내피 기능 장애는 수많은 질병 상태와 관련된 인간의 심혈관 사건의 예측이다. 흐름 매개 혈관 확장 (FMD)는 내피 세포 기능을 평가 비 침습적 초음파 방법이다. 방법 론적 선택과 작업자의 경험은 결과에 영향을 미칠 수 있습니다. 인간 연구에서 FMD에 대한 체계적인 접근 방법은 여기에서 논의된다.
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이 논문에서
요약
초록
혈관 내피 세포는 혈관의 내부를 모두 커버와 구조적 및 기능적 역할을 제공하는 세포의 단일 층이다. 내피는 플라즈마 성분에 백혈구 부착 및 통합뿐만 아니라 제어 투과성을 방지하는 배리어로서 작용한다. 기능적으로, 내피는 혈관 톤에 영향을 미칩니다.
내피 기능 장애는 혈관 톤, thombroresistance, 세포 증식 및 세포 분열을 조절하는 화학 종 사이의 불균형이다. 이는 죽상 경화증의 첫 단계 및 관상 동맥 질환, 말초 동맥 질환, 심장 부전, 고혈압, 고지혈증과 연관된다.
내피 기능 장애의 첫 번째 데모는 아세틸 콜린과 정량적 관상 동맥 조영술의 직접 주입을 포함했다. 아세틸 콜린은 세포 내 칼슘 증가 및 NI의 증가로 이어지는, 내피 세포 표면에 무스 카린 수용체에 결합⚻에 정해진 산화물 (NO) 생산. 내피 손상 환자는 역설적 인 혈관 수축을 경험하는 동안 그대로 내피 세포와 환자에서 혈관 확장이 관찰되었다.
고해상도 B-모드 초음파를 사용하여 말초 동맥 내피 세포 기능을 측정하는 비 침습적 생체 내 방법이 존재한다. 말초 동맥 내피 기능 밀접 관상 동맥 기능에 관한 것이다. 이 기술은 사지 허혈 다음 반응 충혈의 기간 동안 상완 동맥 %의 직경 변화를 측정한다.
내피 세포 의존적 혈관 확장 매개 흐름이라고하는이 기법은, (FMD) 임상 연구에서 설정 값을 갖는다. 그러나, 생리 학적 및 기술적 문제점의 수는 기술을위한 결과 및 해당 지침의 정확성 발행 한 영향을 미칠 수있다. 가이드 라인에도 불구하고, FMD는 크게 개인차가 남아 있고 가파른 학습 곡선을 제시한다.이 문서에서는 상완의 상완 동맥의 FMD를 측정하는 표준화 된 방법을 제시하고 내부 작업자의 변동성을 줄이기 위해 제안을 제공합니다.
서론
인간의 혈관 내피 세포는 신체 내에서 구조적 및 기능적 역할을 제공합니다. 조직학 섹션에서, 내피 세포는 평활근 세포 (미디어) 및 결합 조직 (외막)의 두꺼운 층의 층 위에 앉아 1-2 미크론 두께의 얇은 셀 층을 포함하고, 작은 나타난다. 전체적으로 볼, 내피는 혈액 및 혈관 평활근 조직 간의 정보 교환을위한 넓은 면적을 제공한다. 추정 한 700 평방 미터의 단면적 및 70kg의 사람에 1,000-1,500 g의 질량, 간이 한 질량에서 대등하다. 화학적 신호 전달에 기계식 혈관의 항상성을 유지하기 위해 건강한 내피는 허용한다. 내피 기능 장애는 이러한 매개체의 불균형 및 혈관 질환의 첫 번째 단계, 동맥 경화의 조직 학적 증거에 존재하는 사전이다. 인간의 혈관 확장 기능을 정량화하기위한 비 침습적 생체 방법동맥이 있습니다. 이 방법은, 내피 세포 의존적 혈관 확장 매개 흐름 (FMD)의 임상 시험에서 널리 사용된다.
내피 세포는 혈관의 구조적 요소로서 작용하고이 글리코 사 미노 글리 칸 및 피브로넥틴과 같은 세포 외 기질의 성분을 제조한다. 동맥 혈액의 흐름 급성 손상의 장기 변화는 구조적인 변화가 발생할 수 있습니다. 기능적으로, 혈관 내피 세포는 혈관 톤, 염증 프로세스, antithrombosis 및 항 응고의 규제에 참여하고 있습니다. 혈관 확장이 산화 질소 (NO), 프로 스타 사이클린, 내피 세포 유래 과분극 인자 (EDHF) 3-6에 의해 매개되는 동안 내피 세포는 엔도 텔린을 통해 혈관 수축에 영향을 미칩니다.
내피 기능 장애는 이러한 매개체 및 동맥 경화증의 첫 번째 단계의 임의의 손상이다. 놀랍게도 질병의기구로서, 그것의 임상 적으로 중요한 숫자와 연관되어 있지관상 동맥 질환, 고혈압 및 당뇨병과 같은 조건 7-11. 중요한 것은, 내피 기능 장애 진단 심혈관 질환이없는 사람에서 관찰 및 향후 심혈관 질환 7,12,13의 예측입니다 수 있습니다. 내피 기능 장애의 한 측정, 프래 점수와 함께, 혼자 14 중 측정 위의 추가 예후 정보를 제공 할 수 있습니다.
내피 기능 장애의 대책 약리 제의 직접 주입을 포함 할 수있다. 정량적 혈관 조영술과 함께 예를 들어 아세틸 콜린의 Intercoronary 주입, 그대로 내피 세포와 과목에서 혈관 확장을 보여줍니다. 그러나, 내피 손상 경험 역설적 인 혈관 수축을 가진 개인. 15 말초 동맥에서, 게이지 - 변형 혈량 측정법에 의한 흐름의 측정과 약리 에이전트의 주입은 16 수있다.
에이전트내피 세포에 직접 영향을주고 화학 신호를 이끌어들 내피 세포 의존적 혈관 확장제를 칭한다. 아세틸 콜린, 예를 들면, 세포 내 칼슘 농도, 산화 질소 신타 제 및 혈관 확장 활성을 증가로 이어지는 내피 세포에 무스 카린 수용체에 작용한다. 내피 세포의 개입없이 혈관 확장에 영향을 미칠 에이전트는 내피 세포에 독립적 인 에이전트라고합니다. 세포 내 칼슘 농도 (17)를 규제하는 단백질 키나제를 통해 혈관벽에 혈관 이완을 매개 5'-monophasphate (는 cGMP) - 니트로 글리세린은, 예를 들면, 수용성 guanyl 시클 라제 및 환상 구아노 신 -3 '를 활성화한다.
"흐름 중재, 내피 세포 의존성 혈관 확장"(FMD) 18라는 Celermajer 및 동료에 의해 도입 된 내피 기능 장애를 정량화하기위한 비 침습적, 생체 내 방법이있다. 간단히, 변화는 혈액의 흐름 오픈 전단 응력에 민감한 이온 찬 동맥합니다내피 세포에서 넬스. 신호는 두 번째 메신저 폭포를 통해 tranduced 및 NO 생성, 내피 산화 질소 합성 효소 (eNOS의)를 활성화한다. 이 종 인접한 평활근 세포 (SMC)에 세포막을 가로 질러 확산된다. SMC 내 신호는 세포 내 칼슘 농도를 낮추고 혈관 이완 (19)에 영향을 미치는, 형질 도입된다. 동맥 내강의 직경은 하겐 - Poiseullie 방정식과 일치 혈류의 증가로 이어지는 증가한다. FMD의 효과는 예컨대 모노 - methylarginine (L-NMMA) 20 NO 합성 효소 억제제의 투여 폐지 될 수있다.
Celermajer 외.의 혁신적인 작품은 허혈을 따르는 반응성 충혈 중에 동맥 직경의 변화를 평가하기 위해 고해상도 B-모드 초음파의 사용을 허용하고있다. 이 기술에서는, 피험자가 앙와위 달려 상완 동맥의 직경이 길이 방향 평면에서 측정된다. 혈액 pressu재 커프는 사지에 허혈을 생산하는 데 사용됩니다. 동맥의 직경이 다시 측정된다 혈압 커프의 방출에 이어. 전단 응력의 급속한 변화는 NO 매개 혈관 확장에 대한 자극이다. 간단한 방정식 기준 직경 (수학 식 1)에 대하여 직경의 변화를 설명한다. 이 방정식, 충혈 및 기준 직경의 매개 변수의 전체 논의는, 프로토콜에서 발견 섹션을 결과 할 수있다.
여러 연구에서, %의 FMD는 설립 심혈관 질환 21 ~ 24 환자에서 심혈관 질환을 예측하는 것으로 확인되었습니다. 상완 동맥 %의 FMD과 관상 동맥 사이의 상관 관계 앤더슨 등에 의해 설립 된 FMD., 귀신을심장 (25)에 주변 장치 측정 및 더 많은 임상 관련 허혈성 변화 사이에 링크를 trating. FMD는 용기의 최대 혈관 확장을 보여주지 않는다. 이 평가를 위해, FMD은 동일한 용기의 내피 세포 의존적 혈관 확장 매개 글리세린 뒤에 수있다.
%의 FMD의 측정에 영향을 미치는 기술적 인 문제가 있습니다. 기술의 도입 이후, 여러 연구는 피험자 간 연산자 26 변동성의 높은 정도를 나타내었다. 여기에는 흡연, 고혈압 약물, 시간 공복 상태로 생리적 요인 %의 FMD에 영향을주는 것으로 나타났다. 마찬가지로, 이러한 측정 및 폐쇄 기간 사이트 커프의 위치 선택은 기술적 27,28 측정에 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다. 가이드 라인은 현재 합의를 설명하고 기술의 표준화 사이의 허용이 발표되었다실험실 19,29.
기술의 진화 합의에도 불구하고, 흐름 매개 혈관 확장은 주로 긴 학습 곡선에 의존 운영자 남아있다. Corretti 예를 들어, 독립적으로 작동하기 전에 숙련 된 조사관의 감독하에 소노 그래퍼 전체 100 검사를 권장합니다. 적절한 전문 지식의 수준을 유지하기 위해서는 매년 기술자 완전한 백 검사를 권장합니다. 작은 샘플 모집단 및 제한된 자원 연구자 들어, 학습 곡선 진입 장벽을 제공한다. 이 문서에서는 팔 위쪽에있는 상완 동맥의 흐름 매개 혈관 확장하는 방법을 보여주고 내 운영자 변동성을 줄이기 위해 기술 제안을 제공 할 것입니다.
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프로토콜
조사가 시작한 연구의 일환으로 개발 다음 절차는, 검토하고 캘리포니아 대학에서 승인 된, 인간의 연구 (CHR) 및 모든 참가자 샌프란시스코 (UCSF)위원회는 동의를 통보했다.
1 장비
- FMD를 기록하고 분석하는 EKG 게이트 된 이미지 캡처 시스템을 사용한다. 데스크톱 PC에 필립스 HD11 초음파를 연결합니다.
- PC에 대한 특별 프레임 그래버 카드 초음파에서 비디오 신호를 연결합니다.
- 신호를 증폭 EKG 게이팅 모듈 초음파부터 오디오 신호를 릴레이. 촬상 소프트웨어는 심장주기에서 일관된 시점 식별하고 기록 할 수 있도록 이미지를, PC에 증폭 된 신호를 나른다. EKG에서 R-파의 날카로운 편향로부터의 신호를 생성한다.
- 상완 동맥의 깊이 분해능을 최적화하기 위해 5-12 MHz의 선형 어레이 변환기를 사용한다.
2.주제 준비
- 그 참가자 빨리 확인하고 시험 전에 8 시간 동안 운동을 방지뿐만 아니라 적어도 네 발로 카페인이나 니코틴을 피하십시오. 참가자가 사 반감기에 대한 혈관 톤이나 심 박출량에 영향을 미치는 약물을 피할 수 있는지 확인합니다.
주 : 다이어트, 약물, 그리고 일의 시간이 결과에 영향을 미칠 수 있습니다. - 21 ° C에서 조용하고 어두운 방에서 시험을 실시한다. 길이 방향의 연구를 수행 할 때, 일의 같은 시간에 반복 시험을 개최합니다.
3베이스 라인 측정
- 시험 테이블에 누운 거짓말달라고 부탁합니다. 표준 위치에 3 - 리드 심전도를 연결합니다. 피사체가 편안하게 될 수 있도록하고 시험하는 동안 움직임을 자제하는 모든 정형 외과 문제를 해결합니다.
- 피사체가 시험을 시작하기 전에 10 분 동안 휴식을 허용합니다. 5 분 휴식 후, 진동식, 비 침습적 혈압 모니터에 의해 피험자의 혈압을 측정한다.
- 에 5cm 적용근위 또는 원위 위치 중 하나에서 urniquet 커프는 상완 기술을 설명합니다.
- 옆으로 피사체의 팔을 확장하고 심장의 수준에서 유지한다.
- 운영자의 선호도에 따라, 피사체의 팔을 제한하는 테이블과 베개를 사용한다.
- 피로에 저항하고 손목에 대한 지원을 제공하는 위치에 작업자의 팔을 놓습니다. 손목의 확장을 최소화하고 해부학 적 중립 위치에 팔뚝을 유지하십시오.
- 상완 동맥의 단면 주사, 이두근의 삽입에서 시작하고 근위 진행을 수행. 상완 동맥을 확인하고 랜드 마크 역할을 할 수 담보 선박의 위치를 컬러 플로우 영상을 사용합니다.
- 적절한 위치를 발견하면 기단은 초음파 화면의 왼쪽에 표시되도록 프로브를 90 ° 회전합니다. 상당한 연습과 섬세한 터치를 사용하여 동맥의 위치를 유지합니다. VerifY 선단 근처 조직을 밀어 방향입니다. 프로브의 선단을 따라 피사체의 피부를 표시한다.
- 깊은 또는 프로브와의 포커스 세팅을 맞추고 "먼"상완 동맥의 벽은 화상의 수평 해상도를 향상시킬 수있다. 축 방향의 해상도를 향상시키는 더 높은 주파수 축 방향의 해상도에 프로브 설정을 다양하다.
- 근거리 및 원거리 벽 양쪽의 콘트라스트 분해능을 최적화하기 위해 프로브의 각도를 조정한다. 각도에 작은 변화, 콘트라스트가 향상 될 수 있습니다. 직렬 시험이 주제에 실시하는 경우 간단한 각도기로 각을 추정한다.
- 품질 측정을 위해, 용기는 수평 방향 및 길이 방향 축과 정렬되도록. 압력의 작은 변화를 확인 동맥을 정렬하기 위해 (프로브의 한 모서리를 경사). 전반적으로, 운전자의 피로를 방지하기 위해 압력 빛을 유지한다.
- 최적화 할 경우, "Pignoli의 이중선은"I를 볼 수 있도록n은 모두 벽은 내 중막 두께에 대응. 혈관 내강에 에코를 줄이기 위해 게인 조정을 사용합니다. 정확한 측정을위한 직경 양면 내막 중간체의 두께 (IMT)의 적어도 2cm 허용.
(4)베이스 라인 측정
- 2D 도플러 모드를 사용하여 기준선 속도를 기록한다. 루멘의 중간에 샘플 게이트를 놓고 60 °의 insonation 각도를 유지한다. 데이터의 60 초를 수집합니다.
(5) 폐쇄 단계
- 피사체의 수축기 혈압을 위 50mm 수은으로 커프를 팽창. 5cm 지혈대의 커프를 사용하면 수축기 혈압을 과대 평가하는 것입니다. 교합을 확인하는 차원 도플러 모드를 사용합니다.
- 많은 혈압 커프 서서히 5 분에 걸쳐 압력을 잃게되므로 폐쇄 기간을 추적하는 타이머를 사용한다. 완전한 폐쇄를 확인하기 위해 2D 도플러 모드를 사용합니다.
- 폐색 4:30 후 길이에 약간 피상적 2D-도플러 게이트를 배치동맥의 축. 기준보다 더 높은 속도 2 ~ 3 배을 설명하기 위해 수직 스케일을 조정합니다.
- 기록의 3시 10분에 대한 이미지 캡처 소프트웨어의 설정을 조정합니다.
- 커프 해제, 데이터 분석 중에 직경 피크 시간을 측정하는 중요한 파라미터의 시간을 포착 커프 놓기 전에 10 초 기록을 시작.
6 충혈
- 커프를 놓습니다. 동맥 커프 출시 후 표면적으로 이동할 수 있습니다으로 변화를 보상 도움이되는 소리의 증폭을 듣고있는 동안, 프로브의 위치에 작은 변화를 확인합니다. 동맥 이동하면 도플러 샘플 게이트와 insonation 각도 위치를 조정합니다.
- 속도 기록의 30 초 후, B-모드로 초음파를 전환합니다.
- 프로브가, 시험 중에 근위 밀어 프로브 위치를 확인하기 위해 피험자의 피부에 혈관 랜드 마크 또는 표시를 사용하는 것이 일반적이기 때문에. 시험이 단계는 정확한 얻기위한 중요결과.
- 작은 변화는 실질적으로 이미지를 향상시킬 수있는 양으로 벽에 IMT을 최적화하기 위해 프로브 위치 나 각도를 조정한다. 3 분 동안 직경을 기록한다.
- 반복 측정이 예정되어있는 경우, 전주 포사로부터 레코드 거리에 피사체의 피부에 마킹을 사용한다. 자신의 팔을 90도 구부리고 주름을 표시달라고 부탁합니다. 이전에 만든 라인이 라인에서 측정한다.
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결과
유동 매개 혈관 확장의 주요 변수는 표 1에 나타낸다.
| 변수 | 설명 |
| 평균 속도 (cm / 초) | 혈류에 비례하고 단면적에 반비례 도플러 스펙트럼 파형으로부터 추정 한 심장주기 동안 내강의 중앙 50 %에 혈액의 평균 동맥 속도는 (도 1 참조). |
| 직경 (mm) | 용기의 길이 방향 축선을 따라 측정 한 시야에서 내막 내막 거리 (도 2 참조). 이 기준에 반응성 충혈 동안 측정한다. |
| 유량 (ml / 분) | 순환 유체의 벌크 흐름은 평균 속도와 직경 (식 2 참조)에서 |
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토론
내피 기능 장애는 용기 톤과 동맥 경화증의 개발 초기 단계에 영향을 미치는 화학적 매개체의 불균형이다. 동맥의 반응성을 측정하는 것은 이들 화학적 경로의 상태를 평가하는 방법이다. 반응성을 평가 모두 직접 및 간접 방법은 검지 손가락 (38)의 비 침습적, 펄스 파형 분석 관상 순환 내피 세포의 효능을 직접 주입에 이르기까지 서로 다른 혈관 침대를 존재한다.
상완 동맥 FMD 간접적 고주파 초음파에 의해 내피 세포 기능을 평가하기위한 기술이 확립된다. 임상 시험에서 FMD를 사용하는 장점이 있습니다. 첫째, 기술은 모집 장벽을 완화하는 이해하기 위해 비 침습적 쉽습니다. 또한, 이러한 무증상 환자에서 관상 동맥 조영술과 같은 침습적 기술의 사용은 윤리적 문제를 제기. 다음으로, FMD는 주제 혼합물 준비 최소한의 필요합니다N 침습 기술과 비교하고 전체 시험은 짧은 시간에 완료 될 수있다. 너무 오래 폐쇄 기간은 적절하게 선별 지침 및 과목 내에서 유지되는 ...
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공개 사항
저자가 공개하는 게 없다.
감사의 글
혈관 통합 생리학 및 실험 치료학 (VIPERx) 실험실에서이 작품은 외과, 샌프란시스코의 캘리포니아 대학과 연구 및 교육을위한 북부 캘리포니아 공과 대학에서 기금에 의해 지원되었다. 설명이 프로젝트는 연구 자원에 대한 국가 센터에서 보너스 번호 KL2RR024130에 의해 지원되었다. 내용은 전적으로 저자의 책임이며 반드시 연구 자원에 대한 국가 센터 또는 국립 보건원의 공식 견해를 대변하지 않습니다.
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재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 필립스 HD 11XE 초음파 | 필립스 헬스케어 | ||
| 5-12MHz 선형 어레이 트랜스듀서 | 필립스 헬스케어 | L12-5 | |
| 초음파 젤 | Parker Laboratories | ||
| 혈관 연구 도구 v.5.0 | 의료 이미징 애플리케이션, LLC | ||
| MIA 게이팅 모듈 | 의료 이미징 애플리케이션, LLC | ||
| Windows XP | Microsoft, Inc | ||
| 휴대용 아네로이드 압력계 | Welch Allyn | DS66 |
참고문헌
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