Untersuchungen zur Reaktivität des kardiovaskulären Systems vor, während und nach Langzeitschwerelosigkeit

Abstract

Seit 2011 untersuchen Forschungsgruppen aus Deutschland, Russland, Belgien, Österreich, Italien und den USA im Rahmen des Projekts "Cardiovector" die Mechanismen der individuellen Anpassung des Herzens und der großen Gefäße an Mikrogravitation. Ziel dieses Folgeprojekts ist eine verbesserte Differenzierung zwischen funktionellen und strukturellen Veränderungen. Zu diesem Zweck werden Methoden der intensiven kardiovaskulären Phänotypisierung vor und nach dem Raumflug mit indirekten, validierten sowie leicht anwendbaren Monitoringverfahren während des Raumfluges kombiniert. Hierbei kommen tragbare Sensoren (Wearables) zum Einsatz, die durch innovative Sensortechnologien und fortschrittliche Datenanalyseverfahren ergänzt werden. Neben standardisierten Tests wie dem Stehtest und gezielten Atemmanövern werden vor und nach dem Raumflug funktionelle kardiovaskuläre MRT-Untersuchungen durchgeführt. Diese umfassen 4D-Flow Rekonstruktionen des Herzens und der Aorta sowie cine- und Phasenkontrast-MRT. Die tragbare Flughardware "Cardiovector" ermöglicht die Erfassung mehrerer kardiovaskulärer Parameter, darunter Atmung, Elektrokardiogramm (EKG), thorakales Impedanzkardiogramm (IKG), Seismokardiogramm (SKG) sowie das mehrdimensionale Ballistokardiogramm (6D-BCG) zur Bestimmung der mechanischen Herzkraft an 2 Punkten nahe dem Masseschwerpunkt. Die Pulswellenreflexion wird mittels einer Oberarm-Blutdruckmanschette und des ArcSolver-Algorithmus (Mobil-O-Graph) analysiert. Im Rahmen des Projekts wurden 17 Kosmonauten vor, während und nach Raumflug untersucht. Weitergehend erfolgte eine MRT-Untersuchung bei 9 dieser Teilnehmer vor und nach Raumflug. Ziel war es, die Hypothese zu überprüfen, dass kardiovaskuläre Veränderungen während eines Langzeitraumfluges struktureller Natur sind und mit einer erhöhten Aortensteifigkeit, einer verstärkten Pulswellenreflexion sowie einer erhöhten aortalen Pulswellengeschwindigkeit einhergehen.