Summary
ここでは、単一のクリニックや研究室訪問の反応性充血、脳循環代謝、骨格筋の酸化能力を評価するために近赤外分光法を用いた単純な非侵襲的なアプローチについて述べる。
Abstract
運動は代謝需要への酸素供給を一致させるために非常に調整された血管応答を要求する主要な血行力学的ストレスを表します。(組織虚血の短い期間への応答) の反応性充血心血管イベントの独立した予測因子血管健康状態および血管拡張能の重要な洞察を提供しています。骨格筋の酸化能力は、myocellular プロセスのためのエネルギー供給を決定、健康と病気も重要です。ここでは、単一のクリニックや研究室訪問の間に各主要な臨床的エンドポイント (反応性充血、血管カップリングと筋有酸素能) を評価するために近赤外分光法を用いた単純な非侵襲的なアプローチについて述べる。ドップラー超音波、磁気共鳴画像/分光法、または侵襲的なカテーテル ベースのフロー測定または筋肉の生検とは異なり我々 のアプローチは、少ないオペレーター依存、低コスト、完全に非侵襲的です。以前公表された資料から要約データと一緒に研究室から代表的なデータでは、これらのエンドポイントのそれぞれのユーティリティについて説明します。一度このテクニックをマスターすると、個体群の臨床への応用は運動不耐症、心血管障害の重要な機械論的洞察を提供します。
Introduction
組織虚血の短い期間に充血している応答 (マイクロ) 血管機能の重要な非侵襲的指標として浮上しています。導管動脈の閉塞、中に虚血性の侮辱を相殺するための努力で下流の細動脈を拡張させます。咬合のリリース時に血管抵抗の低下結果充血、大きさの下流の血管を拡張する能力によって決定されます。反応性充血は心血管イベント1,2したがって臨床的に重要なエンドポイントの強力な独立した予測が、許容範囲と生活の質を行使するその機能的意義は不明瞭です。
確かに、動的な運動は代謝需要への酸素供給を一致させるために非常に調整された血管応答を要求する主要な心血管ストレスを表します。たとえば、骨格筋血流は、孤立した筋収縮3、このような血行動態反応が全身運動に外挿する場合、心臓のポンプの能力を圧倒するだろう時にほぼ 100 倍増やすことができます。したがって、重度の低血圧、交感神経 (すなわち、血管収縮薬) を避けるために神経活動増加心臓出力非アクティブと内臓の組織から、アクティブな骨格筋4の方を再配布します。交感神経は運動筋の5; 監督もただし、適切な組織酸素配信6,7,8,9,10、を確保するために収縮反応を減衰させるローカル代謝シグナル11. このプロセスをまとめて機能 sympatholysis12と呼ばれる、運動時に骨格筋血流の正常な規則ことが不可欠です。骨格筋の血流は有酸素能力の重要な決定要因-生活の質と心血管疾患の罹患率と死亡率のための13の独立した予測因子-骨格筋血流と組織酸素の制御について運動中の配信は、臨床的意義は大きいです。
酸素供給は酸素利用率の方程式の残りの半分を満たす Fick の方程式の半分だけをただし、です。中での酸素利用率の主要な規定、ミトコンドリアの酸化的リン酸化は、安静時と運動時の細胞プロセスの十分なエネルギーの供給に重要な役割を果たしています。確かに、筋有酸素能の障害は、機能的な能力と生活の質14,15,16を制限できます。様々 な対策は、侵襲的な筋肉の生検と高価で時間のかかる磁気共鳴分光学 (夫人) の技術を含む筋有酸素能のインデックスを提供するために使用されます。
ここでは、我々 単一診療所や研究室訪問で各 3 つ主要な臨床的エンドポイント (反応性充血、sympatholysis、および筋有酸素能) を評価するために近赤外分光法 (NIRS) を用いた新規、非侵襲的アプローチを提案します。このアプローチの主要な利点が 3 つあります: 最初に、この手法は、持ち運びも簡単、比較的低コスト、簡単に実行できます。反応性充血を測定するための現在のドップラー超音波方法はオペレーターに強く依存して-トレーニングと広範なスキルを必要とする-、高コスト、高度なデータ集録ハードウェアおよび後処理ソフトウェアを必要とします。さらに、これは多分クリニックおよび/またはベッドサイド監視または治療効果をテストの大規模な臨床試験に導入する。第二に、方法論のおかげでこの手法の具体的手法の全体的な特異性増加、骨格筋の微小血管に焦点を当てます。超音波ドプラを用いた代替的なアプローチは上流管容器に完全に集中し、下流の信号を抑制することができます変更を推測します。第三に、この手法は、完全に非侵襲的です。骨格筋の酸化能力は伝統的侵襲の評価し、痛みを伴う筋肉の生検と機能 sympatholysis の交感神経と sympatholytics の動脈内注入と評価があります。この方法では、これらの要件をすべて一緒に回避できます。
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Protocol
このプロトコルは次のテキサス大学アーリントン校で倫理委員会のガイドラインとヘルシンキ宣言の最新バージョンによって設定された標準に準拠しています。したがって、書面によるインフォームド コンセント (されする必要があります) の調査手続の開始前に取得しました。
1. 計装
注: 以下の計装説明、近赤外線 (NIR) 分光器とデータ集録システム私たちの研究室で使用されるに基づいて (材料の表を参照してください)。したがって、指示は、これらのデバイスの最適な機能のために必要な手順を含めます。これらの手順には、付属のソフトウェアとファントム、校正を用いた近赤外プローブの校正と周囲の光を除外する暗い布のアプリケーションが含まれます。異なるデータ コレクション ハードウェアおよび/またはソフトウェアを使用すると、捜査官は特定のユーザー マニュアルを参照して、校正と周囲光に関する考慮事項ください。図 1では、実験の設定と計測すぐに以下を示しています。
- 環状線はおよそ LBNP ボックスへの開口部とも、(図 1 a)、低い体陰圧負荷 (LBNP) チャンバ内を脚で仰臥する主題を指示します。LBNP 室を構築する方法については、参照17です。を参照してください。
- 件名に 3 つの心電図電極を配置: 下、鎖骨の位置に 2 つ、件名に 1 つの左側内側腸骨稜に。この構成は、下肢、上肢、腕の動きのハンド グリップ運動時計装へのアクセス制限のための最良の結果を提供します。
- 主題の支配的な手首に非観血的血圧モニター モジュールを配置します。各指に指血圧計を置き、それらをモジュール (図 1 b) に接続します。指血圧計は、デバイスに付属のマニュアルに従って正しく校正されてを確認します。
- 少し誘拐された位置に非支配的な腕と手グリップ ダイナモ (HGD) を把握する主題を指示します。腕が快適なベッドサイド テーブルの上に配置されます。最適なグリップの強さを最小限の腕の動き (図 1) のように距離、HGD 角を調整する必要があります。
- ベッドサイド テーブルに HGD を保護します。
- 参加者の最大随意収縮力 (MVC) を測定します。絞るということ、プロンプトが表示されたら、彼らする必要があります、HGD できるだけ頑張ってのみ手や前腕の筋肉を活用しながら参加者に伝えます。彼らは最大のグリップを実行するときに、上腕、胸、肩、または腹部の筋肉を採用控える必要があります件名に指示します。
- 繰り返しステップ 1.6 3 回、少なくとも 60 s. 記録で最大の力を達成した (ベスト 3) を区切ります。この最大の力は、骨格筋の酸化能力と神経血管カップリング (下記参照) の運動強度を計算するため使用されます。
- 急速なインフレ カフ運動手の上腕の周りに配置します。急激なインフレ コント ローラーから航空会社をカフに接続します。
- 深指屈筋を識別します。明白な筋肉の境界を画定するのに皮膚マーカーを使用します。
- 近赤外分析計がお使いのデバイスに付属しているユーザーズ マニュアルに従って適切に校正されていることを確認します。きれいな NIR がプローブを皮膚にアルコール準備ワイプで配置されます。
- (深指屈筋) 筋腹の中央に近赤外プローブを配置し、前腕部にしっかりと貼る。
- (図 1図 1) 周囲の光からの干渉を最小限に抑え、暗い布で前腕やプローブをラップします。
- 研究機能の sympatholysis 部分を実行する準備ができたら、LBNP 室に件名をシールします。
2. 骨格筋の酸化能力
注: 骨格筋の酸化能力を測定するための実験の手順を示す代表的なデータ トレースは、図 2 で描かれています。この実験的アプローチは、以前体内リン夫人18とその場で筋肉呼吸19、に対して検証されているし、広く受け入れられる20を得ています。
- (計装) 上記のよう件名を計測します。
- まだ 2 分脱酸素化ヘモグロビン (HHb) を監視中のヘモグロビン (HbO2) 近赤外プローブを介して嘘を主題に指示します。
注: この残りの期間インストルメンテーション プロセスに関連付けられている任意の運動成果物から回復する件名ができ安定したベースライン測定を保証します。2 分後に大幅な変動が発生していない場合、件名は定常状態または安静時の基準で考慮されるかもしれない。 - カフ オクルー ジョンの前にカフを膨らませることはあなたの主題を通知します。5 分間 (すなわちsuprasystolic) 収縮期血圧上上腕カフ少なくとも 30 mmHg を膨らませます。まだと両方カフとカフの間にできるだけリラックスした彼らの腕を保つために主題を指示します。
注: この 5 分上腕動脈カフ オクルー ジョン プロトコルを反映血管閉塞のために現在承認された臨床標準テスト21,22,23,24,25。 - (前にカフのオクルー ジョン) 初期/ベースライン値および組織飽和度 (StO2) カフ咬の nadir 値を記録し、これらの 2 つの値の中間点を決定します。
- カフ閉塞症から回復し、安静時の基準値に戻す対象を許可します。件名は、少なくとも 1 完全分間安静時基準を維持している、一度は、次の手順に進みます。
- スクイズの対象を指示して、MVC の 50% の等尺性ハンド グリップを維持します。組織彩度 50% まで彼らの等尺性収縮を維持するために件名をお勧めします。この値を達成するために彼らの手を緩めて、これ以上の運動や運動が必要なことを知らせるに件名を教えてください。
- 3-5 秒以内次停止を行使、次の急速なカフ オクルー ジョン シリーズを管理 (1 つのシリーズ = 1 インフレ + 1 デフレ)、前述18を確立します。
シリーズ #1 - 6:5/5 で s オフ
シリーズ #7 - 10:7/10 の s オフ
オフ シリーズ #11-14:10 s/15 に
オフ シリーズ #15-18:10 s/20 に - 18thインフレ/デフレのシリーズを完了すると、初期基準値に戻ります組織彩度をできるように残りの部分に主題を指示します。これらの値は、少なくとも 2 分間一貫して残っている後、は、2.4 および 2.5 の手順を繰り返します。
-
骨格筋の酸化能力を計算します。
- ごとに図 2に示されている変動の回復ポイントを形成、個別 18 カフ オクルー ジョンの StO2変化の傾きを計算します。
- 次変動曲線18,19,26 2.7 から計算されるデータに適合します。
y = 終了 - Δ e-kt x
注: 'y' は親戚筋酸素消費量 (mV̇O2) カフを膨らませる中、mV̇O2 ; 運動の停止の直後を表します 'End'デルタ ('Δ') 意味; 運動の終わりに残りの部分から mV̇O2に変更'k' は継ぎ手速度定数;'t' の時間です。タウは、1/k として計算されます。
3. 反応性充血
注: 反応性充血の計測実験手順を示す代表的なデータ トレースは、図 3に描かれています。
- 仰臥位、インストルメント化された横になっている主題と (計装) を上記の通りまだ可能な限り嘘をテーマに指示します。
- 対象は一貫性のある状態を達成して、一旦ベースライン データの少なくとも 1 分を記録し、急速に suprasystolic 圧力 (血圧上 30 mmHg) に上の腕に血圧計のカフを膨らませ続けます。
- 5 分のマークで充血している応答を記録中、カフの空気を急速に。
- 対象の回復をキャプチャする、少なくとも 3 分間記録を続行します。
-
反応性充血を計算します。
注: 計算放医研パラメーターは、図 3 に描かれています。- カフの動脈閉塞症の発症にベースライン平均 StO2 1 完全分前上として StO2を計算します。
- カフ (斜面 1 として定義) 咬合27,28中不飽和化率 (すなわち、平均傾斜角) として安静時骨格筋代謝率を決定します。
- 反応性充血を次のように計算します。
リバウンド トレース; の直線的増加の段階でカフ リリースの瞬間からカフ リリース (すなわち、再灌流率・斜面 2 として定義されている)、a) の平均上り方向を計算
b) 最高 StO2値に達した後カフ リリース (StO2maxとして表されます)。
c) 曲線 (AUC); 下反応性充血の領域1-カフのリリース時から計算、2, 3 分投稿カフ オクルー ジョン (AUC 2 分、1 分 AUC と AUC 3 分それぞれ);そして
d) 充血予約、StO2ベースラインより上の変化として計算され、パーセント (%) の変更として報告されます。この値は、ステップ 3.5.1 (上記参照) で計算された平均飽和マイナス リバウンド後閉塞中に達成した最高彩度として計算されます。
注: 基準計画のデータに大きな差が充血している予備の解釈に影響します。
4. 機能 Sympatholysis
注: 機能の sympatholysis の計測実験手順を示す代表的なデータ トレースは、図 4に描かれています。
- (計装) 上記のよう件名を計測します。
- LBNP チャンバーの気密シールを確認します。
- まだ、残りの部分を横になっている主題、ベースライン データの 3 分を収集します。
- 3 分マークで真空をオンにします。LBNP チャンバー内の圧力が-20 と-30 mmHg の真空を調整します。被験者の応答を監視しながら 2 分間実行する真空を許可します。
- 5 分のマークでは、真空を切り 3 分の残りの部分にテーマを許可します。
- 8 分のマークでリズミカルなハンド グリップ運動を通じて主題を導く音声プロンプトを開始 (20 %mvc)。
- 対象は各グリップの段階の全体を通して彼らの圧搾を維持して、各繰り返しの間に完全にリラックスしたを確認します。彼らの力の出力を監視し、20% を達成していることを確認各グリップでの MVC。11 分のマークまで運動を続けます。
- 11 分のマークでのリズミカルな運動を継続する対象を奨励真空をオンに。11-13 分からを実行し、それをオフにする真空を許可します。
- さらに 2 分間自分の MVC の 20% でリズミカルなハンド グリップ運動を続行する件名を持ちます。運動停止時静かに主題の残りがあるし、じっとしてなさい。
-
機能 Sympatholysis を計算します。
- 5 分カフ閉塞時に決定されます (TLS)、合計の不安定な信号に LBNP とヘモグロビンの変化を正常化します。
- 各イベントの最終的な 20 分平均として各イベントを計算します。
- ヘモグロビン減少の運動による減衰を計算します。
- 5 分カフ閉塞時に決定されます (TLS)、合計の不安定な信号に LBNP とヘモグロビンの変化を正常化します。
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Representative Results
骨格筋の酸化能力
図 2は、放医研から派生した骨格筋の酸化能力評価中に代表的な参加者の応答を示します。パネル A ショー組織飽和度プロファイル動脈 5 分間カフ オクルー ジョン プロトコル、ハンド グリップ運動、運動からの回復の間に断続的な動脈閉塞。パネル B は、回復期間中に断続的な動脈閉塞時に予想される組織不飽和化/再 saturation プロファイルを示しています。不飽和化率、筋酸素消費量に直接比例と間欠的カフ閉塞期間の各パネル C にプロットされます。計算された筋酸素消費量の回復データが変動曲線にフィットし、回復時定数が派生しました。同じアプローチを使用して、成長の多くの研究はさまざまな筋肉グループ (表 1) 筋有酸素能の両方の健康と病気を評価しました。
反応性充血
図 3は、代表的な血管閉塞テスト中に反応性充血の放医研の派生プロファイルを示しています。これと同じ方法は、学習集団と良い成功 (表 2) で筋肉のグループの広い範囲にわたって使用されています。データは、テストが簡単に適応し、臨床的に意味のあることが、その放医研由来の反応性充血だけでなく血管反応性に関する貴重な洞察を提供していますを示します。
機能 Sympatholysis
テーブル3は、正確な同じ神経血管の結合機構と臨床的に関連性の高い結果を示す機能の sympatholysis を測定するためにここに記載されている方法を使用して既存の資料をまとめたものです。健康な対照被験者の LBNP は穏やかなハンド グリップにスーパーイン ポーズしたとき筋酸素動態の反射の減少は ~ 50% (図 4) によって減衰します。心血管や脳神経疾患 (表 3) と同様の運動中、交感神経 (血管収縮) の神経活動を減衰するため障害酸素供給と利用のバランスを乱すし、筋機能を引き起こす虚血。
図 1。実験のセットアップおよびインストルメンテーション。(A)代表的な実験的設定で、横たわる LBNP チャンバ内の自分の足でベッドの上に仰臥位と完全にインストルメント化された一般的なサブジェクト。(B)支配的な腕のビート-ビート動脈血圧測定用非観血式血圧ビート-ビート デバイスと校正とビート-ビート システムの検証のため上腕動脈血圧カフを備えた。(C)非利き手の腕の計装。(データ集録システムに接続されている)、ハンド グリップ ダイナモは握力快適と前腕の筋肉が近赤外分光プローブによってインストルメント化されます。(D)計測、一度放医研バイオケミカル、(周囲の光からの干渉を排除する) に黒のビニール布で覆われました。さらに、急速なカフ ・ インフレーション ・ システムは、上腕動脈で配置されます。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 2。骨格筋の酸化能力のプロトコル。(A)代表的な主題から Raw データ トレース組織飽和度 (StO2) 時間の経過を示す放医研経由で測定します。安定したベースラインを確立した後非利き手の腕の上腕動脈は被写体の不飽和化準備 (ベースライン StO2とどん底の違い) を確立するために 5 分のために妨げられています。咬合からの回復後、テーマは 50% の握力、筋酸素消費量の回復動態を評価するために 18 の急速なカフ インフレ シリーズ続きますを実行するよう指示されます。(B)各カフ オクルー ジョン シリーズ以下の平均勾配を計算することによって解析がオフラインで実行し、データを行使;仮説的なカフ オクルー ジョン シリーズのデータを使用して、次を示します。(C)筋酸素動態の回復時定数を計算するために 18 の急速なカフ遮蔽 (すなわち運動後の筋酸素消費量, mV̇O2) Aからのそれぞれの斜面は時間軸に対してプロットし、合わせて、変動曲線。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 3。反応性充血実験的プロトコル。仰向けで横たわる件名、ベースライン データ、続いて総動脈カフ閉塞の 5 分と回復カフ リリースで、以下の少なくとも 3 分の少なくとも 1 分を記録。骨格筋酸化容量のプロトコル (図 2) し、このプロトコル間の明白な重複に注意してください。「ベースライン」は、閉塞動脈カフ前時間期間を定義します。' 坂 1 カフ咬不飽和化率を定義します、安静時骨格筋代謝率の測定とみなされます。虚血時に得られる最低 StO2値は、' StO2最小 ' として定義されているし、vasodilate に虚血性の刺激の手段としてみなされています。組織彩度再灌流率 ' 斜面 2' として示し、反応性充血; の指標であります。「曲線下面積」は、StO2最大と反応性充血と (AUC)。充血の予備に洞察力を得るためには、StO の2最大はベースラインからのパーセントの変化として表されます。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 4。機能 sympatholysis 実験的プロトコル。左側のパネル: 代表的な主題から Raw データ トレース。LBNP 室で仰向けで横たわる主題と定常状態のベースライン データ コレクションの 3 分を許可します。LBNP をオンに-20 2 分ヘモグロビン ・ ミオグロビンの mmHg が反射性交感神経血管収縮 (青い円、斜線部分) への応答で減らす必要があります。回復のための 2 分を許可します。20% でリズミカルなハンド グリップ運動を実行する対象を求める MVC (データ収集の前に測定される)。リズミカルな運動の 3 分後を繰り返します-20 mmHg LBNP 2 分の対象は、運動を続けながら LBNP なし運動 2 分続きます。ヘモグロビン ・ ミオグロビン濃度の減少は大幅減衰 (赤い円、網掛けの領域) をする必要があります。実行されていない場合は、不飽和化の主題の範囲を確立する 5 分間運動の腕の上腕動脈を血圧カフを膨らませます。注意図中の斜線部分がヘモグロビン ・ ミオグロビン; の変化を強調するためのものだけsympatholysis を計算するために使用結果変数を分析する方法の詳細についてはプロトコルを参照してください。右のパネル: ヘモグロビン ・ ミオグロビンとハンド グリップ運動時安静時 LBNP による変化は左側のデータから計算されます。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
| 参照/データ セット | 調査の人口 | サンプル サイズ (n) |
参加者の年齢 (年 ± SD) |
タウ (τ) (s) |
筋群 | 放医研変数報告 | デバイス |
| Brizendineら。(2013) | 持久力アスリート | 8 | 25 ± 3 | 19 | 外側広筋 | Hb差分総血液量 | 連続波 (Oxymon MK III) |
| ライアンら。(2014) | 若い、健康です | 21 | 26 ± 2 | 55 | 外側広筋 | HHb | 連続波 (Oxymon MK III) |
| 南ら。(2015) | 高齢者 | 23 | 61 ± 5 | 63 | 手首屈筋 | Hbの差分 | 連続波 (Oxymon MK III) |
| 高齢者 + 心不全 | 16 | 65 ± 7 | 77 | 手首屈筋 | 連続波 (Oxymon MK III) |
||
| アダミら。(2017) | 通常の肺活量測定と喫煙者 | 23 | 63 ± 7 | 80 | 内側前腕 | 組織飽和指数 (TSI) | 連続波 (Portamon) |
| COPD 金 2-4 | 16 | 64 ± 9 | 100 | 内側前腕 | 連続波 (Portamon) |
||
| エリクソンら。(2013) | 脊髄損傷 | 9 | 43 ± 11 | 143 | 外側広筋 | HbO2 | 連続波 (Oxymon MK III) |
表 1: 骨格筋の酸化能力を測定する近赤外分光法を用いた健康連続体の間で以前に発行されたレポートの概要。
| 参照 | 調査の人口 | 筋群 | 報告アウトカム | 結果値 |
| ラクロア、 Biomed J を選ぶ、2012 | 健康な男性 | 前腕 | ピーク ヘモグロビン | 28.05 ± 3.15 Μ M |
| ピーク総ヘモグロビン | 10.56 ± 1.80 Μ M | |||
| ピーク HbO に率を高める2 | 0.75 ± 0.22 μ M/s | |||
| ピーク総 Hb に率を上げる | 0.52 ± 0.16 μ M/s | |||
| Kragelj、アン Biomed Eng、2001 | 末梢血管疾患 | 前腕 | 酸素消費量 | 0.68 ± 0.04 mL/分 |
| ピーク時間 | 153 ± 16 s | |||
| HbO2の最大の絶対的な変化 | 2.93 ± 0.22 μ M/100 mL | |||
| Suffoletto、蘇生、2012 | ポスト心臓逮捕 ICU Admittants | 母指 | 不飽和化率 | -5.6 ± 2 %/min |
| Resaturation レート | 0.9 ± 0.6 %/sec | |||
| 障害、 Respir ケア2013 | 肺動脈高血圧症 | 母指 | 21% O2基準飽和 | 65.8 ± 14.9% |
| O2 消費率 21% O2 | 35.3 ± 9.1 %/min | |||
| 再灌流率 21% O2 | 535 ± 179 %/min | |||
| Doerschug、午前論文生理心臓 Circ Physiol、2007 | 臓器不全・敗血症 | 前腕 | 基準飽和 | 84% |
| 再酸素化率 | 3.6 %/s | |||
| マイエールCrit ケア医、2011 | 敗血症性ショック | 母指 | 基準飽和 | 80 ± 1.0% |
| 不飽和斜面 | -9.8 ± 3.7 %/min | |||
| 回復斜面 | 2.3 ± 1.4 %/sec | |||
| ・ マックレイ、 Exp 生理、2016 | 健康な男性 | 前脛骨筋 | 基準飽和 | 71.3 ± 2.9% |
| 最小彩度 | 44.8 ± 8.6% | |||
| 不飽和斜面 | -0.1 ± 0.03 %/s | |||
| 回復斜面 | 1.63 ± 0.5 %/s | |||
| ピークの飽和 | 82.6 ± 2.3% | |||
| ・ マックレイ、生理担当者、2016 | 健康な男性 | 前脛骨筋 | 基準飽和 | 71.1 ± 2.4% |
| 最小彩度 | 46.2 ± 7.5% | |||
| ピークの飽和 | 82.1 ± 1.4% | |||
| 回復斜面 | 1.32 ± 0.38 %/s |
表 2: 反応性充血を測定する近赤外分光法を用いた健康連続体の間で以前に発行されたレポートの要約。
| 参照 | 調査の人口 | % 減衰 |
| ネルソン MD、 j. 生理、2015 | 健康的です | -57 |
| ベッカー型筋ジストロフィー | -13- | |
| Vongpatanasin、 j. 生理、2011 | 健康的です | -93 |
| 高血圧 | -14 | |
| ファデル・ j ・生理、2004 | プレ更年期障害 | -84 |
| 閉経後 | -19 | |
| 研摩機、 PNAS、2000 | 健康的です | -74 |
| デュシェンヌ型筋ジストロフィー | 。 +7 | |
| ネルソン MD、神経、2014 | 健康的です | -54 |
| デュシェンヌ型筋ジストロフィー | -7 | |
| 価格,高血圧, 2013 | 高血圧症治療前 | -52 |
| 高血圧の記事ネビボロール治療 | -97 | |
| ハンセン、レニンアンギオテンシン。投資します、1996。 | 20 %mvc で健康的な運動 | -92 |
| 30 %mvc で健康的な運動 | -125 |
表 3: 低い負圧とハンド グリップ運動との組み合わせで機能 sympatholysis を評価するために近赤外分光法を用いた健康の連続体の間で以前に発行されたレポートの概要です。
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Discussion
記載方法は、1 回のクリニックや研究室訪問の反応性充血、血管カップリングおよび骨格筋有酸素能の非侵襲的、臨床評価を有効にします。
重要な考慮事項
これらのデータのコレクションは、腹部の筋肉の上に直接バイオケミカルの配置は動きの人工物を避けるために場所にしっかりと固定を避けるために薄暗い部屋で黒のビニール シートで覆われて注意する必要とする放医研は比較的堅牢で使いやすいが、外部の光から近赤外干渉。さらに、質の良いデータを得ることは、テスター、件名、およびテスト チーム間の明確なコミュニケーションに大きく依存します。我々 などがあることが実行されると適切なケアと注意を払って、放医研再現性の高い単一の研究訪問内および複数の訪問10、11,24,29の間で。また、報告した生理学的な結果変数 (すなわち、骨格筋の酸化能力、反応性充血と血管カップリング) 実験的/臨床的介入、内外研究の訪問の間に敏感であります。30,31,10,11。
放医研の結果の変数の適切な報告に現在限られたコンセンサスがあります。たとえば、骨格筋の酸化能力を測定するとき調査官は組織 O2飽和 (本研究と他の33 Hb差分30 HHb19HbO232の回復速度を合わせています。).同様に、結果変数に同じような普及は、近赤外光による反応性充血の報告されています。34,35,36,37この不一致のいくつかは使用する近赤外光デバイスの型に関連付けることがあります。たとえば、周波数ドメイン デバイス (ここに使用される) として HbO2と、HHb の絶対定量を提供し、したがって、総 Hb コンテンツ (データを修正する必要性を否定) に急性の変化によるない影響は。対照的に、連続発振デバイス大きく受けますデータ補正25を必要とする、総ヘモグロビンに急性の変化。
変更とトラブルシューティング
放医研の重要な現在やむを得ない制限の 1 つは、その限られた浸透深さ (~ 2 cm) です。したがって、下肢脂肪が大幅に減少-も完全に排除して -NIRS 信号被験者候補をスクリーニングする際に考慮すべきと。これを制御するため捜査を測定することが推奨されます前腕の皮下脂肪厚および重要な周辺脂肪過多症と参加者を除外します。
骨格筋酸化容量(すなわち、薬物療法、遺伝子の突然変異など)や脳循環代謝、血管反応を調節することができますすべての要因が確かに記載プライマリ エンド ポイント測定に与える影響します。.捜査官このプロトコルを適用するときにこれらの要因を考慮することをお勧めしたがって将来実験企画。
機能 sympatholysis 定量調査官は信号がまだ存在し、運動, LBNP 中見られた差異が信号または測定エラーの損失のために単になかったことを確認する 2 番目の休憩 LBNP チャレンジするがあります。3-5 分休憩の LBNP チャレンジを繰り返す前にベースラインの値に完全に回復するヘモグロビン信号を許可するを許可するようにそれをお勧めします。
将来のアプリケーションまたはこのテクニックを習得後方向
近赤外分光法は、組織の酸素化と脱酸素化ヘモグロビンの濃度を評価するためにレーザー光を使用します。測定時における反応性充血と機能 sympatholysis、これらのパラメーターの相対変化は微小血管の流れの変化を表すと信じられます。びまん性相関分光法 (DC) は新興の近赤外イメージング手法は、オキシの濃度の評価に加え-脱酸素化ヘモグロビン、微小血管の灌流38を定量化することができますも。これら 2 つのイメージング手法明らかな類似を与えられて、提案技術への DC の取り込みは実質的にシームレスななるし、血管機能と血流の定量化に追加の洞察力を提供可能性があります。
一度このテクニックをマスターすると、心不全などの臨床人口への応用は運動不耐症、心血管障害の重要な機械論的洞察を提供します。
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Disclosures
著者は、彼らは競合する金銭的な利益があることを宣言します。
Acknowledgments
この作品はテキサス大学アーリントン学際的研究助成校によって支えられました。
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Dual-channel OxiplexTS Near-infrared spectroscopy machine | Iss Medical | 101 | |
| NIRS muscle sensor | Iss Medical | 201.2 | |
| E20 Rapid cuff inflation system | Hokanson | E20 | |
| AG101 Air Source | Hokanson | AG101 | |
| Smedley Handgrip dynometer (recording) | Stolting | 56380 | |
| Powerlab 16/35, 16 Channel Recorder | ADInstruments | PL3516 | |
| Human NIBP Set | ADInstruments | ML282-SM | |
| Bio Amp | ADInstruments | FE132 | |
| Quad Bridge Amp | ADInstruments | FE224 | |
| Connex Spot Monitor | Welch Allyn | 71WX-B | |
| Origin(Pro) graphing software | OrignPro | Pro | |
| Lower body negative pressure chamber | Physiology Research Instruments | standard unit |
References
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