Summary
이 검사-재검사 연구는 단일 다리 무릎 신전근 운동 중 도플러 초음파 기술로 측정된 다리 혈류를 평가했습니다. 이 방법의 당일, 당일, 평가자 간 신뢰도를 조사했습니다. 이 접근 방식은 하루 중 높은 신뢰성과 하루 사이에 허용 가능한 신뢰성을 보여주었습니다. 그러나 평가자 간 신뢰도는 휴식 중과 낮은 작업량에서 허용할 수 없을 정도로 낮았습니다.
Abstract
도플러 초음파는 장기 혈류 평가에 혁명을 일으켰으며 연구 및 임상 환경에서 널리 사용됩니다. 수축하는 다리 근육 혈류에 대한 도플러 초음파 기반 평가는 인간 연구에서 일반적이지만 이 방법의 신뢰성은 추가 조사가 필요합니다. 따라서 본 연구는 휴식 중 다리 혈류량을 평가하기 위한 도플러 초음파의 일일 검사-재검사, 일일 검사-재검사 및 평가자 간 신뢰도를 조사하는 것을 목표로 했으며, 측정 사이에 초음파 프로브를 제거하고 단일 다리 무릎 확장(0W, 6W, 12W, 18W)을 등급화했습니다. 이 연구에는 30명의 건강한 피험자(연령: 33세 ± 9.3세, 남성/여성: 14/16세)가 10일로 구분된 두 번의 실험일에 실험실을 방문했습니다. 이 연구는 영양 상태, 시간 또는 호르몬 상태와 같은 주요 교란 요인을 통제하지 않았습니다. 다양한 운동 강도에 걸쳐, 그 결과는 4.0%에서 4.3% 범위의 변동 계수(CV)로 높은 하루 내 신뢰도, 10.1%에서 20.2% 범위의 CV로 허용 가능한 하루 간 신뢰도, 17.9%에서 26.8% 범위의 CV로 평가자 간 신뢰도를 보여주었습니다. 따라서 다양한 환경 요인을 제어하기 어려운 실제 임상 시나리오에서 도플러 초음파를 사용하여 동일한 초음파 검사자가 수행 할 때 높은 하루 내 신뢰성과 허용 가능한 하루 중 신뢰성으로 준최대 단일 다리 무릎 신전근 운동 중 다리 혈류를 결정할 수 있습니다.
Introduction
1980년대에 도입된 도플러 초음파는 특히 단일 다리 무릎 신전근 모델에서 수축하는 근육 혈류를 측정하는 데 광범위하게 사용되어 소근육 질량 활성화 중 총대퇴동맥(CFA)의 혈류를 측정할 수 있습니다 1,2,3,4,5,6 . 도플러 초음파 기반 혈류 기술은 건강한 성인7,8, 당뇨병9, 고혈압10, COPD 11,12 및 심부전13,14 환자를 포함한 다양한 인구의 혈관 조절에 대한 귀중한 통찰력을 제공했습니다.
도플러 초음파의 장점 중 하나는 열희석과 같은 다른 혈류 측정 방법에 비해 비침습적이며 필요한 경우 동맥 및 정맥 카테터 삽입과 결합할 수 있다는 것입니다 3,4,6,15. 또한 박동 간 혈류 속도 측정이 가능하여 급격한 변화를 감지할 수 있습니다16. 그러나 도플러 초음파 기반 혈액 측정은 거의 최대에 가까운 운동 강도에서 과도한 사지 움직임 시 안정적인 기록을 얻기 어렵고, 에르고미터 자전거 타기 중 평가를 제외하고 표적 혈관에 대한 초음파 접근성이 필요한 등 한계가 있다15. 따라서 단일 다리 무릎 신전근 모델은 준최대 강도17에서 동적 운동 중 도플러 초음파를 사용하여 LBF 평가에 매우 적합하며, 운동 관련 심장 및 폐 제한의 영향을 최소화하고 건강한 피험자와 심폐 질환 환자 간의 비교를 용이하게 합니다11.
널리 사용됨에도 불구하고 도플러 초음파를 사용하는 단일 다리 무릎 신전근 모델의 하루 간 신뢰성은 최근 수십 년 동안 소규모 모집단(n=2)3,18,19,20을 대상으로 한 선행 연구와 함께 더 큰 규모로 조사되지 않았습니다.
본 연구는 (1) 0W, 6W, 12W, 18W에서 단발 무릎 신전근 운동 중 LBF 평가를 위한 도플러 초음파의 평가자 간 신뢰도를 조사하는 것을 목표로 했다. 측정은 측정 사이에 프로브를 제거하는 임상적으로 현실적인 시나리오에서 수행되었습니다. LBF에 영향을 미치는 것으로 알려진 몇 가지 내적 및 외적 환경 요인이 측정 중에 제어되지 않아 변동성이 발생하고 신뢰성에 영향을 미칠 수 있다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 도플러 초음파 기술과 혈류 분석 소프트웨어의 발전을 고려하여, 통제되지 않은 환경에서도 동일한 초음파 검사자가 수행할 때 모든 강도에서 LBF 측정의 허용 가능한 하루 내 및 하루 사이의 신뢰성을 달성할 수 있다는 가설을 세웠습니다.
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Protocol
이 연구는 덴마크 수도권 지역 윤리 위원회(파일 번호 H-21054272)에 의해 평가되었으며, 이 연구는 양질의 연구라고 판단했습니다. 따라서 덴마크 법률에 따라 이 연구는 Rigshospitalet의 임상 생리학 및 핵의학과의 내부 연구 및 품질 개선 위원회(파일 번호)의 현지 승인을 받았습니다. KF-509-22)를 참조하십시오. 이 연구는 헬싱키 선언의 지침에 따라 수행되었습니다. 모든 피험자는 등록 전에 구두 및 서면 정보에 입각한 동의를 제공했습니다. ≥18세의 남성과 여성이 연구에 포함되었습니다. 말초 동맥 질환, 심부전, KEE 노력을 방해하는 신경 및 근골격계 질환, 연구 전 2주 이내의 질병 증상이 있는 개인은 제외되었습니다.
1. 참가자 설정
- 참가자의 등받이가 의자에 기대도록 참가자를 단일 다리 무릎 신전 의자에 놓습니다(보충 그림 1). 참가자에게 초음파 프로브로 서혜부 부위에 접근할 수 있는 속옷을 입힙니다.
- 참가자에게 3개의 ECG 전극( 재료 표 참조)을 놓습니다. 전극이 심장에서 등거리에 있도록 흉벽의 오른쪽에 제3 늑간 공간, 제3 늑간 공간의 왼쪽, 제11 늑간 공간의 왼쪽에 전극을 배치합니다.
- 참가자를 복부와 허벅지 사이에 >90도 각도로 놓습니다.
- 단일 무릎 신전 의자를 플라이휠에 연결하는 팔을 조정하여 참가자가 무릎을 완전히 펼 수 있도록 합니다.
- 팔다리 아래쪽 근육의 사용을 피하기 위해 참가자의 다리를 의자 페달에 단단히 묶습니다.
- 비활성 다리를 안정시키기 위해 의자나 벤치를 놓습니다.
알림: >90도의 각도는 최소값으로 간주됩니다. 각도를 높이면 서혜부 부위가 열려 초음파 프로브로 대퇴 동맥에 더 잘 접근할 수 있습니다. 이 접근 방식은 피험자가 스캔을 방해할 수 있는 복부 지방이 있을 때 자주 사용됩니다.
단일 다리 무릎 신전근 의자에 저항을 추가하는 것은 유형 및 모델에 따라 다르게 수행되므로 자세히 설명되지 않습니다. 절대 강도와 상대 강도를 모두 보고할 수 있습니다. 상대 강도를 보고하려면 전날 피로에 대한 테스트를 수행하십시오.
2. 초음파 장치의 설정
- 켜기 버튼을 누릅니다.
- 환자를 눌러 검사를 저장할 파일을 만듭니다. 커서를 "새 환자"로 이동하고 Enter 키를 누릅니다. "환자 ID"를 입력하고 커서를 "Create"로 이동한 다음 Enter 키를 누릅니다(보충 그림 2 및 보충 그림 3).
- 프로브를 누르고 선형 프로브(9MHz)를 선택한 다음 프로브에 초음파 젤(재료 표 참조)을 적용합니다.
참고: "환자 ID"를 할당하지 않고는 참가자의 데이터를 저장할 수 없습니다. 이 시트에 더 많은 데이터를 할당할 수 있지만 검사를 수행하는 데 반드시 필요한 것은 아닙니다.
3. 도플러 초음파 검사
- 참가자에게 가장 가까운 손으로 선형 프로브를 작동하고 서혜부 부위에 놓습니다. LBF 측정값을 얻기 위한 최적의 동맥 절편을 신중하게 찾으십시오. 이것은 서혜부 인대 아래, 동맥의 직선 부분에 있는 총대퇴동맥의 분기점에서 3-4cm 위에 있습니다.
- 프로브를 용기에 수직으로 잡습니다. 2D 버튼을 눌러 총대퇴동맥(CFA)의 단면 이미지를 만듭니다.
- 실험 내내 유지되어야 하는 게인과 깊이를 최적화하여 동맥이 화면 중앙에 있고 혈액이 검은색이 되도록 합니다. 게인 버튼을 시계 방향으로 돌리면 게인이 증가하고 시계 반대 방향으로 돌리면 게인이 감소합니다. 깊이 를 늘리려면 시계 방향으로 돌리고 깊이를 줄이려면 시계 반대 방향으로 돌립니다.
참고: 버튼의 위치 파악에 대해서는 보충 그림 2 및 보충 그림 3을 참조하고 게인과 깊이로 최적화된 초음파 이미지에 대해서는 보충 그림 4를 참조하십시오. - 2D 모드에서 Freeze 를 한 번 누른 후 트랙볼로 스크롤하여 수축기 말단 영상을 찾습니다. ECG 유도에 따라 T파의 끝에서 이미지를 중지하여 이 작업을 수행합니다.
- Measure를 한 번 누르고 커서를 동맥의 표재 내막층으로 이동한 다음 Enter 키를 누릅니다. 커서를 동맥의 깊은 내막층으로 이동한 다음 Enter 키를 눌러 수축기 끝의 직경을 구합니다. 직경은 왼쪽 상단 모서리에 표시됩니다.
- Freeze를 누르고 동맥을 화면 중앙에 유지하고 동맥과 평행하게 유지하면서 프로브를 시계 방향으로 90도 돌려 세로를 만듭니다. 맥파 버튼 PW를 누른 다음 측정을 누릅니다. 그러면 화면 오른쪽에 드롭다운 메뉴가 생성됩니다. 커서를 CFA로 이동하고 Enter 키를 누릅니다.
- 커서를 "자동"으로 이동하고 Enter 키를 누릅니다. 커서를 "Flow volume"으로 이동하고 Enter 키를 누릅니다. 커서를 "Live"로 이동하고 Enter 키를 눌러 추적을 가져오고 Measure 를 한 번 눌러 완료합니다.
- 가능한 가장 낮은 공명 각도에서 항상 60도 미만의 속도를 얻습니다. 조향 각도 버튼을 시계 방향으로 돌리면 감소하고 시계 반대 방향으로 돌리면 증가합니다. 각도 보정 버튼을 돌려 보충 그림 4와 같이 커서가 동맥에 수평이 되도록 트레이스를 얻습니다.
- 동맥의 동시 2D 시각화 및 시청각 혈속 피드백을 통해 혈류 속도 추적을 얻습니다. 소리 버튼을 시계 방향으로 돌려 소리가 켜져 있는지 확인합니다.
- 최소 30초 동안 앉아서 휴식을 취하는 동안 첫 번째 트레이스를 얻고 Image Store 를 두 번 눌러 트레이스를 저장합니다. 그런 다음 참가자에게 테스트 중에 분당 60회전(RPM)의 페이스를 유지하고 대퇴사두근만 사용하여 다리 확장을 수행하고 햄스트링 근육을 이완되도록 지시합니다. 전체 실험 동안 프로브를 고정된 상태로 유지하십시오.
- 참가자에게 60W에서 분당 회전수(RPM)의 속도를 0으로 유지하고 대퇴사두근만 사용하여 다리 확장을 수행하고 햄스트링 근육을 이완되도록 지시합니다. 전체 실험 동안 프로브를 고정한 상태로 유지하고 Image Store 를 두 번 눌러 트레이스를 저장합니다.
- 저항을 추가하고 참가자가 150초의 트레이스를 얻기 전에 최소 30초의 운동을 완료하도록 한 다음 이미지 스토어 를 두 번 눌러 트레이스를 저장합니다.
4. 혈류량 정량 분석
- 모든 이미지를 얻었으면 Review를 누릅니다.
- Track Ball을 누르고 커서를 욕망의 이미지로 이동한 다음 Enter를 두 번 클릭합니다.
- 원하는 트레이스가 나타나면 Measure 를 누르고 화면 오른쪽의 드롭다운 메뉴에서 커서를 "Flow volume"으로 이동한 다음 Enter 키를 누릅니다.
- 커서를 2D 초음파 이미지로 이동하고 Enter 키를 누른 다음 휴식 중에 측정된 직경에 도달할 때까지 커서를 드래그하고 Enter 키를 다시 누릅니다.
- 커서 선택 버튼을 시계 방향으로 두 번 돌린 후 트랙볼을 스크롤한 후 Enter 키를 눌러 두 개의 수직선 사이에 표시될 30초의 트레이스를 선택합니다.
- LBF는 평균 혈속(cm/s)과 대퇴 동맥의 단면적(cm2)의 곱으로 계산되며 왼쪽 상단 모서리에 표시됩니다.
알림: 트레이스의 육안 검사를 통해 데이터 분석 전에 품질 관리를 수행하고 모션 아티팩트와 불규칙한 심장 박동의 영향을 받는 맥파를 제외합니다. 검사 완료 후 각도 보정을 조정하려면 Angle Corr . 버튼을 시계 방향으로 돌리면 감소하고 시계 반대 방향으로 돌리면 커서가 동맥과 수평이 되도록 증가시킵니다.
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Representative Results
참가자
2022년 5월부터 2022년 10월까지 총 30명의 건강한 남성과 여성이 연구에 참여하도록 모집되었습니다. 모든 참가자는 심혈관, 대사 또는 신경 질환의 병력이 없었습니다. 그들은 카페인, 알코올, 니코틴, 격렬한 운동 또는 혈관 기능에 잠재적으로 영향을 미칠 수 있는 다른 요인을 포함하여 평소 습관을 바꾸라는 지시를 받지 않았습니다.
실험 절차
참가자들은 10일 간격으로 두 번의 다른 실험일에 실험실에 보고했습니다. 각 참가자에 대해 실험은 하루 중 같은 시간에 수행되었지만 시간은 참가자마다 달랐습니다. 또한, 실험은 빛에 노출되지 않고, 온도가 조절되고, 음악이 없고, 대화가 제한된 같은 방에서 수행되었습니다. 실험 1일차와 2일차에, 측정은 동일한 초음파 검사자(S1)에 의해 수행되었다.
참가자들은 프로토콜과 보충 그림 1에 설명된 단일 다리 무릎 신전근 모델에 배치되었습니다. 단일 다리 무릎 신전제 의자는 우리 연구소의 전 교수 (Bengt Saltin 교수)가 만들었으며 'Saltin Chair'라고도합니다 ( 재료 표 참조).
10일 간격으로 두 번의 다른 실험일에 참가자들은 실험실에 보고했습니다. 실험은 각 참가자에 대해 하루 중 같은 시간에 수행되었지만 특정 시간은 참가자마다 달랐습니다. 실험은 제한된 빛 노출, 통제된 온도, 음악 금지, 제한된 대화가 있는 통제된 환경에서 진행되었습니다. 실험일(1일 및 2일)에 모두 동일한 초음파 검사자(S1)가 측정을 수행했습니다. 참가자는 프로토콜 및 보충 그림 1에 설명된 대로 단일 다리 무릎 신전근 모델에 배치되었습니다. 'Saltin Chair'( 재료 표 참조)라고도 알려진 단일 다리 무릎 신전 의자는 우리 연구 센터의 Bengt Saltin 교수가 개발했습니다.
처음에는 우세한 다리의 총대퇴동맥(CFA)의 혈류가 다리를 페달에 고정한 상태에서 앉은 상태에서 측정되었습니다. 그 후, 참가자들은 운동을 시작했고, 혈류는 0W, 6W, 12W, 18W의 작업 부하에서 측정되었습니다. 각 운동 세션은 4분 동안 지속되었으며 지속적으로 수행되었습니다. 안정된 상태를 보장하기 위해 각 작업량에서 두 번의 혈류 측정이 수행되었습니다. 측정은 각 작업량(21)에 대해 2.5분 및 3.5분에 획득하였다. 하루 내 신뢰성을 평가하기 위해 첫 번째 측정 후 10초 동안 프로브를 동맥에서 잠시 들어 올린 다음 그림 1과 같이 두 번째 측정을 위해 재배치했습니다. 정지 상태에서 측정한 CFA의 수축기 말단 직경을 사용하여 실험 전체의 흐름을 계산했습니다.
세 번째 실험일에, 두 초음파 검사자 사이의 변이는 위에서 설명한 것과 동일한 운동 프로토콜을 사용하여 조사되었습니다. 6명의 참가자가 세 번째 방문에 대해 정보에 입각한 동의를 제공했습니다. 임상 환경에서 혈류를 측정한 경험이 있는 두 명의 숙련된 초음파 검사자는 그림 1과 같이 동일한 작업량에서 서로 1분 이내에 측정을 수행했습니다. 숙련된 초음파 검사자는 오류 수정을 위한 감독을 포함하여 단일 다리 무릎 신전근 모델에서 최소 20시간의 스캐닝 지원자를 완료한 것으로 정의되었습니다. 두 초음파 검사자 모두 하루 종일 비슷한 신뢰성을 보여주었습니다. 연습하는 동안 두 명의 초음파 검사자는 서로의 측정값을 못한 상태에서 무작위 순서로 혈류를 측정했습니다. 시청각 피드백을 피하기 위해 초음파 검사자는 동시에 방에 있지 않았습니다. 첫 번째 초음파 검사자는 주어진 작업량에서 150초 후에 첫 번째 측정을 완료했습니다. 추적을 완료 한 후 첫 번째 초음파 검사자는 초음파 장치를 기본 설정으로 재설정하고 방을 떠났습니다. 참가자는 동일한 속도와 부하를 유지한 다음 두 번째 초음파 검사자가 새로운 흔적을 얻기 위해 방에 들어갔습니다. 두 초음파 검사자 모두 실험 1일차와 2일차와 마찬가지로 4가지 워크로드에 대해 혈류 측정을 수행했습니다. 각 작업량에서 스캔하기 전에 동전 던지기는 초음파 검사자의 무작위 순서를 결정하여 '승자'가 측정을 시작하도록 했습니다. 실험 3일차에 각 초음파 검사자는 각 운동 세션 동안 하나의 혈류 측정값만 얻었습니다.
통계
모든 통계 분석은 통계 소프트웨어를 사용하여 수행되었습니다. p < 0.05(양측)의 유의 수준은 통계적으로 유의한 것으로 간주되었습니다. 데이터는 평균(표준 편차, SD) 또는 평균[95% 신뢰 구간, 하한(LL), 상한(UL)]으로 표시됩니다. 쌍체 t-검정 은 LBF의 하루 내 및 하루 사이의 차이를 평가하는 데 사용되었습니다. p-값은 Bonferroni에서 수정되었으며, 통계적 유의성에 대한 임계값은 0.005였습니다.
신뢰도는 측정된 변수22의 변동성으로 인해 발생하는 랜덤 오차의 양을 측정합니다. 절대 신뢰도는 Bland-Altman 플롯을 사용하여 평가되었으며 LOA(Limits of Agreement) 및 SRD(Smallest Real Difference)로 표시되며, 이는 95%의 사례에서 두 측정값 간의 기대 차이를 추정합니다23,24. 일원 분산 분석(ANOVA)을 사용하여 참가자 내 표준 편차(SDw)를 결정하고 SRD는 다음 공식24를 사용하여 계산했습니다.
이 방법을 다른 LBF 측정 기법과 비교하기 위해 분산 계수(CV)를 신뢰도의 상대적 측도로 계산했습니다. CV는 측정 오차25로 인한 분산의 비율을 나타냅니다.
선형 혼합 모형으로부터의 평균 추정치 및 잔차 분산의 분포를 기초로, CV의 분포는 CV26에 대한 95% 신뢰 구간을 얻기 위해 시뮬레이션되었다. CV 값의 품질 수준에 대한 공식적인 합의는 방법론과 연구 유형에 따라 다르기 때문입니다. 그러나 CV는 일반적으로 <10%이면 낮고, 10%-20%이면 허용되며, 25%25,27 이상이면 허용되지 않는 것으로 간주됩니다.
이 연구에서는 초음파 검사자 1과 초음파 검사자 2가 유일한 관심 평가자였으며 사용할 적절한 ICC 모델을 결정하기 위해 여러 측정을 수행했습니다. 클래스 내 상관 계수(ICC)는 절대 합치도 및 다중 측정값 ICC(3, k)와 함께 이원 혼합 효과 모델을 사용하여 계산되었습니다. 첫 번째 숫자는 모형(1, 2 또는 3)을 나타내고 두 번째 숫자/문자는 유형을 나타내며 단일 평가자/측정값(1)인지 또는 평가자/측정값의 평균(k)28,29인지를 나타냅니다.
절대 신뢰도와 상대 신뢰도는 일반적으로 측정의 신뢰도를 평가하는 데 사용됩니다. 반복성은 동일한 조건에서 측정을 반복할 때 동일한 결과를 얻을 수 있는 일관성을 나타냅니다. 반면에 재현성은 다양하거나 변화하는 조건에서 측정을 수행할 때 일관된 결과를 얻을 수 있는 능력을 나타냅니다. 이러한 용어들은 측정 방법(22)의 신뢰성을 이해하고 평가하는데 유용하다.
모든 참가자는 연구를 성공적으로 완료하고 실험 설계를 견뎌냈습니다. 총 30명의 건강한 피험자(연령: 33세 ± 9.3세, 남성/여성: 14/16세)가 포함되었으며 평균 체중은 74.5kg(SD: 13), 평균 신장은 174cm(SD: 9.3)였습니다.
절대값 및 내부 일관성
하루 내 또는 하루 간 측정값 간에 절대 LBF 값에는 통계적으로 유의한 차이가 없었습니다(표 1). LBF는 안정 시 0.36(SD: 0.20) L/min에서 18W에서 운동 시 2.44(SD: 0.56) L/min에 이르기까지 증분 워크로드(그림 2)에 걸쳐 점진적으로 증가하여 워크로드 진행에 따른 선형 증가를 보여줍니다.
LBF 측정값을 보여주는 Bland-Altman 플롯은 그림 3의 일일 내 신뢰도, 그림 4의 일간 신뢰도, 그림 5의 평가자 간 신뢰도에 대해 제시되어 있습니다. 하루 내 데이터에서는 특이치가 나타나지 않았지만 하루 사이 측정에서 몇 가지 특이치가 관찰되었으며 평가자 간 측정 중에 여러 특이치가 관찰되었습니다.
테스트-재테스트 신뢰성
최소 실수 차이(SRD), 변동 계수(CV) 및 클래스 내 상관 계수(ICC)에 대한 값은 표 2의 당일, 표 3의 일간 및 표 4의 평가자 간에 제공됩니다.
일일 내 SRD 값의 범위는 0 W 동안 0.28 [95% CI: 0.22, 0.38] L/min에서 18 W 동안 0.39 [95% CI: 0.32, 0.50] L/min이었습니다. SRD 값은 0 W에서 0.66 [95% CI: 0.41, 1.32] L/min에서 18 W 동안 0.71 [95% CI: 0.53, 1.01] L/min 범위의 하루 간 측정에서 더 높았습니다. SRD는 안정 시 0.23 [95% CI: 0.12, 0.70] L/min에서 18W에서 운동 중 1.55 [95% CI: 1.02, 2.82] L/min 범위의 평가자 간 측정에서 훨씬 더 높았습니다.
CV 값의 범위는 18W 동안 4.0 [95% CI: 3.0, 5.1] %에서 0W 동안 4.2 [95% CI: 3.1, 5.3] %였습니다. CV는 휴식 중 20.2 [95% CI: 14.7, 27.2] %에서 6 W 동안 10.1 [95% CI: 7.5 - 13.1] % 범위의 일일 간 측정에서도 더 높았습니다. 휴지 시 26.8 [95% CI: 11, 51] %에서 6 W 동안 17.9 [95% CI: 8.5, 29.2] %의 CV 범위로 평가자 간 측정 중에 훨씬 더 높은 값을 얻었습니다.
ICC 값은 하루 중 및 하루 사이 모든 워크로드의 신뢰도가 >0.90임을 보여주었습니다. 반대로, 평가자 간 측정에서는 ICC 값이 0.41(0.1 - 0.84)로 낮았습니다.
그림 1: 연구 설계 개요. 총 30명의 건강한 참가자가 0W에서 18W 범위의 증분 작업량으로 단일 다리 무릎 신전근 프로토콜을 받았습니다. 이 프로토콜은 10일 이내에 반복되었습니다. 6명의 참가자로 구성된 하위 그룹이 3일차에 평가자 간 신뢰도 연구에 자원했습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 2: 한쪽 다리 무릎 신전근 운동에 대한 다리 혈류 반응. 1일차와 2일차의 평균값은 각각 검은색 점과 회색 점으로 표시되며 수염은 표준 편차를 나타냅니다. 정지 상태에서 하나의 측정값을 얻었고 각 워크로드(0, 6, 12 및 18W)에서 두 개의 측정값을 얻었습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 3: Bland-Altman 플롯으로 표시된 단일 다리 무릎 확장 중 다리 혈류의 일일 내 테스트-재테스트 신뢰도. 그림은 두 날 모두 하루 내 측정값에서 생성되었습니다(n = 60). 각 증분 워크로드에 대해 0W(A), 6W(B), 12W(C) 및 18W(D)의 플롯이 하나씩 표시됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 4: Bland-Altman 플롯으로 표시된 단일 다리 무릎 확장 중 다리 혈류의 일일 테스트-재테스트 신뢰도. 그림은 하루 사이의 측정값(n = 30)에서 생성되었습니다. 각 조건에 대해 나머지(A), 0W(B), 6W(C), 12W(D) 및 18W(E)의 플롯이 하나씩 표시됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 5: Bland-Altman 플롯으로 표시된 단일 다리 무릎 확장 중 다리 혈류의 평가자 간 테스트-재테스트 신뢰도. 플롯은 평가자 간 측정값(n = 6)에서 생성되었습니다. 각 조건에 대해 나머지(A), 0W(B), 6W(C), 12W(D) 및 18W(E)의 플롯이 하나씩 표시됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
| 엔 = 30 | 1일차, 1. 증권 시세 표시기 | 1일차, 2일차. 증권 시세 표시기 | 하루 내 p-값 | 일 2,1. 증권 시세 표시기 | 일 2,2. 증권 시세 표시기 | 하루 내 p-값 | 하루 간 평균 차이 | 하루 사이 | 1일차, CFA 직경(cm) | 2일차, CFA 직경(cm) |
| 휴식(L/min) | 0.36 (0.20) | 해당 없음 | 해당 없음 | 0.37 (0.14) | 해당 없음 | 해당 없음 | 0.006 (0.11) | 0.76 | 0.94 (0.12) | 0.96 (0.14) |
| 0 W (L/분) | 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/최소) | 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/분) | 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 | ||
| 18W(L/분) | 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 |
표 1: 다리 혈류량. 이 표는 첫 번째 및 두 번째 혈류 측정 중 1일과 2일에 얻은 절대 혈류 값과 총대퇴 동맥 직경 측정값을 표시합니다. 데이터는 평균(표준 편차)으로 표시됩니다. 하루 내 및 하루 사이의 차이를 평가하기 위해 쌍체 t-검정 을 수행했습니다. 약어: W = 와트, CFA = 총대퇴동맥. Bonferroni 보정 후 통계적으로 유의한 것으로 간주되는 p-값은 p = 0.005로 설정되었습니다.
| SRD (패) | 이력서 (%) | ICC(분수) | |
| 0 와트 | 0.28 (0.21 내지 0.38) | 4.2 (3.1에서 5.3) | 0.98 (0.96에서 0.99) |
| 6W | 0.31 (0.26에서 0.38) | 4.3 (3.3에서 5.5) | 0.97 (0.95 내지 0.99) |
| 12W | 0.31 (0.24 내지 0.50) | 4.1 (3.1에서 5.2로) | 0.96 (0.93에서 0.97) |
| 18W | 0.39 (0.32 내지 0.50) | 4.0 (3에서 5.1로) | 0.96 (0.94 내지 0.98) |
표 2: 하루 내 신뢰성 측정. 이 표는 하루 내 신뢰도 측정에 대한 평균값(95% 신뢰 구간, 하한, 상한 포함)을 나타냅니다. W = 와트. SRD = 최소 실수 차이, CV = 분산 계수, ICC = 클래스 내 상관 계수.
| SRD (패) | 이력서 (%) | ICC(분수) | |
| 쉬다 | 0.21 (0.16 내지 0.32) | 20.2 (14.7에서 27.2로) | 0.92 (0.82 내지 0.96) |
| 0 와트 | 0.66 (0.41에서 1.32) | 13.7 (10.3에서 17.6) | 0.93 (0.86 내지 0.97) |
| 6W | 0.52 (0.38에서 0.79) | 10.1(7.5에서 13.1로) | 0.91 (0.82 내지 0.96) |
| 12W | 0.66 (0.50 내지 0.94) | 11.5 (8.6-14.7) | 0.82 (0.62 내지 0.91) |
| 18W | 0.71 (0.53에서 1.01) | 10.2 (7.6에서 13.1로) | 0.90 (0.79 내지 0.95) |
표 3: 하루 사이의 신뢰성 측정. 이 표는 하루 사이의 신뢰도 측정에 대한 평균값(95% 신뢰 구간, 하한, 상한 포함)을 제공합니다. W = 와트. SRD = 최소 실수 차이, CV = 분산 계수, ICC = 클래스 내 상관 계수.
| SRD (패) | 이력서 (%) | ICC(분수) | |
| 쉬다 | 0.23 (0.12 내지 0.70) | 26.8 (11에서 51) | 0.85 (0.1 내지 0.98) |
| 0 와트 | 0.96 (0.75에서 1.31) | 20 (9.2에서 33.3) | 0.74 (0,1에서 0.96까지) |
| 6W | 0.88 (0.59에서 1.55) | 17.9 (8.5에서 29.2) | 0.6 (0.2 내지 0.94) |
| 12W | 1.09 (0.59에서 1.55) | 18.7 (8.8에서 30.6) | 0.5 (0.2 내지 0.93) |
| 18W | 1.55 (1.01에서 2.82) | 18.4 (8.6에서 30.1) | 0.41 (0.1에서 0.84) |
표 4: 평가자 간 신뢰도 측정. 이 표는 평가자 간 신뢰도 측정에 대한 평균값(95% 신뢰 구간, 하한, 상한 포함)을 나타냅니다. W = 와트. SRD = 최소 실수 차이, CV = 분산 계수, ICC = 클래스 내 상관 계수.
보충 그림 1: 단일 다리 무릎 신전근 모델. 이 이미지는 단일 다리 무릎 신전근 모델을 사용하는 동안 시험 중 참가자를 묘사합니다. 이 이미지의 사용에 대해 참가자와 초음파 검사자 모두로부터 사전 동의를 얻었습니다. 텍스트 상자는 프로토콜에 언급된 모든 자료를 강조 표시하는 데 사용됩니다. 이 파일을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.
보충 그림 2: 초음파 장치. 이 이미지는 도플러 초음파 검사를 수행하는 데 사용되는 버튼을 보여줍니다. 프로토콜에 설명된 모든 버튼은 쉽게 참조할 수 있도록 강조 표시되어 있습니다. 이 파일을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.
보충 그림 3: 맥파 모드의 초음파 장치. 이 이미지는 펄스 웨이브 모드에서 도플러 초음파 검사를 수행하는 데 사용되는 버튼을 보여줍니다. 프로토콜 섹션에 언급된 모든 버튼은 명확성을 위해 강조 표시됩니다. 이 파일을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.
보충 그림 4: 도플러 초음파 신호. 이 이미지는 다리 혈류를 계산하는 데 사용되는 혈속 추적을 보여줍니다. 프로토콜 섹션에 설명된 모든 관련 메트릭과 버튼은 쉽게 식별하고 참조할 수 있도록 강조 표시됩니다. 이 파일을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.
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Discussion
이 연구는 건강한 참가자의 준최대 단일 다리 무릎 신전근 운동 중 다리 혈류(LBF)를 평가하기 위한 도플러 초음파 방법론의 신뢰성을 평가했습니다. 그 결과, 하루 내 신뢰도와 하루 중 신뢰도가 높은 것으로 나타났으며, 평가자 간 신뢰도는 정지 상태와 0W에서 허용 불가능한 것으로 나타났습니다.
측정 사이의 프로브 제거는 거의 영향을 미치지 않는 것으로 보였지만 하루 내 측정과 하루 사이 측정 간의 신뢰성 차이는 통제되지 않은 환경 요인에 기인할 수 있습니다. 스캔 부위, 초음파 검사자 및 실험 설정은 연구 전반에 걸쳐 일관되게 유지되었습니다. 그러나, 참가자들은 카페인, 니코틴, 알코올 또는 격렬한 운동을 삼가도록 지시받지 않았으며, 이들 모두는 사지로의 혈류에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다30,31,32,33. 또한 식이요법, 수분 섭취 및 고칼로리 섭취, 특히 근육 혈류에 영향을 미치는 것으로 알려진 지방이 많은 식사와 같은 요인은34,35에 대해 통제되지 않았습니다. 이 연구는 또한 혈관 기능에 영향을 미치는 것으로 나타난 검사 전에 참가자의 수면에 대한 정보를 기록하지 않았다36. 또한, 약물 상태 및 혈류 조절에 대한 약물의 잠재적 영향은37,38,39,40에 대해 기록되거나 통제되지 않았다. 따라서 보고된 신뢰도 추정치는 최악의 시나리오를 나타내며, 이 방법은 이러한 주제 관련 요인을 통제하면서 건강한 개인에게 사용될 때 동일하거나 훨씬 더 신뢰할 수 있을 것으로 기대할 수 있습니다. 이는 잠재적인 교란 요인을 통제하는 것이 실험 또는 임상 환경에서 항상 실현 가능한 것은 아니기 때문에 연구의 목적과 일치합니다. 이러한 한계에도 불구하고 결과는 하루 내 및 하루 사이의 우수한 신뢰성을 입증했다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 더욱이, LBF가 동일한 초음파 검사자에 의해 평가되도록 하는 것은 평가자 간 신뢰도가 낮기 때문에 더 중요한 것으로 보입니다.
이 연구의 결과는 남성과 여성 모두의 단일 다리 수동 운동(PLM)을 포함한 다양한 실험 설정에서 도플러 초음파의 신뢰성을 평가한 다른 연구와 일치합니다. 이 연구들은 LBF가 최고조에 달했을 때 가장 높은 신뢰도 측정을 보고했으며, 이는 이 방법이 휴식에 비해 운동 중에 더 신뢰할 수 있음을 시사한다27,41. 이 연구의 결과는 이전 연구에 비해 약간 더 높은 신뢰성을 보여주었으며, 이는 LBF가 더 높았을 때 운동 중에 얻은 데이터에 기인할 수 있습니다. 더욱이, 이 방법의 신뢰성은 다리로의 혈류를 측정하기 위해 두 다리 밟기 운동이 수행된 다른 설정에서 초음파 신뢰성을 조사한 최근의 연구와 유사한 것으로 밝혀졌다(21). 이 연구의 하루 내 신뢰도는 1997년의 이전 연구보다 높았으며, 이는 잠재적으로 초음파 기술 및 소프트웨어의 발전 때문일 수 있습니다.
이 연구는 실험일 사이의 신뢰성이 휴식 시에는 낮았지만 운동 강도가 증가함에 따라 향상되었음을 밝혀 상세한 기준선 측정의 중요성을 강조했습니다. 이 연구에서 발을 페달에 묶은 상태에서 앉은 자세에서 휴식 LBF를 평가했으며, 누운 자세에서 기준선 측정이 더 신뢰할 수 있는지 여부를 고려할 가치가 있습니다. 또한 휴식 시간에 대한 표준 프로토콜이 구현되지 않아 기준 측정은 운동 중 고유량 상태에 비해 실험 전 참가자의 신체 활동 수준을 포함한 환경 요인에 더 취약합니다.
이 연구는 건강한 참가자를 대상으로 수행되었으며 신뢰성 측정은 질병이 있는 개인에게 적용되지 않을 수 있습니다. 도플러 초음파는 초음파 검사자의 기술에 크게 의존하며 얻은 신뢰할 수 있는 데이터는 훈련되지 않은 초음파 검사자에게 외삽할 수 없습니다. 두 초음파 검사자를 모두 평가하는 것은 거짓으로 낮은 신뢰도 측정으로 이어질 수 있는 기술 수준의 잠재적 차이를 설명하는 데 중요합니다. 그러나 두 초음파 검사자 모두 동일한 정도의 일일 변동성을 보였으며 이는 평가 기간 동안 일관된 성능을 나타낸다는 점을 언급할 가치가 있습니다.
또한, 이 연구는 단일 다리 무릎 확장에 초점을 맞추었으며, 혈류 조절이 팔다리 간에 다를 수 있기 때문에 결과는 팔뚝의 도플러 초음파에 적용되지 않을 수 있습니다42,43. 동적 운동 중 선박 직경 변화에 대한 기존 문헌은 상충되는 데이터를 제시합니다. 또한, 앉아서 쉬는 동안 총대퇴동맥(CFA)에 대해 단 하나의 직경 측정이 이루어졌으며, 이는 이전 연구 4,44에서 설명한 방법론에 따라 유량을 계산하는 데 사용되었습니다. 일부 증거는 젊고 건강한 여성의 점진적인 단일 다리 무릎 운동 중에 CFA 직경이 증가했음을 시사한다는 점에 유의해야 합니다45.
향후 연구에서는 운동 중 CFA 직경의 잠재적 변화를 고려하는 것이 신뢰성에 영향을 미치는지 여부를 조사해야 합니다. 또한, 이 연구의 프로토콜 이전에 배기 테스트가 수행되지 않았음을 인정하는 것이 중요합니다. 따라서 결과는 절대 작업량을 기반으로 하며, 낮은 강도에서 최대 이하의 강도는 건강한 젊은 지원자를 대상으로 한 이전 연구에서 도출되었습니다 3,4,6,44. 본 연구에서 사용된 강도에서 2.5분 후에 정상 상태가 달성된다는 가정은 합리적이며 이전 연구 결과와 일치한다6. 그러나 더 높은 강도에서는 이것이 사실이 아닐 수 있다는 점에 유의해야 합니다. 그럼에도 불구하고 본 연구에서 얻은 신뢰성 측정은 최대한의 노력 상황으로 일반화되거나 외삽될 수 없다는 점을 강조해야 합니다.
요약하면, 건강한 사람의 준최대 단일 다리 무릎 신전근 운동 중 다리 혈류에 대한 도플러 초음파 기반 측정은 동일한 초음파 검사자가 수행했을 때 하루 내 높은 신뢰도 및 허용 가능한 하루 사이의 신뢰성을 보여주었습니다. 이러한 신뢰성은 장소, 시간 및 실내 온도를 제외하고는 내적 및 외적 환경 요인이 통제되지 않은 경우에도 관찰되었습니다.
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Disclosures
저자는 이 연구가 잠재적인 이해 상충으로 해석될 수 있는 상업적 또는 재정적 관계가 없는 상태에서 수행되었음을 선언합니다.
Acknowledgments
신체 활동 연구 센터(CFAS)는 TrygFonden(보조금 ID 101390 및 ID 20045)의 지원을 받습니다. JPH는 Helsefonden과 Rigshospitalet의 보조금으로 지원되었습니다. 이 작업 중에 RMGB는 .doc 이후 지원을 받았습니다. Rigshospitalet의 보조금.
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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