Automatically Generated

Summary

В данной статье мы описываем неинвазивный подход с использованием ближней инфракрасной спектроскопии для оценки реактивной гиперемии в нижней конечности. Этот протокол обеспечивает стандартизированную оценку сосудистой и микрососудистой реакции, которая может быть использована для определения наличия сосудистой дисфункции, а также эффективности терапевтических вмешательств.

Abstract

Сосудистые заболевания нижних конечностей вносят существенный вклад в глобальное бремя сердечно-сосудистых заболеваний и сопутствующих заболеваний, таких как диабет. Важно отметить, что микрососудистая дисфункция может возникать до или параллельно с макрососудистой патологией, и оба они потенциально способствуют появлению симптомов у пациента и бремени заболевания. В данной статье мы описываем неинвазивный подход с использованием ближней инфракрасной спектроскопии (NIRS) во время реактивной гиперемии, который обеспечивает стандартизированную оценку функции сосудов нижних конечностей (дис) и потенциальный метод оценки эффективности терапевтических вмешательств. В отличие от альтернативных методов, таких как ультразвук с контрастным усилением, этот подход не требует венозного доступа или сложного анализа изображений, а также является недорогим и менее зависимым от оператора. Данное описание метода NIRS включает в себя репрезентативные результаты и стандартную терминологию, а также обсуждение соображений измерения, ограничений и альтернативных методов. Будущее применение этой работы улучшит стандартизацию дизайна сосудистых исследований, процедур сбора данных и гармонизированной отчетности, тем самым улучшая результаты трансляционных исследований в области функции сосудов нижних конечностей, заболеваний и лечения.

Introduction

Сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) являются основным фактором глобальной смертности¹. В то время как инфаркт миокарда и инсульт являются наиболее распространенными проявлениями ССЗ, сосудистые заболевания нижних конечностей, такие как заболевание периферических артерий (ЗПА) и диабетическая болезнь стопы, вносят существенный вклад в личное, социальное и медицинское бремя ССЗ ^2,3,4. Важно отметить, что эти болезненные состояния характеризуются микрососудистой и макрососудистой дисфункцией5, которая способствует появлению симптомов (например, перемежающейся хромоты), функциональным нарушениям, плохой подвижности, а также социальной изоляции и снижению качества жизни⁶. Исторически сложилось так, что методы оценки сосудов верхних конечностей использовались в качестве меры системной функции сосудов и связанного с ней сердечно-сосудистого риска; Однако эти методы потенциально нечувствительны к локальным нарушениям функции сосудов нижних конечностей ^7,8. Несмотря на то, что в настоящее время существует ряд методов, используемых для оценки сосудистой функции нижних конечностей, таких как проточная дилатация (FMD) и ультразвуковое исследование с контрастным усилением, каждый метод имеет недостатки и ограничения, такие как стоимость оборудования, квалификация оператора или необходимость инвазивного венозного доступа. По этим причинам существует потребность в стандартизированных и эффективных методах оценки сосудистой функции нижних конечностей (дис)функции, которые могут быть более легко внедрены в исследовательских и клинических условиях.

Непрерывная волновая ближняя инфракрасная спектроскопия (CW-NIRS) является неинвазивным, недорогим и портативным методом, который количественно оценивает относительные изменения оксигенации гемоглобина in vivo. Поскольку сигналы оксигенированного и дезоксигенированного гемоглобина NIRS поступают из мелких сосудов (<1 мм в диаметре), можно оценить местный метаболизм скелетных мышц и функцию микрососудов⁹. В частности, индекс насыщения тканей (TSI) [TSI = оксигенированный гемоглобин/ (оксигенированный гемоглобин + дезоксигенированный гемоглобин) x 100] обеспечивает количественную меру оксигенации тканей⁹. При измерении до, во время и после окклюзии и реактивной гиперемии изменения TSI указывают на сосудистую реакцию «конечного органа» по сравнению с исходным уровнем до окклюзии. Важно отметить, что этот метод чувствителен к изменениям в мышечной микрососудистой реакции и перфузии, связанным со старением¹⁰, прогрессированием заболевания¹¹ и клиническими вмешательствами (например, реваскуляризационная хирургия^12,13 или реабилитация физическими упражнениями 14,15,16,17) у лиц с микрососудистой дисфункцией или риском ее возникновения.

Доступность систем NIRS привела к быстрому росту числа исследований, сообщающих о микрососудистой функции¹⁸. Тем не менее, различия в протоколах тестирования на реактивную гиперемию, отсутствие подробных, воспроизводимых методов NIRS, а также отсутствие единообразия в описании, представлении и анализе параметров ответа NIRS затрудняют сравнение отдельных испытаний. Это ограничивает сопоставление данных для мета-анализа и формулировку рекомендаций по клинической оценке ^9,15.

Поэтому в этой статье мы описываем стандартизированные в нашей лаборатории протоколы NIRS и тестирования окклюзии сосудов для оценки реактивной гиперемии нижних конечностей. Распространяя эти методы, мы стремимся внести свой вклад в повышение стандартизации и повторяемости процедур сбора данных и гармонизации отчетности.

Protocol

Все описанные здесь методы были одобрены комитетом по этике исследований человека Университета Саншайн-Кост. Кроме того, все участники дали письменное информированное согласие на участие в измерениях, изложенных в этом протоколе. Обратите внимание, что тест на окклюзию сосудов в нижн?…

Representative Results

Спектроскопия в ближнем инфракрасном диапазонеПриборы для спектроскопии ближнего инфракрасного диапазона непрерывной волны измеряют относительные изменения оксигенированного (O2Hb) и дезоксигенированного (HHb) гемоглобина, которые отражают локальную доставку и испол…

Discussion

В данной статье описаны стандартизированные процедуры оценки реактивной гиперемии нижних конечностей с использованием CW-NIRS TSI для оценки микрососудистой функции. Этот протокол был уточнен путем изучения длительности окклюзии манжеты по величине ответа, надежности теста-ретеста NIRS п?…

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