Summary

Espectroscopia de infravermelho próximo durante hiperemia reativa para avaliação da função vascular de membros inferiores

Published: March 22, 2024
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Summary

Aqui, descrevemos uma abordagem não invasiva usando espectroscopia de infravermelho próximo para avaliar a hiperemia reativa no membro inferior. Este protocolo fornece uma avaliação padronizada da capacidade de resposta vascular e microvascular que pode ser usada para determinar a presença de disfunção vascular, bem como a eficácia das intervenções terapêuticas.

Abstract

As doenças vasculares do membro inferior contribuem substancialmente para a carga global de doenças cardiovasculares e comorbidades como diabetes. É importante ressaltar que a disfunção microvascular pode ocorrer antes ou ao lado da patologia macrovascular, e ambas contribuem potencialmente para os sintomas do paciente e a carga da doença. Aqui, descrevemos uma abordagem não invasiva usando espectroscopia de infravermelho próximo (NIRS) durante a hiperemia reativa, que fornece uma avaliação padronizada da (dis)função vascular dos membros inferiores e um método potencial para avaliar a eficácia de intervenções terapêuticas. Ao contrário de métodos alternativos, como ultrassom com contraste, essa abordagem não requer acesso venoso ou análise sofisticada de imagens, além de ser barata e menos dependente do operador. Esta descrição do método NIRS inclui resultados representativos e terminologia padrão, juntamente com a discussão de considerações de medição, limitações e métodos alternativos. A aplicação futura deste trabalho melhorará a padronização do projeto de pesquisa vascular, procedimentos de coleta de dados e relatórios harmonizados, melhorando assim os resultados da pesquisa translacional nas áreas de (dis)função, doença e tratamento vascular dos membros inferiores.

Introduction

A doença cardiovascular (DCV) é o principal contribuinte para a mortalidade global1. Embora o infarto do miocárdio e o acidente vascular cerebral sejam as manifestações mais comuns das DCV, as doenças vasculares dos membros inferiores, como a doença arterial periférica (DAP) e a doença do pé diabético, contribuem substancialmente para a sobrecarga pessoal, social e de saúde das DCV2,3,4. É importante ressaltar que esses estados de doença são caracterizados por disfunção microvascular e macrovascular5 que contribuem para sintomas (por exemplo, claudicação intermitente), comprometimento funcional, baixa mobilidade, bem como isolamento social e redução da qualidade de vida6. Historicamente, as técnicas de avaliação vascular dos membros superiores têm sido usadas como uma medida da função vascular sistêmica e do risco cardiovascular associado; no entanto, esses métodos são potencialmente não sensíveis a comprometimentos locais na função vascular dos membros inferiores 7,8. Embora atualmente exista uma variedade de técnicas usadas para avaliar a função vascular no membro inferior, como dilatação mediada por fluxo (FMD) e ultrassom com contraste, cada método tem desvantagens e limitações, como custo do equipamento, habilidade do operador ou necessidade de acesso venoso invasivo. Por essas razões, há necessidade de técnicas padronizadas e eficazes para avaliar a (dis)função vascular dos membros inferiores que possam ser mais prontamente implementadas em ambientes clínicos e de pesquisa.

A espectroscopia de infravermelho próximo de onda contínua (CW-NIRS) é um método não invasivo, de baixo custo e portátil que quantifica as mudanças relativas na oxigenação da hemoglobina in vivo. Como os sinais da hemoglobina oxigenada e desoxigenada NIRS são derivados dos pequenos vasos (<1 mm de diâmetro), o metabolismo do músculo esquelético local e a função microvascular podem ser avaliados9. Especificamente, o índice de saturação tecidual (TSI) [TSI = hemoglobina oxigenada/ (hemoglobina oxigenada + hemoglobina desoxigenada) x 100], fornece uma medida quantitativa da oxigenação tecidual9. Quando medidas antes, durante e após a oclusão e hiperemia reativa, as alterações no TSI indicam responsividade vascular de ‘órgão-alvo’, em relação à linha de base pré-oclusão. É importante ressaltar que esse método é sensível a alterações na capacidade de resposta e perfusão microvascular muscular associadas aoenvelhecimento10, progressão dadoença11 e intervenções clínicas (por exemplo, cirurgia de revascularização12,13 ou reabilitação por exercícios14,15,16,17) em indivíduos com ou em risco de disfunção microvascular.

A disponibilidade de sistemas NIRS levou a um rápido aumento no número de estudos de pesquisa relatando a função microvascular18. No entanto, as diferenças nos protocolos de teste de hiperemia reativa, a omissão de métodos NIRS detalhados e repetíveis, bem como a falta de uniformidade na descrição, apresentação e análise dos parâmetros de resposta NIRS, tornam as comparações entre ensaios individuais desafiadoras. Isso limita a coleta de dados para metanálise e a formulação de recomendações de avaliação clínica 9,15.

Portanto, neste artigo, descrevemos os protocolos padronizados de teste NIRS e oclusão vascular de nosso laboratório para a avaliação da hiperemia reativa de membros inferiores. Ao disseminar esses métodos, pretendemos contribuir para a melhor padronização e repetibilidade dos procedimentos de coleta de dados e relatórios harmonizados.

Protocol

Todos os métodos descritos aqui foram aprovados pelo comitê de ética em pesquisa humana da University of the Sunshine Coast. Além disso, todos os participantes assinaram o termo de consentimento livre e esclarecido para participar das medidas descritas neste protocolo. Observe que o teste de oclusão vascular no membro inferior é contra-indicado em indivíduos que já tiveram um procedimento de revascularização envolvendo enxerto vascular ou implante de stent nas artérias femoral ou poplítea. Após o preparo do …

Representative Results

Espectroscopia de infravermelho próximoDispositivos de espectroscopia de infravermelho próximo de onda contínua medem mudanças relativas na hemoglobina oxigenada (O2Hb) e desoxigenada (HHb), que refletem a entrega e utilização local de O2 por meio de fontes emissoras de luz e fotodetectores, separando distâncias específicas. Comprimentos de onda de luz entre ~ 700 nm e 850 nm são emitidos, correspondendo ao pico de absorção de O2Hb e HHb. Uma vez q…

Discussion

Este artigo descreve procedimentos padronizados para a avaliação da hiperemia reativa de membros inferiores usando o CW-NIRS TSI para avaliar a função microvascular. Esse protocolo foi refinado pelo exame da duração da oclusão do manguito na magnitude da resposta, confiabilidade teste-reteste NIRS durante a hiperemia reativa, bem como o nível de concordância entre o NIRS e outros métodos de avaliação microvascular, como ultrassom com contraste23,24. M…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Os autores gostariam de agradecer ao Dr. A. Meneses, cujo trabalho anterior contribuiu para o refinamento do protocolo aqui descrito. Além disso, os autores gostariam de agradecer a todos os participantes da pesquisa que doaram seu tempo para permitir que protocolos como esse fossem desenvolvidos, a fim de aprofundar a compreensão clínica e científica.

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

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Cite This Article
Kriel, Y., Kwintowski, A., Feka, K., Windsor, M., Young, G., Walker, M., Askew, C. D. Near-Infrared Spectroscopy During Reactive Hyperemia for the Assessment of Lower Limb Vascular Function . J. Vis. Exp. (205), e66511, doi:10.3791/66511 (2024).

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