Mission
Objectifs Scientifiques
1 - Pourquoi étudier le système cardio-vasculaire en microgravité
Au retour d'un vol spatial, les cosmonautes ont un déconditionnement cardiovasculaire quelle que soit la durée du vol. Le principal symptôme est la syncope avec hypotension orthostatique. Sur le plan opérationnel ce déconditionnement cardiovasculaire peut compromettre la phase qui suit immédiatement le retour au sol de la mission spatiale et il est nécessaire de développer des contre-mesures efficaces. Sur un plan plus fondamental l'étude du déconditionnement cardiovasculaire permet d'établir les liens qui existent entre d'une part la gravité, le niveau d'activité physique, le confinement et d'autre part une dysfonction du système cardiovasculaire (figure 1).
FIGURE 1 : Impesanteur réelle ou simulée et déconditionnement cardiovasculaire
De nombreux mécanismes sont potentiellement impliqués dans ce déconditionnement cardiovasculaire comme le montre la figure 2. Les atteintes vasculaires ont insuffisamment été étudiées jusqu'à présent alors que la fonction vasculaire et microcirculatoire qui contrôle non seulement la régulation de la pression artérielle mais aussi les débits sanguins régionaux (cérébraux, musculaires par exemple), n'a pas fait l'objet d'études.
FIGURE 2 : Mécanismes impliqués dans le déconditionnement cardiovasculaire
2 - Avantages du système "CARDIOSPACE"
Nous étudions le système cardio-vasculaire en microgravité depuis de nombreuses années, en particulier dans le cadre de la coopération franco-russe. Physiolab et maintenant CARDIOMED nous permettent d'étudier certains aspects du déconditionnement cardio-vasculaire : le système nerveux autonome, les propriétés veineuses et les flux sanguins dans les vaisseaux de conduction.
Le système CARDIOSPACE permettra d'étudier en plus la problématique du déconditionnement cardiovasculaire en s'intéressant :
- A la microcirculation cutanée avec un système de laser Doppler et des stimulations physiologiques diverses, non invasives, pour analyser les mécanismes d'atteinte de la microcirculation. La microcirculation cutanée est intéressante par elle-même étant donné sa très grande réactivité, son étendue et son rôle dans la thermorégulation. Elle peut aussi être considérée comme le reflet de la microcirculation générale. Les études au sol ont montré que la microcirculation cutanée était modifiée par les simulations de microgravité. Il est nécessaire de confronter ces résultats à des données en vol.
- A la macrocirculation, avec ses aspects morphologiques grâce à l'échographie. Ces mesures échographiques permettent d'évaluer le remodelage vasculaire induit par la microgravité. Les études au sol ont montré un remodelage significatif des vaisseaux différent si on étudie la partie inférieure du corps ou la partie céphalique. L'échographe permettra aussi des études ciblées sur certains flux vasculaires parenchymateux (hépatiques, rénaux, digestifs...), sur les fonctions cardiaques, et aura une utilisation aussi large que possible comme moyen diagnostic et outil morphologique.
Ce système CARDIOSPACE est le prolongement des études que nous avons déjà réalisées avec Physiolab et que nous conduisons avec CARDIOMED. Il permet d'étudier le déconditionnement cardiovasculaire de façon intégrative et en ciblant la microcirculation et la macrocirculation.
Il s'agit d'un système unique au niveau international intégrant tous ces outils pour une utilisation combinée, permettant l'étude fonctionnelle de la microcirculation cutanée.
Ce projet est conduit en collaboration entre les médecins scientifiques français (hôpitaux d'Angers et de Tours) qui constituent nos clients et les médecins scientifiques chinois (ACC).
Mission
L'équipement CARDIOSPACE doit permettre la mise en œuvre d'expérimentations cliniques, visant l'étude du système cardio-vasculaire en micropesanteur. Les expérimentations devront pouvoir être réalisées à la fois au sol (mesures pré et post-vol) et dans l'espace.
Les expérimentations cliniques dimensionnantes et les mesures physiologiques associées, qui doivent être acquises sur les Taïkonautes, sont les suivantes :
- Microcirculation : flux sanguin cutané (avec stimulation par chauffage et iontophorèse) et pression sanguine en continu, pression sanguine brachiale, électrocardiogramme.
- Macrocirculation (remodelage vasculaire, fonction cardiaque...) : échographie, flux artériel et pression sanguine en continu, pression sanguine brachiale, électrocardiogramme, fréquence respiratoire.
- Suivi médical : pression sanguine brachiale et électrocardiogramme, en ambulatoire sur 24h.
Chaque expérimentation nécessite, en général, la mise en œuvre de plusieurs instruments médicaux, qui seront intégrés dans l'équipement CARDIOSPACE. Ces instruments sont :
- CNAP OEM, CN-system : pression sanguine en continu
- Doppler Waki, Atys : flux artériel
- EMI12, Corscience : électrocardiogramme
- Ceinture respiratoire, TSD201 Biopac : fréquence respiratoire
- Holter Spiderview, Sorin : électrocardiogramme en ambulatoire
- Holter Tonoport V, Par : tension brachiale (en ambulatoire ou non)
- Echographe, T3200, Terason : échographie
- Laser Doppler, Periflux 5000, Perimed : flux sanguin cutané
Pendant une expérimentation, plusieurs instruments doivent fonctionner de manière simultanée. Une synchronisation fine des mesures acquises par les différents instruments est requise. L'atteinte de ces performances de datation nécessite une intégration et une synchronisation des différents instruments.
Du fait de son utilisation à bord du futur laboratoire orbital TianGong 2, l'équipement CARDIOSPACE doit intégrer des instruments médicaux adaptés aux contraintes spatiales et doit satisfaire les exigences de qualification et d'interfaces du laboratoire orbital chinois.
