הערכת זרימת דם ברגל המבוססת על אולטרסאונד דופלר במהלך פעילות גופנית להארכת ברך על רגל אחת בסביבה בלתי מבוקרת

Summary

מחקר בדיקה חוזרת זה העריך את זרימת הדם ברגליים שנמדדה על ידי טכניקת האולטרסאונד דופלר במהלך תרגיל מרחיב ברך על רגל אחת. נבדקה מהימנותה של השיטה בתוך היום, בין היום והבין-יומי. הגישה הפגינה אמינות גבוהה בתוך היום ומקובלת בין היום. עם זאת, המהימנות הבין-מדרגית הייתה נמוכה באופן בלתי מתקבל על הדעת במנוחה ובעומסי עבודה נמוכים.

Abstract

אולטרסאונד דופלר חולל מהפכה בהערכת זרימת הדם של איברים ונמצא בשימוש נרחב במחקר ובמסגרות קליניות. בעוד הערכה מבוססת אולטרסאונד דופלר של זרימת דם שרירי הרגליים נפוצה במחקרים בבני אדם, האמינות של שיטה זו דורשת חקירה נוספת. לכן, מחקר זה נועד לחקור את הבדיקות החוזרות בתוך היום, בין היום לבדיקה-בדיקה חוזרת, ואת המהימנות הבין-מדרגית של אולטרסאונד דופלר להערכת זרימת הדם ברגל בזמן מנוחה ודירוג הארכות ברך על רגל אחת (0 W, 6 W, 12 W ו- 18 W), כאשר בדיקת האולטרסאונד מוסרת בין המדידות. המחקר כלל שלושים נבדקים בריאים (גיל: 33 ± 9.3, זכר/נקבה: 14/16) שביקרו במעבדה בשני ימי ניסוי שונים בהפרש של 10 ימים. המחקר לא בדק גורמים מבלבלים עיקריים כגון מצב תזונתי, שעה ביום או מצב הורמונלי. בעוצמות אימון שונות, התוצאות הראו אמינות גבוהה בתוך היום עם מקדם שונות (CV) שנע בין 4.0% ל-4.3%, אמינות מקובלת בין היום עם קורות חיים שנעה בין 10.1% ל-20.2%, ומהימנות בין-מדרגית עם קורות חיים שנעה בין 17.9% ל-26.8%. לכן, בתרחיש קליני בחיים האמיתיים שבו השליטה בגורמים סביבתיים שונים היא מאתגרת, ניתן להשתמש באולטרסאונד דופלר כדי לקבוע את זרימת הדם ברגל במהלך תרגיל תת-מקסימלי של רגל אחת עם אמינות גבוהה בתוך היום ואמינות מקובלת בין היום כאשר הוא מבוצע על ידי אותו סונוגרף.

Introduction

אולטרסאונד דופלר, שהוצג בשנות ה-80 של המאה ה-20, נמצא בשימוש נרחב כדי לקבוע את זרימת הדם המתכווצת בשרירים, במיוחד במודל מרחיב הברך של רגל אחת, המאפשר מדידה של זרימת הדם בעורק הירך המשותף (CFA) במהלך הפעלת מסת שריר קטנה 1,2,3,4,5,6 . טכנולוגיית זרימת דם מבוססת אולטרסאונד דופלר סיפקה תובנות חשובות לגבי ויסות כלי הדם באוכלוסיות שונות, כולל מבוגרים בריאים^7,8, אנשים עם סוכרת⁹, יתר לחץ דם 10, COPD 11,12 ואי ספיקת לב ^13,14.

אחד היתרונות של אולטרסאונד דופלר הוא הלא פולשניות שלו בהשוואה לשיטות אחרות לקביעת זרימת הדם כמו תרמודילציה, וניתן לשלב אותו עם צנתור עורקי וורידי במידת הצורך 3,4,6,15. הוא גם מאפשר מדידת מהירות זרימת דם מקצב לפעימה, ומאפשר זיהוי שינויים מהירים¹⁶. עם זאת, למדידות דם מבוססות אולטרסאונד דופלר יש מגבלות, כולל קשיים בהשגת רישומים יציבים במהלך תנועת גפיים מוגזמת בעוצמות פעילות כמעט מקסימליות והדרישה לנגישות אולטרסאונד לכלי הדם הממוקד, למעט הערכות במהלך אופני ארגומטר¹⁵. לפיכך, מודל הרחבת הברך על רגל אחת מתאים היטב להערכת LBF באמצעות אולטרסאונד דופלר במהלך פעילות גופנית דינמית בעוצמות תת-מקסימליות¹⁷, ממזער את ההשפעה של מגבלות לב וריאות הקשורות לפעילות גופנית ומקל על השוואה בין נבדקים בריאים לחולים עם מחלות לב-ריאה¹¹.

למרות היותו בשימוש נרחב, האמינות בין היום של מודל מרחיב הברך על רגל אחת באמצעות אולטרסאונד דופלר לא נחקרה בקנה מידה גדול יותר בעשורים האחרונים, עם מחקרים קודמים שכללו אוכלוסיות קטנות (n = 2)3,18,19,20.

מחקר זה נועד לחקור (1) את מהימנות הבדיקה החוזרת בתוך היום, (2) את המהימנות בין היום לבדיקה חוזרת, ו-(3) את המהימנות הבין-מדרגית של אולטרסאונד דופלר להערכת LBF במהלך תרגיל מרחיב ברך על רגל אחת ב-0 W, 6 W, 12 W ו-18 W. המדידות נערכו בתרחיש ריאליסטי קליני שבו הגשושית הוסרה בין המדידות. חשוב לציין כי מספר גורמים סביבתיים פנימיים וחיצוניים הידועים כמשפיעים על LBF לא נשלטו במהלך המדידות, מה שעלול להכניס שונות ולהשפיע על אמינות. בהתחשב בהתקדמות בטכנולוגיית אולטרסאונד דופלר ובתוכנה לניתוח זרימת דם, שיערנו כי אפילו בסביבה בלתי מבוקרת, אמינות מקובלת בתוך ובין היום של מדידות LBF יכולה להיות מושגת בכל העוצמות כאשר היא מבוצעת על ידי אותו סונוגרף.

Protocol

המחקר הוערך על ידי הוועדה האתית האזורית של אזור הבירה של דנמרק (תיק מס' H-21054272), שקבעה כי מדובר במחקר איכותי. בהתאם לחקיקה הדנית, המחקר אושר באופן מקומי על ידי המועצה הפנימית למחקר ושיפור איכות במחלקה לפיזיולוגיה קלינית ורפואה גרעינית, Rigshospitalet (תיק מספר. KF-509-22). המחקר בוצע על פי הנחיות הצהרת הלסינקי. כל הנבדקים סיפקו הסכמה מדעת בעל פה ובכתב לפני ההרשמה. גברים ונשים, ≥18 שנים, נכללו במחקר. אנשים עם מחלת עורקים היקפית, אי ספיקת לב, מחלות נוירולוגיות ומחלות שרירים ושלד המעכבות את מאמץ KEE, ותסמיני המחלה תוך שבועיים לפני המחקר, לא נכללו.

1. הגדרת המשתתף

1. הניחו את המשתתף על כיסא מרחיב ברכיים עם רגל אחת כשגב המשתתף מונח על הכיסא (איור משלים 1). הלבישו את המשתתף בתחתונים המאפשרים גישה לאזור המפשעה באמצעות בדיקת אולטרסאונד.
2. הניחו שלוש אלקטרודות אק"ג (ראו טבלת חומרים) על המשתתף. מקם את האלקטרודות בצד ימין של קיר החזה בחלל הבין-קוסטלי השלישי, בצד שמאל בחלל הבין-קוסטלי השלישי, ובצד שמאל בחלל הבין-קוסטלי האחד-עשר, כך שהאלקטרודות יהיו במרחק שווה מהלב.
3. הניחו את המתאמן בזווית של >90 מעלות בין הבטן לירך.
4. כוונן את הזרוע המחברת את כיסא הברך הבודדת לגלגל התנופה כדי לאפשר למתאמן להאריך את הברך באופן מלא.
5. קשרו את רגלו של המשתתף בחוזקה לדוושת הכיסא כדי למנוע שימוש בשרירים בחלק התחתון של הגפה.
6. הניחו כיסא או ספסל כדי לייצב את הרגל הלא פעילה.
   הערה: זווית של >90 מעלות נחשבת למינימום. הגדלת הזווית תפתח את אזור המפשעה ותאפשר גישה טובה יותר לעורק הירך באמצעות בדיקת האולטרסאונד. גישה זו משמשת לעתים קרובות כאשר לנבדקים יש שומן בטני שיכול להפריע לסריקה.
   הוספת התנגדות לכיסא מרחיב הברך על רגל אחת נעשית באופן שונה בהתאם לסוג ולדגם ולכן אינה מתוארת בפירוט. ניתן לדווח הן על עוצמה מוחלטת והן על עוצמה יחסית. על מנת לדווח על עצימות יחסית, יש לבצע בדיקה לתשישות ביום הקודם.

2. הגדרת מכשיר האולטרסאונד

1. לחץ על לחצן הפעל .
2. לחץ על המטופל כדי ליצור קובץ שבו תישמר הבדיקה. העבר את הסמן ל"מטופל חדש" ולחץ על Enter. מלא את "מזהה המטופל", הזז את הסמן ל"צור" והקש Enter (איור משלים 2 ואיור משלים 3).
3. לחץ על Probe, בחר את הבדיקה הליניארית (9 MHz) והחל ג'ל אולטרסאונד (ראה רשימת חומרים) על הבדיקה.
   הערה: לא ניתן לשמור את הנתונים מהמשתתף מבלי להקצות "מזהה מטופל". הקצאת נתונים נוספים לגיליון זה אפשרית אך אינה הכרחית לביצוע הבדיקה.

3. סריקת אולטרסאונד דופלר

1. הפעל את הבדיקה הליניארית עם היד הקרובה ביותר למשתתף ומקם אותה באזור המפשעה. מצא את החלק העורקי הטוב ביותר לקבלת מדידות LBF בזהירות. זה מתחת לרצועה המפשעתית ו 3-4 ס"מ מעל bifurcation של עורק הירך המשותף על קטע ישר של העורק.
2. החזק את הגשושית בניצב לכלי. לחץ על הלחצן הדו-ממדי וצור תמונת חתך של עורק הירך המשותף (CFA).
3. מטב את הרווח והעומק, אשר יישמרו לאורך כל הניסוי, כדי להבטיח כי העורק נמצא במרכז המסך וכי הדם שחור. סובב את לחצן רווח בכיוון השעון כדי להגדיל את הרווח ונגד כיוון השעון כדי להקטין את הרווח. סובב את העומק בכיוון השעון כדי להגדיל את העומק ונגד כיוון השעון כדי להקטין אותו.
   הערה: ראו איור משלים 2 ואיור משלים 3 ללוקליזציה של הכפתורים ואיור משלים 4 לתמונת אולטרסאונד הממוטבת עם רווח ועומק.
4. במצב דו-ממדי, לחץ על Freeze פעם אחת וגלול באמצעות כדור העקיבה כדי למצוא תמונה סיסטולית קצה. בצע זאת תחת הנחיית אק"ג על ידי עצירת התמונה בסוף גל T.
5. לחץ על מדידה פעם אחת והזז את הסמן לשכבה האינטימית השטחית של העורק והקש Enter. הזז את הסמן לשכבה האינטימית העמוקה של העורק ולאחר מכן הקש Enter כדי לקבל את הקוטר בקצה הסיסטולה. הקוטר יוצג בפינה השמאלית העליונה.
6. לחץ על Freeze וסובב את הגשושית ב-90 מעלות בכיוון השעון תוך שמירה על העורק במרכז המסך והחזקתו במקביל לעורק ליצירת תצוגה אורכית. לחץ על לחצן גל הדופק PW ולאחר מכן לחץ על מדידה. פעולה זו תיצור תפריט נפתח בצד ימין של המסך. העבר את הסמן אל CFA והקש Enter.
7. העבר את הסמן אל "אוטומטי" והקש Enter. העבר את הסמן אל "עוצמת קול זרימה" ולחץ על Enter. הזז את הסמן אל "Live" והקש Enter כדי להשיג את המעקב ולסיים על-ידי הקשה על Measure פעם אחת.
8. השג את המהירות בזווית התהודה הנמוכה ביותר האפשרית ותמיד מתחת ל- 60 מעלות. סובב את לחצן זווית ההיגוי בכיוון השעון כדי להקטין אותו ונגד כיוון השעון כדי להגדיל אותו. סובב את לחצן תיקון הזווית כדי לוודא שהעקבה מתקבלת כשהסמן אופקי לעורק, כפי שמוצג באיור משלים 4.
9. לחץ על Sample vol . כדי להתאים בהתאם לרוחב העורק ולהתרחק מדפנות העורק. כדי להקטין את הדגימה, הקש על החץ שמאלה. כדי להגדיל את הדגימה, הקש על החץ ימינה.
10. השג את מעקב מהירות זרימת הדם עם הדמיה דו-ממדית סימולטנית של העורק ומשוב מהירות דם אורקולי. ודא שהצליל מופעל על-ידי סיבוב לחצן צליל בכיוון השעון.
11. השג את המעקב הראשון במהלך מנוחה בישיבה למשך 30 שניות לפחות ולחץ פעמיים על חנות התמונות כדי לשמור את המעקב. לאחר מכן הנחו את המתאמן לשמור על קצב של 60 סיבובים לדקה (סל"ד) במהלך הבדיקה ולהשתמש רק בשריר הארבע ראשי כדי לבצע את הארכות הרגליים ולשמור על שריר האמסטרינג רפוי. שמור על הגשושית קבועה במהלך כל הניסוי.
12. הנחו את המשתתף לשמור על קצב של 60 סיבובים לדקה (סל"ד) ב-0 W ורק להשתמש בשריר הארבע ראשי כדי לבצע את הארכות הרגליים ולשמור על שריר האמסטרינג רפוי. השאר את הגשושית קבועה במהלך כל הניסוי ולחץ פעמיים על מאגר התמונות כדי לשמור את המעקב.
13. הוסף התנגדות ובקש מהמשתתף להשלים לפחות 150 שניות של תרגיל לפני השגת 30 שניות המעקב ולאחר מכן לחץ פעמיים על חנות התמונות כדי לשמור את המעקב.

4. כימות זרימת הדם

1. לאחר קבלת כל התמונות, לחץ על סקירה.
2. לחץ על Track Ball והזז את הסמן לתמונת הרצון, ולחץ פעמיים על Enter.
3. לאחר הופעת המעקב הרצוי, לחץ על מדידה והזז את הסמן אל "עוצמת קול זרימה" בתפריט הנפתח בצד ימין של המסך ולחץ על Enter.
4. הזז את הסמן לתמונת האולטרסאונד הדו-ממדית, הקש Enter ולאחר מכן גרור את הסמן עד שיגיע לקוטר שנמדד במהלך מנוחה והקש Enter שוב.
5. סובב את לחצן בחירת הסמן פעמיים בכיוון השעון ובחר את 30 שניות המעקב שיוצגו בין שני קווים אנכיים על-ידי גלילה של כדור העקיבה והקשה על Enter.
6. חשב את LBF כמכפלה של מהירות הדם הממוצעת (cm/s) ואזור חתך של עורק הירך (cm²), אשר יוצג בפינה השמאלית העליונה.
   הערה: בצע בקרת איכות לפני ניתוח הנתונים על ידי בדיקה חזותית של העקבות ולא כולל גלי דופק המושפעים מארטיפקטים תנועתיים וכן פעימות לב לא סדירות. ניתן להתאים את תיקון הזווית לאחר השלמת הבדיקה על ידי סיבוב כפתור Angle Corr . בכיוון השעון כדי להקטין אותו ונגד כיוון השעון כדי להגדיל אותו כדי להבטיח שהסמן אופקי לעורק.

תוצאות

המשתתפים
ממאי 2022 עד אוקטובר 2022 גויסו בסך הכל שלושים גברים ונשים בריאים להשתתף במחקר. לכל המשתתפים לא הייתה היסטוריה של מחלות לב וכלי דם, מטבוליות או נוירולוגיות. הם לא הונחו לבצע שינויים כלשהם בהרגלים הרגילים שלהם, כולל קפאין, אלכוהול, ניקוטין, פעילות גופנית נמרצת או כל גורם אחר ?...

Discussion

מחקר זה העריך את המהימנות של מתודולוגיית אולטרסאונד דופלר להערכת זרימת הדם ברגליים (LBF) במהלך פעילות גופנית תת-מקסימלית של רגל אחת להרחבת הברך בקרב משתתפים בריאים. התוצאות הצביעו על אמינות גבוהה בתוך היום ואמינות מקובלת בין היום, בעוד שמהימנות בין-מדרגית נמצאה בלתי קבילה במנוחה וב-0 ואט.

...

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
EKO GEL	EKKOMED A7S	DK-7500 Holstebro
RStudio, version 1.4.1717	R Project for Statistical Computing
Saltin Chair			This was built from an ergometer bike and a carseat owned by Professor Bengt Saltin. The steelconstruction was built from a specialist who custommade it.
Ultrasound apparatus equipped with a linear probe (9 MHz, Logic E9)	GE Healthcare	Unknown	GE Healthcare, Milwaukee, WI, USA
			Ultrasound gel