Summary
Questo studio di test-retest ha valutato il flusso sanguigno delle gambe misurato con la tecnica ecografica Doppler durante l'esercizio con estensore del ginocchio su una gamba sola. È stata studiata l'affidabilità del metodo all'interno del giorno, tra i giorni e tra valutatori. L'approccio ha dimostrato un'elevata affidabilità giornaliera e accettabile tra un giorno e l'altro. Tuttavia, l'affidabilità tra valutatori era inaccettabilmente bassa durante il riposo e con carichi di lavoro bassi.
Abstract
L'ecografia Doppler ha rivoluzionato la valutazione del flusso sanguigno degli organi ed è ampiamente utilizzata nella ricerca e negli ambienti clinici. Mentre la valutazione basata sull'ecografia Doppler della contrazione del flusso sanguigno muscolare delle gambe è comune negli studi sull'uomo, l'affidabilità di questo metodo richiede ulteriori indagini. Pertanto, questo studio mirava a indagare l'affidabilità del test-retest all'interno del giorno, del test-retest tra i giorni e dell'affidabilità tra valutatori dell'ecografia Doppler per la valutazione del flusso sanguigno delle gambe durante il riposo e delle estensioni del ginocchio a gamba singola classificate (0 W, 6 W, 12 W e 18 W), con la sonda ecografica rimossa tra le misurazioni. Lo studio ha incluso trenta soggetti sani (età: 33 ± 9,3, maschi/femmine: 14/16) che hanno visitato il laboratorio in due diversi giorni sperimentali separati da 10 giorni. Lo studio non ha controllato i principali fattori confondenti come lo stato nutrizionale, l'ora del giorno o lo stato ormonale. In diverse intensità di esercizio, i risultati hanno dimostrato un'elevata affidabilità giornaliera con un coefficiente di variazione (CV) compreso tra il 4,0% e il 4,3%, un'affidabilità accettabile tra un giorno e l'altro con un CV compreso tra il 10,1% e il 20,2% e un'affidabilità inter-valutatore con un CV compreso tra il 17,9% e il 26,8%. Pertanto, in uno scenario clinico reale in cui il controllo di vari fattori ambientali è difficile, l'ecografia Doppler può essere utilizzata per determinare il flusso sanguigno delle gambe durante l'esercizio submassimale con estensore del ginocchio a gamba singola con un'elevata affidabilità giornaliera e un'affidabilità accettabile tra i giorni se eseguita dallo stesso ecografista.
Introduction
L'ecografia Doppler, introdotta negli anni '80, è stata ampiamente utilizzata per determinare la contrazione del flusso sanguigno muscolare, in particolare nel modello con estensore del ginocchio a gamba singola, consentendo la misurazione del flusso sanguigno nell'arteria femorale comune (CFA) durante l'attivazione della piccola massa muscolare 1,2,3,4,5,6 . La tecnologia del flusso sanguigno basata sull'ecografia Doppler ha fornito preziose informazioni sulla regolazione vascolare in varie popolazioni, tra cui adulti sani7,8, individui con diabete9, ipertensione 10, BPCO 11,12 e insufficienza cardiaca 13,14.
Un vantaggio dell'ecografia Doppler è la sua non invasività rispetto ad altri metodi di determinazione del flusso sanguigno come la termodiluizione e può essere combinata con il cateterismo arterioso e venoso, se necessario 3,4,6,15. Consente inoltre la misurazione della velocità del flusso sanguigno da battito a battito, consentendo il rilevamento di rapidi cambiamenti16. Tuttavia, le misurazioni del sangue basate sull'ecodoppler presentano limitazioni, tra cui la difficoltà di ottenere registrazioni stabili durante il movimento eccessivo degli arti a intensità di esercizio quasi massime e il requisito dell'accessibilità ecografica al vaso sanguigno mirato, escluse le valutazioni durante l'ergometro in bicicletta15. Pertanto, il modello di estensore del ginocchio a gamba singola è adatto per la valutazione del LBF utilizzando l'ecografia Doppler durante l'esercizio dinamico a intensità submassimali17, riducendo al minimo l'influenza delle limitazioni cardiache e polmonari legate all'esercizio e facilitando i confronti tra soggetti sani e pazienti con malattie cardio-polmonari11.
Nonostante sia ampiamente utilizzato, l'affidabilità tra i giorni del modello di estensore di ginocchio a gamba singola che utilizza l'ecografia Doppler non è stata studiata su scala più ampia negli ultimi decenni, con studi precedenti che hanno coinvolto piccole popolazioni (n = 2)3,18,19,20.
Questo studio mirava a indagare (1) l'affidabilità del test-retest all'interno del giorno, (2) l'affidabilità del test-retest tra un giorno e l'altro e (3) l'affidabilità inter-rater dell'ecografia Doppler per la valutazione LBF durante l'esercizio con estensore del ginocchio a gamba singola a 0 W, 6 W, 12 W e 18 W. Le misurazioni sono state condotte in uno scenario clinicamente realistico in cui la sonda è stata rimossa tra una misurazione e l'altra. È importante notare che diversi fattori ambientali intrinseci ed estrinseci noti per influenzare la LBF non sono stati controllati durante le misurazioni, il che potrebbe introdurre variabilità e influire sull'affidabilità. Considerando i progressi nella tecnologia ecografica Doppler e nel software di analisi del flusso sanguigno, abbiamo ipotizzato che, anche in un ambiente non controllato, un'affidabilità accettabile all'interno e tra un giorno e l'altro delle misurazioni LBF potrebbe essere raggiunta a tutte le intensità se eseguite dallo stesso ecografista.
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Protocol
Lo studio è stato valutato dal Comitato Etico Regionale della Regione della Capitale della Danimarca (fascicolo n. H-21054272), che ha stabilito che si trattava di uno studio di qualità. In conformità con la legislazione danese, lo studio è stato quindi approvato a livello locale dal Consiglio interno per la ricerca e il miglioramento della qualità presso il Dipartimento di Fisiologia Clinica e Medicina Nucleare, Rigshospitalet (fascicolo n. KF-509-22). Lo studio è stato condotto secondo le linee guida della Dichiarazione di Helsinki. Tutti i soggetti hanno fornito il consenso informato orale e scritto prima dell'iscrizione. Uomini e donne, ≥18 anni, sono stati inclusi nello studio. Sono stati esclusi gli individui con arteriopatia periferica, insufficienza cardiaca, malattie neurologiche e muscoloscheletriche che ostacolano lo sforzo KEE e sintomi di malattia entro 2 settimane prima dello studio.
1. Configurazione del partecipante
- Posizionare il partecipante sulla sedia con estensore del ginocchio a gamba singola con lo schienale del partecipante appoggiato alla sedia (Figura supplementare 1). Vestire il partecipante con biancheria intima che consenta di accedere alla regione inguinale con una sonda ecografica.
- Posizionare tre elettrodi ECG (vedere la tabella dei materiali) sul partecipante. Posizionare gli elettrodi sul lato destro della parete toracica nel terzo spazio intercostale, sul lato sinistro nel terzo spazio intercostale e sul lato sinistro nell'undicesimo spazio intercostale in modo che gli elettrodi siano equidistanti dal cuore.
- Posizionare il partecipante con un angolo di >90 gradi tra l'addome e la coscia.
- Regolare il braccio che collega la sedia con estensore a ginocchio singolo al volano per consentire al partecipante di estendere completamente il ginocchio.
- Legare saldamente la gamba del partecipante al pedale della sedia per evitare l'uso dei muscoli nella parte inferiore dell'arto.
- Posiziona una sedia o una panca per stabilizzare la gamba inattiva.
NOTA: L'angolo di >90 gradi è considerato un minimo. Aumentando l'angolo si aprirà l'area inguinale consentendo un migliore accesso all'arteria femorale con la sonda ecografica. Questo approccio viene spesso utilizzato quando i soggetti hanno adiposità addominale che può interferire con la scansione.
L'aggiunta di resistenza alla sedia con estensore del ginocchio a gamba singola viene eseguita in modo diverso a seconda del tipo e del modello e quindi non è descritta in dettaglio. È possibile riportare sia l'intensità assoluta che quella relativa. Per segnalare l'intensità relativa, eseguire un test fino all'esaurimento il giorno precedente.
2. Messa a punto dell'apparecchio ad ultrasuoni
- Premere il pulsante Accensione .
- Premere Paziente per creare un file in cui verrà salvato l'esame. Spostare il cursore su "nuovo paziente" e premere invio. Compilare l'"ID paziente", spostare il cursore su "Crea" e premere Invio (Figura supplementare 2 e Figura supplementare 3).
- Premere Sonda, scegliere la sonda lineare (9 MHz) e applicare il gel per ultrasuoni (vedere la tabella dei materiali) sulla sonda.
NOTA: Non è possibile salvare i dati del partecipante senza assegnare un "ID paziente". L'assegnazione di più dati a questa scheda è possibile ma non necessaria per l'esecuzione dell'esame.
3. Ecografia Doppler
- Azionare la sonda lineare con la mano più vicina al partecipante e posizionarla nella regione inguinale. Trovare con attenzione la sezione arteriosa migliore per ottenere misurazioni LBF. Questo si trova al di sotto del legamento inguinale e 3-4 cm al di sopra della biforcazione dell'arteria femorale comune su un segmento rettilineo dell'arteria.
- Tenere la sonda perpendicolare al recipiente. Premere il pulsante 2D e creare un'immagine in sezione trasversale dell'arteria femorale comune (CFA).
- Ottimizzare il guadagno e la profondità, che devono essere mantenuti durante l'esperimento, per garantire che l'arteria sia al centro dello schermo e che il sangue sia nero. Ruotare il pulsante Gain in senso orario per aumentare il guadagno e in senso antiorario per diminuirlo. Ruotare la profondità in senso orario per aumentare la profondità e in senso antiorario per diminuirla.
NOTA: Vedere la Figura 2 e la Figura 3 supplementari per la localizzazione dei pulsanti e la Figura 4 supplementare per un'immagine ecografica ottimizzata con guadagno e profondità. - In modalità 2D, premi Blocca una volta e scorri utilizzando la trackball per trovare un'immagine di fine sistolica. Eseguire questa operazione sotto guida ECG fermando l'immagine alla fine dell'onda T.
- Premere Misura una volta e spostare il cursore sullo strato intimale superficiale dell'arteria, quindi premere Invio. Spostare il cursore sullo strato intimale profondo dell'arteria, quindi premere Invio per ottenere il diametro in corrispondenza della sistole terminale. Il diametro verrà visualizzato nell'angolo in alto a sinistra.
- Premere Freeze e ruotare la sonda di 90 gradi in senso orario mantenendo l'arteria al centro dello schermo e tenendola parallela all'arteria per creare una vista longitudinale. Premere il pulsante dell'onda di impulso PW e quindi premere Misura. Questo creerà un menu a discesa sul lato destro dello schermo. Spostare il cursore su CFA e premere invio.
- Spostare il cursore su "Auto" e premere Invio. Spostare il cursore su "Volume di flusso" e premere Invio. Spostare il cursore su "Live" e premere Invio per ottenere la traccia e terminare premendo una volta Misura .
- Ottenere la velocità all'angolo di insonazione più basso possibile e sempre al di sotto di 60 gradi. Ruotare il pulsante dell'angolo di sterzata in senso orario per diminuirlo e in senso antiorario per aumentarlo. Ruotare il pulsante di correzione dell'angolo per assicurarsi che la traccia sia ottenuta con il cursore orizzontale rispetto all'arteria, come mostrato nella Figura 4 supplementare.
- Premere Sample vol . per regolare in base alla larghezza dell'arteria e tenersi lontani dalle pareti dell'arteria. Per ridurre la dimensione del campione, premere la freccia sinistra. Per aumentare la dimensione del campione, premere la freccia destra.
- Ottieni la traccia della velocità del flusso sanguigno con visualizzazione 2D simultanea dell'arteria e feedback audiovisivo della velocità del sangue. Assicurarsi che l'audio sia attivo ruotando il pulsante Suono in senso orario.
- Ottenere la prima traccia durante il riposo seduto per un minimo di 30 secondi e premere due volte Memorizza immagine per salvare la traccia. Quindi istruire il partecipante a mantenere un ritmo di 60 giri al minuto (RPM) durante il test e a utilizzare solo il muscolo quadricipite per eseguire le estensioni delle gambe e mantenere rilassato il muscolo bicipite femorale. Tenere la sonda fissa durante l'intero esperimento.
- Istruire il partecipante a mantenere un ritmo di 60 giri al minuto (RPM) a 0 W e a utilizzare solo il muscolo quadricipite per eseguire le estensioni delle gambe e mantenere rilassato il muscolo dei muscoli posteriori della coscia. Tenere la sonda fissa durante l'intero esperimento e premere due volte Image Store per salvare la traccia.
- Aggiungi resistenza e chiedi al partecipante di completare almeno 150 secondi di esercizio prima di ottenere i 30 secondi di traccia, quindi premi due volte Memorizza immagine per salvare la traccia.
4. Quantificazione del flusso sanguigno
- Una volta ottenute tutte le immagini, premere Revisione.
- Premere Track Ball e spostare il cursore sull'immagine desiderata, quindi fare doppio clic su Invio.
- Una volta visualizzata la traccia desiderata, premere Misura e spostare il cursore su "Volume di flusso" nel menu a discesa sul lato destro dello schermo e premere Invio.
- Spostare il cursore sull'immagine ecografica 2D, premere Invio, quindi trascinare il cursore fino a raggiungere il diametro misurato durante la pausa e premere nuovamente Invio .
- Ruotare due volte il pulsante Cursor Select in senso orario e scegliere i 30 s di traccia che verranno visualizzati tra due linee verticali scorrendo la trackball e premendo Invio.
- Calcola il LBF come il prodotto della velocità media del sangue (cm/s) e dell'area della sezione trasversale dell'arteria femorale (cm2), che verrà mostrato nell'angolo in alto a sinistra.
NOTA: Eseguire il controllo di qualità prima dell'analisi dei dati mediante ispezione visiva della traccia ed escludere le onde di polso influenzate da artefatti da movimento e battiti cardiaci irregolari. È possibile regolare la correzione dell'angolo dopo aver completato l'esame ruotando il pulsante Angle Corr . in senso orario per diminuirlo e in senso antiorario per aumentarlo per assicurarsi che il cursore sia orizzontale rispetto all'arteria.
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Representative Results
Partecipanti
Da maggio 2022 a ottobre 2022, un totale di trenta uomini e donne sani sono stati reclutati per partecipare allo studio. Tutti i partecipanti non avevano una storia di malattie cardiovascolari, metaboliche o neurologiche. Non sono stati istruiti ad apportare modifiche alle loro abitudini abituali, tra cui caffeina, alcol, nicotina, esercizio fisico vigoroso o altri fattori che potrebbero potenzialmente influire sulla funzione vascolare.
Procedure sperimentali
I partecipanti si sono presentati al laboratorio in due diversi giorni sperimentali a distanza di 10 giorni l'uno dall'altro. Per ogni partecipante, gli esperimenti sono stati eseguiti alla stessa ora del giorno, ma l'ora del giorno differiva tra i partecipanti. Inoltre, gli esperimenti sono stati eseguiti nella stessa stanza con un'esposizione alla luce limitata, temperatura controllata, assenza di musica e conversazione limitata. Nei giorni sperimentali 1 e 2, le misurazioni sono state eseguite dallo stesso ecografista (S1).
I partecipanti sono stati inseriti nel modello di estensore del ginocchio a gamba singola descritto nel protocollo e nella Figura 1 supplementare. La sedia estensore del ginocchio a gamba singola è stata costruita da un ex professore del nostro centro di ricerca (il professor Bengt Saltin) ed è anche chiamata "sedia Saltin" (vedi Tabella dei materiali).
In due diversi giorni sperimentali, con un intervallo di 10 giorni, i partecipanti si sono presentati al laboratorio. Gli esperimenti sono stati condotti alla stessa ora del giorno per ogni partecipante, anche se l'ora specifica differiva tra i partecipanti. Gli esperimenti si sono svolti in un ambiente controllato, con un'esposizione alla luce limitata, una temperatura controllata, nessuna musica e una conversazione limitata. In entrambi i giorni sperimentali (1 e 2), le misurazioni sono state eseguite dallo stesso ecografista (S1). I partecipanti sono stati posizionati nel modello estensore del ginocchio a gamba singola, come descritto nel protocollo e nella Figura 1 supplementare. La sedia estensore del ginocchio a gamba singola, nota anche come "sedia Saltin" (vedi Tabella dei materiali), è stata sviluppata dal professor Bengt Saltin presso il nostro centro di ricerca.
Inizialmente, il flusso sanguigno nell'arteria femorale comune (CFA) della gamba dominante è stato misurato in condizione di riposo seduto, con la gamba fissata al pedale. Successivamente, i partecipanti hanno iniziato l'esercizio e il flusso sanguigno è stato misurato ai seguenti carichi di lavoro: 0 W, 6 W, 12 W e 18 W. Ogni sessione di allenamento è durata 4 minuti ed è stata eseguita continuamente. Sono state effettuate due misurazioni del flusso sanguigno a ciascun carico di lavoro per garantire uno stato stazionario. Le misurazioni sono state ottenute a 2,5 minuti e 3,5 minuti in ciascun carico di lavoro21. Per valutare l'affidabilità nell'arco della giornata, la sonda è stata brevemente sollevata dall'arteria per 10 secondi dopo la prima misurazione, quindi riposizionata per la seconda misurazione, come mostrato nella Figura 1. Il diametro telesistolico del CFA, misurato a riposo, è stato utilizzato per calcolare il flusso durante l'esperimento.
Il terzo giorno sperimentale, la variazione tra i due ecografisti è stata studiata utilizzando lo stesso protocollo di esercizio sopra descritto. Sei partecipanti hanno fornito il consenso informato per una terza visita. Due ecografisti esperti, esperti nella misurazione del flusso sanguigno in ambito clinico, hanno eseguito misurazioni a distanza di 1 minuto l'una dall'altra con lo stesso carico di lavoro, come illustrato nella Figura 1. Gli ecografisti esperti sono stati definiti come coloro che hanno completato un minimo di 20 ore di scansione volontaria nel modello di estensore del ginocchio a gamba singola, inclusa la supervisione per la correzione degli errori. Entrambi gli ecografisti hanno dimostrato un'affidabilità comparabile all'interno della giornata. Durante l'esercizio, i due ecografisti hanno misurato il flusso sanguigno in un ordine casuale, mentre erano ciechi alle misurazioni l'uno dell'altro. Per evitare feedback audio e visivo, gli ecografisti non erano presenti contemporaneamente nella stanza. Il primo ecografista ha completato la prima misurazione dopo 150 s con un determinato carico di lavoro. Dopo aver completato il tracciato, il primo ecografista ha ripristinato l'apparecchio a ultrasuoni alle impostazioni predefinite e ha lasciato la stanza. Il partecipante ha mantenuto lo stesso ritmo e lo stesso carico, quindi il secondo ecografista è entrato nella stanza per ottenere una nuova traccia. Entrambi gli ecografisti hanno eseguito misurazioni del flusso sanguigno per i quattro carichi di lavoro, come nei giorni sperimentali 1 e 2. Prima della scansione di ogni carico di lavoro, il lancio di una moneta determinava l'ordine casuale per gli ecografisti, assicurando che il "vincitore" iniziasse la misurazione. Il giorno sperimentale 3, ogni ecografista ha ottenuto una sola misurazione del flusso sanguigno durante ogni sessione di esercizio.
Statistica
Tutte le analisi statistiche sono state condotte utilizzando un software statistico. Un livello di significatività di p < 0,05 (a due code) è stato considerato statisticamente significativo. I dati sono presentati come media (deviazione standard, SD) o media [intervallo di confidenza al 95%, limite inferiore (LL), limite superiore (UL)]. I t-test appaiati sono stati utilizzati per valutare le differenze tra i giorni e tra i giorni di LBF. I valori p sono stati corretti da Bonferroni, con una soglia di 0,005 per la significatività statistica.
L'affidabilità misura la quantità di errore casuale introdotto dalla variabilità nella variabile misurata22. L'affidabilità assoluta è stata valutata utilizzando i diagrammi di Bland-Altman e presentata come limiti di accordo (LOA) e differenza reale più piccola (SRD), che stimano la differenza attesa tra due misurazioni nel 95% dei casi23,24. L'analisi unidirezionale della varianza (ANOVA) è stata utilizzata per determinare la deviazione standard all'interno dei partecipanti (SDw) e l'SRD è stato calcolato utilizzando la seguente formula24:
Per confrontare il metodo con altre tecniche di misurazione LBF, il coefficiente di varianza (CV) è stato calcolato come misura relativa dell'affidabilità. CV esprime la proporzione di varianza causata dall'errore di misura25:
Sulla base della distribuzione delle stime medie e della varianza residua da un modello misto lineare, la distribuzione del CV è stata simulata per ottenere intervalli di confidenza del 95% per il CV26. Non esiste un consenso ufficiale sui livelli di qualità dei valori CV, in quanto dipendono dalla metodologia e dal tipo di studio. Tuttavia, il CV è generalmente considerato basso se <10%, accettabile se 10%-20% e non accettabile se superiore al 25%25,27.
In questo studio, l'ecografista 1 e l'ecografista 2 sono stati gli unici valutatori di interesse e sono state eseguite misurazioni multiple per determinare il modello ICC appropriato da utilizzare. Il coefficiente di correlazione intraclasse (ICC) è stato calcolato utilizzando un modello a due vie a effetti misti con l'accordo assoluto e le misurazioni multiple ICC (3, k). Il primo numero si riferisce al modello (1, 2 o 3) e il secondo numero/lettera si riferisce al tipo, indicando se si tratta di un singolo valutatore/misurazione (1) o della media dei valutatori/misurazioni (k)28,29.
Sia l'affidabilità assoluta che quella relativa sono comunemente utilizzate per valutare l'affidabilità di una misurazione. La ripetibilità si riferisce alla costanza di ottenere gli stessi risultati quando la misurazione viene ripetuta in condizioni identiche. La riproducibilità, d'altra parte, si riferisce alla capacità di ottenere risultati coerenti quando la misurazione viene eseguita in condizioni variabili o mutevoli. Questi termini sono utili per comprendere e valutare l'affidabilità di un metodo di misura22.
Tutti i partecipanti hanno completato con successo lo studio e hanno tollerato il disegno sperimentale. Sono stati inclusi un totale di 30 soggetti sani (età: 33 ± 9,3, maschi/femmine: 14/16), con un peso medio di 74,5 kg (DS: 13) e un'altezza media di 174 cm (DS: 9,3).
Valori assoluti e coerenza interna
Non ci sono state differenze statisticamente significative nei valori assoluti di LBF tra le misurazioni all'interno del giorno o tra i giorni (Tabella 1). Il LBF è aumentato progressivamente nei carichi di lavoro incrementali (Figura 2), da 0,36 (DS: 0,20) L/min a riposo a 2,44 (DS: 0,56) L/min durante l'esercizio a 18 W, dimostrando un aumento lineare con la progressione del carico di lavoro.
I diagrammi di Bland-Altman che illustrano le misurazioni LBF sono presentati per l'affidabilità infragiornaliera nella Figura 3, l'affidabilità tra i giorni nella Figura 4 e l'affidabilità tra valutatori nella Figura 5. I dati infragiornalieri non hanno mostrato valori anomali, mentre alcuni valori anomali sono stati osservati nelle misurazioni tra i giorni e diversi valori anomali sono stati osservati durante le misurazioni tra valutatori.
Affidabilità test-retest
I valori per la differenza reale più piccola (SRD), il coefficiente di variazione (CV) e il coefficiente di correlazione intraclasse (ICC) sono forniti per l'interno del giorno nella Tabella 2, tra i giorni nella Tabella 3 e per l'inter-rater nella Tabella 4.
I valori SRD all'interno del giorno variavano da 0,28 [IC 95%: 0,22, 0,38] L/min durante 0 W a 0,39 [IC 95%: 0,32, 0,50] L/min durante 18 W. I valori di SRD erano più alti nelle misurazioni tra un giorno e l'altro che andavano da 0,66 [IC 95%: 0,41, 1,32] L/min a 0 W a 0,71 [IC 95%: 0,53, 1,01] L/min durante 18 W. L'SRD era ancora più alto nelle misurazioni inter-valutatore che andavano da 0,23 [IC 95%: 0,12, 0,70] L/min a riposo a 1,55 [IC 95%: 1,02, 2,82] L/min durante l'esercizio a 18 W.
I valori CV variavano da 4,0 [IC 95%: 3,0, 5,1] % durante 18 W a 4,2 [IC 95%: 3,1, 5,3] % durante 0 W. Il CV era anche più alto nelle misurazioni tra i giorni che andavano da 20,2 [IC 95%: 14,7, 27,2] % durante il riposo a 10,1 [IC 95%: da 7,5 a 13,1] % durante 6 W. Valori ancora più elevati sono stati ottenuti durante le misurazioni inter-rater con un CV che va da 26,8 [IC 95%: 11, 51] % a riposo a 17,9 [IC 95%: 8,5, 29,2] % durante 6 W.
I valori ICC hanno mostrato che l'affidabilità in tutti i carichi di lavoro, sia durante il giorno che tra un giorno e l'altro, era >0,90. Al contrario, le misurazioni tra valutatori hanno prodotto valori ICC fino a 0,41 (da 0,1 a 0,84).
Figura 1: Panoramica del disegno dello studio. Un totale di 30 partecipanti sani sono stati sottoposti a un protocollo di estensore del ginocchio a gamba singola con carichi di lavoro incrementali che vanno da 0 a 18 W. Questo protocollo è stato ripetuto entro un periodo di 10 giorni. Un sottogruppo di 6 partecipanti si è offerto volontario per lo studio sull'affidabilità inter-valutatore il giorno 3. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 2: Risposta del flusso sanguigno delle gambe all'esercizio con estensori del ginocchio su una gamba sola. I valori medi per il giorno 1 e il giorno 2 sono rappresentati rispettivamente da punti neri e grigi, con baffi che indicano la deviazione standard. Una misurazione è stata ottenuta a riposo e due misurazioni sono state ottenute per ogni carico di lavoro (0, 6, 12 e 18 W). Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 3: Affidabilità del flusso sanguigno della gamba durante l'estensione del ginocchio a gamba singola raffigurata dai diagrammi di Bland-Altman. I grafici sono stati creati a partire da misurazioni infragiornaliere in entrambi i giorni (n = 60). Viene visualizzato un grafico per ogni carico di lavoro incrementale: 0 W (A), 6 W (B), 12 W (C) e 18 W (D). Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 4: Affidabilità tra un test e un altro giorno del flusso sanguigno della gamba durante l'estensione del ginocchio a gamba singola raffigurata dai diagrammi di Bland-Altman. I grafici sono stati creati a partire da misurazioni intergiornaliere (n = 30). Viene mostrato un grafico per ogni condizione: riposo (A), 0 W (B), 6 W (C), 12 W (D) e 18 W (E). Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 5: Affidabilità del flusso sanguigno della gamba durante l'estensione del ginocchio a gamba singola raffigurata dai diagrammi di Bland-Altman. I grafici sono stati creati da misurazioni inter-valutatori (n = 6). Viene mostrato un grafico per ogni condizione: riposo (A), 0 W (B), 6 W (C), 12 W (D) e 18 W (E). Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
| N = 30 | Giorno 1, 1. LBF | Giorno 1, 2. LBF | Valore p all'interno del giorno | Giorno 2,1. LBF | Giorno 2,2. LBF | Valore p all'interno del giorno | Differenza media tra i giorni | Tra un giorno e l'altro | Giorno 1, diametro CFA (cm) | Giorno 2, diametro CFA (cm) |
| Riposo (L/min) | 0.36 (0.20) | NA | NA | 0.37 (0.14) | NA | NA | 0.006 (0.11) | 0.76 | 0.94 (0.12) | 0.96 (0.14) |
| 0 W (L/min) | 1.68 (0.40) | 1.69 (0.47) | 0.60 | 1.58 (0.34) | 1.63 (0.40) | 0.03 | 0.13 (0.30) | 0.37 | ||
| 6 W (L/min) | 1.77 (0.45) | 1.75 (0.46) | 0.53 | 1.74 (0.40) | 1.72 (0.39) | 0.25 | 0.02 (0.26) | 0.37 | ||
| 12 W (L/min) | 1.99 (0.50) | 1.99 (0.45) | 0.8 | 1.95 (0.37) | 1.97 (0.38) | 0.42 | 0.07 (0.32) | 0.4 | ||
| 18 W (L/min) | 2.43 (0.55) | 2.51 (0.53) | 0.10 | 2.34 (0.44) | 2.38 (0.45) | 0.12 | 0.12 (0.33) | 0.06 |
Tabella 1: Flusso sanguigno delle gambe. Questa tabella mostra i valori assoluti del flusso sanguigno e le misurazioni del diametro dell'arteria femorale comune ottenute il giorno 1 e il giorno 2 durante la prima e la seconda misurazione del flusso sanguigno. I dati sono presentati come media (deviazione standard). È stato condotto un test t accoppiato per valutare le differenze tra un giorno e l'altro. Abbreviazioni: W = watt, CFA = Arteria femorale comune. Il valore p considerato statisticamente significativo dopo la correzione di Bonferroni è stato fissato a p = 0,005.
| SRD (L) | CV (%) | ICC (Frazione) | |
| 0 W | 0,28 (da 0,21 a 0,38) | 4.2 (da 3.1 a 5.3) | 0,98 (da 0,96 a 0,99) |
| 6 W | 0,31 (da 0,26 a 0,38) | 4,3 (da 3,3 a 5,5) | 0,97 (da 0,95 a 0,99) |
| 12 W | 0,31 (da 0,24 a 0,50) | 4.1 (da 3.1 a 5.2) | 0,96 (da 0,93 a 0,97) |
| 18 W | 0,39 (da 0,32 a 0,50) | 4,0 (da 3 a 5,1) | 0,96 (da 0,94 a 0,98) |
Tabella 2: Misurazioni dell'affidabilità infragiornaliera. La tabella presenta i valori medi (con intervalli di confidenza al 95%, limite inferiore, limite superiore) per le misurazioni di affidabilità infragiornaliere. W = watt. SRD = Differenza reale più piccola, CV = Coefficiente di varianza, ICC = Coefficiente di correlazione intraclasse.
| SRD (L) | CV (%) | ICC (Frazione) | |
| Riposo | 0,21 (da 0,16 a 0,32) | 20,2 (dal 14,7 al 27,2) | 0,92 (da 0,82 a 0,96) |
| 0 W | 0,66 (da 0,41 a 1,32) | 13,7 (da 10,3 a 17,6) | 0,93 (da 0,86 a 0,97) |
| 6 W | 0,52 (da 0,38 a 0,79) | 10,1 (da 7,5 a 13,1) | 0,91 (da 0,82 a 0,96) |
| 12 W | 0,66 (da 0,50 a 0,94) | 11.5 (8.6-14.7) | 0,82 (da 0,62 a 0,91) |
| 18 W | 0,71 (da 0,53 a 1,01) | 10,2 (da 7,6 a 13,1) | 0,90 (da 0,79 a 0,95) |
Tabella 3: Misurazioni dell'affidabilità tra un giorno e l'altro. La tabella fornisce i valori medi (con intervalli di confidenza al 95%, limite inferiore, limite superiore) per le misurazioni di affidabilità tra un giorno e l'altro. W = watt. SRD = Differenza reale più piccola, CV = Coefficiente di varianza, ICC = Coefficiente di correlazione intraclasse.
| SRD (L) | CV (%) | ICC (Frazione) | |
| Riposo | 0,23 (da 0,12 a 0,70) | 26.8 (da 11 a 51) | 0,85 (da 0,1 a 0,98) |
| 0 W | 0,96 (da 0,75 a 1,31) | 20 (da 9,2 a 33,3) | 0,74 (da 0,1 a 0,96) |
| 6 W | 0,88 (da 0,59 a 1,55) | 17,9 (da 8,5 a 29,2) | 0,6 (da 0,2 a 0,94) |
| 12 W | 1,09 (da 0,59 a 1,55) | 18,7 (da 8,8 a 30,6) | 0,5 (da 0,2 a 0,93) |
| 18 W | 1,55 (da 1,01 a 2,82) | 18,4 (da 8,6 a 30,1) | 0,41 (da 0,1 a 0,84) |
Tabella 4: Misurazioni dell'affidabilità tra valutatori. La tabella presenta i valori medi (con intervalli di confidenza del 95%, limite inferiore, limite superiore) per le misurazioni dell'affidabilità tra valutatori. W = watt. SRD = Differenza reale più piccola, CV = Coefficiente di varianza, ICC = Coefficiente di correlazione intraclasse.
Figura supplementare 1: Modello di estensore del ginocchio a gamba singola. Questa immagine ritrae un partecipante durante lo studio mentre utilizza il modello di estensore del ginocchio a gamba singola. È stato ottenuto il consenso preventivo sia dal partecipante che dall'ecografista per l'utilizzo di questa immagine. Le caselle di testo vengono utilizzate per evidenziare tutti i materiali menzionati nel protocollo. Fare clic qui per scaricare il file.
Figura supplementare 2: Apparecchio ad ultrasuoni. Questa immagine mostra i pulsanti utilizzati per condurre un esame ecografico Doppler. Tutti i pulsanti descritti nel protocollo sono evidenziati per una facile consultazione. Fare clic qui per scaricare il file.
Figura supplementare 3: Apparecchio ad ultrasuoni in modalità Pulse wave. L'immagine mostra i pulsanti utilizzati per condurre un esame ecografico Doppler in modalità onda pulsata. Tutti i pulsanti menzionati nella sezione del protocollo sono evidenziati per maggiore chiarezza. Fare clic qui per scaricare il file.
Figura 4 supplementare: Segnale ecografico Doppler. Questa immagine mostra una traccia della velocità del sangue utilizzata per calcolare il flusso sanguigno delle gambe. Tutte le metriche e i pulsanti pertinenti descritti nella sezione del protocollo sono evidenziati per facilitarne l'identificazione e la consultazione. Fare clic qui per scaricare il file.
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Discussion
Questo studio ha valutato l'affidabilità della metodologia ecografica Doppler per la valutazione del flusso sanguigno delle gambe (LBF) durante l'esercizio submassimale con estensore del ginocchio a gamba singola in partecipanti sani. I risultati hanno indicato un'elevata affidabilità infragiornaliera e un'affidabilità accettabile tra i giorni, mentre l'affidabilità inter-valutatore è risultata inaccettabile a riposo e a 0 W.
Sebbene la rimozione della sonda tra una misurazione e l'altra sembri avere un impatto limitato, la differenza di affidabilità tra le misurazioni giornaliere e quelle tra un giorno e l'altro potrebbe essere attribuita a fattori ambientali incontrollati. Il sito di scansione, l'ecografista e la configurazione sperimentale sono rimasti coerenti per tutta la durata dello studio. Tuttavia, i partecipanti non sono stati istruiti ad astenersi da caffeina, nicotina, alcol o esercizio fisico intenso, che sono tutti noti per influenzare il flusso sanguigno all'arto30,31,32,33. Inoltre, fattori come la dieta, l'assunzione di liquidi e l'elevato apporto calorico, in particolare i pasti grassi, noti per influenzare il flusso sanguigno muscolare, non sono stati controllati per34,35. Inoltre, lo studio non ha registrato informazioni sul sonno dei partecipanti prima dell'esame, che ha dimostrato di avere un impattosulla funzione vascolare. Inoltre, lo stato dei farmaci e la potenziale influenza dei farmaci sulla regolazione del flusso sanguigno non sono stati registrati o controllati per37,38,39,40. Pertanto, le stime di affidabilità riportate rappresentano lo scenario peggiore e ci si può aspettare che il metodo sia altrettanto o addirittura più affidabile se utilizzato in individui sani, controllando questi fattori relativi al soggetto. Ciò è in linea con lo scopo dello studio, poiché il controllo dei potenziali fattori confondenti non è sempre fattibile in contesti sperimentali o clinici. È importante notare che, nonostante queste limitazioni, i risultati hanno dimostrato un'eccellente affidabilità tra un giorno e l'altro. Inoltre, garantire che la LBF sia valutata dallo stesso ecografista sembra essere più cruciale a causa della minore affidabilità tra valutatori.
I risultati di questo studio sono coerenti con altri studi che hanno valutato l'affidabilità dell'ecografia Doppler in diverse configurazioni sperimentali, incluso il movimento passivo a gamba singola (PLM) sia negli uomini che nelle donne. Questi studi hanno riportato la misura di affidabilità più alta durante il picco di LBF, suggerendo che il metodo è più affidabile durante l'esercizio rispetto al riposo27,41. I risultati di questo studio hanno dimostrato un'affidabilità leggermente superiore rispetto agli studi precedenti, il che potrebbe essere attribuito ai dati ottenuti durante l'esercizio quando il LBF era più alto. Inoltre, l'affidabilità del metodo è risultata paragonabile a quella di un recente studio che ha esaminato l'affidabilità degli ultrasuoni in una configurazione diversa, in cui sono stati eseguiti esercizi di passi a due gambe per misurare il flusso sanguigno alla gamba21. L'affidabilità infragiornaliera in questo studio è stata superiore a quella di uno studio precedente del 1997, probabilmente a causa dei progressi nella tecnologia e nel software a ultrasuoni.
Lo studio ha rivelato che l'affidabilità tra i giorni sperimentali era inferiore a riposo, ma migliorava con l'aumentare dell'intensità dell'esercizio, evidenziando l'importanza di misurazioni di base dettagliate. In questo studio, il LBF a riposo è stato valutato in posizione seduta con il piede legato al pedale, e vale la pena considerare se le misurazioni di base in posizione supina sarebbero state più affidabili. Inoltre, non è stato implementato alcun protocollo standard per la durata del riposo, rendendo la misurazione di base più suscettibile ai fattori ambientali, incluso il livello di attività fisica dei partecipanti prima dell'esperimento, rispetto agli stati ad alto flusso durante l'esercizio.
È importante notare che questo studio è stato condotto su partecipanti sani e le misure di affidabilità potrebbero non essere applicabili a individui con malattie. L'ecografia Doppler si basa fortemente sulle competenze dell'ecografista e i dati affidabili ottenuti non possono essere estrapolati a ecografisti non addestrati. La valutazione di entrambi gli ecografisti è fondamentale per tenere conto delle potenziali differenze nel livello di abilità che potrebbero portare a misure di falsa bassa affidabilità. Tuttavia, vale la pena ricordare che entrambi gli ecografisti hanno mostrato lo stesso grado di variabilità all'interno del giorno, indicando prestazioni costanti per tutto il periodo di valutazione.
Inoltre, lo studio si è concentrato sulle estensioni del ginocchio a gamba singola e i risultati potrebbero non essere applicabili all'ecografia Doppler dell'avambraccio, poiché la regolazione del flusso sanguigno può differire tra gli arti42,43. La letteratura esistente sulle variazioni del diametro dei vasi durante l'esercizio dinamico presenta dati contrastanti. Inoltre, durante il riposo seduto, è stata ottenuta una sola misurazione del diametro per l'arteria femorale comune (CFA), che è stata poi utilizzata per calcolare il flusso seguendo la metodologia descritta negli studi precedenti 4,44. Va notato che alcune prove suggeriscono un aumento del diametro del CFA durante l'esercizio incrementale del ginocchio su una gamba sola in donne giovani e sane45.
Studi futuri dovrebbero indagare se la considerazione di potenziali cambiamenti nel diametro del CFA durante l'esercizio influirebbe sull'affidabilità. Inoltre, è importante riconoscere che nessun test di esaurimento è stato condotto prima del protocollo in questo studio. Pertanto, i risultati si basano su carichi di lavoro assoluti e le intensità da basse a submassimali sono state derivate da studi precedenti che hanno coinvolto giovani volontari sani 3,4,6,44. L'ipotesi che lo stato stazionario venga raggiunto dopo 2,5 minuti alle intensità utilizzate in questo studio è ragionevole e coerente con i risultati precedenti6. Tuttavia, è essenziale notare che questo potrebbe non essere vero a intensità più elevate. Indipendentemente da ciò, va sottolineato che le misure di affidabilità ottenute nel presente studio non possono essere generalizzate o estrapolate a situazioni di sforzo massimo.
In sintesi, le misurazioni basate sull'ecografia Doppler del flusso sanguigno delle gambe durante l'esercizio submassimale con estensore del ginocchio a gamba singola in esseri umani sani hanno dimostrato un'elevata affidabilità tra un giorno e l'altro accettabile quando eseguita dallo stesso ecografista. Questa affidabilità è stata osservata anche quando i fattori ambientali intrinseci ed estrinseci non sono stati controllati, ad eccezione del luogo, del tempo e della temperatura ambiente.
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Disclosures
Gli autori dichiarano che la ricerca è stata condotta in assenza di qualsiasi relazione commerciale o finanziaria che possa essere interpretata come un potenziale conflitto di interessi.
Acknowledgments
Il Centro per la ricerca sull'attività fisica (CFAS) è sostenuto da TrygFonden (sovvenzioni ID 101390 e ID 20045. JPH è stato sostenuto da sovvenzioni di Helsefonden e Rigshospitalet. Durante questo lavoro, RMGB è stato supportato da un post.doc. sovvenzione del Rigshospitalet.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| EKO GEL | EKKOMED A7S | DK-7500 Holstebro | |
| RStudio, version 1.4.1717 | R Project for Statistical Computing | ||
| Saltin Chair | This was built from an ergometer bike and a carseat owned by Professor Bengt Saltin. The steelconstruction was built from a specialist who custommade it. | ||
| Ultrasound apparatus equipped with a linear probe (9 MHz, Logic E9) | GE Healthcare | Unknown | GE Healthcare, Milwaukee, WI, USA |
| Ultrasound gel |
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