Doppler-Ultraschall-basierte Beurteilung des Beinblutflusses bei einbeinigen Kniestreckübungen in einer unkontrollierten Umgebung

Summary

In dieser Test-Retest-Studie wurde der Blutfluss in den Beinen untersucht, der mit der Doppler-Ultraschalltechnik während einer einbeinigen Kniestreckerübung gemessen wurde. Die Within-Day-, Between-Day- und Inter-Rater-Reliabilität der Methode wurde untersucht. Der Ansatz zeigte eine hohe Zuverlässigkeit innerhalb eines Tages und eine akzeptable Zuverlässigkeit zwischen den Tagen. Die Inter-Rater-Reliabilität war jedoch in Ruhe und bei geringer Arbeitsbelastung inakzeptabel niedrig.

Abstract

Der Doppler-Ultraschall hat die Beurteilung des Organblutflusses revolutioniert und wird häufig in der Forschung und im klinischen Umfeld eingesetzt. Während die Doppler-Ultraschall-basierte Beurteilung des Blutflusses der kontrahierenden Beinmuskeln in Studien am Menschen üblich ist, erfordert die Zuverlässigkeit dieser Methode weitere Untersuchungen. Daher zielte diese Studie darauf ab, die Reliabilität von Doppler-Ultraschall innerhalb eines Tages, eines Test-Wiederholungstests zwischen den Tagen und der Inter-Rater-Reliabilität zur Beurteilung des Beinblutflusses in Ruhe und bei abgestuften einbeinigen Kniestreckungen (0 W, 6 W, 12 W und 18 W) zu untersuchen, wobei die Ultraschallsonde zwischen den Messungen entfernt wurde. Die Studie umfasste dreißig gesunde Probanden (Alter: 33 ± 9,3 Jahre, männlich/weiblich: 14/16 Jahre), die das Labor an zwei verschiedenen Versuchstagen im Abstand von 10 Tagen aufsuchten. Die Studie kontrollierte nicht auf größere Störfaktoren wie Ernährungszustand, Tageszeit oder Hormonstatus. Über verschiedene Trainingsintensitäten hinweg zeigten die Ergebnisse eine hohe Reliabilität innerhalb des Tages mit einem Variationskoeffizienten (CV) von 4,0 % bis 4,3 %, eine akzeptable Reliabilität zwischen den Tagen mit einem CV von 10,1 % bis 20,2 % und eine Inter-Rater-Reliabilität mit einem CV von 17,9 % bis 26,8 %. Daher kann in einem realen klinischen Szenario, in dem die Kontrolle verschiedener Umweltfaktoren eine Herausforderung darstellt, Doppler-Ultraschall verwendet werden, um den Blutfluss in den Beinen während einer submaximalen einbeinigen Kniestreckerübung mit hoher Zuverlässigkeit innerhalb des Tages und akzeptabler Zuverlässigkeit zwischen den Tagen zu bestimmen, wenn sie von demselben Sonographen durchgeführt wird.

Introduction

Der in den 1980er Jahren eingeführte Doppler-Ultraschall wurde in großem Umfang eingesetzt, um den kontrahierenden Muskelblutfluss zu bestimmen, insbesondere im einbeinigen Kniestreckermodell, das die Messung des Blutflusses in der Arteria femoralis communis (CFA) während der Aktivierung kleiner Muskelmasse ermöglicht 1,2,3,4,5,6 . Die Doppler-Ultraschall-basierte Blutflusstechnologie hat wertvolle Einblicke in die Gefäßregulation in verschiedenen Bevölkerungsgruppen geliefert, darunter gesunde Erwachsene ^7,8, Personen mit Diabetes⁹, Bluthochdruck 10, COPD 11,12 und Herzinsuffizienz ^13,14.

Ein Vorteil des Doppler-Ultraschalls ist seine Nicht-Invasivität im Vergleich zu anderen Methoden zur Bestimmung des Blutflusses wie der Thermodilution, und er kann bei Bedarf mit einer arteriellen und venösen Katheterisierung kombiniert werden 3,4,6,15. Es ermöglicht auch die Messung der Blutflussgeschwindigkeit von Schlag zu Schlag, wodurch schnelle Veränderungen erkannt werden^{können 16}. Doppler-Ultraschall-basierte Blutmessungen haben jedoch Einschränkungen, einschließlich Schwierigkeiten bei der Erzielung stabiler Aufzeichnungen bei übermäßiger Bewegung der Gliedmaßen bei nahezu maximaler Belastungsintensität und die Anforderung einer Ultraschallzugänglichkeit zum Zielblutgefäß, mit Ausnahme von Auswertungen während des Ergometer-Radfahrens¹⁵. Daher eignet sich das einbeinige Kniestreckermodell gut für die LBF-Bewertung mittels Doppler-Ultraschall während dynamischer Belastung bei submaximalen Intensitäten¹⁷, minimiert den Einfluss von belastungsbedingten Herz- und Lungeneinschränkungen und erleichtert Vergleiche zwischen gesunden Probanden und Patienten mit kardiopulmonalen Erkrankungen¹¹.

Obwohl es weit verbreitet ist, wurde die Reliabilität zwischen den Tagen des einbeinigen Kniestreckermodells mittels Doppler-Ultraschall in den letzten Jahrzehnten nicht in größerem Maßstab untersucht, wobei frühere Studien kleine Populationen (n = 2) umfassten3,18,19,20.

Ziel dieser Studie war es, (1) die Reliabilität innerhalb eines Tages zu untersuchen, (2) die Reliabilität zwischen den Tagen und (3) die Inter-Rater-Reliabilität von Doppler-Ultraschall für die LBF-Bewertung während einer einbeinigen Kniestreckerübung bei 0 W, 6 W, 12 W und 18 W. Die Messungen wurden in einem klinisch realistischen Szenario durchgeführt, bei dem die Sonde zwischen den Messungen entfernt wurde. Es ist wichtig zu beachten, dass mehrere intrinsische und extrinsische Umweltfaktoren, von denen bekannt ist, dass sie LBF beeinflussen, während der Messungen nicht kontrolliert wurden, was zu Variabilität führen und die Zuverlässigkeit beeinträchtigen könnte. Unter Berücksichtigung der Fortschritte in der Doppler-Ultraschalltechnologie und der Software zur Blutflussanalyse stellten wir die Hypothese auf, dass selbst in einer unkontrollierten Umgebung eine akzeptable Zuverlässigkeit von LBF-Messungen innerhalb und zwischen den Tagen bei allen Intensitäten erreicht werden kann, wenn sie vom selben Sonographen durchgeführt werden.

Protocol

Die Studie wurde von der regionalen Ethikkommission der Hauptstadtregion Dänemarks (Aktenzeichen H-21054272) bewertet, die feststellte, dass es sich um eine Qualitätsstudie handelte. In Übereinstimmung mit der dänischen Gesetzgebung wurde die Studie daher vor Ort vom internen Forschungs- und Qualitätsverbesserungsausschuss der Abteilung für klinische Physiologie und Nuklearmedizin, Rigshospitalet, genehmigt (Aktenzeichen. KF-509-22). Die Studie wurde nach den Richtlinien der Deklaration von Helsinki durchgeführt. …

Representative Results

TeilnehmerVon Mai 2022 bis Oktober 2022 wurden insgesamt dreißig gesunde Männer und Frauen für die Teilnahme an der Studie rekrutiert. Alle Teilnehmer hatten keine Vorgeschichte von Herz-Kreislauf-, Stoffwechsel- oder neurologischen Erkrankungen. Sie wurden nicht angewiesen, ihre üblichen Gewohnheiten zu ändern, einschließlich Koffein, Alkohol, Nikotin, intensiver Bewegung oder anderer Faktoren, die möglicherweise die Gefäßfunktion beeinträchtigen könnten. <stro…

Discussion

In dieser Studie wurde die Zuverlässigkeit der Doppler-Ultraschallmethodik zur Beurteilung des Beinblutflusses (LBF) während einer submaximalen einbeinigen Kniestreckerübung bei gesunden Teilnehmern untersucht. Die Ergebnisse zeigten eine hohe Reliabilität innerhalb eines Tages und eine akzeptable Reliabilität zwischen den Tagen, während die Inter-Rater-Reliabilität im Ruhezustand und bei 0 W als inakzeptabel eingestuft wurde.

Obwohl das Entfernen der Sonde zwischen den Messungen nur ge…

Materials

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