Measurement of oxidative metabolism of the working human muscles by near infrared spectroscopy

Abstract

İşlevsel Yakın Kızılötesi Spektroskopi (İYKÖS), doku oksijen tüketimi ve dağıtımını ölçebilmek için geliştirilmiş bir optik ölçüm metodudur. Son yıllarda İYKÖS tekniği, insan iskelet kas dokusundaki lokal oksijen tüketimi ve kan akışını invasif olmayan bir şekilde ölçebilen bir teknik olarak artarak kabul görmeye başlamıştır. İskelet kas dokusundan bu şekilde ölçüm almanın avantajı olaraktan; arter ve ven oklüsyonu gibi basit fizyolojik müdehaleler kullanılaraktan, lokal oksijen tüketimi ve kan akışı hakkında sayısal veri toplayabilme ve hesaplayabilmeyi gösterebiliriz.Bu yüksek lisans tezi, iskemi altında orta yoğunlukta yapılan önkol egzersizleri sırasında oluşan deoksi-hemoglobin (Hb) işaretleri ile geçiş aşamasındaki oksijen tüketiminin analiz edilmesini içerir. Gecikmeli tek eksponensiyel bir model geliştirilmiştir. 6 erkek ve 4 kadın denek iki değişik yük için izotonik önkol parmak bağ fleksör egzersizi yapmışladır. Aynı yük altındayken erkek ve kadın deneklerin benzer zaman sabitleri ve zaman gecikmeleri oluşturdukları gözlemlenmiştir. Fakat, farklı yükler için tüm deneklerdeki zaman sabitleri ve zaman gecikmelerinde bariz bir fark gözlemlenmiştir.Anahtar Sözcükler: İşlevsel Yakın Kızılötesi Spektroskopi (İYKÖS), İskelet Kası Fizyolojisi.

Near Infrared Spectroscopy (NIRS) is an optical method for the measurement of tissue O2 consumption and delivery. In the past couple of years, NIRS has become a more accepted technique for the non-invasive determination of local oxygen consumption and blood flow in human skeletal muscle. The advantage of such measurement in skeletal muscle is the ability to obtain local information about muscle oxygenation, with the possibility of calculating quantitative values for O2 consumption and blood flow using simple physiological interventions such as arterial or venous occlusions.This M.Sc. thesis is involved in analyzing the temporal relation of O2 consumption with Hb (deoxy-hemoglobin) signals generated during moderate isotonic forearm exercise under ischemic conditions. A model with a mono exponential equation with delay is developed. 6 men and 4 women subjects performed isotonic forearm finger joint flexion exercise with two different loads. It is shown that under the same load, men and women subjects generate similar time constants and time delays. However, apparent change in time constants and time delays were observed when exercise was performed under differing loads.Keywords: Near Infrared Spectroscopy, Skeletal Muscle Physiology.