Omegawave 近红外组织血氧仪助力研究大鼠骨骼肌组织血氧饱和度研究

吉备国际大学Tetsuo Imano团队在《理学疗法科学》上发表了题为“Temporal Change of Tissue Blood Oxygen Saturation in Rat Skeletal Muscle after Blood Flow Restriction by Manchette"的研究论文。研究以雄性Wistar大鼠为对象，采用袖带对其下腿肌施加200 mmHg的血流限制，探究血流限制时间与组织血液氧饱和度（StO₂)下降率的关联，明确可产生肌肉肥大效果的暂时性血流限制条件。

研究摘要

目的 明确可产生肌肉肥大效果的暂时性血流限制条件。

对象与方法 以 5 只雄性 Wistar 大鼠为研究对象，使用袖带对大鼠下腿肌施加 200 mmHg 的血流限制。将血流限制开始时的组织血液氧饱和度设为 100%，将血流限制开始后 6 分钟内的组织血液氧饱和度低值设为 0%（% StO₂），对比从开始到 6 分钟内每分钟的组织血液氧饱和度。

结果 % StO₂在血流限制开始后 3 分钟呈下降趋势，后续仅轻微下降并达到平稳状态。

结论 当 % StO₂处于相对较低水平时，肌肉肥大效果更显著，血流限制时间以 4 分钟及以上为宜。但低 % StO₂状态的持续时间也被认为是诱导肌肉肥大的因素，相关内容仍需进一步研究。

实验材料与使用仪器

实验材料

Wistar 系雄性大鼠 5 只

改良袖带

魔术贴、黑色胶带

异氟醚麻醉剂

使用仪器

电子式血压计、Omegawave OMEGAMONITOR BOM-L1TRW近红外组织血氧仪、AD 转换器 、计算机、IBM SPSS Ver.25

实验过程

实验伦理审批：研究实施前获得吉备国际大学研究伦理审查委员会批准，批准号 A18-04。

大鼠预处理与仪器安装：对大鼠进行异氟醚麻醉后，剃除其右下肢毛发；将Omegawave OMEGAMONITOR BOM-L1TRW近红外组织血氧仪的送光探头与受光探头分别置于大鼠下腿部两侧，用黑色胶带缠绕固定探头并进行遮光处理；在探头外侧为大鼠下腿佩戴改装后的袖带，并连接电子式血压计。

Omegawave OMEGAMONITOR BOM-L1TRW近红外组织血氧仪

血流限制设置：参考相关研究方法，将袖带加压至 200 mmHg，对大鼠下腿肌实施血流限制。

指标测定与校准：使用近红外组织血氧仪测定大鼠下腿肌的组织氧合化血液量、组织脱氧合化血液量、组织全血液量及组织血液氧饱和度，其中组织全血液量 = 组织氧合化血液量 + 组织脱氧合化血液量，组织血液氧饱和度 =（组织氧合化血液量 / 组织全血液量）×100%；因不同大鼠血流限制开始时的组织血液氧饱和度存在差异，参考一过性动脉血流阻断法，将血流限制开始时的 StO₂设为 100%，6 分钟内的 StO₂值设为 0%，通过公式 100-[(安静值 - 测定值)/(安静值 - 6 分钟的值)×100] 计算 % StO₂，各分钟的 StO₂值取该分钟直前 3 秒的平均值。

数据统计分析：采用重复测定的一元配置分散分析与多重比较检定（Tukey 法）对比各分钟 % StO₂的平均值，测定值以平均值 ± 标准差表示，设定 5% 为有意水准，使用 IBM SPSS Ver.25 完成统计分析。

实验结论

在 200 mmHg 血流限制压力、3 分钟限制时间的条件下，大鼠下腿肌 % StO₂平均值为 18.8±11.0%，血流限制开始后 3 分钟内 % StO₂呈持续下降趋势，该时段内每分钟的 StO₂下降率为 27.1±3.7%，3 分钟时 StO₂达到最小值，后续呈二次曲线状轻微下降并趋于平稳。

血流限制后 2 分钟的 % StO₂与 4、5、6 分钟存在差异，4 分钟后 % StO出现下降，3 分钟的 % StO₂与 4、5、6 分钟无明显差异。

200 mmHg 压力下血流限制 3 分钟，大鼠下腿肌 StO₂较开始时下降约 80%，血流限制 4 分钟时则下降约 90%，低 % StO₂状态下 4 分钟及以上的血流限制时间更易实现肌肉肥大效果，低 % StO₂的持续时间也可能是诱导肌肉肥大的关键因素，需进一步研究。

本实验中大鼠骨骼肌缺血时的 StO₂变化规律与人体前臂屈筋群近似，说明缺血状态下骨骼肌的 StO₂变化或与测定部位无明显关联。

实验中 % StO₂出现数据波动，或因探头固定稳定性不足导致，小动物 StO₂测定中BOM-L1TRSF近红外组织血氧仪较本实验使用的BOM-L1TRW 更适配。

参考文献

Sudo M,Ando S,Kano Y.Repeated blood flow restriction induces muscle fiber hypertrophy.Muscle Nerve.2017;55(2):274-276.doi:10.1002/mus.25415

Kawada S,Ishii N.Skeletal muscle hypertrophy after chronic restriction of venous blood flow in rats.Med Sci Sports Exerc.2005;37(7):1144-1150.doi:10.1249/01.mss.0000170097.59514.bb

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