微小血管と内皮機能の非侵襲的評価

Cynthia Cheng; Constantine Daskalakis; Bonita Falkner

doi:10.3791/50008

方法論記事

微小血管と内皮機能の非侵襲的評価

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DOI：

10.3791/50008

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2013年1月29日

Cynthia Cheng¹ , Constantine Daskalakis² , Bonita Falkner³

¹Department of Family and Community Medicine, Thomas Jefferson University , ²Department of Pharmacology and Experimental Therapeutics, Biostatistics Division, Thomas Jefferson University, ³Department of Internal Medicine, Thomas Jefferson University

この記事について

サマリー

Capillaroscopyは直接微小循環を可視化するための非侵襲的、比較的安価な方法論です。前腕血流技術は、内皮機能の受け入れ、非侵襲的な対策を提供します。

要約

著者らは、心血管疾患の病因に微小血管機能障害の役割を調べるためにcapillaroscopyと前腕の血流のテクニックを利用してきた。 Capillaroscopyは直接微小循環を可視化するための非侵襲的、比較的安価な方法論です。パーセントキャピラリー募集は最大の毛細血管密度（受動的な静脈閉塞中に観察された）により、postocclusive反応性充血（postocclusive反応性充血毛細血管密度マイナス基線毛細血管密度）によって誘導される毛細血管密度の増加を分割することにより評価される。毛細血管の灌流％が（機能的に活性な）灌流されており、最大の毛細血管密度によってpostocclusive反応性充血毛細血管密度で割って計算されているすべての毛細血管に存在する割合を表しています。パーセントキャピラリー募集およびパーセントはどちらも毛細血管が機能して毛細血管の数を反映して灌流した。前腕血流量（FBF）技術PRovidesは内皮機能の非侵襲的な措置を受け入れ：FBF比_の最大値 / FBF _ベースは 4 FBF _ベース値_の平均で4 FBF _最大値の平均値で割って、血管拡張作用の推定値として計算されます。最大の血管拡張（FVR _MAX）における前腕血管抵抗はFBF _マックスで割った平均動脈圧（MAP）として計算されます。 capillaroscopyと前腕の両技術は、患者に容易に許容され、迅速に学習することができます。

微小血管および血管内皮機能は、本稿で述べた手法を用いて得られたが、臨床患者の心血管リスク低減のための戦略の将来有用性を有することができる測定します。我々は微小血管および内皮機能不全を示すレポートが高血圧前症を含む高血圧の初期の段階で発見され公開されてきたように、微小血管および血管内皮機能指標は、最終的に早期発見に役立つことができるは、その潜在的に致命的な結果を伴う末期の血管病変のリスク層別化と防止、。

プロトコル

ケースプレゼンテーション （必要に応じて、該当する場合）：NA、これはまだ実験的な研究の手順ですが、まだ臨床的に使用されていません。

診断、評価、及び計画 （該当する場合は、必須）：NAは、これはまだ、まだ臨床的に使用されていない実験的な研究の手順です。

手順（必須）：この部分は、以下のガイドラインを満たし、関連手順のステップバイステップの説明を含めてください。

1。毛細管顕微鏡（ 図1）

当社capillaroscopy技術はSerneと彼の同僚は¹から適応されました。膠原病が知られている²キャピラリー変更を生成するので、この手順の除外基準は、膠原病である。
最低10時間一晩絶食させ、着座残りの20分後に、微小血管の測定は7の間に1時間半のために行われている静かで、温度制御された部屋の中で時から11時、（21.5から22.5℃の間に維持さ）、心臓レベルで着座位置と左手で被写体と。
第三指の背側皮膚のNailfold毛細血管が（オリンパス;センターバレー、ペンシルバニア州）実体顕微鏡を用いて可視化され、デジタルカメラ（型番IN-1400：診断機器、スターリングハイツ、ミシガン州）モノクロ4メガピクセルのSPOT Insightにリンクされている、とラップトップコンピュータ（Dellの緯度D600：デル、テキサス州オースティン）。動きを制限するには、左の手と前腕は緩く折り畳んだ毛布で覆われており、顕微鏡のベースにある別の折り畳んだ毛布に休まれています。
Nailbed照明は250 Wのハロゲン光ファイバーランプ（KL 2500LCD：;エルムズフォード、ニューヨーク州ショット-Fostec）;を用いて達成される補足150W光ファイバーハロゲン光源（B＆B、顕微鏡、株式会社Warrendaleの、PA）から追加の照明が使用され暗く着色された個人インチ
毛細血管、視覚化するために3.2倍対物レンズ（オリンパス3.2/0.07）は38.4xの総システム倍率で使用されます。
カメラに付属のSPOTのイメージングソフトウェアを使用して、キャピラリー写真の明/暗コントラストはすべての被験者の毛細血管の可視性を最大化するために同じ標準SPOTのソフトウェア機能（明暗レベルの延伸）を使用して強化されています。
毛細血管密度を定量化するために、デジタル顕微鏡写真postocclusive反応性充血時に、休息ベースラインで、3段階のそれぞれの間にすべての3から5秒を取り、静脈閉塞時にされています。（a）の休息ベースラインでは、顕微鏡写真は安静時灌流毛細血管を検出するために3分かけて取得されます。（b）はpostocclusive反応性充血時には、顕微鏡写真は、次のように機能的に灌流毛細血管（ベースラインプラスリザーブ毛細血管）を定量化するために取られる。まず、左上腕のオクルージョンカフは10分間の収縮期血圧は40 mmHgでに膨張される。顕微鏡写真は、その後、目の中に取られる電子最初の分はすぐに全ての機能灌流毛細血管を可視化、動脈閉塞の解除後。反応性充血次のような下位毛細血管密度が低下し、機能キャピラリー動員を示し、したがって機能希薄。（c）は静脈閉塞の顕微鏡写真中に両方灌流し（アクティブ赤血球（RBC）モーション付き）と次のように毛細血管^3（停滞、非移動赤血球で満たされた）かん流されないを含む最大の毛細血管密度を定量化するために取られる。 postocclusive反応性充血手順後残りの10分後、腕の袖口はこの時間の間に撮影された受動的にすべての特許毛細血管が存在し、顕微鏡写真に血液を強制的に、60秒の場合は60 mmHgでに膨張される。最大の毛細血管密度が含まれているので、構造的に存在するすべての毛細血管、最大の毛細血管密度の低下は構造的希薄化を示しています。
毛細血管密度は平方パーミル毛細血管の数として定義されるnailfold皮膚のlimeter、少なくとも運動によってゆがめ4最も明確に焦点を当てた画像から得られた4つの測定値の平均として計算されます。虚血後、静脈閉塞のために90から105のための65から90まで、我々の研究では、キャピラリーカウント（毛細管/ mm ^2）のための典型的な値は、ベースラインの55から80となっている。パーセントキャピラリー募集のための値は、5％および25％（〜10から15パーセントを意味する）の間で、70％とnormotensivesより高血圧の間に低い値である95％（〜80から90パーセントを意味する）との間に毛細管灌流％が典型的である。カウント手順の再現性は10の異なる被験者（ 図2）の写真の独立したマニュアルアセスメントを行われた3つのオブザーバーで検証されています。オブザーバーは、これらの科目のアイデンティティと血圧に盲検化された。訓練の後、独立して実行、その後のカウントが合意の高いレベルを示した。平均評価者間および評価者内不一致はオードであった2月3日毛細血管/ mm ^2であり、級内相関係数rが0.90より大きいすべてだった。 capillaroscopy対策の短期変動は、評価者間および評価者内の矛盾（約2毛細管/ mm ^2）のように同程度の大きさであったが、2〜3年にわたって観察し、長期的な変動が大きさの順に大きかった（約15毛細血管/ mm ^2）で、長手方向の変更が容易に評価者変動と区別することができることを示す。 2キャピラリー機能対策の信頼性（内相相関係数パーセントキャピラリー募集や毛細血管灌流％を0.82用= 0.84）も高かった。
調査官は今やイメージ-プロプラスイメージングソフトウェア（ 図3：バージョン6.2、メディアサイバネティクス社、ベセスダ、MD）を用いて毛細血管密度を定量化するためのコンピュータベースの手法を利用しています。ベースライン、虚血後、と静脈の間のピアソンの相関10名の被験者におけるソフトウェアと対応するマニュアルカウントで行わ達混雑カウントは2つの方法の間の合理的な合意を示す（いずれもp <0.05）はそれぞれ0.78、0.78、および0.71であった。コンピュータベースのカウントの信頼性はマニュアルカウントのそれよりもわずかに低いが（静脈閉塞のためのベースラインの内相相関係数= 0.91、虚血後のために0.86、および0.84）依然として高い。我々はまた、我々が現在公表の準備をしている高血圧、などの複数の心血管危険因子を有する自動カウントの関連を実証する未発表のデータを持っています。
表1は、毛細血管密度測定および計算をまとめたものです。パーセントキャピラリー募集は受動的な静脈の間に観察された最大毛細血管密度（によって、postocclusive反応性充血（postocclusive反応性充血毛細血管密度マイナス基線毛細血管密度）によって誘導される毛細血管密度の増加を分割することにより評価される私達閉塞）。毛細血管の灌流％が（機能的に活性な）灌流されており、最大の毛細血管密度によってpostocclusive反応性充血毛細血管密度で割って計算されているすべての毛細血管に存在する割合を表しています。パーセントキャピラリー募集およびパーセントはどちらも毛細血管が機能して毛細血管の数を反映して灌流した。これらの施策の値が小さいと、機能的なキャピラリー希薄化を示しています。

2。内皮機能評価

内皮機能は、血管拡張を誘発する反応性充血の内皮依存性の刺激を利用し^{Sivertsson、4}の方法に従って、前腕血流量の非侵襲スモグラフィ測定を使用して、postocclusive反応性充血の前と後に評価される。
仰臥位安静の10分後に座った状態で、件名がその静止長さを超えて10％に伸ばし水銀のゴムひずみゲージはarounをループしている5センチメートル肘前窩下dは、被験者の前腕。
順番にドップラーレコーダー（; DEホカンソン株式会社; Belleveue、ワシントン州、CW-1）に接続されている、;ひずみゲージはプレチスモグラフ（ベルビュー、ワシントン州のDEホカンソン株式会社EC-4）に接続されています。
上腕閉塞カフが適用され、アームが調整可能な静脈内極に接続スリング包帯を使用して心臓レベルで快適に中断されています。収縮期および拡張期血圧と心拍数は反対の腕に置かDinamap ProCare 100自動血圧計カフ（GEヘルスケア、Piscataway、NJ）を用いて得られる。
手首周り小児カフが手への流れを閉塞するHgの200ミリメートルまで膨らませている。上腕カフは1.5秒間収縮さ50ミリメートルHgのに膨らませた後、それぞれの前腕血流量測定の前に急速に再膨張前腕の周囲に配置されたひずみゲージの拡大を通じて得られる。さ
前腕血流量（FBF）を再び休ん基線（FBF _ベース）で測定され、トンpostocclusive充血誘起最大血管拡張（FBF _max）です。ベースラインの血流測定のために、4つの連続したFBF曲線は、30秒（FBF _ベース）内で得られる。
閉塞カフは、その後、10分間の収縮期血圧は40 mmHgでに膨張される。動脈閉塞（postocclusive反応性充血）のリリースに続いて、4つの連続したFBF曲線は、フローの最初の30秒（FBF _最大）以内に得られている。
比FBF _最大 / FBF _ベースは 4 FBF _ベース値の平均で4 FBF _最大値の平均値で割って、血管拡張作用の推定値として計算されます。最大の血管拡張（FVR _MAX）で⁵前腕血管抵抗は次のように計算されFBF _マックスで割った動脈圧（MAP）を意味する。反応性充血時のFBF _マックス直接動脈内アセチルコリン、内皮依存性血管拡張薬の最大投与後FBFに関連しています⁶ のため、FBF _maxと比FBF / _最大 FBF _ベースは内皮機能の非侵襲的な措置を受け付けています^6月8日はまた、FBF _maxおよびFVR _maxの両方に抵抗動脈構造変化を（壁/ルーメン比を増加）を反映する^。9