Sprzężenie nerwowo-naczyniowe mięśni szkieletowych, zdolność oksydacyjna i funkcja mikrokrążenia dzięki spektroskopii bliskiej podczerwieni "One Stop Shop"

Szczegółowymi celami tego eksperymentu jest nieinwazyjna ocena zdolności oksydacyjnej mięśni szkieletowych, ocena regulacji przepływu krwi w mięśniach szkieletowych podczas ćwiczeń oraz pomiar reaktywnej przekrwienia. Metody te mogą pomóc odpowiedzieć na ważne pytania związane z patofizjologią nietolerancji wysiłku fizycznego i chorób sercowo-naczyniowych. Główną zaletą tej techniki jest to, że możemy nieinwazyjnie ocenić funkcję makro i mikronaczyń krwionośnych oraz zdolność oksydacyjną szkieletu w dowolnym środowisku klinicznym lub laboratoryjnym.

Ogólnie rzecz biorąc, osoby, które dopiero zaczynają korzystać z tej metody, będą miały trudności ze względu na zależny od operatora charakter spektroskopii w bliskiej podczerwieni. Ważne jest, aby uzyskać spójne i dokładne umieszczenie sondy, ponieważ niewielkie odchylenia od optymalnego umieszczenia mogą mieć duży wpływ na jakość sygnału. Zacznij od poinstruowania badanego, aby leżał na wznak z nogami w komorze LBNP, tak aby linia pasa była w przybliżeniu równa z otwarciem pudełka LBNP.

Następnie optymalnie umieść trzy elektrody elektrokardiogramu na badanym, dwie w dolnej lokalizacji środkowej obojczyka i jedną po lewej stronie pacjenta przyśrodkowo do grzebienia biodrowego. Aby kontynuować, umieść nieinwazyjny moduł ciśnieniomierza na dominującym nadgarstku pacjenta. Korzystaj z prawidłowo skalibrowanych mankietów do pomiaru ciśnienia krwi na palcach.

Umieść je na każdym palcu. Teraz poinstruuj badanego, aby chwycił HGD swoją niedominującą ręką w lekko uwiedzionej pozycji. Poproś fotografowaną osobę o wygodne ułożenie ramienia na stoliku nocnym, a następnie dostosuj odległość i kąt HGD, aby uzyskać optymalną siłę chwytu przy minimalnym ruchu ramienia.

Następnie przymocuj HGD do stolika nocnego. Następnie zmierz maksymalne dobrowolne skurczenie się podmiotu. Powiedz to uczestnikowi, gdy zostaniesz poproszony o ściśnięcie HGD tak mocno, jak to możliwe, używając tylko mięśni dłoni i przedramienia.

Podmiot musi powstrzymać się od rekrutacji mięśni ramienia, klatki piersiowej, barku lub brzucha. Wykonaj trzy pomiary w odstępie 60 sekund i zapisz największą wywieraną siłę. Następnie umieść mankiet do szybkiego pompowania wokół ramienia ćwiczącej ręki.

Podłącz przewód powietrzny od regulatora szybkiego pompowania do mankietu. Następnie wykonaj badanie palpacyjne zginacza palca głębokiego i zaznacz jego granice. Następnie oczyść skórę nad mięśniem chusteczką nasączoną alkoholem i umieść sondę NIR na środku brzucha mięśnia.

Właściwa identyfikacja zginacza palca głębokiego ma kluczowe znaczenie dla prawidłowego umieszczenia sondy bliskiej podczerwieni. Aby to zrobić, poinstruuj badanego, aby lekko chwycił dynamometr, jednocześnie dotykając przedniej przyśrodkowej części przedramienia. Przymocuj sondę bezpiecznie do przedramienia i owiń ją ciemną szmatką, aby zminimalizować zakłócenia powodowane przez światło otoczenia.

Po zakończeniu instrumentacji poinstruuj pacjenta, aby leżał nieruchomo przez dwie minuty i zanotował początkową wartość wyjściową nasycenia tkanek przed zamknięciem mankietu. Następnie napompuj mankiet na ramieniu do co najmniej 30 milimetrów słupa rtęci powyżej skurczowej przez pięć minut. Bardzo ważne jest, aby obiekt był nieruchomy i zrelaksowany podczas wszystkich pomp i opróżnień mankietu, aby zminimalizować artefakty ruchu.

Teraz zapisz najniższą wartość wysycenia tkanek podczas niedrożności mankietu. Po opróżnieniu mankietu pozwól badanemu powrócić do spoczynkowych wartości bazowych. Gdy badany utrzyma spoczynkową linię bazową przez co najmniej jedną pełną minutę, poinstruuj pacjenta, aby ścisnął i utrzymywał izometryczny uścisk dłoni na poziomie 50% maksymalnego dobrowolnego skurczu.

Zachęć badanego do utrzymania skurczu izometrycznego, aż tkanka zmniejszy się o 50%Następnie powiedz badanemu, aby rozluźnił rękę i że nie jest już potrzebne więcej ćwiczeń ani ruchu. W ciągu trzech do pięciu sekund wykonaj szybką serię okluzji mankietu składającą się z 18 napompowań i deflacji o coraz dłuższym czasie trwania. Po 18. serii poinstruuj badanego, aby odpoczął i pozostał tak nieruchomo, jak to możliwe.

Gdy nasycenie powróci do wartości wyjściowej przez co najmniej dwie minuty, powtórz 18 okluzji mankietu jeszcze raz. Oprzyrząduj obiekt jak poprzednio i zamknij go w komorze LBNP. Upewnij się, że uszczelka jest szczelna.

Następnie, gdy badany leży nieruchomo i jest w spoczynku, zbierz trzy minuty danych wyjściowych. Po trzech minutach włącz próżnię, aby obniżyć ciśnienie w komorze o 20 do 30 milimetrów słupa rtęci. Uruchom odkurzacz na dwie minuty, monitorując reakcję obiektu.

Po upływie pięciu minut wyłącz odkurzacz i pozwól badanemu odpocząć przez trzy minuty. Następnie, w ósmej minucie, zainicjuj komunikat głosowy, który poprowadzi osobę przez rytmiczne ćwiczenie uścisku dłoni przy maksymalnym dobrowolnym skurczu 20%. Obserwuj, że obiekt utrzymuje stały ścisk na poziomie 20% maksimum i całkowicie rozluźnia się między uchwytami.

Rób to do 11 minuty. Następnie włącz odkurzacz, podczas gdy osoba badana kontynuuje ćwiczenie. Po dwóch minutach wyłącz odkurzacz i poproś badanego o kontynuowanie ćwiczenia przez kolejne dwie minuty.

Kiedy to się skończy, pozwól obiektowi spokojnie odpocząć i leżeć nieruchomo. Ocena zdolności oksydacyjnej mięśni szkieletowych pochodząca z NIRS obejmuje profil nasycenia tkanek podczas pięciominutowego protokołu zamknięcia mankietu tętniczego, ćwiczenia chwytu dłoni i przerywanej niedrożności tętnic podczas rekonwalescencji po wysiłku. Oczekiwany profil desaturacji-resaturacji tkanek pokazuje, że podczas przerywanej niedrożności tętnic w okresie rekonwalescencji szybkość desaturacji jest wprost proporcjonalna do szybkości zużycia tlenu przez mięśnie.

Obliczone dane dotyczące odzyskiwania zużycia tlenu przez mięśnie powinny pasować do krzywej monowykładniczej i wyprowadzić stałą czasu regeneracji. Profil reaktywnego przekrwienia uzyskany na podstawie NIRS dostarcza cennych informacji na temat reaktywności naczyń krwionośnych, a test jest łatwy do dostosowania i ma znaczenie kliniczne. U zdrowej osoby z grupy kontrolnej, gdy LBNP nakłada się na łagodny uchwyt dłoni, odruchowy spadek natlenienia mięśni jest osłabiony o około 50%Brak osłabienia aktywności nerwu współczulnego podczas ćwiczeń zaburza równowagę między dostarczaniem a wykorzystaniem tlenu i powoduje funkcjonalne niedokrwienie mięśni.

Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak nieinwazyjnie oceniać zdolność oksydacyjną mięśni szkieletowych, reaktywne przekrwienie i funkcjonalną sympatykolizę za pomocą dostępnej na rynku spektroskopii w bliskiej podczerwieni. Podczas próby wykonania tej procedury ważne jest, aby umożliwić badanym odpowiednią regenerację między każdym bodźcem. Po opanowaniu tego zbierania danych można zakończyć w ciągu 60 minut lub krócej.

Po tej procedurze można zastosować inne metody, takie jak spektroskopia korelacji rozproszonej, która ocenia perfuzję mikronaczyniową, aby zapewnić dalszy mechanistyczny wgląd w dostarczanie i wykorzystanie tlenu w mięśniach szkieletowych.