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方法文章

基于多普勒超声的非受控环境下单腿膝伸肌运动期间腿部血流评估

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DOI:

10.3791/65746

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2023年12月15日

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本文内容

摘要

这项重测研究评估了在单腿膝关节伸展运动期间,使用多普勒超声技术测量下肢血流量的方法。研究考察了该方法在同一天内、不同天之间以及不同操作者之间的可靠性。结果表明,该方法在同一天内的重复性较高,不同天之间的可靠性可接受;然而,在静息状态及低负荷运动时,不同操作者之间的可靠性较低,无法接受。

摘要

多普勒超声已彻底改变了器官血流评估方式,被广泛应用于科研和临床领域。尽管基于多普勒超声的人体下肢肌肉收缩期血流评估较为常见,但该方法的可靠性仍需进一步研究。因此,本研究旨在探讨多普勒超声在评估静息状态及分级单腿膝关节伸展运动(0 W、6 W、12 W 和 18 W)期间下肢血流时,同日内重复测试、不同日间重复测试以及不同操作者之间的可靠性,且每次测量之间均移除超声探头。研究共纳入30名健康受试者(年龄:33 ± 9.3岁,男性/女性:14/16),他们在相隔10天的两个不同实验日到实验室进行测试。本研究未控制营养状态、一天中的时间或激素水平等主要混杂因素。在不同运动强度下,结果显示同日内重复测试具有较高的可靠性,变异系数(CV)为4.0%至4.3%;不同日间重复测试的可靠性可接受,CV为10.1%至20.2%;不同操作者之间的可靠性CV为17.9%至26.8%。因此,在难以控制多种环境因素的真实临床场景中,由同一名超声操作者实施时,多普勒超声可用于评估亚极量单腿膝关节伸肌运动期间的下肢血流,具有较高的同日内重复性和可接受的不同日间重复性。

引言

多普勒超声自20世纪80年代引入以来,已广泛用于测定收缩肌肉的血流量,特别是在单腿膝伸肌模型中,可实现小肌肉群激活期间股总动脉(CFA)血流的测量1,2,3,4,5,6。基于多普勒超声的血流检测技术为不同人群的血管调节机制提供了重要见解,包括健康成年人7,8、糖尿病患者9、高血压患者10、慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者11,12以及心力衰竭患者13,14。

多普勒超声的一个优势在于其相对于其他血流测定方法(如热稀释法)具有非侵入性,并且在必要....

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方案

该研究由丹麦首都大区区域伦理委员会(文件编号:H-21054272)进行评估,该委员会认定本研究属于质量改进研究。根据丹麦法律法规,该研究已获得哥本哈根大学医院临床生理学与核医学科内部科研与质量改进委员会的本地批准(文件编号:KF-509-22)。本研究遵循《赫尔辛基宣言》的指导原则。所有受试者在入组前均签署了书面知情同意书并提供了口头知情同意。研究纳入年龄≥18岁的男性和女性。患有外周动脉疾病、心力衰竭、神经系统或肌肉骨骼疾病(影响膝关节伸展运动能力)以及在研究开始前2周内出现任何疾病症状的个体被排除在外。

1. 受试者的准备

  1. 将受试者置于单腿膝关节伸展椅上,使其背部紧靠椅背(补充图1)。让受试者穿着便于使用超声探头接触腹股沟区域的内衣。
  2. 在受试者身上放置三个心电图电极(见材料表)。将电极分别置于胸壁右侧第三肋间隙、左侧第三肋间隙以及左侧第十一肋间隙,使各电极与心脏的距离相等。
  3. 调整受试者腹部与大腿之间的角度至>90度。
  4. 调节单膝伸展椅与飞轮之间的连接臂,使受试者能够完全伸展膝关节。
  5. 将受试者的腿部牢固地绑在椅子的踏板上,以避免肢体下部肌肉参与运动。
  6. 放置一把椅子或长凳以固定非活动腿。
    注意:>90度的角度被视为最小值。增....

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结果

参与者
2022年5月至2022年10月期间,共招募了三十名健康的男性和女性参与本研究。所有参与者均无心血管、代谢或神经系统疾病的病史。研究未要求他们对其日常习惯进行任何改变,包括咖啡因、酒精、尼古丁摄入、剧烈运动或任何可能影响血管功能的其他因素。

实验步骤
参与者在相隔10天的两个不同实验日到实验室进行测试。每位参与者在每天的相同时间进行实验,但不同参与者之间的实验时间可能不同。此外,实验均在同一个房间内进行,环境条件包括有限的光照、恒定的温度、无音乐干扰以及尽量减少交谈。在实验日1和实验日2,所有测量均由同一名超声检查员(S1)完成。

将受试者置于本方案及补充图1所述的单腿膝伸肌模型中。单腿膝伸肌椅由本研究中心前教授(Bengt Saltin 教授)设计,也称为“Saltin 椅”(见材料表)。

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讨论

本研究评估了多普勒超声技术在健康受试者进行亚极量单腿膝关节伸展运动期间测量腿部血流量(LBF)的可靠性。结果表明,该方法在同一天内的重复性较高,日间重复性可接受,但在静息状态和0 W功率下,观察者间的重复性不可接受。

尽管在测量之间移除探头似乎影响甚微,但日内与日间测量可靠性的差异可能归因于未受控的环境因素。扫描部位、超声操作者及实验设置在整个研究过程中保持一致。然而,并未要求参与者在检查前避免摄入咖啡因、尼古丁、酒精或进行剧烈运动,而这些因素均已被证实会影响肢体血流30,31,32,33。此外,饮食、液体摄入量以及高热量摄入(尤其是富含脂肪的餐食)等已知会影响肌肉血流的因素也未加以控制34,35。研究亦未记录参.......

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披露

作者声明,本研究是在不存在任何可能被解释为潜在利益冲突的商业或财务关系的情况下进行的。

致谢

体力活动研究中心(CFAS)由TrygFonden基金会资助(项目编号ID 101390和ID 20045)。JPH获得了Helsefonden基金会和哥本哈根大学医院的资助。在本研究期间,RMGB获得了哥本哈根大学医院的博士后项目资助。

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
EKO GELEKKOMED A7SDK-7500 Holstebro
RStudio,版本 1.4.1717R 统计计算项目
萨尔廷椅(Saltin Chair)该装置由 Bengt Saltin 教授的一辆功率自行车和汽车座椅改装而成。钢结构部分由专业人员定制制作。
配备线性探头(9 MHz,Logic E9)的超声设备GE Healthcare未知GE Healthcare,美国威斯康星州密尔沃基
         超声耦合凝胶

参考文献

  1. Walløe, L., Wesche, J. Time course and magnitude of blood flow changes in the human quadriceps muscles during and following rhythmic exercise. The Journal of Physiology. 405 (1), 257-273 (1988).
  2. Wesche, J.

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重印与许可

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