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Artículo de método

Evaluación del flujo sanguíneo de la pierna basada en la ecografía Doppler durante el ejercicio extensor de la rodilla con una sola pierna en un entorno no controlado

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DOI:

10.3791/65746

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15 de diciembre de 2023

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1Centre for Physical Activity Research, Copenhagen University Hospital, 2Department of Clinical Physiology and Nuclear Medicine, Copenhagen University Hospital, 3Department of Biomedical Sciences, Faculty of Health and Medical Sciences, University of Copenhagen, 4Department of Nutrition, Exercise and Sports, Integrated Physiology Group, 5Neurovascular Research Laboratory, Faculty of Life Sciences and Education, University of South Wales, 6Department of Anaesthesiology and Intensive Care, Copenhagen University Hospital, Hvidovre Hospital

En este artículo

Resumen

Este estudio test-retest evaluó el flujo sanguíneo de la pierna medido por la técnica de ultrasonido Doppler durante el ejercicio extensor de rodilla de una sola pierna. Se investigó la confiabilidad intradía, entre días y entre evaluadores del método. El enfoque demostró una alta confiabilidad intradía y aceptable entre días. Sin embargo, la fiabilidad entre evaluadores fue inaceptablemente baja durante el reposo y con cargas de trabajo bajas.

Resumen

La ecografía Doppler ha revolucionado la evaluación del flujo sanguíneo de los órganos y se utiliza ampliamente en entornos clínicos y de investigación. Si bien la evaluación basada en ultrasonido Doppler de la contracción del flujo sanguíneo de los músculos de la pierna es común en estudios en humanos, la confiabilidad de este método requiere más investigación. Por lo tanto, este estudio tuvo como objetivo investigar la confiabilidad de la prueba y la repetición de la prueba dentro del día, la prueba entre días y la confiabilidad entre evaluadores de la ecografía Doppler para evaluar el flujo sanguíneo de la pierna durante el reposo y las extensiones graduadas de rodilla con una sola pierna (0 W, 6 W, 12 W y 18 W), con la sonda de ultrasonido retirada entre mediciones. El estudio incluyó a treinta sujetos sanos (edad: 33 ± 9,3, hombre/mujer: 14/16) que visitaron el laboratorio en dos días experimentales diferentes separados por 10 días. El estudio no controló los principales factores de confusión, como el estado nutricional, la hora del día o el estado hormonal. A través de diferentes intensidades de ejercicio, los resultados demostraron una alta confiabilidad dentro del día con un coeficiente de variación (CV) que oscila entre el 4,0% y el 4,3%, una confiabilidad aceptable entre días con un CV que oscila entre el 10,1% y el 20,2%, y una confiabilidad entre evaluadores con un CV que oscila entre el 17,9% y el 26,8%. Por lo tanto, en un escenario clínico de la vida real en el que el control de varios factores ambientales es un desafío, la ecografía Doppler se puede utilizar para determinar el flujo sanguíneo de la pierna durante el ejercicio extensor submáximo de la rodilla con una sola pierna con una alta confiabilidad dentro del día y una confiabilidad aceptable entre días cuando se realiza por el mismo ecografista.

Introducción

La ecografía Doppler, introducida en la década de 1980, se ha utilizado ampliamente para determinar la contracción del flujo sanguíneo muscular, particularmente en el modelo extensor de rodilla de una sola pierna, lo que permite medir el flujo sanguíneo en la arteria femoral común (AFC) durante la activación de la masa muscular pequeña 1,2,3,4,5,6 . La tecnología de flujo sanguíneo basada en ultrasonidos Doppler ha proporcionado información valiosa sobre la regulación vascular en varias poblaciones, incluidos adultos sanos7,8, personas con diabetes9, hipertensión 10, EPOC 11,12 e insuficiencia cardíaca 13,14.

Una ventaja de la ecografía Doppler es su carácter no invasivo en comparación con otros métodos de determinación del flujo sanguíneo como la termodilución, pudiendo combinarse con cateterismo arterial y venoso si es necesario 3,4,6,15. También permite la medición de la velocidad del flujo sanguíneo latido a latido, lo que permite la detección de cambios rápidos16. Sin embargo, las mediciones de sangre basadas en la ecografía Doppler tienen limitaciones, incluidas las dificultades para obtener registros estables durante el movimiento excesivo de las extremidades a intensidades de ejercicio cercanas a las máximas y el requisito de accesibilidad de la ecografía al vaso sanguíneo objetivo, excluyendo las evaluaciones durante el ciclismo con ergómetro15. Por lo tanto, el modelo extensor de rodilla de una sola pierna es muy adecuado para la evaluación de la FLB mediante ultrasonido Doppler durante el ejercicio dinámico a intensidades submáximas17, minimizando la influencia de las limitaciones cardíacas y pulmonares relacionadas con el ejercicio y facilitando las comparaciones entre sujetos sanos y pacientes con enfermedades cardiopulmonares11.

A pesar de ser ampliamente utilizado, la fiabilidad interdía del modelo extensor de rodilla de una sola pierna mediante ecografía Doppler no se ha investigado a mayor escala en las últimas décadas, con estudios previos que involucran poblaciones pequeñas (n = 2)3,18,19,20.

Este estudio tuvo como objetivo investigar (1) la confiabilidad de la prueba y la repetición de la prueba dentro del día, (2) la confiabilidad de la prueba y la repetición de la prueba entre días y (3) la confiabilidad entre evaluadores de la ecografía Doppler para la evaluación de la FBB durante el ejercicio extensor de rodilla con una sola pierna a 0 W, 6 W, 12 W y 18 W. Las mediciones se llevaron a cabo en un escenario clínicamente realista en el que se retiró la sonda entre mediciones. Es importante tener en cuenta que varios factores ambientales intrínsecos y extrínsecos que se sabe que influyen en la FBB no se controlaron durante las mediciones, lo que podría introducir variabilidad y afectar la fiabilidad. Teniendo en cuenta los avances en la tecnología de ultrasonido Doppler y el software de análisis del flujo sanguíneo, planteamos la hipótesis de que, incluso en un entorno no controlado, se podría lograr una confiabilidad aceptable dentro y entre días de las mediciones de LBF en todas las intensidades cuando se realiza por el mismo ecografista.

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Protocolo

El estudio fue evaluado por el Comité Regional de Ética de la Región Capital de Dinamarca (expediente nº H-21054272), que determinó que se trataba de un estudio de calidad. De conformidad con la legislación danesa, el estudio fue aprobado localmente por la Junta de Investigación y Mejora de la Calidad interna del Departamento de Fisiología Clínica y Medicina Nuclear del Rigshospitalet (expediente nº. KF-509-22). El estudio se realizó de acuerdo con las directrices de la Declaración de Helsinki. Todos los sujetos dieron su consentimiento informado oral y escrito antes de la matrícula. Hombres y mujeres ≥18 años fueron incluidos en el estudio. Se excluyeron los individuos con enfermedad arterial periférica, insuficiencia cardíaca, enfermedad neurológica y musculoesquelética que dificultara el esfuerzo de KEE y síntomas de enfermedad dentro de las 2 semanas previas al estudio.

1. Configuración del participante

  1. Coloque al participante en la silla extensora de rodilla de una sola pierna con el respaldo del participante apoyado contra la silla (Figura complementaria 1). Vestir al participante con ropa interior que permita acceder a la región inguinal con una sonda ecográfica.
  2. Coloque tres electrodos de ECG (ver Tabla de Materiales) en el participante. Coloque los electrodos en el lado derecho de la pared torácica en el tercer espacio intercostal, en el lado izquierdo en el tercer espacio intercostal y en el lado izquierdo en el undécimo espacio intercostal para que los electrodos estén equidistantes del corazón.
  3. Coloque al participante en un ángulo de >90 grados entre el abdomen y el muslo.
  4. Ajuste el brazo que conecta la silla extensora de una sola rodilla al volante para permitir que el participante extienda la rodilla por completo.
  5. Ata bien la pierna del participante al pedal de la silla para evitar el uso de los músculos de la parte inferior de la extremidad.
  6. Coloque una silla o un banco para estabilizar la pierna inactiva.
    NOTA: El ángulo de >90 grados se considera un mínimo. Al aumentar el ángulo, se abrirá el área inguinal permitiendo un mejor acceso a la arteria femoral con la sonda de ultrasonido. Este enfoque se utiliza a menudo cuando los sujetos tienen adiposidad abdominal que puede interferir con la exploración.
    La adición de resistencia a la silla extensora de rodilla de una sola pierna se realiza de manera diferente según el tipo y el modelo y, por lo tanto, no se describe en detalle. Se puede informar tanto de la intensidad absoluta como de la relativa. Con el fin de informar de la intensidad relativa, realice una prueba hasta el agotamiento en un día anterior.

2. Configuración del aparato de ultrasonido

  1. Presione el botón Encender .
  2. Presione Paciente para crear un archivo donde se guardará el examen. Mueva el cursor a "nuevo paciente" y pulse Intro. Rellene el "ID del paciente", mueva el cursor hasta "Crear" y pulse Intro (Figura complementaria 2 y Figura complementaria 3).
  3. Presione la sonda, elija la sonda lineal (9 MHz) y aplique gel de ultrasonido (consulte la tabla de materiales) a la sonda.
    NOTA: No es posible guardar los datos del participante sin asignar un "ID de paciente". Asignar más datos a esta hoja es posible, pero no es necesario para que se realice el examen.

3. Ecografía Doppler

  1. Opere la sonda lineal con la mano más cercana al participante y colóquela en la región inguinal. Encuentre cuidadosamente la mejor sección arterial para obtener mediciones de LBF. Esto es por debajo del ligamento inguinal y 3-4 cm por encima de la bifurcación de la arteria femoral común en un segmento recto de la arteria.
  2. Sostenga la sonda perpendicular al recipiente. Presione el botón 2D y haga una imagen transversal de la arteria femoral común (AFC).
  3. Optimice la ganancia y la profundidad, que deben mantenerse durante todo el experimento, para asegurarse de que la arteria esté en el centro de la pantalla y que la sangre sea negra. Gire el botón Ganancia en el sentido de las agujas del reloj para aumentar la ganancia y en el sentido contrario a las agujas del reloj para disminuir la ganancia. Gire la profundidad en el sentido de las agujas del reloj para aumentar la profundidad y en el sentido contrario a las agujas del reloj para disminuirla.
    NOTA: Consulte la Figura complementaria 2 y la Figura complementaria 3 para la localización de los botones y la Figura complementaria 4 para obtener una imagen de ultrasonido optimizada con ganancia y profundidad.
  4. Mientras está en modo 2D, presione Congelar una vez y desplácese usando la bola de seguimiento para encontrar una imagen sistólica final. Realice esto bajo la guía de ECG deteniendo la imagen al final de la onda T.
  5. Presione Medir una vez y mueva el cursor a la capa íntima superficial de la arteria, y presione Entrar. Mueva el cursor a la capa íntima profunda de la arteria y, a continuación, pulse Intro para obtener el diámetro en la sístole final. El diámetro se mostrará en la esquina superior izquierda.
  6. Presione Congelar y gire la sonda 90 grados en el sentido de las agujas del reloj mientras mantiene la arteria en el centro de la pantalla y la mantiene paralela a la arteria para crear una vista longitudinal. Presione el botón de onda de pulso PW y luego presione Medir. Esto creará un menú desplegable en el lado derecho de la pantalla. Mueva el cursor a CFA y pulse Intro.
  7. Mueva el cursor a "Auto" y presione Enter. Mueva el cursor a "Volumen de flujo" y pulse Intro. Mueva el cursor a "En vivo" y pulse Intro para obtener el trazo y termine pulsando Medir una vez.
  8. Obtener la velocidad en el ángulo de insonación más bajo posible y siempre por debajo de 60 grados. Gire el botón Ángulo de dirección en el sentido de las agujas del reloj para disminuirlo y en el sentido contrario a las agujas del reloj para aumentarlo. Gire el botón Corrección de ángulo para asegurarse de que el trazado se obtiene con el cursor horizontal a la arteria, como se muestra en la Figura complementaria 4.
  9. Presione Sample vol. para ajustar de acuerdo con el ancho de la arteria y mantenerse alejado de las paredes de la arteria. Para disminuir el tamaño de la muestra, presione la flecha izquierda. Para aumentar el tamaño de la muestra, pulse la flecha derecha.
  10. Obtenga el rastro de la velocidad del flujo sanguíneo con visualización 2D simultánea de la arteria y retroalimentación audiovisual de la velocidad de la sangre. Asegúrese de que el sonido esté activado girando el botón Sonido en el sentido de las agujas del reloj.
  11. Obtenga el primer trazo durante el descanso sentado durante un mínimo de 30 s y pulse Image Store dos veces para guardar el trazo. Luego, indíquele al participante que mantenga un ritmo de 60 rondas por minuto (RPM) durante la prueba y que solo use el músculo cuádriceps para realizar las extensiones de piernas y mantener el músculo isquiotibial relajado. Mantenga la sonda fija durante todo el experimento.
  12. Instruya al participante para que mantenga un ritmo de 60 rondas por minuto (RPM) a 0 W y que solo use el músculo cuádriceps para realizar las extensiones de piernas y mantener el músculo isquiotibial relajado. Mantenga la sonda fija durante todo el experimento y presione Image Store dos veces para guardar el seguimiento.
  13. Agregue resistencia y haga que el participante complete al menos 150 s de ejercicio antes de obtener los 30 s de seguimiento y, a continuación, presione Almacenamiento de imágenes dos veces para guardar el seguimiento.

4. Cuantificación del flujo sanguíneo

  1. Una vez obtenidas todas las imágenes, pulse Revisar.
  2. Presione Track Ball y mueva el cursor a la imagen del deseo, y haga doble clic en Enter.
  3. Una vez que aparezca la traza deseada, presione Medir y mueva el cursor a "Volumen de flujo" en el menú desplegable en el lado derecho de la pantalla y presione Enter.
  4. Mueva el cursor a la imagen de ultrasonido 2D, pulse Intro y, a continuación, arrastre el cursor hasta que alcance el diámetro medido durante el reposo y vuelva a pulsar Intro.
  5. Gire el botón de selección del cursor en el sentido de las agujas del reloj dos veces y elija los 30 s de trazado que se mostrarán entre dos líneas verticales desplazando la bola de seguimiento y pulsando Intro.
  6. Calcule el LBF como el producto de la velocidad media de la sangre (cm/s) y el área de la sección transversal de la arteria femoral (cm2), que se mostrará en la esquina superior izquierda.
    NOTA: Realice un control de calidad antes del análisis de datos mediante la inspección visual de la traza y excluya las ondas de pulso afectadas por artefactos de movimiento, así como los latidos cardíacos irregulares. Es posible ajustar la corrección del ángulo después de completar el examen girando el botón Ángulo Corr . en el sentido de las agujas del reloj para disminuirlo y en el sentido contrario a las agujas del reloj para aumentarlo y asegurarse de que el cursor esté horizontal a la arteria.

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Resultados

Participantes
De mayo de 2022 a octubre de 2022, se reclutó a un total de treinta hombres y mujeres sanos para participar en el estudio. Todos los participantes no tenían antecedentes de enfermedades cardiovasculares, metabólicas o neurológicas. No se les indicó que hicieran ningún cambio en sus hábitos habituales, incluida la cafeína, el alcohol, la nicotina, el ejercicio vigoroso o cualquier otro factor que pudiera afectar la función vascular.

Procedimientos exper...

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Discusión

Este estudio evaluó la fiabilidad de la metodología de ultrasonido Doppler para evaluar el flujo sanguíneo de la pierna (FBB) durante el ejercicio submáximo de extensor de rodilla con una sola pierna en participantes sanos. Los resultados indicaron una alta confiabilidad intradía y una confiabilidad aceptable entre días, mientras que la confiabilidad entre evaluadores resultó ser inaceptable en reposo y a 0 W.

Aunque la extracción de la sonda entre mediciones pareció tener poco impacto, la dif...

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Divulgaciones

Los autores declaran que la investigación se llevó a cabo en ausencia de relaciones comerciales o financieras que pudieran interpretarse como un posible conflicto de intereses.

Agradecimientos

El Centro de Investigación de la Actividad Física (CFAS) cuenta con el apoyo de TrygFonden (subvenciones ID 101390 e ID 20045. JPH contó con el apoyo de subvenciones de Helsefonden y Rigshospitalet. Durante este trabajo, RMGB fue apoyado por un post.doc. beca del Rigshospitalet.

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
EKO GELEKKOMED A7SDK-7500 Holstebro
RStudio, versión 1.4.1717R Proyecto de Computación Estadística
SillaSe construyó a partir de una bicicleta ergómetro y una silla de coche propiedad del profesor Bengt Saltin. La construcción de acero fue construida por un especialista que la hizo a medida.
Aparato de ultrasonido equipado con una sonda lineal (9 MHz, Logic E9)GE HealthcareUnknownGE Healthcare, Milwaukee, WI, USA
         Gel de ultrasonido
Saltin

Referencias

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