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Summary

En este trabajo describimos un enfoque no invasivo que utiliza espectroscopia de infrarrojo cercano para evaluar la hiperemia reactiva en el miembro inferior. Este protocolo proporciona una evaluación estandarizada de la capacidad de respuesta vascular y microvascular que puede utilizarse para determinar la presencia de disfunción vascular, así como la eficacia de las intervenciones terapéuticas.

Abstract

Las enfermedades vasculares de las extremidades inferiores contribuyen sustancialmente a la carga mundial de enfermedades cardiovasculares y comorbilidades como la diabetes. Es importante destacar que la disfunción microvascular puede ocurrir antes o junto con la patología macrovascular, y ambas pueden contribuir a los síntomas del paciente y a la carga de la enfermedad. Aquí, describimos un enfoque no invasivo que utiliza espectroscopia de infrarrojo cercano (NIRS) durante la hiperemia reactiva, que proporciona una evaluación estandarizada de la (dis)función vascular de las extremidades inferiores y un método potencial para evaluar la eficacia de las intervenciones terapéuticas. A diferencia de los métodos alternativos, como la ecografía con contraste, este enfoque no requiere acceso venoso ni análisis sofisticado de imágenes, y es barato y menos dependiente del operador. Esta descripción del método NIRS incluye resultados representativos y terminología estándar junto con la discusión de las consideraciones de medición, limitaciones y métodos alternativos. La aplicación futura de este trabajo mejorará la estandarización del diseño de la investigación vascular, los procedimientos de recopilación de datos y la presentación armonizada de informes, mejorando así los resultados de la investigación traslacional en las áreas de (dis)función, enfermedad y tratamiento vascular de las extremidades inferiores.

Introduction

Las enfermedades cardiovasculares (ECV) son el principal contribuyente a la mortalidad mundial¹. Si bien el infarto de miocardio y el accidente cerebrovascular son las manifestaciones más comunes de las ECV, las enfermedades vasculares de las extremidades inferiores, como la enfermedad arterial periférica (EAP) y la enfermedad del pie diabético, contribuyen sustancialmente a la carga personal, social y sanitaria de las ECV ^2,3,4. Es importante destacar que estos estados de enfermedad se caracterizan por disfunción microvascular y macrovascular⁵ que contribuyen a los síntomas (por ejemplo, claudicación intermitente), deterioro funcional, poca movilidad, así como aislamiento social y reducción de la calidad de vida⁶. Históricamente, las técnicas de evaluación vascular de las extremidades superiores se han utilizado como medida de la función vascular sistémica y el riesgo cardiovascular asociado; Sin embargo, estos métodos no son potencialmente sensibles a las alteraciones locales en la función vascular de los miembros inferiores ^7,8. Si bien actualmente existe una variedad de técnicas utilizadas para evaluar la función vascular en la extremidad inferior, como la dilatación mediada por flujo (FMD) y la ecografía con contraste, cada método tiene desventajas y limitaciones, como el costo del equipo, la habilidad del operador o la necesidad de acceso venoso invasivo. Por estas razones, existe la necesidad de técnicas estandarizadas y efectivas para evaluar la función vascular (dis) de las extremidades inferiores que puedan implementarse más fácilmente en entornos clínicos y de investigación.

La espectroscopia de onda continua de infrarrojo cercano (CW-NIRS) es un método no invasivo, de bajo costo y portátil que cuantifica los cambios relativos en la oxigenación de la hemoglobina in vivo. Dado que las señales de hemoglobina oxigenada y desoxigenada NIRS se derivan de los vasos pequeños (<1 mm de diámetro), se puede evaluar el metabolismo del músculo esquelético local y la función microvascular⁹. En concreto, el índice de saturación tisular (TSI) [TSI = hemoglobina oxigenada/ (hemoglobina oxigenada + hemoglobina desoxigenada) x 100], proporciona una medida cuantitativa de la oxigenación tisular⁹. Cuando se miden antes, durante y después de la oclusión y la hiperemia reactiva, los cambios en la TSI indican la capacidad de respuesta vascular de los “órganos terminales”, en relación con la línea de base previa a la oclusión. Es importante destacar que este método es sensible a las alteraciones en la capacidad de respuesta y perfusión microvascular muscular asociadas con el envejecimiento¹⁰, la progresión de la enfermedad¹¹ y las intervenciones clínicas (p. ej., cirugía de revascularización^12,13 o rehabilitación con ejercicios 14,15,16,17) en individuos con disfunción microvascular o en riesgo de padecerla.

La disponibilidad de sistemas NIRS ha llevado a un rápido aumento en el número de estudios de investigación que informan sobre la función microvascular¹⁸. Sin embargo, las diferencias en los protocolos de prueba de hiperemia reactiva, la omisión de métodos NIRS detallados y repetibles, así como la falta de uniformidad en la descripción, presentación y análisis de los parámetros de respuesta NIRS hacen que las comparaciones entre ensayos individuales sean difíciles. Esto limita la recopilación de datos para el metanálisis y la formulación de recomendaciones de evaluación clínica ^9,15.

Por lo tanto, en este artículo, describimos los protocolos estandarizados de pruebas NIRS y de oclusión vascular de nuestro laboratorio para la evaluación de la hiperemia reactiva de miembros inferiores. Con la difusión de estos métodos, nuestro objetivo es contribuir a mejorar la normalización y la repetibilidad de los procedimientos de recopilación de datos y la presentación de informes armonizados.

Protocol

Todos los métodos descritos aquí han sido aprobados por el comité de ética de investigación en humanos de la Universidad de Sunshine Coast. Además, todos los participantes dieron su consentimiento informado por escrito para participar en las mediciones descritas en este protocolo. Tenga en cuenta que la prueba de oclusión vascular en la extremidad inferior está contraindicada en personas que se han sometido previamente a un procedimiento de revascularización que implica un injerto vascular o la colocación de un…

Representative Results

Espectroscopía de infrarrojo cercanoLos dispositivos de espectroscopia de onda continua en el infrarrojo cercano miden los cambios relativos en la hemoglobina oxigenada (O2Hb) y desoxigenada (HHb), que reflejan la entrega y utilización local deO2 a través de fuentes emisoras de luz y fotodetectores, separadas por distancias específicas. Se emiten longitudes de onda de luz entre ~700 nm y 850 nm, correspondientes a la absorbencia máxima deO2Hb y HHb. Una …

Discussion

Este artículo describe los procedimientos estandarizados para la evaluación de la hiperemia reactiva de las extremidades inferiores utilizando CW-NIRS TSI para evaluar la función microvascular. Este protocolo ha sido refinado mediante el examen de la duración de la oclusión del manguito en la magnitud de la respuesta, la fiabilidad del NIRS test-retest durante la hiperemia reactiva, así como el nivel de concordancia entre el NIRS y otros métodos de evaluación microvascular como la ecografía con contraste<sup cla…

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