骨格筋血管カップリング、酸化容量、および 'ワンストップ ショップ「近赤外分光法を用いた微小血管機能

この実験の具体的な目標は、骨格筋の酸化能力を非侵襲的に評価すること、運動骨格筋の血流調節を評価すること、および反応性充血を測定することです。これらの方法は、運動不耐症と心血管疾患の病態生理学に関連する重要な質問に答えるのに役立ちます。この技術の主な利点は、臨床または実験室のあらゆる環境で、マクロおよびミクロの血管機能と骨格の酸化能力を非侵襲的に評価できることです。

一般に、この方法に不慣れな人は、近赤外分光法のオペレーター依存性のために苦労します。最適な配置からのわずかな偏差が信号品質に大きな影響を与える可能性があるため、プローブの一貫した正確な配置を実現することが重要です。まず、被験者にLBNPチャンバー内に足を入れて仰向けになるように指示し、ベルトラインがLBNPボックスの開口部とほぼ同じになるようにします。

次に、3 つの心電図電極を被験者に最適に配置し、2 つは鎖骨中央部に、1 つは腸骨稜の内側にある被験者の左側に配置します。続行するには、非侵襲的血圧モニターモジュールを被験者の利き手の手首に配置します。適切に調整された指の血圧カフを使用してください。

それらを各指に置きます。次に、被験者に、利き手でない手を少し外転させた位置でHGDをつかむように指示します。被験者に腕をベッドサイドテーブルに快適に配置してもらい、HGDの距離と角度を調整して、腕の動きを最小限に抑えて最適な握力を得ます。

次に、HGDをベッドサイドテーブルに固定します。次に、被験者の最大随意収縮を測定します。HGDをできるだけ強く握るように促されたら、手と前腕の筋肉だけを使って、参加者に伝えます。

被験者は、上腕、胸、肩、または腹筋を動員することを控えなければなりません。60秒間隔で3つの測定を行い、加えられた最大の力を記録します。次に、運動する手の上腕の周りに急速膨張カフを配置します。

急速インフレーションコントローラーからカフにエアラインを接続します。次に、屈筋指深部を触診し、その境界をマークします。次に、アルコール調製ワイプで筋肉の上の皮膚をきれいにし、NIRプローブを筋肉の腹の中央に置きます。

近赤外線プローブを正しく配置するには、指深部屈筋の適切な識別が重要です。これを行うには、前腕の前方内側を触診しながら、ダイナモメーターを軽く握るように被験者に指示します。プローブを前腕にしっかりと固定し、暗い布で包んで、周囲光からの干渉を最小限に抑えます。

器具の使用が完了したら、被験者に 2 分間じっと横たわるように指示し、カフ閉塞前の組織飽和度の初期ベースライン値を記録します。次に、上腕のカフを収縮期より少なくとも30ミリメートル水銀まで5分間膨らませます。モーションアーティファクトを最小限に抑えるために、すべてのカフの膨張と収縮の間、被験者が静止してリラックスしていることが非常に重要です。

次に、カフ閉塞中の組織飽和度の最低値を記録します。カフを収縮させた後、被験者を安静時のベースライン値に戻します。被験者が少なくとも 1 分間安静時のベースラインを維持したら、等尺性のハンド グリップを最大随意収縮の 50% で握り、維持するように被験者に指示します。

組織が50%飽和するまで等尺性収縮を維持するように被験者に促し、次に被験者に手をリラックスさせ、これ以上の運動や動きは必要ないと伝えます。3 秒から 5 秒以内に、18 回の膨張と収縮からなる急速なカフ閉塞シリーズを投与します。18番目のシリーズの後、被験者に休息し、できるだけじっとしているように指示します。

飽和度が少なくとも2分間ベースラインに戻ったら、18回のカフオクルージョンをもう一度繰り返します。.前と同じように被験者を器具化し、被験者をLBNPチャンバーに密封します。シールが気密であることを確認してください。

次に、被験者をじっと横たわらせて静止させた状態で、3分間のベースラインデータを収集します。3分経過したら、バキュームをオンにして、チャンバーの圧力を20〜30ミリメートル水銀柱下げます。被験者の反応を監視しながら、掃除機を2分間実行します。

5分が経過したら、掃除機をオフにし、被験者を3分間休ませます。次に、8 分経過したら、被験者を誘導する音声プロンプトを開始し、最大随意収縮 20% でリズミカルなハンド グリップ運動を行います。被験者が最大20%で一貫したスクイーズを維持し、グリップ間で完全にリラックスしていることを観察します。

これを11分経過まで行います。次に、被験者がエクササイズを続けている間、掃除機をオンにします。2分後、掃除機をオフにし、被験者にさらに2分間エクササイズを続けてもらいます。

これが終わったら、被験者を静かに休ませ、じっと横になってもらいます。NIRS 由来の骨格筋酸化能力評価には、5 分間の動脈カフ閉塞プロトコル、ハンド グリップ運動、および運動からの回復中の断続的な動脈閉塞中の組織飽和プロファイルが含まれます。予想される組織の飽和度低下-再飽和プロファイルは、回復期間中の断続的な動脈閉塞の間、飽和度の低下速度が筋肉の酸素消費速度に正比例することを示しています。

計算された筋肉の酸素消費量の回復データは、単指数曲線と導出された回復時間定数に適合する必要があります。NIRS由来の反応性充血プロファイルは、血管反応性に関する貴重な洞察を提供し、検査は容易に適応可能で臨床的に意義があります。健康な対照被験者では、LBNPを軽度のハンドグリップに重ね合わせると、筋肉の酸素化の反射減少が約50%減衰します運動中の交感神経活動の減衰に失敗すると、酸素供給と利用のバランスが崩れ、機能的な筋虚血を引き起こします。

このビデオを見れば、市販の近赤外分光法を使用して、骨格筋の酸化能力、反応性充血、機能交感神経融解を非侵襲的に評価する方法を十分に理解できるはずです。この手順を試みるときは、被験者が各刺激の間に適切に回復できるようにすることが重要です。一度マスターすれば、このデータ収集は60分以内に完了することができます。

この手順に続いて、微小血管灌流を評価するびまん性相関分光法などの他の方法を組み込んで、骨格筋の酸素供給と利用に関するさらなるメカニズムの洞察を提供することができます。