방법 논문

Microvascular 및 내피 기능의 비 침습적 평가

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DOI:

10.3791/50008

⸱

2013년 1월 29일

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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

이 논문에서

요약

Capillaroscopy 직접 microcirculation을 시각화를위한 비 침습적 상대적으로 저렴한 방법입니다. 팔 혈액의 흐름 기술은 내피 기능의 인정 비 침습적 조치를 제공합니다.

초록

저자는 심장 혈관 질환의 pathogenesis에 microvascular 장애의 역할을 조사하기 위해 capillaroscopy과 팔 혈액의 흐름 기법을 활용하고 있습니다. Capillaroscopy 직접 microcirculation을 시각화를위한 비 침습적 상대적으로 저렴한 방법입니다. 비율 모세관 모집은 최대 모세관 밀도 (수동 정맥 폐색 동안 휴일)에 의해 postocclusive 반응성 충혈 (postocclusive 반응 충혈 모세 혈관 밀도가 마이너스 기준 모세 혈관 밀도)에 의해 유도 모세관 밀도의 증가 나누어 평가된다. 퍼센트는 모세 혈관은 (기능적으로 활성) perfused 모든 모세 혈관 존재하는 비율을 나타냅니다, 그리고 최대 모세관 밀도에 의해 postocclusive 반응 충혈 모세 혈관 밀도를 나누어 계산합니다 perfused. %의 모세관 회원 모집 및 퍼센트는 모두 모세 혈관은 모세 혈관 기능의 숫자를 반영 perfused. 팔 혈액의 흐름 (FBF) 기술 홍보ovides은 내피 기능의 비 침습적 조치를 수락 : 비율 FBF 최대 / FBF 기지는 네 개의 FBF 기본 값의 평균으로 네 개의 FBF 최대 값의 평균을 나누어, vasodilation의 추정치로 계산됩니다. 최대 vasodilation (FVR 최대)의 팔 혈관 저항은 FBF 최대로 나눈 평균 동맥 압력 (MAP)로 계산됩니다. capillaroscopy와 팔 기술을 모두 환자에게 쉽게 허용하고 신속하게 배울 수 있습니다.

microvascular 및 내피 기능이 논문에 설명 된 방법을 사용하여 얻은 임상 환자 심혈관 위험 감소 전략의 미래 유틸리티가있을 수 있습니다 측정합니다. 우리가 게시 한 바와 같이 그 microvascular 및 내피 기능 장애를 보여주는 보고서가 prehypertension 포함 고혈압의 초기 단계에서 발견되며, microvascular 및 내피 기능 조치는 결국 초기 식별에 도움이 될 수그 잠재적으로 치명적인 결과와 위험 층별 및 최종 단계 혈관 병리의 예방.

프로토콜

사례 발표 (필수, 해당되는 경우) : NA,이 여전히 실험적인 연구 절차입니다, 아직 임상 적으로 사용되지 않습니다.

진단, 평가 및 계획 (필수, 해당되는 경우) : NA,이는 아직 실험 연구 절차입니다는 아직 임상 적으로 사용되지 않습니다.

절차 (필수) :이 부분은 ​​아래의 가이드 라인을 충족, 관련 절차의 단계별로 설명을 포함해야합니다.

1. 모세관 현미경 (그림 1)

  1. 우리 capillaroscopy 기술은 Serne와 그의 동료 1 일부터 조정되었습니다. 콜라겐 혈관 질환이 알려진 모세관 변경 2를 생산하고 있기 때문에이 절차에 대한 제외 기준은, 콜라겐 혈관 질환입니다.
  2. 최소 10 시간 하루 아침에 신속하고 앉아 나머지 20 분 후, microvascular 측정은 7 사이에 반 시간 동안 실시하고 있습니다호와 11 호는 심장 수준에서 앉은 자세와 왼쪽 손에 제목과 함께 조용한, 온도 제어 룸 (21.5-22.5 ° C 사이의 유지)에,입니다.
  3. 세 번째 손가락의 등 피부에 Nailfold 모세 혈관은 (올림푸스, 센터 밸리, PA) stereomicroscope를 사용하여 시각화 있으며, 디지털 카메라를 (모델 번호-1400 : 진단 기기, 스털링 하이츠, MI) 흑백 4 메가​​ 픽셀 SPOT 통찰력에 연결, 와 노트북 컴퓨터 (델 위도 D600 : 델, 오스틴, TX). 움직임을 제한하려면 왼쪽 손과 팔은 느슨하게 접힌 담요로 덮여 있으며, 현미경의 기본에 위치 다른 접힌 담요 위에 안식합니다.
  4. Nailbed 조명은 250 W의 할로겐 광섬유 램프 (KL 2500LCD :; Elmsford, NY SCHOTT-Fostec)로 이루어집니다 보충 150W의 광섬유 할로겐 광원 (B & B 현미경 (주), Warrendale, PA)에서 추가 조명 사용 어둡게 색소 개인 인치
  5. 모세 혈관,를 시각화하려면3.2x 목적 (올림푸스 3.2/0.07)가 38.4x의 전체 시스템 배율과 함께 사용됩니다.
  6. 카메라와 함께 제공 SPOT 이미징 소프트웨어, 모세관 사진의 어두운 / 밝은 명암을 사용하면 모든 과목에서 모세 혈관의 노출을 극대화하기 위해 동일한 표준 SPOT 소프트웨어 기능 (밝고 어두운 수준의 스트레칭)를 사용하여 향상됩니다.
  7. 모세관 밀도를 수량화하기 위해, 디지털 photomicrographs는 postocclusive 반응 충혈 동안 휴식 기준선에서 세 단계의 각 기간 동안 모든 3-5 초 촬영하고, 정맥 폐색 동안 수 있습니다. (A) 휴식 기준에 photomicrographs는 모세 혈관은 휴식 perfused 감지 할 수있는 3 분에 걸쳐 이동합니다. 다음과 같이 (B) postocclusive 반응 충혈 동안, photomicrographs는 기능적으로 perfused 모세 혈관을 (기본 플러스 예약 모세 혈관) 수량화로 이동합니다. 먼저, 왼쪽 팔 위쪽에 가림 커프는 10 분에 수축기 혈압 위 40mm의 HG로 증가하고 있습니다. Photomicrographs 그 다음 일 중에 찍은전자 첫번째 분은 즉시 모든 기능 perfused 모세 혈관을 시각화, 동맥 폐색의 출시에 따라. 반응 충혈에 따라 낮은 모세 혈관 밀도는 장애인 기능 모세관 바뀐다는 것을 의미하고, 따라서 기능 희박. (C) 정맥 가림 photomicrographs 동안 모두 perfused (활성 적혈구 (RBC) 모션)과 다음과 같이 모세 혈관 3 (정체, 비 이동 적혈구가 가득) nonperfused을 포함 최대 모세관 밀도를 수량화로 이동합니다. postocclusive 반응 충혈 절차 후 나머지 십분 후, 팔 커프는 수동적으로 모든 특허 모세 혈관의 존재에 피를 강요하고 photomicrographs이 기간 동안 찍은 60 초에 60mm HG로 증가하고 있습니다. 최대 모세관 밀도는 포함되어 있기 때문에 구조적으로 존재하는 모든 모세 혈관, 최대 모세관 밀도의 감소는 구조 희박를 나타냅니다.
  8. 모세관 밀도는 평방 밀리미터 당 모세 혈관의 수로 정의됩니다nailfold 피부의 limeter, 그리고는 최소 움직임에 의해 왜곡 네 개의 가장 명확하게 초점을 맞춘 이미지에서 얻은 네 측정의 평균으로 계산됩니다. 우리의 연구에서, 모세관 카운트에 대한 전형적인 값 (모세 혈관 / mm 2) 정맥 폐색에 대한 후 허혈성 및 90-105에 대한 기준, 65-90에 55-80했습니다. %의 모세관 채용에 대한 값은 5 %와 25 % (~ 10-15 % 평균) 사이에 70 %와 normotensives보다 hypertensives 중 낮은 것 값 95 % (~ 80~90%을 의미) 사이에 모세 혈관 perfused %를 일반적입니다. 계산 절차의 재현성은 10 개 과목의 사진과는 독립적 수동 평가 (그림 2)를 수행 셋 관계자와 확인되었습니다. 관찰은 이러한 과목의 정체성과 혈액 압력에 둔감했다. 교육 후, 독립적으로 수행 이후의 계산은 계약의 높은 수준을 보여 주었다. 평균 간 평가자 및 내부 평가자 불일치가 orde였다2-3 모세 혈관 / mm 2의 R 및 intraclass 상관 계수가 0.90보다 모두 더 있었다. capillaroscopy 조치의 단기 변화가 상호 평가자 및 내부 평가자 차이 (약 2 모세 혈관 / mm 2)와 같은 크기의 동일한 순서 있었지만, 2-3년 동안 관찰 장기적인 변화는 큰 규모의 순서였다 (약 15 모세 혈관 / mm 2), 세로 변경 사항은 즉시 평가자 변화 구별 될 수 있다는 의미. 두 모세관 기능 측정의 신뢰성은 (intraclass 상관 %의 모세관 모집에 대한 계수 = 0.84와 %를 perfused 모세 혈관에 대한 0.82)도 높은했습니다.

  9. 조사는 이제 이미지 - 프로 플러스 이미징 소프트웨어 (: 그림 3 버전 6.2, 미디어 인공 이식, 주식회사, 베데스다, MD)를 사용하여 모세관 밀도를 정량화에 대한 컴퓨터 기반의 방법을 사용합니다. 기준, 후 허혈성 및 veno 사이의 피어슨 상관 관계10 과목에서 소프트웨어 및 해당 설명서 카운트 짓을 우리가 혼잡 계산은 두 가지 방법 사이의 합리적인 계약을 나타냅니다 (모든 P <0.05) 각각 0.78, 0.78 및 0.71이었다. 컴퓨터 기반 계산의 신뢰성 수동 카운트보다 약간 낮은하지만 (정맥 폐색에 대한 기준에 대한 intraclass 상관 계수 = 0.91, 후 허혈성를위한 0.86 및 0.84) 여전히 높다. 우리는 또한 우리가 현재 발행을 준비하고 고혈압, 등 다양한 심혈관 위험 요인이있는 자동 계산의 연결을 보여주는되지 않은 데이터가 있습니다.

  10. 표 1은 모세 혈관 밀도 측정 및 계산을 요약 한 것입니다. 비율 모세관 모집은 최대 모세관 밀도에 의해 postocclusive 반응 충혈 (postocclusive 반응 충혈 모세 혈관 밀도가 마이너스 기준 모세 혈관 밀도)에 의해 유도 모세관 밀도의 증가를 (수동 veno 동안 관찰 나누어 평가된다우리 가림). 퍼센트는 모세 혈관은 (기능적으로 활성) perfused 모든 모세 혈관 존재하는 비율을 나타냅니다, 그리고 최대 모세관 밀도에 의해 postocclusive 반응 충혈 모세 혈관 밀도를 나누어 계산합니다 perfused. %의 모세관 회원 모집 및 퍼센트는 모두 모세 혈관은 모세 혈관 기능의 숫자를 반영 perfused. 이러한 조치에 대한 낮은 값은 기능 모세관 희박를 나타냅니다.

2. 내피 기능 평가

  1. 내피 기능은 vasodilation을 유발하는 반응성 충혈의 내피에 의존 자극을 활용 Sivertsson, (4)의 방법에 따라, 팔 혈액 흐름의 비 침습적 plethysmography 측정을 사용하여 postocclusive 반응성 충혈 이전과 이후 평가된다.
  2. 의 휴식 길이가 aroun를 조작 해 놓았 너머 나태한 나머지 10 분 후 앉은 자세에서 대상으로 수은에 고무 스트레인 게이지는 10 %로 늘어antecubital fossa 아래 D 피사체의 팔 5cm.
  3. 결과적으로 도플러 레코더 (, DE Hokanson, Inc의, Belleveue, WA CW-1)에 연결되어,; 스트레인 게이지는 plethysmograph (벨뷰, WA DE Hokanson, Inc의 EC-4)에 연결되어 있습니다.
  4. 상부 암 가림 커프가 적용되고, 팔이 조절 정맥 주사 극에 연결된 슬링 붕대를 사용하여 심장 수준에서 편안하게 일시 중지되었습니다. 수축기 및 이완기 혈액 압력과 심장 박동을 반대 팔에 위치 Dinamap ProCare 100 자동 BP의 커프 (GE 의료, Piscataway, NJ)를 얻을 수 있습니다.
  5. 손목 주위 소아 커프는 손에 흐름을 막다 할 수 HG 200mm로 증가하고 있습니다. 위쪽 팔 커프는 50mm의 HG로 증가 1.5 초에 deflated 한 다음, 팔 주변에 스트레인 게이지의 확장을 통해 얻은 각 팔 혈액의 흐름 측정에 빠르게 이전에 다시 증가 할 수 있습니다.
  6. 팔 혈액의 흐름 (FBF)가 다시 안식 기준 (FBF 기지)에서 측정되어t postocclusive 충혈 유발 최대 vasodilation (FBF 최대). 기본 혈액 흐름 측정, 연속 4 FBF 곡선은 30 초 (FBF베이스)에서 얻을 수 있습니다.
  7. 가림 커프 그 다음 10 분에 수축기 혈압 위 40mm의 HG로 증가하고 있습니다. 동맥 폐색 (postocclusive 반응 충혈)의 출시에 이어, 연속 4 FBF 곡선은 흐름의 첫 번째 30 초 (FBF 최대)에서 얻을 수 있습니다.
  8. 비율 FBF 최대 / FBF 기지는 네 개의 FBF 기본 값의 평균으로 네 가지 FBF 최대 값의 평균을 나누어, vasodilation의 추정치로 계산됩니다. 최대 vasodilation (FVR 최대)에서 5 팔 혈관 저항은으로 계산됩니다 FBF 최대로 나누어 동맥 압력을 (MAP) 의미합니다. 반응 충혈 동안 FBF 최대 직접 간 동맥 아세틸 콜린의 최대 주입, 내피에 의존 vasodilator 후 FBF와 관련이 있습니다. 6 따라서, FBF 맥스와 비율 FBF 최대 / FBF베이스가 내피 기능의 비 침습적 조치. 6-8 또한 허용되며, FBF 맥스와 FVR 최대 모두 저항 동맥 구조적 변화 (증가 벽 / 루멘 비율) 반영합니다. 9

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결과

normotensive와 고혈압 개인 사이의 microvasculature의 모양의 차이는 그림 4 대와 5를 비교하여 쉽게 명백 있습니다. 그림 4 normotensive 개인의 잘 조직 된 행에 연속 모세 혈관의 전형적인 네트워크를 보여줍니다. 대조적으로, 그림 5는 축소, 코일 모세 혈관의 더 disarranged 패턴을 보여줍니다.

저자는 심장 혈관 질환의 pathogenesis에 microvascular 장애의 역할에 지속적인 관심을 가지고. 첫 NIH / NHLBI 부여에서, 저자는 성공적으로 normotensive, prehypertensive, 그리고 고혈압 과목을 포함한 200 개인의 일대를 조립하고, microvascular 장애 (모세관 희박와 내피 기능 측정)에 조사 일련의를 수행. 18-55에서 시대에 원거리이 일대에서 개인은 60 %의 여성 46% 아프리카 계 ...

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토론

Capillaroscopy (모세관 현미경)는 모세관 구조의 표준이 아닌 측정하기위한 한 방법입니다. 그러나, 현재 모세관 structure.Furthermore 직접 평가를위한 표준 방법이 없습니다, 모세 혈관 현미경 널리 출판 작품 12, 13, 10, 11, 14-18의 큰 성장 본문에 capillarydensity의 직접적인 평가에 사용 된 . 또한 팔 혈액 흐름, 혈관 기능의 잘 알려진 측정, 10, 11 및 UAE, 선박 부상을 잘 구축 조치 (게시되지 않은 작품 준비 원고)와 capillaroscopy 결과를 상호 연관하여 모세 혈관 현미경 기술을 검증 한 . 원본 방법론 비디오 사진을 사용하여 지속적으로 시각화를 활용하지만, 우리의 단순화 된 방법론은 여전히​​ 절차 섹션에 명시된 바와 같이 분 이상 반복적으로 촬영 디지털 사진을 활용합니다.

그것은 이론적으로 사실이지만 그 최대 모세관 밀도 공동과소 평가하거나 참조하는 실...

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공개 사항

저자는 공개 할이 작품의 행위 또는 출판에 관한 관심의 금융 충돌이 없습니다.

감사의 글

이 작품은 국립 심장, 폐, 및 혈액 연구소에서 부여 보너스 번호 R01HL096593과 K23HL72825에 의해 지원되었다. 내용은 전적으로 토마스 제퍼슨 대학의 책임이며, 반드시 국립 심장, 폐, 및 혈액 연구소 또는 건강의 국립 연구소의 공식 전망을 대표하지 않습니다.

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