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Summary

Ici, nous décrivons une approche non invasive utilisant la spectroscopie proche infrarouge pour évaluer l’hyperémie réactive dans le membre inférieur. Ce protocole fournit une évaluation standardisée de la réponse vasculaire et microvasculaire qui peut être utilisée pour déterminer la présence d’un dysfonctionnement vasculaire ainsi que l’efficacité des interventions thérapeutiques.

Abstract

Les maladies vasculaires des membres inférieurs contribuent de manière substantielle au fardeau mondial des maladies cardiovasculaires et des comorbidités telles que le diabète. Il est important de noter que le dysfonctionnement microvasculaire peut survenir avant ou parallèlement à la pathologie macrovasculaire, et les deux peuvent contribuer aux symptômes du patient et au fardeau de la maladie. Ici, nous décrivons une approche non invasive utilisant la spectroscopie proche infrarouge (NIRS) au cours de l’hyperémie réactive, qui fournit une évaluation standardisée de la fonction vasculaire des membres inférieurs et une méthode potentielle pour évaluer l’efficacité des interventions thérapeutiques. Contrairement à d’autres méthodes, telles que l’échographie avec produit de contraste, cette approche ne nécessite pas d’accès veineux ou d’analyse d’image sophistiquée, et elle est peu coûteuse et moins dépendante de l’opérateur. Cette description de la méthode NIRS comprend des résultats représentatifs et une terminologie standard, ainsi qu’une discussion sur les considérations de mesure, les limites et les méthodes alternatives. L’application future de ces travaux améliorera la normalisation de la conception de la recherche vasculaire, les procédures de collecte de données et l’harmonisation des rapports, améliorant ainsi les résultats de la recherche translationnelle dans les domaines de la (dys)fonction, de la maladie et du traitement vasculaires des membres inférieurs.

Introduction

Les maladies cardiovasculaires (MCV) sont le principal facteur de mortalité mondiale¹. Alors que l’infarctus du myocarde et l’accident vasculaire cérébral sont les manifestations les plus courantes des MCV, les maladies vasculaires des membres inférieurs, telles que la maladie artérielle périphérique (MAP) et la maladie du pied diabétique, contribuent de manière substantielle au fardeau personnel, social et de santé des MCV ^2,3,4. Il est important de noter que ces états pathologiques sont caractérisés par un dysfonctionnement microvasculaire et macrovasculaire⁵ qui contribuent aux symptômes (par exemple, une claudication intermittente), une déficience fonctionnelle, une faible mobilité ainsi qu’un isolement social et une qualité de vie réduite⁶. Historiquement, les techniques d’évaluation vasculaire des membres supérieurs ont été utilisées comme mesure de la fonction vasculaire systémique et du risque cardiovasculaire associé ; Cependant, ces méthodes ne sont potentiellement pas sensibles aux déficiences locales de la fonction vasculaire des membres inférieurs ^7,8. Bien qu’il existe actuellement une gamme de techniques utilisées pour évaluer la fonction vasculaire du membre inférieur, telles que la dilatation médiée par le flux (FMD) et l’échographie avec produit de contraste, chaque méthode présente des inconvénients et des limites, tels que le coût de l’équipement, les compétences de l’opérateur ou la nécessité d’un accès veineux invasif. Pour ces raisons, il est nécessaire de disposer de techniques normalisées et efficaces pour évaluer la fonction vasculaire des membres inférieurs qui peuvent être plus facilement mises en œuvre dans la recherche et les milieux cliniques.

La spectroscopie proche infrarouge à ondes continues (CW-NIRS) est une méthode non invasive, peu coûteuse et portable qui quantifie les changements relatifs de l’oxygénation de l’hémoglobine in vivo. Comme les signaux d’hémoglobine oxygénée et désoxygénée du SRNI proviennent des petits vaisseaux (<1 mm de diamètre), le métabolisme local des muscles squelettiques et la fonction microvasculaire peuvent être évalués⁹. Plus précisément, l’indice de saturation tissulaire (TSI) [TSI = hémoglobine oxygénée / (hémoglobine oxygénée + hémoglobine désoxygénée) x 100], fournit une mesure quantitative de l’oxygénation tissulaire⁹. Lorsqu’elles sont mesurées avant, pendant et après l’occlusion et l’hyperémie réactive, les modifications de l’ITT indiquent une réactivité vasculaire de l’organe cible, par rapport à la ligne de base avant l’occlusion. Il est important de noter que cette méthode est sensible aux altérations de la réactivité microvasculaire musculaire et de la perfusion associées au vieillissement¹⁰, à la progression de la maladie¹¹ et aux interventions cliniques (par exemple, la chirurgie de revascularisation^12,13 ou la réadaptation par l’exercice 14,15,16,17) chez les personnes atteintes ou à risque de dysfonctionnement microvasculaire.

La disponibilité des systèmes NIRS a entraîné une augmentation rapide du nombre d’études de recherche faisant état de la fonction microvasculaire¹⁸. Cependant, les différences dans les protocoles de test de l’hyperémie réactive, l’omission de méthodes NIRS détaillées et reproductibles, ainsi que le manque d’uniformité dans la description, la présentation et l’analyse des paramètres de réponse NIRS rendent les comparaisons entre les essais individuels difficiles. Cela limite la compilation des données pour la méta-analyse et la formulation de recommandations d’évaluation clinique ^9,15.

Par conséquent, dans cet article, nous décrivons les protocoles standardisés de test NIRS et d’occlusion vasculaire de notre laboratoire pour l’évaluation de l’hyperémie réactive des membres inférieurs. En diffusant ces méthodes, nous visons à contribuer à l’amélioration de la normalisation et de la répétabilité des procédures de collecte de données et à l’harmonisation des rapports.

Protocol

Toutes les méthodes décrites ici ont été approuvées par le comité d’éthique de la recherche humaine de l’Université de la Sunshine Coast. De plus, tous les participants ont donné leur consentement éclairé écrit à participer aux mesures décrites dans le présent protocole. Veuillez noter que le test d’occlusion vasculaire dans le membre inférieur est contre-indiqué chez les personnes qui ont déjà subi une procédure de revascularisation impliquant une greffe vasculaire ou une endoprothèse des art?…

Representative Results

Spectroscopie dans le proche infrarougeLes appareils de spectroscopie proche infrarouge à ondes continues mesurent les changements relatifs de l’hémoglobine oxygénée (O2Hb) et désoxygénée (HHb), qui reflètent l’administration et l’utilisation locales d’O2 via des sources électroluminescentes et des photodétecteurs, à des distances spécifiques. Des longueurs d’onde de lumière comprises entre ~700 nm et 850 nm sont émises, ce qui correspond à l’…

Discussion

Cet article décrit les procédures standardisées pour l’évaluation de l’hyperémie réactive des membres inférieurs à l’aide de la TSI CW-NIRS pour évaluer la fonction microvasculaire. Ce protocole a été affiné par l’examen de la durée de l’occlusion du ballonnet en fonction de l’amplitude de la réponse, de la fiabilité test-retest NIRS pendant l’hyperémie réactive, ainsi que du niveau de concordance entre la NIRS et d’autres méthodes d’évaluation microvasculaire telles que l’échograp…

Materials

Cuff Inflator Air Source	Hokanson	AG101 AIR SOURCE
Elastic Cohesive Bandage	MaxoWrap	18228-BL	For blocking out ambient light
OxySoft	Artinis	3.3.341 x64
PortaLite (NIRS)	Artinis	0302-00019-00
PortaSync MKII (Remote)	Artinis	0702-00860-00	For Marking milestones during measurement
Rapid Cuff Inflator	Hokanson	E20 RAPID CUFF INFLATOR
Thigh Cuff	Hokanson	CC17
Transpore Surgical Tape	3M	1527-1	For fixing probe to skin