Name: Autor em destaque: avaliando a confiabilidade do ultrassom Doppler na medição do fluxo sanguíneo da perna
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

O Centro de Pesquisa em Atividade Física (CFAS) é apoiado pela TrygFonden (bolsas ID 101390 e ID 20045. JPH foi apoiado por subsídios de Helsefonden e Rigshospitalet. Durante este trabalho, o RMGB foi suportado por um post.doc. concessão de Rigshospitalet.

O estudo foi avaliado pelo Comitê Regional de Ética da Região da Capital da Dinamarca (processo nº H-21054272), que determinou tratar-se de um estudo de qualidade. De acordo com a legislação dinamarquesa, o estudo foi aprovado localmente pelo Conselho de Pesquisa e Melhoria da Qualidade interno do Departamento de Fisiologia Clínica e Medicina Nuclear de Rigshospitalet (processo nº. KF-509-22). O estudo foi realizado de acordo com as diretrizes da Declaração de Helsinque. Todos os sujeitos assinaram o termo de c...

Avaliando o fluxo sanguíneo das pernas em cargas de trabalho de treinamento

Este estudo avaliou a confiabilidade da metodologia de ultrassom Doppler para avaliar o fluxo sanguíneo da perna (FML) durante o exercício submáximo de extensor de joelho unipodal em participantes saudáveis. Os resultados indicaram alta confiabilidade intradia e aceitável entre os dias, enquanto a confiabilidade interexaminadores mostrou-se inaceitável em repouso e a 0 W.
Embora a remoção da sonda entre as medições pareça ter pouco impacto, a diferença na confiabilidade entre as me...

O ultrassom Doppler, introduzido na década de 1980, tem sido extensivamente utilizado para determinar a contração do fluxo sanguíneo muscular, particularmente no modelo monopodal joelho-extensor, permitindo a mensuração do fluxo sanguíneo na artéria femoral comum (AFC) durante a ativação de pequena massa muscular 1,2,3,4,5,6 . A tecnologia de fluxo sanguíneo baseada no ultrassom Doppler tem fornecido informações valiosas sobre a regulação vascular em várias populações, incluindo adultos saudáveis7,8, indivíduos com diabetes9, hipertensão arterial 10, DPOC 11,12 e insuficiência cardíaca 13,14.
Uma vantagem do ultrassom Doppler é sua não invasividade em relação a outros métodos de determinação do fluxo sanguíneo, como a termodiluição, podendo ser combinado com cateterismo arterial e venoso, se necessário 3,4,6,15. Também permite a medição da velocidade do fluxo sanguíneo batimento a batimento, permitindo a detecção de mudanças rápidas16. No entanto, as medidas sanguíneas baseadas no Doppler apresentam limitações, incluindo dificuldades na obtenção de registros estáveis durante o movimento excessivo dos membros em intensidades de exercício quase máximas e a necessidade de acessibilidade do ultrassom ao vaso sanguíneo alvo, excluindo avaliações durante a bicicleta ergométrica15. Assim, o modelo extensor de joelho unipodal é adequado para avaliação de FME por meio do ultrassom Doppler durante exercício dinâmico em intensidades submáximas17, minimizando a influência das limitações cardíacas e pulmonares relacionadas ao exercício e facilitando comparações entre indivíduos saudáveis e pacientes com doençascardiopulmonares11.
Apesar de amplamente utilizado, a confiabilidade inter-diária do modelo extensor de joelho unipodal utilizando o ultrassom Doppler não foi investigada em maior escala nas últimas décadas, com estudos prévios envolvendo populações pequenas (n = 2)3,18,19,20.
O objetivo deste estudo foi investigar (1) a confiabilidade teste-reteste intra-dia, (2) a confiabilidade teste-reteste inter-dias e (3) a confiabilidade interexaminadores do ultrassom Doppler para avaliação de FME durante exercício extensor de joelho unipodal a 0 W, 6 W, 12 W e 18 W. As medidas foram realizadas em um cenário clinicamente realístico, onde a sonda foi removida entre as medidas. É importante notar que vários fatores ambientais intrínsecos e extrínsecos sabidamente influenciadores da FLL não foram controlados durante as medidas, o que poderia introduzir variabilidade e afetar a confiabilidade. Considerando os avanços na tecnologia do ultrassom Doppler e nos softwares de análise de fluxo sanguíneo, levantamos a hipótese de que, mesmo em um ambiente não controlado, a confiabilidade aceitável intra e inter-dia das medidas de FME poderia ser alcançada em todas as intensidades quando realizada pelo mesmo ultrassonografista.

<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

O ultrassom Doppler revolucionou a avaliação do fluxo sanguíneo de órgãos e é amplamente utilizado em pesquisas e cenários clínicos. Embora a avaliação baseada em ultrassonografia com Doppler da contração do fluxo sanguíneo muscular da perna seja comum em estudos em humanos, a confiabilidade desse método requer investigação adicional. Portanto, o objetivo deste estudo foi investigar a confiabilidade intra-dia do teste-reteste, teste-reteste inter-dias e interexaminadores do ultrassom Doppler para avaliar o fluxo sanguíneo da perna durante o repouso e as extensões graduadas de joelho unipodal (0 W, 6 W, 12 W e 18 W), com a sonda ultrassonográfica sendo removida entre as medidas. O estudo incluiu trinta indivíduos saudáveis (idade: 33 ± 9,3, homens/mulheres: 14/16) que visitaram o laboratório em dois dias experimentais diferentes, separados por 10 dias. O estudo não controlou os principais fatores de confusão, como estado nutricional, hora do dia ou estado hormonal. Nas diferentes intensidades de exercício, os resultados demonstraram alta confiabilidade intra-dia com coeficiente de variação (CV) variando de 4,0% a 4,3%, confiabilidade aceitável entre os dias com CV variando de 10,1% a 20,2% e confiabilidade interexaminadores com CV variando de 17,9% a 26,8%. Portanto, em um cenário clínico da vida real, onde o controle de vários fatores ambientais é um desafio, o ultrassom Doppler pode ser usado para determinar o fluxo sanguíneo da perna durante o exercício submáximo de extensor do joelho unipodal com alta confiabilidade intradiária e confiabilidade aceitável entre os dias quando realizada pelo mesmo ultrassonografista.

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.

Autor em destaque: avaliando a confiabilidade do ultrassom Doppler na medição do fluxo sanguíneo da perna 

Avaliação do fluxo sanguíneo da perna com eco-Doppler durante exercício extensor de joelho unipodal em ambiente não controlado

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.

Participantes De maio de 2022 a outubro de 2022, um total de trinta homens e mulheres saudáveis foram recrutados para participar do estudo. Todos os participantes não tinham histórico de doenças cardiovasculares, metabólicas ou neurológicas. Eles não foram instruídos a fazer qualquer mudança em seus hábitos habituais, incluindo cafeína, álcool, nicotina, exercícios vigorosos ou quaisquer outros fatores que pudessem potencialmente afetar a função vascular.
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Watch this Scientific Journal Video about Assessing the Reliability of Doppler Ultrasound in Measuring Leg Blood Flow at JoVE.com

Este estudo teste-reteste avaliou o fluxo sanguíneo da perna medido pela técnica de ultrassom Doppler durante o exercício extensor do joelho unipodal. A confiabilidade intra-dia, inter-dia e interexaminadores do método foi investigada. A abordagem demonstrou alta confiabilidade intradiária e aceitável entre os dias. No entanto, a confiabilidade interexaminadores foi inaceitavelmente baixa durante o repouso e com baixas cargas de trabalho.

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

Este método é amplamente reconhecido e aplicado em inúmeros cenários clínicos e de pesquisa. O objetivo primário deste estudo foi auxiliar na reprodutibilidade do método, fornecendo informações valiosas sobre o erro de medida. Ao fazer isso, podemos dizer o que é mudança fisiológica genuína e o que é devido ao erro de medição.Em última análise, isso aumentará nossa compreensão desse método. O principal obstáculo está em explorar as mudanças fisiológicas durante várias atividades da vida cotidiana, uma vez que a realização de tal investigação só é viável sob montagens experimentais específicas. Já se passaram mais de duas décadas desde que o último estudo de confiabilidade foi realizado durante o exercício extensor do joelho unipodal.Durante esse período, a tecnologia evoluiu significativamente, tornando imperativo revisitar essa área de pesquisa para obter informações valiosas sobre a era de medição associada ao método atual. O ultrassom Doppler não é invasivo em comparação com outros métodos de determinação do fluxo sanguíneo, como a termodiluição, e pode ser combinado com cateterismo arterial e venoso, se necessário. Ele também permite que as medições de velocidade do fluxo sanguíneo batam para que possamos detectar mudanças rápidas.No futuro, nosso principal objetivo é investigar a regulação do fluxo sanguíneo para contração do músculo esquelético em pacientes com doença pulmonar obstrutiva crônica.

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.

Medicina

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.

Instalação da cadeira extensora de joelho unipodal e do aparelho de ultrassom para avaliação do fluxo sanguíneo na perna

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.