Name: 저자 스포트라이트: 다리 혈류 측정에서 도플러 초음파의 신뢰성 평가
Uploaded: 2023-12-15T13:50:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Assessing the Reliability of Doppler Ultrasound in Measuring Leg Blood Flow at JoVE.com

신체 활동 연구 센터(CFAS)는 TrygFonden(보조금 ID 101390 및 ID 20045)의 지원을 받습니다. JPH는 Helsefonden과 Rigshospitalet의 보조금으로 지원되었습니다. 이 작업 중에 RMGB는 .doc 이후 지원을 받았습니다. Rigshospitalet의 보조금.

이 연구는 덴마크 수도권 지역 윤리 위원회(파일 번호 H-21054272)에 의해 평가되었으며, 이 연구는 양질의 연구라고 판단했습니다. 따라서 덴마크 법률에 따라 이 연구는 Rigshospitalet의 임상 생리학 및 핵의학과의 내부 연구 및 품질 개선 위원회(파일 번호)의 현지 승인을 받았습니다. KF-509-22)를 참조하십시오. 이 연구는 헬싱키 선언의 지침에 따라 수행되었습니다. 모든 피험자는 등록 전에 구두 및 ?...

Training Workloads에서 다리 혈류 평가Assessing Leg Blood Flow in Training Workloads

이 연구는 건강한 참가자의 준최대 단일 다리 무릎 신전근 운동 중 다리 혈류(LBF)를 평가하기 위한 도플러 초음파 방법론의 신뢰성을 평가했습니다. 그 결과, 하루 내 신뢰도와 하루 중 신뢰도가 높은 것으로 나타났으며, 평가자 간 신뢰도는 정지 상태와 0W에서 허용 불가능한 것으로 나타났습니다.
측정 사이의 프로브 제거는 거의 영향을 미치지 않는 것으로 보였지만 하루 내...

1980년대에 도입된 도플러 초음파는 특히 단일 다리 무릎 신전근 모델에서 수축하는 근육 혈류를 측정하는 데 광범위하게 사용되어 소근육 질량 활성화 중 총대퇴동맥(CFA)의 혈류를 측정할 수 있습니다 1,2,3,4,5,6 . 도플러 초음파 기반 혈류 기술은 건강한 성인7,8, 당뇨병9, 고혈압10, COPD 11,12 및 심부전13,14 환자를 포함한 다양한 인구의 혈관 조절에 대한 귀중한 통찰력을 제공했습니다.
도플러 초음파의 장점 중 하나는 열희석과 같은 다른 혈류 측정 방법에 비해 비침습적이며 필요한 경우 동맥 및 정맥 카테터 삽입과 결합할 수 있다는 것입니다 3,4,6,15. 또한 박동 간 혈류 속도 측정이 가능하여 급격한 변화를 감지할 수 있습니다16. 그러나 도플러 초음파 기반 혈액 측정은 거의 최대에 가까운 운동 강도에서 과도한 사지 움직임 시 안정적인 기록을 얻기 어렵고, 에르고미터 자전거 타기 중 평가를 제외하고 표적 혈관에 대한 초음파 접근성이 필요한 등 한계가 있다15. 따라서 단일 다리 무릎 신전근 모델은 준최대 강도17에서 동적 운동 중 도플러 초음파를 사용하여 LBF 평가에 매우 적합하며, 운동 관련 심장 및 폐 제한의 영향을 최소화하고 건강한 피험자와 심폐 질환 환자 간의 비교를 용이하게 합니다11.
널리 사용됨에도 불구하고 도플러 초음파를 사용하는 단일 다리 무릎 신전근 모델의 하루 간 신뢰성은 최근 수십 년 동안 소규모 모집단(n=2)3,18,19,20을 대상으로 한 선행 연구와 함께 더 큰 규모로 조사되지 않았습니다.
본 연구는 (1) 0W, 6W, 12W, 18W에서 단발 무릎 신전근 운동 중 LBF 평가를 위한 도플러 초음파의 평가자 간 신뢰도를 조사하는 것을 목표로 했다. 측정은 측정 사이에 프로브를 제거하는 임상적으로 현실적인 시나리오에서 수행되었습니다. LBF에 영향을 미치는 것으로 알려진 몇 가지 내적 및 외적 환경 요인이 측정 중에 제어되지 않아 변동성이 발생하고 신뢰성에 영향을 미칠 수 있다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 도플러 초음파 기술과 혈류 분석 소프트웨어의 발전을 고려하여, 통제되지 않은 환경에서도 동일한 초음파 검사자가 수행할 때 모든 강도에서 LBF 측정의 허용 가능한 하루 내 및 하루 사이의 신뢰성을 달성할 수 있다는 가설을 세웠습니다.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>EKO GEL</td>
			<td>EKKOMED A7S</td>
			<td>DK-7500 Holstebro</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RStudio, version 1.4.1717</td>
			<td>R Project for Statistical Computing</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Saltin Chair</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>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.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrasound apparatus equipped with a linear probe (9 MHz, Logic E9)</td>
			<td>GE Healthcare</td>
			<td>Unknown</td>
			<td>GE Healthcare, Milwaukee, WI, USA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&#160; &#160;</td>
			<td>&#160; &#160;</td>
			<td>&#160; &#160;</td>
			<td>Ultrasound gel</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

doppler ultrasound-based leg blood flow assessment during single-leg knee-extensor exercise in an uncontrolled setting

도플러 초음파는 장기 혈류 평가에 혁명을 일으켰으며 연구 및 임상 환경에서 널리 사용됩니다. 수축하는 다리 근육 혈류에 대한 도플러 초음파 기반 평가는 인간 연구에서 일반적이지만 이 방법의 신뢰성은 추가 조사가 필요합니다. 따라서 본 연구는 휴식 중 다리 혈류량을 평가하기 위한 도플러 초음파의 일일 검사-재검사, 일일 검사-재검사 및 평가자 간 신뢰도를 조사하는 것을 목표로 했으며, 측정 사이에 초음파 프로브를 제거하고 단일 다리 무릎 확장(0W, 6W, 12W, 18W)을 등급화했습니다. 이 연구에는 30명의 건강한 피험자(연령: 33세 ± 9.3세, 남성/여성: 14/16세)가 10일로 구분된 두 번의 실험일에 실험실을 방문했습니다. 이 연구는 영양 상태, 시간 또는 호르몬 상태와 같은 주요 교란 요인을 통제하지 않았습니다. 다양한 운동 강도에 걸쳐, 그 결과는 4.0%에서 4.3% 범위의 변동 계수(CV)로 높은 하루 내 신뢰도, 10.1%에서 20.2% 범위의 CV로 허용 가능한 하루 간 신뢰도, 17.9%에서 26.8% 범위의 CV로 평가자 간 신뢰도를 보여주었습니다. 따라서 다양한 환경 요인을 제어하기 어려운 실제 임상 시나리오에서 도플러 초음파를 사용하여 동일한 초음파 검사자가 수행 할 때 높은 하루 내 신뢰성과 허용 가능한 하루 중 신뢰성으로 준최대 단일 다리 무릎 신전근 운동 중 다리 혈류를 결정할 수 있습니다.

Doppler ultrasound, introduced in the 1980s, has been extensively used to determine contracting muscle blood flow, particularly in the single-leg knee-extensor model, allowing measurement of blood flow in the common femoral artery (CFA) during small muscle mass activation1,2,3,4,5,6. Doppler ultrasound-based blood flow technology has provided valuable insights into vascular regulation in various populations, including healthy adults7,8, individuals with diabetes9, hypertension10, COPD11,12, and heart failure13,14.
One advantage of Doppler ultrasound is its non-invasiveness compared to other blood flow determination methods like thermodilution, and it can be combined with arterial and venous catheterization if necessary3,4,6,15. It also enables beat-to-beat blood flow velocity measurement, allowing for the detection of rapid changes16. However, Doppler ultrasound-based blood measurements have limitations, including difficulties in obtaining stable recordings during excessive limb movement at near-maximal exercise intensities and the requirement for ultrasound accessibility to the targeted blood vessel, excluding evaluations during ergometer bicycling15. Hence, the single-leg knee-extensor model is well-suited for LBF evaluation using Doppler ultrasound during dynamic exercise at submaximal intensities17, minimizing the influence of exercise-related heart and lung limitations and facilitating comparisons between healthy subjects and patients with cardio-pulmonary diseases11.
Despite being widely used, the between-day reliability of the single-leg knee-extensor model using Doppler ultrasound has not been investigated on a larger scale in recent decades, with prior studies involving small populations (n = 2)3,18,19,20.
This study aimed to investigate (1) the within-day test-retest reliability, (2) the between-day test-retest reliability, and (3) the inter-rater reliability of Doppler ultrasound for LBF evaluation during single-leg knee-extensor exercise at 0 W, 6 W, 12 W, and 18 W. The measurements were conducted in a clinically realistic scenario where the probe was removed between measurements. It is important to note that several intrinsic and extrinsic environmental factors known to influence LBF were not controlled during the measurements, which could introduce variability and affect reliability. Considering advancements in Doppler ultrasound technology and blood flow analysis software, we hypothesized that, even in an uncontrolled setting, acceptable within- and between-day reliability of LBF measurements could be achieved at all intensities when performed by the same sonographer.

저자 스포트라이트: 다리 혈류 측정에서 도플러 초음파의 신뢰성 평가 

통제되지 않은 환경에서 단일 다리 무릎 신전근 운동 중 도플러 초음파 기반 다리 혈류 평가

This method is widely recognized and applied in numerous clinical and research settings. The primary objective of this study was to assist the reproducibility of the method, thereby providing valuable insights into the measurement error. By doing so, we can say what is genuine physiological change and what is due to measurement error.Ultimately, this will enhance our understanding of this method. The primary obstacle lies in exploring physiological changes during various activities in everyday life, as conducting such investigation is feasible only under specific experimental setups. t has been over two decades since the last reliability study was conducted during single leg knee extensor exercise.Over this period, technology has significantly evolved, making it imperative to revisit this research area to gain valuable insight into the measurement era associated with the current method. Doppler ultrasound is non-invasive compared to other blood flow determination methods like Thermodilution, and it can be combined with arterial and venous catheterization if necessary. It also enables beat to beat blood flow velocity measurements so we could detect rapid changes.In the future, our main goal is to investigate the regulation of blood flow to contracting skeletal muscle in patients with chronic obstructive pulmonary disease.

참가자 2022년 5월부터 2022년 10월까지 총 30명의 건강한 남성과 여성이 연구에 참여하도록 모집되었습니다. 모든 참가자는 심혈관, 대사 또는 신경 질환의 병력이 없었습니다. 그들은 카페인, 알코올, 니코틴, 격렬한 운동 또는 혈관 기능에 잠재적으로 영향을 미칠 수 있는 다른 요인을 포함하여 평소 습관을 바꾸라는 지시를 받지 않았습니다.
실험 절차</str...

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이 검사-재검사 연구는 단일 다리 무릎 신전근 운동 중 도플러 초음파 기술로 측정된 다리 혈류를 평가했습니다. 이 방법의 당일, 당일, 평가자 간 신뢰도를 조사했습니다. 이 접근 방식은 하루 중 높은 신뢰성과 하루 사이에 허용 가능한 신뢰성을 보여주었습니다. 그러나 평가자 간 신뢰도는 휴식 중과 낮은 작업량에서 허용할 수 없을 정도로 낮았습니다.

Doppler ultrasound has revolutionized the assessment of organ blood flow and is widely used in research and clinical settings. While Doppler ...

이 방법은 수많은 임상 및 연구 환경에서 널리 인정되고 적용됩니다. 이 연구의 주요 목적은 방법의 재현성을 지원하여 측정 오류에 대한 귀중한 통찰력을 제공하는 것이었습니다. 이를 통해 무엇이 진정한 생리적 변화이고 무엇이 측정 오류로 인한 것인지 말할 수 있습니다.궁극적으로 이것은 이 방법에 대한 우리의 이해를 향상시킬 것입니다. 주요 장애물은 일상 생활의 다양한 활동 중 생리적 변화를 탐구하는 데 있으며, 이러한 조사는 특정 실험 설정에서만 가능하기 때문입니다. T는 단일 다리 무릎 신전근 운동 중에 마지막 신뢰성 연구가 수행된 지 20년이 넘었습니다.이 기간 동안 기술이 크게 발전함에 따라 현재 방법과 관련된 측정 시대에 대한 귀중한 통찰력을 얻기 위해 이 연구 영역을 다시 방문하는 것이 필수적입니다. 도플러 초음파는 열희석과 같은 다른 혈류 측정 방법에 비해 비침습적이며 필요한 경우 동맥 및 정맥 카테터 삽입과 결합할 수 있습니다. 또한 박동이 혈류 속도 측정을 능가할 수 있으므로 급격한 변화를 감지할 수 있습니다.앞으로 우리의 주요 목표는 만성 폐쇄성 폐 질환 환자의 수축 골격근에 대한 혈류 조절을 조사하는 것입니다.

doppler-ultrasound-based-leg-blood-flow-assessment-during-single-leg

Research

JoVE Journal

Medicine

Doppler Ultrasound-Based Leg Blood Flow Assessment During Single-Leg Knee-Extensor Exercise in an Uncontrolled Setting

Doppler ultrasound has revolutionized the assessment of organ blood flow and is widely used in research and clinical settings. While Doppler ultrasound-based assessment of contracting leg muscle blood flow is common in human studies, the reliability of this method requires further investigation. Therefore, this study aimed to investigate the within-day test-retest, between-day test-retest, and inter-rater reliability of Doppler ultrasound for assessing leg blood flow during rest and graded single-leg knee-extensions (0 W, 6 W, 12 W, and 18 W), with the ultrasound probe being removed between measurements. The study included thirty healthy subjects (age: 33 &#177; 9.3, male/female: 14/16) who visited the laboratory on two different experimental days separated by 10 days. The study did not control for major confounders such as nutritional state, time of day, or hormonal status. Across different exercise intensities, the results demonstrated high within-day reliability with a coefficient of variation (CV) ranging from 4.0% to 4.3%, acceptable between-day reliability with a CV ranging from 10.1% to 20.2%, and inter-rater reliability with a CV ranging from 17.9% to 26.8%. Therefore, in a real-life clinical scenario where controlling various environmental factors is challenging, Doppler ultrasound can be used to determine leg blood flow during submaximal single-leg knee-extensor exercise with high within-day reliability and acceptable between-day reliability when performed by the same sonographer.

This test-retest study evaluated leg blood flow measured by the Doppler ultrasound technique during single-leg knee-extensor exercise. The within-day, between-day, and inter-rater reliability of the method was investigated. The approach demonstrated high within-day and acceptable between-day reliability. However, the inter-rater reliability was unacceptably low during rest and at low workloads.

연구

의학

Single-Leg Knee-Extensor Chair Setup and Ultrasound Apparatus Configuration for Leg Blood Flow Assessment

To begin, position the participant in the single leg knee extensor chair with their back resting against the chair. Place a chair or bench to stabilize the inactive leg. To ensure the electrodes are equidistant from the heart, fix one ECG electrode on the right side of the chest wall in the third intercostal space.Place the second one on the left side in the third intercostal space. Then place the third one on the left side in the 11th intercostal space. After electrode placement, position the participant at an angle greater than 90 degrees between the abdomen and thigh.Adjust the arm connecting the single knee extensor chair to the flywheel. This enables the participant to extend the knee fully. Tie the leg tightly to the pedal of the chair to avoid the usage of muscles in the lower part of the limb.Next, press the turn on button on the ultrasound apparatus. Press patient to create a new file for the examination. Move the cursor to new patient and press enter.Then fill out the patient ID.Move the cursor to create and press enter. Connect the lead to the electrodes. Press probe and choose the linear probe.Apply ultrasound gel to the probe.

다리 혈류 평가를 위한 단일 다리 무릎 신전근 의자 설정 및 초음파 장치 구성

Doppler Ultrasound Scan and Blood Flow Quantitation in Leg-Extension Exercises

To begin, place the probe on the inguinal region of the participant then find the optimal arterial section for leg blood flow or LBF measurements. Make a cross-sectional image of the common femoral artery. Turn the Gain button clockwise to increase gain and counterclockwise to decrease gain.Turn the Depth button clockwise to increase the depth and counterclockwise to decrease it. After adjustment, ensure that the artery is in the middle of the screen and the blood is black. In 2D mode, press Freeze once then scroll using the track ball to find an end-systolic image.Press Measure once and move the cursor to the superficial intimal layer of the artery then press Enter. Next, move the cursor to the deep intimal layer of the artery and press Enter to obtain the diameter at end-systole. Press Freeze then turn the probe 90 degrees clockwise while keeping the artery centered on the screen and probe parallel to the artery to create a longitudinal view.Press the PW button, followed by the Measure button. Move the cursor to auto and press Enter then click Flow Volume and press Enter. Move the cursor to Live and press Enter to obtain the trace and finish by pressing Measure once.To obtain the velocity at an insonation angle of less than 60 degrees. Turn the Steer Angle button clockwise to decrease it and counterclockwise to increase it. Turn the Angle Correction button to validate the trace captured with the cursor horizontal to the artery.Press Sample Volume to adjust the volume according to the width of the artery while avoiding contact with the artery wall. To decrease the sample size, press the left arrow and increase by pressing the right arrow. Next, turn the Sound button clockwise then obtain the blood flow velocity trace with simultaneous 2D visualization of the artery and audiovisual blood velocity feedback.Obtain the first trace during seated rest for 30 seconds, and press Image Store twice to save the trace. Then, instruct the participant to maintain a pace of 60 RPM during the test. Using the same conditions, record the trace data at a pace of 60 RPM and zero watts.Add resistance to the single leg knee extensor chair. Then, ask the participant to complete a minimum of 150 seconds of exercise before obtaining 30 seconds of trace. Press Image Store twice to save the trace.Once all the images are obtained, press Review, press track ball and move the cursor to the desired image then double click on Enter. Once the desired trace appears, press Measure. Then, from the dropdown menu, select Flow Volume and press Enter.Next, select 2D Ultrasound Image and press Enter. Then drag the cursor until it reaches the diameter measured during rest and press Enter again. Turn the Cursor Select button clockwise twice.Then, by scrolling the track ball and pressing Enter, choose a 30-second trace between two vertical lines. There were no statistically significant differences in the absolute LBF values between the Within Day or Between Day measurements. LBF increased progressively across the incremental workloads.The value ranges from 0.36 liter per minute at rest to 2.44 liter per minute during exercise at 18 watts. Bland Altman Plots of LBF measurements for Within Day reliability showed no outliers. In contrast, a few outliers were observed in the Between Day measurements, and several outliers were observed during the Interrater measurements.In test/retest reliability, the smallest real difference values were lower for Within Day measurements compared to the Between Day and Interrater measurements. Similarly, the coefficient of variation values were higher in the Between Day and Interrater measurements compared to the Within Day measurements. The intraclass correlation coefficient values showed that the reliability at all workloads during Within Day and Between Day were higher than 0.90.Conversely, the Interrater measurements yielded ICC values as low as 0.41.