanie (rovnaké), Metodika (rovná), Správa projektu (rovná sa), Zdroje (rovnaké), Dohľad (rovnaký) ), Overenie (rovnaké), Písanie - pôvodný koncept (rovnaké), Písanie - kontrola a úpravy (rovnaké)

Graduate School of Science and Technology, Keio University, Kanagawa, Japan

Príspevok: Kurátor údajov (rovnaký), Formálna analýza (rovnaká), Skúmanie (rovná sa), Metodika (rovná), Softvér (rovnaký), Overenie (rovnaké), Písanie - pôvodný koncept (rovnaké), Písanie - kontrola a úpravy (rovnaké) )

Graduate School of Science and Technology, Keio University, Kanagawa, Japan

Príspevok: Kurátor údajov (podporný), Formálna analýza (podporná), Vyšetrovanie (podporná), Metodológia (podporná), Softvér (podporná), Vizualizácia (podporná), Písanie - pôvodný návrh (podporný)

J-OIL MILLS, INC, Tokio, Japonsko

Príspevok: Konceptualizácia (podporná), Metodika (podporná), Zdroje (rovnaké)

J-OIL MILLS, INC, Tokio, Japonsko

Príspevok: Konceptualizácia (podporná), Metodika (podporná), Zdroje (podporná)

J-OIL MILLS, INC, Tokio, Japonsko

Príspevok: Konceptualizácia (podporná), Metodika (podporná), Zdroje (podporná)

J-OIL MILLS, INC, Tokio, Japonsko

Príspevok: Konceptualizácia (podporná), Metodika (podporná), Zdroje (podporná)

Neuropsychiatrická klinika, Lekárska fakulta Univerzity Keio, Tokio, Japonsko

Príspevok: Konceptualizácia (rovná sa), Správa projektu (rovná sa), Dohľad (rovná sa), Validácia (rovná sa)

Yasue Mitsukura a Brian Sumali sa na tejto štúdii podieľali rovnakým dielom.


METÓDY

Modelovanie.

Model použitý v tejto práci je trojprvkový model windkessel, ktorý sa často používa v kardiovaskulárnych štúdiách (27, 35, 48). Model veternej lode môže byť reprezentovaný obvodom pozostávajúcim z dvoch rezistorov R.S a R.P (mmHg · s/cm 3) a kondenzátor CS(cm 3 /mmHg) (pozri obr. 2). Predpokladáme, že C.S a R.S predstavujú systémovú poddajnosť a rezistenciu tepien vedúcich k (vrátane) MCA, zatiaľ čo R.P predstavuje odpor spojený s periférnym cerebrovaskulárnym lôžkom. Pretože je meranie tlaku priamo v MCA ťažké, vstupom do modelu je tlak v prstoch (sFAlternatívne je možné použiť meranie tlaku z ušného laloku). Výstupom z modelu je objemový prietok (qMCA, cm 3 /s) v MCA, ktoré je možné validovať porovnaním so zodpovedajúcimi nameranými údajmi. Okrem vyššie uvedených prvkov obsahuje okruh stredný prietok a tlaky: prietok a tlak periférneho cerebrovaskulárneho lôžka (qP, sP) venózny tlak (pV.) a intrakraniálny tlak (strJa). Tieto však nebudú stanovené výslovne. Ak predpokladáme, že prietok a tlak sú v korelácii (20), môžeme použiť analógiu elektrického obvodu a odvodiť rovnice pre tlak a prietok v MCA. Za predpokladu, že tlak a prietok možno opísať ako súčty harmonických zložiek tvaru p (t) = Pe i ωt a q (t) = Qe i ωt kde ω (s −1) je frekvencia, t (s) je čas a P, Q sú tlak a prietok vo frekvenčnej oblasti. Pri použití týchto definícií sú rovnice pre obvod na obrázku 2

Všeobecnejšie, pre časovo periodické signály obdobia T (s) (dĺžka srdcového cyklu), teória Fourierových radov uvádza

Použitím vyššie uvedeného vzťahu medzi prietokom a tlakom vo frekvenčnej oblasti, veternej lodi Rov. 1 možno tiež zapísať ako nasledujúcu bežnú diferenciálnu rovnicu v časovej oblasti

Vyššie uvedená interpretácia hrudkovitého modelu je založená na umiestnení meraní rýchlosti prietoku krvi. Účinky spôsobené zmenami žilového a intrakraniálneho tlaku nie sú v modeli konkrétne zahrnuté. Napriek tomu, že je model jednoduchý, je stále schopný zachytiť dynamické efekty vyplývajúce zo zmeny držania tela. Ďalším dôležitým faktorom je, že jednoduchý model s malým počtom parametrov uľahčuje extrahovanie dynamických variácií každého z parametrov z nameraných údajov.

Ako bolo uvedené vyššie, merania poskytujú údaje o tlaku v prste a o rýchlostiach v MCA. Model windkessel poskytuje vzťah medzi prietokom krvi (objemový prietok) a tlakom, nie rýchlosťou a tlakom. Na získanie hodnôt prietoku predpokladáme, že MCA má konštantný polomer r = 2 mm a prietok je q = π r 2 v (cm 3 /s), kde v (cm/s) je rýchlosť prietoku krvi. Polomer MCA sa však medzi rôznymi subjektmi líši, pretože priame merania polomeru nie sú k dispozícii, jednoducho predpokladáme, že je konštantný. Všetky údaje uvedené v sekcii výsledkov sú založené na prietoku q (a nie na rýchlosti).

Nech Z.W je impedancia získaná z modelu veternej lode (Rov. 1) a nechajte Zmje impedancia získaná z meraní odčítaním pomeru diskrétnej Fourierovej transformácie údajov o tlaku a prietoku. Potom je možné určiť parametre pre model veternej lode prispôsobením impedancie modelu veternej lode k impedancii údajov.

Limity nulovej a veľkej frekvencie modelu veternej lode (Rovnica 1) poskytujú vzťahy, ktoré zahŕňajú iba odpory

Raz R.S a R.P boli určené, CS možno vypočítať z analýzy modulu impedancie ‖ Z ‖ ako funkcie frekvencie. To sa dá dosiahnuť odhadom nameranej impedancie v mieste, kde krivka impedancie získaná modelom veternej lode prechádza impedanciou získanou nameranými údajmi (napr. Medzi 2. a 3. dátovým bodom na obr. 3). Veľkosť nameranej impedancie v tomto bode je

Odhadli sme parametre modelu windkessel analýzou údajov dvoma spôsobmi. Najprv sme odhadli parametre predstavujúce tri obdobia: sedenie (0–60 s), prechod zo sedenia do stoja (60–80 s) a státie (80–120 s). To sa uskutočnilo pomocou okennej Fourierovej transformácie. Za druhé, odhadli sme parametre na základe taktovania, takže sme mohli sledovať, ako sa menia počas zmeny držania tela, a teda ako autoregulácia ovplyvňuje periférne cerebrovaskulárne lôžko.

Obr.Modul impedancie ‖ Z (ω) ‖ získaný pomocou Fourierovej transformácie dát v okne. Okno bolo okienko s 50% prekrytím a dĺžkou 480. Plná čierna čiara s bodkami predstavuje namerané údaje a sivá čiara predstavuje výsledky získané pomocou modelu windkessel.

Okenná Fourierova transformácia (WFT) alebo posuvná Fourierova transformácia sa široko používa na extrakciu časovo závislých spektier z časových radov konečnej dĺžky. Časový rad rozdeľuje na konečný počet menších sérií, ktoré sa individuálne Fourierovo transformujú. Každá sekcia je analyzovaná z hľadiska frekvenčného obsahu a potom je spriemerovaná z konečného počtu sekcií. Výhodou tejto techniky je, že významné frekvencie nezmiznú, ako by sa často stávalo, keby bola úplná sekvencia analyzovaná konvenčnou metódou Fourierovej transformácie (FFT). Pretože sa pre všetky frekvencie vo WFT používa jediné okno, rozlíšenie analýzy je na všetkých miestach v časovo-frekvenčnej doméne rovnaké (rovnomerne rozložené).

FFT funguje dobre pre signály s hladkými alebo rovnomernými frekvenciami, ale zistilo sa, že Fourierova transformácia v okne funguje lepšie so signálmi s charakteristikami pulzného typu, časovo premennými (nestacionárnymi) frekvenciami alebo nepárnymi tvarmi. FFT nerozlišuje informácie o sekvencii alebo načasovaní. Napríklad, ak má signál dve frekvencie (vysokú, po ktorej nasleduje nízka alebo naopak), Fourierova transformácia odhaľuje iba frekvencie a relatívnu amplitúdu, nie poradie, v ktorom sa vyskytli. Fourierova analýza teda funguje dobre so stacionárnymi, spojitými, periodickými, diferencovateľnými signálmi, ale na riešenie neperiodických alebo nestacionárnych signálov sú potrebné ďalšie metódy, ako napríklad WFT.

Obrázok 3 ukazuje porovnanie impedancií z údajov a modelu veternej lode počas obdobia sedenia pre veľkosť okna 480. Dáta boli vzorkované pri 50 Hz, preto okno obsahujúce 480 dátových bodov pokrýva 9,6 s. Dátové body na obr. 3 sú teda vo frekvenčných prírastkoch 1/9,6 = 0,104 Hz. Typ okna, ktoré poskytovalo najkonzistentnejšie výsledky, bolo okno s 50% prekrytím. Táto analýza bola vykonaná pomocou funkcie zo súboru nástrojov programu Matlab na spracovanie signálu (21). Limit nulovej frekvencie Zm(0) = R.S + R.P údajov WFT je možné získať priamo vybratím hodnoty DC Zm. Pre vysoké frekvencie sú však údaje hlučné, takže je ťažšie nájsť R.S. Preskúmali sme niekoľko možností a našli sme najstabilnejšie výsledky, keď R.S je vybraný ako priemer z frekvencií & lt8 Hz (alebo uhlovej frekvencie & lt40 radianov/s). Po odhadnutí odporov CSbol získaný pomocou Rov. 4. Je potrebné poznamenať, že pokles ‖ Z ‖ nastáva v prvých niekoľkých bodoch, ktoré majú frekvencie rádovo 0,1 Hz alebo periódy rádovo 10 s. Keď teda analyzujeme údaje na báze beat-to-beat, vo frekvenčných intervaloch nie je dostatočné rozlíšenie na odhad súladu.

Rovnaké kritériá sa použili vtedy, keď boli parametre určené na báze beat-to-beat. Aby sa však našli parametre na báze beat-to-beat, časové rady musia byť oddelené na začiatku každého srdcového cyklu. To sa dá dosiahnuť vyhľadaním lokálnych minim v údajoch o tlaku. Každé obdobie bude mať dve minimá: jedno predstavujúce začiatok srdcového cyklu a druhé predstavujúce začiatok dikrotického zárezu (pozri obr. 4). Hviezdy na obr. 4 predstavujú začiatok srdcového cyklu. Podobnú analýzu nie je možné vykonať pomocou údajov o rýchlosti prietoku krvi, pretože hladiny hluku sú výrazne vyššie a v dôsledku toho bude veľký počet lokálnych minim. Pretože tlaky a prietoky sú zaznamenávané súčasne, poznanie dĺžky srdcového cyklu a miestnych minim pre tlak nám umožňuje nájsť lokálne minimá pre prietok. Jediným rozdielom je, že medzi minimami prietoku a tlaku môže existovať malé fázové oneskorenie, pretože údaje neboli namerané na rovnakom mieste.

Obr.Postupný tok q (A) a tlaku p (B) profily pre každý srdcový cyklus počas 100-sekundového pokusu u 1 subjektu. Každý srdcový cyklus má 2 minimá, 1 na začiatku srdcového cyklu (*) a jedno na dikrotickom záreze. Rýchlosť a tlak prietoku krvi sa merajú na 2 rôznych miestach a kvôli rozdielom vo vzdialenosti sa pulzná vlna nedostane na 2 miesta súčasne. Medzi týmito dvoma miestami preto existuje konštantné fázové oneskorenie (6 ms pre tento subjekt). V grafoch je to opravené.

Impedancie je možné zistiť rovnakou metódou ako pre WFT. Jediným rozdielom je, že namiesto výpočtu Zm počas celého intervalu (sedenie, prechod alebo státie) bol vypočítaný pre každý srdcový cyklus. Ako je však uvedené vyššie, C.S nemožno vypočítať na základe úderu za úderom, pretože hlavná odchýlka impedancie sa vyskytuje pri veľmi nízkych frekvenciách (zodpovedajúcich obdobiam, ktoré sú dlhšie ako jeden srdcový cyklus). Toto je zrejmé z obr. 5: Impedančná krivka získaná modelom veternej lode je už plochá, keď prvý údajový bod dosiahol úroveň RS. Namerané údaje sa získavajú pri 50 Hz, takže pre srdcový cyklus 1,2 s získame 60 dátových bodov s rozdielom medzi diskrétnymi frekvenciami 1/1,2 = 0,8 3 ± Hz. Pre WFT interval s veľkosťou okna 480 dátových bodov obsahuje približne osem srdcových cyklov alebo 8 × 1,2 = 9,6 s. Interval medzi dvoma diskrétnymi frekvenciami je 0,1 Hz. Na výpočet súladu z údajov je teda možné získať iba jednu priemernú hodnotu pre každý z troch stavov: sedenie, prechod a státie.

Obr.Fourierove transformácie tlaku P (ω) (A), prietok Q (ω) (B) a ich pomer (impedancia) (C.).Grafy ukazujú absolútnu hodnotu ako funkciu frekvencie s použitím jednej periódy počas sedenia (perióda začínajúca od 29,12 s). V C, impedancia získaná z údajov (plná čiara s kruhmi) sa porovná s impedanciou získanou modelom veternej lode (plná čiara) a Fourierovou transformáciou v okne (prerušovaná čiara). Všimnite si toho, že súlad nemožno nájsť z Fourierovej transformácie jednej periódy, pretože frekvenčné rozlíšenie je príliš nízke. Preto hodnota CS použitý je založený na okennej Fourierovej transformácii znázornenej na obr.

Porovnanie R.S a R.Pzískané WFT počas sedenia s priemerom priemerov získaných na základe úderov za úderom, výsledky sú konzistentné (pozri obr. 5C). Podobné výsledky je možné dosiahnuť aj počas státia. V prechodnom období zo sedenia do státia sa však hodnoty získané na báze úderov a úderov výrazne líšia od priemerných hodnôt získaných z okienkovanej Fourierovej transformácie.

Okrem odporov a poddajnosti sa srdcová frekvencia líši aj v závislosti od úderu. Oddelením časových radov na začiatku každého srdcového cyklu sa srdcová frekvencia jednoducho získa pomocou HR = 1/ T (údery/ min), kde T je trvanie srdcového cyklu.

Za predpokladu, že je známy tlak (pozri obr. 1) a že parametre v modeli veternej lode boli určené vyššie uvedeným spôsobom, prietok je možné vypočítať integráciou diferenciálu Rov. 2 a porovnanie výsledkov s nameranými hodnotami (pozri obr. 9). Simulácie sa uskutočnili pre desať zdravých mladých jedincov. Vypočítané pulzovateľné prietokové profily boli porovnané so skutočnými transkraniálnymi dopplerovskými meraniami. Porovnania sa uskutočnili s ohľadom na kvantitatívnu zhodu v celom dynamickom rozsahu, ako aj so stredným prietokom, a systolickým a diastolickým prietokom pre dve situácie v ustálenom stave (pred a po státí). Štatistická významnosť bola stanovená pomocou obojsmernej analýzy rozptylu (22) a hodnoty P <0,05 sa považovali za štatisticky významné.

Experimentálne metódy.

Predmetom tejto štúdie je desať starostlivo preverených zdravých mladých dobrovoľníkov vo veku 20 - 39 rokov, ktorých priemerné mozgové autoregulačné reakcie na zmenu držania tela a oxid uhličitý sú popísané inde (20).

Počas protokolu bola srdcová frekvencia kontinuálne meraná z trojvodičového elektrokardiogramu a arteriálny tlak beat-to-beat bol určený neinvazívne zo stredného prsta nedominantnej ruky pomocou fotopletyzmografického neinvazívneho monitora tlaku (Finapres) podopretého závesom na úroveň pravej predsiene na elimináciu účinkov hydrostatického tlaku. Na udržanie koncového prílivu CO2konštantná, dýchanie sa kontinuálne meralo pomocou indukčného pletyzmografu (Respitrace) a subjekty dýchali pri každom postupe v stoji pri 0,25 Hz (15 dychov/min) podľa pokynov zaznamenaných na páske. Všetky subjekty podstúpili dopplerovskú ultrasonografiu vyškoleným technikom na meranie zmien rýchlosti prietoku krvi v rámci MCA v reakcii na aktívne státie. Sonda 2 MHz prenosného dopplerovského systému Nicolet Companion bola pripevnená k spánkovej kosti a zaistená v polohe pomocou fixačného zariadenia sondy Mueller-Moll na zobrazenie MCA. Rýchlosť prietoku krvi MCA bola identifikovaná podľa kritérií Aaslida (1) a zaznamenaná v hĺbke 50 - 65 mm. Obálka tvaru vlny rýchlosti prietoku krvi, odvodená z Fast-Fourierovej analýzy dopplerovského frekvenčného signálu, a kontinuálnych tlakových a elektrokardiogramových signálov boli digitalizované pri 250 Hz a uložené v počítači na neskoršiu offline analýzu.

Po prístrojovom vybavení sedeli poddaní na stoličke s rovným chrbtom a nohami zdvihnutými o 90 stupňov pred sebou na stoličke. Pre každý z dvoch aktívnych stojanov subjekty odpočívali v sede 5 minút a potom stáli vzpriamene 1 minútu. Začiatok státia bol načasovaný od okamihu, keď sa obe nohy dotkli podlahy. Údaje sa zbierali nepretržite počas poslednej minúty sedenia a prvej minúty státia počas oboch pokusov.

Štúdia bola schválená Inštitucionálnou hodnotiacou radou v Hebrejskom rehabilitačnom centre pre staršie osoby a všetky subjekty poskytli písomný informovaný súhlas.


Cerebrálna autoregulácia: prepojenie medzi perfúznym tlakom a prietokom krvi v mozgu

Základné mechanizmy a fyziologický význam autoregulácie mozgu

Ako je uvedené vyššie, na CBF vplýva množstvo fyziologických a biochemických mechanizmov vrátane zmien CPP. CA je homeostatický proces regulácie CBF v reakcii na zmeny CPP. Spôsob, akým sa CA dosahuje, je prostredníctvom regulácie CVR, ktorá sa najúčinnejšie vykonáva moduláciou polomeru malých mozgových tepien a arteriol [pozri ekv. (1)]. Pri absencii CA zvýšenie MAP spôsobuje zvýšenie CPP, a teda zvýšenie CBF, aj keď metabolický dopyt mozgu zostáva konštantný. Mechanizmus CA, ktorý je možné vnímať ako mechanizmus negatívnej spätnej väzby, však pôsobí proti zvýšeniu MAP zúžením polomeru ciev (čím sa zvyšuje ich odolnosť voči prúdeniu) a uvedením CBF na pôvodnú úroveň. Naopak, pokles MAP má tendenciu znižovať CBF a regulačný mechanizmus spôsobuje, že dilatácia ciev obnoví rovnováhu CBF. Tieto reakcie cerebrovaskulárneho systému na zmenu MAP nastávajú, ak CA funguje správne, inak v patologických stavoch, kde je CA narušená, CBF nasleduje viac -menej pasívne (podľa úrovne poškodenia) zmeny MAP.

Fyziologický pôvod CA je stále nejasný, pričom navrhované mechanizmy vyvolávajú myogénne, metabolické a neurogénne procesy. 3, 11 Myogénny mechanizmus: myogénna reakcia hladkého svalstva ciev na zmeny transmurálneho tlaku bola navrhnutá tak, aby nastala depolarizáciou arteriálnej membrány a mala by viesť k zmenám koncentrácie Ca 2 + v arteriálnej stene. 12 Metabolický mechanizmus: navrhla sa, aby zmenená koncentrácia vazoaktívnych metabolitov (ako je adenozín) bola dôsledkom počiatočných zmien BF vyvolaných krvným tlakom. 13 Neurogénny mechanizmus: perivaskulárne neuróny boli navrhnuté tak, aby mali autoregulačné účinky na mozgové arterioly. 14 Bez ohľadu na to, ktorý mechanizmus je zodpovedný alebo prevládajúci, je CA sprostredkovaná uvoľňovaním chemických mediátorov, čo znamená, že na reguláciu CVR je potrebný určitý čas. Preto je po zmene MAP potrebný určitý čas na obnovenie pôvodnej hodnoty CBF. 11

Statická verzus dynamická autoregulácia mozgu

Štúdie o CA je možné rozdeliť na statické a dynamické. Aj keď mechanizmy, ktoré sú základom statickej a dynamickej CA, môžu byť rovnaké alebo zdieľajú nejaký spoločný základ, časový rozsah, v ktorom sú pozorované, je odlišný: statická CA sa týka hodnôt MAP a CBF za podmienok ustáleného stavu, ktoré sú pozorované v časovom meradle minút alebo hodín, pričom dynamická CA sa týka prechodných zmien MAP a CBF, ktoré sú pozorované v časovom meradle sekúnd. Počiatočné štúdie o CA sa spoliehali na relatívne „pomalé“ metódy merania CBF, ako napríklad Kety – Schmidtova technika 15 (pozri časť 3.2.1) alebo Xe 133 [Ref. 16] alebo Kr 85 [Ref. 17] technika vychytávania (pozri odsek 3.3.1). MAP sa zmenil buď posunutím centrálneho objemu krvi mechanickými manévrami (ako je zmena držania tela z ľahu na státie, nakláňanie hlavou nahor alebo zavedenie podtlaku v dolnom tele), alebo častejšie vazoaktívnou injekciou liečiva. Zoznam metód použitých na zmenu MAP v statických CA štúdiách nájdete v prehľade Numana a kol. 18 Merania MAP a CBF sa vykonali iba na začiatku (t.j. pred zmenou MAP) a po tom, ako bol účinok stimulačného mechanizmu kompletný (zvyčajne po minútach). Preto s typickými metódami používanými na meranie statického CA nebolo možné študovať časový vývoj prechodných javov v MAP a CBF, keď dosiahli svoje ustálené hodnoty. Okrem toho bol podľa týchto metód CA koncipovaný ako mechanizmus všetko alebo nič, tj buď bol prítomný (ak sa CBF obnovil na pôvodnú hodnotu), alebo nie (ak CBF pasívne sledoval zmenu MAP).

S príchodom transkraniálneho dopplerovského ultrazvuku (TCD, pozri časť 3.6.1) bolo možné odmerať rýchlosť toku veľkej mozgovej cievy [zvyčajne strednej mozgovej tepny (MCA)] s vysokou vzorkovacou frekvenciou. Táto schopnosť umožnila nové metódy merania dynamickej odozvy CA. Jedným z typických mechanizmov náročných na MAP je metóda uvoľnenia manžety na tlak stehna, 19, ktorá bude podrobnejšie popísaná v sek. 2.2.2. V statických aj dynamických procesoch CA je regulácia CBF obmedzená na arteriálny kompartment predovšetkým na úrovni malých tepien a arteriol, ktoré sú schopné dilatácie alebo zúženia, aby sa zmenila ich odolnosť voči prúdeniu.

Statická autoregulácia mozgu

Prvú recenziu na statickú CA napísal Lassen. 20 Krivka MAP -CBF uvedená v tejto práci ukázala konštantný CBF pre hodnoty MAP medzi 60 a 170 mmHg, čo naznačuje vysoko aktívny statický regulačný systém. Práca Lassena mala hlboký vplyv na vedeckú a lekársku komunitu a krivka MAP -CBF uvedená v jeho príspevku bola považovaná za dôležitú referenciu pre horné a dolné hraničné hodnoty MAP, v rámci ktorých bola CA účinná. Obrázok 1 ukazuje plató CBF v rozsahu MAP pre statickú autoreguláciu. Krivka MAP -CBF v Lassenovej práci bola získaná kombináciou výsledkov zo siedmich štúdií na ľuďoch s 11 rôznymi subjektovými skupinami, kde v každej skupine bol CBF meraný na jednom MAP. Výsledky na rôznych skupinách subjektov boli zmiešané bez ohľadu na to, či boli subjekty zdravé, choré alebo liečené. Krivka preto predstavovala intersubjektové hodnoty za rôznych zdravotných podmienok, a nie intrasubjektový vzťah MAP -CBF meraný na kohorte subjektov v podobných zdravotných podmienkach. Ako už bolo uvedené vyššie, tento spôsob extrapolácie statickej krivky CA z obmedzeného počtu rôznych subjektov môže viesť k zavádzajúcim výsledkom, aj keď sú všetky subjekty zdravé, kvôli individuálnej variabilite a bez zohľadnenia účinkov iných premenných. 11 Je možné, že statická krivka CA je tlakovo pasívnejšia, ako predtým popísal Lassen, alebo inými slovami, že krivka CBF – MAP v rozsahu autoregulácie nie je práve plochá plošina (ako na obr. 1), ale má mierne pozitívny sklon. To je v zhode aj s niektorými teoretickými modelmi CA založenými na slučke spätnej väzby. 21 Okrem toho je v dnešnej dobe známe, že statická krivka CA je ovplyvnená inými premennými, ako sú koncentrácie oxidu uhličitého (CO 2) a O 2 v krvi. Pre teoretický model vplyvu hladín krvných plynov na CA odkazujeme na prácu Payne a kol. 22


Neštandardné skratky a akronymy

rýchlosť prietoku krvi mozgom

predĺžený kognitívny stresový test

syndróm posturálnej tachykardie

Klinická perspektíva

Čo je nové?

V porovnaní so zdravými kontrolami zhodnými s vekom a pohlavím vykazovali pacienti so syndrómom posturálnej tachykardie po dlhodobom kognitívnom stresovom testovaní dokonca aj bez ortostatického stresu väčšie zníženie rýchlosti prietoku krvi v mozgu a psychomotorickej rýchlosti.

Zníženie rýchlosti prietoku krvi mozgom v strednej mozgovej tepne u pacientov s posturálnym tachykardickým syndrómom bolo podobné počas predĺženého kognitívneho stresového testovania a po 5 minútach státia.

Aké sú klinické dôsledky?

Naše zistenia môžu vysvetliť bežný popis „mozgovej hmly“ u pacientov s syndrómom posturálnej tachykardie a poskytnúť ďalšiu silu konceptu, že kognitívna dysfunkcia pri syndróme posturálnej tachykardie predstavuje dôsledok patofyziológie ochorenia.

Na vymedzenie patofyziologických mechanizmov, ktoré sú základom týchto pozorovaní, sú potrebné ďalšie štúdie.

Jedinci so syndrómom posturálnej tachykardie (POTS) majú často okrem svojej neznášanlivosti v stoji aj niekoľko oslabujúcich kardiovaskulárnych, gastrointestinálnych a neuropsychologických symptómov. 1 Aj keď je zrejmé, že symptómy súvisia s predpokladom vzpriameného držania tela u týchto jedincov, existuje množstvo faktorov, ktoré znižujú objem krvi alebo znižujú cievny tonus (napríklad horúce prostredie, veľké jedlá, fyzická námaha, srdcová dekondicionácia a lieky). je známe, že zhoršujú symptómy POTS a zasahujú do aktivít každodenného života. 2, 3, 4, 5 Vplyv týchto symptómov na kvalitu života a kognitívnu dysfunkciu bol dobre popísaný, účinné možnosti liečby však zostávajú obmedzené. 6 Úprava dehydratácie, cvičebný tréning a manipulácia s liekmi spomaľujúcimi vazoaktívnu a srdcovú frekvenciu (HR) môže poskytnúť určitú symptomatickú úľavu, avšak zlepšenie terapeutického prístupu bude vyžadovať lepšie porozumenie základnej heterogénnej patofyziológie. 6, 7, 8, 9, 10

Kognitívna dysfunkcia u pacientov s POTS sa niekedy pripisuje súbežnej úzkosti a depresii, aj keď sa ukázalo, že výkonnosť pri úlohách vyžadujúcich si trvalú pozornosť a krátkodobú pamäť sa pri ortostatickom strese zhoršuje. 11, 12 Spojenie kognitívnej dysfunkcie so vzpriameným držaním tela môže súvisieť so znížením prietoku krvi v mozgu (CBF) alebo osciláciami krvného tlaku (BP) a rýchlosti CBF (CBFv). 12, 13 V POTS bolo však hlásené pretrvávanie mentálnej únavy a kognitívnych porúch („mozgová hmla“) dokonca aj v ľahu. 14 Zostáva nejasné, či je možné tieto symptómy vysvetliť abnormálnou cerebrálnou perfúziou bez ortostatického stresu. Preto sme predpokladali, že CBFv je znížený u pacientov s POTS, keď sú vystavení predĺženému kognitívnemu stresu vykonávanému v sede, podobne ako počas ortostatického stresu.

Metódy

Hodnotili sme kognitívne a hemodynamické reakcie (kardiovaskulárne a mozgové) na začiatku, po počiatočných kognitívnych testoch a po 30 minútach trvajúceho predĺženého kognitívneho stresového testu (PCST) v sede, ako aj po ortostatickom strese (5 -minútové státie) v postupne zaradených účastníci s VEĽKÁMI (skupina POTS, obrázok 1). Porovnávali sme ich s kohortou frekvencie zdravých účastníkov zodpovedajúcich veku a pohlaviu (kontrolná skupina). Táto štúdia bola schválená inštitucionálnou etickou komisiou pre výskum ľudí a je v súlade s Helsinskou deklaráciou. Všetci účastníci poskytli písomný a informovaný súhlas pred zaradením do štúdie. Údaje, ktoré podporujú zistenia tejto štúdie, sú k dispozícii od zodpovedajúceho autora na základe odôvodnenej žiadosti.

Poradie fyziologických a kognitívnych meraní počas celého protokolu štúdie. RT indikuje reakčný čas RVIP, rýchle spracovanie vizuálnych informácií OHQ, ortostatický hypotenzný dotazník COMPASS ‐ 31, kompozitné skóre autonómnych symptómov ‐ 31 a MSA ‐ QoL, hodnotenie kvality života pri viacnásobnej systémovej atrofii.

Študujte spôsobilosť a zápis

Jedinci s POTS boli zaradení z našej autonómnej kliniky, kde boli splnené špecifické klinické kritériá: symptómy vyvolané vzpriameným držaním tela s vyriešením pri ležaní po dobu najmenej 6 mesiacov, ako aj dokumentácia trvalého prírastku HR o> 30 bpm počas primárneho testovanie náklonu nahor alebo do 10 minút státia bez posturálneho poklesu krvného tlaku o> 20 mm Hg. Tieto symptómy zahŕňali točenie hlavy, bolesť hlavy, únavu, neurokognitívne deficity, palpitácie, nevoľnosť, zmenené videnie alebo dýchavičnosť vo vzpriamenej polohe, bez ďalších lekárskych vysvetlení symptómov. Všetci pacienti s POTS boli na liečbe v súlade s aktuálnymi smernicami. 7 Neexistovali žiadne kritériá klinického vylúčenia. Kontrolnú skupinu tvorili zdraví dobrovoľníci zodpovedajúci veku a pohlaviu bez známych srdcových alebo autonómnych symptómov.

Príprava pacienta

Všetky testovacie sedenia sa uskutočnili ráno, pričom pacienti sa počas predchádzajúcich 24 hodín zdržali alkoholu a kofeínu. V predchádzajúcom mesiaci neboli v liečbe POTS vykonané žiadne zmeny. Účastníkom bolo dovolené pokračovať vo všetkých svojich bežných liekoch okrem vazopresorov. Pacienti, ktorí zvyčajne užívali midodrin (α -adrenergný agonista, polčas 3 hodiny) ráno, boli požiadaní, aby odložili túto dávku až do ukončenia štúdie, aby mohol uplynúť interval najmenej 15 hodín (5 -násobný polčas) od posledná dávka, aby sa zabránilo exogénnej vazopresorickej terapii, mätúca interpretácia výsledkov štúdie. Protokol štúdie bol vykonaný v zariadení s kontrolovanou klímou (22 ° C), pričom účastníci sedeli s operadlom chrbta pri stole, pričom napodobňovali bežné (školské alebo administratívne) pracovné podmienky.

Fyziologické merania

Na meranie CBFv zo strednej mozgovej tepny dominantnej hemisféry sme použili transkraniálny doppler (TCD) (Doppler ‐ BoxX, Compumedics DWL, Singen, Nemecko). Sonda sondy 2 MHz (PW, Compumedics DWL) bola pripevnená na miesto cez prechodné okno pomocou nastaviteľnej pokrývky hlavy (DiaMon, Compumedics DWL), aby sa minimalizoval pohyb sondy počas protokolu štúdie. CBFv sa zaznamenával nepretržite v celom protokole štúdie. Na kontinuálne monitorovanie bolo umiestnené jednovodičové EKG (FE132 Bioamp, ADInstruments Pty Ltd, NSW, Austrália). Kontinuálna neinvazívna hemodynamika beat -to -beat (HR, BP) bola tiež získaná pomocou manžety umiestnenej na prste (fotopletyzmografia Finapres Medical Systems BV, Enschede, Holandsko). Na meranie dychovej frekvencie bol použitý tenzometrický prístroj na hrudnej stene (Piezo Respiratory Belt Transducer MLT 1132/D, ADInstruments). Nakoniec koncový prílivový oxid uhličitý (ETCO2) sa meral (Capnostream 20P, Medtronic, Minneapolis, MN, USA) pomocou nosných hrotov s naberačkou do úst (Smart CapnoLine Plus, Microstream, Medtronic). Vlnová obálka CBFv, EKG, vlnový priebeh BP -beat -to -beat a HR, ETCO2, a údaje o dychovej frekvencii boli všetky zaznamenávané súčasne prostredníctvom zariadenia na zber údajov (Powerlab PL35/16, ADInstruments) pripojeného k osobnému počítaču pomocou softvéru na zber údajov (LabChart 8, ADInstruments). Všetky údaje boli exportované do MATLAB (MathWorks, Natick, MA, USA) na ďalšiu analýzu.

Neurokognitívne hodnotenie

Kognitívne testovanie sme vykonali pomocou nástroja na zhromažďovanie softvéru založeného na zariadení iPad (Apple Inc., Cupertino, CA, USA) (Cambridge Neuropsychological Test Automated Battery [CANTAB] Cambridge Cognition, Cambridge, UK). 15 Konkrétne sme hodnotili kognitívne oblasti psychomotorickej rýchlosti a pozornosti meraním reakčného času (RT) a rýchleho spracovania vizuálnych informácií. Stručne povedané, test RT meria čas potrebný na uvoľnenie tlačidla na obrazovke a dotyk na cieľ v reakcii na naprogramovaný vizuálny podnet. Meria rýchlosť motorickej a duševnej reakcie.Úloha rýchleho spracovania vizuálnych informácií hodnotí schopnosť subjektu identifikovať cieľovú sekvenciu zo série čísel, ktoré sa v pseudonáhodnom poradí objavia na obrazovke iPadu rýchlosťou 100 čísel za minútu, ako miera trvalej pozornosti. RT aj rýchle spracovanie vizuálnych informácií sa merali na začiatku a po 30 minútach PCST (obrázok 1). Na vykonanie kognitívneho stresu slúžili 2 úlohy Cambridgeského neuropsychologického testu s automatizovanou batériou: úloha s oneskorenými párovanými vzorkami, ktorá zahŕňa vyvolanie zložitých vzorcov a úloha s prepínaním pozornosti, ktorá vyžaduje motorickú reakciu na rýchle vizuálne zmeny polohy a smeru šípky, ktorá sa zobrazí na obrazovke.

Posúdenie symptómov

Aby sme zhodnotili akútne zmeny symptómov, požiadali sme účastníkov, aby zhodnotili svoje symptómy pomocou ortostatického hypotenzného dotazníka s Likertovou škálou (od 0 do 10 najmenej po najzávažnejšie), na začiatku a po predĺženom kognitívnom stresovom testovaní. 16 Posudzovanými príznakmi boli: závraty, točenie hlavy alebo pocit slabých problémov so zrakom (rozmazanie, videnie škvŕn, tunelové videnie) slabosť, únava, problémy s koncentráciou a nepohodlie v oblasti hlavy a krku. Aj keď sa ortostatický hypotenzný dotazník týka symptómov zaznamenaných počas predchádzajúceho týždňa, upravili sme ho na posúdenie okamžitých symptómov.

Okrem hodnotenia súčasných symptómov boli všetci účastníci požiadaní aj o vyplnenie dotazníkov po dokončení všetkých fyziologických meraní, aby sa určila kvalita ich života a autonómne symptómy v predchádzajúcom mesiaci. Dotazník na posúdenie kvality života konkrétne v POTS nie je k dispozícii. Na hodnotenie kvality života bol použitý dotazník Quality of Life Assessment in Multiple System Atrofhy Assessment, ktorý bol dobre validovaný ako nástroj výstupov hlásených pacientom. 17 Ďalej boli autonómne symptómy hodnotené pomocou dobre validovaného, ​​skráteného kompozitného skóre autonómnych symptómov -31). 18

Štatistická analýza

Normálne distribuované premenné boli prezentované ako priemer ± SD, zatiaľ čo normálne distribuované premenné boli prezentované ako medián a medzikvartilné rozpätie (Q1, Q3). Kategorické premenné boli vyjadrené ako čísla a percentá. Na porovnanie sme použili priemerné fyziologické údaje za 30 s v nasledujúcich časových bodoch: na začiatku sedenia, pri úvodnom kognitívnom testovaní (ICT) a opakovanom kognitívnom testovaní po 30 minútach PCST v sede a počas 5 -minútového státia test. Na vyhodnotenie skupiny (POTS, kontroly) a stavu (východisková hodnota oproti ICT, ICT oproti post PCST, východisková hodnota oproti ortostatickému stresu) ako hlavných účinkov a interakcie medzi skupinou a stavom sa použil model so zmiešanými účinkami. Individuálny pacient bol modelovaný ako náhodný účinok, aby sa zohľadnili opakované opatrenia medzi jednotlivcami medzi podmienkami. Zvyšky modelu boli vizuálne skontrolované na normálnosť, aby sa zaistilo vhodné prispôsobenie modelu. Štatistické testy boli vykonané pomocou SPSS Statistics (verzia 24, IBM Corp, Armonk, NY, USA) a štatistická významnosť bola stanovená na P& lt0,05.

Výsledky

Základné charakteristiky

Zaregistrovali sme 40 účastníkov s POTS (n = 22) a zdravými kontrolami pohlavia a veku (n = 18). Základné charakteristiky, ako je používanie liekov, sediace fyziologické a CBF parametre, sú uvedené v tabuľke 1. Z 22 pacientov s POTS 6 užívalo fludrokortizón, 12 užívalo lieky na kontrolu srdcovej činnosti (5, ivabradín 7, propranolol) a 11 užívalo midodrin. Skupina POTS mala predovšetkým vyšší pokojový tep v sede ako kontrolné osoby (90 ± 14 oproti 74 ± 9 úderov za minútu) P= 0,010). Nebol žiadny rozdiel v priemernom pokojovom TK, respiračnej frekvencii, ETCO2a CBFv medzi skupinami v sede (tabuľka 1).

Tabuľka 1. Základné charakteristiky

Údaje sú uvedené ako priemer ± SD alebo medián (Q1, Q3). Hodnotenie symptómov ortostatickej hypotenzie je zložkou hodnotenia symptómov v ortostatickom hypotenznom dotazníku, ktorý sa používa na kvantifikáciu symptómov prítomných v čase vyplnenia dotazníka. 13 Šiestim symptómom je priradené skóre od 0 (symptóm nie je prítomný) do 10 (najzávažnejší) s celkovým maximálnym skóre 60. Kompozitné skóre autonómnych symptómov -31 (upravené) je validované skóre vypočítané zo surového kompozitného autonómneho symptómu skóre -31 po použití váhy, ktorá zohľadňuje počet bodov a relatívny význam orgánových systémov pri hodnotení autonómnej dysfunkcie. Vysoké skóre naznačuje väčšiu závažnosť symptómov spojených s autonómnou dysfunkciou. Skóre hodnotenia kvality života vo viacnásobnej systémovej atrofii hodnotí faktory, ktoré ovplyvňujú kvalitu života, pričom vysoké skóre naznačuje významné zhoršenie kvality života. 14 TK, krvný tlak CBFv, mozgová rýchlosť prietoku krvi COMPASS -31, kompozitné skóre autonómnych symptómov -31 ETCO2, koncový prílivový oxid uhličitý MSA ‐ QoL, hodnotenie kvality života pri viacnásobnej systémovej atrofii OHSA, hodnotenie symptómov ortostatickej hypotenzie OHQ, dotazník ortostatickej hypotenzie a POTS, syndróm posturálnej tachykardie.

Psychologické zmeny s počiatočným kognitívnym testovaním

Počas IKT došlo k väčšiemu zvýšeniu priemerného HR v skupine POTS ako u kontrol (9,5 oproti 4,4% interakcii, P= 0,014 Obrázok 2A). Priemerná HR bola v skupine POTS (skupina, P= 0,003), aj keď v oboch skupinách bol pozorovaný významný nárast (stav, P& lt 0,001). Všetky ostatné fyziologické reakcie (BP, ETCO2a CBFv) sa medzi skupinami počas IKT (interakcia, P hodnoty všetky ≥0,2, tabuľka 2) napriek významnému zvýšeniu systolického a diastolického TK (stav, P& lt0.001) a CBFv (podmienka, P= 0,006) v oboch skupinách (obrázok 2B až 2D).

Zmeny v (A) tep srdca (Bsystolický krvný tlak (C.) rýchlosť prietoku krvi mozgom (D) koncový prílivový oxid uhličitý (E) reakčný čas a (F) počet správnych odpovedí s rýchlym spracovaním vizuálnych informácií, s počiatočným kognitívnym testom a predĺženým kognitívnym stresovým testom je znázornený na obrázku P hodnoty v každom grafe označujúce porovnania pre: *stav (východiskový vs počiatočný kognitívny test alebo počiatočný kognitívny test vs post predĺžený kognitívny stresový test) v oboch skupinách, † skupina (syndróm posturálnej tachykardie vs. kontrola) a ‡ interakcia (medzi stavom a skupinou) . Na uľahčenie ilustrácie sú všetky vynesené hodnoty priemerom ± SE priemeru s jednosmernými chybovými pruhmi. POTS označuje syndróm posturálnej tachykardie ICT, počiatočný kognitívny test PCST, predĺžený kognitívny stresový test a RVIP, rýchle spracovanie vizuálnych informácií.

Tabuľka 2. Fyziologické a kognitívne parametre s kognitívnymi a ortostatickými výzvami

BRAMBORY (n = 22)Kontroly (n = 18)P Hodnota *Kognitívne výzvyVýchodiskový stavPočiatočné kognitívne testovanieUverejnite predĺžený kognitívny stresový testVýchodiskový stav

TK označuje krvný tlak CBFv, mozgovú rýchlosť prietoku krvi ETCO2, koncový prílivový oxid uhličitý RVIP, rýchly vizuálny informačný proces a POTS, syndróm posturálnej tachykardie Údaje sú uvedené ako priemer ± SD.

* Interakcia P hodnota medzi syndrómom posturálnej tachykardie a kontrolnými skupinami od východiskového stavu po počiatočné kognitívne testovanie.

+ Interakcia P hodnota medzi syndrómom posturálnej tachykardie a kontrolnými skupinami od počiatočného kognitívneho testovania po post predĺžený kognitívny stresový test.

‡ Interakcia P hodnota medzi syndrómom posturálnej tachykardie a kontrolnými skupinami od východiskového stavu do 5 -minútového státia.

Psychologické a kognitívne zmeny počas opakovaného kognitívneho testovania po PCST

Odozva HR počas opakovaného kognitívneho testovania po PCST bola medzi skupinami podobná (interakcia, P= 0,656, tabuľka 2) s konzistentným spomalením v porovnaní s počas IKT (stav, P= 0,042), hoci skupina POTS si v celej skupine udržala vyšší HR ako kontrolná skupina (skupina, P= 0,005, obrázok 2A). Po PCST bolo pozorované väčšie zníženie CBFv v skupine POTS ako u kontrol (-7,8% oproti -1,8% interakcia, P= 0,038, tabuľka 2 a obrázok 2C), aj keď CBFv bol pri opakovaných kognitívnych testoch v oboch skupinách nižší (stav, P& lt 0,001). Všetky ostatné fyziologické reakcie (BP a ETCO2) sa medzi skupinami nelíšili počas počiatočného a opakovaného kognitívneho testovania po PCST (všetky interakcie, P≥0,061, tabuľka 2, obrázok 2B a 2D).

Účinky PCST na psychomotorickú rýchlosť a pozornosť sú zhrnuté v tabuľke 2. Keď sa po PCST vykonalo opakované kognitívne testovanie, v skupine POTS bolo pozorované dlhšie oneskorenie priemernej RT ako u kontrol (6,1% oproti 1,4% interakcii, P= 0,027 obrázok 2E). Aj keď bol v oboch skupinách pozorovaný významný nárast priemernej RT (stav, P= 0,002), priemerná RT bola konzistentne dlhšia u pacientov s POTS (skupina, P= 0,007, obrázok 2E). Keď sa kognitívne testovanie opakovalo po PCST, nárast počtu správnych odpovedí v teste rýchleho spracovania vizuálnych informácií sa medzi POTS a kontrolnými skupinami nelíšil (interakcia, P= 0,108, tabuľka 2) napriek významnému nárastu v oboch skupinách (stav, P& lt0.001 obrázok 2F) a trvalo nižšia presnosť v skupine POTS (skupina, P=0.05).

Psychologické zmeny na konci 5 -minútového ortostatického stresu

Rozsah zmien vo všetkých fyziologických parametroch (HR, BP, ETCO2a CBFv) sa medzi skupinami nelíšili od východiskového stavu do konca 5 -minútového ortostatického stresu (interakcia P≥0,5, tabuľka 2). Ortostatický stres mal za následok významné zvýšenie HR (stav, P& lt0,001), systolický TK (stav, P= 0,001) a diastolický TK (stav, P& lt0,001), ako aj významný pokles CBFv (stav, P= 0,002) v oboch skupinách (obrázok 3A až 3D). Je zrejmé, že HR bola trvale vyššia u pacientov s POTS (skupina, P= 0,002 obrázok 3A), zatiaľ čo zostávajúce fyziologické parametre boli podobné medzi POTS a kontrolnými skupinami (skupina, P≥0.3).

Zmeny v (A) tep srdca (B) rýchlosť prietoku krvi mozgom (C.systolický krvný tlak aD) koncový prílivový oxid uhličitý s ortostatickým napätím sú znázornené na obrázku P hodnoty v každom grafe označujúce porovnania pre: *stav (východiskový vs ortostatický stres) v oboch skupinách, † skupinu (syndróm posturálnej tachykardie vs. kontrola) a ‡ interakciu (medzi stavom a skupinou). Na uľahčenie ilustrácie sú všetky vynesené hodnoty priemerom ± SE priemeru s jednosmernými chybovými pruhmi. POTS označuje syndróm posturálnej tachykardie.

Posúdenie symptómov a kvality života

Celkové skóre kvality života (Quality of Life Assessment in Multiple System Atrofhy) a skóre symptómov (kompozitné autonómne skóre symptómov -31) boli významne vyššie v skupine POTS v porovnaní s kontrolnou skupinou (tabuľka 1). Všetci pacienti s POTS opísali významné zaťaženie symptómami počas najmenej 6 mesiacov s narušenou kvalitou života v motorických, nemotorových a emocionálnych zložkách. Konkrétne všetci pacienti s POTS opísali spomalenie myslenia a ťažkosti s koncentráciou podľa dotazníka Quality Assessment Assessment in Multiple System Atrofhy s miernymi, strednými, výraznými a extrémnymi ťažkosťami opísanými 3, 4, 9 a 6 subjektmi. Naproti tomu 12 ovládacích prvkov nepopisovalo žiadne ťažkosti so sústredením, zatiaľ čo zvyšných 6 naznačovalo mierne ťažkosti. Na začiatku boli ortostatické hypotenzívne symptómy významne vyššie v POTS oproti kontrolným skupinám (P& lt0,001, tabuľka 1). Skupina POTS vykazovala trvale horšie ortostatické symptómy (P& lt0,001) s významným nárastom skóre OHSA na konci celého protokolu výskumu v oboch skupinách (P<0,001), hoci rozsah zvýšenia bol väčší v skupine POTS [medián, 35 (31, 42) oproti 3 (1, 8) alebo +16 oproti +3 body, P& lt0,001]. Konkrétne po PCST a ortostatickom stresovom teste všetci okrem 2 pacientov s POTS hodnotili zhoršujúci sa symptóm „koncentrácie problémov“ s mediánom zvýšenia o 3 (1, 4) body na Likertovej škále. Naproti tomu iba 9 z 18 kontrolných subjektov hlásilo zvýšený symptóm „koncentrácie koncentrácie“ so mediánom zvýšenia iba o 0 (0, 2) bodov (P& lt 0,001).

Diskusia

Pokiaľ je nám známe, táto štúdia je prvou, ktorá hodnotí CBFv u jedincov s POTS, ktorí počas sedenia podstupujú trvalé kognitívne výzvy. Zistili sme, že po PCST jedinci s POTS demonštrujú kognitívnu dysfunkciu zníženej psychomotorickej rýchlosti, ktorá bola sprevádzaná významným znížením CBFv v porovnaní so zdravými kontrolami, pričom zostali sedieť bez hyperventilácie. 19 Okrem toho sme zistili, že obe skupiny vykazovali podobné zníženia CBFv a prírastky HR po ortostatickom strese v trvaní 5 minút. Je zaujímavé, že CBFv po PCST v skupine POTS nebol nepodobný tomu, ktorý sa pozoroval počas ortostatického stresu. Navyše, pacienti s POTS zaznamenali väčší nárast ortostatických symptómov v porovnaní so zdravými kontrolami po dokončení celého protokolu štúdie. Súhrnne povedané, pokles CBFv u sediacich jedincov s POTS počas opakovaných kognitívnych testov po PCST môže vysvetliť bežný symptóm mentálneho zakalenia (mozgovej hmly) v tejto populácii pacientov.

CBF a kognícia v HRNČIACH

Systémové TK a HR sa môžu počas období fyzického stresu a ortostázy enormne líšiť. Predpokladalo sa, že pacienti s POTS nie sú schopní dostatočne tlmiť zmeny v systémovom obehu bez ohrozenia cerebrálnej perfúzie, nazývanej autoregulácia. 20 Niekoľko štúdií hodnotilo vplyv ortostatického stresu na kognitívne funkcie a mozgovú hemodynamiku u pacientov s POTS. Ocon a kol. Zistili pokles kognitívnych výkonov, ku ktorému dochádza so zvyšujúcim sa ortostatickým stresom u pacientov s POTS a komorbidným syndrómom chronickej únavy v porovnaní s kontrolami, čo sa nedá vysvetliť znížením CBFv. 21 U pacientov s chronickým únavovým syndrómom a POTS Stewart a kol. Zistili, že CBF sa nedokázal zvýšiť s kognitívnou aktivitou počas ortostatického stresu, zatiaľ čo vazomotorický tonus zostal zvýšený, čo naznačuje odpojenie neurovaskulárnej jednotky. 22 Počas progresívnej ortostázy u pacientov s POTS sa ukázalo, že rastúci oscilačný CBF je spojený so zhoršením pamäte a zníženou neurovaskulárnou väzbou. 12

Aj keď vyššie uvedené štúdie elegantne zdôraznili komplexnosť mozgovej hemodynamickej reakcie počas ortostatického stresu vo vzťahu k kognitívnym funkciám u jedincov s POTS, rozsah, v akom by tieto nálezy bolo možné pripísať súbežnému syndrómu chronickej únavy, nie je známy. 23 Ďalej zostáva nejasné, či pacienti s POTS majú schopnosť zvýšiť cerebrálnu perfúziu v reakcii na zvýšený cerebrálny metabolický dopyt bez absencie ortostatického stresu. Iní ukázali, že jednotlivci s POTS sa stretávajú s kognitívnymi ťažkosťami, aj keď ležia. 14 V nedávnej štúdii sme zistili, že u pacientov s POTS počas sedenia bola narušená krátkodobá pamäť a bdelosť, napriek tomu, že sa v porovnaní so zdravými kontrolami preukázala podobná reakcia CBFv na prechodné vizuálne podnety v zadnej mozgovej tepne. 24 Táto štúdia poskytuje ďalšie poznatky o kognitívnej dysfunkcii v populácii POTS. Naše zistenia naznačujú, že v reakcii na trvalý kognitívny dopyt pacienti s POTS demonštrujú zníženie CBFv v podobnej miere ako počas ortostatického stresu.

Okrem toho boli tieto zmeny v CBFv počas PCST v skupine POTS pozorované v spojení so zníženou psychomotorickou rýchlosťou a následným zvýšením závažnosti ortostatických symptómov vrátane zvýšených ťažkostí so sústredením, čo je kľúčový deskriptor mozgovej hmly, v porovnaní s zdravými kontrolami. Tieto údaje sú v súlade s predchádzajúcou štúdiou, v ktorej boli deficity selektívnej pozornosti, kognitívneho spracovania a výkonnej funkcie demonštrované u pacientov s POTS, ktorí v sede vykonávali kognitívne hodnotenie. 14 Mechanizmy, ktoré sú základom mozgovej hmly, budú pravdepodobne multifaktoriálne, pretože hlásené spúšťače zahŕňajú aj nedostatok spánku a celkovú únavu pri absencii ortostatického alebo kognitívneho stresu. 25

Klinické dôsledky

Naše zistenia dodávajú ďalšiu silu konceptu, že kognitívna dysfunkcia v POTS predstavuje dôsledok patofyziológie ochorenia. Na vymedzenie mechanizmov, ktoré sú základom týchto pozorovaní, sú však potrebné ďalšie štúdie. Použitie TCD na meranie CBF v strednej mozgovej tepne bolo validované proti funkčným zobrazovacím rýchlostným rýchlostiam magnetickou rezonanciou, avšak TCD vyžaduje vysokú úroveň skúseností na získanie konzistentne vysoko kvalitných opatrení. 26 Napriek tomu možno opatrenia TCD CBF použiť ako objektívny nástroj na kvantifikáciu fyziologických stavov vo vzťahu k objektívnym kognitívnym a psychologickým hodnoteniam v klinickej praxi. 27 To, či je znížený CBFv užitočným biomarkerom pri riadení POTS, sa ešte musí určiť.

Obmedzenia štúdie

TCD meria CBFv na rozdiel od CBF. Opatrenia sú ekvivalentné iba vtedy, ak sa priemer nádoby nemení. Počas štúdie sme nehodnotili priemer strednej cerebrálnej artérie, ale iní predtým pozorovali iba malé zmeny (& lt4%) v jeho priemere v reakcii na hypokapniu a zmeny TK. 28 Namerali sme CBFv na dominantnú mozgovú hemisféru. Aj keď existujú dôkazy o tom, že CBF je medzi ortuťami počas ortostatického stresu porovnateľný, počas kognitívnych úloh sa CBF môže medzi hemisférami líšiť. 21, 29 Vykonanie štúdie s účastníkmi v ležiacej polohe by odstránilo stupeň ortostatického stresu spojeného so sedením, ale obmedzilo by výkon PCST a prinieslo ďalší hluk do záznamov CBFv. Uznávame, že naše výsledky môžu byť ovplyvnené tým, že umožníme našim pacientom s POTS pokračovať v liečbe so zníženou aktiváciou sympatika (v prípade beta -blokády) alebo so zhoršenou koncentráciou (v prípade liekov proti úzkosti alebo antidepresívam). Zadržanie týchto činidiel však môže mať za následok odrazovú tachykardiu a zhoršenie kognitívnych výkonov prostredníctvom nedostatku spánku a dôsledkov na duševné zdravie. Používanie dotazníkov na meranie kvality života a ortostatických symptómov je vystavené zaujatosti, pokiaľ ide o vlastné hlásenie.

Závery

Znížená CBFv a kognitívna dysfunkcia boli evidentné u pacientov s POTS po dlhšom kognitívnom strese v sede. Bežne opisovaný symptóm mozgovej hmly v POTS je pravdepodobne prisúdený patofyziológii základného ochorenia, ktorá zostáva zle pochopená.

Zdroje financovania

Dr Wells je podporovaný štipendiami Národnej rady pre zdravie a lekársky výskum Austrálie a Programom odbornej prípravy austrálskeho vládneho výskumu. Doktora Malika podporuje austrálske štipendium na získanie postgraduálnej ceny z University of Adelaide (UoA).Dr Linz je podporovaný Beacon Fellowship z UoA. Dr Sanders je podporovaný spoločenstvom praktikov z Národnej rady pre zdravie a lekársky výskum Austrálie a National Heart Foundation of Australia. Dr Lau je podporovaný stredoškolským štipendiom od The Hospital Research Foundation. Tento projekt získal podporu grantu na vybavenie od Adelaide Medical School, UoA, a Tom Simpson Trust Fund, juhoaustrálska divízia National Heart Foundation of Australia.

Zverejnenia

Doktor Linz uvádza, že pôsobil v poradnom zbore spoločností LivaNova a Medtronic. Doktor Linz uvádza, že UoA v jeho mene prijala poplatky za prednášky a/alebo konzultácie od spoločností LivaNova, Medtronic a ResMed. Doktor Linz uvádza, že UoA v jeho mene získala financovanie výskumu od spoločností Sanofi, ResMed a Medtronic. Doktor Sanders uvádza, že pôsobil v poradnom zbore spoločností Medtronic, Abbott Medical, Boston Scientific, Pacemate a CathRx. Doktor Sanders uvádza, že UoA v jeho mene prijala poplatky za prednášky a/alebo konzultácie od spoločností Medtronic, Abbott Medical, Bayer a Boston Scientific. Doktor Sanders uvádza, že UoA v jeho mene získala financovanie výskumu od spoločností Medtronic, Abbott Medical, Boston Scientific a MicroPort. Doktor Lau uvádza, že UoA v jeho mene prijala poplatky za prednášky a/alebo konzultácie od spoločností Abbott Medical, Bayer, Biotronik, Boehringer Ingelheim, Medtronic, MicroPort a Pfizer.


Neuropsychologický profil syndrómu posturálnej ortostatickej tachykardie: súrodenecká prípadová štúdia

Syndróm posturálnej ortostatickej tachykardie (POTS), odhadovaný na postihnutie 500 000 ľudí len v USA, je rastúcim zdrojom porúch a zdravotného postihnutia. Príznaky často pozostávajú z fyzického, kognitívneho a psychického poškodenia. Príznaky sú spôsobené kolísaním prietoku krvi v mozgu. Cerebrálna perfúzia je prísne kontrolovaná a prepojená s mozgovou funkciou, pretože zmeny držania tela môžu mať za následok rýchlu hemovaskulárnu reguláciu autonómnym nervovým systémom. Akékoľvek oneskorenie hemoregulácie a prietoku krvi mozgom môže mať za následok neurologické symptómy. POTS je spojený s chronickou autonómnou dysreguláciou a ľudia s POTS trpia rôznym stupňom mozgovej hypoperfúzie, čo spôsobuje variabilitu symptómov. Tento článok sa zameriava na prípady dvoch súrodencov (22 -ročných a 19 -ročných), ktorí obaja trpia na POTS. Trpeli fyzickými symptómami, ako aj ťažkosťami s organizovaním myšlienok, udržiavaním pozornosti, rýchlym myslením, multitaskingom a vybavovaním si najnovších informácií, ako aj s depresiou a úzkosťou. Tieto sestry majú nadpriemerné IQ v plnom rozsahu (FSIQ), napriek tomu získali akademické ubytovanie a pretrvávajúca kognitívna dysfunkcia, ktorá im bráni v rozvíjaní svojho skutočného potenciálu. Tieto prípady ilustrujú potrebu neuropsychológov a iných poskytovateľov liečby porozumieť POTS, súvisiacej patofyziológii a tomu, ako kognitívne oslabujúce POTS môžu byť, a to aj v kontexte neporušených a vysokých skóre FSIQ.

Kľúčové slová: kognitívna neuropsychológia rehabilitácia posturálneho ortostatického tachykardického syndrómu.


Štatistiky

Štatistické porovnanie fyziologických premenných (čas × CO2) a RoR (stav × CO2) boli vyrobené s použitím obojstrannej ANOVA s opakovanými meraniami. Tiež štatistické porovnanie percentuálnych zmien v MAP, aortálnom PP a MCA V.priemer boli vyrobené pomocou faktoriálu ANOVA (podmienka × čas). Test Student-Newman-Keuls bol použitý post hoc, keď boli interakcie významné. Štatistická významnosť bola stanovená na P <0,05 a výsledky sú uvedené ako priemer ± SE. Analýzy sa uskutočnili pomocou SigmaStat (Jandel Scientific Software, SPSS, Chicago, IL).


Hodnotenie účinkov olivového oleja na reakciu človeka na stres meraním prietoku krvi v mozgu

Yasue Mitsukura, Prírodovedecká fakulta, Univerzita Keio, Kanagawa, Japonsko.

Príspevok: Konceptualizácia (rovnaká), Kurátor údajov (rovná sa), Formálna analýza (rovná sa), Získanie finančných prostriedkov (rovná sa), Vyšetrovanie (rovnaké), Metodika (rovná), Správa projektu (rovná sa), Zdroje (rovnaké), Dohľad (rovnaký) ), Overenie (rovnaké), Písanie - pôvodný koncept (rovnaké), Písanie - kontrola a úpravy (rovnaké)

Graduate School of Science and Technology, Keio University, Kanagawa, Japan

Príspevok: Kurátor údajov (rovnaký), Formálna analýza (rovnaká), Skúmanie (rovná sa), Metodika (rovná), Softvér (rovnaký), Overenie (rovnaké), Písanie - pôvodný koncept (rovnaké), Písanie - kontrola a úpravy (rovnaké) )

Graduate School of Science and Technology, Keio University, Kanagawa, Japan

Príspevok: Kurátor údajov (podporný), Formálna analýza (podporná), Vyšetrovanie (podporná), Metodológia (podporná), Softvér (podporná), Vizualizácia (podporná), Písanie - pôvodný návrh (podporný)

J-OIL MILLS, INC, Tokio, Japonsko

Príspevok: Konceptualizácia (podporná), Metodika (podporná), Zdroje (rovnaké)

J-OIL MILLS, INC, Tokio, Japonsko

Príspevok: Konceptualizácia (podporná), Metodika (podporná), Zdroje (podporná)

J-OIL MILLS, INC, Tokio, Japonsko

Príspevok: Konceptualizácia (podporná), Metodika (podporná), Zdroje (podporná)

J-OIL MILLS, INC, Tokio, Japonsko

Príspevok: Konceptualizácia (podporná), Metodika (podporná), Zdroje (podporná)

Neuropsychiatrická klinika, Lekárska fakulta Univerzity Keio, Tokio, Japonsko

Príspevok: Konceptualizácia (rovná sa), Správa projektu (rovná sa), Dohľad (rovná sa), Validácia (rovná sa)

Prírodovedecká fakulta Univerzity Keio v Kanagawe, Japonsko

Neuropsychiatrická klinika, Lekárska fakulta Univerzity Keio, Tokio, Japonsko

Yasue Mitsukura, Prírodovedecká fakulta, Univerzita Keio, Kanagawa, Japonsko.

Príspevok: Konceptualizácia (rovnaká), Kurátor údajov (rovná sa), Formálna analýza (rovná sa), Získanie finančných prostriedkov (rovná sa), Vyšetrovanie (rovnaké), Metodika (rovná), Správa projektu (rovná sa), Zdroje (rovnaké), Dohľad (rovnaký) ), Overenie (rovnaké), Písanie - pôvodný koncept (rovnaké), Písanie - kontrola a úpravy (rovnaké)

Graduate School of Science and Technology, Keio University, Kanagawa, Japan

Príspevok: Kurátor údajov (rovnaký), Formálna analýza (rovnaká), Skúmanie (rovná sa), Metodika (rovná), Softvér (rovnaký), Overenie (rovnaké), Písanie - pôvodný koncept (rovnaké), Písanie - kontrola a úpravy (rovnaké) )

Graduate School of Science and Technology, Keio University, Kanagawa, Japan

Príspevok: Kurátor údajov (podporný), Formálna analýza (podporná), Vyšetrovanie (podporná), Metodológia (podporná), Softvér (podporná), Vizualizácia (podporná), Písanie - pôvodný návrh (podporný)

J-OIL MILLS, INC, Tokio, Japonsko

Príspevok: Konceptualizácia (podporná), Metodika (podporná), Zdroje (rovnaké)

J-OIL MILLS, INC, Tokio, Japonsko

Príspevok: Konceptualizácia (podporná), Metodika (podporná), Zdroje (podporná)

J-OIL MILLS, INC, Tokio, Japonsko

Príspevok: Konceptualizácia (podporná), Metodika (podporná), Zdroje (podporná)

J-OIL MILLS, INC, Tokio, Japonsko

Príspevok: Konceptualizácia (podporná), Metodika (podporná), Zdroje (podporná)

Neuropsychiatrická klinika, Lekárska fakulta Univerzity Keio, Tokio, Japonsko

Príspevok: Konceptualizácia (rovná sa), Správa projektu (rovná sa), Dohľad (rovná sa), Validácia (rovná sa)

Yasue Mitsukura a Brian Sumali sa na tejto štúdii podieľali rovnakým dielom.


Analýza dát

Priemerný arteriálny tlak (MAP) a priemerná rýchlosť krvi MCA (beat-to-beat)V.priemer) boli získané z každého tvaru vlny.

Aortálny pulzný tlak.

Aortálny pulzný tlak (PP) sa získal pulznou vlnovou analýzou pomocou zariadenia SphygmoCor (verzia 7.01, AtCor Medical) z tvarov radiálnych arteriálnych tlakov meraných aplanačnou tonometriou, ako bolo uvedené vyššie (45).

Dynamická reakcia CBF na akútnu hypotenziu.

Odpovede MCA V.priemer na akútne zmeny systémového krvného tlaku bezprostredne po uvoľnení manžety alebo LBNP. Kontrolné hodnoty MAP a MCA V.priemer boli definované výpočtom ich priemerov počas 4 s bezprostredne pred uvoľnením stehennej manžety alebo LBNP. Zmeny v MAP, MCA V.priemera index cerebrálnej vaskulárnej vodivosti (CVCi) počas uvoľnenia manžety alebo LBNP boli stanovené relatívne k ich súbežným kontrolným hodnotám. V čase 1,0–3,5 s od uvoľnenia manžety alebo vrcholu MAP po uvoľnení LBNP sa rýchlosť zmeny CVCi [rýchlosť regulácie (RoR)] vypočíta ako index dynamického CA (1).


METÓDY

Modelovanie.

Model použitý v tejto práci je trojprvkový model windkessel, ktorý sa často používa v kardiovaskulárnych štúdiách (27, 35, 48). Model veternej lode môže byť reprezentovaný obvodom pozostávajúcim z dvoch rezistorov R.S a R.P (mmHg · s/cm 3) a kondenzátor CS(cm 3 /mmHg) (pozri obr. 2). Predpokladáme, že C.S a R.S predstavujú systémovú poddajnosť a rezistenciu tepien vedúcich k (vrátane) MCA, zatiaľ čo R.P predstavuje odpor spojený s periférnym cerebrovaskulárnym lôžkom. Pretože je meranie tlaku priamo v MCA ťažké, vstupom do modelu je tlak v prstoch (sFAlternatívne je možné použiť meranie tlaku z ušného laloku). Výstupom z modelu je objemový prietok (qMCA, cm 3 /s) v MCA, ktoré je možné validovať porovnaním so zodpovedajúcimi nameranými údajmi. Okrem vyššie uvedených prvkov obsahuje okruh stredný prietok a tlaky: prietok a tlak periférneho cerebrovaskulárneho lôžka (qP, sP) venózny tlak (pV.) a intrakraniálny tlak (strJa). Tieto však nebudú stanovené výslovne. Ak predpokladáme, že prietok a tlak sú v korelácii (20), môžeme použiť analógiu elektrického obvodu a odvodiť rovnice pre tlak a prietok v MCA. Za predpokladu, že tlak a prietok možno opísať ako súčty harmonických zložiek tvaru p (t) = Pe i ωt a q (t) = Qe i ωt kde ω (s −1) je frekvencia, t (s) je čas a P, Q sú tlak a prietok vo frekvenčnej oblasti. Pri použití týchto definícií sú rovnice pre obvod na obrázku 2

Všeobecnejšie, pre časovo periodické signály obdobia T (s) (dĺžka srdcového cyklu), teória Fourierových radov uvádza

Použitím vyššie uvedeného vzťahu medzi prietokom a tlakom vo frekvenčnej oblasti, veternej lodi Rov. 1 možno tiež zapísať ako nasledujúcu bežnú diferenciálnu rovnicu v časovej oblasti

Vyššie uvedená interpretácia hrudkovitého modelu je založená na umiestnení meraní rýchlosti prietoku krvi. Účinky spôsobené zmenami žilového a intrakraniálneho tlaku nie sú v modeli konkrétne zahrnuté. Napriek tomu, že je model jednoduchý, je stále schopný zachytiť dynamické efekty vyplývajúce zo zmeny držania tela. Ďalším dôležitým faktorom je, že jednoduchý model s malým počtom parametrov uľahčuje extrahovanie dynamických variácií každého z parametrov z nameraných údajov.

Ako bolo uvedené vyššie, merania poskytujú údaje o tlaku v prste a o rýchlostiach v MCA. Model windkessel poskytuje vzťah medzi prietokom krvi (objemový prietok) a tlakom, nie rýchlosťou a tlakom. Na získanie hodnôt prietoku predpokladáme, že MCA má konštantný polomer r = 2 mm a prietok je q = π r 2 v (cm 3 /s), kde v (cm/s) je rýchlosť prietoku krvi. Polomer MCA sa však medzi rôznymi subjektmi líši, pretože priame merania polomeru nie sú k dispozícii, jednoducho predpokladáme, že je konštantný. Všetky údaje uvedené v sekcii výsledkov sú založené na prietoku q (a nie na rýchlosti).

Nech Z.W je impedancia získaná z modelu veternej lode (Rov. 1) a nechajte Zmje impedancia získaná z meraní odčítaním pomeru diskrétnej Fourierovej transformácie údajov o tlaku a prietoku. Potom je možné určiť parametre pre model veternej lode prispôsobením impedancie modelu veternej lode k impedancii údajov.

Limity nulovej a veľkej frekvencie modelu veternej lode (Rovnica 1) poskytujú vzťahy, ktoré zahŕňajú iba odpory

Raz R.S a R.P boli určené, CS možno vypočítať z analýzy modulu impedancie ‖ Z ‖ ako funkcie frekvencie. To sa dá dosiahnuť odhadom nameranej impedancie v mieste, kde krivka impedancie získaná modelom veternej lode prechádza impedanciou získanou nameranými údajmi (napr. Medzi 2. a 3. dátovým bodom na obr. 3). Veľkosť nameranej impedancie v tomto bode je

Odhadli sme parametre modelu windkessel analýzou údajov dvoma spôsobmi. Najprv sme odhadli parametre predstavujúce tri obdobia: sedenie (0–60 s), prechod zo sedenia do stoja (60–80 s) a státie (80–120 s). To sa uskutočnilo pomocou okennej Fourierovej transformácie. Za druhé, odhadli sme parametre na základe taktovania, takže sme mohli sledovať, ako sa menia počas zmeny držania tela, a teda ako autoregulácia ovplyvňuje periférne cerebrovaskulárne lôžko.

Obr.Modul impedancie ‖ Z (ω) ‖ získaný pomocou Fourierovej transformácie dát v okne. Okno bolo okienko s 50% prekrytím a dĺžkou 480. Plná čierna čiara s bodkami predstavuje namerané údaje a sivá čiara predstavuje výsledky získané pomocou modelu windkessel.

Okenná Fourierova transformácia (WFT) alebo posuvná Fourierova transformácia sa široko používa na extrakciu časovo závislých spektier z časových radov konečnej dĺžky. Časový rad rozdeľuje na konečný počet menších sérií, ktoré sa individuálne Fourierovo transformujú. Každá sekcia je analyzovaná z hľadiska frekvenčného obsahu a potom je spriemerovaná z konečného počtu sekcií. Výhodou tejto techniky je, že významné frekvencie nezmiznú, ako by sa často stávalo, keby bola úplná sekvencia analyzovaná konvenčnou metódou Fourierovej transformácie (FFT). Pretože sa pre všetky frekvencie vo WFT používa jediné okno, rozlíšenie analýzy je na všetkých miestach v časovo-frekvenčnej doméne rovnaké (rovnomerne rozložené).

FFT funguje dobre pre signály s hladkými alebo rovnomernými frekvenciami, ale zistilo sa, že Fourierova transformácia v okne funguje lepšie so signálmi s charakteristikami pulzného typu, časovo premennými (nestacionárnymi) frekvenciami alebo nepárnymi tvarmi. FFT nerozlišuje informácie o sekvencii alebo načasovaní. Napríklad, ak má signál dve frekvencie (vysokú, po ktorej nasleduje nízka alebo naopak), Fourierova transformácia odhaľuje iba frekvencie a relatívnu amplitúdu, nie poradie, v ktorom sa vyskytli. Fourierova analýza teda funguje dobre so stacionárnymi, spojitými, periodickými, diferencovateľnými signálmi, ale na riešenie neperiodických alebo nestacionárnych signálov sú potrebné ďalšie metódy, ako napríklad WFT.

Obrázok 3 ukazuje porovnanie impedancií z údajov a modelu veternej lode počas obdobia sedenia pre veľkosť okna 480. Dáta boli vzorkované pri 50 Hz, preto okno obsahujúce 480 dátových bodov pokrýva 9,6 s. Dátové body na obr. 3 sú teda vo frekvenčných prírastkoch 1/9,6 = 0,104 Hz. Typ okna, ktoré poskytovalo najkonzistentnejšie výsledky, bolo okno s 50% prekrytím. Táto analýza bola vykonaná pomocou funkcie zo súboru nástrojov programu Matlab na spracovanie signálu (21). Limit nulovej frekvencie Zm(0) = R.S + R.P údajov WFT je možné získať priamo vybratím hodnoty DC Zm. Pre vysoké frekvencie sú však údaje hlučné, takže je ťažšie nájsť R.S. Preskúmali sme niekoľko možností a našli sme najstabilnejšie výsledky, keď R.S je vybraný ako priemer z frekvencií & lt8 Hz (alebo uhlovej frekvencie & lt40 radianov/s). Po odhadnutí odporov CSbol získaný pomocou Rov. 4. Je potrebné poznamenať, že pokles ‖ Z ‖ nastáva v prvých niekoľkých bodoch, ktoré majú frekvencie rádovo 0,1 Hz alebo periódy rádovo 10 s. Keď teda analyzujeme údaje na báze beat-to-beat, vo frekvenčných intervaloch nie je dostatočné rozlíšenie na odhad súladu.

Rovnaké kritériá sa použili vtedy, keď boli parametre určené na báze beat-to-beat. Aby sa však našli parametre na báze beat-to-beat, časové rady musia byť oddelené na začiatku každého srdcového cyklu. To sa dá dosiahnuť vyhľadaním lokálnych minim v údajoch o tlaku. Každé obdobie bude mať dve minimá: jedno predstavujúce začiatok srdcového cyklu a druhé predstavujúce začiatok dikrotického zárezu (pozri obr. 4). Hviezdy na obr. 4 predstavujú začiatok srdcového cyklu. Podobnú analýzu nie je možné vykonať pomocou údajov o rýchlosti prietoku krvi, pretože hladiny hluku sú výrazne vyššie a v dôsledku toho bude veľký počet lokálnych minim. Pretože tlaky a prietoky sú zaznamenávané súčasne, poznanie dĺžky srdcového cyklu a miestnych minim pre tlak nám umožňuje nájsť lokálne minimá pre prietok. Jediným rozdielom je, že medzi minimami prietoku a tlaku môže existovať malé fázové oneskorenie, pretože údaje neboli namerané na rovnakom mieste.

Obr.Postupný tok q (A) a tlaku p (B) profily pre každý srdcový cyklus počas 100-sekundového pokusu u 1 subjektu. Každý srdcový cyklus má 2 minimá, 1 na začiatku srdcového cyklu (*) a jedno na dikrotickom záreze. Rýchlosť a tlak prietoku krvi sa merajú na 2 rôznych miestach a kvôli rozdielom vo vzdialenosti sa pulzná vlna nedostane na 2 miesta súčasne. Medzi týmito dvoma miestami preto existuje konštantné fázové oneskorenie (6 ms pre tento subjekt). V grafoch je to opravené.

Impedancie je možné zistiť rovnakou metódou ako pre WFT. Jediným rozdielom je, že namiesto výpočtu Zm počas celého intervalu (sedenie, prechod alebo státie) bol vypočítaný pre každý srdcový cyklus. Ako je však uvedené vyššie, C.S nemožno vypočítať na základe úderu za úderom, pretože hlavná odchýlka impedancie sa vyskytuje pri veľmi nízkych frekvenciách (zodpovedajúcich obdobiam, ktoré sú dlhšie ako jeden srdcový cyklus). Toto je zrejmé z obr. 5: Impedančná krivka získaná modelom veternej lode je už plochá, keď prvý údajový bod dosiahol úroveň RS. Namerané údaje sa získavajú pri 50 Hz, takže pre srdcový cyklus 1,2 s získame 60 dátových bodov s rozdielom medzi diskrétnymi frekvenciami 1/1,2 = 0,8 3 ± Hz. Pre WFT interval s veľkosťou okna 480 dátových bodov obsahuje približne osem srdcových cyklov alebo 8 × 1,2 = 9,6 s. Interval medzi dvoma diskrétnymi frekvenciami je 0,1 Hz. Na výpočet súladu z údajov je teda možné získať iba jednu priemernú hodnotu pre každý z troch stavov: sedenie, prechod a státie.

Obr.Fourierove transformácie tlaku P (ω) (A), prietok Q (ω) (B) a ich pomer (impedancia) (C.).Grafy ukazujú absolútnu hodnotu ako funkciu frekvencie s použitím jednej periódy počas sedenia (perióda začínajúca od 29,12 s). V C, impedancia získaná z údajov (plná čiara s kruhmi) sa porovná s impedanciou získanou modelom veternej lode (plná čiara) a Fourierovou transformáciou v okne (prerušovaná čiara). Všimnite si toho, že súlad nemožno nájsť z Fourierovej transformácie jednej periódy, pretože frekvenčné rozlíšenie je príliš nízke. Preto hodnota CS použitý je založený na okennej Fourierovej transformácii znázornenej na obr.

Porovnanie R.S a R.Pzískané WFT počas sedenia s priemerom priemerov získaných na základe úderov za úderom, výsledky sú konzistentné (pozri obr. 5C). Podobné výsledky je možné dosiahnuť aj počas státia. V prechodnom období zo sedenia do státia sa však hodnoty získané na báze úderov a úderov výrazne líšia od priemerných hodnôt získaných z okienkovanej Fourierovej transformácie.

Okrem odporov a poddajnosti sa srdcová frekvencia líši aj v závislosti od úderu. Oddelením časových radov na začiatku každého srdcového cyklu sa srdcová frekvencia jednoducho získa pomocou HR = 1/ T (údery/ min), kde T je trvanie srdcového cyklu.

Za predpokladu, že je známy tlak (pozri obr. 1) a že parametre v modeli veternej lode boli určené vyššie uvedeným spôsobom, prietok je možné vypočítať integráciou diferenciálu Rov. 2 a porovnanie výsledkov s nameranými hodnotami (pozri obr. 9). Simulácie sa uskutočnili pre desať zdravých mladých jedincov. Vypočítané pulzovateľné prietokové profily boli porovnané so skutočnými transkraniálnymi dopplerovskými meraniami. Porovnania sa uskutočnili s ohľadom na kvantitatívnu zhodu v celom dynamickom rozsahu, ako aj so stredným prietokom, a systolickým a diastolickým prietokom pre dve situácie v ustálenom stave (pred a po státí). Štatistická významnosť bola stanovená pomocou obojsmernej analýzy rozptylu (22) a hodnoty P <0,05 sa považovali za štatisticky významné.

Experimentálne metódy.

Predmetom tejto štúdie je desať starostlivo preverených zdravých mladých dobrovoľníkov vo veku 20 - 39 rokov, ktorých priemerné mozgové autoregulačné reakcie na zmenu držania tela a oxid uhličitý sú popísané inde (20).

Počas protokolu bola srdcová frekvencia kontinuálne meraná z trojvodičového elektrokardiogramu a arteriálny tlak beat-to-beat bol určený neinvazívne zo stredného prsta nedominantnej ruky pomocou fotopletyzmografického neinvazívneho monitora tlaku (Finapres) podopretého závesom na úroveň pravej predsiene na elimináciu účinkov hydrostatického tlaku. Na udržanie koncového prílivu CO2konštantná, dýchanie sa kontinuálne meralo pomocou indukčného pletyzmografu (Respitrace) a subjekty dýchali pri každom postupe v stoji pri 0,25 Hz (15 dychov/min) podľa pokynov zaznamenaných na páske. Všetky subjekty podstúpili dopplerovskú ultrasonografiu vyškoleným technikom na meranie zmien rýchlosti prietoku krvi v rámci MCA v reakcii na aktívne státie. Sonda 2 MHz prenosného dopplerovského systému Nicolet Companion bola pripevnená k spánkovej kosti a zaistená v polohe pomocou fixačného zariadenia sondy Mueller-Moll na zobrazenie MCA. Rýchlosť prietoku krvi MCA bola identifikovaná podľa kritérií Aaslida (1) a zaznamenaná v hĺbke 50 - 65 mm. Obálka tvaru vlny rýchlosti prietoku krvi, odvodená z Fast-Fourierovej analýzy dopplerovského frekvenčného signálu, a kontinuálnych tlakových a elektrokardiogramových signálov boli digitalizované pri 250 Hz a uložené v počítači na neskoršiu offline analýzu.

Po prístrojovom vybavení sedeli poddaní na stoličke s rovným chrbtom a nohami zdvihnutými o 90 stupňov pred sebou na stoličke. Pre každý z dvoch aktívnych stojanov subjekty odpočívali v sede 5 minút a potom stáli vzpriamene 1 minútu. Začiatok státia bol načasovaný od okamihu, keď sa obe nohy dotkli podlahy. Údaje sa zbierali nepretržite počas poslednej minúty sedenia a prvej minúty státia počas oboch pokusov.

Štúdia bola schválená Inštitucionálnou hodnotiacou radou v Hebrejskom rehabilitačnom centre pre staršie osoby a všetky subjekty poskytli písomný informovaný súhlas.


Pozrite sa na 5 spôsobov, ako zvýšiť prietok krvi do mozgu

Cerebrálny prietok krvi je zásoba krvi, ktorá sa dostane do vášho mozgu. Podľa publikácie z Národné centrum pre biotechnologické informácie, váš mozog potrebuje na svoju normálnu činnosť takmer 20% dostupného kyslíka. To znamená, že pre jeho prežitie je zásadná prísna regulácia prietoku krvi a dodávky kyslíka.

Mozgový prietok krvi je okrem iného dôležitý pre transport glukózy a ďalších dôležitých živín do mozgu. V dôsledku toho potrebujete, aby fungoval správne, aby ste zostali zdraví. V dôsledku toho je dôležité vedieť, či existujú nejaké návyky, ktoré podporujú obeh mozgu.

Ako každodenná prax a ako súčasť zdravého životného štýlu môžu tieto návyky chrániť zdravie mozgu a predchádzať chorobám spojeným so zlým obehom. Nielen to, ale sú skvelým spôsobom, ako zostať aktívny a plný energie.


Dynamika prietoku krvi mozgom a zmeny hlavy v lôžku v prostredí subarachnoidálneho krvácania

) s cerebrálnym prietokom krvi pomocou transkraniálneho dopplera (TCD) a tepelnej difúznej sondy u pacientov so SAH. Do štúdie bolo perspektívne zaradených 13 pacientov s SAH. Osem pacientov podstúpilo umiestnenie tepelnej difúznej sondy na regionálne meranie CBF. Hodnoty CBF boli namerané u pacientov v plochom () a vzpriamenom sede () v 3., 7. a 10. deň. Priemerné zvýšenie rýchlosti prietoku krvi pri zmene HOB z na 7,8% v 3. deň, 0,1% v 7. deň. , a 13,1% v deň 10. Stredná mozgová artéria mala najmenšie zmeny rýchlosti. Priemerné regionálne meranie CBF bolo 22,7 ± 0,3 ml/100 g/min v polohe na chrbte a 23,6 ± 9,1 mg/100 g/min v sede. Zmeny neboli štatisticky významné. U žiadneho z pacientov sa nevyvinul klinický cerebrálny vazospazmus. Zmena polohy HOB v nastavení SAH významne neovplyvnila mozgový alebo regionálny prietok krvi. Tieto údaje naznačujú, že vzhľadom na škodlivé účinky predĺženého odpočinku v posteli by sa mala zvážiť včasná mobilizácia.

1. Úvod

Pacienti s aneuryzmatickým SAH sú ohrození sekundárnymi poraneniami vrátane mozgového edému a oneskoreného vazospazmu mozgu. Tradične ako súčasť celkového liečebného protokolu pre SAH sú pacienti držaní v predĺženom pokoji na lôžku. Predpokladá sa, že odpočinok v posteli pomôže udržať adekvátny prietok krvi do mozgu. Údaje podporujúce tento predpoklad sú však obmedzené [1].

Krvný tok do mozgu je kritický a zložitý. CBF je ovplyvňovaný mnohými faktormi vrátane systémového arteriálneho tlaku, vzdialenosti hlavy nad srdcom, venóznej a CSF drenáže a vaskulárneho tonusu mozgových ciev [2]. U normálneho jedinca, ako je hlava zdvihnutá, je systémový arteriálny tlak udržiavaný reflexmi krvného tlaku. Súčasne sa arteriálny perfúzny tlak do hlavy zníži o vzdialenosť, ktorou je hlava zdvihnutá nad srdce, ale vnútrolebečný tlak sa zníži aj kvôli zlepšenej žilovej drenáži. Spolu s intaktnou autoregulačnou odpoveďou mozgovej vaskulatúry je čistým účinkom malá zmena v CBF [3–5]. Avšak u pacientov s poruchou autoregulácie alebo s vazospazmom po SAH môže zvýšenie polohy hlavy teoreticky znížiť CBF. Naopak, v prípade výrazného edému mozgu po SAH môže byť dôležité zdvihnúť hlavu, aby sa zlepšila drenáž žíl a maximalizoval sa tlak perfúzie mozgu.

Predĺžený odpočinok v posteli, najmä u starších ľudí a kriticky chorých, má svoju vlastnú chorobnosť [6]. Rozsiahly výskum dokumentoval škodlivé účinky predĺženého odpočinku v posteli na viacerých orgánových systémoch vrátane kardiovaskulárnych, muskuloskeletálnych, kognitívnych, hematologických a respiračných [7–10]. Významné fyziologické zhoršenie začína v prvých dňoch pokoja na lôžku. Tieto komplikácie prispievajú k už zničujúcemu neurologickému zraneniu spôsobenému SAH.

Vzhľadom na potenciálne škodlivé účinky predĺženého pokoja na lôžku a jeho pochybný prínos pri udržiavaní prietoku krvi mozgom sme skúmali vplyv polohy hlavy na prietok krvi mozgom u pacientov so SAH. Predpokladáme, že rutinná prax umiestnenia pacientov so SAH na predĺžený odpočinok v posteli nie je potrebná na udržanie stabilného CBF.

2. Materiál a metódy

Protokol štúdie bol schválený inštitucionálnymi kontrolnými výbormi University of Iowa. V tejto prospektívnej štúdii sme použili dve komplementárne metódy na skúmanie účinkov polohy hlavy na CBF u pacientov so SAH. Pacienti s SAH, ktorí podstúpili umiestnenie ventrikulostomického a tepelne difúzneho monitora CBF, boli zaradení prospektívne. Tepelne difúzne sondy (Hemedex, Cambridge, MA, USA) boli vložené cez ten istý otvor pre frézu ako ventrikulostómia do hĺbky 2 cm, ale pod uhlom tak, aby hrot sondy bol ďalej od ventrikulárnej trubice (obrázok 1). Bezprostredne po umiestnení sondy a pred extubáciou pacientov sa CO na konci prílivu a odlivu2 boli upravené v rámci normálneho limitu, aby sa skontrolovala súvisiaca zmena v CBF, aby sa overilo správne fungovanie sondy (obrázok 2). Bola zaradená aj ďalšia skupina pacientov s SAH a podstúpila iba štúdie TCD. Vyhodnocovali sa zmeny polohy hlavy a zodpovedajúce zmeny parametrov CBF. Konkrétne, v 3., 7. a 10. deň boli merania CBF pacienta (merané transkraniálnym dopplerom a tepelnou difúznou sondou) zaznamenané v ľahu a v 90-stupňovej vzpriamenej polohe o 10 minút neskôr. Údaje TCD boli získané bilaterálne pomocou ručnej sondy v mediálnych mozgových tepnách (MCA), predných mozgových tepnách (ACA) a zadných mozgových tepnách (PCA). Zaznamenali sa základné informácie o pacientovi, ako je vek, pohlavie, klinické vyšetrenie a priebeh v nemocnici. Oneskorená cerebrálna ischémia bola definovaná ako symptomatický vazospazmus alebo infarkt na CT, ktorý možno pripísať vazospazmu [11]. Vypočítali sa percentuálne zmeny priemernej rýchlosti prietoku krvi v každej distribúcii od ležania po sedenie. Spárované študentské t-test bol použitý na stanovenie štatistickej významnosti.


Pozri si video: 6 Ultimate BENEFITS OF EXERCISE For Diabetes, Insulin, Weight Loss, Your Brain u0026 More (December 2021).