Summary
Дисфункция эндотелия ассоциируется с многочисленными болезненных состояний и является предиктором сердечно-сосудистых осложнений у человека. Flow-вазодилятацию (ящур) является неинвазивным методом ультразвуковой оценки функции эндотелия. Методологические выбор и опыт оператора могут повлиять на результаты. Системный подход к ящуру в исследованиях на людях обсуждается здесь.
Abstract
Сосудистый эндотелий монослой клеток, которые покрывают внутреннюю часть кровеносных сосудов и обеспечивают как структурные и функциональные роли. Эндотелий действует как барьер, предотвращая адгезию лейкоцитов и агрегацию, а также контрольный проницаемость для компонентов плазмы. Функционально, эндотелий влияет сосудистого тонуса.
Дисфункция эндотелия является дисбаланс между химическими веществами, которые регулируют тонус сосудов, thombroresistance, клеточную пролиферацию и митоза. Это первый шаг в развитии атеросклероза и связана с ишемической болезнью сердца, заболевания периферических артерий, сердечной недостаточности, гипертонии и гиперлипидемии.
Первая демонстрация эндотелиальной дисфункции включать непосредственное вливание ацетилхолина и количественной коронарной ангиографии. Ацетилхолин связывается с мускариновых рецепторов на поверхности эндотелиальных клеток, что приводит к увеличению внутриклеточного кальция и увеличилась Niческий оксид (NO) производства. У пациентов с неповрежденной эндотелия, вазодилатация наблюдалось в то время как пациенты с повреждением эндотелия испытал парадоксальную вазоконстрикцию.
Там существует неинвазивный, метод в естественных условиях для измерения функции эндотелия периферических артерий с использованием высокого разрешения ультразвука В-типа. Эндотелиальной функции периферических артерий тесно связана с функцией коронарной артерии. Этот метод измеряет изменение диаметра процентное плечевой артерии в течение периода реактивной гиперемии следующей ишемии конечности.
Эта техника, известная как эндотелий-зависимой, потока вазодилатации (ящур) имеет значение в клинических условиях исследования. Тем не менее, ряд физиологических и технических вопросов может повлиять на точность результатов и надлежащих принципов методики были опубликованы. Несмотря на руководящих принципов, ящур остается в большой степени зависит от оператора и представляет крутой кривой обучения.Данная статья представляет собой стандартизированный метод для измерения ящура в плечевой артерии на плече и предлагает предложения по снижению изменчивости внутри оператора.
Introduction
Сосудистый эндотелий человек обеспечивает структурные и функциональные роли в организме. В гистологических срезах, эндотелий появляется маленький, содержащую тонкий слой клеток толщиной 1-2 мкм, сидящих на вершине слоем гладкомышечных клеток (СМИ) и толстым слоем соединительной ткани (адвентиции). В целом, эндотелий обеспечивает широкую область для обмена информацией между кровью и сосудистой гладкой мышечной ткани. По одной из оценок, в площади поперечного сечения 700 м 2 и массой 1000-1500 г в 70 кг человек, сравнима по массе в печень 1. Здоровый эндотелий позволяет механическое химической сигнальной трансдукции для поддержания гомеостаза кровеносного сосуда. Дисфункция эндотелия является дисбаланс этих посредников и первым шагом в сосудистых заболеваний, присутствует до гистологического доказательства атеросклероза. Неинвазивный метод в естественных условиях для количественной оценки функции сосудорасширяющий людскихартерии существует. Этот метод, эндотелий-зависимой, поток вазодилатации (ДФМ) широко используется в клинических испытаниях.
Эндотелий играет роль структурного компонента сосудистой и производит компоненты внеклеточного матрикса, такие как гликозаминогликаны и фибронектин 2. Долгосрочные изменения в потоке крови и острым повреждением артерии может привести к структурных изменений. Функционально, сосудистые эндотелиальные клетки участвуют в регулировании тонуса сосудов, воспалительных процессов, antithrombosis, и антикоагулянтной терапии. Клетки эндотелия влияют сужение сосудов через эндотелина а расширение сосудов опосредуется оксида азота (NO), простациклин, и эндотелия происходит гиперпол фактором (EDHF) 3-6.
Дисфункция эндотелия является нарушение любого из этих посредников и первый шаг в атеросклероза. Не удивительно, что в качестве механизма болезни, она связана с количеством клинически важнымусловия, такие как болезнь коронарных артерий, гипертонии и сахарного диабета 7-11. Важно отметить, что дисфункция эндотелия может наблюдаться у лиц без диагностированной сердечно-сосудистых заболеваний и является предиктором будущих сердечно-сосудистых событий 7,12,13. Одним из показателей эндотелиальной дисфункции, в комбинации со счетом Framingham, может обеспечить дополнительную прогностическую информацию только выше 14 либо меры.
Меры эндотелиальной дисфункции может привести к прямой настой из фармакологического агента. Intercoronary инфузии ацетилхолина, например, в сочетании с количественной ангиографии показывает расширение кровеносных сосудов у пациентов с интактным эндотелием. Тем не менее, люди с опытом повреждение эндотелия парадоксальной вазоконстрикции. 15 В периферических артерий, настой фармакологического агента с измерения расхода по калибровочной-деформированного плетизмографии можно 16.
Агентс, что непосредственно влияет на эндотелий и вызвать химический сигнал называют эндотелий-зависимой сосудорасширяющие. Ацетилхолин, например, действует на мускариновые рецепторы на эндотелиальных клетках, что приводит к увеличению концентрации внутри-клеточную активацию кальция, синтазы оксида азота и расширение кровеносных сосудов. Агенты, которые влияют на расширение сосудов без участия эндотелия называются эндотелия-независимых агентов. Нитроглицерин, например, активирует растворимую гуанил циклазу и циклический гуанозин-3 ', 5'-- monophasphate (цГМФ), который опосредует сосудов в стенке сосуда с помощью протеинкиназ регулирования внутриклеточные концентрации кальция 17.
Существует неинвазивный метод в естественных условиях количественного эндотелиальной дисфункции, введенный Celermajer и соратников под названием "поток-опосредованной, эндотелий-зависимой вазодилатации" (ящур) 18. Вкратце, изменения в артериальный кровоток стресс открыт чувствительных к сдвигу ионов чанНелс в эндотелии. Сигнал tranduced через второго мессенджера каскада и активирует эндотелиальной синтазы оксида (Енос), генерации NO. Этот вид диффундирует через клеточную мембрану в соседних клеток гладких мышц (SMC). В SMC, сигнал трансдуцированных, снижение внутриклеточной концентрации кальция и влияя вазорелаксации 19. Диаметр просвета артерии увеличивается, что приводит к увеличению потока крови в соответствии с уравнением Хаген-Poiseullie. Эффект ящура могут быть отменены с введением синтазы NO, такие как моно-метиларгинин (L-NMMA) 20.
Celermajer соавт. Инновационная работа позволила использование высокого разрешения в В-режиме УЗИ, чтобы оценить изменения в диаметре артерии во время реактивной гиперемии, которая следует ишемии. В этой технике, человеческий субъект опирается на спине, а диаметр плечевой артерии измеряется в продольной плоскости. Кровь-pressuRe манжеты используется для создания ишемии в конечности. После выпуска манжету диаметр артерии измеряется снова. Быстрое изменение напряжения сдвига является стимулом для NO вазодилатации. Простое уравнение описывает изменение диаметра по отношению к базовому диаметру (уравнение 1). Полное обсуждение параметров этого уравнения, гиперемии и базового диаметра, можно найти в Протоколе и Результаты разделы.
В многочисленных исследованиях, процентов ящур был обнаружен предсказать сердечно-сосудистых событий у пациентов с установленной сердечно-сосудистых заболеваний 21-24. Корреляция между плечевой процентов артерии ящура и коронарной артерии ящур был создан Андерсоном и соавт., Демоновtrating связь между периферийными измерений и более клинически соответствующих ишемических изменений в сердце 25. Ящур не демонстрирует максимальное расширение сосудов судна. Чтобы оценить это, ящур может следовать эндотелий-зависимой, нитроглицерин вазодилатации одного и того же судна.
Есть технические вопросы, влияющие на измерение процента ящура. С момента введения техники, несколько исследований показали высокую степень пределах объекта и от межоператорских изменчивостью 26. Было показано, что физиологические факторы, такие как курение, антигипертензивных препаратов, времени суток, и натощак влияют процентов ящура. Кроме того, технические решения, такие как положение манжеты по отношению к месту измерения и продолжительности окклюзии было показано, что влияет на измерение 27,28. Были опубликованы руководящие принципы, которые описывают текущее консенсуса и позволяют стандартизации техники междулаборатории 19,29.
Несмотря на развивающийся консенсуса по технике, поток-опосредованной вазодилатации прежнему сильно зависит с длинной кривой обучения оператора. Corretti, например, рекомендует УЗИ полные 100 сканирований под надзором опытного следователя перед началом работы самостоятельно. Чтобы поддерживать уровень необходимых знаний, рекомендуется техник полные 100 сканирований в год. Для исследователей с небольшой выборки населения и ограниченными ресурсами, обучение представляет собой барьер для вступления. Эта статья продемонстрирует метод потока вазодилатации плечевой артерии в предплечье и предложить технические предложения по снижению изменчивости внутри оператора.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Следующая процедура, разработанная в рамках исследования следователь по инициативе, был рассмотрен и одобрен в Университете Калифорнии, Сан-Франциско (UCSF) комитет по исследованиям человека (КПЧ) и всех участников информированное согласие.
1 Оборудование
- Используйте ЭКГ закрытого система захвата изображения для записи и анализа ящура. Подключите УЗИ Philips HD11 к настольному компьютеру.
- Подключите видеосигнал от ультразвука со специальной рамы-граббер карты на ПК.
- Реле звукового сигнала от ультразвука к модулю литниковой ЭКГ, который усиливает сигнал. Carry усиленный сигнал к ПК, чтобы позволить программа для захвата изображений для идентификации и запись изображений с постоянной точке сердечного цикла. Генерирование сигнала от резкого отклонения R-волны на ЭКГ.
- Используйте 5-12 МГц преобразователь линейный массив оптимизировать разрешение на глубине плечевой артерии.
2.Тема Подготовка
- Убедитесь, что участники быстро и избегать упражнений в течение 8 часов до экзамена, а также избегать кофеина или никотина, по крайней мере четырех четверок. Убедитесь, что участники избежать лекарства, влияющие на сосудистый тонус или сердечный выброс для четырех периодов полураспада.
ПРИМЕЧАНИЕ: Диета, лекарства, и время суток может повлиять на результаты. - Провести экзамен в тихом, затемненном помещении при 21 ° C. При проведении продольные исследования, провести повторные экзамены в то же время суток.
3. базовые измерения
- Попросите его лечь на спину на столе экзамена. Прикрепите 3-ведущую ЭКГ в стандартном положении. Адрес любые ортопедические проблемы с тем предметом будет комфортно и воздерживаться от движения во время экзамена.
- Разрешить предметом отдохнуть в течение 10 мин до начала экзамена. После 5 минутного отдыха, измерить артериальное давление субъекта по осциллометрического, неинвазивного измерения артериального давления.
- Нанесите 5 см доurniquet манжеты либо в проксимальном или дистальном положении, чтобы продемонстрировать верхний рычаг техники.
- Расширение руку субъекта в поперечном направлении и поддерживать на уровне сердца.
- В зависимости от предпочтений оператора, использовать таблицу и подушку, чтобы ограничить руку субъекта.
- Поместите руку оператора в положении, которое сопротивляется усталости и обеспечивает поддержку для запястья. Постарайтесь свести к минимуму расширение запястья и держать предплечье в анатомической нейтральном положении.
- Провести поперечного сечения сканирование плечевой артерии, начиная с введения бицепса и исходя проксимально. Используйте визуализацию цвета потока для проверки плечевой артерии и найти коллатеральных сосудов, которые могут служить в качестве ориентиров.
- При надлежащем месте находится, поворот конца измерительного зонда 90 ° таким образом, чтобы проксимальный край на левой части экрана ультразвукового появляется. Поддерживать позицию на артерии, используя существенные практики и мягкое прикосновение. Verifу ориентации, нажав на ткани рядом с дистальной кромки. Отметить кожи объекта, вдоль дистального края зонда.
- Совместите настройку фокусировки зонда с глубоким или "далеко" Стенка плечевой артерии для улучшения пространственного разрешения изображения. Вары настройки датчиков на осевой резолюции с более высокой частотой улучшения осевой разрешение.
- Отрегулируйте угол зонда для оптимизации контрастное разрешение обоих ближнего и дальних стен. Малые изменения угла может привести к улучшенной контрастностью. Оцените угол с простого транспортир, если серийные экзамены проводятся по этому вопросу.
- Для обеспечения качественных измерений, чтобы судно находится в горизонтальном и выровнены с продольной осью. Сделать небольшие изменения давления (крена один край зонда), чтобы помочь выровнять артерии. В целом, держать свет давления, чтобы помочь предотвратить усталость оператора.
- После оптимизации, убедитесь, что "Двойные линии из орешками пинии" можно увидеть IN обе стенки, соответствующий толщине интима-медиа. Используйте настройки усиления для уменьшения эха в просвете сосуда. Позвольте по крайней мере 2 см толщиной интима-опосредованного (IMT) с обеих сторон для точных измерений диаметра.
4. базовые измерения
- Запишите базовой скорости, используя режим 2D Доплера. Поместите образец, ворота в середине просвета и поддерживать угол озвучивание 60 °. Соберите 60 сек данных.
5 окклюзия Фаза
- Манжету до 50 мм рт выше систолическое артериальное давление субъекта. Использование 5 см жгут манжету будет переоценить систолическое давление. Используйте режим 2D Доплера для проверки окклюзии.
- Используйте таймер для отслеживания продолжительность окклюзии как многие манжеты кровяного давления будет медленно терять давление в течение 5 мин. Используйте режим 2D Доплера проверить полную закупорку.
- После 4:30 окклюзии, разместить ворота 2D-доплеровский немного поверхностным продольнаяОсь артерии. Отрегулируйте вертикальную шкалу для учета скоростей 2-3 раза выше, чем базового уровня.
- Настройте параметры на программном обеспечении захвата изображений для 3:10 записи.
- Начните запись 10 сек до манжеты выпуска захватить время манжеты релизе, важным параметром при измерении времени, чтобы достигнуть максимума диаметр при анализе данных.
6 Гиперемия
- Отпустите манжету. Как артерии может смещаться поверхностно после манжеты релизе, сделать небольшие изменения в положении зонда во время прослушивания для усиления звука, чтобы помочь компенсировать сдвиг. Повторно ворота Доплера образца и угол Озвучивание Если сдвигов артерии.
- Через 30 сек записи скорости, переключения ультразвук к B-режиме.
- Поскольку он является общим для зонд скользить проксимально во время экзамена, используют ориентиры судна или маркировки на коже испытуемых проверить положение зонда. Этот этап экзамена имеет решающее значение для получения точнойРезультаты.
- Отрегулируйте положение зонда или угол для оптимизации IMT на обеих стенах, как небольшие изменения могут существенно улучшить имидж. Запишите диаметр в течение 3 мин.
- Если измерения повторить планируется, использовать маркировку на коже субъекта к записи расстоянии от локтевой ямки. Попросите его согнуть их рука 90 ° и отметьте складку. Измерьте расстояние от этой линии к линии, сделанному ранее.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Основные переменные потока вазодилатации, показаны в таблице 1.
| Переменная | Описание |
| Средняя скорость (см / сек) | Среднее артериальное скорость крови в среднем 50% от просвета в течение одного сердечного цикла оцениваемой по доплеровского спектра сигналов, пропорциональных кровотока и обратно пропорциональна площади поперечного сечения (рисунок 1). |
| Диаметр (мм) | Расстояние интима-интима при измерении от продольной зрения вдоль оси сосуда (рисунок 2). Это измеряется в начале исследования и при гиперемии. |
| Поток (мл / мин) | Основная часть потока жидкости в обращении, полученных математически от средней скорости и диаметра (смотри уравнение 2). |
| Напряжение сдвига (дин / см 2) | Фрикционное усилие, оказываемое циркулирующей крови на поверхности интимы, пропорциональной скорости и обратно пропорциональна диаметру, полученного из средней скорости и диаметра (смотри уравнение 3). |
| % Ящура | Изменение диаметра артериальной окклюзии после того, как в ответ на гиперемию, по диаметру исходных (смотри уравнение 1). |
Таблица 1 Ключевые переменные потока вазодилатации.
Этот протокол ящура обеспечит достаточных данных для измерения% потока вазодилатации, поток и напряжение сдвига. Запись 60 сек исходных данных поможет счета для нормальной, физиологической вариации частоты сердечных сокращений и дыхания. Анализ программное обеспечение будет рассчитать диаметр течение базовых и гиперемии фаз. Некоторые программные пакеты могут измерять среднюю скорость (м / с) в течение точка в сердечного цикла интегрированием площади под скорости спектрального сигнала и деления на время, чтобы прийти к средней по времени скорости. Диаметр и скорость позволит следователь рассчитать следующие переменные.
Уравнение 1.
% Ящура определяется как: 
.
Уравнение 2.
Среднего течения в мл / мин определяется как: 
.
Уравнение 3.
Напряжение сдвига определяется как: 
где T ж это напряжение сдвига в дин / см 2, Q является среднее объемный расход, и μ, вязкость крови, считается 0,035 уравновешенность.
Пример когорта почти полностью мужской, средний возраст которых составляет 68 ±9 лет и Кавказский, 74%. В целом, участники несут ряд сердечно-сосудистых факторов риска, включая: гипертония (84%), гиперлипидемии (78%), историю курения (86%), и ожирение (средний ИМТ 30 ± 6). В целом, 16% участников несут диагноз ишемической болезни сердца (ИБС) и 40% диагноз сахарного диабета.
Распространенность АГ была выше в PAD группе, чем не-PAD группы (96% против 72%, р = 0,02), как было CAD (32% против 0%, р <0,001) и сахарный диабет (56% против 24%, р = 0,02). PAD группа имела большую ожирением в брюшной полости, но не до уровня значимости (отношение талия-бедра из 1,04 против 1,00, р = 0,065). Точно так же, PAD группы было хуже липопротеинов низкой плотности (ЛПНП), чем не-PAD группы (68 против 101 мг / дл, р <0,001), но лучшего общего холестерина (142 против 174 мг / дл, р = 0,002). Обе группы были надлежащим образом управлять с помощью лекарств, демонстрируя широкую использовать уплотнительныеF статины и антигипертензивные препараты. PAD группа показывает более высокий уровень аспирина (84% против 48%, р = 0,007) и бета-блокаторы (60% против 28%, р = 0,023), в соответствии с их сопутствующими заболеваниями.
Таблица 3 показывает пример последовательности операций вазодилатации данные из этих двух групп. Исходные характеристики одинаковы для каждой группы схожих диаметра, скорости и расхода. PAD группа, однако, демонстрируют худшую потока вазодилатации чем не-PAD группы (6,8% против 9,1%, р = 0,021). Результаты для обеих групп попадает в ожидаемый диапазон для людей с сердечно-сосудистыми факторами риска (<10%). Обзор нескольких исследований свидетельствуют о% ящура 6-10% у здоровых взрослых и% ящура 0-5% в популяции САПР с использованием нижнего рычага окклюзии 31-36. Значения выше 10% наблюдались у молодых, здоровых взрослых, используя верхнюю технику руки 37. % Ящура для каждой группы имеет широкий стандартное отклонение, изложетин возможность дальнейшего сегменте когорта основе% ящура.
На рисунках 1-4 демонстрируют примеры изображений собранных во время фаз ящура. Рисунок 1 показана форма доплеровского спектра, полученного на базовых. Стрелки указывают степень одного сердечного цикла, который является основой для расчета среднего артериального скорость. Протокол требует усреднением результатов нескольких циклов, собранных в течение 60 сек. В примере когорты, средняя скорость базовой для всех участников был 17 ± 6 см / сек. Нет существенной разницы между PAD и Нет PAD когорте не было видно.
Фиг.2 показывает В-режима Пример изображения диаметра сосуда базовой линии. Стрелки указывают место, где расстояние интима-интима, основой для диаметра просвета, измеряли. В примере когорты, средняя базовая диаметр для всех участников был 4,20 ± 0,57 мм. Нет существенной разницы междуБыл замечен PAD и не PAD группы.
На фиг.3 показан пример доплеровского спектра сигнала, полученного сразу после выпуска манжеты в реакционной фазе гиперемии. Желтая стрелка указывает на момент манжеты релизе. Формы волны, полученные в первой 5 сек после манжеты используются для расчета реактивной гиперемии скорости. Для всех участников, среднее реактивная гиперемия Скорость была 74 ± 26 см / с. Статистически значимых различий не было замечено между ОП и ни PAD групп.
Рисунок 4 показывает пример в В-режиме изображение, полученное 60 сек после манжеты выпуска в реактивной фазе гиперемии. Как Baseline диаметре, расстояние интима-интима используется для расчета реактивной гиперемии диаметр. Для всех участников, средний диаметр реактивная гиперемия была 4,53 ± 0,59 мм. Разница между PAD и ни PAD подгрупп подошел, но не отвечают, значимость (р = 0,08). Разница между базовой линии и Reactive диаметр Гиперемия формирует основу числителе в переменной ящура%.
| Характеристики | Все пациенты (N = 50) | PAD (N = 25) | Нет PAD (N = 25) | P-значение |
| Возраст, среднее (SD), у | 68 ± 9 | 68 ± 6 | 68 ± 11 | 0.89 |
| Мужской секс (%) | 98 | 100 | 96 | 0.31 |
| Кавказский (%) | 74 | 84 | 64 | 0.37 |
| ИМТ | 30 ± 6 | 29 ± 7 | 30 ± 4 | 0.73 |
| Соотношение талии и бедер (%) | 1.02 ± 0.06 | 1.04 ± 0.06 | 1.00 ± 0.05 | 0.07 |
| Систолическое артериальное давление (мм рт.ст.) | 13677; 19 | 139 ± 22 | 134 ± 15 | 0.33 |
| Диастолическое артериальное давление (мм рт.ст.) | 79 ± 10 | 78 ± 11 | 80 ± 10 | 0.47 |
| Список ABI | 0,93 ± 0,27 | 0,72 ± 0,16 | 1.14 ± 0.16 | <0,001 |
| Сопутствующие заболевания | ||||
| Гипертония (%) | 84 | 96 | 72 | 0.02 |
| Гиперлипидемия (%) | 78 | 88 | 68 | 0.09 |
| Hx САПР (%) | 16 | 32 | 0 | 0.00 |
| Сахарный диабет (%) | 40 | 56 | 24 | 0.02 |
| Лекарства | ||||
| Аспирин (%) | 66 | 84 | 48 | 0.01 |
| Ace-ингибитор (%) | 48 | 52 | 44 | 0.57 |
| β-блокатор (%) | 44 | 60 | 28 | 0.02 |
| Статинами (%) | 66 | 68 | 64 | 0.77 |
| Инсулин (%) | 30 | 14 | 6 | 0.39 |
| Факторы PAD риска | ||||
| История курения (%) | 86 | 92 | 79 | 0.24 |
| Общий холестерин (мг / дл) | 158 ± 38 | 142 ± 31 | 174 ± 37 | 0.00 |
| ЛНП (мг / дл) | 85 ± 32 | 68 ± 27 | 101 ± 29 | <0,001 |
| ЛПВП (мг / дл) | 44 ± 11 | 43 ± 11 | 46 ± 10 | 0.30 |
| Триглицериды (мг / дл) | 153 ± 119 | 165 ± 125 | 141 ± 115 | 0,49 |
| Гемоглобин A1C (%) | 6.3 ± 1.5 | 6.5 ± 1.5 | 6.1 ± 1.6 | 0.38 |
| Креатинина сыворотки (мг / дл) | 1.11 ± 0.84 | 1,28 ± 1,15 | 0,95 ± 0,22 | 0.17 |
| СКФ (мл / мин) | 80 ± 21 | 75 ± 21 | 86 ± 21 | 0.10 |
| Альбумин (г / дл) | 4.0 ± 0.3 | 4.0 ± 0.3 | 4.1 ± 0.3 | 0.43 |
Таблица 2 Исходные характеристики образца когорты. Следующие данные арandomly выбрали подмножество участников в поперечном сечении плече Омега-PAD суда (NCT01310270) и когорты. Все участники были пациенты, отнесенные к хирургии клиники амбулаторной сосудистой из делам ветеранов Медицинского центра Сан-Франциско для оценки заболевания периферических артерий (PAD). Диагноз PAD был основан на текущих руководящих принципов голеностопного-плечевого индекса <0,9. Пациенты с несжимаемых артерий (ABI> 1,4) были исключены. Включение в группу "Нет PAD" была основана на ABI> 0,9 и отсутствии PAD, CAD, и сердечно-сосудистых заболеваний.
| Характеристики | Все пациенты (N = 50) | PAD (N = 25) | Нет PAD (N = 25) | P-значение |
| Базовый Артерия диаметр (SD), мм | 4.20 ± 0.57 | 4.11 ± 0.60 | 4.29 ± 0.53 | 0.27 |
| Базовый Velocity(SD), см / сек | 17 ± 6 | 18 ± 6 | 16 ± 5 | 0.13 |
| Базовый расхода (SD), мл / мин | 145 ± 68 | 151 ± 84 | 138 ± 47 | 0.51 |
| Базовый напряжение сдвига (SD), дин / см 2 | 12 ± 4 | 13 ± 5 | 11 ± 3 | 0.07 |
| Реактивная гиперемия диаметр (SD), мм | 4.53 ± 0.59 | 4.38 ± 0.60 | 4.68 ± 0.55 | 0.08 |
| Реактивная гиперемия Velocity (SD), см / сек | 74 ± 26 | 70 ± 25 | 78 ± 27 | 0,32 |
| Реактивная гиперемия потока (SD), мл / мин | 735 ± 340 | 658 ± 327 | 812 ± 342 | 0.11 |
| Реактивная гиперемия напряжение сдвига (SD), дин / см 2 | 46 ± 18 | 46 ± 19 | 47 ± 18 | 0.79 |
| Плечевого ящур (%) | 8,0 ± 3,7 | 6.8 ± 3.5 | 9.1 ± 3.6 | 0.02 |
Таблица 3 Расход вазодилатации анализ. Как описано в протоколе, базовый диаметр и скорость среднее из 60 сек данных. Реактивная диаметр гиперемия был получен в 60 сек после окклюзии. Реактивная скорость гиперемия была усредненная по времени скорость первой 5 сек доплеровских спектральных сигналов, полученных после манжеты-релизе.
Рисунок 1 измерения скорости Исходные. Доплеровского спектра сигналов из плечевой артерии захватываются системы анализа изображений. Один сердечный цикл является Показано, между стрелками. Системы анализа изображения можно рассчитать среднее артериальное скорость. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.
Рисунок 2 измерения диаметра Baseline. Двойной линии с орешками пинии, соответствующие границам интима и СМИ видны на обоих поверхностных и глубоких ребер плечевой артерии (желтые стрелки). Изображение показывает правильное горизонтальное и вертикальное выравнивание. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.
52070fig3highres.jpg "ширина =" 500 "/>
Рисунок 3 измерения скорости гиперемия. Доплеровского спектра сигналов сразу после манжеты релизе могут видеть. Момент манжеты выпуска может быть оценена по резкому увеличению скорости к левой части изображения (желтая стрелка). В верхней половине изображения показывает позиционирование образца ворот перед манжеты релизе. После манжеты выпуска, артерия может перейти на более поверхностном положении. Размещение ворота над осью закупоренной артерии помогает компенсировать вертикальной смещению артерии после манжеты релизе. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.
Рисунок 4 измерения диаметра гиперемия. Продольноеуказательного сегмента после манжеты выпуска видна. Изменение диаметра мала и может быть количественно с помощью программного обеспечения для анализа изображений. IMT граница на поверхностном стене отчетливо видно по индексу сегмента (желтая стрелка). Ширина стрел на представляет собой 10% больше диаметра базовой. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Дисфункция эндотелия является дисбаланс в химических медиаторов, влияющих на тонус сосудов и ранний шаг в развитии атеросклероза. Измерение реактивность артерии является способ оценить состояние этих химических путей. Как прямые, так и косвенные методы оценки реактивности существуют для различных сосудистых бассейнах, начиная от прямого вливания агониста эндотелия в коронарных сосудов к неинвазивным, анализа формы импульса в указательного пальца 38.
Плечевой артерии ящур является признанным методом для косвенно оценить функцию эндотелия высокочастотным ультразвуком. Есть преимущества в использовании ящура в клинических испытаниях. Во-первых, техника является неинвазивным и легко понять, что облегчает барьеры для вербовки. Кроме того, использование инвазивных методов, таких как коронарная ангиография у бессимптомных пациентов поднимает этические вопросы. Далее, ящур требуется минимальное количество предметной Препаратын сравнению с инвазивных методов и весь экзамен может быть завершена за короткий промежуток времени. Пока продолжительность окклюзии держится в пределах руководящих принципов и субъектов экранированных надлежащим образом, ящур представляет мало заботятся о безопасности. Относительная легкость в исследовании и ящура делает последовательные экзамены в продольных исследованиях возможно, но его использование в эффектов лечения тестирования является спорным. Точно так же, в соответствии с действующими клиническими рекомендациями, ящур не подходит для характеристики риск человека сердечно-сосудистых осложнений или принятия клинических решений 39. Развитие программного обеспечения для анализа позволяет для быстрого анализа, ослепляя, и повторить анализ. Наконец, методика хорошо известна и в ряде исследований были опубликованы с помощью техники, что позволяет для сравнения результатов 40.
Есть, однако, вызовы успешного использования ящура в суде. Прежде всего, этот метод представляет собой длинный обучения. Текущие руководящие принципы предполагают,новые техник полные 100 сканирований до опытного оператора до работы самостоятельно. Далее, стоимость оборудования может быть непомерно высокой для небольших лабораторий. Тема подготовка важна, поскольку факторов, таких как курение, лекарства, после приема пищи государства, гипергликемия, время-день, температуры окружающей среды, и недавней тренировки могут повлиять на величину отклика 19,29. Это требует тщательного поручение участника и строгим соблюдением изучения протоколов. В пожилых людей, изменения в сосудистой растяжимости может снизить прогнозную стоимость ящура 19.
Протокол, как описано выше, измеряет% ящура в 60 сек после окклюзии. Исследования показали, пик ящур может произойти за пределами этого окна 41,42. Этот протокол позволяет захвата пика ящура на непрерывной записи в течение 3 мин после дефляции. Следует отметить, что требует большой опыт и приводит к более длительному времени анализа. Аналогичным образом, выбор верхнего рычага Occlusion является спорным. В исследовании, которое по сравнению разные позиции окклюзии с аналогичными стресс сдвига раздражители, больше расширение сосудов был замечен с верхней техники руку, предполагая некоторую составляющую замедления не опосредовано NO 20. В мета-анализ исследований с использованием ящура, Боты и др. Сообщить широкий спектр% ящура с большинством исследований (81,2%) использовали верхнюю технику руки 43. После поправки на возраст, пол, наличие ИБС и сахарным диабетом, тем ниже методика рука была обнаружено снижение% ящура (средняя разница 2,47%, CI 0.55-4.39). В то время как расположение ишемического триггера (верхний против нижнего рычага) было установлено, что важно, расположение измерения (локтевой ямка по сравнению с выше локтевой ямки) была существенно не связано с означать, ящура. Разница в силе сигнала может быть связано с размером ишемической кровати. Текущие руководящие принципы поддерживают использование либо плеча или нижней техники руки, предлагая лабораторийс принять последовательный метод через испытания.
Есть ряд важных шагов в ящура. Во-первых, при условии подготовка имеет первостепенное значение как ряда факторов, таких как лекарства, диеты, никотина, и физические упражнения могут влиять ответ участника. Симпатическая активация снижает ящура, так что принять соответствующие меры для минимизации отвлечения или дискомфорт для участника 44. Далее, выбрав соответствующий сегмент индекса плечевой артерии позволит повысить точность теста. Четкие линии интима важны для измерения изменения диаметра после окклюзии. Изменение диаметра мала, как правило, 5-10% 5 мм артерии или 50-100 мкм, а диаметр артерии изменяется в продольном направлении. Усталость оператора является общим и ультразвуковой датчик может скользить во время экзамена в секцию судна с разного диаметра. Важно иметь визуально различимых ориентиров, например коллатеральных сосудов или областей медиальной кальцификации для проверки йэ индекс сегмента. Использование стереотаксической зажим держать датчик или просто маркировка лица на может помочь сохранить индекс сегмента. Точно так же, меры для предотвращения предмет от непреднамеренного перемещения их за руку, например, плечевых и предплечья сдерживающим подушки, рекомендуется.
Если проведение зонда вручную, следует позаботиться, чтобы предотвратить усталость оператора или повторного использования травмы. Мы предлагаем организацию участника и любое оборудование, чтобы предплечья оператора находится в анатомической нейтральном положении. Сведите к минимуму усилие, необходимое для удержания зонда, окружив его самоклеющейся ленты или использовать вертикальную пост, чтобы зажимать кабель, уменьшая силу, необходимую для удержания зонда в статическом положении в течение 10 мин.
Измерение скорости и диаметра в гиперемии представляет технические трудности. Этот протокол требует измерения 30 сек доплеровских спектральных сигналов на скорости записи, переключение в режим визуализации в В-режиме для диаметра MeasureMeНТС. Пик скорости будет происходить между 5-10 сек после манжеты выпуска и судно может изменить свою позицию в течение этого времени. Если датчик выключен продольной оси или угол озвучивание является> 60 °, величина сигналов будет неточным. Позиционирование образца ворота чуть выше продольной оси сосуда поможет учетную запись для любого сдвига. При переключении с Доплера к B-режиме, важно поддерживать позицию по индексу сегмента. Вполне вероятно, артерия сместился и есть только короткое время-окно (25 сек) для оптимизации изображения для измерения диаметра гиперемия. Часто, лишь небольшие изменения в давлении зонда, продольной выравнивания и угол необходимы для получения качественного изображения указательного сегменте. Если судно полностью теряется, быстрый поперечный сканировать до артерию позволит идентифицировать индекса сегмента, наиболее эхогенной части интима, и правильного угла подхода. Затем вращением зонда к продольнойВид вернется в подходящем учетом индекса сегмента.
Простые шаги могут улучшить качество и согласованность исследований ящура. UCSF Сосудистая Встроенный физиология и экспериментальная Therapeutics (VIPERx) лаборатория использует протокол контроля качества при проведении исследований ящура. Во-первых, участники получают стандартные инструкции и предварительно визит телефонные звонки, чтобы обеспечить их избежать лекарства и поведение, влияющие на исследование. Далее, стандартный набор потока-листов используются сотрудниками учебной обеспечить экзамен проводится так же, как для каждого участника и важных шагов не забывают. Наконец, после экзамена шесть-бальной системы используется, чтобы оценить каждое исследование. Важные факторы, такие как выравнивание судна относительно зонда, при наличии анатомических ориентиров, и степени интима линий включены, чтобы эти важные шаги будут выполнены.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Авторы не имеют ничего раскрывать.
Acknowledgments
Из сосудистой комплексной физиологии и экспериментальной терапии (VIPERx) лаборатории, эта работа была поддержана средств из отделения хирургии Калифорнийского университета, Сан-Франциско и Северной Калифорнии Института исследований и образования. Проект описывается поддержали Award Число KL2RR024130 из Национального центра исследовательских ресурсов. Содержание является исключительной прерогативой авторов и не обязательно отражает официальную точку зрения Национального центра исследовательских ресурсов или Национального института здравоохранения.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Philips HD 11XE ultrasound | Philips Healthcare | ||
| 5-12 MHz linear array transducer | Philips Healthcare | L12-5 | |
| Ultrasound gel | Parker Laboratories | ||
| Vascular Research Tools v.5.0 | Medical Imaging Applications, LLC | ||
| MIA Gating module | Medical Imaging Applications, LLC | ||
| Windows XP | Microsoft, Inc | ||
| Hand-held aneroid manometer | Welch Allyn | DS66 |
References
- Gerlach, E., Nees, S., Becker, B. F. The vascular endothelium: a survey of some newly evolving biochemical and physiological features. Basic Res Cardiol. 80, 459-474 (1985).
- Sato, T., Arai, K., Ishiharajima, S., Asano, G. Role of glycosaminoglycan and fibronectin in endothelial cell growth. Experimental and molecular pathology. 47, 202-210 (1987).
- Yanagisawa, M., et al. A novel potent vasoconstrictor peptide produced by vascular endothelial cells. Nature. 332, 411-415 (1988).
- Ignarro, L. J., Buga, G. M., Wood, K. S., Byrns, R. E., Chaudhuri, G. Endothelium-derived relaxing factor produced and released from artery and vein is nitric oxide. Proceedings of the National Academy of Sciences. 84, 9265-9269 (1987).
- Moncada, S., Higgs, E. A., Vane, J. R. Human arterial and venous tissues generate prostacyclin (prostaglandin x), a potent inhibitor of platelet aggregation. The Lancet. 309, 18-21 (1977).
- Ozkor, M. A., et al. Endothelium-derived hyperpolarizing factor determines resting and stimulated forearm vasodilator tone in health and in disease. Circulation. 123, 2244-2253 (2011).
- Suwaidi, J. A., et al. Long-Term Follow-Up of Patients With Mild Coronary Artery Disease and Endothelial Dysfunction. Circulation. 101, 948-954 (2000).
- Neunteufl, T., et al. Systemic endothelial dysfunction is related to the extent and severity of coronary artery disease. Atherosclerosis. 129, 111-118 (1997).
- Taddei, S., et al. Hypertension Causes Premature Aging of Endothelial Function in Humans. Hypertension. 29, 736-743 (1997).
- Perticone, F., et al. Prognostic Significance of Endothelial Dysfunction in Hypertensive Patients. Circulation. 104, 191-196 (2001).
- Williams, S. B., Cusco, J. A., Roddy, M. -A., Johnstone, M. T., Creager, M. A. Impaired nitric oxide-mediated vasodilation in patients with non-insulin-dependent diabetes mellitus. Journal of the American College of Cardiology. 27, 567-574 (1996).
- Schindler, T. H., et al. Prognostic value of abnormal vasoreactivity of epicardial coronary arteries to sympathetic stimulation in patients with normal coronary angiograms. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 23, 495-501 (2003).
- Halcox, J. P., et al. Prognostic value of coronary vascular endothelial dysfunction. Circulation. 106, 653-658 (2002).
- Yeboah, J., et al. Predictive value of brachial flow-mediated dilation for incident cardiovascular events in a population-based study the multi-ethnic study of atherosclerosis. Circulation. 120, 502-509 (2009).
- Ludmer, P. L., et al. Paradoxical vasoconstriction induced by acetylcholine in atherosclerotic coronary arteries. New England Journal of Medicine. 315, 1046-1051 (1986).
- Higashi, Y., et al. Effect of the angiotensin-converting enzyme inhibitor imidapril on reactive hyperemia in patients with essential hypertension: relationship between treatment periods and resistance artery endothelial function. Journal of the American College of Cardiology. 37, 863-870 (2001).
- Linke, A., Erbs, S., Hambrecht, R. Exercise and the coronary circulation—alterations and adaptations in coronary artery disease. Progress in cardiovascular diseases. 48, 270-284 (2006).
- Celermajer, D. S., et al. Non-invasive detection of endothelial dysfunction in children and adults at risk of atherosclerosis. The Lancet. 340, 1111-1115 (1992).
- Thijssen, D. H. J., et al. Assessment of flow-mediated dilation in humans: a methodological and physiological guideline. American Journal of Physiology - Heart and Circulatory Physiology. 300, (2011).
- Doshi, S. N., et al. Flow-mediated dilatation following wrist and upper arm occlusion in humans: the contribution of nitric oxide. Clinical science. 101, London, England. 629-635 (2001).
- Brevetti, G., Silvestro, A., Schiano, V., Chiariello, M. Endothelial Dysfunction and Cardiovascular Risk Prediction in Peripheral Arterial Disease: Additive Value of Flow-Mediated Dilation to Ankle-Brachial Pressure Index. Circulation. 108, 2093-2098 (2003).
- Neunteufl, T., et al. Late prognostic value of flow-mediated dilation in the brachial artery of patients with chest pain. The American Journal of Cardiology. 86, 207-210 (2000).
- Gokce, N., et al. Predictive value of noninvasivelydetermined endothelial dysfunction for long-term cardiovascular events inpatients with peripheral vascular disease. Journal of the American College of Cardiology. 41, 1769-1775 (2003).
- Gokce, N., et al. Risk Stratification for Postoperative Cardiovascular Events via Noninvasive Assessment of Endothelial Function: A Prospective Study. Circulation. 105, 1567-1572 (2002).
- Anderson, T. J., et al. Close relation of endothelial function in the human coronary and peripheral circulations. Journal of the American College of Cardiology. 26, 1235-1241 (1995).
- De Roos, N. M., Bots, M. L., Schouten, E. G., Katan, M. B. Within-subject variability of flow-mediated vasodilation of the brachial artery in healthy men and women: implications for experimental studies. Ultrasound in medicin., & biology. 29, 401-406 (2003).
- Berry, K. L., Skyrme-Jones, R. A., Meredith, I. T. Occlusion cuff position is an important determinant of the time course and magnitude of human brachial artery flow-mediated dilation. Clinical science. 99, London, England. 261-267 (2000).
- Betik, A. C., Luckham, V. B., Hughson, R. L. Flow-mediated dilation in human brachial artery after different circulatory occlusion conditions. American journal of physiology. Heart and circulatory physiology. 286, 442-448 (2004).
- Corretti, M. C., et al. Guidelines for the ultrasound assessment of endothelial-dependent flow-mediated vasodilation of the brachial arteryA report of the International Brachial Artery Reactivity Task Force. Journal of the American College of Cardiology. 39 (1001), 257-265 (2002).
- Grenon, S. M., et al. n-3 Polyunsaturated fatty acids supplementation in peripheral artery disease: the OMEGA-PAD trial. Vascular medicine. 18, London, England. 263-274 (2013).
- Moens, A. L., Goovaerts, I., Claeys, M. J., Vrints, C. J.
- Gnasso, A., et al. Association between wall shear stress and flow-mediated vasodilation in healthy men. Atherosclerosis. 156, 171-176 (2001).
- Verma, S., et al. Cross-sectional evaluation of brachial artery flow-mediated vasodilation and C-reactive protein in healthy individuals. European Heart Journal. 25, 1754-1760 (2004).
- Donald, A. E., et al. Methodological Approaches to Optimize Reproducibility and Power in Clinical Studies of Flow-Mediated Dilation. Journal of the American College of Cardiology. 51, 1959-1964 (2008).
- Witte, D. R., et al. Is the Association Between Flow-Mediated Dilation and Cardiovascular Risk Limited to Low-Risk Populations. Journal of the American College of Cardiology. 45, 1987-1993 (2005).
- Benjamin, E. J., et al. Clinical Correlates and Heritability of Flow-Mediated Dilation in the Community: The Framingham Heart Study. Circulation. 109, 613-619 (2004).
- Nosova, E. V., et al. Short-term Physical Inactivity Impairs Vascular Function. Journal of Surgical Research. 10, (2014).
- Axtell, A. L., Gomari, F. A., Cooke, J. P. Assessing Endothelial Vasodilator Function with the Endo-PAT. Journal of Visualized Experiments. , (2000).
- Greenland, P., et al. ACCF/AHA Guideline for Assessment of Cardiovascular Risk in Asymptomatic AdultsA Report of the American College of Cardiology Foundation/American Heart Association Task Force on Practice Guidelines Developed in Collaboration With the American Society of Echocardiography, American Society of Nuclear Cardiology, Society of Atherosclerosis Imaging and Prevention, Society for Cardiovascular Angiography and Interventions, Society of Cardiovascular Computed Tomography, and Society for Cardiovascular Magnetic Resonance. Journal of the American College of Cardiology. 56, (2010).
- Inaba, Y., Chen, J. A., Bergmann, S. R. Prediction of future cardiovascular outcomes by flow-mediated vasodilatation of brachial artery: a meta-analysis. The international journal of cardiovascular imaging. 26, 631-640 (2010).
- Black, M. A., Cable, N. T., Thijssen, D. H. J., Green, D. J. Importance of Measuring the Time Course of Flow-Mediated Dilatation in Humans. Hypertension. 51, 203-210 (2008).
- Chironi, G., Craiem, D., Miranda-Lacet, J., Levenson, J., Simon, A. Impact of shear stimulus, risk factor burden and early atherosclerosis on the time-course of brachial artery flow-mediated vasodilation. Journal of Hypertension. 26, 508-515 (2008).
- Bots, M. L., Westerink, J., Rabelink, T. J., Pd Koning, E. J. Assessment of flow-mediated vasodilatation (FMD) of the brachial artery: effects of technical aspects of the FMD measurement on the FMD response. European Heart Journal. 26, 363-368 (2005).
- Hijmering, M. L., et al. Sympathetic activation markedly reduces endothelium-dependent, flow-mediated vasodilation. Journal of the American College of Cardiology. 39, 683-688 (2002).
