Ближняя инфракрасная спектроскопия при реактивной гиперемии для оценки сосудистой функции нижних конечностей
March 22nd, 2024
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
Это исследование изучает нарушения васкулярной функции и кровотока и их влияние на физическую работоспособность при старениии и сердечно-сосудистых заболеваниях. Описан неинвазивный протокол с использованием ближней инфракрасной спектроскопии (НИКС) для оценки реактивной гиперемии, направленный на выявление васкулярной дисфункции и оценку терапевтических вмешательств.
Ключевые компоненты исследования
Область исследования
- Васкулярная функция и динамика кровотока
- Влияние возраста на физическую способность
- Терапевтические вмешательства при сердечно-сосудистых заболеваниях
Предпосылки
- Понимание вклада васкулярной дисфункции в старение
- Необходимость стандартизированных протоколов тестирования НИКС
- Проблемы сбора данных для клинических рекомендаций
Используемые методы
- Неинвазивная ближняя инфракрасная спектроскопия (НИКС) для оценки микроциркуляции
- Протокол оценки реактивной гиперемии в нижних конечностях
- Применение ишемического предкондиционирования и ограничения кровотока
Основные результаты
- НИКС эффективно различает микрососудистые реакции у здоровых людей и у людей с периферической артериальной болезнью
- Демонстрируется васкулярная дисфункция путем стандартизированных оценок
- Методология валидирована для будущих клинических оценок
Выводы
- Это исследование представляет осуществимый подход для оценки васкулярной функции с помощью НИКС
- Предоставляет важные знания для понимания сердечно-сосудистого здоровья и разработки терапии
Часто задаваемые вопросы
Executive Industry Relevance
Standardized non-invasive assessment of lower limb vascular function using near-infrared spectroscopy (NIRS) during reactive hyperemia addresses a critical gap in early detection and monitoring of microvascular dysfunction. This approach enables harmonized data collection and reporting, supporting translational research and therapeutic evaluation in vascular and metabolic disease portfolios. Its operational simplicity and reproducibility facilitate multicenter studies and scalable integration into discovery and preclinical workflows.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables interrogation of microvascular function as a mechanistic contributor to disease phenotypes.
- Supports biological de-risking by distinguishing healthy versus diseased vascular responses.
- Facilitates predictive confidence in target engagement for vascular interventions.
Screening & Assay Development
- Provides a validated, operator-independent system for quantitative vascular function assessment.
- Standardizes assay conditions, improving reproducibility and cross-study comparability.
- Generates high-temporal-resolution data suitable for screening therapeutic efficacy.
Translational & Preclinical Research
- Aligns with disease-relevant endpoints for lower limb vascular dysfunction and comorbidities.
- Enables continuity from discovery through preclinical validation of vascular-targeted interventions.
- Supports risk-adjusted advancement decisions based on functional vascular readouts.
Pipeline & Workflow Integration
NIRS-based reactive hyperemia testing integrates from early discovery through preclinical research, supporting both mechanistic studies and therapeutic evaluation in vascular disease models.
- Discovery Biology: Facilitates hypothesis testing on microvascular contributions to disease and intervention response.
- Screening: Delivers reproducible, quantitative outputs for compound or intervention evaluation.
- Analytics: Provides high-resolution measurements of vascular responsiveness for comparative analysis.
- Translational Research: Bridges preclinical and clinical research with harmonized functional endpoints.
- Enterprise Reuse: Offers a scalable, low-barrier platform for multicenter and cross-program studies.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in vascular target validation.
- Operational Value: Enhances standardization, reproducibility, and scalability across research sites.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions and capital efficiency by enabling robust functional readouts.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization and advancement of vascular and metabolic disease programs.
Implementation Considerations
- Requires expertise in vascular physiology and NIRS data interpretation.
- Needs access to NIRS instrumentation and compatible data analysis software.
- Demands cross-team standardization of protocols and reporting formats.
- Adaptable to various lower limb models but sensitive to probe placement and signal integrity.
- Limitations include potential movement artifacts and the need for careful baseline control.
