Name: Autor destacado: Evaluación de la fiabilidad de la ecografía Doppler en la medición del flujo sanguíneo de las piernas
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

El Centro de Investigación de la Actividad Física (CFAS) cuenta con el apoyo de TrygFonden (subvenciones ID 101390 e ID 20045. JPH contó con el apoyo de subvenciones de Helsefonden y Rigshospitalet. Durante este trabajo, RMGB fue apoyado por un post.doc. beca del Rigshospitalet.

El estudio fue evaluado por el Comité Regional de Ética de la Región Capital de Dinamarca (expediente nº H-21054272), que determinó que se trataba de un estudio de calidad. De conformidad con la legislación danesa, el estudio fue aprobado localmente por la Junta de Investigación y Mejora de la Calidad interna del Departamento de Fisiología Clínica y Medicina Nuclear del Rigshospitalet (expediente nº. KF-509-22). El estudio se realizó de acuerdo con las directrices de la Declaración de Helsinki. Todos los suje...

Evaluación del flujo sanguíneo de las piernas en las cargas de trabajo de entrenamiento

Este estudio evaluó la fiabilidad de la metodología de ultrasonido Doppler para evaluar el flujo sanguíneo de la pierna (FBB) durante el ejercicio submáximo de extensor de rodilla con una sola pierna en participantes sanos. Los resultados indicaron una alta confiabilidad intradía y una confiabilidad aceptable entre días, mientras que la confiabilidad entre evaluadores resultó ser inaceptable en reposo y a 0 W.
Aunque la extracción de la sonda entre mediciones pareció tener poco impact...

La ecografía Doppler, introducida en la década de 1980, se ha utilizado ampliamente para determinar la contracción del flujo sanguíneo muscular, particularmente en el modelo extensor de rodilla de una sola pierna, lo que permite medir el flujo sanguíneo en la arteria femoral común (AFC) durante la activación de la masa muscular pequeña 1,2,3,4,5,6 . La tecnología de flujo sanguíneo basada en ultrasonidos Doppler ha proporcionado información valiosa sobre la regulación vascular en varias poblaciones, incluidos adultos sanos7,8, personas con diabetes9, hipertensión 10, EPOC 11,12 e insuficiencia cardíaca 13,14.
Una ventaja de la ecografía Doppler es su carácter no invasivo en comparación con otros métodos de determinación del flujo sanguíneo como la termodilución, pudiendo combinarse con cateterismo arterial y venoso si es necesario 3,4,6,15. También permite la medición de la velocidad del flujo sanguíneo latido a latido, lo que permite la detección de cambios rápidos16. Sin embargo, las mediciones de sangre basadas en la ecografía Doppler tienen limitaciones, incluidas las dificultades para obtener registros estables durante el movimiento excesivo de las extremidades a intensidades de ejercicio cercanas a las máximas y el requisito de accesibilidad de la ecografía al vaso sanguíneo objetivo, excluyendo las evaluaciones durante el ciclismo con ergómetro15. Por lo tanto, el modelo extensor de rodilla de una sola pierna es muy adecuado para la evaluación de la FLB mediante ultrasonido Doppler durante el ejercicio dinámico a intensidades submáximas17, minimizando la influencia de las limitaciones cardíacas y pulmonares relacionadas con el ejercicio y facilitando las comparaciones entre sujetos sanos y pacientes con enfermedades cardiopulmonares11.
A pesar de ser ampliamente utilizado, la fiabilidad interdía del modelo extensor de rodilla de una sola pierna mediante ecografía Doppler no se ha investigado a mayor escala en las últimas décadas, con estudios previos que involucran poblaciones pequeñas (n = 2)3,18,19,20.
Este estudio tuvo como objetivo investigar (1) la confiabilidad de la prueba y la repetición de la prueba dentro del día, (2) la confiabilidad de la prueba y la repetición de la prueba entre días y (3) la confiabilidad entre evaluadores de la ecografía Doppler para la evaluación de la FBB durante el ejercicio extensor de rodilla con una sola pierna a 0 W, 6 W, 12 W y 18 W. Las mediciones se llevaron a cabo en un escenario clínicamente realista en el que se retiró la sonda entre mediciones. Es importante tener en cuenta que varios factores ambientales intrínsecos y extrínsecos que se sabe que influyen en la FBB no se controlaron durante las mediciones, lo que podría introducir variabilidad y afectar la fiabilidad. Teniendo en cuenta los avances en la tecnología de ultrasonido Doppler y el software de análisis del flujo sanguíneo, planteamos la hipótesis de que, incluso en un entorno no controlado, se podría lograr una confiabilidad aceptable dentro y entre días de las mediciones de LBF en todas las intensidades cuando se realiza por el mismo ecografista.

<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

La ecografía Doppler ha revolucionado la evaluación del flujo sanguíneo de los órganos y se utiliza ampliamente en entornos clínicos y de investigación. Si bien la evaluación basada en ultrasonido Doppler de la contracción del flujo sanguíneo de los músculos de la pierna es común en estudios en humanos, la confiabilidad de este método requiere más investigación. Por lo tanto, este estudio tuvo como objetivo investigar la confiabilidad de la prueba y la repetición de la prueba dentro del día, la prueba entre días y la confiabilidad entre evaluadores de la ecografía Doppler para evaluar el flujo sanguíneo de la pierna durante el reposo y las extensiones graduadas de rodilla con una sola pierna (0 W, 6 W, 12 W y 18 W), con la sonda de ultrasonido retirada entre mediciones. El estudio incluyó a treinta sujetos sanos (edad: 33 ± 9,3, hombre/mujer: 14/16) que visitaron el laboratorio en dos días experimentales diferentes separados por 10 días. El estudio no controló los principales factores de confusión, como el estado nutricional, la hora del día o el estado hormonal. A través de diferentes intensidades de ejercicio, los resultados demostraron una alta confiabilidad dentro del día con un coeficiente de variación (CV) que oscila entre el 4,0% y el 4,3%, una confiabilidad aceptable entre días con un CV que oscila entre el 10,1% y el 20,2%, y una confiabilidad entre evaluadores con un CV que oscila entre el 17,9% y el 26,8%. Por lo tanto, en un escenario clínico de la vida real en el que el control de varios factores ambientales es un desafío, la ecografía Doppler se puede utilizar para determinar el flujo sanguíneo de la pierna durante el ejercicio extensor submáximo de la rodilla con una sola pierna con una alta confiabilidad dentro del día y una confiabilidad aceptable entre días cuando se realiza por el mismo ecografista.

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 destacado: Evaluación de la fiabilidad de la ecografía Doppler en la medición del flujo sanguíneo de las piernas 

Evaluación del flujo sanguíneo de la pierna basada en la ecografía Doppler durante el ejercicio extensor de la rodilla con una sola pierna en un entorno no 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 mayo de 2022 a octubre de 2022, se reclutó a un total de treinta hombres y mujeres sanos para participar en el estudio. Todos los participantes no tenían antecedentes de enfermedades cardiovasculares, metabólicas o neurológicas. No se les indicó que hicieran ningún cambio en sus hábitos habituales, incluida la cafeína, el alcohol, la nicotina, el ejercicio vigoroso o cualquier otro factor que pudiera afectar la función vascular.
Procedimien...

Watch this Scientific Journal Video about Assessing the Reliability of Doppler Ultrasound in Measuring Leg Blood Flow at JoVE.com

Este estudio test-retest evaluó el flujo sanguíneo de la pierna medido por la técnica de ultrasonido Doppler durante el ejercicio extensor de rodilla de una sola pierna. Se investigó la confiabilidad intradía, entre días y entre evaluadores del método. El enfoque demostró una alta confiabilidad intradía y aceptable entre días. Sin embargo, la fiabilidad entre evaluadores fue inaceptablemente baja durante el reposo y con cargas de trabajo bajas.

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

Este método es ampliamente reconocido y aplicado en numerosos entornos clínicos y de investigación. El objetivo principal de este estudio fue ayudar a la reproducibilidad del método, proporcionando así información valiosa sobre el error de medición. Al hacerlo, podemos decir qué es un cambio fisiológico genuino y qué se debe a un error de medición.En última instancia, esto mejorará nuestra comprensión de este método. El principal obstáculo radica en la exploración de los cambios fisiológicos durante diversas actividades de la vida cotidiana, ya que la realización de dicha investigación sólo es factible en entornos experimentales específicos. Han pasado más de dos décadas desde que se realizó el último estudio de fiabilidad durante el ejercicio extensor de rodilla con una sola pierna.Durante este período, la tecnología ha evolucionado significativamente, por lo que es imperativo revisar esta área de investigación para obtener información valiosa sobre la era de la medición asociada con el método actual. La ecografía Doppler no es invasiva en comparación con otros métodos de determinación del flujo sanguíneo como la termodilución, y puede combinarse con cateterismo arterial y venoso si es necesario. También permite medir la velocidad del flujo sanguíneo para que podamos detectar cambios rápidos.En el futuro, nuestro principal objetivo es investigar la regulación del flujo sanguíneo para contraer el músculo esquelético en pacientes con enfermedad pulmonar obstructiva crónica.

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.

Investigación

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.

Configuración de la silla extensora de rodilla de una sola pierna y configuración del aparato de ultrasonido para la evaluación del flujo sanguíneo de la pierna

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.