Name: 골격 근육 혈관 결합, 산화 용량 및 Microvascular 함수 원스톱 쇼핑 근처-적외선 분광학 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-02-20T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 4 s
Description: 배우세요 근적외선 분광법을 활용한 골격근 산화 용량 및 혈관 기능 비침습적 평가 방법을. 이 기술은 임상 및 연구 환경에서 운동 불내성과 심혈관 건강 평가에 활용됩니다.

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이 작품은 텍사스 대학 알링턴 학 제 연구 프로그램 그랜트에 의해 지원 되었다.

이 프로토콜 알링턴 텍사스 대학에서 기관 검토 위원회의 지침 및 헬싱키의 선언의 최신 버전에 의해 설정 된 표준 규격을 준수. 따라서, 서 면된 동의 (이었고 이어야 한다) 취득된 이전 연구 절차의 개시에.
1입니다. 계측
참고: 다음 계측 설명 기반 근처-적외선 (NIR) 분석기 및 데이터 수집 시스템 실험실에서 사용 ( 재료의 표참조). 따라서, 지침이이 소자의 최적의 기능에 필요한 단계를 포함 합니다. 이 단계에는 NIR 프로브 동반 소프트웨어 및 교정, 팬텀을 사용 하 여 교정과 주변광을 제외 하는 어두운 천으로의 응용 프로그램 포함 됩니다. 다른 데이터 수집 하드웨어 및 소프트웨어를 사용 하는 경우에 조사 교정 및 주변 빛 고려 사항에 대 한 그들의 자신의 특정 사용자 매뉴얼을 참조 해야 합니다. 그림 1 실험 설정 및 계측 바로 아래 설명 된 보여 줍니다.
<ol><li>그들의 벨트 라인 약 LBNP 상자에 오프닝으로도 내부 낮은 체 부정적인 압력 (LBNP) (그림 1A), 그들의 다리와 부정사를 주제를 지시 합니다. LBNP 챔버를 구축 하는 방법에 대 한, 참조17. 를 참조 하십시오.
</li>
	<li>주제에 3 개의 심전도 전극 배치: 주제에 열 등 한, 중간 clavicular 위치에 두 개와 왼쪽 중간에 장 골도 머리. 이 구성은 낮은 팔 다리, 손 그립 운동 중 위 사지, 운동과 팔의 계측에 대 한 제한 된 액세스 때문에 최상의 결과를 제공합니다.</li>
	<li>비-침략 적 혈액 압력 모니터 모듈을 지배적인 손목에 놓습니다. 각 손가락에 손가락 혈압 수 갑을 놓고 모듈 (그림 1B)에 연결 합니다. 손가락 혈압 수 갑은 당신의 장치를 동반 하는 사용자의 설명서에 따라 올바르게 보정을 확인 합니다.</li>
	<li>손 그립 동력 (HGD) 약간 납치 위치에 그들의 비 지배적인 팔으로 파악을 지시 합니다. 머리 맡 테이블에 팔을 편안 하 게 위치 한다. 거리와 각도 HGD의 최소한의 팔 운동 (그림 1C) 최적의 그립 강도 수 있도록 조정 되어야 한다.</li>
	<li>머리 맡 테이블에 HGD 보안.</li>
	<li>참가자의 최대 자발적으로 수축 (MVC)를 측정 합니다. 즉, 프롬프트가 표시 되 면, 그들은 해야 합니다 짠 다는 HGD 가능한 하드만 손과 팔 뚝에 근육을 이용 하는 동안 참가자에 게. 그들은 그들의 팔, 가슴, 어깨, 또는 복 부 근육 최대 그립을 수행할 때 모집에서 자제 해야 합니다 주제에 지시 합니다.</li>
	<li>반복 단계 1.6 세 번으로 구분 적어도 60 미 기록 달성 최대 힘 (최고 3의). 최대 힘이 골격 근육 산화 용량 및 혈관 (아래) 커플링에 대 한 운동 강도 계산 하기 위해 사용 됩니다.</li>
	<li>급속 한 인플레이션 팔목 운동 손의 위쪽 팔 주위를 놓습니다. 팔목에 급속 한 인플레이션 컨트롤러에서 항공사를 연결 합니다.</li>
	<li>Profundus flexor digitorum를 식별 합니다. 피부 마커를 사용 하 여 만져 서 근육의 경계를 구분.</li>
	<li>NIR 분 광 계 장치에 포함 된 사용자의 설명서에 따라 올바르게 보정을 확인 합니다. 깨끗 한 피부는 NIR 프로브는 알코올 준비 닦기와 함께 배치 됩니다.</li>
	<li>근육 (flexor digitorum profundus)의 뱃속의 센터 NIR 프로브를 놓고 팔 뚝에 안전 하 게 부착 합니다.</li>
	<li>프로브를 포장 하 고 어두운 천으로, 주변광 (그림 1C, 그림 1D)에서 간섭 최소화와 팔.</li>
	<li>연구의 기능 sympatholysis 부분을 수행할 준비가 되어 있는 때 LBNP 챔버로 주제를 봉인.</li>
</ol>2. 골격 근육 산화 용량
참고: 골격 근의 산화 능력을 측정 하기 위한 실험 절차를 보여주는 대표적인 데이터 추적 그림 2에 묘사 된다. 이 실험 방법은 이전 vivo에서 인 부인18 와 제자리에서 근육 respirometry19에 대 한 검증 된 그리고 광범위 한 수용20를 얻고 있다.
<ol><li>주제를 계측 (계측) 위에 표시 된 대로.</li>
	<li>NIR 프로브를 통해 여전히 2 분 동안 (HHb) 헤모글로빈 모니터링 및 oxyhemoglobin (hbo가2)에 대 한 거짓말을 하도록 지시 합니다. 참고:이 나머지 기간 주제 계측 프로세스와 관련 된 모든 운동 유물에서 복구를 허용 하 고 안정적인 기본 측정을 보장. 2 분 후 아무 중요 한 변동이 발생 하는 경우 정상 상태, 또는 휴식 기준선에서 주제를 고려할 수 있습니다.</li>
	<li>팔목 폐색 이전 통보 피사체 팔목 팽창 될 것입니다. 5 분 (즉, suprasystolic)에 대 한 수축 기 혈압의 위 팔 갑 이상 30 mmHg를 부 풀 려. 아직도 하 고 팔목 인플레 및 다음 갑 디플레이션 도중 가능한 편안한으로 그들의 팔을 유지 하는 주제를 지시 합니다. 참고:이 분 상 완 동맥 갑 폐색 프로토콜 밀접 하 게 반영 한다 혈관 폐색에 대 한 현재 허용된 임상 표준 테스트21,,2223,,2425.</li>
	<li>(전 갑 폐색) 초기/초기 값과 팔목 폐색 동안 조직 채도 (스토2) 최하 값을 기록 하 고이 두 값 사이의 중간점을 결정. <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/57317/57317eq1.jpg">
</li>
	<li>주제를 팔목 폐색에서 복구 휴식 초기 계획 값을 허용 합니다. 일단 주제는 적어도 1 전체 분에 대 한 휴식 기준선을 유지 하 고, 다음 단계를 계속 합니다.</li>
	<li>천천히 따라 지시 하십시오 그리고 그들의 MVC의 50%에서 아이소메트릭 핸드 그립을 유지. 조직 채도가 50% 될 때까지 그들의 isometric 수축을 유지 하기 위해 주제를 권장 합니다. 이 가치를 얻을, 그들의 손을 긴장 하 고 더 이상 운동 또는 운동 필요 하다 그들을 통보 하는 주제에 게.</li>
	<li>3-5 s 내의 다음 정지 운동, 다음 빠른 갑 폐색 시리즈 관리 (1 시리즈 = 1 인플레이션 + 1 디플레이션), 이전 설립18: 시리즈 #1-6: 5에서 s/5 s 시리즈 #7-10: 7에서 s/10 s 떨어져 시리즈 #11-14시 10분 s/15 s 떨어져 시리즈 #15-18시 10분 s/20 s</li>
	<li>18일 인플레이션/디플레이션 시리즈를 완료 한 후 나머지, 주제 조직 채도 초기 초기 계획 값을 반환할 수 있도록 지시 합니다. 이 값은 적어도 2 분 동안 일관 된 남아 있다, 후 2.4 및 2.5 단계를 반복 합니다.</li>
	<li>
골격 근육 산화 용량 계산
	<ol>
<li>그림 2C에 monoexponential 복구 포인트를 형성 하는 개별 18 갑 않기의 각 스토2에 변화의 기울기를 계산 합니다.</li>
		<li>2.7에서 계산 된 데이터는 다음 monoexponential 곡선18,,1926 y = 끝-Δ x e-kt 참고: 'y'는 팔목 인플레 동안 상대 근육 산소 소비 속도 (mV̇O2), 운동;의 직후 mV̇O2 나타냅니다 '끝' 델타 ('Δ') 연습; 끝에 나머지에서 mV̇O2 에서 변화를 의미 'k'는 피팅 속도 상수; ' t ' 시간 이다. 타우 1/k로 계산 됩니다.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. 반응성 충 혈
참고: 반응성 충 혈을 측정 하기 위한 실험 절차를 보여주는 대표적인 데이터 추적 그림 3에서 묘사 된다.
<ol><li>부정사와 계측 거짓말 주제와 (계측) 위에서 설명한 대로 여전히 가능한 거짓말을 지시 합니다.</li>
	<li>주제는 일관 된 휴식 상태를 달성 했다, 기준 데이터의 적어도 1 분을 기록 하 고 빠르게 suprasystolic 압력 (30 mmHg 이상 수축 기 혈압) 위 팔에 혈압 팔목을 팽창 시키기를 계속.</li>
	<li>5 분 마크에서 급속 하 게 폐의 갑 hyperemic 응답을 기록 하는 동안.</li>
	<li>복구를 잡으려고 3 분 이상에 대 한 녹음을 계속 합니다.</li>
	<li>
계산 반응성 충 참고: 계산 적외선 매개 변수는 그림 3에서 묘사 된다.<ol>
<li>팔목 동맥 폐색의 발병에 기준선 스토2 1 전체 분 사전에 평균 스토2 로 계산 합니다.</li>
		<li>팔목 (슬로프 1로 정의) 폐색27,28동안 불포화 속도 (즉, 평균 기울기)으로 골격 근육의 휴식 신진 대사 속도 결정 합니다.</li>
		<li>다음과 같이 반응 충을 계산. 팔목 릴리스 (즉, reperfusion 속도, 경사 2로 정의 된), 다음 a) 평균 upslope 리바운드 추적;의 선형 증가 단계 갑 릴리스 순간부터 계산 b) 높은 스토2 가치 도달 후 팔목 (스토2최대로 표시 됨); c) 곡선 (AUC); 아래 반응 충 지역 계산 갑 출시 시점에서 1-, 2-및 3-분 게시 팔목 폐색 (AUC AUC 1 분, 2 분, 그리고 AUC 3 민, 각각); 그리고 d) hyperemic 보유, 기준선 위의 스토2 에서 변경으로 계산 되며 변화를 퍼센트 (%)로 보고. 이 값은 평균 채도 단계 3.5.1 (위 참조)에서 계산한 마이너스 리바운드 후 폐색 동안 달성 높은 채도로 계산 됩니다. 참고: 초기 계획 데이터에 큰 차이 hyperemic 예비의 해석에 영향을 크게이 됩니다.</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. 기능 Sympatholysis
참고: 대표적인 데이터 추적 기능 sympatholysis을 측정 하기 위한 실험 절차를 보여주는 그림 4에 묘사 된다.
<ol><li>주제를 계측 (계측) 위에 표시 된 대로.</li>
	<li>LBNP 챔버에 밀폐 인감을 확인 합니다.</li>
	<li>여전히 그리고 나머지에서 거짓말 하는 주제와 초기 데이터의 3 분을 수집 합니다.</li>
	<li>3 분 마크에서 진공 켭니다. LBNP 챔버 내부 압력은-20와-30 mmHg 사이 진공을 조정 한다. 진공의 응답을 모니터링 하는 동안 2 분 동안 실행을 허용 합니다.</li>
	<li>5 분 마크에서 진공을 해제 하 고 3 분 동안 휴식을 허용 합니다.</li>
	<li>8 분 마크에서 시작 리듬 핸드 그립 운동을 통해 주제 안내 음성 프롬프트 (20 %MVC).</li>
	<li>주제는 각 창과 단계 전체에 걸쳐 그들의 쥐 어 짜기를 유지 하 고 각 반복 사이 동안 완전히 편안한 확인 합니다. 그들의 힘 출력을 모니터링 하 고 20%를 달성 하는 확인 각 그립 MVC. 11 분 마크까지 연습을 계속 합니다.</li>
	<li>11 분 마크에서 계속 그들의 리듬 연습을 격려 하는 진공 켭니다. 11 월 13 일 분에서 실행 한 다음 해제를 진공을 수 있습니다.</li>
	<li>계속 추가 2 분 동안 리듬 손 그립 운동 그들의 MVC의 20%를 수행 하는 주제를가지고. 운동 정지시 주제 나머지 조용히 있고 아직도 거짓말.</li>
	<li>
계산 기능 Sympatholysis
	<ol>
<li>정상화 5 분 갑 폐색 동안 결정 총 정한 신호 (TLS), LBNP와 oxyhemoglobin에 변경: <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/57317/57317eq2.jpg"> <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/57317/57317eq3.jpg">
</li>
		<li>각 이벤트의 마지막 20 분 평균으로 각 이벤트를 계산 합니다.</li>
		<li>운동 유도 감쇠 oxyhemoglobin 감소의 계산: <img alt="Equation 4" src="/files/ftp_upload/57317/57317eq4.jpg">
</li>
	</ol>
</li>
</ol>

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<li>McLay, K. M., Nederveen, J. P., Pogliaghi, S., Paterson, D. H., Murias, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Repeatability+of+vascular+responsiveness+measures+derived+from+near-infrared+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol+Rep%22%5BJournal%5D)">Repeatability of vascular responsiveness measures derived from near-infrared spectroscopy.</a> Physiol Rep. 4 (9), (2016).</li>
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<li>Ryan, T. E., Brizendine, J. T., McCully, K. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+comparison+of+exercise+type+and+intensity+on+the+noninvasive+assessment+of+skeletal+muscle+mitochondrial+function+using+near-infrared+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl+Physiol%22%5BJournal%5D)">A comparison of exercise type and intensity on the noninvasive assessment of skeletal muscle mitochondrial function using near-infrared spectroscopy.</a> J Appl Physiol. 114 (2), 230-237 (2013).</li>
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</ol>

저자 들은 아무 경쟁 금융 관심사 선언 합니다.

여기에 설명 된 메서드는 단일 병원 또는 실험실 방문에 반응성 충 혈, 혈관 커플링 및 골격 근육 산화 용량 비-침략 적, 임상 평가 사용.
중요 한 고려 사항
적외선은 상대적으로 강력 하 고 사용 하기 쉬운, 비록 이러한 데이터의 수집 필요 주의 근육 배꼽 바로 위에 optodes의 배치 이동 유물을 피하기 위해 장소에서 단단히 확보 하 고 덮여을 피하기 위해 어렴풋이 점등 방에 검은 비닐 시트 외부 빛 으로부터 근처 적외선의 방해입니다. 또한, 테스터와 주제, 테스트 팀 간의 명확한 통신에 무 겁 게 의존 좋은 품질 데이터를 가져오는. 우리는, 그리고 다른 사람, 그 때 적절 한 관심과 주의 사용 하 여 수행, 적외선은 높은 재현성 단일 연구 방문 시간과 여러 방문10,11<s...

조직 허 혈의 짧은 기간에 hyperemic 응답 (마이크로) 혈관 기능의 키 비-침략 적 수단으로 떠오르고 있다. 동안 도관 동맥의 폐색, 다운스트림 arterioles 허 혈 성 모욕을 상쇄 하기 위해에서 같은데요. 폐색의 방출, 감소 혈관 저항 충의 크기는 다운스트림 microvasculature 팽창 하는 하나의 기능에 의해 결정 됩니다 발생 합니다. 반응성 충 혈은 심장 혈관 사건의1,2 , 따라서 임상적으로 중요 한 끝점의 강한 독립적인 예측, 관용과 삶의 질을 운동 그것의 기능적 중요성은 덜 분명 하다.
실제로, 동적 운동 신진 대사 요구에 산소 공급을 맞추기 위해 높은 조정된 neurovascular 응답을 요구 하는 주요 심장 혈관 스트레스를 나타냅니다. 예를 들어 골격 근육 혈 약 거의 고립 된 근육 수축3, hemodynamic 응답 했다 전신 운동에 추정 하는 경우 심장의 펌핑 용량을 압도 것 동안 증가할 수 있다. 따라서, 심한 저 혈압, 교감 (즉, vasoconstrictor)을 피하기 위해 신경 활동 증가 심장 출력 비활성 및 내장 조직에서 고 활성 골격 근육4쪽으로 재분배. 동 정적인 유출 또한 운동 골격 근5; 이동 그러나, 적절 한 조직의 산소 배달6,7,,89,10, 를 위해 vasoconstrictor 응답을 약하게 지역 신진 대사 신호 11.,이 과정은 불린다 기능 sympatholysis12, 그리고 운동 중 골격 근육 혈액 흐름의 일반 규정 하는 것이 필수적입니다. 골격 근육 혈 이기 때문에 호 기성 용량의 핵심 결정-삶의 질과 심혈 관 질환 사망률 및 사망13의 독립적인 예측-골격 근육 혈액 흐름과 조직 산소 제어 이해 운동 하는 동안 배달 큰 임상 의미입니다.
그러나 산소 공급은 Fick 방정식의 절반 밖에, 산소 이용 방정식의 나머지 절반을 만족으로. 중 산소 이용의 주요 determinates, 휴식 및 운동을 하는 동안 세포 프로세스에 대 한 충분 한 에너지 공급에 필수적인 역할을 담당 하는 미토 콘 드 리아 산화 인 산화. 실제로, 근육 산화 용량에 장애 기능 용량 및 삶의 질14,,1516를 제한할 수 있습니다. 다양 한 측정 일반적으로 근육 산화 용량, 침략 적 근육 biopsies을 비싸고 시간이 많이 걸리는 자기 공명 분광학 (MRS) 기술을 포함 한 인덱스를 제공 하는 데 사용 됩니다.
여기, 우리는 근처-적외선 분광학 (적외선)를 사용 하 여 단일 병원 또는 연구소 방문에서 (반응성 충, sympatholysis, 및 근육 산화 용량)이 세 가지 주요 임상 끝점의 각각을 평가 하는 소설, 비-침략 적 접근을 제안 합니다. 이 방법의 주요 장점은 3 겹: 먼저,이 기술을 쉽게 휴대용 이며, 상대적으로 저렴 한 비용, 실행 하기 쉬운. 충 혈 반응 측정을 위한 현재 도플러 초음파 방식은 높은 연산자--요구 하는 광범위 한 기술 및 훈련-정교한, 높은 비용, 데이터 수집 하드웨어 및 후 처리 소프트웨어를 필요로. 또한,이 클리닉 및 모니터링 또는 치료 효능을 테스트 하는 머리 맡에 대 한 대규모 임상 시험으로 도입 생각할 수 있습니다. 둘째, 방법론, 덕이 기술은 기술의 전반적인 특이성을 증가 골격 근육 microvasculature에 특히 집중 한다. 도플러 초음파를 사용 하 여 대체 방법을 업스트림 도관에 전적으로 집중 하 고 변경 내용을 다운스트림, 신호를 저해할 수 있는 추론. 셋째,이 기술은 완전히 비 침략 적 이다. 골격 근육 산화 용량은 전통적으로 침략 적으로 평가 하 고 고통 스러운 근육 생 검, 그리고 기능 sympatholysis sympathomimetics와 sympatholytics의 간 동맥 주입으로 평가 될 수 있습니다. 이 이렇게 모두 함께 이러한 요구 사항을 방지합니다.

<table><tbody><tr><td>듀얼 채널 OxiplexTS 근적외선 분광기</td><td>Iss Medical</td><td>101</td><td></td></tr><tr><td>NIRS 근육 센서</td><td>Iss Medical</td><td>201.2</td><td></td></tr><tr><td>E20 빠른 커프 팽창 시스템</td><td>Hokanson</td><td>E20</td><td></td></tr><tr><td>AG101 공기 소스</td><td>Hokanson</td><td>AG101</td><td></td></tr><tr><td>Smedley Handgrip 동력계 (녹음)</td><td>Stolting</td><td>56380</td><td></td></tr><tr><td>Powerlab 16/35, 16 채널 레코더</td><td>ADInstments</td><td>PL3516</td><td></td></tr><tr><td>Human NIBP Set</td><td>ADInstruments</td><td>ML282-SM</td><td></td></tr><tr><td>Bio Amp</td><td>ADInstruments</td><td>FE132</td><td></td></tr><tr><td>쿼드 브리지 Amp</td><td>ADInstruments</td><td>FE224</td><td></td></tr><tr><td>Connex 스폿 모니터</td><td>Welch Allyn</td><td>71WX-B</td><td></td></tr><tr><td>Origin(Pro) 그래프 소프트웨어</td><td>OrignPro</td><td>Pro</td><td></td></tr><tr><td>하체 음압 챔버</td><td>생리학 연구 기기</td><td>표준 장치</td><td></td></tr></tbody></table>

골격 근육 혈관 결합, 산화 용량 및 microvascular 함수 '원스톱 쇼핑' 근처-적외선 분광학

Skeletal Muscle Neurovascular Coupling, Oxidative Capacity, and Microvascular Function with 'One Stop Shop' Near-infrared Spectroscopy

운동 신진 대사 요구에 산소 공급을 맞추기 위해 높은 조정된 neurovascular 응답을 요구 하는 주요 hemodynamic 스트레스를 나타냅니다. (조직 허 혈의 짧은 기간에) 반응성 충 혈 심장 혈관 사건의 독립적인 예측 인자 이며 혈관 건강과 vasodilatory 용량에 중요 한 통찰력을 제공 합니다. 골격 근육 산화 용량 결정 myocellular 프로세스에 대 한 에너지 공급으로 건강과 질병, 똑같이 중요 하다. 여기, 우리는 근처-적외선 분광학을 사용 하 여 단일 병원 또는 실험실 방문 기간 중 각이 주요 임상 끝점 (반응성 충 혈, 혈관 커플링, 및 근육 산화 능력)을 평가 하는 간단한, 비-침략 적 접근 방식을 설명 합니다. 도플러 초음파, 자기 공명 이미지/분광학, 또는 침략 적인 카 테 터 기반 흐름 측정, 근육 생 검과 달리 우리의 접근 덜 연산자 종속, 낮은-비용, 그리고 완전히 비 침략 적 이다. 대표적인 데이터 이전 게시 된 문학에서 요약 데이터를 함께 찍은 우리의 실험실에서 이러한 종점의 각각의 유틸리티를 보여 줍니다. 일단이 기술을 마스터 응용 임상 인구 운동 옹 졸 및 심장 혈관 기능 장애에 중요 한 기계 통찰력을 제공할 것입니다.

골격 근육 산화 용량
그림 2 적외선 파생 골격 근육 산화 능력 평가 중 대표 참가자 응답을 보여 줍니다. 패널 A 쇼 조직 채도 동맥 5 분 동안 프로필 폐색 프로토콜, 손잡이, 운동과 운동에서 복구 하는 동안 간헐적으로 동맥 폐색에 커 프 스. 패널 B 복구 기간 동안 간헐적으로 동맥 않기 동안 예상된 조직 불포화/다시 saturation 프로필을 보여 줍니다. 불포화의 속도 직접 근육 산소 소비 속도에 비례 하 고 간헐적인 팔목 폐색 기간의 각각에 대 한 패널 C에 그려집니다. 계산 된 근육 산소 소비 복구 데이터는 다음 monoexponential 곡선 고 복구 시간 상수 파생 있습니다. 동일한 접근 방식을 사용 하 여, 연구의 증가 다양 한 근육 그룹 (<...

여기, 우리는 근처-적외선 분광학을 사용 하 여 단일 병원 또는 실험실 방문에 반응성 충 혈, 혈관 커플링 및 골격 근육 산화 능력을 평가 하는 간단한, 비-침략 적 접근 방식을 설명 합니다.

골격 근육 혈관 결합, 산화 용량 및 Microvascular 함수 '원스톱 쇼핑' 근처-적외선 분광학

Exercise represents a major hemodynamic stress that demands a highly coordinated neurovascular response in order to match oxygen delivery to metabolic ...

이 실험의 구체적인 목표는 비침습적으로 골격근 산화 능력을 평가하고, 운동 골격근 혈류 조절을 평가하고, 반응성 충혈을 측정하는 것입니다. 이러한 방법은 운동 과민증 및 심혈관 질환의 병태 생리학과 관련된 중요한 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 모든 임상 또는 실험실 환경에서 거시 및 미시 혈관 기능과 골격 산화 능력을 비침습적으로 평가할 수 있다는 것입니다.일반적으로 이 방법을 처음 접하는 개인은 근적외선 분광법의 작업자 의존적 특성으로 인해 어려움을 겪을 것입니다. 최적 배치에서 작은 편차가 신호 품질에 큰 영향을 미칠 수 있으므로 프로브를 일관되고 정확하게 배치하는 것이 중요합니다. 피험자에게 LBNP 챔버 안에 다리를 놓고 누운 자세로 누워 벨트 라인이 LBNP 상자를 열 때와 거의 같아지도록 지시하는 것으로 시작합니다.다음으로, 피험자에게 3개의 심전도 전극을 최적으로 배치하고, 2개는 하부 쇄골 중간 위치에, 1개는 장골능 내측에 피험자의 왼쪽 내측에 배치합니다. 계속 진행하려면 피험자의 주로 사용하는 손목에 비침습적 혈압계 모듈을 놓습니다. 적절하게 보정된 손가락 혈압 커프를 사용하십시오.각 손가락에 놓습니다. 이제 피험자에게 약간 납치된 자세로 주로 사용하지 않는 손으로 HGD를 잡으라고 지시한다. 피험자가 침대 옆 탁자에 팔을 편안하게 올려놓게 한 다음 팔 움직임을 최소화하면서 최적의 그립 강도를 위해 HGD의 거리와 각도를 조정합니다.그런 다음 HGD를 침대 옆 탁자에 고정합니다. 다음으로, 피험자의 최대 자발적 수축을 측정합니다. 참가자에게 HGD를 가능한 한 세게 쥐어짜라는 지시가 나오면 손과 팔뚝의 근육만 사용한다고 말합니다.피험자는 상완, 가슴, 어깨 또는 복부 근육을 동원하지 않아야 합니다. 60초 간격으로 세 번 측정하고 가해진 가장 높은 힘을 기록합니다. 다음으로, 운동하는 손의 팔뚝 위쪽에 급격한 팽창 커프를 놓습니다.급속 팽창 컨트롤러의 공기 라인을 커프에 연결합니다. 그런 다음 굴근 digitorum profundus를 촉진하고 그 경계를 표시합니다. 그런 다음 알코올 준비 물티슈로 근육 위의 피부를 청소하고 NIR 프로브를 근육의 배 중앙에 놓습니다.근적외선 프로브를 올바르게 배치하려면 굴근 디지토럼 프로펀두스(flexor digitorum profundus)를 올바르게 식별하는 것이 중요합니다. 이를 위해 피험자에게 팔뚝의 전방 내측을 촉진하면서 동력계를 가볍게 잡도록 지시합니다. 프로브를 팔뚝에 단단히 고정하고 어두운 천으로 감싸 주변광의 간섭을 최소화합니다.기구 삽입을 완료한 후, 피험자에게 2분 동안 가만히 누워 있고 커프 폐색 전 조직 포화도의 초기 기준선 값을 기록하도록 지시합니다. 그런 다음 5분 동안 팔 커프를 수축기 수은보다 최소 30mm 높은 수은으로 팽창시킵니다. 모션 아티팩트를 최소화하기 위해 모든 커프 팽창 및 수축 동안 피험자가 가만히 있고 편안하게 있는 것이 매우 중요합니다.이제 커프 폐색 동안 가장 낮은 조직 포화 값을 기록합니다. 커프를 수축시킨 후 피험자가 휴식 기준선 값으로 돌아가도록 합니다. 피험자가 최소 1분 동안 휴식 기준선을 유지하면, 피험자에게 최대 자발적 수축의 50%에서 아이소메트릭 핸드 그립을 쥐고 유지하도록 지시합니다.피험자가 조직의 채도가 50% 감소할 때까지 등척성 수축을 유지하도록 격려한 다음 피험자에게 손의 긴장을 풀고 더 이상의 운동이나 움직임이 필요하지 않다고 말합니다. 3-5초 이내에 18번의 팽창과 점진적으로 더 긴 기간의 수축으로 구성된 빠른 커프 폐색 시리즈를 시행합니다. 18번째 시리즈가 끝나면 피험자에게 휴식을 취하고 가능한 한 가만히 있으라고 지시합니다.채도가 최소 2분 동안 기준선으로 돌아오면 18개의 커프 폐색을 한 번 더 반복합니다. 이전과 같이 피험자를 계측하고 LBNP 챔버에 피험자를 밀봉합니다. 씰이 밀폐되어 있는지 확인하십시오.그런 다음 피험자가 가만히 누워 있고 쉬고 있는 상태에서 3분 분량의 기준 데이터를 수집합니다. 3분 표시에서 진공 청소기를 켜서 챔버 압력을 20-30mm 수은으로 떨어뜨립니다. 2분 동안 진공 청소기를 작동시키면서 피험자의 반응을 모니터링한다.5분이 지나면 진공 청소기를 끄고 피험자를 3분 동안 그대로 둡니다. 그런 다음 8분 표시에서 최대 20%의 자발적 수축으로 리드미컬한 손 그립 운동을 통해 피험자를 안내하는 음성 프롬프트를 시작합니다. 피험자가 최대 20%에서 일정한 쥐기를 유지하고 그립 사이에 완전히 이완되는 것을 관찰합니다.11분 표시까지 이 작업을 수행합니다. 그런 다음 피험자가 운동을 계속하는 동안 진공 청소기를 켭니다. 2분 후 진공 청소기를 끄고 피험자가 2분 더 운동을 계속하도록 합니다.이 작업이 끝나면 피험자를 조용히 쉬게 하고 가만히 눕게 합니다. NIRS에서 파생된 골격근 산화 능력 평가에는 5분 동맥 커프 폐색 프로토콜 중 조직 포화 프로파일, 손 악 운동 및 운동 후 회복 중 간헐적 동맥 폐색이 포함됩니다. 예상되는 조직 불포화-재포화 프로파일은 회복 기간 동안 간헐적인 동맥 폐색 동안 불포화 속도가 근육 산소 소비율에 정비례한다는 것을 보여줍니다.계산된 근육 산소 소비량 회복 데이터는 단일 지수 곡선에 맞아야 하며 회복 시간 상수가 도출되어야 합니다. NIRS에서 파생된 반응성 충혈 프로파일은 혈관 반응성에 대한 귀중한 통찰력을 제공하며 이 검사는 쉽게 적용할 수 있고 임상적으로 의미가 있습니다. 건강한 대조군에서 LBNP를 가벼운 손 그립에 겹쳐 놓으면 근육 산소화의 반사 감소가 약 50% 감소합니다.운동 중 교감신경 활동을 약화시키지 않으면 산소 전달과 활용 사이의 균형이 깨지고 기능적 근육 허혈이 발생합니다.이 비디오를 시청한 후에는 상업적으로 이용 가능한 근적외선 분광법을 사용하여 골격근 산화 능력, 반응성 충혈 및 기능적 교감신경 용해를 비침습적으로 평가하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다. 이 절차를 시도하는 동안, 피험자가 각 자극 사이에 적절하게 회복할 수 있도록 하는 것이 중요하다. 이 데이터 수집을 완전히 마스터하면 60분 이내에 완료할 수 있습니다.이 절차에 따라 미세혈관 관류를 평가하는 확산 상관 분광법(diffuse correlation spectroscopy)과 같은 다른 방법을 통합하여 골격근 산소 전달 및 활용에 대한 추가적인 기계론적 통찰력을 제공할 수 있습니다.

skeletal-muscle-neurovascular-coupling-oxidative-capacity

Research

연구

JoVE Journal

Medicine

의학

엑기스의 관찰을위한 새로운 다양한 방법을 제시합니다. 이것은 장기 관찰에 적합 간주하고, pharmacophysiological 또는 분자 생물 학적 중재와 함께입니다.

내부 핵심 현미경에 의해 골격근의 생체내 미세 순환 측정

직립 운동 작업 중 뇌 활동을 모니터링하는 것은 운동 장애의 신경 원인을 조사할 때 큰 가치가 있습니다. 여기에서는 기능적 근적외선 분광법과 4가지 유형의 운동 작업 중 근육 및 운동학적 활동의 지속적인 모니터링을 결합한 프로토콜을 보여줍니다.

모터 작업하는 동안 동시 운동 학적 및 EMG 모니터링과 감각 및 모터 뇌 영역의 기능 근적외선 분광법

이 연구는 인간 골격근에서 미토콘드리아 산화 인산화(OXPHOS) 능력을 정량화하기 위한 생체 내 인-31 자기 공명 분광법(31PMRS) 기술의 실현 가능성을 보여줍니다.

인-31 자기 공명 분광학 : 측정을위한 도구 생체 미토콘드리아 산화 적 인산화 능력

근적외선 확산 광학을 기반으로 하는 다중 모드 장치를 사용하여 절대 미세혈관 혈류 지수와 혈중 산소 포화도를 비침습적으로 지속적으로 측정하는 프로토콜을 설명합니다. 그런 다음 혈관 폐색 검사를 사용하여 산소 소비량과 반응성 충혈의 대사율을 평가합니다.

중환자 치료를 위한 하이브리드, 근적외선 확산 광학 분광법을 사용한 미세혈관 산소화 및 반응성 충혈의 비침습적 모니터링

여기에서는 근적외선 분광법을 사용하여 하지의 반응성 충혈을 평가하는 비침습적 접근 방식을 설명합니다. 이 프로토콜은 혈관 기능 장애의 존재와 치료 중재의 효능을 결정하는 데 사용할 수 있는 혈관 및 미세혈관 반응성에 대한 표준화된 평가를 제공합니다.

Near-Infrared Spectroscopy during Reactive Hyperemia for the assessment of lower limb vasscular function(하지 혈관 기능 평가를 위한 반응성 충혈 중 근적외선 분광법) 

이 프로토콜은 근적외선 분광법(NIRS) 기술을 통합하여 심폐 운동 검사 중 전전두엽 피질, 호흡기(m.Intercostales) 및 운동 운동(m.Vastus Lateralis) 근육의 국소 혈액 및 산소 농도 변화를 평가하여 운동 수행에 영향을 미치는 중추 및 말초 제한 요인을 식별할 수 있습니다.

Near-Infrared Spectroscopy 웨어러블 장치를 사용하여 운동 중 중추 및 주변 장치 제한 식별

절연 골격근의 묘 - 기계 분석

우리는 송곳니 hindlimb의 근육 강도와 반복 편심 수축으로 근육 응답을 측정하기 위해 최소한 - 침략과 고통없이 방법을 설명합니다.

VIVO 개 근육 기능 분석에

분리 및 골격 근육 표현이 가장 풍부한 단백질의 신원을 확인하는 방법을 똑바로 앞으로 설정할 수 있습니다. 약 800 곳 10 MG 근육에서 2 차원 겔에 분별되며 이것은 성별 특정 단백질 표현의 결정을 허용합니다. 이러한 방법은 대부분의 조직에 상응하는 결과를 제공합니다.

Proteomics에서 골격근 성별 동종 이형

Capillaroscopy 직접 microcirculation을 시각화를위한 비 침습적 상대적으로 저렴한 방법입니다. 팔 혈액의 흐름 기술은 내피 기능의 인정 비 침습적 조치를 제공합니다.

Microvascular 및 내피 기능의 비 침습적 평가

배우세요 근적외선 분광법을 활용한 골격근 산화 용량 및 혈관 기능 비침습적 평가 방법을. 이 기술은 임상 및 연구 환경에서 운동 불내성과 심혈관 건강 평가에 활용됩니다.

골격 근육 혈관 결합, 산화 용량 및 Microvascular 함수 '원스톱 쇼핑' 근처-적외선 분광학

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