このプロトコルは、ヒトの局所および局所動脈の硬さを同時に評価するための画像なし超音波技術を記述しています。この技術は、単一素子の圧電超音波プローブを用いて総頸動脈を通電し、オシロメトリックカフを用いて大腿動脈の波形を捉え、局所および局所動脈の硬さを測定します。
このコンテンツを表示するには、JoVEへの購読が必要です。 または、無料トライアルをお申し込みください。
このプロトコルは、ヒトの局所および局所動脈の硬さを同時に評価するための画像なし超音波技術を記述しています。この技術は、単一素子の圧電超音波プローブを用いて総頸動脈を通電し、オシロメトリックカフを用いて大腿動脈の波形を捉え、局所および局所動脈の硬さを測定します。
動脈の硬さは血管老化の重要な指標であり、加齢やさまざまな心血管リスク要因による機械的および生物学的ストレス要因が血管壁に蓄積した影響を表し、中心動脈および末梢動脈の材料特性や壁力学に変化をもたらします。動脈のこわばりは心血管の罹患率と死亡率の独立予測因子として特定されています。硬さ評価が特定の解剖学的部位で行われるのか、動脈樹の一部で行われるのかによって、動脈硬さの測定は広く局所的および地域的な評価に分類されます。局所測定は、コンプライアンス、伸張性、弾性率などの動脈壁特性を定量化することであり、地域評価は動脈区間に沿ったパルス波の伝播速度を測定することに基づいています。ここでは、局所的および局所的な動脈硬さの両方を同時に評価できる、画像を使わずに超音波を用いた検証済みアプローチを提案します。この技術は、単一素子の圧電超音波プローブを用いて総頸動脈を超音波照射し、動脈壁から発生するエコーをリアルタイムで追跡して頸動脈の膨張波形を捉えることを含みます。動脈の硬さの局所的な測定値は、膨張データと頸動脈血圧から導き出されます。太ももに装着されたオシロメトリックカフを用いて、大腿動脈のパルス波形を同時に取得し、頸動脈と大腿骨の脈波速度を計算し、頸動脈および大腿動脈へのパルス伝播時間、さらに表面で測定された動脈経路の長さを測定します。
動脈の硬さは血管老化の重要なマーカーであり、加齢に関連する機械的・生物学的損傷や様々な心血管リスク要因が動脈壁に与える累積的な影響を反映しています1,2。病態生物学的には、これらの変化にはエラスチン分解、コラーゲン沈着と架橋、平滑筋の硬直、動脈壁の細胞外マトリックスの変化が伴い、硬くなり柔軟性が低下し、大きな弾性動脈のウィンドケッセル機能が損なわれる1,2。
大動脈硬化(LAS)による生理学的影響は多面的です。大動脈の特徴的なインピーダンスと収縮期後負荷の上昇は、左心室に作用すると正常な腹室・動脈相互作用が乱され、心筋機能障害、心筋線維症、左心室肥大を促進します1,2。さらに、ウィンクセル機能に起因する機械的緩衝作用の喪失は、脳や腎臓を含む様々な標的臓器の微小血管における圧力および流動の脈動性を増幅させ、これらの重要臓器における微小血管および実質機能障害を引き起こします。これらのLASの病態生理学的構造とその結果は、大規模な集団ベースの研究によって疫学的に再現されており、動脈の硬さが従来の心血管リスク因子を超えて心血管の罹患率および死亡率の独立した予測因子であることが否定できないほど明らかにされています。3,4,5,6 .この点に関するエビデンスが蓄積されることで、リスクに基づく血圧低下治療の決定が不確実な場合に、動脈硬直評価を臨床診療ガイドラインに組み込む道が開かれました。これらの進展は、特に血管健康評価やリスク階層化において、ヒトの動脈硬直の非侵襲的測定に有効かつ信頼性の高いツールへのアクセスの重要性を強調しています。
動脈硬性を定量化する従来の方法は2つずつあります。(1) 動脈樹の特定の位置における動脈径と圧力の脈動変化を記録し、動脈拡張率やその他の指標を「局所的」な動脈硬さの指標として算出する、(2) 動脈樹の2点間で動脈脈拍の伝播速度を測定し、動脈の地域的な指標として脈波速度(PWV)を求めるこわばり。理論的には、PWVはブラムウェル・ヒル方程式によって確立される伸張率の平方根と逆相関しており、これは動脈硬さの二つの広範な測定値の生理学的一致を示しています。大きな中心動脈のPWVを定量化するには、トノメーターを含む専用センサーを用いて、動脈樹内の2か所から動脈脈波を非侵襲的に記録します。頸動脈-大腿動脈の強さのゴールドスタンダードであるPWVは、総頸動脈および大腿動脈から順次または同時に捕獲された動脈脈波を用いて計算されます2,8。
動脈硬さの局所的な測定は、超音波やMRIなどの画像診断手法を用いることが多く、剛性指数8,9の計算のために直径と面積データを抽出するために画像シーケンスの徹底的な後処理が必要です。動脈樹の気圧感受性部位から局所動脈硬直度を測定することで、神経学的および代謝的障害でしばしば異常となる短期心血管恒常性に不可欠なバロレセプター反射弧の機械的獲得に関する重要な生理学的洞察も提供できます(10,11.剛性指数に加え、超音波ベースのドップラーおよびベクターフローイメージング技術は、血流速度、流量、壁せん断応力の定量的測定を提供し、動脈硬化や血管再構築に関連する局所的な血行動態環境の特徴付けに役立つ12,13。同様に、位相差および4次元フローMRIは、体積的な血流、圧力勾配、壁のせん断応力、乱流パターン、渦度、大動脈脈波速度を得られ、動脈壁の剛性測定を補完する包括的かつ非侵襲的な血行動態の特徴付けを提供します(14,15)。最近では、光電容積法(PPG)に基づくカフレス血圧(BP)技術が開発され、周辺パルス波形から局所または局所的な血圧およびパルス波速度を推定しています。これらのシステムは通常、PPGベースのパルス通過時間やパルス波解析から血圧を導き出し、時には心電図(ECG)や多部位PPGと組み合わせて、ウェアラブルまたはスマートフォンベースの形状16,17,18で局所動脈の硬さや血行動態の拍子ごとの変化を追跡できます。
ここでは、ヒトにおける局所的および局所的な動脈硬さの両方を同時に評価するための検証済みの画像なし超音波技術を提示します。この方法は、単一エレメントの圧電超音波プローブを用いて総頸動脈に超音波を照射し、動脈壁からのリアルタイムエコー信号を捕捉して頸動脈の膨張波形を生成します。局所動脈の硬さは、動脈血圧と併せて膨張データを用いて定量化します。局所動脈の硬さを評価するために、大腿動脈のパルス波形を非侵襲的に捉えるためにオシロメトリックカフを太ももに装着します。頸動脈-大腿動脈パルス波速度(cf-PWV)は、大腿動脈と頸動脈間のパルス到達遅延と表面で測定された動脈経路の長さを測定することで計算されます。
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
研究プロトコルは、ニューデリーの全インド医科学研究所倫理委員会(IEC-477/17.06.2022、RP-04/2022)によって承認されました。研究に参加した全参加者から書面によるインフォームドコンセントが取得されました。使用された消耗品や装備は 材料表に記載されています。
1. 機器の構成要素と接続
注:測定装置はARTSENS Plus PWV(画像のない動脈硬直測定装置)、2つの膨張式カフ(腕と大腿)、ホースパイプ、Aモード超音波トランスデューサー、マイクロUSBケーブル、メジャー、充電アダプターで構成されています。デバイス上で利用可能なインターフェースは 図1に示されています。測定準備のために以下の手順を踏む必要があります:
2. 評価準備
注意:新しい測定を開始するには、専用のソフトウェアアプリケーションを起動して、画像のない動脈剛性測定装置(ソフトウェアビルドバージョン:V1.0)を実行し、以下の手順に従ってください。
3. 血管剛性の測定
4. デバイス出力の取得
5. 信頼性の高い測定のための装置の構成
6. ソフトウェアGUIを用いたリアルタイム測定フィードバック
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
図4は、プローブの向きが正しい信号と誤った信号の両方を示す代表的な超音波記録を示しています。 図5には、測定された硬直と血圧の指標を示すサンプル結果ページが示されています。(ページには図示のために結果がたくさん掲載されていることに注意してください。)個別の剛性測定(局所的および地域的)には、23、24、25、26の文献から年齢関連の基準範囲が採用されています。 図5に示すように、各剛性指標には色分けされた棒が付随しています。測定値が年齢相応の基準範囲の25〜75パーセンタイル外に収まる場合、マーカーは赤色で表示されます。それ以外の場合は緑色...
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
この方法は、画像を持たない単一の超音波検査を用いて、ヒトの局所的および局所的な動脈の硬さを同時に評価することを可能にします。このアプローチは、単一エレメントの圧電超音波プローブを用いて頸動脈径の波形を捉え、局所的な剛性評価のために、大腿動脈のパルス波形を記録する太もものカフを組み合わせ、頸動脈-大腿動脈のパルス波速度(cf-PWV)を測定します。この二重測定アプローチは、単一の検査で動脈の健康を包括的に評価し、血管老化の統合的評価の臨床的ニーズに応えます。
長さおよびパルス波形測定の信頼性の高い取得は、プロトコルの精度に不可欠です。長さ測定は通常、患者の側面に置かれた柔軟な輪郭のないメジャーを使って行われます。これは標準的で現場での対応方法だからです。あるいは、精度向上をもたらすキャリパーが可能な場合は使用可能です。動脈学会のガイドラインでは、標準選択として直接頸動脈から大腿骨部位までの距離の80%を用いることを推奨しています。高品質な波形獲得は、プローブの適切な向き...
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
著者は利益相反を開示する義務はありません。
著者らは、この技術の開発および本研究の制作・出版を支援したNITマドラスのヘルスケア技術イノベーションセンターおよびニューデリーの全インド医科大学からの機関助成金に感謝します。
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| ARTSENS Plusユニット | VascRisk LLC | AP020201001 | 寸法:240 mm x 170 mm x 60 mm、重量:~1 Kg |
| 交流電源アダプター | VascRisk LLC | AP020201005 | 2両のMOPPクラスII、9V - 3.3A、36W |
| USBケーブル | VascRisk LLC | AP020201009 | 1本のMicro USB to USB type Aケーブル;長さ:1m |
| 太もものカフ | VascRisk LLC | AP020201002 | 成人および標準サイズ |
| 腕カフ | VascRisk LLC | AP0203020021 | 成人および標準サイズ |
| ホースパイプ | VascRisk LLC | AP020201004 | 1×1/8インチのパイプ;全長:1.5m |
| 超音波トランスデューサープローブ | VascRisk LLC | AP020201008 | 1×単一素子圧電超音波プローブ |
| メジャー | VascRisk LLC | AP020201010 | 1×150cm、解像度1mmです |
| ホストコンピュータ | ユーザーの好み | 最低要件:Intel i5プロセッサ、8GB RAM、Microsoft Windows 10以上、USB2.0ポート1つ | |
| ソフトウェアドライブ | VascRisk LLC | AP020202056 | ISOインストールファイル;<1 GB |
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
この記事は公開されました
動画は近日公開