Name: 微小血管と内皮機能の非侵襲的評価 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-01-29T12:00:00.000+00:00
Duration: 5 min 41 s
Description: 学ぶ微小血管と内皮機能の非侵襲的評価法。カピラロスコピーとプレチスモグラフィーを用いて、前腕血流と毛細血管密度を測定し、閉塞後反応性充血を誘導することで、研究者が循環機能を効率的に解析できる。

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この作品は、国立心臓、肺、血液研究所からグラント賞番号R01HL096593とK23HL72825によってサポートされていました。内容はもっぱらトーマスジェファーソン大学の責任であり、必ずしも国立心臓、肺、血液研究所や国立衛生研究所の公式見解を示すものではありません。

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） <ol><li>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。 </li><li>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。 </li><li>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。 </li><li> 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</li><li>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。 </li><li>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。 </li><li>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。 </li><li>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。 </li><li>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 &lt;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。 </li><li> 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。 </li></ol> 2。内皮機能評価<ol><li>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。 </li><li>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。 </li><li>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。 </li><li>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。 </li><li>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</li><li>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。 </li><li>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。 </li><li>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 </sup&gt;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 </li></ol>

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<li>de Jongh, R. T., Serne, E. H., Ijzerman, R. G., de Vries, G., Stehouwer, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Free+fatty+acid+levels+modulate+microvascular+function%3A+relevance+for+obesity-associated+insulin+resistance%2C+hypertension%2C+and+microangiopathy%5BTitle%5D)+AND+%22Diabetes%22%5BJournal%5D)">Free fatty acid levels modulate microvascular function: relevance for obesity-associated insulin resistance, hypertension, and microangiopathy.</a> Diabetes. 53, 2873-2882 (2004).</li>
<li>de Jongh, R. T., Serne, E. H., RG, I. J., Stehouwer, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microvascular+function%3A+a+potential+link+betweensalt+sensitivity%2C+insulin+resistance+and+hypertension%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Hypertens%22%5BJournal%5D)">Microvascular function: a potential link betweensalt sensitivity, insulin resistance and hypertension.</a> J. Hypertens. 25, 1887-1893 (2007).</li>
<li>Ijzerman, R. G., Voordouw, J. J., Van Weissenbruch, M. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((TNF-alpha+levels+are+associated+withskin+capillary+recruitment+in+humans%3A+a+potential+explanation+for+the+relationship+between+TNF-alpha+and+insulin+resistance%5BTitle%5D)+AND+%22Clin.+Sci.+%28Lond%29%22%5BJournal%5D)">TNF-alpha levels are associated withskin capillary recruitment in humans: a potential explanation for the relationship between TNF-alpha and insulin resistance.</a> Clin. Sci. (Lond). 110, 361-368 (2006).</li>
<li>Yvonne-Tee, G. B., Rasool, A. H., Halim, A. S., Rahman, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Noninvasive+assessment+of+cutaneous+vascular+function+in+vivo+using+capillaroscopy%2C+plethysmography+and+laser-Doppler+instruments%3A+its+strengths+and+weaknesses%5BTitle%5D)+AND+%22Clin.+Hemorheol.+Microcirc%22%5BJournal%5D)">Noninvasive assessment of cutaneous vascular function in vivo using capillaroscopy, plethysmography and laser-Doppler instruments: its strengths and weaknesses.</a> Clin. Hemorheol. Microcirc. 34, 457-473 (2006).</li>
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</ol>

著者らは、開示することがこの仕事の遂行またはパブリケーションに関連する興味のない金融対立を持っていません。

Capillaroscopy（毛細管顕微鏡）は毛細管構造の非標準的な尺度である。しかし、現在、キャピラリーstructure.Furthermoreを直接評価するための標準的な方法はありません、毛細血管顕微鏡は広く出版された仕事12、13、10、11、14から18の大規模で成長し、体内のcapillarydensityの直接評価に用いられてきた。さらに、当社は、前腕血流量、血管機能の十分に確立された測定、10、11とcapillaroscopy所見を相関させることによって、アラブ首長国連邦（UAE）、血管損傷の老舗メジャー（未発表作品、投稿準備中）を有する毛細管顕微鏡技術を検証しています。オリジナルの方法論は、ビデオ撮影を用いた連続可視化を利用している間、私たちの簡略化された方法論は、まだ手続きのセクションで説明するように、数分にわたって繰り返し撮影したデジタル写真を利用しています。 それは理論的に真である間、そのピーク毛細血管密度の共同過小評価または参照するために実行されているビデオテープなしで毛細血管をカウントするために静止画を使用...

微小血管と内皮機能の非侵襲的評価

Non-invasive Assessment of Microvascular and Endothelial Function

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、。

正常血圧と高血圧の個体間の微小血管系の外観の違いは、図4と図5を比較することによって容易に明らかである。図4は、正常血圧者でよく整理された行のストレート毛細血管の典型的なネットワークを示しています。これとは対照的に、 図5に縮んだ、コイル状の毛細血管より乱さパターンを示します。 著者らは、心血管疾患の病因における微小血管の機能不全の役割の継続的な関心​​を持っています。彼らの最初のNIH / NHLBIの助成金では、著者らは、正常血圧、前高血圧および高血圧被験者を含む200人のコホートを、組み立て、および微小血管障害（毛細血管希薄化と内皮機能の指標）に一連の調査を行った。このコホートにおける個人は18から55歳であったから、60％が女性、46％がアフリカ系アメリカ人、および61％であったprehypertensive（N = 122）。以前に公開されて詳細10,11の断面が、我々の調査結果は、...

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。

The authors have utilized capillaroscopy and forearm blood flow techniques to investigate the role of microvascular dysfunction in pathogenesis of ...

これらの手順の全体的な目標は、非侵襲的に、毛細血管を使用して微小循環を視覚化し、毛細血管を使用したプレチスモグラフィーで内皮機能を評価することです。これは、最初に被験者の腕に閉塞後の反応性充血を誘発することによって達成されます。次に、機能的に灌流されたすべての毛細血管を特定するために画像を撮影します。次に、プレチスモグラフィーを使用して、ひずみゲージを被験者の前腕に巻き付け、前腕の血流のプレチスモグラフィー測定値を記録します。最終的には、反応後の充血ひずみゲージプレチスモグラフィーによる毛細血管および内皮機能による直接視覚化により、毛細血管密度を示す結果を非侵襲的に得ることができます。この手法は、ビデオキャップや侵襲性プレチスモグラフィーなどの既存の方法と比較した場合の主な利点は、安価で非侵襲的であることです。手順のデモンストレーションを手伝うのは吐き気です。私の研究室の研究コーディネーターであるファッシュは、3本目の指の背側皮膚にある爪のひだ毛細血管を、250ワットのハロゲン光ファイバーランプ照明、3.2倍の対物レンズを使用し、4メガピクセルのスポットにリンクされた実体顕微鏡を使用して視覚化します。Insightモノクロデジタルカメラとスポットイメージングソフトウェアを備えたラップトップコンピューターを使用して、最低10時間の夜間絶食と20分間の座位で被験者を温度管理された部屋に座らせ、左手を心臓の高さまで上げて動きを制限します。患者に左手と前腕を顕微鏡の基部にある折りたたまれた毛布の上に置いてもらい、2番目の覆われた毛布を使用して前腕と手をゆるく覆い、安静時に灌流された毛細血管を検出します。3分間にわたって一連のベースライン写真顕微鏡写真を撮ります。毛細血管密度は、爪のひだの皮膚の平方ミリメートルあたりの毛細血管の数として定義され、動きによって最も歪まない最も明確に焦点を合わせた4つの画像から得られた不十分な測定値の平均として計算されます。機能的に灌流された毛細血管を定量化するには、左上腕の閉塞カフを収縮期血圧より水銀より 10 分間 40 mm まで膨らませることにより、閉塞後反応性充血を誘発します。動脈閉塞を解除し、すぐに1分間の画像撮影を開始して、機能的に灌流されたすべての毛細血管を特定します。10 分間の休息後、最大毛細血管密度を定量化し、アーム カフを 60 ミリメートル水銀柱まで 60 秒間膨らませて静脈閉塞を誘発します。カフを離したら、さっきと同じようにすぐに撮影を始めましょう。内皮機能は、閉塞後の反応性充血の前後に、sivertson の方法による前腕血流の非侵襲的プレチスモグラフィー測定を使用して評価されます。反対側の腕に装着した自動血圧計を使用して、収縮期血圧と拡張期血圧、および心拍数を測定します。次に、上腕の閉塞カフを被験者の腕に置き、調整可能な静脈ポールに接続されたスリング包帯を使用して、腕を心臓の高さで快適に吊り下げます 仰臥位の休息の後、被験者を座位にして水銀とゴム製のひずみゲージをループさせ、被験者の前腕の周りの静止時間を超えて10%伸ばします。 肘前窩の5センチメートル下。ひずみゲージをドップラーレコーダーに接続されたプラズマグラフトに接続して、手への血流を遮断します。被験者の手首に小児用カフを装着し、200ミリメートルの水銀まで膨らませます。次に、反対側の腕の上腕のカフを50ミリメートル水銀まで膨らませます。1 秒半収縮させてから、急速に再膨張させてから収縮させ、閉塞後充血誘発性最大血管拡張または FBF max を誘発します。すぐにひずみゲージを使用して、前腕の血流を30秒間に4回連続で測定します。血管拡張の推定値として、FBF maxとFBF baseの比を計算します。4 つの fbf 最大値の平均を 4 つの FB F ベース値の平均で割ります。最大血管拡張での前腕血管抵抗または FVR max を平均動脈圧またはマップを FBF max で割った値として計算します。ここには、正常血圧の患者と高血圧の患者との間の微小血管系の外観の比較が示されています。左のパネルは、正常な個体のよく整理された列にある直線毛細血管の典型的なネットワークを示しています。対照的に、右側のパネルは、縮んだコイル状の毛細血管のより乱れたパターンを示しています。反応性充血後の毛細血管密度の低下は、機能的毛細血管動員の障害、したがって機能的希薄化を示しています。このビデオを見た後、微小循環を視覚化し、内皮機能を非侵襲的に評価する方法を十分に理解しているはずです。

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内皮機能を評価するための非侵襲的な手順は、遠藤- PAT...

遠藤- PAT 2000で内皮血管拡張機能を評価する

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ここでは、近赤外分光法を使用して下肢の反応性充血を評価するための非侵襲的アプローチについて説明します。このプロトコルは、血管機能障害の存在と治療介入の有効性を判断するために使用できる、血管および微小血管の応答性の標準化された評価を提供します。...

下肢血管機能評価のための反応性充血中の近赤外分光法 

我々は、酸素代謝の指標を推定する脳血流指数の拡散相関分光法対策に脳内ヘモグロビンの酸素化の周波数領域から近赤外分光法対策を組み合わせる。我々は、新生児の脳の健康と発達を評価するためのベッドサイドスクリーニングツールとしてこの測定の有用性を検証した。...

乳幼児の脳代謝と血行動態の非侵襲的光計測

学ぶ微小血管と内皮機能の非侵襲的評価法。カピラロスコピーとプレチスモグラフィーを用いて、前腕血流と毛細血管密度を測定し、閉塞後反応性充血を誘導することで、研究者が循環機能を効率的に解析できる。

微小血管と内皮機能の非侵襲的評価

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