Badanie przepływu krwi w obrębie przedniego mięśnia piszczelowego za pomocą fotopletyzmografii podczas wibracji podawanych na stopę

Szwedzcy naukowcy z katedry Ortopedii Szpitala Uniwersyteckiego Sahlgrenska zbadali przepływ krwi w naczyniach mięśnia piszczelowego przedniego podczas podawania wibracji na stopę. Testowano fotopletyzmografię (FPG) – metodę stosowaną już wcześniej (jest rok 2003) do badania przepływów, ale nie w kontekście ekspozycji na wibracje, które mogą zniekształcać sygnał odczytu. Po zastosowaniu odpowiednich filtrów, znoszących zakłócenia pochodzące od wibracji, wykazano użyteczność FPG w testowanym układzie. Zaobserwowano ponadto zwiększenie przepływu krwi pod wpływem działania wibracji.

Ponieważ wiele metod badania przepływu krwi nie jest obojętnych dla ludzkiego organizmu, badacze postanowili sprawdzić czy bezpieczna i nieinwazyjna FPG umożliwia wiarygodne badanie przepływu krwi w tkance poddanej działaniu wibracji.

• Po zastosowaniu odpowiednio zaprojektowanego filtru, FPG pozwoliła otrzymać prawidłowe odczyty przepływu krwi w tkankach poddawanych wibracjom.
• Wibracje powodowały zwiększenie przepływu krwi w przednim mięśniu piszczelowym o 20% względem pomiarów sprzed ekspozycji na wibracje.

Opracowano na podstawie:

Blood flow in the tibialis anterior muscle by photoplethysmography during foot-transmitted vibration. Zhang Q, Ericson K, Styf J. Eur J Appl Physiol. 2003 Nov;90(5-6):464-9. doi: 10.1007/s00421-003-0904-5.

Badana populacja

W badaniu uczestniczyło 6 zdrowych osób (3 mężczyzn i 3 kobiety; wiek: 19-42 lata).

Procedura badania

Przepływ krwi przez mięsień piszczelowy przedni lewej nogi mierzono za pomocą FPG z sondą umieszczoną na brzuścu mięśnia piszczelowego przedniego, w pozycji półleżącej, z badaną nogą uniesioną do wysokości serca. Lewą stopę umieszczano w odpowiednio dopasowanym bucie zlokalizowanym na osi generatora wibracji. Sygnał FPG filtrowano, aby wykluczyć zakłócenia powodowane stosowanymi wibracjami. Pomiarów dokonywano przed, w trakcie i po zastosowaniu wibracji.

Wykorzystanie wibracji w badaniu

Wibracje generował wibrator elektrodynamiczny. Podawane były na stopę w kierunku zgodnym z główną osią wibratora. Wibracje charakteryzowały się zmiennymi parametrami częstotliwości (5-2000 Hz) oraz przyspieszenia (16-46 ms^-2).

Wyniki

Zastosowanie odfiltrowywania zaburzeń sygnałów odczytywanych przez sondę FPG pozwalało na prawidłowe odczyty przepływu krwi, niezależnie od stosowania lub nie stosowania wibracji.

Podczas stosowania wibracji przepływ krwi przez mięsień piszczelowy przedni wzrastał średnio o 20% (p < 0,01) w stosunku do stanu przed podaniem wibracji.

Komentarz

Otrzymane wyniki wskazywały na użyteczność metody FPG w mierzeniu przepływu krwi w badanej tkance. Jest to ważna informacja, ponieważ FPG jest techniką nieszkodliwą i nieinwazyjną, zatem badanie przepływów w ciele człowieka poddawanego wibracjom może być znacznie łatwiejsze, niż do tej pory (jest rok 2003). Pokazano również, że wibracje podawane na stopę zwiększały przepływ krwi w brzuścu mięśnia piszczelowego przedniego w stosunku do pomiarów dokonywanych przed zastosowaniem wibracji.

Autorzy prezentowanej publikacji przytaczają przykłady wcześniejszych doniesień opisujących wpływ wibracji na napięcie mięśni szkieletowych. Wibracje powodowały zarówno skurcze jak i relaksację tych mięśni, zależnie od stosowanych parametrów i miejsca aplikacji wibracji. Wskazywano również doniesienia badające wpływ wibracji na układ krążenia. Opisywano wpływ wibracji na rozszerzanie naczyń u ludzi zaraz po podaniu wibracji w okolice palców, czy wzrost przepływu krwi przez mięsień brzuchaty łydki królików 1 – 2 s od rozpoczęcia podawania wibracji (22 – 62 Hz). Wzmożony przepływ krwi utrzymywał się przez cały czas ekspozycji. Mechanizmu działania wibracji upatrywano zatem w bezpośrednim wpływie na stan mięśniówki naczyń krwionośnych. Ciśnienie żylne rosło, a efektywne ciśnienie przepływu krwi spadało, implikując rozszerzanie się naczyń oporowych (małych, silnie umięśnionych tętniczek, mających kluczowe znaczenie w utrzymywaniu odpowiedniego ciśnienia krwi). W prezentowanych badaniach przepływ krwi przez mięsień piszczelowy przedni rósł z czasem ekspozycji na wibracje i nie powracał do poziomu podstawowego zaraz po zakończeniu ekspozycji.

Więcej w: