Regarding the quantification of peripheral microcirculation — Comparing responses evoked in the in vivo human lower limb by postural changes, suprasystolic occlusion and oxygen breathing

Silva, Henrique; Ferreira, Hugo Alexandre; Buján, Julia; Rodrigues, Luís Monteiro

doi:10.1016/j.mvr.2015.04.001

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“…Os sinais vasculares estão entre os mais comumente registados, quer para fins clínicos quer de investigação, sendo úteis numa larga variedade de áreas, da dermatologia experimental (2) , fisiologia cardiovascular (1) à psicologia (3) . A utilização de testes de provocação, locais ou sistémicos, é um lugar comum em investigação vascular, com o intuito de aumentar a sensibilidade das técnicas de medição e de reduzir a variabilidade nas respostas evocadas (4) . Uma provocação de particular interesse, consiste na inalação de oxigénio a diferentes frações (5) .…”

Section: Methodsunclassified

“…Foram registados vários sinais fisiológicos de forma não corded from 10 young healthy subjects, both sexes (20.5 ± 3.1 years old), according to previously defined inclusion and non-inclusion criteria (4) while performing a 100% oxygen breathing test. The test was carried out after a 10 minute acclimatization period, while seated comfortably in a temperature and humidity controlled room (23 ± 1 °C, 40-60 % humidity).…”

Section: Materiais E Métodosmentioning

confidence: 99%

“…In all statistical tests, a p < 0.05 level was adopted as significant. invasiva em 10 indivíduos jovens e saudáveis, de ambos os sexos (20,5 ± 3,1 anos de idade), de acordo com critérios de inclusão e não-inclusão previamente definidos (4) , durante a realização de um teste de respiração de oxigénio a 100%. O teste foi realizado após um período de aclimatização de 10 min, com os indivíduos sentados confortavelmente, num ambiente de temperatura e humidade controlados (23 ± 1 °C, 40-60% de humidade).…”

Section: Materiais E Métodosunclassified

“…Vascular signals are among the most commonly recorded, either for clinical or research purposes, and are useful in a wide variety of areas, from experimental dermatology (2) to cardiovascular physiology (1) to psychology (3) . The use of provocation tests, either local or systemic, is a commonplace in vascular research, with the intent to increase the sensibility of measuring techniques and reduce variability in the evoked responses (4) . One provocation of particular interest, consists in inhaling oxygen at different fractions (5) .…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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Comparing the spectral components of laser Doppler flowmetry and photoplethysmography signals for the assessment of the vascular response to hyperoxia

Silva

Bento

Vieira

et al. 2017

BBR

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Biomedical and Biopharmaceutical Research J o r n a l d e I n v e s t i g a ç ã o B i o m é d i c a e B i o f a r m a c ê u t i c aComparing the spectral components of laser Doppler flowmetry and photoplethysmography signals for the assessment of the vascular response to hyperoxia AbstractThe skin is an ideal organ to record complex vascular signals, with laser Doppler flowmetry (LDF) and photoplethysmography (PPG) being commonly used quantification techniques. Hyperoxia is a common provocation stimulus, although many questions remain unanswered regarding its effect on microcirculation. In recent years much attention has been given to the mathematical modelling of physiological signals, with component analysis being a common approach. We aimed to characterize the LDF and PPG spectral profiles using wavelet transform (WT) to evaluate their components' response to a 100% oxygen provocation on skin microcirculation. We recorded LDF and PPG signals from the toes of 10 healthy subjects (20.5 ± 3.1 years old, after giving informed consent) before, during and after breathing an atmosphere of 100% oxygen. Signals were decomposed in their main components with the WT. Six components were identified in both signals (cardiac, respiratory, myogenic, sympathetic, endothelial NOdependent and endothelial NO-independent) in identical spectral positions. The cardiac, respiratory and myogenic activities increased during hyperoxia in both signals, while endothelial activities gave different responses. These discrepancies suggest that these techniques measure different phenomena and, therefore, may not be entirely interchangeable. These results reinforce the usefulness of WT in decomposing complex physiological signals.Keywords: component analysis, wavelet transform, physiological signal, LDF, PPG. ResumoA pele é um órgão ideal para gravar sinais vasculares complexos, sendo a fluxometria por laser Doppler (FLD) e a fotopletismografia (FPG) técnicas de quantificação vulgarmente utilizadas. A hiperóxia é um estímulo de provocação comumente utilizado, embora muitas questões permaneçam sem resposta quanto ao seu efeito sobre a microcirculação. Nos últimos anos muita atenção tem sido dada à modelação matemática de sinais fisiológicos, sendo a análise de componentes uma abordagem comum. O nosso objetivo foi o de caracterizar os perfis espectrais de FDL e FPG usando a transformada de wavelet (TW) para avaliar a resposta dos seus componentes a uma provocação de oxigénio a 100% sobre a microcirculação da pele. Foram registados sinais de FLD e FPG nos dedos dos pés de 10 indivíduos saudáveis (20,5 ± 3,1 anos), após terem dado o seu consentimento informado, antes, durante e após a respiração de uma atmosfera de oxigénio a 100%. Os sinais foram decompostos nas suas componentes principais com a TW. Seis componentes foram identificadas em ambos os sinais (cardíaca, respiratória, miogénica, simpática, endotelial dependente de NO e endotelial independente de NO) em posições espectrais idênticas. As atividades cardíaca, respiratória e miogénica aum...

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Section: Methodsunclassified

Section: Materiais E Métodosmentioning

confidence: 99%

Section: Materiais E Métodosunclassified

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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Comparing the spectral components of laser Doppler flowmetry and photoplethysmography signals for the assessment of the vascular response to hyperoxia

Silva

Bento

Vieira

et al. 2017

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“…Os procedimentos ocorreram numa sala com temperatura (21 ± 2ºC) e humidade (40-60%) controladas. Antes das medições, os indivíduos aclimatizaram durante 20 minutos na posição sentada com os tocols already described in detail [15] were applied in this sequence, suprasystolic ankle occlusion and passive leg raising (PLR). Each protocol consisted of three recording phases -resting, provocation and recovery.…”

Section: Materiais E Métodosunclassified

Comparing passive leg raising and suprasystolic ankle occlusion responses to quantify age-related microcirculatory status

Silva

Ferreira

Buján

et al. 2015

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Biomedical Sciences │ Ciências BiomédicasBiomed Biopharm Res. , 2015; (12) 2: , 215-222 215 Biomedical and Biopharmaceutical Research J o r n a l d e I n v e s t i g a ç ã o B i o m é d i c a e B i o f a r m a c ê u t i c aComparing passive leg raising and suprasystolic ankle occlusion responses to quantify age-related microcirculatory status AbstractThe skin provides an easy accessible vascular network to assess microcirculation by laser Doppler flowmetry (LDF), and transcutaneous (tc) gasometry, widely known techniques used for this purpose. the objective of this study was to assess and compare the microcirculation status of different age subjects, knowing that the ageing process progressively affects macro and microcirculatory vessels. We've chosen to compare dynamical responses to two provocation tests -passive leg raising (PLR) and ankle occlusion -in 59 healthy subjects, 35 young (22.1 ± 3.7 years old.) in Group 1, and 24 older (50.8 ± 7.6 years old.) in Group 2, selected after informed consent. Local blood flow, tcpO2 and transepidermal water loss (TEWL) were measured in distal locations of the lower limb. PLR and ankle occlusion significantly reduced blood flow and tcpO2 in both groups, while no changes were found for TEWL. While the magnitude of the hyperemic response was found to be significantly reduced in group 2, no differences were found during ankle occlusion. tcpO2-dependent parameters were also significantly different between groups. These results seem to confirm the usefulness of these experimental models to distinguish the microcirculatory function of subjects with different ages, with PLR being more sensible in detecting age-related changes. Keywords: Vascular ageing; PLR; suprasystolic occlusion; LDF; tcpO2 ResumoA pele fornece uma rede vascular de fácil acesso para avaliar a microcirculação por fluxometria por laser Doppler (FLD) e gasimetria transcutânea (tc), técnicas amplamente utilizadas para esta finalidade. O nosso objetivo foi avaliar e comparar o estado microcirculatório de indivíduos de diferentes idades disciplinas em geral, sabendo que o processo de envelhecimento afeta progressivamente os vasos da macro e microcirculação. Escolhemos comparar as respostas dinâmicas a 2 testes de provocação -elevação passiva da perna (EPP) e oclusão ao nível do tornozelo em 59 indivíduos saudáveis, 35 jovens (22,1 ± 3,7 anos) no grupo 1, e 24 mais velhos (50,8 ± 7,6 anos) no grupo 2, seleccionados após consentimento informado. O fluxo sanguíneo local, a tcpO2 e perda transepidérmica de água (PTEA) foram medidos em zonas distais do membro inferior. A EPP e a oclusão reduziram significativamente o fluxo sanguíneo e tcpO2 em ambos os grupos, enquanto nenhuma alteração foi encontrado para PTEA. Embora tenha sido encontrada uma magnitude da resposta hiperémica significativamente reduzida no grupo 2, não foram encontradas diferenças durante a oclusão ao nível tornozelo. Os parâmetros dependentes de tcpO2 foram também significativamente diferentes entre grupos. Estes resultados parecem confirmar a u...

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Continuous monitoring of interstitial tissue oxygen using subcutaneous oxygen microsensors: In vivo characterization in healthy volunteers

Kanick

Schneider

Klitzman

et al. 2019

Microvascular Research

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Regarding the quantification of peripheral microcirculation — Comparing responses evoked in the in vivo human lower limb by postural changes, suprasystolic occlusion and oxygen breathing

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Comparing the spectral components of laser Doppler flowmetry and photoplethysmography signals for the assessment of the vascular response to hyperoxia

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Continuous monitoring of interstitial tissue oxygen using subcutaneous oxygen microsensors: In vivo characterization in healthy volunteers

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