이 작품은 텍사스 대학 알링턴 학 제 연구 프로그램 그랜트에 의해 지원 되었다.

이 프로토콜 알링턴 텍사스 대학에서 기관 검토 위원회의 지침 및 헬싱키의 선언의 최신 버전에 의해 설정 된 표준 규격을 준수. 따라서, 서 면된 동의 (이었고 이어야 한다) 취득된 이전 연구 절차의 개시에.
1입니다. 계측
참고: 다음 계측 설명 기반 근처-적외선 (NIR) 분석기 및 데이터 수집 시스템 실험실에서 사용 ( 재료의 표참조). 따라서, 지침이이 소자의 최적의 기능에 필요한 단계를 포함 합니다. 이 단계에는 NIR 프로브 동반 소프트웨어 및 교정, 팬텀을 사용 하 여 교정과 주변광을 제외 하는 어두운 천으로의 응용 프로그램 포함 됩니다. 다른 데이터 수집 하드웨어 및 소프트웨어를 사용 하는 경우에 조사 교정 및 주변 빛 고려 사항에 대 한 그들의 자신의 특정 사용자 매뉴얼을 참조 해야 합니다. 그림 1 실험 설정 및 계측 바로 아래 설명 된 보여 줍니다.
<ol><li>그들의 벨트 라인 약 LBNP 상자에 오프닝으로도 내부 낮은 체 부정적인 압력 (LBNP) (그림 1A), 그들의 다리와 부정사를 주제를 지시 합니다. LBNP 챔버를 구축 하는 방법에 대 한, 참조17. 를 참조 하십시오.
</li>
	<li>주제에 3 개의 심전도 전극 배치: 주제에 열 등 한, 중간 clavicular 위치에 두 개와 왼쪽 중간에 장 골도 머리. 이 구성은 낮은 팔 다리, 손 그립 운동 중 위 사지, 운동과 팔의 계측에 대 한 제한 된 액세스 때문에 최상의 결과를 제공합니다.</li>
	<li>비-침략 적 혈액 압력 모니터 모듈을 지배적인 손목에 놓습니다. 각 손가락에 손가락 혈압 수 갑을 놓고 모듈 (그림 1B)에 연결 합니다. 손가락 혈압 수 갑은 당신의 장치를 동반 하는 사용자의 설명서에 따라 올바르게 보정을 확인 합니다.</li>
	<li>손 그립 동력 (HGD) 약간 납치 위치에 그들의 비 지배적인 팔으로 파악을 지시 합니다. 머리 맡 테이블에 팔을 편안 하 게 위치 한다. 거리와 각도 HGD의 최소한의 팔 운동 (그림 1C) 최적의 그립 강도 수 있도록 조정 되어야 한다.</li>
	<li>머리 맡 테이블에 HGD 보안.</li>
	<li>참가자의 최대 자발적으로 수축 (MVC)를 측정 합니다. 즉, 프롬프트가 표시 되 면, 그들은 해야 합니다 짠 다는 HGD 가능한 하드만 손과 팔 뚝에 근육을 이용 하는 동안 참가자에 게. 그들은 그들의 팔, 가슴, 어깨, 또는 복 부 근육 최대 그립을 수행할 때 모집에서 자제 해야 합니다 주제에 지시 합니다.</li>
	<li>반복 단계 1.6 세 번으로 구분 적어도 60 미 기록 달성 최대 힘 (최고 3의). 최대 힘이 골격 근육 산화 용량 및 혈관 (아래) 커플링에 대 한 운동 강도 계산 하기 위해 사용 됩니다.</li>
	<li>급속 한 인플레이션 팔목 운동 손의 위쪽 팔 주위를 놓습니다. 팔목에 급속 한 인플레이션 컨트롤러에서 항공사를 연결 합니다.</li>
	<li>Profundus flexor digitorum를 식별 합니다. 피부 마커를 사용 하 여 만져 서 근육의 경계를 구분.</li>
	<li>NIR 분 광 계 장치에 포함 된 사용자의 설명서에 따라 올바르게 보정을 확인 합니다. 깨끗 한 피부는 NIR 프로브는 알코올 준비 닦기와 함께 배치 됩니다.</li>
	<li>근육 (flexor digitorum profundus)의 뱃속의 센터 NIR 프로브를 놓고 팔 뚝에 안전 하 게 부착 합니다.</li>
	<li>프로브를 포장 하 고 어두운 천으로, 주변광 (그림 1C, 그림 1D)에서 간섭 최소화와 팔.</li>
	<li>연구의 기능 sympatholysis 부분을 수행할 준비가 되어 있는 때 LBNP 챔버로 주제를 봉인.</li>
</ol>2. 골격 근육 산화 용량
참고: 골격 근의 산화 능력을 측정 하기 위한 실험 절차를 보여주는 대표적인 데이터 추적 그림 2에 묘사 된다. 이 실험 방법은 이전 vivo에서 인 부인18 와 제자리에서 근육 respirometry19에 대 한 검증 된 그리고 광범위 한 수용20를 얻고 있다.
<ol><li>주제를 계측 (계측) 위에 표시 된 대로.</li>
	<li>NIR 프로브를 통해 여전히 2 분 동안 (HHb) 헤모글로빈 모니터링 및 oxyhemoglobin (hbo가2)에 대 한 거짓말을 하도록 지시 합니다. 참고:이 나머지 기간 주제 계측 프로세스와 관련 된 모든 운동 유물에서 복구를 허용 하 고 안정적인 기본 측정을 보장. 2 분 후 아무 중요 한 변동이 발생 하는 경우 정상 상태, 또는 휴식 기준선에서 주제를 고려할 수 있습니다.</li>
	<li>팔목 폐색 이전 통보 피사체 팔목 팽창 될 것입니다. 5 분 (즉, suprasystolic)에 대 한 수축 기 혈압의 위 팔 갑 이상 30 mmHg를 부 풀 려. 아직도 하 고 팔목 인플레 및 다음 갑 디플레이션 도중 가능한 편안한으로 그들의 팔을 유지 하는 주제를 지시 합니다. 참고:이 분 상 완 동맥 갑 폐색 프로토콜 밀접 하 게 반영 한다 혈관 폐색에 대 한 현재 허용된 임상 표준 테스트21,,2223,,2425.</li>
	<li>(전 갑 폐색) 초기/초기 값과 팔목 폐색 동안 조직 채도 (스토2) 최하 값을 기록 하 고이 두 값 사이의 중간점을 결정. <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/57317/57317eq1.jpg">
</li>
	<li>주제를 팔목 폐색에서 복구 휴식 초기 계획 값을 허용 합니다. 일단 주제는 적어도 1 전체 분에 대 한 휴식 기준선을 유지 하 고, 다음 단계를 계속 합니다.</li>
	<li>천천히 따라 지시 하십시오 그리고 그들의 MVC의 50%에서 아이소메트릭 핸드 그립을 유지. 조직 채도가 50% 될 때까지 그들의 isometric 수축을 유지 하기 위해 주제를 권장 합니다. 이 가치를 얻을, 그들의 손을 긴장 하 고 더 이상 운동 또는 운동 필요 하다 그들을 통보 하는 주제에 게.</li>
	<li>3-5 s 내의 다음 정지 운동, 다음 빠른 갑 폐색 시리즈 관리 (1 시리즈 = 1 인플레이션 + 1 디플레이션), 이전 설립18: 시리즈 #1-6: 5에서 s/5 s 시리즈 #7-10: 7에서 s/10 s 떨어져 시리즈 #11-14시 10분 s/15 s 떨어져 시리즈 #15-18시 10분 s/20 s</li>
	<li>18일 인플레이션/디플레이션 시리즈를 완료 한 후 나머지, 주제 조직 채도 초기 초기 계획 값을 반환할 수 있도록 지시 합니다. 이 값은 적어도 2 분 동안 일관 된 남아 있다, 후 2.4 및 2.5 단계를 반복 합니다.</li>
	<li>
골격 근육 산화 용량 계산
	<ol>
<li>그림 2C에 monoexponential 복구 포인트를 형성 하는 개별 18 갑 않기의 각 스토2에 변화의 기울기를 계산 합니다.</li>
		<li>2.7에서 계산 된 데이터는 다음 monoexponential 곡선18,,1926 y = 끝-Δ x e-kt 참고: 'y'는 팔목 인플레 동안 상대 근육 산소 소비 속도 (mV̇O2), 운동;의 직후 mV̇O2 나타냅니다 '끝' 델타 ('Δ') 연습; 끝에 나머지에서 mV̇O2 에서 변화를 의미 'k'는 피팅 속도 상수; ' t ' 시간 이다. 타우 1/k로 계산 됩니다.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. 반응성 충 혈
참고: 반응성 충 혈을 측정 하기 위한 실험 절차를 보여주는 대표적인 데이터 추적 그림 3에서 묘사 된다.
<ol><li>부정사와 계측 거짓말 주제와 (계측) 위에서 설명한 대로 여전히 가능한 거짓말을 지시 합니다.</li>
	<li>주제는 일관 된 휴식 상태를 달성 했다, 기준 데이터의 적어도 1 분을 기록 하 고 빠르게 suprasystolic 압력 (30 mmHg 이상 수축 기 혈압) 위 팔에 혈압 팔목을 팽창 시키기를 계속.</li>
	<li>5 분 마크에서 급속 하 게 폐의 갑 hyperemic 응답을 기록 하는 동안.</li>
	<li>복구를 잡으려고 3 분 이상에 대 한 녹음을 계속 합니다.</li>
	<li>
계산 반응성 충 참고: 계산 적외선 매개 변수는 그림 3에서 묘사 된다.<ol>
<li>팔목 동맥 폐색의 발병에 기준선 스토2 1 전체 분 사전에 평균 스토2 로 계산 합니다.</li>
		<li>팔목 (슬로프 1로 정의) 폐색27,28동안 불포화 속도 (즉, 평균 기울기)으로 골격 근육의 휴식 신진 대사 속도 결정 합니다.</li>
		<li>다음과 같이 반응 충을 계산. 팔목 릴리스 (즉, reperfusion 속도, 경사 2로 정의 된), 다음 a) 평균 upslope 리바운드 추적;의 선형 증가 단계 갑 릴리스 순간부터 계산 b) 높은 스토2 가치 도달 후 팔목 (스토2최대로 표시 됨); c) 곡선 (AUC); 아래 반응 충 지역 계산 갑 출시 시점에서 1-, 2-및 3-분 게시 팔목 폐색 (AUC AUC 1 분, 2 분, 그리고 AUC 3 민, 각각); 그리고 d) hyperemic 보유, 기준선 위의 스토2 에서 변경으로 계산 되며 변화를 퍼센트 (%)로 보고. 이 값은 평균 채도 단계 3.5.1 (위 참조)에서 계산한 마이너스 리바운드 후 폐색 동안 달성 높은 채도로 계산 됩니다. 참고: 초기 계획 데이터에 큰 차이 hyperemic 예비의 해석에 영향을 크게이 됩니다.</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. 기능 Sympatholysis
참고: 대표적인 데이터 추적 기능 sympatholysis을 측정 하기 위한 실험 절차를 보여주는 그림 4에 묘사 된다.
<ol><li>주제를 계측 (계측) 위에 표시 된 대로.</li>
	<li>LBNP 챔버에 밀폐 인감을 확인 합니다.</li>
	<li>여전히 그리고 나머지에서 거짓말 하는 주제와 초기 데이터의 3 분을 수집 합니다.</li>
	<li>3 분 마크에서 진공 켭니다. LBNP 챔버 내부 압력은-20와-30 mmHg 사이 진공을 조정 한다. 진공의 응답을 모니터링 하는 동안 2 분 동안 실행을 허용 합니다.</li>
	<li>5 분 마크에서 진공을 해제 하 고 3 분 동안 휴식을 허용 합니다.</li>
	<li>8 분 마크에서 시작 리듬 핸드 그립 운동을 통해 주제 안내 음성 프롬프트 (20 %MVC).</li>
	<li>주제는 각 창과 단계 전체에 걸쳐 그들의 쥐 어 짜기를 유지 하 고 각 반복 사이 동안 완전히 편안한 확인 합니다. 그들의 힘 출력을 모니터링 하 고 20%를 달성 하는 확인 각 그립 MVC. 11 분 마크까지 연습을 계속 합니다.</li>
	<li>11 분 마크에서 계속 그들의 리듬 연습을 격려 하는 진공 켭니다. 11 월 13 일 분에서 실행 한 다음 해제를 진공을 수 있습니다.</li>
	<li>계속 추가 2 분 동안 리듬 손 그립 운동 그들의 MVC의 20%를 수행 하는 주제를가지고. 운동 정지시 주제 나머지 조용히 있고 아직도 거짓말.</li>
	<li>
계산 기능 Sympatholysis
	<ol>
<li>정상화 5 분 갑 폐색 동안 결정 총 정한 신호 (TLS), LBNP와 oxyhemoglobin에 변경: <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/57317/57317eq2.jpg"> <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/57317/57317eq3.jpg">
</li>
		<li>각 이벤트의 마지막 20 분 평균으로 각 이벤트를 계산 합니다.</li>
		<li>운동 유도 감쇠 oxyhemoglobin 감소의 계산: <img alt="Equation 4" src="/files/ftp_upload/57317/57317eq4.jpg">
</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol>
	<li>Huang, A. 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K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Noninvasive+evaluation+of+skeletal+muscle+mitochondrial+capacity+with+near-infrared+spectroscopy:+correcting+for+blood+volume+changes.">Noninvasive evaluation of skeletal muscle mitochondrial capacity with near-infrared spectroscopy: correcting for blood volume changes.</a> J Appl Physiol. 113 (2), 175-183 (2012).</li><li>Ryan, T. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Skeletal+muscle+oxidative+capacity+in+amyotrophic+lateral+sclerosis.">Skeletal muscle oxidative capacity in amyotrophic lateral sclerosis.</a> Muscle Nerve. 50 (5), 767-774 (2014).</li><li>Mayeur, C., Campard, S., Richard, C., Teboul, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+four+different+vascular+occlusion+tests+for+assessing+reactive+hyperemia+using+near-infrared+spectroscopy.">Comparison of four different vascular occlusion tests for assessing reactive hyperemia using near-infrared spectroscopy.</a> Crit Care Med. 39 (4), 695-701 (2011).</li><li>McLay, K. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vascular+responsiveness+determined+by+near-infrared+spectroscopy+measures+of+oxygen+saturation.">Vascular responsiveness determined by near-infrared spectroscopy measures of oxygen saturation.</a> Exp Physiol. 101 (1), 34-40 (2016).</li><li>McLay, K. M., Nederveen, J. P., Pogliaghi, S., Paterson, D. H., Murias, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Repeatability+of+vascular+responsiveness+measures+derived+from+near-infrared+spectroscopy.">Repeatability of vascular responsiveness measures derived from near-infrared spectroscopy.</a> Physiol Rep. 4 (9), (2016).</li><li>Ryan, T. E., Southern, W. M., Brizendine, J. T., McCully, K. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Activity-induced+changes+in+skeletal+muscle+metabolism+measured+with+optical+spectroscopy.">Activity-induced changes in skeletal muscle metabolism measured with optical spectroscopy.</a> Med Sci Sports Exerc. 45 (12), 2346-2352 (2013).</li><li>Southern, W. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reduced+skeletal+muscle+oxidative+capacity+and+impaired+training+adaptations+in+heart+failure.">Reduced skeletal muscle oxidative capacity and impaired training adaptations in heart failure.</a> Physiol Rep. 3 (4), (2015).</li><li>Ryan, T. E., Brizendine, J. T., McCully, K. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+comparison+of+exercise+type+and+intensity+on+the+noninvasive+assessment+of+skeletal+muscle+mitochondrial+function+using+near-infrared+spectroscopy.">A comparison of exercise type and intensity on the noninvasive assessment of skeletal muscle mitochondrial function using near-infrared spectroscopy.</a> J Appl Physiol. 114 (2), 230-237 (2013).</li><li>Adami, A., Cao, R., Porszasz, J., Casaburi, R., Rossiter, H. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reproducibility+of+NIRS+assessment+of+muscle+oxidative+capacity+in+smokers+with+and+without+COPD.">Reproducibility of NIRS assessment of muscle oxidative capacity in smokers with and without COPD.</a> Respir Physiol Neurobiol. 235, 18-26 (2017).</li><li>Lacroix, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reproducibility+of+near-infrared+spectroscopy+parameters+measured+during+brachial+artery+occlusion+and+reactive+hyperemia+in+healthy+men.">Reproducibility of near-infrared spectroscopy parameters measured during brachial artery occlusion and reactive hyperemia in healthy men.</a> J Biomed Opt. 17 (7), 077010 (2012).</li><li>Bopp, C. M., Townsend, D. K., Warren, S., Barstow, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Relationship+between+brachial+artery+blood+flow+and+total+[hemoglobin+myoglobin]+during+post-occlusive+reactive+hyperemia.">Relationship between brachial artery blood flow and total [hemoglobin+myoglobin] during post-occlusive reactive hyperemia.</a> Microvasc Res. 91, 37-43 (2014).</li><li>Willingham, T. B., Southern, W. M., McCully, K. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measuring+reactive+hyperemia+in+the+lower+limb+using+near-infrared+spectroscopy.">Measuring reactive hyperemia in the lower limb using near-infrared spectroscopy.</a> J Biomed Opt. 21 (9), 091302 (2016).</li><li>Kragelj, R., Jarm, T., Erjavec, T., Presern-Strukelj, M., Miklavcic, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Parameters+of+postocclusive+reactive+hyperemia+measured+by+near+infrared+spectroscopy+in+patients+with+peripheral+vascular+disease+and+in+healthy+volunteers.">Parameters of postocclusive reactive hyperemia measured by near infrared spectroscopy in patients with peripheral vascular disease and in healthy volunteers.</a> Ann Biomed Eng. 29 (4), 311-320 (2001).</li><li>Gurley, K., Shang, Y., Yu, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Noninvasive+optical+quantification+of+absolute+blood+flow,+blood+oxygenation,+and+oxygen+consumption+rate+in+exercising+skeletal+muscle.">Noninvasive optical quantification of absolute blood flow, blood oxygenation, and oxygen consumption rate in exercising skeletal muscle.</a> J Biomed Opt. 17 (7), 075010 (2012).</li></ol>

저자 들은 아무 경쟁 금융 관심사 선언 합니다.

여기에 설명 된 메서드는 단일 병원 또는 실험실 방문에 반응성 충 혈, 혈관 커플링 및 골격 근육 산화 용량 비-침략 적, 임상 평가 사용.
중요 한 고려 사항
적외선은 상대적으로 강력 하 고 사용 하기 쉬운, 비록 이러한 데이터의 수집 필요 주의 근육 배꼽 바로 위에 optodes의 배치 이동 유물을 피하기 위해 장소에서 단단히 확보 하 고 덮여을 피하기 위해 어렴풋이 점등 방에 검은 비닐 시트 외부 빛 으로부터 근처 적외선의 방해입니다. 또한, 테스터와 주제, 테스트 팀 간의 명확한 통신에 무 겁 게 의존 좋은 품질 데이터를 가져오는. 우리는, 그리고 다른 사람, 그 때 적절 한 관심과 주의 사용 하 여 수행, 적외선은 높은 재현성 단일 연구 방문 시간과 여러 방문10,11,,2429에서 나타났습니다. 또한, 생리 적 결과 변수 여기 보고 (즉, 골격 근육 산화 용량, 반응성 충 혈 및 혈관 커플링)는 실험/임상 개입, 둘 다 시간과 연구 방문 사이 민감한 30 , 31 , 10 , 11.
적외선 결과 변수의 적절 한 보고에 현재 제한 된 합의입니다. 예를 들어 골격 근육 산화 용량을 측정할 때 조사 HbO232, HHb19, Hbdiff30 및 조직 O2 포화 (현재 연구 그리고 다른33의 복구 활동에 맞게가지고 ). 마찬가지로, 결과 변수에서 비슷한 확산 또한 반응성 충 적외선 기반에 대 한 보고 되었습니다. 34 , 35 , 36 , 37 이 불일치의 일부 사용 하는 적외선 장치 유형의 관계 수 있습니다. 예를 들어 주파수 장치 (여기 사용) HbO2 와 HHb, 절대 정량화를 제공 하 고 따라서 급성 변화 총 Hb 콘텐츠 (부정 데이터를 수정 하는 필요)에 의해 영향 하지 않을 수 있습니다. 그러나 반면, 연속파 소자는 크게 영향을 요구 하는 데이터 수정25총 헤모글로빈의 급성 변화.
수정 및 문제 해결
적외선에의 한 중요 하 고 현재 피할 수 없는 한계 그것의 한정 된 침투 깊이 (~ 2 cm) 이다. 따라서 사지 adiposity 크게 줄일 수 있습니다-그리고 심지어 완전히 제거-적외선 신호 잠재적인 과목 심사 때 고려 되어야 합니다. 이 대 한 제어를 조사 측정 하는 것이 좋습니다 팔 뚝 피부 집계 두께, 및 중요 한 주변 adiposity 참가자 제외.
혈관 반응, 혈관 커플링 및 골격 근육 산화 용량 (즉, 약물, 유전자 변이, 등)을 조절 수 있습니다 어떤 요인 든 지 실제로 여기에 설명 된 기본 끝점 측정에 영향을 미칠 것 이다 . 조사자는 따라서 적응이 프로토콜 때 이러한 요소를 고려 하도록 하 고 미래의 실험 계획.
기능 sympatholysis 결정에 대 한 조사는 신호는 여전히 존재 하 고 운동 LBNP 동안 관찰 차이 신호 또는 측정 오류 손실 때문에 단순히 되지 않은 두 번째 휴식 LBNP 도전 포함 하실 수 있습니다. 3-5 분 휴식 LBNP 도전 반복 하기 전에 초기 계획 값을 전체 복구 oxyhemoglobin 신호 수 있도록 허용 하는 것이 좋습니다.
미래의 응용 프로그램 또는이 기술을 습득 후 방향
NIR 분광학 레이저 빛을 사용 하 여 조직에 산소와 deoxygenated 헤모글로빈의 농도 평가. 반 동적인 충 혈 및 기능 sympatholysis의 측정, 동안 이러한 매개 변수에 상대적인 변화 microvascular 흐름에 변화를 나타내는 여겨진다. 확산 상관 분광학 (DCS)은 신흥 근처-적외선 이미징 산소의 농도 평가 하는 것 뿐만 아니라, 접근-그리고 헤모글로빈, 또한 microvascular 관류38을 정할 수 있습니다. 이 두 가지 이미징 방법 사이 명백한 유사성을 감안할 때, 제안 된 기법으로 DC의 설립 사실상 원활한 것 그리고 microvascular 기능과 관류의 정량화에 추가 통찰력을 제공할 수 있습니다.
일단이 기술을 마스터 응용 프로그램 임상 인구, 심장 마비 등을 운동 옹 졸 및 심장 혈관 기능 장애에 중요 한 기계 통찰력을 제공할 것입니다.

조직 허 혈의 짧은 기간에 hyperemic 응답 (마이크로) 혈관 기능의 키 비-침략 적 수단으로 떠오르고 있다. 동안 도관 동맥의 폐색, 다운스트림 arterioles 허 혈 성 모욕을 상쇄 하기 위해에서 같은데요. 폐색의 방출, 감소 혈관 저항 충의 크기는 다운스트림 microvasculature 팽창 하는 하나의 기능에 의해 결정 됩니다 발생 합니다. 반응성 충 혈은 심장 혈관 사건의1,2 , 따라서 임상적으로 중요 한 끝점의 강한 독립적인 예측, 관용과 삶의 질을 운동 그것의 기능적 중요성은 덜 분명 하다.
실제로, 동적 운동 신진 대사 요구에 산소 공급을 맞추기 위해 높은 조정된 neurovascular 응답을 요구 하는 주요 심장 혈관 스트레스를 나타냅니다. 예를 들어 골격 근육 혈 약 거의 고립 된 근육 수축3, hemodynamic 응답 했다 전신 운동에 추정 하는 경우 심장의 펌핑 용량을 압도 것 동안 증가할 수 있다. 따라서, 심한 저 혈압, 교감 (즉, vasoconstrictor)을 피하기 위해 신경 활동 증가 심장 출력 비활성 및 내장 조직에서 고 활성 골격 근육4쪽으로 재분배. 동 정적인 유출 또한 운동 골격 근5; 이동 그러나, 적절 한 조직의 산소 배달6,7,,89,10, 를 위해 vasoconstrictor 응답을 약하게 지역 신진 대사 신호 11.,이 과정은 불린다 기능 sympatholysis12, 그리고 운동 중 골격 근육 혈액 흐름의 일반 규정 하는 것이 필수적입니다. 골격 근육 혈 이기 때문에 호 기성 용량의 핵심 결정-삶의 질과 심혈 관 질환 사망률 및 사망13의 독립적인 예측-골격 근육 혈액 흐름과 조직 산소 제어 이해 운동 하는 동안 배달 큰 임상 의미입니다.
그러나 산소 공급은 Fick 방정식의 절반 밖에, 산소 이용 방정식의 나머지 절반을 만족으로. 중 산소 이용의 주요 determinates, 휴식 및 운동을 하는 동안 세포 프로세스에 대 한 충분 한 에너지 공급에 필수적인 역할을 담당 하는 미토 콘 드 리아 산화 인 산화. 실제로, 근육 산화 용량에 장애 기능 용량 및 삶의 질14,,1516를 제한할 수 있습니다. 다양 한 측정 일반적으로 근육 산화 용량, 침략 적 근육 biopsies을 비싸고 시간이 많이 걸리는 자기 공명 분광학 (MRS) 기술을 포함 한 인덱스를 제공 하는 데 사용 됩니다.
여기, 우리는 근처-적외선 분광학 (적외선)를 사용 하 여 단일 병원 또는 연구소 방문에서 (반응성 충, sympatholysis, 및 근육 산화 용량)이 세 가지 주요 임상 끝점의 각각을 평가 하는 소설, 비-침략 적 접근을 제안 합니다. 이 방법의 주요 장점은 3 겹: 먼저,이 기술을 쉽게 휴대용 이며, 상대적으로 저렴 한 비용, 실행 하기 쉬운. 충 혈 반응 측정을 위한 현재 도플러 초음파 방식은 높은 연산자--요구 하는 광범위 한 기술 및 훈련-정교한, 높은 비용, 데이터 수집 하드웨어 및 후 처리 소프트웨어를 필요로. 또한,이 클리닉 및 모니터링 또는 치료 효능을 테스트 하는 머리 맡에 대 한 대규모 임상 시험으로 도입 생각할 수 있습니다. 둘째, 방법론, 덕이 기술은 기술의 전반적인 특이성을 증가 골격 근육 microvasculature에 특히 집중 한다. 도플러 초음파를 사용 하 여 대체 방법을 업스트림 도관에 전적으로 집중 하 고 변경 내용을 다운스트림, 신호를 저해할 수 있는 추론. 셋째,이 기술은 완전히 비 침략 적 이다. 골격 근육 산화 용량은 전통적으로 침략 적으로 평가 하 고 고통 스러운 근육 생 검, 그리고 기능 sympatholysis sympathomimetics와 sympatholytics의 간 동맥 주입으로 평가 될 수 있습니다. 이 이렇게 모두 함께 이러한 요구 사항을 방지합니다.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="836">
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:328px;">Dual-channel OxiplexTS Near-infrared spectroscopy machine</td>
			<td style="width:223px;">Iss Medical</td>
			<td align="right" style="width:119px;">101</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:328px;">NIRS muscle sensor</td>
			<td style="width:223px;">Iss Medical</td>
			<td align="right" style="width:119px;">201.2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:328px;">E20 Rapid cuff inflation system</td>
			<td style="width:223px;">Hokanson</td>
			<td style="width:119px;">E20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:328px;">AG101 Air Source</td>
			<td style="width:223px;">Hokanson</td>
			<td style="width:119px;">AG101</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:328px;">Smedley Handgrip dynometer (recording)</td>
			<td style="width:223px;">Stolting</td>
			<td align="right" style="width:119px;">56380</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:328px;">Powerlab 16/35, 16 Channel Recorder</td>
			<td style="width:223px;">ADInstruments</td>
			<td style="width:119px;">PL3516</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:328px;">Human NIBP Set</td>
			<td style="width:223px;">ADInstruments</td>
			<td style="width:119px;">ML282-SM</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:328px;">Bio Amp</td>
			<td style="width:223px;">ADInstruments</td>
			<td style="width:119px;">FE132</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:328px;">Quad Bridge Amp</td>
			<td style="width:223px;">ADInstruments</td>
			<td style="width:119px;">FE224</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:328px;">Connex Spot Monitor</td>
			<td style="width:223px;">Welch Allyn</td>
			<td style="width:119px;">71WX-B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:328px;">Origin(Pro) graphing software</td>
			<td style="width:223px;">OrignPro</td>
			<td style="width:119px;">Pro</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:328px;">Lower body negative pressure chamber</td>
			<td style="width:223px;">Physiology Research Instruments</td>
			<td style="width:119px;">standard unit</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

skeletal muscle neurovascular coupling, oxidative capacity, and microvascular function with 'one stop shop' near-infrared spectroscopy

운동 신진 대사 요구에 산소 공급을 맞추기 위해 높은 조정된 neurovascular 응답을 요구 하는 주요 hemodynamic 스트레스를 나타냅니다. (조직 허 혈의 짧은 기간에) 반응성 충 혈 심장 혈관 사건의 독립적인 예측 인자 이며 혈관 건강과 vasodilatory 용량에 중요 한 통찰력을 제공 합니다. 골격 근육 산화 용량 결정 myocellular 프로세스에 대 한 에너지 공급으로 건강과 질병, 똑같이 중요 하다. 여기, 우리는 근처-적외선 분광학을 사용 하 여 단일 병원 또는 실험실 방문 기간 중 각이 주요 임상 끝점 (반응성 충 혈, 혈관 커플링, 및 근육 산화 능력)을 평가 하는 간단한, 비-침략 적 접근 방식을 설명 합니다. 도플러 초음파, 자기 공명 이미지/분광학, 또는 침략 적인 카 테 터 기반 흐름 측정, 근육 생 검과 달리 우리의 접근 덜 연산자 종속, 낮은-비용, 그리고 완전히 비 침략 적 이다. 대표적인 데이터 이전 게시 된 문학에서 요약 데이터를 함께 찍은 우리의 실험실에서 이러한 종점의 각각의 유틸리티를 보여 줍니다. 일단이 기술을 마스터 응용 임상 인구 운동 옹 졸 및 심장 혈관 기능 장애에 중요 한 기계 통찰력을 제공할 것입니다.

골격 근육 산화 용량
그림 2 적외선 파생 골격 근육 산화 능력 평가 중 대표 참가자 응답을 보여 줍니다. 패널 A 쇼 조직 채도 동맥 5 분 동안 프로필 폐색 프로토콜, 손잡이, 운동과 운동에서 복구 하는 동안 간헐적으로 동맥 폐색에 커 프 스. 패널 B 복구 기간 동안 간헐적으로 동맥 않기 동안 예상된 조직 불포화/다시 saturation 프로필을 보여 줍니다. 불포화의 속도 직접 근육 산소 소비 속도에 비례 하 고 간헐적인 팔목 폐색 기간의 각각에 대 한 패널 C에 그려집니다. 계산 된 근육 산소 소비 복구 데이터는 다음 monoexponential 곡선 고 복구 시간 상수 파생 있습니다. 동일한 접근 방식을 사용 하 여, 연구의 증가 다양 한 근육 그룹 (표 1)에서 건강 및 질병에 대 한 골격 근육 산화 능력을 평가 했습니다.
반 동적인 충 혈
그림 3 대표적인 혈관 폐색 테스트 중 반응성 충 적외선 파생 된 프로필을 보여 줍니다. 이 같은 접근은 연구 인구와 좋은 성공 (표 2) 근육 그룹의 광범위 한 범위에 걸쳐 사용 되었습니다. 하지만 그 테스트는 쉽게 적응 하 고 임상적으로 의미 있는 데이터 뿐만 아니라 혈관 반응성에 대 한 값진 통찰력을 제공 하는 그 적외선 파생 반응성 충 나타냅니다.
기능 Sympatholysis
테이블 3 정확한 같은 혈관 접근 측정 기계 및 임상 관련 결과 보여주는 기능 sympatholysis을 여기에 설명 된 연결을 사용 하 여 기존 문학 요약 되어 있습니다. 건강 한 제어 과목에서 LBNP 가벼운 손잡이에 포개져 근육 산소에 반사 감소 50% (그림 4)에 의해 감쇠는. 심장 혈관 이나 신경 질환 (표 3), 것과 같이 운동을 하는 동안 공감 (vasoconstrictor) 신경 활동 감소를 산소 공급 및 활용, 사이의 균형을 방해 고 기능성 근육 국 소 빈 혈입니다.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57317/57317fig1.jpg"> 그림 1입니다. 실험 설정 및 계측. (A) 대표 실험 설정, 챔버 내부에 LBNP 그들의 다리를 침대에 부정사와 완벽 하 게 계측 거짓말 일반적인 주제와 함께 했다. (B) 지배적인 팔 비트 대 비트 동맥 혈압 측정, 비-침략 적 이길-이길 혈압 장치와 교정 및 비트-비트 시스템의 확인에 대 한 상 완 동맥 혈압 팔목 기구. (C) 비 지배 팔의 계측. 손을 편안 하 게 (데이터 수집 시스템에 연결), 손잡이 동력을 재 밌 고 팔 뚝 근육의 근 적외선 분광학 프로브 계측. (D) 계측, 일단 적외선 optodes (주변 광 간섭 제거)을 검은 비닐 옷감으로 덮여 있다. 또한, 급속 한 팔목 인플레 체계는 상 완 동맥 위에 배치 됩니다. <a href="https://cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57317/57317fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57317/57317fig2.jpg"> 그림 2입니다. 골격 근육 산화 용량 프로토콜입니다. (A) 대표 주제에서 원시 데이터 추적 적외선, 조직 채도 (스토2) 시간이 지남에 표시를 통해 측정. 안정적인 기준선을 설정한 후 비 지배적인 팔의 상 완 동맥의 불포화 예비 (초기 스토2 와 최하 점 차이)를 설정 하기 위해 5 분 동안 가려진입니다. 복구는 폐색, 후 주제는 50% 아이소메트릭 손잡이, 18 급속 한 팔목 인플레 시리즈 근육 산소 소비 복구 활동을 평가 하기 위해 다음을 수행 하도록 결정 했다. (B) 데이터 분석 각 팔목 폐색 시리즈 다음의 평균 기울기를 계산 하 여 오프 라인으로 수행은 다음 운동; 여기에 가상 팔목 폐색 시리즈 데이터를 사용 하 여 그림. (C) 근육 산소의 복구 시간 상수를 계산 하려면 기울기는 18 빠른 갑 않기 (즉, 포스트 운동 근육 산소 소비, mV̇O2) a에서 의 각각의 시간에 대 한 플롯 이며 적합 한 monoexponential 곡선입니다. <a href="https://cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57317/57317fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57317/57317fig3.jpg"> 그림 3입니다. 반 동적인 충 혈 실험 프로토콜입니다. 부정사 거짓말 주제와 초기 계획 데이터, 총 동맥 갑 폐색의 5 분와 팔목 릴리스 다음 복구의 적어도 3 분의 1 분 이상 기록. 골격 근육 산화 용량 프로토콜 (그림 2)와이 프로토콜 사이 명백한 중복 note '기준' 팔목 동맥 폐색 이전 시간의 기간을 정의합니다. ' 슬로프 1' 팔목 폐색 동안 불포화 속도 정의 하 고 골격 근육 신진 대사 속도 휴식의 측정으로 간주 됩니다. 국 소 빈 혈 동안 얻은 가장 낮은 스토2 값 ' 스토2 최소 '로 정의 되 고 vasodilate에 허 혈 성 자극의 측정으로 간주 됩니다. 조직 채도 reperfusion ' 슬로프 2'로 표시 됩니다 그리고 반응성 충;의 인덱스 StO2 최대, 반응성 충 혈 '곡선 아래의 영역'은 (AUC). Hyperemic 예약에 대 한 통찰력을 얻으려면, 최대 스토2 기준선에서 백분율 변경 표시 됩니다. <a href="https://cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57317/57317fig3large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57317/57317fig4.jpg"> 그림 4입니다. 기능 sympatholysis 실험 프로토콜입니다. 왼쪽된 패널: 대표 주제에서 원시 데이터 추적. LBNP 챔버에 부정사 누워 주제와 정상 기준 데이터 수집의 3 분을 허용 합니다. LBNP-20를 설정 2 분 Oxyhemoglobin/myoglobin에 대 한 mmHg 반사 동 정적인 vasoconstriction (파란색 원, 음영된 지역)에 대 한 응답에서 감소 한다. 복구에 대 일 분을 허용 합니다. 20%에서 리듬 손잡이 운동을 수행 하는 주제에 게 MVC (데이터 수집 전에 측정). 리듬 운동 3 분 후 반복-20 mmHg LBNP 2 분 동안 주제 운동을, 계속 되는 동안 LBNP 없이 운동 2 분 뒤. Oxyhemoglobin/myoglobin 감소 크게 감쇠 (빨간 원 모양, 음영된 지역) 해야 합니다. 되지 않은 경우, 불포화의 피사체의 범위 설정 5 분 운동 팔의 상 완 동맥에 혈압 팔목에 부 풀 려. 참고 그림에서 음영 처리 된 영역 에서만 의미 oxyhemoglobin/myoglobin; 변화를 강조 하는 분석 결과 변수 sympatholysis를 계산 하는 데 사용 하는 방법에 대 한 자세한 내용은 프로토콜을 참조 하십시오. 오른쪽 패널: oxyhemoglobin/myoglobin 휴식 및 손잡이 운동을 왼쪽에는 데이터에서 계산 하는 동안에 변화를 유도 하는 LBNP. <a href="https://cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57317/57317fig4large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>참조/데이터 집합</td>
			<td>연구 인구</td>
			<td>샘플 크기 (n)</td>
			<td>참가자의 나이 (년 ± SD)</td>
			<td>타우 (τ) (s)</td>
			<td>근육 그룹</td>
			<td>적외선 변수 보고</td>
			<td>장치</td>
		</tr>
<tr>
<td>Brizendine 외. (2013)</td>
			<td>지구력 운동 선수</td>
			<td>8</td>
			<td>25 ± 3</td>
			<td>19</td>
			<td>Vastus lateralis</td>
			<td>Hbdiff/total 혈액 볼륨</td>
			<td>연속 웨이브 (Oxymon MK III)</td>
		</tr>
<tr>
<td>라이언 외. (2014)</td>
			<td>젊고, 건강 한</td>
			<td>21</td>
			<td>26 ± 2</td>
			<td>55</td>
			<td>Vastus lateralis</td>
			<td>HHb</td>
			<td>연속 웨이브 (Oxymon MK III)</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="2">남부 외. (2015)</td>
			<td>노인</td>
			<td>23</td>
			<td>61 ± 5</td>
			<td>63</td>
			<td>손목 flexor</td>
			<td rowspan="2">Hb비교
</td>
			<td>연속 웨이브 (Oxymon MK III)</td>
		</tr>
<tr>
<td>노인 + 심장 마비</td>
			<td>16</td>
			<td>65 ± 7</td>
			<td>77</td>
			<td>손목 flexor</td>
			<td>연속 웨이브 (Oxymon MK III)</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="2">아다미 외. (2017)</td>
			<td>일반 spirometry와 흡연 자</td>
			<td>23</td>
			<td>63 ± 7</td>
			<td>80</td>
			<td>중간 팔 뚝</td>
			<td rowspan="2">조직 포화 지 수 (TSI)</td>
			<td>연속 웨이브 (Portamon)</td>
		</tr>
<tr>
<td>COPD 골드 2-4</td>
			<td>16</td>
			<td>64 ± 9</td>
			<td>100</td>
			<td>중간 팔 뚝</td>
			<td>연속 웨이브 (Portamon)</td>
		</tr>
<tr>
<td>에릭슨 외. (2013)</td>
			<td>척수 상해</td>
			<td>9</td>
			<td>43 ± 11</td>
			<td>143</td>
			<td>Vastus lateralis</td>
			<td>Hbo가2 </td>
			<td>연속 웨이브 (Oxymon MK III)</td>
		</tr>
</tbody></table>표 1: 근 적외선 분광학을 사용 하 여 골격 근의 산화 능력을 측정 하는 건강 연속체에 걸쳐 이전 게시 된 보고서의 요약.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>참조</td>
			<td>연구 인구</td>
			<td>근육 그룹</td>
			<td>보고 결과</td>
			<td>결과 값</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="4">라크, J Biomed 선택, 2012</td>
			<td rowspan="4">건강 한 남성</td>
			<td rowspan="4">팔 뚝</td>
			<td>피크 Oxyhemoglobin</td>
			<td>28.05 ± 3.15 Μ M</td>
		</tr>
<tr>
<td>피크 총 헤모글로빈</td>
			<td>10.56 ± 1.80 Μ M</td>
		</tr>
<tr>
<td>피크 HbO에 속도 증가2
</td>
			<td>0.75 ± 0.22 μ M/s</td>
		</tr>
<tr>
<td>피크 총 Hb 속도 증가</td>
			<td>0.52 ± 0.16 μ M/s</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="3">Kragelj, 앤 Biomed 공학과, 2001</td>
			<td rowspan="3">주변 혈관 질병</td>
			<td rowspan="3">팔 뚝</td>
			<td>산소 소비</td>
			<td>0.68 ± 0.04 mL/min</td>
		</tr>
<tr>
<td>피크 시간</td>
			<td>153 ± 16 s</td>
		</tr>
<tr>
<td>Hbo가2 에서 최대 절대 변화
</td>
			<td>2.93 ± 0.22 μ M/100 mL</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="2">Suffoletto, 소생, 2012</td>
			<td rowspan="2">체포 후 심장 중 환자 실 Admittants</td>
			<td rowspan="2">Thenar 저명</td>
			<td>채도 속도</td>
			<td>-5.6 ± 2 %/min</td>
		</tr>
<tr>
<td>Resaturation 속도</td>
			<td>0.9 ± 0.6 %/sec</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="3">Dimopoulos, Respir 관리, 2013</td>
			<td rowspan="3">폐 동맥 고혈압</td>
			<td rowspan="3">Thenar 저명</td>
			<td>21% O2 와 기준선 채도
</td>
			<td>65.8 ± 14.9%</td>
		</tr>
<tr>
<td>21% O2 와 o 2 소비 속도
</td>
			<td>35.3 ± 9.1 %/min</td>
		</tr>
<tr>
<td>21% O2 와 reperfusion 속도
</td>
			<td>535 ± 179 %/min</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="2">Doerschug, J Physiol 심장 Circ Physiol 오전, 2007</td>
			<td rowspan="2">기관 실패 및 패 혈 증</td>
			<td rowspan="2">팔 뚝</td>
			<td>기본 채도</td>
			<td>84%</td>
		</tr>
<tr>
<td>Reoxygenation 속도</td>
			<td>3.6 %/s</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="3">시장, 크리티컬 케어 메 드, 2011</td>
			<td rowspan="3">부패 시키는 충격</td>
			<td rowspan="3">Thenar 저명</td>
			<td>기본 채도</td>
			<td>80 ± 1.0%</td>
		</tr>
<tr>
<td>불포화 사면</td>
			<td>-9.8 ± 3.7 %/min</td>
		</tr>
<tr>
<td>복구 슬로프</td>
			<td>2.3 ± 1.4 %/sec</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="5">McLay, 특급 Physiol, 2016</td>
			<td rowspan="5">건강 한 남성</td>
			<td rowspan="5">앞쪽에 Tibialis</td>
			<td>기본 채도</td>
			<td>71.3 ± 2.9%</td>
		</tr>
<tr>
<td>최소 채도</td>
			<td>44.8 ± 8.6%</td>
		</tr>
<tr>
<td>불포화 사면</td>
			<td>-0.1 ± 0.03 %/s</td>
		</tr>
<tr>
<td>복구 슬로프</td>
			<td>1.63 ± 0.5 %/s</td>
		</tr>
<tr>
<td>피크 채도</td>
			<td>82.6 ± 2.3%</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="4">McLay, Physiol 담당자, 2016</td>
			<td rowspan="4">건강 한 남성</td>
			<td rowspan="4">앞쪽에 Tibialis</td>
			<td>기본 채도</td>
			<td>71.1 ± 2.4%</td>
		</tr>
<tr>
<td>최소 채도</td>
			<td>46.2 ± 7.5%</td>
		</tr>
<tr>
<td>피크 채도</td>
			<td>82.1 ± 1.4%</td>
		</tr>
<tr>
<td>복구 슬로프</td>
			<td>1.32 ± 0.38 %/s</td>
		</tr>
</tbody></table>표 2: 반응성 충 혈을 측정 하기 위해 근처-적외선 분광학을 사용 하 여 건강 연속체에 걸쳐 이전 게시 된 보고서의 요약.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>참조</td>
			<td>연구 인구</td>
			<td>% 감쇠</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="2">넬슨 메릴랜드, J. Physiol, 2015</td>
			<td>건강 한</td>
			<td>-57</td>
		</tr>
<tr>
<td>베 커 근이 영양 증</td>
			<td>-13</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="2">Vongpatanasin, J. Physiol, 2011</td>
			<td>건강 한</td>
			<td>-93</td>
		</tr>
<tr>
<td>고혈압</td>
			<td>-14</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="2">Fadel, J. Physiol, 2004</td>
			<td>전 폐</td>
			<td>-84</td>
		</tr>
<tr>
<td>포스트 폐 경</td>
			<td>-19</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="2">샌 더, PNAS, 2000</td>
			<td>건강 한</td>
			<td>-74</td>
		</tr>
<tr>
<td>듀 켄 씨 근이 영양 증</td>
			<td>. 7</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="2">넬슨 MD, 신경과, 2014</td>
			<td>건강 한</td>
			<td>-54</td>
		</tr>
<tr>
<td>듀 켄 씨 근이 영양 증</td>
			<td>-7</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="2">가격, 고혈압, 2013</td>
			<td>고혈압 치료 전</td>
			<td>-52</td>
		</tr>
<tr>
<td>고혈압 게시물 Nebivolol 치료</td>
			<td>-97</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="2">한 센, J. Clin 투자., 1996</td>
			<td>20 %MVC 건강 한 운동</td>
			<td>-92</td>
		</tr>
<tr>
<td>30 %MVC 건강 한 운동</td>
			<td>-125</td>
		</tr>
</tbody></table>표 3: 낮은 체 부정적인 압력 및 손잡이 운동, 함께 기능 sympatholysis를 평가 하기 위해 근 적외선 분광학를 사용 하 여 건강 연속체에 걸쳐 이전 게시 된 보고서의 요약.

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Skeletal Muscle Neurovascular Coupling, Oxidative Capacity, and Microvascular Function with 'One Stop Shop' Near-infrared Spectroscopy

골격 근육 혈관 결합, 산화 용량 및 Microvascular 함수 '원스톱 쇼핑' 근처-적외선 분광학

여기, 우리는 근처-적외선 분광학을 사용 하 여 단일 병원 또는 실험실 방문에 반응성 충 혈, 혈관 커플링 및 골격 근육 산화 능력을 평가 하는 간단한, 비-침략 적 접근 방식을 설명 합니다.

Exercise represents a major hemodynamic stress that demands a highly coordinated neurovascular response in order to match oxygen delivery to metabolic ...

skeletal-muscle-neurovascular-coupling-oxidative-capacity

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Medicine

12.4K 조회수.  University of Texas at Arlington. 여기, 우리는 근처-적외선 분광학을 사용 하 여 단일 병원 또는 실험실 방문에 반응성 충 혈, 혈관 커플링 및 골격 근육 산화 능력을 평가 하는 간단한, 비-침략 적 접근 방식을 설명 합니다.

비디오: Skeletal Muscle Neurovascular Coupling, Oxidative Capacity, and Microvascular Function with 'One Stop Shop' Near-infrared Spectroscopy

Myo-mechanical Analysis of Isolated Skeletal Muscle

To assess the in vivo effects of therapeutic interventions for the treatment of muscle disease 1,2,3, quantitative methods are needed that measure force generation and fatigability in treated muscle. We describe a detailed approach to evaluating myo-mechanical properties in freshly explanted hindlimb muscle from the mouse. We describe the atraumatic harvest of mouse extensor digitorum longus muscle, mounting the muscle in a muscle strip myograph (Model 820MS; Danish Myo Technology), and the measurement of maximal twitch and tetanic tension, contraction time, and half-relaxation time, using a square pulse stimulator (Model S48; Grass Technologies). Using these measurements, we demonstrate the calculation of specific twitch and tetanic tension normalized to muscle cross-sectional area, the twitch-to-tetanic tension ratio, the force-frequency relationship curve and the low frequency fatigue curve 4. This analysis provides a method for quantitative comparison between therapeutic interventions in mouse models of muscle disease 1,2,3,5, as well as comparison of the effects of genetic modification on muscle function 6,7,8,9.

To assess the in vivo effects of therapeutic interventions for muscle disease, methods are needed to quantitate force generation and fatigability in treated muscle. We detail an approach to evaluating myo-mechanical properties in explanted mouse hindlimb muscle. This analysis provides a robust approach to quantitating the effects of genetic modification on muscle function, as well as comparison of therapies in mouse models of muscle disease.

절연 골격근의 묘 - 기계 분석

To assess the in vivo effects of therapeutic interventions for the treatment of muscle disease 1,2,3, quantitative methods are needed that measure force ...

연구

의학

In Vivo Canine Muscle Function Assay

We describe a minimally-invasive and reproducible method to measure canine pelvic limb muscle strength and muscle response to repeated eccentric 
contractions. The pelvic limb of an anesthetized dog is immobilized in a stereotactic frame to align the tibia at a right angle to the femur. Adhesive wrap affixes the 
paw to a pedal mounted on the shaft of a servomotor to measure torque. Percutaneous nerve stimulation activates pelvic limb muscles of the paw to either push (extend) or 
pull (flex) against the pedal to generate isometric torque. Percutaneous tibial nerve stimulation activates tibiotarsal extensor muscles. Repeated eccentric (lengthening) 
contractions are induced in the tibiotarsal flexor muscles by percutaneous peroneal nerve stimulation. The eccentric protocol consists of an initial isometric contraction 
followed by a forced stretch imposed by the servomotor. The rotation effectively lengthens the muscle while it contracts, e.g., an eccentric contraction. During 
stimulation flexor muscles are subjected to an 800 msec isometric and 200 msec eccentric contraction. This procedure is repeated every 5 sec. To avoid fatigue, 4 min rest 
follows every 10 contractions with a total of 30 contractions performed.

In Vivo Canine Muscle Function Assay

We describe a minimally-invasive and painless method to measure canine hindlimb muscle strength and muscle response to repeated eccentric contractions.

VIVO 개 근육 기능 분석에

We describe a minimally-invasive and reproducible method to measure canine pelvic limb muscle strength and muscle response to repeated eccentric 
...

Skeletal Muscle Gender Dimorphism from Proteomics

Gross contraction in skeletal muscle is primarily determined by a relatively small number of contractile proteins, however this tissue is also remarkably adaptable to environmental factors1 such as hypertrophy by resistance exercise and atrophy by disuse. It thereby exhibits remodeling and adaptations to stressors (heat, ischemia, heavy metals, etc.)2,3. Damage can occur to muscle by a muscle exerting force while lengthening, the so-called eccentric contraction4. The contractile proteins can be damaged in such exertions and need to be repaired, degraded and/or resynthesized; these functions are not part of the contractile proteins, but of other much less abundant proteins in the cell. To determine what subset of proteins is involved in the amelioration of this type of damage, a global proteome must be established prior to exercise5 and then followed subsequent to the exercise to determine the differential protein expression and thereby highlight candidate proteins in the adaptations to damage and its repair. Furthermore, most studies of skeletal muscle have been conducted on the male of the species and hence may not be representative of female muscle. 
In this article we present a method for extracting proteins reproducibly from male and female muscles, and separating them by two-dimensional gel electrophoresis followed by high resolution digital imaging6. This provides a protocol for spots (and subsequently identified proteins) that show a statistically significant (p &lt; 0.05) two-fold increase or decrease, appear or disappear from the control state. These are then excised, digested with trypsin and separated by high-pressure liquid chromatography coupled to a mass spectrometer (LC/MS) for protein identification (LC/MS/MS)5. This methodology (Figure 1) can be used on many tissues with little to no modification (liver, brain, heart etc.).

A straight-forward set of methods to isolate and determine the identity of the most abundant proteins expressed in skeletal muscle. About 800 spots are discerned on a two-dimensional gel from 10 mg muscle; this allows for the determination of gender-specific protein expression. These methods will give equivalent results in most tissues.

Proteomics에서 골격근 성별 동종 이형

Gross contraction in skeletal muscle is primarily determined by a relatively small number of contractile proteins, however this tissue is also remarkably ...

Non-invasive Assessment of Microvascular and Endothelial Function

The authors have utilized capillaroscopy and forearm blood flow techniques to investigate the role of microvascular dysfunction in pathogenesis of cardiovascular disease. Capillaroscopy is a non-invasive, relatively inexpensive methodology for directly visualizing the microcirculation. Percent capillary recruitment is assessed by dividing the increase in capillary density induced by postocclusive reactive hyperemia (postocclusive reactive hyperemia capillary density minus baseline capillary density), by the maximal capillary density (observed during passive venous occlusion). Percent perfused capillaries represents the proportion of all capillaries present that are perfused (functionally active), and is calculated by dividing postocclusive reactive hyperemia capillary density by the maximal capillary density. Both percent capillary recruitment and percent perfused capillaries reflect the number of functional capillaries. The forearm blood flow (FBF) technique provides accepted non-invasive measures of endothelial function: The ratio FBFmax/FBFbase is computed as an estimate of vasodilation, by dividing the mean of the four FBFmax values by the mean of the four FBFbase values. Forearm vascular resistance at maximal vasodilation (FVRmax) is calculated as the mean arterial pressure (MAP) divided by FBFmax. Both the capillaroscopy and forearm techniques are readily acceptable to patients and can be learned quickly.
The microvascular and endothelial function measures obtained using the methodologies described in this paper may have future utility in clinical patient cardiovascular risk-reduction strategies. As we have published reports demonstrating that microvascular and endothelial dysfunction are found in initial stages of hypertension including prehypertension, microvascular and endothelial function measures may eventually aid in early identification, risk-stratification and prevention of end-stage vascular pathology, with its potentially fatal consequences.

Capillaroscopy is a non-invasive, relatively inexpensive methodology for directly visualizing the microcirculation. The forearm blood flow technique provides accepted non-invasive measures of endothelial function.

Microvascular 및 내피 기능의 비 침습적 평가

The authors have utilized capillaroscopy and forearm blood flow techniques to investigate the role of microvascular dysfunction in pathogenesis of ...

Quantitative Magnetic Resonance Imaging of Skeletal Muscle Disease

Quantitative magnetic resonance imaging (qMRI) describes the development and use of MRI to quantify physical, chemical, and/or biological properties of living systems. Neuromuscular diseases often exhibit a temporally varying, spatially heterogeneous, and multi-faceted pathology. The goal of this protocol is to characterize this pathology using qMRI methods. The MRI acquisition protocol begins with localizer images (used to locate the position of the body and tissue of interest within the MRI system), quality control measurements of relevant magnetic field distributions, and structural imaging for general anatomical characterization. The qMRI portion of the protocol includes measurements of the longitudinal and transverse relaxation time constants (T1 and T2, respectively). Also acquired are diffusion-tensor MRI data, in which water diffusivity is measured and used to infer pathological processes such as edema. Quantitative magnetization transfer imaging is used to characterize the relative tissue content of macromolecular and free water protons. Lastly, fat-water MRI methods are used to characterize fibro-adipose tissue replacement of muscle. In addition to describing the data acquisition and analysis procedures, this paper also discusses the potential problems associated with these methods, the analysis and interpretation of the data, MRI safety, and strategies for artifact reduction and protocol optimization.

Neuromuscular diseases often exhibit a temporally varying, spatially heterogeneous, and multi-faceted pathology. The goal of this protocol is to characterize this pathology using non-invasive magnetic resonance imaging methods.

골격근 질환의 정량적 자기 공명 영상

Quantitative magnetic resonance imaging (qMRI) describes the development and use of MRI to quantify physical, chemical, and/or biological properties of ...

Combined Near-infrared Fluorescent Imaging and Micro-computed Tomography for Directly Visualizing Cerebral Thromboemboli

Direct thrombus imaging visualizes the root cause of thromboembolic infarction. Being able to image thrombus directly allows far better investigation of stroke than relying on indirect measurements, and will be a potent and robust vascular research tool. We use an optical imaging approach that labels thrombi with a molecular imaging thrombus marker&#160;&#8212; a Cy5.5 near-infrared fluorescent (NIRF) probe that is covalently linked to the fibrin strands of the thrombus by the fibrin-crosslinking enzymatic action of activated coagulation factor XIIIa during the process of clot maturation. A micro-computed tomography (microCT)-based approach uses thrombus-seeking gold nanoparticles (AuNPs) functionalized to target the major component of the clot: fibrin. This paper describes a detailed protocol for the combined in vivo microCT and ex vivo NIRF imaging of thromboemboli in a mouse model of embolic stroke. We show that in vivo microCT and fibrin-targeted glycol-chitosan AuNPs (fib-GC-AuNPs) can be used for visualizing both in situ thrombi and cerebral embolic thrombi. We also describe the use of in vivo microCT-based direct thrombus imaging to serially monitor the therapeutic effects of tissue plasminogen activator-mediated thrombolysis. After the last imaging session, we demonstrate by ex vivo NIRF imaging the extent and the distribution of residual thromboemboli in the brain. Finally, we describe quantitative image analyses of microCT and NIRF imaging data. The combined technique of direct thrombus imaging allows two independent methods of thrombus visualization to be compared: the area of thrombus-related fluorescent signal on ex vivo NIRF imaging vs. the volume of hyperdense microCT thrombi in vivo.

This protocol describes the application of combined near-infrared fluorescent (NIRF) imaging and micro-computed tomography (microCT) for visualizing cerebral thromboemboli. This technique allows the quantification of thrombus burden and evolution. The NIRF imaging technique visualizes fluorescently labeled thrombus in excised brain, while the microCT technique visualizes thrombus inside living animals using gold-nanoparticles.

직접 대뇌 Thromboemboli 시각화를위한 결합 된 근적외선 형광 이미징 및 마이크로 계산 된 단층 촬영

Direct thrombus imaging visualizes the root cause of thromboembolic infarction. Being able to image thrombus directly allows far better investigation of ...

Phosphorus-31 Magnetic Resonance Spectroscopy: A Tool for Measuring In Vivo Mitochondrial Oxidative Phosphorylation Capacity in Human Skeletal Muscle

Skeletal muscle mitochondrial oxidative phosphorylation (OXPHOS) capacity, which is critically important in health and disease, can be measured in vivo and noninvasively in humans via phosphorus-31 magnetic resonance spectroscopy (31PMRS). However, the approach has not been widely adopted in translational and clinical research, with variations in methodology and limited guidance from the literature. Increased optimization, standardization, and dissemination of methods for in vivo 31PMRS would facilitate the development of targeted therapies to improve OXPHOS capacity and could ultimately favorably impact cardiovascular health. 31PMRS produces a noninvasive, in vivo measure of OXPHOS capacity in human skeletal muscle, as opposed to alternative measures obtained from explanted and potentially altered mitochondria via muscle biopsy. It relies upon only modest additional instrumentation beyond what is already in place on magnetic resonance scanners available for clinical and translational research at most institutions. In this work, we outline a method to measure in vivo skeletal muscle OXPHOS. The technique is demonstrated using a 1.5 Tesla whole-body MR scanner equipped with the suitable hardware and software for 31PMRS, and we explain a simple and robust protocol for in-magnet resistive exercise to rapidly fatigue the quadriceps muscle. Reproducibility and feasibility are demonstrated in volunteers as well as subjects over a wide range of functional capacities.

Phosphorus-31 Magnetic Resonance Spectroscopy: A Tool for Measuring In Vivo Mitochondrial Oxidative Phosphorylation Capacity in Human Skeletal Muscle

This work demonstrates the feasibility of an in vivo phosphorus-31 magnetic resonance spectroscopy (31PMRS) technique to quantify mitochondrial oxidative phosphorylation (OXPHOS) capacity in human skeletal muscle.

인-31 자기 공명 분광학 : 측정을위한 도구<em&gt; 생체</em인간의 골격 근육에&gt; 미토콘드리아 산화 적 인산화 능력

Skeletal muscle mitochondrial oxidative phosphorylation (OXPHOS) capacity, which is critically important in health and disease, can be measured in vivo ...

Assessment of Human Adipose Tissue Microvascular Function Using Videomicroscopy

While obesity is closely linked to the development of metabolic and cardiovascular disease, little is known about mechanisms that govern these processes. It is hypothesized that pro-atherogenic mediators released from fat tissues particularly in association with central/visceral adiposity may promote pathogenic vascular changes locally and systemically, and the notion that cardiovascular disease may be the consequence of adipose tissue dysfunction continues to evolve. Here, we describe a unique method of videomicroscopy that involves analysis of vasodilator and vasoconstrictor responses of intact small human arterioles removed from the adipose depot of living human subjects. Videomicroscopy is used to examine functional properties of isolated microvessels in response to pharmacological or physiological stimuli using a pressured system that mimics in vivo conditions. The technique is a useful approach to gain understanding of the pathophysiology and molecular mechanisms that contribute to vascular dysfunction locally within the adipose tissue milieu. Moreover, abnormalities in the adipose tissue microvasculature have also been linked with systemic diseases. We applied this technique to examine depot-specific vascular responses in obese subjects. We assessed endothelium-dependent vasodilation to both increased flow and acetylcholine in adipose arterioles (50 - 350 &#181;m internal diameter, 2 - 3 mm in length) isolated from two different adipose depots during bariatric surgery from the same individual. We demonstrated that arterioles from visceral fat exhibit impaired endothelium-dependent vasodilation compared to vessels isolated from the subcutaneous depot. The findings suggest that the visceral microenvironment is associated with vascular endothelial dysfunction which may be relevant to clinical observation linking increased visceral adiposity to systemic disease mechanisms. The videomicroscopy technique can be used to examine vascular phenotypes from different fat depots as well as compare findings across individuals with different degrees of obesity and metabolic dysfunction. The method can also be used to examine vascular responses longitudinally in response to clinical interventions.

Videomicroscopy systems are used to examine functional properties of isolated adipose tissue arterioles in response to physiological and pharmacological stimuli. This technique can be used to examine microvascular phenotypes in different adipose tissue domains in obese humans.

인간 지방 조직 Microvascular 함수 Videomicroscopy를 사용 하 여 평가

While obesity is closely linked to the development of metabolic and cardiovascular disease, little is known about mechanisms that govern these processes. ...

A New Best Practice for Validating Tail Vein Injections in Rat with Near-infrared-Labeled Agents

Intravenous (IV) administration of agents into the tail vein of rats can be both difficult and inconsistent. Optimizing tail vein injections is a key part of many experimental procedures where reagents need to be introduced directly into the bloodstream. Unwittingly, the injection can be subcutaneous, possibly altering the scientific outcomes. Utilizing a nanoemulsion-based biological probe with an incorporated near-infrared fluorescent (NIRF) dye, this method offers the capability of imaging a successful tail vein injection in vivo. With the use of a NIRF imager, images are taken before and after the injection of the agent. An acceptable IV injection is then qualitatively or quantitatively determined based on the intensity of the NIRF signal at the site of injection.

Here we present a method to validate tail vein injections in rats by utilizing near-infrared fluorescence imaging data from dyes incorporated into agents or biological probes. The tail is imaged before and after the injection, the fluorescent signal is quantified, and an assessment of the injection quality is made.

근처-적외선-표시 에이전트와 쥐의 꼬리 정 맥 주사의 유효성 검사에 대 한 새로운 좋습니다

Intravenous (IV) administration of agents into the tail vein of rats can be both difficult and inconsistent. Optimizing tail vein injections is a key part ...

How to Administer Near-Infrared Spectroscopy in Critically ill Neonates, Infants, and Children

Near infrared spectroscopy (NIRS) calculates regional tissue oxygenation (rSO2) using the different absorption spectra of oxygenated and deoxygenated hemoglobin molecules. A probe placed on the skin emits light that is absorbed, scattered, and reflected by the underlying tissue. Detectors in the probe sense the amount of reflected light: this reflects the organ-specific ratio of oxygen supply and consumption - independent of pulsatile flow. Modern devices enable the simultaneous monitoring at different body sites. A rise or dip in the rSO2 curve visualizes changes in oxygen supply or demand before vital signs indicate them. The evolution of rSO2 values in relation to the starting point is more important for interpretation than are absolute values.
A routine clinical application of NIRS is the surveillance of somatic and cerebral oxygenation during and after cardiac surgery. It is also administered in preterm infants at risk for necrotizing enterocolitis, newborns with hypoxic ischemic encephalopathy and a potential risk of impaired tissue oxygenation. In the future, NIRS could be increasingly used in multimodal neuromonitoring, or applied to monitor patients with other conditions (e.g., after resuscitation or traumatic brain injury).

This protocol is designed to assist clinicians to measure regional tissue oxygenation at different body sites in infants and children. It can be used in situations where tissue oxygenation is potentially compromised, particularly during cardiopulmonary bypass, when using non-pulsatile cardiac-assist devices, and in critically ill neonates, infants and children.

중증 신생아, 유아 및 어린이의 근적외선 분광기 관리 방법

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