Methodenartikel

Draagbare apparaten met nabij-infraroodspectroscopie gebruiken om centrale versus perifere beperkingen tijdens het sporten te identificeren

2.1K weergaven

⸱

DOI:

10.3791/67609

⸱

19 december 2024

 ,  ,  ,  ,  , 
1Laboratory of Exercise Physiology, Department of Kinesiology, School of Health Sciences, Faculty of Medicine, Pontificia Universidad Católica de Chile, 2Department of Informatics and Computing, Faculty of Engineering, Universidad Tecnológica Metropolitana

* These authors contributed equally

In dit artikel

Samenvatting

Dit protocol integreert nabij-infraroodspectroscopie (NIRS)-technologie om gelokaliseerde hematologische en oxygenatieveranderingen in de prefrontale cortex, ademhalingsspieren (m.Intercostales) en locomotorische (m.Vastus Lateralis) spieren te beoordelen tijdens cardiopulmonale inspanningstests, waardoor de identificatie van centrale en perifere beperkende factoren die van invloed zijn op de trainingsprestaties mogelijk wordt.

Samenvatting

De gouden standaard om de aerobe capaciteit van fysiek actieve proefpersonen en atleten te beoordelen, is de maximale zuurstofverbruikstest (VO2-max), waarbij uitgeademde gassen en cardiorespiratoire variabelen worden geanalyseerd die worden verkregen via de adem-voor-adem-methode in een ergospirometer tijdens een incrementele oefening. Deze methode kan echter geen metabole veranderingen op spierniveau ophelderen. Nabij-infraroodspectroscopie (NIRS) is naar voren gekomen als een waardevolle technologie om lokale zuurstofniveaus te evalueren (Tissular Saturation Index, TSI) door de concentraties van zuurstofrijk (O 2-Hb) en zuurstofarm (H-Hb) hemoglobine in de microvasculatuur van weefsels te kwantificeren. NIRS-toepassingen strekken zich uit tot ademhalings- en locomotorische spieren en beoordelen metabole veranderingen die verband houden met respectievelijk de kosten van ademhaling (COB) en perifere werkbelasting. Bovendien zijn cerebrale regio's, zoals de prefrontale cortex, onderzocht met NIRS-technologie om fysiologische veranderingen te beoordelen die verband houden met cognitieve belasting die verband houden met het plannen of bedenken van motorische taken die verband houden met sportprestaties. Door het analyseren van door inspanning geïnduceerde veranderingen (D) in O 2-Hb, H-Hb en TSI, is het dus mogelijk om centrale en perifere inspanningsbeperkingen te identificeren, vooral wanneer duurtraining het belangrijkste onderdeel is van fysieke fitheid (bijv. hardlopen, fietsen, triatlon, enz.). Het aanpakken van deze factoren is van het grootste belang voor coaches en inspanningsfysiologen om atletische prestaties te optimaliseren, waarbij trainingsstrategieën worden opgenomen die gericht zijn op de primaire inspanningsbeperkende factoren. Deze studie schetst een protocol voor het gebruik van draagbare apparaten die zijn uitgerust met NIRS-technologie om trainingsveranderingen in TSI, O2-Hb en H-Hb te analyseren, naast cardiorespiratoire variabelen die doorgaans worden geregistreerd bij atleten tijdens VO2-max-tests. Deze aanpak biedt een uitgebreide methode voor het identificeren van de primaire systemen die betrokken zijn bij het stoppen van trainingsprogressie en verbetering van sportprestaties.

Inleiding

Duursporters vertrouwen op een efficiënte balans tussen zuurstofafgifte en -opname om intensieve training vol te houden en hun atletische prestaties te verbeteren 1,2. De maximale zuurstofopnametest (VO2-max) is een essentiële fysiologische beoordeling die de sportprestaties bepaalt door uitgeademde gassen en cardiorespiratoire variabelen te analyseren tijdens incrementele trainingsintensiteit1. Deze beoordeling, bekend als ergospirometrie of cardiopulmonale inspanningstesten (CPET), weerspiegelt de inspanningsrespons van het cardiovasculaire,ademhalings- en spierstelsel3. Langs deze lijnen verhogen de verhoogde energiekosten in verband met de ademhaling, ook wel de kosten van de ademhaling (COB) genoemd, de vraag naar voedingsstoffen en zuurstof in de omliggende weefsels. Het is gedocumenteerd dat dit fenomeen de bloedtoevoer naar de spieren die betrokken zijn bij actieve bewegingen mogelijk vermindert, wat resulteert in een verminderde tolerantie voor fysieke inspanning en een vroege stopzetting van de trainingsprogressie als gevolg van de metabole reflex4.

Tijdens een VO2-max-test is het ook mogelijk om de beademingsdrempels (VT's) te identificeren, die overeenkomen met specifieke inspanningsintensiteiten die de overgang van aëroob naar anaëroob metabolisme markeren (aërobe drempel of beademingsdrempel 1 [VT1], en anaërobe drempel of ademhalingscompensatiepunt [RCP] of beademingsdrempel 2 [VT2])5. De VT's weerspiegelen de beademingsreacties die compenseren voor metabole veranderingen tijdens incrementele inspanning6. Door deze drempels te identificeren, biedt CPET een uitgebreide evaluatie door de reacties van meerdere biologische systemen die kritisch betrokken zijn tijdens intensieve training te integreren.

Hoewel ergospirometrie algemeen wordt beschouwd als de gouden standaard voor het evalueren van CPET, legt het geen metabolische veranderingen vast die zich voordoen op spierniveau. Deze veranderingen zijn cruciaal voor het begrijpen van de fysiologische beperkende factoren die verband houden met het gebrek aan progressie tijdens intensieve training bij duursporters. In deze context is NIRS-technologie naar voren gekomen als een waardevol hulpmiddel in de bewegingswetenschap, die helpt bij het analyseren van hemodynamische variabelen op microvasculaire spierniveau7.

In de afgelopen jaren hebben sportprofessionals en onderzoekers een breed scala aan commerciële wearables gebruikt die zijn uitgerust met NIRS-technologie om niet-invasieve spierveranderingen tijdens inspanning te onderzoeken, waardoor VT1 en VT2 met deze technologie kunnen worden bepaald8. De integratieve analyse van gegevens van NIRS en CPET biedt dus een uitgebreid inzicht in fysiologische reacties op lichaamsbeweging.

De NIRS-technologie maakt gebruik van de gewijzigde wet van Beer-Lambert om veranderingen (D) in de concentraties van oxyhemoglobine (O2-Hb) en deoxyhemoglobine (H-Hb) tijdens inspanning7 te kwantificeren. Op lokaal weefselniveau weerspiegelt een afname van O2-Hb een toename van de lokale metabolische vraag, terwijl een toename van H-Hb een toename van de zuurstofextractie weerspiegelt. Totaal hemoglobine (tHb), de som van O2-Hb en H-Hb, wordt gebruikt als een index van de lokale weefselbloedstroom. Omgekeerd zorgt het verschil tussen O2-Hb en H-Hb (Hbdiff) voor een index van weefselzuurstofextractie9. De tissulaire verzadigingsindex (TSI), berekend als de verhouding tussen O2-Hb en tHb, weerspiegelt het zuurstofverzadigingsniveau van het weefsel en geeft het evenwicht aan tussen lokale zuurstofafgifte en -opname10,11. NIRS-gegevens geven dus cruciale inzichten in de fysiologische status op microvasculair niveau, en bieden een gedetailleerd inzicht in weefseloxygenatie en hemodynamica dat een aanvulling vormt op de informatie die is verkregen uit CPET.

Dit gedetailleerde begrip dat door de NIRS-technologie wordt geboden, strekt zich uit tot vele praktische toepassingen. Recent onderzoek benadrukt de veelzijdigheid van NIRS en demonstreert de praktische toepassing ervan bij het monitoren van respiratoire12,13 en locomotorische spieren7, evenals hersengebieden die betrokken zijn bij motorische handelingsideeën, zoals de prefrontale cortex (PFC)14,15. Deze brede toepasbaarheid onderstreept het vermogen van NIRS om uitgebreid inzicht te geven in fysiologische reacties op verschillende soorten spiercontracties (concentrische of excentrische of isometrische contracties) en oefening.

Door inspanningsgeïnduceerde DTSI op zowel spier- als cerebraal niveau te analyseren, biedt NIRS een waardevol potentieel voor het identificeren van associaties tussen perifere en centrale beperkende factoren die de progressie van inspanning beïnvloeden16,17. Een van de centrale beperkende factoren is bijvoorbeeld een verminderde bloedstroom als gevolg van cerebrale vasoconstrictie veroorzaakt door compenserende hyperventilatie als gevolg van verhoogde waterstofniveaus uit het anaërobe metabolisme en verhoogd bloedlactaat tijdens intensieve inspanning een significante bijdrage aan de vermindering van TSI in de prefrontale cortex 17,18. Perifere beperkende factoren worden daarentegen gekenmerkt door een onbalans tussen zuurstofvraag en -aanbod in de sportende spieren19. Verminderde lokale zuurstofafgifte en verhoogd zuurstofverbruik kunnen leiden tot weefseldeoxygenatie, zoals blijkt uit een verlaagde TSI20. Dit onderscheid benadrukt de veelzijdige aard van prestatiebeperkingen tijdens intensieve training, waarbij zowel centrale als perifere mechanismen van cruciaal belang zijn. Dit inzicht suggereert dat het uitstellen van het begin van deze beperkende factoren tijdens het sporten kan bijdragen aan verbeterde atletische prestaties.

Om het potentieel van NIRS-technologie bij het identificeren van deze beperkingen ten volle te benutten, zijn gestandaardiseerde procedures essentieel om hoogwaardige gegevensverzameling en -analyse te garanderen. Dit document schetst methoden voor het uitvoeren van maximale duurtesten met behulp van NIRS-technologie om fysiologische gegevens te verzamelen en de relatie tussen centrale en perifere beperkende factoren tijdens intensieve training bij duursporters op te helderen. Het voorgestelde protocol biedt een gestandaardiseerde aanpak om consistentie en nauwkeurigheid te garanderen bij het beoordelen van de fysiologische verschijnselen die ten grondslag liggen aan deze beperkende factoren.

Protocol

Het protocol werd goedgekeurd door de Institutional Review Board van de Pontificia Universidad Católica de Chile (projecten nr. 210525001 en 220608010), en de studie werd uitgevoerd in overeenstemming met de Verklaring van Helsinki. Alle deelnemers gaven schriftelijke geïnformeerde toestemming voordat ze deelnamen aan de beschreven tests.

1. Plaatsing en installatie van NIRS wearables

OPMERKING: Er kunnen verschillende NIRS-wearables en software voor gegevensverzameling worden gebruikt. Onderzoekers moeten de instructies en richtlijnen van de fabrikant grondig raadplegen om een juiste installatie en gebruik te garanderen. In deze studie worden de apparaten gebruikt die een continu golfregister van het NIRS-signaal gebruiken. Deze commerciële apparaten zijn gemakkelijk te gebruiken, maar ze kunnen alleen veranderingen in lichtverzwakking detecteren ten opzichte van de referentie- of basislijnfase en kunnen geen absolute concentraties detecteren zoals andere apparaten die gebruik maken van een tijddomeinregister van NIRS.

  1. Voorbereiding van NIRS-wearables en algemene plaatsingsrichtlijnen
    1. Voordat u de apparaten plaatst en met de metingen begint, moet u ervoor zorgen dat alle wearables volledig zijn opgeladen.
      OPMERKING: Voor de apparaten die in dit onderzoek zijn gebruikt, meldt de fabrikant dat een batterij met een volledige lading 6-8 uur continu kan registreren.
    2. Breng dubbelzijdig plakband aan op alle wearables om ze op de huid van de deelnemer te bevestigen en zorg ervoor dat de tape de lichtzenders en detectoren niet blokkeert.
    3. Bedek alle wearables met een laag huishoudfolie, gevolgd door een laag waterdicht zelfklevend verband om ze te beschermen tegen zweet.
    4. Voordat u de apparaten plaatst, reinigt u het doelgebied met een alcoholdoekje om eventuele resten te verwijderen die het register kunnen verstoren (bijv. crèmes, cosmetica, enz.). Scheer indien nodig het gebied rond de doellocatie, omdat haar de NIRS-signalen kan verstoren.
      OPMERKING: Het wordt aanbevolen om een grondige handwas uit te voeren voordat een apparaat op de huid van de deelnemer wordt geplaatst om mogelijke besmetting te voorkomen. Het dragen van handschoenen wordt aangemoedigd, omdat dit het risico op besmetting verder kan verkleinen.
    5. Zodra alle wearables correct op de huid van de deelnemer zijn geplaatst (zie paragraaf 1.2), zet u ze vast met een laag elastische therapeutische tape. Als extra fixatie nodig is, gebruik dan een elastische verbandwikkel met een donkere kleur en zorg ervoor dat overmatige compressie de metingen niet verandert (minder dan de capillaire occlusiedruk van 25 mm Hg gemeten door een conventionele bloeddrukmeter).
    6. Leg een zwarte doek over alle wearables om te voorkomen dat omgevingslicht binnendringt. Als het niet mogelijk is om het gebied met een doek af te dekken (ongeveer 6cm2), gebruik dan zwarte elastische therapeutische tape om het omgevingslicht te blokkeren.
  2. Plaatsing van NIRS-apparaten
    NOTITIE: Zorg ervoor dat NIRS wearables-apparaten zo worden geplaatst dat AAN/UIT- en instellingsknoppen gemakkelijk toegankelijk zijn.
    1. Prefrontale cortex: Plaats de NIRS-sonde op de linker of rechter dorsolaterale prefrontale cortex, ongeveer 10 mm boven de superciliaire boog van de deelnemer, vergelijkbaar met de plaatsing van de Fp1-elektrode volgens het gewijzigde internationale EEG 10-20-systeem21.
    2. m.Intercostales: Plaats de NIRS-sonde over de7e intercostale ruimte op de rechter voorste oksellijn 22,23,24. Als het om de een of andere reden niet over de rechterhemithorax is geplaatst, plaats het dan over de linkerhemithorax, maar het signaal van de hartslag kan aan de linkerkant meer uitgesproken zijn.
      1. Om de NIRS-penetratiediepte te bevestigen, gebruikt u een B-modus echografie om de afstand van het onderhuidse weefsel tot de buitenrand van de m.Intercostales te verifiëren. Zorg er voor metingen bij m.Intercostales voor dat de afstand tussen huid en spier minder is dan 15 mm.
    3. m.Vastus Lateralis: Plaats de NIRS-sonde 5 cm lateraal ten opzichte van het middelpunt van de denkbeeldige lijn en verbind de bovenrand van de knieschijf met de grote trochanter van het dijbeen 24,25,26.
      1. Om er zeker van te zijn dat de dikte van het vetweefsel (ATT) het register van het NIRS-signaal niet verandert, meet u de dikte van de huidplooi om de NIRS-penetratiedieptete bevestigen 27. Zorg er voor metingen bij m.Vastus Lateralis voor dat de ATT minder dan 20 mm is.
  3. Installatie van de NIRS-software
    1. Zodra alle NIRS-wearables correct zijn geplaatst (zie paragraaf 1.2), zet u ze AAN voordat u met de meting begint.
    2. Start de data-acquisitiesoftware van de fabrikant, maak een nieuw bestand aan en koppel de NIRS-wearables.
    3. Nadat alle NIRS-wearables met succes zijn gekoppeld, stelt u de bemonsteringsfrequentie in op 10 Hz voor gegevensverzameling en analoog-naar-digitaal-conversie voor de beoordeelde weefsels. Voor metingen van de prefrontale cortex past u de differentiële padlengtefactor (DPF) aan volgens de leeftijdsafhankelijke DPF voor elke deelnemer28. Stel voor spiermeting de DPF in op 4, zoals gebruikt in eerdere protocollen met atleten als proefpersonen29,30.

2. Kalibratie en instelling van de ergospirometer

  1. Volume kalibratie
    1. Open de software van de ergospirometer die door de fabrikant is geleverd om het kalibratieproces te starten.
    2. Bevestig de debietmeter aan een turbine van 28 mm met een spuitadapter. Sluit een gegolfde slang aan op de spuitadapter en de andere op een kalibratiespuit van 3 L.
    3. Voer zes terugtrekkings-/injectiemanoeuvres uit, waarbij u een constant debiet handhaaft. Na voltooiing bevestigt de software automatisch of de kalibratietest is geslaagd.
  2. Gas kalibratie
    NOTITIE: Zorg ervoor dat de stroomkalibratie is voltooid voordat u met de gaskalibratie begint.
    1. Kalibratie van de lucht
      1. Zorg ervoor dat de bemonsteringsleiding van de gasanalysator is losgekoppeld van de kalibratiepoort en vrij hangt. Initialiseer vervolgens het kalibratieproces.
      2. Tijdens de kalibratie wordt een stabiele vlakke lijn waargenomen, aangezien de concentraties zuurstof (O2) en kooldioxide (CO2) niet significant variëren (minder dan 5%). Zodra de luchtkalibratie met succes is voltooid, gaat u verder met de metabolische gaskalibratie.
    2. Kalibratie van metabolische gassen
      1. Open de gaskleppen en controleer of er voldoende druk aan het systeem wordt geleverd door de manometer te controleren (raadpleeg de fabrikant voor specifieke instructies).
      2. Sluit de monsterleiding aan op de kalibratiepoort en initialiseer het kalibratieproces. Voer een voorverwarming van 3 minuten uit voordat u met de kalibratie begint, zoals geadviseerd door de fabrikant.
      3. Als dit correct is gedaan, moeten na de voorverwarmingsperiode van 3 minuten twee vlakke lijnen in acht worden genomen: de ene fluctueert tussen kamerlucht (ongeveer 21,00% O2 en 0,04% CO2) en de andere tussen het kalibratiegas (16,00 % O2 en 5,00 % CO2).
      4. Koppel ten slotte de monsterleiding los van de kalibratiepoort en bevestig deze aan het mondstuk dat voor de komende test zal worden gebruikt.

3. Plaatsing van de ECG-elektrode (12 afleidingen)

  1. Bereid de huid voor door te exfoliëren met een crème en/of indien nodig haar van de plaatsen van de elektroden te scheren. Reinig de gebieden met een alcoholdoekje om eventuele oppervlakkige weefselresten te verwijderen.
  2. Plaats de ECG-elektroden als volgt31:
    1. Plaats de bipolaire draden (elektroden voor ledemaatafleidingen) als volgt: Linkerarm (LA): linkerkant van de subclaviculaire fossa; Rechterarm (RA): rechterkant van fossa subclavicularis; Linkerbeen (LL): voorste projectie van de linker heupkop; Rechterbeen (RL): voorste uitsteeksel van de rechter heupkop.
    2. Plaats de precordiale loodelektroden als volgt: V1: 4e intercostale ruimte rechts van het borstbeen; V2: 4eintercostale ruimte links van het borstbeen (in lijn met V1); V3: Halverwege tussen V2 en V4; V4: 5eintercostale ruimte ter hoogte van de midclaviculaire lijn; V5: voorste oksellijn op hetzelfde niveau als V4; V6: midaxillaire lijn op hetzelfde niveau als V4 en V5.

4. Incrementele maximale inspanningstest (cardiopulmonale inspanningstest, CPET)

  1. Vraag de deelnemer om op de fiets te zitten en zorg ervoor dat het zadel en het stuur op hun hoogte zijn afgesteld voor optimaal comfort en positionering.
    OPMERKING: Het wordt geadviseerd om de zithoogte zo in te stellen dat de knie licht gebogen is bij volledige extensie32. Het stuur moet zo worden geplaatst dat een lichte buiging van de ellebogen mogelijk is.
  2. Bevestig een pulsoximeter aan de oorlel van de deelnemer en zorg ervoor dat de plek schoon is door deze af te vegen met een alcoholdoekje.
  3. Leg het protocol uit en instrueer de deelnemer om voor, tijdens en na de test door het masker te ademen.
    OPMERKING: De deelnemer moet niet praten of fluiten tijdens het dragen van het masker, aangezien dit de meetwaarden van de ergospirometer kan beïnvloeden33.
  4. Zodra de deelnemer is gepositioneerd en voorbereid, laat u de deelnemer het rechterbeen uitstrekken en 2 minuten wachten op de startinstructie (eerste rustfase). Laat de deelnemer 6 minuten lang met een cadans tussen 80-100 tpm trappen met respectievelijk 0,6 W·kg-1 en 0,8 W·kg-1 voor dames/mannen (opwarmfase). Verhoog vervolgens de werklast met een snelheid van 20 W·min-¹ voor vrouwen en 25 W·min-¹ voor mannen totdat de deelnemer de uitputting bereikt (trainingsfase).
  5. Na het voltooien van de trainingsfase, instrueert u de deelnemer om stil te blijven staan en gedurende 3 minuten in het masker te blijven ademen (afkoel- of herstelfase).
  6. Zodra het trainingsprotocol is voltooid, verwijdert u voorzichtig de pulsoximeter van de oorlel, het masker, alle drie de NIRS-wearables en de ECG-elektroden.
    OPMERKING: Om de omgevingsconditie van het laboratorium te behouden (bijv. luchttemperatuur ~20 ± 2 °C, relatieve vochtigheid ~40% ± 5%), is dit een cruciaal criterium. Sommige deelnemers kunnen een hoge zweetsnelheid vertonen, wat de fixatie van apparaten op de huid verstoort en de registratie van NIRS-gegevens beïnvloedt. Het gebruik van ventilatoren kan helpen om warme thermoregulatie door zweten te verminderen.

Resultaten

Tijdens de voltooiing van een CPET werden de symptomen van kortademigheid, vermoeidheid van de benen en snelheid van waargenomen inspanning (RPE) gerapporteerd bij alle proefpersonen. Het complementaire gebruik van de NIRS-apparaten voegde geen ongemak toe aan de gevoelsbeoordeling van de proefpersonen. We hebben de CPET-beoordelingen ook niet stopgezet door een risicogebeurtenis die verband houdt met overmatige fysiologische stress.

We bestudeerden twee competitieve mannelijke wielrenners die waren gerekruteerd door een nationale wielerclub. De inclusiecriteria voor deze studie waren fysiek actieve deelnemers (≥150 min matige of ≥75 min krachtige fysieke activiteit per week) met een normale body mass index (20-25 kg·m-2). Uitsluitingscriteria voor deze studie waren een voorgeschiedenis van respiratoire, cardiovasculaire, metabole, musculoskeletale of neoplastische aandoeningen of een infectieus of inflammatoir proces ten minste 2 weken vóór de onderzoeksbeoordelingen.

De voltooiing van een CPET, vergezeld van niet-invasieve registratie van hemodynamische en weefseloxygenatieveranderingen als gevolg van metabole veranderingen veroorzaakt door verhoogde inspanningsintensiteit met behulp van apparaten die zijn uitgerust met NIRS-technologie, maakt de identificatie mogelijk van centrale beperkende factoren die verband houden met veranderingen in hersengebieden versus perifere beperkende factoren die verband houden met respiratoire of musculoskeletale reacties op verhoogde inspanningsintensiteit. Het testprotocol omvat een reeks stappen, waaronder de voorbereiding van de deelnemer, de uitvoering van de inspanningstest en het verzamelen van relevante fysiologische gegevens.

De succesvolle uitvoering van het CPET-NIRS-protocol wordt aangetoond door duidelijke en consistente gegevens over verschillende parameters. Tijdens de eerste rustfase worden metingen zoals hartslag (HR), pulszuurstofverzadiging (SpO2) en NIRS-metingen geregistreerd om een basislijn vast te stellen. De opwarmfase, gekenmerkt door trappen met een lage werklast, bereidt de deelnemer voor op de incrementele trainingsfase, waarbij de werklast geleidelijk toeneemt (zie figuur 1).

figure-results-1
Figuur 1: Experimenteel ontwerp van het schema van het oefenprotocol. Schematische weergave van de fasen van het inspanningsprotocol die in het onderzoek worden gebruikt, met de nadruk op belangrijke gebeurtenissen zoals rust (R), warming-up (W), oefening (E), afronden (F) en stoppen (S), die overeenkomen met de stroom van het cardiopulmonale inspanningstestprotocol. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Representatieve resultaten van de CPET- (Figuur 2) en NIRS-gegevens (Figuur 3 en Figuur 4) van twee mannelijke atleten die zijn beoordeeld onder gecontroleerde laboratoriumomgevingsomstandigheden (luchttemperatuur ~20 ± 2 °C; relatieve vochtigheid ~40% ± 5%) worden weergegeven: (i) Deelnemer 1 (Figuur 2A en Figuur 3) (leeftijd: 33 jaar, gewicht: 80 kg, lengte: 178 cm, Werklast max: 300 W, VO2-max: 46 ml·kg-1·min-1, VE: 177 l·min-1, HR-max (%voorspeld, 220 jaar): 100%, PetCO2: 27 mmHg); en (ii) Deelnemer 2 (Figuur 2B en Figuur 4) (leeftijd: 26 jaar, gewicht: 67 kg, lengte: 178 cm, werklast max: 300 W, VO2-max: 51 ml-kg-1,-min-1, VE: 131 l·min-1, HR-max (% voorspeld, 220 jaar): 93%, PetCO2: 33 mmHg).

Bij beide deelnemers zijn de VO2 (zuurstofverbruik), VCO2 (kooldioxideproductie), RQ (ademhalingsquotiënt, VCO2· VO 2-1), HR, VE (longventilatie) en RR (ademhalingsfrequentie) vertonen een continue stijging naarmate de trainingsintensiteit toeneemt totdat de maximale waarde van VO2 is bereikt (zie figuur 2).

figure-results-2
Figuur 2: Veranderingen in fysiologische variabelen beoordeeld tijdens CPET. De progressie van fysiologische variabelen gemeten tijdens cardiopulmonale inspanningstests, waaronder zuurstofverbruik (VO2), minuutventilatie (VE), end-tidal CO2-druk (PetCO2) en vermogen (watt), wordt weergegeven. De overgangen tussen beademingsdrempels 1 en 2 (VT1 en VT2) worden aangegeven binnen de inspanningsfasen. (a) deelnemer 1 en (b) deelnemer 2. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

De NIRS-gegevens gaven inzicht in de lokale metabole vraag tijdens CPET. De door inspanning geïnduceerde veranderingen die worden waargenomen in het doelweefsel (spieren versus hersenen) variëren afhankelijk van het specifieke weefsel en de intensiteit van de geanalyseerde oefening. Daarom is een nuttig fysiologisch kader om de door inspanning geïnduceerde NIRS-gegevens te interpreteren het driefasische model van inspanningsintensiteit voorgesteld door Skinner en McLellan34. In dit model bakenen de auteurs drie zones af die door VT's worden gedefinieerd: Fase I of aëroob, (ii) Fase II of aërobe anerobische overgang, en (ii) Fase III of "metabole instabiliteit".

Bij inspanningsintensiteiten onder VT2 (fasen I en II) zal een afname van O2-Hb en een toename van H-Hb optreden op spierniveau - als er geen significante variatie is in T-Hb als parameter van de lokale bloedstroom. Ons CPET-NIRS-protocol bestaat uit cyclische oefeningen met repetitieve spiersamentrekkingen/-ontspanningen, dus er wordt minimale variatie in T-Hb verwacht. Door inspanning geïnduceerde veranderingen variëren echter, afhankelijk van het doelspierweefsel dat wordt geëvalueerd. In locomotorische spieren, zoals de m.Vastus Lateralis, induceert de progressieve toename van de inspanningsintensiteit, veranderingen in de NIRS-gegevens die gepaard gaan met de werkbelasting (zie figuur 3A). Daarentegen zijn bij bijkomende ademhalingsspieren, zoals de m.Intercostales, veranderingen gelijktijdig met ademhalingsveranderingen in plaats van met werkbelasting (zie figuur 3B). Bij PFC wordt een toename van O2-Hb, H-Hb en T-Hb waargenomen omdat de bloedstroom groter is dan de lokale vraag die wordt veroorzaakt door inspanning; ook was er een lichte daling van de TSI te zien (zie figuur 3C). In alle geëvalueerde weefsels neemt de TSI-parameter af naarmate de inspanningsintensiteit toeneemt, waardoor de veranderingen in m.Vastus Lateralis beruchter zijn dan m.Intercostales en PFC (zie figuur 3D).

figure-results-3
Figuur 3: Voorbeeld van centrale beperking (deelnemer 1). NIRS-gegevens tijdens het CPET-protocol (gebeurtenissen: W = warming-up, E = oefening, VT1 = beademingsdrempel 1 of aërobe beademingsdrempel, VT2 = beademingsdrempel 2 of anaërobe beademingsdrempel, F = Voltooide inspanning of VO2-max). (A) m.Vastus Lateralis, (B) m.Intercostales en (C) Prefrontale cortex (PFC).   Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Naarmate de door inspanning geïnduceerde metabolische vraag toeneemt, met name bij intensiteiten boven VT2 (fase III of "metabole instabiliteit"), treden interessante fysiologische reacties op die moeten worden bestudeerd, zowel op spier- (locomotorische en ademhalingsspieren) als op PFC-niveaus. Deze bestaan uit een duidelijke afname van O2-Hb en tHb, naast een opmerkelijke toename van H-Hb, aspecten die de uitgesproken daling van de TSI ondersteunen.

Bij proefpersonen met een hoge beademingsbehoefte tijdens intensieve inspanning veroorzaakt de exponentiële toename van VE en RR verhoogde hyperventilatie vanwege de toename van CO2 van "metabole oorsprong". Deze hyperventilatie kan uitgesproken vasoconstrictie van de hersenen veroorzaken, waardoor de prestaties worden beperkt door centrale beperking, zoals te zien is in dit representatieve onderwerp. Theoretisch zijn de veranderingen die in de NIRS-gegevens worden waargenomen het gevolg van vasoconstrictie van de hersenen veroorzaakt door de hypocapnie die wordt afgeleid uit de abrupte afname van de druk end-tidal van CO2 (PetCO2) geregistreerd in de CPET (zie figuur 2). Het is aangetoond dat deze fysiologische veranderingen een hoge relatie hebben met verhoogde kortademigheid veroorzaakt door inspanning, geregistreerd met behulp van de gewijzigde schaalvan Borg 35,36.

Aan de andere kant vertonen proefpersonen met een hoge locomotorische vraag maar geen hoge respiratoire vraag geen hersenvasoconstrictie door hypocapnie. Bijgevolg kunnen NIRS-gegevens veranderingen blijven weerspiegelen zoals die worden waargenomen bij matige inspanningsintensiteiten. Bij deze proefpersonen worden de trainingsprestaties beperkt door perifere in plaats van centrale beperkende factoren (zie figuur 4). Het is aangetoond dat deze fysiologische veranderingen een hoge relatie hebben met verhoogde vermoeidheid van de benen veroorzaakt door inspanning.

figure-results-4
Figuur 4: Voorbeeld van perifere beperking (deelnemer 2). NIRS-gegevens tijdens het CPET-protocol (gebeurtenissen: W = warming-up, E = oefening, VT1 = beademingsdrempel 1 of aërobe beademingsdrempel, VT2 = beademingsdrempel 2 of anaërobe beademingsdrempel, F = voltooide inspanning of VO2-max). (A) m.Vastus Lateralis, (B) m.Intercostales en (C) Prefrontale cortex (PFC). Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken. 

Discussie

Er is een aanzienlijk potentieel in het gebruik van NIRS-wearables als een aanvullend hulpmiddel bij CPET voor het evalueren van atletische prestaties en het identificeren van centrale en perifere inspanningsbeperkende factoren bij aerobe of duursporters, aangezien NIRS-technologie zijn geldigheid en betrouwbaarheid heeft bewezen bij het beoordelen van microvasculaire hemodynamica in zowel cerebrale als spierregio's37,38. Om de voordelen van deze technologie te maximaliseren, moeten echter verschillende overwegingen worden aangepakt om nauwkeurige metingen te garanderen.

Algemene richtlijnen voor de plaatsing van draagbare NIRS-apparaten omvatten het aanpassen van de positionering aan het doelweefsel en het zorgen voor een veilige hechting aan de huid van de deelnemer, aangezien beweging tijdens het sporten van invloed kan zijn op NIRS-signalen (artefacten)7. Om dit te bereiken, moet het apparaat volledig in contact staan met de huid en worden bevestigd met dubbelzijdig plakband, zodat lichtstralers en detectoren vrij zijn. Voor extra stabiliteit kan elastische therapeutische tape over het apparaat worden aangebracht. Wanneer het apparaat op een ledemaat wordt geplaatst die tijdens het sporten actief wordt ingeschakeld, zoals de m.Vastus Lateralis, kan een elastische verbandwikkel worden gebruikt voor extra stabiliteit tijdens het fietsen. Het vermijden van overmatige compressie rond de NIRS-optoden is echter cruciaal, omdat dit de lokale bloedstroom kan veranderen en mogelijk de nauwkeurigheid van de NIRS-metingen kan beïnvloeden (de druk is niet hoger dan de capillaire perfusiedruk, ~25 mm Hg)7. Het wordt aanbevolen dat alle tape of verband die over het NIRS-apparaat wordt gebruikt, zwart is om interferentie door omgevingslicht te voorkomen39,40. Bovendien kan gedimde verlichting in de testomgeving mogelijke verstoringen van de nauwkeurigheid van het NIRS-signaal tot een minimum beperken.

Hoewel de juiste plaatsing en bevestiging van de apparaten essentieel zijn, is het net zo belangrijk om rekening te houden met individuele anatomische kenmerken die van invloed kunnen zijn op NIRS-metingen. Een belangrijke beperking is dat de nauwkeurigheid van NIRS-metingen kan worden beïnvloed door factoren zoals de dikte van het vetweefsel (ATT)41,42. De maximale penetratiediepte voor NIRS is ongeveer de helft van de afstand tussen de lichtbron en detector43. Naarmate ATT toeneemt, neemt het aandeel van het NIRS-signaal dat afkomstig is van de onderliggende skeletspier af11. Deze vermindering van de signaalbijdrage resulteert in lagere niveaus van O2-Hb en H-Hb, naast andere chromoforen42. Daarom wordt aanbevolen om ATT te meten om een goede lichtpenetratie in de spier te garanderen. Hiervoor kan een schuifmaat of echografie worden gebruikt, omdat beide methoden de lichaamssamenstelling van atleten nauwkeurig beoordelen; Dit laatste biedt echter een superieure nauwkeurigheid en kan de voorkeur hebben44.

Naast ATT wordt de nauwkeurigheid van NIRS-metingen ook beïnvloed door de differentiële weglengtefactor (DPF), die wordt gebruikt om concentraties van O 2-Hb en H-Hb te berekenen volgens de gewijzigde Beer-Lambert-wet45. De meeste commerciële NIRS-apparaten maken gebruik van continu-golfsystemen die licht uitstralen met een constante intensiteit en uitgaan van een constante DPF11. DPF is echter geen vaste waarde, omdat deze varieert als gevolg van individuele anatomische verschillen, waaronder schedel en ATT41,46. Bovendien kunnen variabiliteit in DPF tussen individuen en verschillen in anatomische kenmerken tussen geslachten, zoals variaties in botten, spiermassa en verdeling van vetweefsel, ook van invloed zijn op de nauwkeurigheid van metingen28. Vanwege de aanname van een constante DPF kunnen deze apparaten alleen relatieve veranderingen in O 2-Hb en H-Hb meten vanaf een basislijn in plaats van absolute waarden11 te geven. Daarom, hoewel NIRS-technologie waardevol is voor het monitoren van trends in weefseloxygenatie, moet voorzichtigheid worden betracht bij het interpreteren van deze metingen. Verder onderzoek moet zich richten op het ontwikkelen van methoden om DPF in hersen- en spierweefsel nauwkeurig te schatten. In de tussentijd wordt aanbevolen om de DPF-waarden die in onderzoeken worden gebruikt, te documenteren om de reproduceerbaarheid van de resultaten te verbeteren.

Een ander anatomisch kenmerk dat van invloed kan zijn op NIRS-metingen is de melanineconcentratie van de huid. Melanine is, samen met hemoglobine, een primaire chromofoor in de huid47. Personen met een donkerdere huidpigmentatie hebben grotere en meer geconcentreerde melanosomen, wat kan leiden tot een grotere signaalverzwakking als gevolg van verhoogde lichtabsorptie7. De sterkte van het gedetecteerde signaal hangt af van het licht dat door chromoforen wordt geabsorbeerd, de lichtverstrooiingseigenschappen van het weefsel en de afstand tussen de lichtbron en de detector47. Bijgevolg kunnen hogere melanineconcentraties de NIRS-signaalkwaliteit verstoren, wat leidt tot verzwakte zuurstofweefselverzadigingsmetingen, voornamelijk op spierniveau48,49. Om rekening te houden met deze variaties en de interpreteerbaarheid van NIRS-gegevens in diverse populaties te verbeteren, wordt aanbevolen om huidpigmentatie te rapporteren met behulp van de Fitzpatrick-classificatieschaal7 voor huidtypeclassificatie.

Wat betreft de toepasbaarheid van dit protocol bij het voorschrijven van inspanningen, is NIRS-technologie voornamelijk gebruikt om het spiermetabolisme tijdens duurtraining te beoordelen, met name in protocollen waarbij substraatoxidatie dient als de belangrijkste energiebron voor ATP-resynthese. Er is beperkt bewijs beschikbaar over de toepassing ervan bij weerstandstraining, maar een literatuuronderzoek suggereert dat de acute effecten van krachttraining op TSI afhankelijk zijn van de samenstelling van spiervezels. Met name spieren met een hoger aandeel type I-vezels, zoals de m.Vastus Lateralis , vertonen een grotere ΔTSI in vergelijking met andere spiergroepen die met dezelfde intensiteit worden getraind. Niettemin blijft een aanzienlijke heterogeniteit in de onderzoeksmethodologieën de generalisatie van de gerapporteerde bevindingen beperken. De voorlopige resultaten van deze studie, samen met toekomstige publicaties van gestandaardiseerde protocollen, zullen bredere toepassingen van deze technologie ondersteunen voor het voorschrijven van trainingsintensiteit in verschillende contexten50.

Concluderend vertegenwoordigen draagbare NIRS-apparaten een aanzienlijke vooruitgang in niet-invasieve monitoring van hemodynamische reacties op microvasculair niveau tijdens inspanning, als aanvulling op de cardiopulmonale variabelen die door CPET worden beoordeeld. In tegenstelling tot invasieve methoden biedt NIRS real-time gegevens over de balans tussen zuurstofafgifte en -verbruik zonder de natuurlijke beweging van de atleet te verstoren. Deze technologie identificeert effectief centrale en perifere inspanningsbeperkende factoren door veranderingen in O2-Hb, H-Hb en TSI in verschillende weefsels en trainingsintensiteiten te detecteren. De gedetailleerde inzichten in variaties in metabole vraag en fysiologische reacties benadrukken het potentieel van NIRS om trainingsprogramma's te optimaliseren en atletische prestaties te verbeteren. Bovendien biedt het vermogen van NIRS om cerebrale en musculaire microvasculaire hemodynamica te beoordelen nieuwe mogelijkheden om fysiologische reacties op verschillende trainingsmodaliteiten en intensiteiten te onderzoeken. Over het algemeen is NIRS-technologie veelbelovend voor het bevorderen van ons begrip van de menselijke fysiologie en het bijdragen aan onderzoek in de bewegingswetenschap, en biedt het een waardevol hulpmiddel voor het verbeteren van atletische prestaties en het verfijnen van trainingsstrategieën.

Openbaarmakingen

De auteurs verklaren dat er geen sprake is van belangenverstrengeling.

Dankbetuigingen

We danken alle deelnemers aan dit onderzoek en het technisch laboratoriumpersoneel voor hun steun bij de metingen die zijn uitgevoerd in het Laboratorium voor Inspanningsfysiologie. De auteurs FC-B en ME-R werden gedeeltelijk ondersteund door de III, IV en V Research & Innovation Competitions van de School Health Sciences (Faculteit Geneeskunde, Pontificia Universidad Católica de Chile). De auteur RC-C werd gefinancierd door Project ondersteund door de Competition for Research Regular Projects, jaar 2023, code LPR23-17, Universidad Tecnológica Metropolitana.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
Column ScaleSECA711Er zijn talrijke alternatieven voor dit item
Portable Stadiometer SECA217Er zijn talrijke alternatieven voor dit item
12-lead ECGCOSMEDQuark T12xEen 12-lead ECG geeft een beter begrip van HR tijdens oefening en vergemakkelijkt de detectie van aritmieën.
Pulse OxymeterCOSMEDGeïntegreerde pulse oxymeter
ErgoespirometerCOSMEDQuark-CPETCalibratiegas en kalibratiespuit zijn inbegrepen
Cycle-ergometerErgoline GmHViaSprint 150PEr zijn talrijke alternatieven voor dit item. Moet de compatibiliteit met de geleverde software verzekeren
NIRS weareableArtinis Medical SystemsPortaliteDe gearticuleerde NIRS weareable past zich aan aan het oppervlak waar het wordt geplaatst. 
NIRS weareableArtinis Medical SystemsPortamonPortamon apparaat levert betere resultaten op oppervlakken met veel vetweefsel.
Metabolic Data Management Software (OMNIA)COSMEDSoftware zal variëren afhankelijk van de gekozen systeem
NIRS Data Management Software (Oxysoft)Artinis Medical SystemsSoftware zal variëren afhankelijk van het gekozen apparaat
Wireless Probe Type Ultrasound ScannerSONUSDuo LCEr zijn talrijke alternatieven voor dit item

Referenties

  1. Bassett, D. R. Limiting factors for maximum oxygen uptake and determinants of endurance performance. Med Sci Sports Exerc. 70 (1), 12-25 (2000).
  2. Seiler, S. What is best practice for training intensity and duration distribution in endurance athletes. Int J Sports Physiol Perform. 5 (3), 276-291 (2010).
  3. Palange, P., et al. Recommendations on the use of exercise testing in clinical practice. Eur Respir J. 29 (1), 185-209 (2006).
  4. Contreras-Briceño, F., et al. Intercostal muscles oxygenation and breathing pattern during exercise in competitive marathon runners. Int J Environ Res Public Health. 18 (16), 8287(2021).
  5. Mier, C. M., Alexander, R. P., Mageean, A. L. Achievement of VO2max criteria during a continuous graded exercise test and a verification stage performed by college athletes. J Strength Cond Res. 26 (10), 2648-2654 (2012).
  6. Racinais, S., Buchheit, M., Girard, O. Breakpoints in ventilation, cerebral and muscle oxygenation, and muscle activity during an incremental cycling exercise. Front Physiol. 5, 142(2014).
  7. Perrey, S., Quaresima, V., Ferrari, M. Muscle oximetry in sports science: An updated systematic review. Sports Med. 54 (4), 975-996 (2024).
  8. Contreras-Briceño, F., et al. Determination of the respiratory compensation point by detecting changes in intercostal muscles oxygenation by using near-infrared spectroscopy. Life (Basel). 12 (3), 444(2022).
  9. Kozlova, S. G. The use of near-infrared spectroscopy in the sport-scientific context. J Neurol Neurol Diord. 4 (2), 203(2018).
  10. Perrey, S. Non-invasive NIR spectroscopy of human brain function during exercise. Methods. 45 (4), 289-299 (2008).
  11. Barstow, T. J. Understanding near infrared spectroscopy and its application to skeletal muscle research. J Appl Physiol. 126 (5), 1360-1376 (2019).
  12. Kowalski, T., et al. Respiratory muscle training induces additional stress and training load in well-trained triathletes—randomized controlled trial. Front Physiol. 14, 1264265(2023).
  13. Espinosa-Ramírez, M., et al. Sex-differences in the oxygenation levels of intercostal and vastus lateralis muscles during incremental exercise. Front Physiol. 12, 738063(2021).
  14. Perrey, S. Evaluating brain functioning with NIRS in sports: Cerebral oxygenation and cortical activation are two sides of the same coin. Front Neuroergonomics. 3, 1022924(2022).
  15. Thomas, R., Perrey, S. Prefrontal cortex oxygenation and neuromuscular responses to exhaustive exercise. Eur J Appl Physiol. 102 (2), 153-163 (2007).
  16. Kirby, B. S., Clark, D. A., Bradley, E. M., Wilkins, B. W. The balance of muscle oxygen supply and demand reveals critical metabolic rate and predicts time to exhaustion. J Appl Physiol. 130 (6), 1915-1927 (2021).
  17. Perrey, S. Training monitoring in sports: It is time to embrace cognitive demand. Sports (Basel). 10 (4), 56(2022).
  18. Angius, L., et al. Transcranial direct current stimulation over the left dorsolateral prefrontal cortex improves inhibitory control and endurance performance in healthy individuals. Neuroscience. 419, 34-45 (2019).
  19. Dempsey, J. A., McKenzie, D. C., Haverkamp, H. C., Eldridge, M. W. Update in the understanding of respiratory limitations to exercise performance in fit, active adults. Chest. 134 (3), 613-622 (2008).
  20. Peltonen, J. E., et al. Cerebral and muscle deoxygenation, hypoxic ventilatory chemosensitivity and cerebrovascular responsiveness during incremental exercise. Respir Physiol Neurobiol. 169 (1), 24-35 (2009).
  21. Klem, G. H., Lüders, H. O., Jasper, H. H., Elger, C. The ten-twenty electrode system of the International Federation. Electroencephalogr Clin Neurophysiol Suppl. 52, 3-6 (1999).
  22. Vogiatzis, I., et al. Intercostal muscle blood flow limitation in athletes during maximal exercise. J Physiol. 587 (14), 3665-3677 (2009).
  23. Vogiatzis, I., et al. Intercostal muscle blood flow limitation during exercise in chronic obstructive pulmonary disease. Am J Respir Crit Care Med. 182 (9), 1105-1113 (2010).
  24. Contreras-Briceño, F., et al. Reliability of NIRS portable device for measuring intercostal muscles oxygenation during exercise. J Sports Sci. 37 (23), 2653-2659 (2019).
  25. Crum, E. M., O'Connor, W. J., Van Loo, L., Valckx, M., Stannard, S. R. Validity and reliability of the Moxy oxygen monitor during incremental cycling exercise. Eur J Sport Sci. 17 (8), 1037-1043 (2017).
  26. Vogiatzis, I., et al. Quadriceps muscle blood flow and oxygen availability during repetitive bouts of isometric exercise in simulated sailing. J Sports Sci. 29 (10), 1041-1049 (2011).
  27. Grassi, B., Quaresima, V. Near-infrared spectroscopy and skeletal muscle oxidative function in vivo in health and disease: A review from an exercise physiology perspective. J Biomed Opt. 21 (9), 091313(2016).
  28. Duncan, A., et al. Measurement of cranial optical path length as a function of age using phase resolved near infrared spectroscopy. Pediatr Res. 39 (5), 889-894 (1996).
  29. Aebi, M. R., Willis, S. J., Girard, O., Borrani, F., Millet, G. P. Active preconditioning with blood flow restriction or/and systemic hypoxic exposure does not improve repeated sprint cycling performance. Front Physiol. 10, 1393(2019).
  30. Cocking, S., et al. Repeated sprint cycling performance is not enhanced by ischaemic preconditioning or muscle heating strategies. Eur J Sport Sci. 21 (2), 166-175 (2021).
  31. Kligfield, P., et al. Recommendations for the standardization and interpretation of the electrocardiogram. J Am Coll Cardiol. 49 (10), 1109-1127 (2007).
  32. Dillon, H. T., et al. The effect of posture on maximal oxygen uptake in active healthy individuals. Eur J Appl Physiol. 121 (5), 1487-1498 (2021).
  33. DeCato, T. W., Haverkamp, H., Hegewald, M. J. Cardiopulmonary exercise testing (CPET). Am J Respir Crit Care Med. 201 (1), P1-P2 (2020).
  34. Skinner, J. S., Mclellan, T. H. The transition from aerobic to anaerobic metabolism. Res Q Exerc Sport. 51 (1), 234-248 (1980).
  35. Elmberg, V., et al. Reference equations for breathlessness during incremental cycle exercise testing. ERJ Open Res. 9 (2), 00566-02022 (2023).
  36. Borg, G. A. Psychophysical bases of perceived exertion. Med Sci Sports Exerc. 14 (5), 377-381 (1982).
  37. Perrey, S. Could near infrared spectroscopy be the new weapon in our understanding of the cerebral and muscle microvascular oxygen demand during exercise. J Sport Health Sci. 13 (4), 457-458 (2024).
  38. Orcioli-Silva, D., et al. Cerebral and muscle tissue oxygenation during exercise in healthy adults: A systematic review. J Sport Health Sci. 13 (4), 459-471 (2024).
  39. Kovalenko, B., Roskosky, M., Freedman, B. A. Effect of ambient light on near infrared spectroscopy. J Trauma Treat. 04 (03), (2014).
  40. Wik, L. Near-infrared spectroscopy during cardiopulmonary resuscitation and after restoration of spontaneous circulation: A valid technology. Curr Opin Crit Care. 22 (3), 191-198 (2016).
  41. Pirovano, I., et al. Effect of adipose tissue thickness and tissue optical properties on the differential pathlength factor estimation for NIRS studies on human skeletal muscle. Biomed Opt Express. 12 (1), 571(2021).
  42. Van Beekvelt, M. C. P., Borghuis, M. S., Van Engelen, B. G. M., Wevers, R. A., Colier, W. N. J. M. Adipose tissue thickness affects in vivo quantitative near-IR spectroscopy in human skeletal muscle. Clin Sci (Lond). 101 (1), 21-28 (2001).
  43. Homma, S. Influence of adipose tissue thickness on near infrared spectroscopic signal in the measurement of human muscle. J Biomed Opt. 1 (4), 418(1996).
  44. Gomes, A. C., et al. Body composition assessment in athletes: Comparison of a novel ultrasound technique to traditional skinfold measures and criterion DXA measure. J Sci Med Sport. 23 (11), 1006-1010 (2020).
  45. Delpy, D. T., Cope, M., Zee, P. V. D., Arridge, S., Wray, S., Wyatt, J. Estimation of optical pathlength through tissue from direct time of flight measurement. Phys Med Biol. 33 (12), 1433-1442 (1988).
  46. Talukdar, T., Moore, J. H., Diamond, S. G. Continuous correction of differential path length factor in near-infrared spectroscopy. J Biomed Opt. 18 (5), 056001(2013).
  47. Zonios, G., Bykowski, J., Kollias, N. Skin melanin, hemoglobin, and light scattering properties can be quantitatively assessed in vivo using diffuse reflectance spectroscopy. J Invest Dermatol. 117 (6), 1452-1457 (2001).
  48. Patel, N. A., Bhattal, H. S., Griesdale, D. E., Hoiland, R. L., Sekhon, M. S. Impact of skin pigmentation on cerebral regional saturation of oxygen using near-infrared spectroscopy: A systematic review. Crit Care Explor. 6 (2), e1049(2024).
  49. Wassenaar, E. B., Van Den Brand, J. G. H. Reliability of near-infrared spectroscopy in people with dark skin pigmentation. J Clin Monit Comput. 19 (3), 195-199 (2005).
  50. Miranda-Fuentes, C., et al. Changes in muscle oxygen saturation measured using wireless near-infrared spectroscopy in resistance training: A systematic review. Int J Environ Res Public Health. 18 (8), 4293(2021).

Herprints en machtigingen

Trefwoorden

Beperking van de inspanningweefseloxygenatiecentrale beperkingperifere beperkingVO2 max testspieroxygenatieprefrontale cortexinspanningsfysiologie
Draagbare apparaten met nabij-infraroodspectroscopie gebruiken om centrale versus perifere beperkingen tijdens het sporten te identificeren
Neem contact met ons op
Aanbevelen aan bibliotheek

Privacy

Gebruiksvoorwaarden

Beleid

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Alle rechten voorbehouden.