Name: Spettroscopia nel vicino infrarosso durante liperemia reattiva per la valutazione della funzione vascolare degli arti inferiori (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-03-22T14:20:00.000+00:00
Duration: 4 min 44 s
Description: Scopri la spettroscopia nel vicino infrarosso per valutare la funzione vascolare degli arti inferiori durante l'iperemia reattiva. Questo metodo non invasivo consente di distinguere le risposte microvascolari in soggetti sani e con malattia arteriosa periferica.

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Gli autori ringraziano il Dr. A. Meneses, il cui lavoro precedente ha contribuito al perfezionamento del protocollo qui descritto. Inoltre, gli autori desiderano ringraziare tutti i partecipanti alla ricerca che hanno donato il loro tempo per consentire lo sviluppo di protocolli come questo al fine di approfondire la comprensione clinica e scientifica.

Tutti i metodi qui descritti sono stati approvati dal comitato etico per la ricerca umana dell'Università della Sunshine Coast. Inoltre, tutti i partecipanti hanno dato il loro consenso informato scritto a partecipare alle misurazioni descritte in questo protocollo. Si prega di notare che il test di occlusione vascolare nell'arto inferiore è controindicato nei soggetti che hanno precedentemente subito una procedura di rivascolarizzazione che prevede un innesto vascolare o uno stent delle arterie femorali o poplitee. Dopo aver preparato l'attrezzatura, il partecipante viene istruito a riposare in posizione supina per 10 minuti. A questo punto, inizia la raccolta dei dati NIRS, con un periodo iniziale di 2 minuti, che consente di raggiungere la stabilità dei segnali NIRS. I dati di base vengono quindi raccolti per 1 minuto, a quel punto un bracciale situato sulla coscia viene prontamente gonfiato per ottenere l'occlusione arteriosa. L'occlusione viene mantenuta per 5 minuti prima che la cuffia si sgonfi rapidamente. La raccolta dei dati continua per tutto il periodo di iperemia reattiva fino a quando i segnali non sono tornati al basale. La Figura 1 illustra una panoramica del protocollo di iperemia reattiva e i passaggi dettagliati sono forniti di seguito. Le attrezzature utilizzate per lo studio sono elencate nella Tabella dei Materiali.
<img alt="Diagramma della linea temporale NIRS; Processo di configurazione: riposo supino, basale, gonfiaggio della cuffia della coscia, iperemia reattiva." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66511/66511fig01.jpg" data-altupdatedat="1754922859000" data-alt="Figure 1"> Figura 1: Schema che illustra il protocollo di misurazione dell'iperemia reattiva NIRS e i tempi. NIRS: spettroscopia nel vicino infrarosso. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66511/66511fig01large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
1. Preparazione dell'attrezzatura
NOTA: Vari sistemi NIRS, di inflazione/occlusione della cuffia e di raccolta dati possono essere utilizzati per ottenere i risultati rappresentativi descritti di seguito. È importante che gli investigatori consultino i propri manuali utente specifici e siano consapevoli del software unico, della calibrazione, della luce ambientale e delle considerazioni specifiche del partecipante/coorte.
<ol><li>Assicurarsi che tutte le misurazioni vengano eseguite in una stanza silenziosa e a temperatura controllata (21-23 °C).</li>
	<li>Verificare che tutte le attrezzature e i materiali (vedere la tabella dei materiali) siano disponibili.</li>
	<li>Assicurarsi che il dispositivo CW-NIRS e il computer a cui il dispositivo sta trasmettendo siano completamente carichi e accesi.</li>
	<li>Verificare che il dispositivo NIRS sia accoppiato con il computer che visualizza i dati NIRS tramite Bluetooth e che i parametri di misura dell'unità NIRS siano definiti in base al sito sperimentale e al disegno dello studio (un esempio: definire il fattore di lunghezza del percorso differenziale (DPF) della luce nel vicino infrarosso). NOTA: La maggior parte dei passaggi del protocollo NIRS e delle impostazioni di sistema si basano su una combinazione di raccomandazioni del produttore, esperienza dei ricercatori e opinioni di esperti/consenso. Tenere presente che i valori generati durante la misurazione dipendono dal dispositivo e dalle sonde utilizzati, nonché dalle impostazioni scelte nel software del dispositivo. Esiste anche il potenziale per un alto grado di variabilità interindividuale nei segnali raccolti. Inoltre, per consentire un migliore confronto tra gli studi, è importante riportare i dettagli della strumentazione NIRS (ad esempio, includere il design della sonda, le distanze di separazione sorgente-rivelatore e le lunghezze d'onda utilizzate), le impostazioni del sistema, la posizione/orientamento della sonda in relazione alla geometria muscolare e i parametri di analisi/trattamento dei dati quando si pubblicano i risultati di queste misurazioni.</li>
	<li>Inserire i dati del partecipante in base ai dettagli del software del dispositivo NIRS.</li>
	<li>Collegare il gonfiatore rapido del bracciale all'aria e alle fonti di alimentazione.</li>
</ol>2. Preparazione dei partecipanti
<ol><li>Assicurarsi che il partecipante abbia letto l'informativa e il modulo di consenso e abbia dato il proprio consenso a partecipare alla misurazione prima dell'inizio.</li>
	<li>Spiegare al partecipante cosa aspettarsi durante la misurazione mentre si toglie le scarpe e i calzini e rimane fermo per le misurazioni antropometriche pertinenti.</li>
	<li>Effettuare una misurazione delle pliche cutanee (in triplice copia) sul sito di misurazione NIRS pianificato (ad esempio, sull'aspetto mediale nel punto di massima circonferenza del polpaccio). NOTA: Ciò consente di confermare la profondità della pelle e del tessuto adiposo (di solito indicato come spessore del tessuto adiposo - ATT) in relazione alla profondità di penetrazione del segnale NIRS. In alternativa, gli ultrasuoni possono essere utilizzati per determinare lo spessore del tessuto adiposo. Tenere sempre presente che la profondità del segnale/misura NIRS è circa la metà della distanza ricevitore-trasmettitore9.</li>
	<li>Per massimizzare la qualità del segnale, controllare il sito pianificato della sonda trasmettitore/ricevitore NIRS per eventuali peli che potrebbero assorbire la luce e rimuovere i peli mediante rasatura, se necessario. NOTA: Se la pelle è compromessa, ad esempio, a causa della cellulite o se è presente un edema, considerare l'adeguatezza della misurazione, poiché questi problemi riguardano la qualità del segnale potenzialmente ridotta, la profondità di penetrazione del segnale/il tessuto da cui viene effettuata la misurazione, nonché la sterilità della ferita del partecipante.</li>
	<li>Effettuare misurazioni e/o contrassegnare la posizione del posizionamento pianificato della sonda NIRS in relazione ai punti di riferimento anatomici rilevanti (ad esempio, la superficie superiore del condilo mediale) per consentire un posizionamento accurato della sonda NIRS tra e all'interno dei partecipanti (a seconda del disegno dello studio e del design/forma della sonda) poiché le risposte all'ossigenazione possono mostrare una grande eterogeneità tra diversi muscoli o anche all'interno di regioni dello stesso muscolo.</li>
	<li>Chiedi al partecipante di sdraiarsi in posizione supina su un plinto o un letto d'esame. Il partecipante si riposa quindi per 10 minuti.</li>
	<li>Posizionare un bracciale intorno alla coscia, prossimalmente al ginocchio, assicurandosi che i tubi non entrino in contatto con il polpaccio o con il dispositivo NIRS (Figura 2).</li>
	<li>Sollevare la gamba (~10 cm) con il piede e la caviglia su un supporto in schiuma, lasciando la parte inferiore della gamba stabile e accessibile per le misurazioni (Figura 3). NOTA: Se il test deve essere condotto in entrambe le tappe in più occasioni, l'ordine del test viene randomizzato (prima del test iniziale) e l'ordine dei test viene mantenuto per le valutazioni successive per ciascun partecipante.</li>
	<li>Accendere il modulo di gonfiaggio rapido del bracciale. NOTA: Assicurarsi che le impostazioni della modalità e della pressione del gonfiatore rapido del bracciale siano coerenti con le istruzioni del produttore e le specifiche del protocollo di occlusione vascolare.</li>
	<li>Accendere la fonte d'aria del gonfiatore del bracciale, verificare che l'aria possa viaggiare attraverso il tubo e collegare il tubo al bracciale della coscia.</li>
	<li>Assicurarsi che il tubo del gonfiatore del bracciale non sia ancora a contatto con il polpaccio.</li>
	<li>Fissare saldamente la sonda trasmettitore/ricevitore NIRS sulla pelle sovrastante i siti di misurazione (di solito l'aspetto mediale del gastrocnemio; tuttavia, vengono utilizzati anche altri siti come il dorso del piede e il tibiale anteriore a seconda dello studio e delle specifiche dei partecipanti). NOTA: Alcuni sistemi NIRS consentono la possibilità di effettuare più misurazioni in sito contemporaneamente.</li>
	<li>Coprire la sonda con nastro kinesiologico nero o qualcosa di simile, facendo attenzione a sigillare i bordi per evitare che la luce ambientale influisca sulla qualità/valori del segnale NIRS (Figura 3). NOTA: Quando si fissa la sonda e il rivestimento adesivo, assicurarsi di eliminare il movimento della sonda, ma evitare di comprimere la pelle/il tessuto adiposo/i muscoli.</li>
</ol><img alt="Impostazione della terapia di restrizione del flusso sanguigno, impacchi blu sul braccio, tecnica di compressione terapeutica, riabilitazione." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66511/66511fig02.jpg" data-altupdatedat="1754922859000" data-alt="Figure 2"> Figura 2: Esempio di posizionamento del bracciale occlusivo sulla coscia. (A) Dall'alto. (B) Di lato. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66511/66511fig02large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Posizionamento dell'elettrodo cutaneo sulla gamba; Configurazione del monitoraggio del biosegnale, procedura di analisi medica." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66511/66511fig03v3.jpg" data-altupdatedat="1754922859000" data-alt="Figure 3"> Figura 3: Esempio di posizione della sonda per spettroscopia nel vicino infrarosso. (A) Sonda attaccata alla pelle rasata al gastrocnemio mediale. (B) Posizionamento della sonda mentre la caviglia è in un supporto in schiuma per consentire l'accesso e garantire stabilità. (C) Schermatura dalla luce ambientale in posizione. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66511/66511fig03large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
3. Raccolta dei dati di base
<ol><li>Chiedi al partecipante di rimanere rilassato, di astenersi dal parlare e di tenere le gambe ferme per tutta la durata della raccolta dei dati.</li>
	<li>Avviare la registrazione del dispositivo NIRS tramite l'interfaccia del computer. NOTA: Se la raccolta dati offline è abilitata e preferita, avviare direttamente il dispositivo NIRS.</li>
	<li>Attendere l'acquisizione di almeno 2 minuti di dati prima di avviare l'inizio della misurazione. Ciò garantisce il raggiungimento di segnali in stato stazionario prima dell'acquisizione dei dati.</li>
	<li>Monitorare lo schermo del computer per garantire l'integrità del segnale dei dati e valori fisiologicamente plausibili. Ad esempio, i valori di acquisizione dati (DAQ) forniscono informazioni sulla qualità del segnale e sulla quantità di luce ambientale rilevata dal dispositivo NIRS. Devono essere mantenuti a un intervallo accettabile per tutta la durata della misurazione.</li>
	<li>Se, dopo 2 minuti, non si notano fluttuazioni nel segnale NIRS (ad esempio, a causa di artefatti di movimento), impostare la linea di base dei dati NIRS premendo il pulsante corrispondente sul computer/dispositivo/unità di sincronizzazione. Questa linea di base riflette il punto di partenza comparativo della misurazione. Le variazioni dell'emoglobina ossigenata e deossigenata saranno interpretate in relazione a questa linea di base. NOTA: Durante la raccolta dei dati, inserire marcatori di eventi basati su software di tappe specifiche, vale a dire inizio e fine della linea di base, inizio e fine dell'occlusione della cuffia, ecc., per facilitare l'analisi dei dati.</li>
	<li>Raccogli almeno 1 minuto di dati di base, assicurandoti ancora una volta che non si verifichino fluttuazioni o artefatti di movimento durante questo periodo. NOTA: Le fluttuazioni dei dati di base influenzeranno l'interpretazione di alcune variabili potenziali, come la riserva iperemica (vedere la sezione dei risultati rappresentativi).</li>
</ol>4. Occlusione vascolare
<ol><li>Impostare la pressione del bracciale a 200 mmHg sul dispositivo di gonfiaggio rapido del bracciale prima di passare alla modalità bracciale (o all'impostazione pertinente su sistemi alternativi). NOTA: Mentre alcuni autori raccomandano il gonfiaggio a 250 mmHg alla coscia 9,19, nella nostra esperienza, questo non è ben tollerato da alcuni partecipanti, portando all'interruzione della misurazione. Il gonfiaggio a 200 mmHg è sufficiente, nella maggior parte dei gruppi di partecipanti, per occludere l'afflusso arterioso a riposo, pur essendo tollerabile e senza provocare lividi sulla pelle. Per garantire un'occlusione efficace a 200 mmHg, il nostro gruppo utilizza abitualmente la pletismografia estensimetrica contemporaneamente al NIRS per confermare l'assenza di flusso sanguigno a valle durante il periodo di gonfiaggio del bracciale.</li>
	<li>Consigliare il partecipante su cosa aspettarsi (disagio, sensazioni di formicolio, ecc.) durante il processo di gonfiaggio del bracciale a 200 mmHg per un periodo di 5 minuti, seguito da uno sgonfiaggio totale del bracciale. Ricorda nuovamente al partecipante di rimanere rilassato, astenersi dal parlare e mantenere le gambe immobili per tutta la durata della raccolta dei dati. NOTA: È nostra esperienza che i primi 30-60 secondi del periodo di occlusione sono i meno confortevoli per i partecipanti. Quando i partecipanti lasciano che le gambe si rilassino, tendono a trovare l'occlusione più tollerabile.</li>
	<li>Quando si è pronti per avviare il gonfiaggio del bracciale, segnare la fine del periodo di riferimento nel software NIRS.</li>
	<li>Gonfiare la cuffia della coscia a una pressione soprasistolica di 200 mmHg o, in alternativa, a 220 mmHg nei rari casi in cui 200 mmHg si sono dimostrati inefficaci.</li>
	<li>Monitorare il computer o lo schermo per garantire l'integrità dei dati durante il periodo di occlusione.</li>
	<li>Con l'avvicinarsi della fine dei 5 minuti di occlusione della cuffia, preparare il partecipante ricordandogli di mantenere la gamba il più ferma possibile e di astenersi dal parlare per circa 3 minuti dopo lo sgonfiaggio della cuffia (mentre vengono raccolti i dati delle risposte vascolari all'iperemia reattiva). NOTA: Questo promemoria per il partecipante di rimanere fermo è importante, poiché i partecipanti potrebbero essere tentati di muovere l'arto per alleviare/alleviare il disagio quando la circolazione viene ripristinata.</li>
</ol>5. Iperemia reattiva
<ol><li>Trascorsi 5 minuti dall'occlusione, sgonfiare rapidamente e completamente la cuffia della coscia (a 0 mmHg). Contemporaneamente, segnare la fine del periodo occlusivo nel software NIRS. La risposta reattiva all'iperemia, dovuta alla ripresa del flusso sanguigno e ai fattori correlati, sarà visibile nel display del software NIRS (Figura 4).</li>
	<li>Dopo un minimo di 3 minuti dopo l'occlusione o, in alternativa, dopo che i dati NIRS sono tornati al basale, segnare la fine del periodo di recupero nel software NIRS e interrompere la misurazione. NOTA: La durata del recupero dipende, in parte, dalla ricerca o dalla questione clinica oggetto di indagine e, quindi, dai parametri NIRS specifici scelti per l'analisi, nonché dal potenziale di misure concomitanti (come l'afta epizootica) che possono richiedere una durata di recupero più lunga.</li>
	<li>Avvia il salvataggio dei dati e l'esportazione dei risultati NIRS per il trattamento e l'analisi dei dati.</li>
</ol>6. Procedure di follow-up
<ol><li>Rimuovere il/i dispositivo/i NIRS e il bracciale dal partecipante.</li>
	<li>Se necessario, pulire il dispositivo NIRS (e il bracciale per occlusione) seguendo le istruzioni del produttore e gli standard igienici pertinenti.</li>
	<li>Ispezionare il dispositivo NIRS per garantire l'integrità del trasmettitore/ricevitore e le prestazioni della batteria per misurazioni future.</li>
</ol>

Ottimizzazione del NIRS per la valutazione della funzione vascolare degli arti inferiori

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</ol>

Gli autori non hanno divulgazioni o interessi concorrenti.

Questo articolo delinea procedure standardizzate per la valutazione dell'iperemia reattiva degli arti inferiori utilizzando CW-NIRS TSI per valutare la funzione microvascolare. Questo protocollo è stato perfezionato esaminando la durata dell'occlusione della cuffia sull'entità della risposta, l'affidabilità del test-retest NIRS durante l'iperemia reattiva, nonché il livello di concordanza tra NIRS e altri metodi di valutazione microvascolare come l'ecografia con mezzo di contrasto23,24. Una maggiore durata dell'occlusione della cuffia corrisponde a una TSIMIN23 più bassa, come si vede nella Figura 8 e nella Figura 9, riflettendo un maggiore stimolo ischemico. Rispetto alle durate di 1 min e 3 min dell'occlusione della cuffia, è stata dimostrata anche una maggiore entità della risposta dopo 5 minuti di occlusione della cuffia, indicando un aumento della risposta vasodilatatoria a uno stimolo ipossico più ampio. Queste sono considerazioni importanti quando si mira a un grado specifico di stimolo ischemico, ad esempio, poiché è stato riscontrato che le differenze nella TSIMIN sono una funzione dell'età quando si utilizza un intervallo di tempo di occlusione fisso25. Inoltre, l'affidabilità test-retest delle misure di iperemia reattiva post-occlusiva derivata da NIRS è stata stabilita utilizzando una durata di occlusione della cuffia di 5 minuti24,26.
<img alt="Grafico delle variazioni di saturazione tissutale, tempo vs indice, analisi dei dati sperimentali, ricerca biologica." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66511/66511fig08.jpg" data-altupdatedat="1754922859000" data-alt="Figure 8"> Figura 8: Effetto della durata dell'occlusione sulle tracce dell'indice di saturazione tissutale nel gastrocnemio mediale degli anziani durante l'occlusione della cuffia e l'iperemia reattiva (n = 13). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66511/66511fig08large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Grafico a barre della saturazione tissutale rispetto alla durata dell'occlusione; dati statistici; risultati dell'analisi della ricerca." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66511/66511fig09.jpg" data-altupdatedat="1754922859000" data-alt="Figure 9"> Figura 9: Effetto della durata dell'occlusione sull'indice minimo di saturazione tissutale (TSIMIN; media ±SD) negli anziani (n = 13). TSIMIN nel muscolo gastrocnemio mediale dopo 1 minuto, 3 minuti e 5 minuti di occlusione della cuffia della coscia. *Differenza significativa da 1 minuto; #differenza significativa rispetto a 3 min. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66511/66511fig09large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
Considerazioni/risoluzione dei problemi Anche se i sistemi CW-NIRS sono relativamente facili da usare, è necessario considerare alcuni aspetti pratici, tra cui il fatto che le sonde CW-NIRS sono vulnerabili alla contaminazione della luce ambientale. È pertanto imperativo che gli indicatori di dati che riflettono l'integrità del segnale NIRS siano monitorati durante le misurazioni e che siano mantenuti un contatto e una schermatura appropriati con la pelle per consentire di ottenere valori fisiologicamente accurati. Inoltre, se la raccolta dei dati dipende dalla connettività Bluetooth, è importante assicurarsi che le istruzioni del produttore relative al Bluetooth siano rispettate per evitare errori di connessione.
Per quanto riguarda il metodo dell'iperemia reattiva, sebbene raro, un partecipante può riferire che il rapido gonfiaggio della cuffia che induce l'ischemia provoca un disagio localizzato intollerabile. In questi individui, è esperienza del nostro gruppo che gonfiare il bracciale a 100 mmHg prima di gonfiarlo gradualmente a 200 mmHg in un periodo di 5 s è meglio tollerato. Tuttavia, se il disagio persiste nonostante questa modifica, la misura viene sospesa.
Metodologicamente, come evidenziato da Rosenberry e Nelson25, quando si interpreta l'iperemia reattiva tramite risposte CW-NIRS, può essere importante distinguere tra iperemia "reattiva" e "responsiva". Le misurazioni effettuate ≤30 s dopo l'occlusione della cuffia forniscono informazioni sulla fase reattiva della riperfusione (risposta del flusso sanguigno derivante dallo stimolo ischemico e conseguente dilatazione microvascolare). Oltre questa fase iniziale, l'iperemia e lo stress da taglio che ne deriva contribuiscono alla dilatazione dei vasi e all'aumento del flusso sanguigno degli arti (iperemia responsiva). Da un punto di vista meccanicistico, poiché il NIRS fornisce una misura del metabolismo del muscolo scheletrico, potrebbe essere necessario considerare che la ridotta capacità ossidativa del muscolo scheletrico, ad esempio la disfunzione mitocondriale, può influire sull'andamento temporale dei parametri di misurazione. Infine, come osservato in precedenza, i ricercatori potrebbero anche dover prendere in considerazione il grado di insulto ischemico raggiunto in un determinato periodo di occlusione della cuffia e la conseguente lunghezza/entità dell'iperemia fisiologicamente mediata che segue quando si decide quando terminare la raccolta dei dati, nonché quando si interpretano e confrontano i dati tra i partecipanti25.
Le variabili NIRS di interesse sono comunemente accettate per riflettere la (dis)funzione microvascolare; Tuttavia, è importante riconoscere che nell'interpretazione di questi risultati, le risposte microvascolari dipendono in una certa misura dal flusso sanguigno e dalla funzione dell'arteria macrovascolare/condotto. Inoltre, la disfunzione microvascolare può verificarsi prima o insieme a cambiamenti patologici della macrovascolarizzazione5 e la disfunzione microvascolare è associata a una serie di malattie cardiometaboliche20. Questa patologia micro e macrovascolare può quindi contribuire al motivo per cui l'ischemia transitoria e la conseguente risposta iperemica possono indicare un aumento del rischio di malattie cardiovascolari 27,28,29. Per comprendere meglio la relazione tra funzione macro e microvascolare, può essere utile combinare la NIRS con misure della funzione macrovascolare, come l'afta epizootica10,30, una misura della dilatazione mediata da sforzo di taglio endotelio-dipendente delle arterie del condotto. Inoltre, è importante riconoscere la relativa attualità del NIRS utilizzato per la valutazione microvascolare e considerare i meccanismi fisiologici sottostanti che contribuiscono alle variabili derivate dal NIRS quando si interpreta la rilevanza clinica di tali misurazioni in relazione alla funzione dell'arteria del condotto. Ad esempio, il NIRS con test di occlusione vascolare è un metodo recentemente convalidato31,32, rispetto alla consolidata tecnica di afta epizootica. Entrambe le misure prevedono un confronto tra il basale e l'occlusione della cuffia dopo 5 minuti; Tuttavia, ci sono alcune differenze fondamentali. Per l'afta epizootica, la misurazione viene effettuata prossimalmente al bracciale; pertanto, il sito di misurazione non diventa ischemico, mentre il NIRS viene misurato distalmente alla cuffia in un sito che subisce stress ischemico. Poiché le risposte dinamiche sia nella fase ischemica che in quella iperemica forniscono informazioni sull'attività metabolica e sulla capacità di perfusione (funzione microvascolare), è essenziale standardizzare il protocollo per consentire il confronto all'interno e tra i partecipanti. Tenendo presente questo punto, i ricercatori dovrebbero essere consapevoli che la strategia di analisi adottata per i dati NIRS (ad esempio, la finestra temporale utilizzata per determinare la pendenza 2) può influire sulla relazione tra NIRS e FMD30. Infine, quando si interpretano le variabili NIRS in combinazione con le misure della funzione dell'arteria condotta (macrovascolare), insieme ai miglioramenti in variabili funzionali come la distanza percorsa, si dovrebbe prendere in considerazione il fatto che esiste la possibilità distinta di una ridondanza "incorporata" delle risposte all'esercizio. In particolare, sia i meccanismi micro che quelli macrovascolari sottostanti potrebbero potenzialmente contribuire a migliorare i parametri funzionali, ma i contributi relativi di ciascuno di essi potrebbero essere difficili da valutare15.
Limitazioni Una limitazione di questo protocollo è che il test di occlusione vascolare nell'arto inferiore è controindicato nei soggetti che hanno precedentemente subito una procedura di rivascolarizzazione che prevede un innesto vascolare o uno stent delle arterie femorali o poplitee. Ciò evidenzia l'importanza di avere accesso all'imaging vascolare pertinente e a un'anamnesi medica dettagliata quando si decide se eseguire test di occlusione vascolare in determinate popolazioni di partecipanti. Come accennato in precedenza, è anche importante rendersi conto che i partecipanti potrebbero non essere in grado di tollerare il disagio associato al gonfiaggio della cuffia e/o all'occlusione arteriosa della durata di 5 minuti e chiarire a tutti i partecipanti che la misurazione può essere interrotta se questo è il caso. Nella nostra esperienza, mentre circa il 10% dei partecipanti riferisce un notevole disagio durante la misurazione, la necessità di terminare precocemente la misura a causa di questo disagio si è verificata solo in un piccolo numero di partecipanti (1%-2%).
Un limite della tecnologia NIRS è che i segnali sono influenzati dal grado di pigmentazione della pelle (melanina). Attualmente, non esiste una tecnica generalmente disponibile per correggere la riduzione dei segnali NIRS dovuta al contenuto di melanina nella pelle, limitando l'applicazione di questa tecnica in individui con tonalità della pelle scure 9,33. Inoltre, la profondità del segnale/misura NIRS è circa la metà della distanza ricevitore-trasmettitore (sorgente-rivelatore). Pertanto, l'eccessiva adiposità sul sito di interrogazione riduce il contributo relativo del tessuto muscolare sottostante al segnale NIRS. È quindi importante assicurarsi che la profondità di penetrazione della luce interroghi sufficientemente il muscolo o i muscoli sottostanti per fornire informazioni specifiche sulle interazioni flusso sanguigno/metabolismo muscolare9. Questo è uno dei motivi per cui il muscolo gastrocnemio è un sito di misurazione standard, poiché il tessuto adiposo sottocutaneo raramente supera 1 cm in questa posizione20. In alternativa, il tibiale anteriore è un altro sito potenziale che può essere utilizzato34.
Esistono diversi tipi di dispositivi NIRS (dominio della frequenza, dominio del tempo e onda continua) che funzionano in modo diverso. Differenze in parametri come le pendenze di riperfusione sono state riportate durante il confronto dei dispositivi; pertanto, si consiglia cautela quando si confrontano o si combinano i risultati di diversi tipi di dispositivi NIRS25.
Esiste la possibilità di utilizzare CW-NIRS durante gli interventi chirurgici per confermare il successo della rivascolarizzazione; tuttavia, le fluttuazioni dei segnali NIRS in tempo reale, così come un ampio grado di variabilità interindividuale durante gli interventi endovascolari, impediscono la conferma in tempo reale del successo della riperfusione microvascolare, basata solo sulle curve NIRS. Pertanto, l'attuale necessità associata di fare affidamento sulla post-elaborazione dei dati dovrebbe essere una considerazione per i ricercatori che pianificano futuri protocolli sperimentali35.
Metodi alternativi Altri metodi comunemente utilizzati per misurare la funzione vascolare degli arti inferiori, la perfusione e/o l'iperemia reattiva includono l'occlusione venosa, la pletismografia, l'ecografia Doppler e l'ecografia con mezzo di contrasto. Tuttavia, il NIRS presenta vantaggi distinti rispetto a ciascuno di questi metodi. Mentre la pletismografia con occlusione venosa è un metodo semplice e riproducibile per misurare il flusso sanguigno degli arti attraverso variazioni di volume, è una misurazione indiretta del flusso sanguigno e la tecnica di inflazione-deflazione porta a una risoluzione temporale molto bassa. Al contrario, la NIRS ha un'elevata risoluzione temporale e valuta direttamente i cambiamenti nel metabolismo dell'ossigeno nella microvascolarizzazione/nei tessuti. La misurazione ecografica del flusso sanguigno attraverso il diametro dei vasi e il segnale di velocità Doppler fornisce un'eccellente risoluzione temporale e spaziale; Tuttavia, esistono diversi approcci analitici per quantificare i risultati e questo metodo è altamente dipendente dall'operatore e si basa su un'ampia abilità e formazione. Gli ultrasuoni sono anche sensibili anche a piccoli artefatti di movimento durante la misurazione25. In confronto, il NIRS è relativamente facile da usare e non è così sensibile agli artefatti di movimento. L'ecografia con mezzo di contrasto in tempo reale quantifica la reattività microvascolare del muscolo scheletrico durante l'iperemia reattiva; Tuttavia, questa tecnica è limitata dalla necessità di accesso endovenoso, che richiede la supervisione medica. Gli ultrasuoni con mezzo di contrasto richiedono anche un'analisi delle immagini sofisticata, una vasta competenza e formazione, nonché costose apparecchiature a ultrasuoni e agenti di contrasto. Le prove iniziali indicano che le misure dell'iperemia reattiva post-occlusiva derivate dagli ultrasuoni con mezzo di contrasto, inclusa la risposta al flusso sanguigno microvascolare del muscolo scheletrico, sono correlate con le misure derivate dal NIRS dopo un'occlusione della cuffia di 5 minuti24. Infine, grazie alla relativa facilità e convenienza del NIRS, è stato possibile addestrare e distribuire rapidamente più utenti, consentendo l'utilizzo del NIRS in indagini multicentriche di grandi dimensioni e riducendo al minimo la variabilità tra gli operatori.
Direzioni e applicazioni future Le applicazioni promettenti della tecnologia NIRS includono la valutazione delle dinamiche di ossigenazione regionale nella PAD per una migliore stratificazione del rischio degli arti e la valutazione dell'efficacia del trattamento o del deterioramento clinico, in particolare in quegli individui con sintomi mascherati da neuropatia periferica e complicanze diabetiche 15,18,22. I sistemi più recenti includono sonde CW-NIRS multiple, relativamente piccole e leggere che raccolgono dati simultaneamente, consentendo la valutazione dell'eterogeneità delle risposte microvascolari tra i siti9 durante l'iperemia reattiva o i test da sforzo. Le misure di spettroscopia nel vicino infrarosso si sono dimostrate promettenti anche per la previsione della guarigione delle ferite in condizioni di arto inferiore come la malattia del piede diabetico/ulcerazione, rispetto ai criteri di guarigione standard, con implicazioni per una migliore cura del paziente e una riduzione dei costi attraverso l'interruzione precoce di terapie mediche inefficaci36,37. Inoltre, l'evidenza delle tecniche NIRS che aiutano a confermare il successo della perfusione microvascolare in pazienti con ischemia critica degli arti dopo interventi di riperfusione dell'arteria del condotto è in crescita13,35. Infine, il NIRS consente di mirare alla desaturazione microvascolare/stimoli ischemici durante la terapia fisica clinica, mentre il NIRS post-intervento consente anche di valutare i cambiamenti nella funzione vascolare degli arti inferiori, fornendo approfondimenti meccanicistici sui cambiamenti nella capacità funzionale e nella capacità di deambulazione15,38.
In conclusione, si spera che la diffusione di questo protocollo consenta una migliore analisi uniforme e la messa in comune dei dati tra singoli studi e gruppi di ricerca disparati. Questo approccio più coerente, a sua volta, consentirà una migliore comprensione della disfunzione vascolare degli arti inferiori e migliorerà i risultati della ricerca traslazionale volta a migliorare la salute e il benessere degli individui con malattia vascolare periferica.

Le malattie cardiovascolari (CVD) sono il principale fattore che contribuisce alla mortalità globale1. Mentre l'infarto del miocardio e l'ictus sono le manifestazioni più comuni delle CVD, le malattie vascolari degli arti inferiori, come l'arteriopatia periferica (PAD) e la malattia del piede diabetico, contribuiscono in modo sostanziale al carico personale, sociale e sanitario delle CVD 2,3,4. È importante sottolineare che questi stati patologici sono caratterizzati da disfunzione microvascolare e macrovascolare5 che contribuiscono ai sintomi (ad esempio, claudicatio intermittens), compromissione funzionale, scarsa mobilità, isolamento sociale e ridotta qualità della vita6. Storicamente, le tecniche di valutazione vascolare degli arti superiori sono state utilizzate come misura della funzione vascolare sistemica e del rischio cardiovascolare associato; Tuttavia, questi metodi non sono potenzialmente sensibili alle compromissioni locali della funzione vascolare degli arti inferiori 7,8. Sebbene attualmente esista una serie di tecniche utilizzate per valutare la funzione vascolare nell'arto inferiore, come la dilatazione flusso-mediata (FMD) e l'ecografia con mezzo di contrasto, ogni metodo presenta svantaggi e limitazioni, come il costo dell'attrezzatura, l'abilità dell'operatore o la necessità di un accesso venoso invasivo. Per questi motivi, c'è bisogno di tecniche standardizzate ed efficaci per valutare la (dis)funzione vascolare degli arti inferiori che possono essere più facilmente implementate nella ricerca e in contesti clinici.
La spettroscopia nel vicino infrarosso a onda continua (CW-NIRS) è un metodo non invasivo, a basso costo e portatile che quantifica i cambiamenti relativi nell'ossigenazione dell'emoglobina in vivo. Poiché i segnali dell'emoglobina ossigenata e deossigenata NIRS derivano dai piccoli vasi (<1 mm di diametro), è possibile valutare il metabolismo locale del muscolo scheletrico e la funzione microvascolare9. In particolare, l'indice di saturazione tissutale (TSI) [TSI = emoglobina ossigenata/ (emoglobina ossigenata + emoglobina deossigenata) x 100], fornisce una misura quantitativa dell'ossigenazione tissutale9. Quando misurate prima, durante e dopo l'occlusione e l'iperemia reattiva, le variazioni della TSI indicano una risposta vascolare "end-organo", rispetto al basale pre-occlusione. È importante sottolineare che questo metodo è sensibile alle alterazioni della reattività microvascolare muscolare e della perfusione associate all'invecchiamento10, alla progressione della malattia11 e agli interventi clinici (ad esempio, chirurgia di rivascolarizzazione12,13 o riabilitazione fisica 14,15,16,17) in individui con o a rischio di disfunzione microvascolare.
La disponibilità di sistemi NIRS ha portato a un rapido aumento del numero di studi di ricerca che riportano la funzione microvascolare18. Tuttavia, le differenze nei protocolli di test dell'iperemia reattiva, l'omissione di metodi NIRS dettagliati e ripetibili, nonché la mancanza di uniformità nella descrizione, presentazione e analisi dei parametri di risposta NIRS rendono difficili i confronti tra i singoli studi. Ciò limita la raccolta dei dati per la meta-analisi e la formulazione di raccomandazioni per la valutazione clinica 9,15.
Pertanto, in questo articolo, descriviamo i protocolli standardizzati NIRS e di test di occlusione vascolare del nostro laboratorio per la valutazione dell'iperemia reattiva degli arti inferiori. Con la diffusione di questi metodi, miriamo a contribuire a migliorare la standardizzazione e la ripetibilità delle procedure di raccolta dei dati e la comunicazione armonizzata.

<table><tbody><tr><td>Gonfiatore Bracciale Fonte d'Aria</td><td>Hokanson&nbsp;</td><td>AG101 AIR SOURCE</td><td></td></tr><tr><td>Benda elastica coesiva</td><td>MaxoWrap</td><td>18228-BL</td><td>Per bloccare la luce ambientale</td></tr><tr><td>OxySoft</td><td>Artinis</td><td>3.3.341 x64</td><td></td></tr><tr><td>PortaLite (NIRS)</td><td>Artinis</td><td>0302-00019-00</td><td></td></tr><tr><td>PortaSync MKII (remoto)</td><td>Artinis</td><td>0702-00860-00</td><td>Per la marcatura delle pietre miliari durante la misurazione</td></tr><tr><td>Gonfiatore rapido del bracciale</td><td>Hokanson&nbsp;</td><td>E20 RAPID CUFF INFLATOR</td><td></td></tr><tr><td>Bracciale Coscia</td><td>Hokanson&nbsp;</td>Nastro chirurgico traspore <td>CC17</td><td></td></tr><tr><td></td><td>3M</td><td>1527-1</td><td>Per fissare la sonda alla pelle</td></tr></tbody></table>

spettroscopia nel vicino infrarosso durante l'iperemia reattiva per la valutazione della funzione vascolare degli arti inferiori 

Near-Infrared Spectroscopy During Reactive Hyperemia for the Assessment of Lower Limb Vascular Function

Le malattie vascolari degli arti inferiori contribuiscono in modo sostanziale al carico globale di malattie cardiovascolari e comorbidità come il diabete. È importante sottolineare che la disfunzione microvascolare può verificarsi prima o insieme alla patologia macrovascolare ed entrambe contribuiscono potenzialmente ai sintomi del paziente e al carico della malattia. Qui, descriviamo un approccio non invasivo che utilizza la spettroscopia nel vicino infrarosso (NIRS) durante l'iperemia reattiva, che fornisce una valutazione standardizzata della (dis)funzione vascolare degli arti inferiori e un potenziale metodo per valutare l'efficacia degli interventi terapeutici. A differenza dei metodi alternativi, come l'ecografia con mezzo di contrasto, questo approccio non richiede l'accesso venoso o un'analisi sofisticata delle immagini, ed è economico e meno dipendente dall'operatore. Questa descrizione del metodo NIRS include risultati rappresentativi e terminologia standard insieme alla discussione di considerazioni sulla misurazione, limiti e metodi alternativi. L'applicazione futura di questo lavoro migliorerà la standardizzazione della progettazione della ricerca vascolare, le procedure di raccolta dei dati e la reportistica armonizzata, migliorando così i risultati della ricerca traslazionale nelle aree della (dis)funzione vascolare degli arti inferiori, della malattia e del trattamento.

Spettroscopia nel vicino infrarosso I dispositivi di spettroscopia nel vicino infrarosso a onda continua misurano le variazioni relative dell'emoglobina ossigenata (O2Hb) e deossigenata (HHb), che riflettono l'erogazione e l'utilizzo locale di O2 tramite sorgenti luminose e fotorivelatori, distinguendo distanze specifiche. Vengono emesse lunghezze d'onda della luce comprese tra ~700 nm e 850 nm, corrispondenti al picco di assorbenza di O2Hb e HHb. Una volta che la luce nel vicino infrarosso ha penetrato il muscolo scheletrico, la dispersione e l'assorbimento della luce dipendono dalla lunghezza d'onda. Il muscolo scheletrico è un tessuto eterogeneo, e quindi i coefficienti di dispersione e assorbimento, così come la lunghezza del percorso attraverso la quale viaggia la luce, non possono essere quantificati. Pertanto, la tecnologia CW-NIRS utilizza la legge di Lambert-Beer modificata, che include un fattore di lunghezza del percorso differenziale (DPF) e consente di calcolare le concentrazioni relative di O2Hb e HHb. Oltre a O2Hb e HHb, le misure derivate da CW-NIRS includono l'emoglobina totale (THb = O2Hb + HHb), un marcatore del volume ematico / forza del segnale totale e indice di saturazione tissutale (TSI = O2Hb/THb*100). La TSI è generata dalla tecnologia della spettroscopia a risoluzione spaziale (SRS), in cui i fotoni vengono misurati a distanze multiple dalla sorgente, migliorando la precisione9 e fornendo una misura quantitativa dell'ossigenazione dei tessuti. Inoltre, a causa delle molteplici distanze sorgente-rivelatore, la SRS migliora il contributo dei tessuti più profondi, riducendo al contempo il contributo dei tessuti più superficiali, come la pelle/tessuto adiposo, ai segnali NIRS. Vale anche la pena notare che la TSI è alternativamente indicata come saturazione regionale di ossigeno (rSO2), indice di ossigenazione tissutale (TOI) o saturazione di ossigeno del tessuto muscolare (StO2) in letteratura. Si suggerisce quindi di adottare in futuro un unico termine per standardizzare la nomenclatura e ridurre la confusione.
Si raccomanda inoltre di analizzare e riportare tutte le tracce NIRS raccolte durante la ricerca9. È anche importante comprendere che gli spettrometri CW non forniscono concentrazioni assolute di cromofori nei tessuti interrogati perché la lunghezza effettiva del percorso della luce è sconosciuta. Questi dispositivi forniscono invece modifiche relative a una linea di base predeterminata. Pertanto, come notato da Cornelis et al.15, si raccomanda che i segnali NIRS siano analizzati come cambiamenti da un punto di interesse temporale. Si raccomanda inoltre che le ampiezze e le pendenze delle risposte siano al centro della segnalazione e dell'interpretazione, poiché queste variabili sono meno sensibili a questioni confondenti come lo spessore del tessuto adiposo o i rapporti segnale/rumore.
Segnali NIRS durante l'occlusione e l'iperemia reattiva Questo articolo si concentrerà prevalentemente sulla descrizione delle risposte del segnale TSI durante l'occlusione e l'iperemia reattiva, poiché questa misura SRS è meno soggetta a cambiamenti nei contributi del segnale cutaneo e nell'errore di misurazione rispetto ai segnali grezzi O2Hb e HHb.
Una selezione delle variabili NIRS TSI valutate durante l'occlusione e l'iperemia reattiva è illustrata nella Figura 4. La TSI basale rappresenta la TSI media prima dell'inizio dell'occlusione vascolare (gonfiaggio della cuffia), di routine per 1 minuto. Il tasso di desaturazione durante l'occlusione è rappresentato da Slope 1. A causa dell'occlusione arteriosa, le riduzioni della TSI indicate dalla pendenza 1 possono essere attribuite all'utilizzo dell'ossigeno/al tasso metabolico dei muscoli a riposo. Il TSIMIN è il valore TSI più basso ottenuto durante l'occlusione. Il TSIIMAG (differenza tra TSI basale e TSIMIN) rappresenta l'entità dell'ischemia indotta dall'occlusione (e lo stimolo per la vasodilatazione e l'iperemia post-occlusione). La pendenza 2 indica il tasso di riperfusione dopo il rilascio della cuffia e rappresenta la risposta reattiva all'iperemia/reattività microvascolare. In alternativa, la pendenza di riperfusione può essere descritta come un intervallo di tempo. Il TSIMAX è il valore TSI più alto ottenuto dopo il rilascio del gambetto. L'entità della riperfusione è calcolata come la differenza tra TSIMAX e TSIMIN e il tempo a TSIMAX è calcolato come la differenza di tempo (i) da TSIMIN a TSIMAX. L'area di iperemia reattiva TSI sotto la curva (AUC) è calcolata dal ritorno al basale dopo il rilascio della cuffia per 1 minuto, 2 minuti o 3 minuti. Infine, la riserva iperemica, che rappresenta la variazione della STI al di sopra del valore di riferimento, può essere calcolata come la differenza tra il TSIMAX e la STI di base, espressa in percentuale 9,10,12,20.
<img alt="Indice di saturazione tissutale rispetto al grafico del tempo; occlusione 200 mmHg; fase di recupero; analisi scientifica." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66511/66511fig04.jpg" data-altupdatedat="1754922859000" data-alt="Figure 4"> Figura 4: Segnale dell'indice di saturazione tissutale (TSI) durante un test di occlusione vascolare NIRS con variabili TSI di interesse durante l'iperemia reattiva. La TSI basale rappresenta la TSI media prima dell'inizio del gonfiaggio del bracciale. La pendenza 1 rappresenta il tasso di desaturazione durante l'occlusione. Il TSIMIN è il valore TSI più basso ottenuto durante l'occlusione. Il TSIIMAG (differenza tra TSI basale e TSIMIN) rappresenta l'entità dell'ischemia indotta dall'occlusione. La pendenza 2 indica il tasso di riperfusione dopo il rilascio della cuffia. Il TSIMAX è il valore TSI più alto ottenuto dopo il rilascio del gambetto. L'entità della riperfusione è calcolata come la differenza tra TSIMAX e TSIMIN, mentre il tempo fino a TSIMAX è calcolato come la differenza di tempo (i) da TSIMIN a TSIMAX. L'area di iperemia reattiva TSI sotto la curva (AUC) viene calcolata dal ritorno al basale dopo il rilascio della cuffia per 1 minuto, 2 minuti o 3 minuti. La riserva iperemica, che rappresenta la variazione della TSI al di sopra del valore di riferimento, può essere calcolata come la differenza tra il TSIMAX e il TSI di base, espressa in percentuale. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66511/66511fig04large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
Oltre alle variabili TSI, è anche possibile stimare l'assorbimento di ossigeno nei tessuti (mVO2) durante l'occlusione della cuffia arteriosa, data l'assenza di variazioni del volume sanguigno, calcolando le pendenze di variazione di HHb e O2Hb durante la porzione lineare iniziale delle risposte di questi parametri all'occlusione (Slope 1), sulla base dell'ipotesi che il tasso di scomparsa di O2L'Hb (e/o il tasso di comparsa di HHb) equivale al tasso di utilizzo dell'ossigeno da parte del muscolo in interrogazione.
Utilizzo del NIRS per valutare la risposta microvascolare nelle popolazioni cliniche È importante sottolineare che le misurazioni NIRS durante i test di iperemia reattiva possono differenziare le risposte microvascolari di partecipanti apparentemente sani da quelli con vari gradi di disfunzione. Le differenze nella reattività tra un individuo apparentemente sano e un individuo con PAD sono visibili nella Figura 5. In particolare, in un partecipante rappresentativo con PAD, si osservano tassi di riperfusione più lenti, tempi di recupero più lunghi, risposte iperemiche massimali più piccole e differenze in variabili come il tempo al TSIMAX el'AUC del TSI, rispetto al controllo sano20. Da notare che le variabili NIRS come quelle descritte in questo articolo vengono utilizzate anche durante l'esercizio clinico standardizzato e i test di occlusione per valutare le risposte (micro)vascolari a un trattamento specifico o a uno stimolo di attività fisica o per determinare il risultato dell'allenamento di routine in popolazioni sanedi 17 anni e CVD21. Per un recente riassunto dei parametri di misurazione NIRS e dei risultati degli studi che utilizzano NIRS nella malattia vascolare periferica degli arti inferiori durante l'iperemia reattiva e l'esercizio fisico, fare riferimento alla revisione sistematica di Joseph et al.18.
Infine, quando si progetta una ricerca che incorpora misure NIRS come quelle mostrate nella Figura 4 e nella Figura 5, bisogna essere consapevoli del fatto che è stata dimostrata un'ampia variabilità interindividuale nei valori assoluti in popolazioni apparentemente sane e cliniche, rendendo difficile, ad esempio, definire i valori assoluti per la diagnosi di PAD sulla base dei dati NIRS22.
<img alt="Grafico dell'indice di saturazione tissutale che confronta la salute con la PAD nel tempo; Risultato che mostra le variazioni di saturazione." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66511/66511fig05.jpg" data-altupdatedat="1754922859000" data-alt="Figure 5"> Figura 5: Segnale dell'indice di saturazione tissutale (TSI) durante il test di iperemia reattiva. Segnale dell'indice di saturazione tissutale (TSI) che evidenzia la capacità del NIRS di distinguere tra la reattività vascolare di un partecipante maschio apparentemente sano e un partecipante maschio con arteriopatia periferica (indice caviglia-braccio = 0,5) durante il test di iperemia reattiva. *Inizio del basale NIRS; #Inizio dell'occlusione arteriosa; ^ Fine dell'occlusione arteriosa. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66511/66511fig05large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
Misurazioni non ottimali Come descritto nella sezione precedente relativa al protocollo, una volta registrati i segnali NIRS, è importante ispezionare visivamente le tracce di dati per rilevare eventuali artefatti di movimento prima di impostare la linea di base NIRS per tutte le tracce. La Figura 6 illustra gli artefatti di movimento nelle tracce O2, Hb e THb.
<img alt="Grafico della variazione della concentrazione di emoglobina rispetto al tempo; analisi ottica; Andamento dei dati THb, O2Hb." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66511/66511fig06.jpg" data-altupdatedat="1754922859000" data-alt="Figure 6"> Figura 6: Esempio di artefatto di movimento nel segnale NIRS durante il periodo di raccolta dati pre-basale. #Inizio del periodo pre-basale NIRS. THb: Emoglobina totale. O2Hb: Emoglobina ossigenata. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66511/66511fig06large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
Il protocollo sopra descritto utilizza una pressione di 200 mmHg per occludere il flusso arterioso nell'arto inferiore. Molto raramente, questa pressione non è sufficiente per occludere il flusso sanguigno, il che compromette la risposta iperemica. Ciò può verificarsi, ad esempio, in un partecipante con ipertensione di grado 3. Oltre a utilizzare altre tecnologie, come la pletismografia estensimetrica, per confermare la cessazione del flusso sanguigno, è importante osservare qualsiasi varianza rispetto alle risposte NIRS previste dopo l'occlusione del bracciale (ad esempio, Figura 7, Pannello B: aumento del segnale O2Hb (che non diminuisce a causa dell'ipossia e dell'utilizzo dell'ossigeno nei tessuti come previsto) e anche THb che aumenta (non rimane relativamente lineare a causa del volume sanguigno stabile). L'osservazione di queste deviazioni dalle risposte attese consente un intervento precoce per interrompere la misurazione corrente/consente di aumentare la pressione di occlusione fino a quando non è evidente che l'arteria è stata occlusa nelle misurazioni successive.
<img alt="Due grafici a linee che mostrano la concentrazione di proteine nel tempo, confrontando due campioni, Tfb e Cq9." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66511/66511fig07v3.jpg" data-altupdatedat="1754922859000" data-alt="Figure 7"> Figura 7: Esempio di tracce di emoglobina totale (THb) ed emoglobina ossigenata (O2Hb). (A) occlusione arteriosa riuscita e (B) occlusione arteriosa non riuscita. #Inizio dell'occlusione arteriosa. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66511/66511fig07large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>

Qui, descriviamo un approccio non invasivo che utilizza la spettroscopia nel vicino infrarosso per valutare l'iperemia reattiva nell'arto inferiore. Questo protocollo fornisce una valutazione standardizzata della responsività vascolare e microvascolare che può essere utilizzata per determinare la presenza di disfunzione vascolare e l'efficacia degli interventi terapeutici.

Spettroscopia nel vicino infrarosso durante l'iperemia reattiva per la valutazione della funzione vascolare degli arti inferiori 

Vascular diseases of the lower limb contribute substantially to the&#160;global burden of cardiovascular disease and comorbidities such as diabetes. ...

La nostra ricerca si concentra sulla comprensione di come le menomazioni della funzione vascolare e del flusso sanguigno contribuiscano al declino della funzione fisica con l'età e le condizioni cardiovascolari legate all'età. Miriamo anche a sviluppare nuove terapie e interventi di esercizio fisico che mirano alla funzione vascolare e migliorano la capacità fisica nella qualità della vita nelle persone che vivono con malattie cardiovascolari. Le differenze nei protocolli di test, l'omissione di metodi NIRS dettagliati e ripetibili e la mancanza di uniformità nella descrizione, presentazione e analisi dei parametri di risposta NIRS rendono difficili i confronti tra i singoli studi.Ciò limita la raccolta dei dati per la meta-analisi e la formulazione di raccomandazioni per la valutazione clinica. Rispetto alla pletismografia, la NRS ha un'elevata risoluzione temporale e valuta direttamente i cambiamenti nella microvascolarizzazione. Rispetto agli ultrasuoni, il NIRS non richiede sofisticate analisi delle immagini o mezzi di contrasto per via endovenosa.La relativa facilità e convenienza del NIRS significa che gli utenti possono essere formati rapidamente, consentendo indagini multicentriche con una variabilità minima tra gli operatori. Ci concentriamo sul miglioramento della funzione microvascolare del muscolo scheletrico attraverso interventi come il precondizionamento ischemico e l'allenamento con esercizi di restrizione del flusso sanguigno. Attualmente stiamo testando l'effetto della stimolazione elettrica neuromuscolare come terapia per promuovere la funzione vascolare e migliorare la capacità di camminare nelle persone con arteriopatia periferica.

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