血管機能と形態の非侵襲的なアセスメントに方法論的アプローチ

本実験の全体的な目的は、異なる血管領域における不顕性関節硬化を調べることです。まず、血管拡張薬のイオン導入を伴うレーザードップラーイメージングを用いて、微小血管の内皮機能を評価します。次に、血流依存性血管拡張およびグリセリルトリニトレート誘発性血管拡張を用いて、大血管の内皮機能を評価します。

最後に、頸動脈の内中膜厚を解析し、高度な形態学的変化を確認します。その結果、刺激に応答した微小血管および大血管の内皮機能の変化が示されます。さらに、頸動脈の血管壁についても特性解析を行います。

これらの手法は、異なる臨床集団における血管の健康状態に対する介入の影響を判断するなど、心血管生理学分野における重要な疑問への回答に役立ちます。まず、レーザードップラーイメージャを準備します。30分以上ウォームアップさせてください。

装置のキャリブレーションを行い、ソフトウェアを使用可能な状態にします。また、パースペックスチャンバー内に溶液を準備します。次に、被験者をイメージングシートに誘導し、体を少しリクライニングさせた状態で、硬めの枕の上に配置します。片方の肘を90度に曲げ、前腕を黒いマットの上に快適に配置させてください。

前腕を枕に固定し、マットの上で動かないようにしてください。次に、パースペックス製チャンバーを準備します。まず、チャンバーのプラグをイオントフォレーシスコントローラーに取り付けます。

次に、アセチルコリンを含むチャンバーをアノード接続部に、ニトロプルシドナトリウムを含むチャンバーをカテーテル接続部に装着します。その後、両方のチャンバーを両面粘着パッドを用いて、固定した前腕の掌側面に接続します。また、チャンバーを32 mmのカバーガラスで覆います。

次に、スキャナーソフトウェアのホーム画面左上にあるスキャナー設定ウィンドウを開きます。「画像スキャン」タブを選択し、ウィンドウ右下の「マーク」ボタンをクリックしてスキャンする領域を指定します。必要に応じて、関心領域を正確にスキャンできるよう、スキャナーヘッドの位置を慎重に調整してください。

ウィンドウ上部にあるスキャンエリアセクションにスキャン領域のサイズを入力し、関心領域（ROI）を手動で変更します。関心領域に各イオン導入室の直径が含まれていること、および皮膚血流の変動を抑えるのに十分な大きさであることを確認してください。これで、スキャンの完了後にスキャンを開始できます。

LDI画像解析ソフトウェアを使用します。データファイルを開くには、メインウィンドウの画像レビュー（image review）オプションを選択してください。

次に、各チャンバーの外径周辺に関心領域（ROI）を設定します。その後、統計アイコンをクリックすると、各チャンバーの12回のスキャンそれぞれにおける、各チャンバーの灌流ユニットの中央値を含む列が表示されます。ベースラインの灌流ユニットと最高灌流ユニットを記録してください。

まず、ドップラー超音波診断装置とリアルタイム血管画像解析ソフトウェアのセットアップを行います。次に、被験者に装置について説明し、椅子に座ってリラックスしてもらいます。被験者に手首のアクセサリーを外してもらい、腕を快適に置けるように枕を使用してください。

次に、被験者の手首に血圧計のカフを巻きます。手首は可能な限り静止させておく必要があります。続いて、装置のリニアプローブアレイをステレオタキシスクランプで固定します。

次に、トランスデューサーのクランプを締めます。続いて、超音波診断装置のメニューを開きます。走査周波数を5 MHzに設定し、深度を約3.5 cmに設定します。

次に、トランスデューサーを用いて、縦走走査で上腕動脈を特定します。通常、肘窩から2～10 cm上方に位置しています。その後、血管の近壁と遠壁が対称的な明るさになるようにゲインを調整します。

カラードップラーにより、動脈内を拍動する動脈血が示され、これにより静脈と区別できます。上腕動脈のビューを設定し、画面上で明確かつ水平に見えるようにします。ソフトウェア上では、2本の平行な実線の間にクリアな領域がある状態で表示されるはずです。

カーソルを使用して関心領域を指定すると、ソフトウェアが自動的に記録を開始します。領域の血管径の調整は、メイン画面のXボタンおよびYボタンで行うことができます。次に、スタートボタンをクリックし、動脈を2分間撮影します。

次に、「inflate」を押して5分間記録し、その間に血圧カフを収縮期血圧（S）まで加圧します。カフの脱気後、手への血流がカフによって遮断されるはずです。そのままさらに3分間記録を続けます。

この時点で充血を誘発し、一酸化窒素を介した血管拡張を刺激します。その後、10分間の休止時間を設けます。次に、上腕動脈の位置を調整し、動脈径の新たなベースライン記録を2分間行います。

次に、被験者に500 gramのグリセロールトリトラート錠剤を舌下に投与し、さらに5分間記録を継続します。5分後、錠剤を取り除き、被験者に副作用がないか監視します。データを分析する際は、ベースライン領域にアーチファクトがないか必ず確認し、ベースライン径を算出するために残りの値を平均化する前に、すべてのアーチファクトを除外してください。

また、血流依存性血管拡張（FMD）解析の際は、自動検出された最大拡張領域を確認してください。誤って認識されている場合は、ピークを含むより限定的な領域を手動で選択してください。この測定では、被験者に枕のあるベッドの上で快適に横になってもらってください。

次に、基本的なトレースを行うためにECGリードをセットアップします。リードを両腕と左足首に取り付けます。続いて、メニューからスキャン周波数を10 megahertzに、記録深度を3〜4 cmに設定します。

その後、前述と同様にゲインを調整します。次に、被験者に頭をわずかに左に傾けるよう求め、リニアアレイプローブを用いて右総頸動脈をスキャンします。血管の分岐点を探索してください。ここは総頸動脈が内頸動脈と外頸動脈に分岐する部位を示しています。

頸動脈の全区間を縦断面でスキャンします。プラークが認められる場合は、総頸動脈、内頸動脈、および外頸動脈を特定します。ここで画像を保存します。

プラークがなく、頸動脈球から約1cm離れた部位の画像を少なくとも3枚撮影します。被験者に頭を反対側に向けさせ、同様の手順を繰り返し、左頸動脈を記録します。その後、動脈測定ソフトウェアパッケージを用いて画像をオフラインで解析し、CIMT（頸動脈内膜中膜複合体厚）とルーメン径の値を収集します。

近壁側からの正確な読み取りは不可能であるため、遠壁側からの読み取り値のみを解析してください。心血管疾患のない健康な中年女性を対象に、イオントフォレーシスを併用したレーザードップラーイメージングを実施しました。両方の刺激において、血流の中央値に顕著な増加が見られました。

最大血流速度は、アセチルコリンで455 perfusion units、ニトロプルシドナトリウムで446 perfusion unitsに達しました。心血管疾患のない健康な若い女性を対象に、血流依存性血管拡張（FMD）およびグリセリルトリニトレート誘発性血管拡張の両方を調査しました。血流依存性血管拡張試験では動脈径が約10%増加し、グリセリルトリニトレート誘発性血管拡張では動脈径が約30%増加しました。また、健康な個体の左総頸動脈において、頸動脈内中膜複合体厚（IMT）を測定しました。

遠壁のCIMT値は0.83 millimetersで、内腔径は7.71 millimetersであった。右総頸動脈における同様の測定値は、形成後、0.87 millimetersおよび7.8 millimetersであった。これらの手法の開発により、心血管生理学の研究者が、異なる臨床集団における心血管疾患のメカニズムを理解するための道が開かれた。