혈관 기능 및 형태의 비 침습적 평가에 대한 방법 론적 접근

다음 실험의 전반적인 목적은 서로 다른 혈관 영역의 불현성 관절경화증을 조사하는 것입니다. 먼저, 혈관 확장제의 이온 도입법을 이용한 레이저 도플러 영상법을 통해 미세혈관 내피 기능을 조사합니다. 다음으로, 혈류 매개 확장 및 글리세린 트리니트레이트 매개 확장을 통해 대혈관 내피 기능을 조사합니다.

마지막으로, 진행된 형태학적 변화를 확인하기 위해 경동맥 내중막 두께를 분석합니다. 결과는 자극에 반응하여 미세혈관 및 대혈관의 내피 기능이 변화함을 보여줍니다. 또한, 경동맥 혈관벽의 특성도 분석합니다.

이러한 방법들은 서로 다른 임상 집단의 혈관 건강에 미치는 중재의 영향을 결정하는 것과 같이, 심혈관 생리학 분야의 핵심적인 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 먼저, 레이저 도플러 이미저를 준비하십시오. 30분 이상 예열하십시오.

장비를 교정하고 소프트웨어가 사용 가능한 상태가 되도록 준비합니다. 또한, perspex 챔버 내의 용액들을 준비합니다. 그 후 연구 대상자를 영상 장치 좌석으로 안내하며, 대상자가 약간 비스듬히 기댄 자세가 되도록 하고, 단단한 베개를 받친 상태에서 한쪽 팔꿈치를 90도로 굽혀 전완이 검은색 매트 위에 편안하게 놓이도록 합니다.

팔뚝이 매트 위의 제자리에 고정될 수 있도록 베개에 확실히 고정하십시오. 다음으로, perspex 챔버를 준비합니다. 우선, 챔버의 플러그를 이온 도입 제어기에 연결하십시오.

그 다음 acetylcholine이 들어 있는 챔버를 Anodal 연결부에 부착하고, sodium nitro perside가 들어 있는 챔버를 카테터 연결부에 부착합니다. 이어서 양면 접착 패드를 사용하여 두 챔버를 고정된 전완의 volar 측면에 연결합니다. 또한, 32 millimeter 커버 슬립으로 챔버를 덮어줍니다.

이제 스캐너 소프트웨어의 홈 화면 왼쪽 상단에 있는 스캐너 설정 창을 엽니다. 이미지 스캔 탭을 선택하고, 창의 오른쪽 하단에 있는 mark 버튼을 클릭하여 스캔할 영역을 지정합니다. 필요한 경우, 관심 영역을 정확하게 스캔할 수 있도록 스캐너 헤드의 위치를 세밀하게 조정하십시오.

창 상단의 스캔 영역 섹션에 스캔 영역의 크기를 입력하여 관심 영역을 수동으로 변경하십시오. 관심 영역에 각 이온 도입 챔버의 직경이 포함되어 있는지 확인하고, 피부 혈류의 변동성을 제한할 수 있을 만큼 충분한 크기인지 확인하십시오. 이제 스캔 완료 후 스캔을 시작할 수 있습니다.

LDI 이미지 분석 소프트웨어를 사용하십시오. 데이터 파일을 열려면 메인 창에서 이미지 검토 옵션을 선택하십시오.

이제 각 챔버의 외경 주변으로 관심 영역을 표시하십시오. 그다지 통계 아이콘을 클릭하면 각 챔버의 12회 스캔 결과에서 추출한 각 챔버별 관류 단위 중앙값이 포함된 열이 표시됩니다. 기선 관류 단위와 최고 관류 단위를 기록하십시오.

먼저 도플러 초음파 기기와 실시간 영상 혈관 이미지 분석 소프트웨어를 설정합니다. 그런 다음 피험자에게 설정 내용을 안내하고 의자에서 휴식을 취하게 합니다. 피험자에게 손목의 모든 장신구를 제거하도록 요청하고, 팔을 편안하게 올릴 수 있도록 베개를 제공합니다.

그런 다음 참가자의 손목에 혈압 커프를 감습니다. 이때 손목은 최대한 움직이지 않게 고정해야 합니다. 이어서, 장비의 선형 트랜스듀서 어레이를 정위 고정 클램프에 고정합니다.

그런 다음 트랜스듀서의 클램프를 조입니다. 이어서 초음파 기기의 메뉴에 접속하십시오. 스캔 주파수를 5 MHz로 설정하고 깊이를 약 3.5 cm로 설정합니다.

이제 트랜스듀서를 사용하여 종단 스캔으로 상완동맥의 위치를 찾습니다. 일반적으로 주관절와 상단 2~10cm 위에 위치합니다. 그런 다음 혈관의 근벽과 원벽의 밝기가 대칭이 되도록 게인을 설정하십시오.

컬러 도플러를 통해 동맥을 통해 맥동하는 동맥혈을 확인할 수 있으며, 이를 통해 정맥과 구별할 수 있습니다. 상완동맥의 뷰를 설정하여 화면상에 동맥이 명확하고 수평으로 보이게 합니다. 소프트웨어상에서 동맥은 두 개의 실선이 평행하게 나타나며 그 사이에는 투명한 영역이 있는 형태로 보여야 합니다.

커서를 사용하여 관심 영역을 표시하면 소프트웨어가 자동으로 기록합니다. 해당 영역의 혈관 직경 조정은 메인 화면의 X 및 Y 버튼으로 수행할 수 있습니다. 이제 시작 버튼을 클릭하고 2분 동안 동맥을 촬영하십시오.

그런 다음 팽창(inflate) 버튼을 누르고 혈압 커프를 수축기 혈압(S systolic pressures)까지 팽창시키면서 5분 동안 기록합니다. 커프의 공기가 빠진 후에는 커프에 의해 손으로 가는 혈류가 차단되어야 합니다. 이후 3분 동안 기록을 계속합니다.

이 시점에서 충혈을 유도하여 산화질소 매개 혈관 확장을 자극합니다. 그 다음 10분간 휴식을 취하게 합니다. 이어서 상완동맥의 위치를 조정하고 2분 동안 동맥 직경의 새로운 기저선 기록을 수행합니다.

이제 피험자에게 500 gram 글리세롤 트리트레이트(glycerol tritrate) 정제를 설하 투여하도록 요청하고 5분 동안 계속해서 기록하십시오. 5분 후 정제를 제거하고 피험자에게 부작용이 나타나는지 모니터링해야 합니다. 데이터를 분석할 때, 기저선 영역에 아티팩트가 있는지 확인하고, 남은 값들을 평균하여 기저선 직경을 구하기 전에 모든 아티팩트를 제외하십시오.

또한, 혈류 매개 혈관 확장 분석 중에 자동으로 감지된 최대 확장 영역을 확인하십시오. 잘못 지정된 경우, 최대값이 포함된 더 좁은 영역을 수동으로 선택하십시오. 이 측정을 위해 피험자가 베개를 밴 침대에 편안하게 눕도록 하십시오.

그다음 기본 트레이스를 위한 ECG 리드를 설정합니다. 리드를 양팔과 왼쪽 발목에 부착하십시오. 이어서 메뉴로 이동하여 스캔 주파수를 10 megahertz로, 기록 깊이를 3~4 cm로 설정합니다.

그런 다음 이전과 같이 게인을 조절하십시오. 이제 피험자에게 고개를 왼쪽으로 약간 돌리게 한 뒤, 선형 배열 트랜스듀서를 사용하여 우측 경동맥을 스캔하십시오. 혈관에서 분지점을 찾으십시오. 이 지점은 총경동맥이 내경동맥과 외경동맥으로 분지되는 곳입니다.

경동맥의 모든 구간을 종단면으로 스캔하십시오. 플라크가 관찰될 경우, 총경동맥, 내경동맥 및 외경동맥을 식별하십시오. 이제 이미지를 저장하십시오.

플라크가 없고 경동맥 팽대부(carotid bulb)에서 약 1cm 떨어진 부위의 이미지를 최소 3장 촬영하십시오. 피험자가 머리를 반대편으로 돌리게 하여 왼쪽 경동맥을 기록하기 위해 동일한 절차를 반복하십시오. 이후, 동맥 측정 소프트웨어 패키지를 사용하여 이미지를 오프라인으로 분석하며 CIMT와 내강 직경(lumen diameter) 값을 수집하십시오.

근벽(near wall)에서는 정확한 측정이 불가능하므로 원벽(far wall)의 측정값만 분석하십시오. 심혈관 질환이 없는 건강한 중년 여성에게 이온토포레시스를 이용한 레이저 도플러 영상을 촬영하였습니다. 두 자극 모두에서 중앙 혈류량이 현저히 증가했습니다.

최대 혈류량은 acetylcholine의 경우 455 perfusion units, sodium nitro proxide의 경우 446 perfusion units에 도달했습니다. 심혈관 질환이 없는 건강한 젊은 여성을 대상으로 혈류 매개 확장 및 glycerol tritrate 매개 확장을 모두 조사했습니다. 혈류 매개 확장 검사에서는 동맥 직경이 약 10% 증가했으며, glycerol tritrate 매개 확장에서는 동맥 직경이 약 30% 증가했습니다. 건강한 개인의 왼쪽 경동맥에서 경동맥 내중막 두께를 관찰했습니다.

원측벽의 CIMT 값은 0.83 millimeters였으며, 내경은 7.71 millimeters였습니다. 우측 경동맥의 동일 측정값은 발달 후 0.87 millimeters 및 7.8 millimeters였습니다. 이러한 기술들은 심혈관 생리학 연구자들이 다양한 임상 집단에서 심혈관 질환의 메커니즘을 이해할 수 있는 기반을 마련했습니다.