Ближняя инфракрасная спектроскопия при реактивной гиперемии для оценки сосудистой функции нижних конечностей
22 марта 2024 г.
В данной статье мы описываем неинвазивный подход с использованием ближней инфракрасной спектроскопии для оценки реактивной гиперемии в нижней конечности. Этот протокол обеспечивает стандартизированную оценку сосудистой и микрососудистой реакции, которая может быть использована для определения наличия сосудистой дисфункции, а также эффективности терапевтических вмешательств.
Наши исследования сосредоточены на понимании того, как нарушения функции сосудов и кровотока способствуют снижению физической функции с возрастом и возрастными сердечно-сосудистыми заболеваниями. Мы также стремимся разрабатывать новые методы лечения и физические упражнения, которые нацелены на функцию сосудов и повышают физическую способность и качество жизни людей, живущих с сердечно-сосудистыми заболеваниями. Различия в протоколах тестирования, отсутствие подробных, воспроизводимых методов NIRS и отсутствие единообразия в описании, представлении и анализе параметров ответа NIRS затрудняют сравнение отдельных испытаний.
Это ограничивает сопоставление данных для мета-анализа и формулирование рекомендаций по клинической оценке. По сравнению с плетизмографией, ЯРБ имеет высокое временное разрешение и непосредственно оценивает изменения микроциркуляторного русла. По сравнению с ультразвуком, NIRS не требует сложного анализа изображений или внутривенного введения контрастных веществ.
Относительная простота и доступность NIRS означает, что пользователи могут быть быстро обучены, что позволяет проводить многоцентровые исследования с минимальной вариативностью между операторами. Мы сосредоточены на улучшении микрососудистой функции скелетных мышц с помощью таких вмешательств, как ишемическая предварительная подготовка и тренировки с ограничением кровотока. В настоящее время мы тестируем эффект нервно-мышечной электростимуляции в качестве терапии для улучшения функции сосудов и улучшения способности ходить у людей с заболеванием периферических артерий.
Обзор
В данном исследовании изучаются нарушения сосудистой функции и кровотока, а также их влияние на физические функции при старении и сердечно-сосудистых заболеваниях. Описан неинвазивный протокол с использованием ближней инфракрасной спектроскопии (NIRS) для оценки реактивной гиперемии, целью которого является выявление сосудистой дисфункции и оценка эффективности терапевтических вмешательств.
Основные компоненты исследования
Область исследования
- Функция сосудов и динамика кровотока
- Влияние возраста на физическую работоспособность
- Терапевтические методы лечения сердечно-сосудистых заболеваний
Теоретическая часть
- Понимание вклада сосудистой дисфункции в процессы старения
- Необходимость в стандартизированных протоколах тестирования методом БИК-спектроскопии (NIRS)
- Трудности при сборе данных для клинических рекомендаций
Используемые методы
- Неинвазивная ближняя инфракрасная спектроскопия (БИКС) для оценки микроциркуляторного русла
- Протокол оценки реактивной гиперемии в нижних конечностях
- Применение ишемического прекондиционирования и ограничения кровотока
Основные результаты
- БИК-спектроскопия (NIRS) эффективно дифференцирует микрососудистые реакции у здоровых людей и у пациентов с заболеванием периферических артерий
- Продемонстрирована сосудистая дисфункция с помощью стандартизированных методов оценки
- Валидирована методика для последующих клинических исследований
Выводы
- В данном исследовании представлен жизнеспособный подход к оценке сосудистой функции с помощью NIRS
- Предоставляются данные, имеющие значение для понимания состояния сердечно-сосудистой системы и разработки методов терапии
Часто задаваемые вопросы
Практическая значимость для промышленности
Стандартизированная неинвазивная оценка сосудистой функции нижних конечностей с использованием ближней инфракрасной спектроскопии (NIRS) при реактивной гиперемии восполняет критический пробел в раннем выявлении и мониторинге микрососудистой дисфункции. Данный подход обеспечивает гармонизированный сбор и представление данных, что способствует проведению трансляционных исследований и терапевтической оценке в рамках портфеля сосудистых и метаболических заболеваний. Операционная простота и воспроизводимость метода облегчают проведение многоцентровых исследований и масштабируемую интеграцию в процессы поиска и доклинических исследований.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Ранний поиск и валидация мишени
- Позволяет исследовать функцию микрососудов как механистический фактор, способствующий формированию фенотипов заболеваний.
- Способствует снижению биологических рисков путем разграничения сосудистых реакций в здоровых и патологических состояниях.
- Повышает прогностическую уверенность в эффективности воздействия на мишени при сосудистых вмешательствах.
Скрининг и разработка анализа
- Обеспечивает валидированную, не зависящую от оператора систему для количественной оценки сосудистой функции.
- Стандартизирует условия анализа, повышая воспроизводимость и сопоставимость данных между исследованиями.
- Позволяет получать данные с высоким временным разрешением, подходящие для скрининга терапевтической эффективности.
Трансляционные и доклинические исследования
- Соответствует клинически значимым конечным точкам при сосудистой дисфункции нижних конечностей и сопутствующих заболеваниях.
- Обеспечивает преемственность процесса от этапа поиска до доклинической валидации вмешательств, направленных на сосуды.
- Позволяет принимать обоснованные с учетом рисков решения о дальнейшем развитии проекта на основе функциональных показателей сосудов.
Интеграция конвейера и рабочего процесса
Тестирование реактивной гиперемии на основе БИК-спектроскопии (NIRS) применяется на всех этапах — от ранних открытий до доклинических исследований, обеспечивая поддержку как при изучении механизмов, так и при оценке эффективности терапии в моделях сосудистых заболеваний.
- Открывающая биология: способствует проверке гипотез о вкладе микрососудов в развитие заболеваний и ответе на терапевтическое вмешательство.
- Скрининг: обеспечивает воспроизводимые количественные результаты для оценки соединений или методов вмешательства.
- Аналитика: предоставляет высокоточные измерения сосудистой реактивности для сравнительного анализа.
- Трансляционные исследования: связывает доклинические и клинические исследования с помощью гармонизированных функциональных конечных точек.
- Корпоративное повторное использование: предлагает масштабируемую платформу с низким порогом входа для многоцентровых и межпрограммных исследований.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: повышает прогностическую достоверность и снижает механистическую неопределенность при валидации сосудистых мишеней.
- Операционная ценность: улучшает стандартизацию, воспроизводимость и масштабируемость между исследовательскими центрами.
- Стратегическая ценность: оптимизирует принятие решений о продолжении или прекращении разработки (go/no-go) и эффективность использования капитала за счет обеспечения надежных функциональных показателей.
- Влияние на портфель: способствует приоритизации с учетом рисков и продвижению программ по изучению сосудистых и метаболических заболеваний.
Особенности реализации
- Требуется опыт в области физиологии сосудов и интерпретации данных NIRS.
- Необходим доступ к оборудованию NIRS и совместимому программному обеспечению для анализа данных.
- Требуется межгрупповая стандартизация протоколов и форматов отчетности.
- Метод применим к различным моделям нижних конечностей, однако чувствителен к расположению датчика и целостности сигнала.
- Ограничения включают возможные артефакты движения и необходимость тщательного контроля базового уровня.
