Name: Ocena ultrasonograficzna poszerzenia tętnic ramiennych i udowych powierzchownych w zależności od przepływu u szczurów (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-11-03T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 40 s
Description: Poznaj nieinwazyjną metodę oceny funkcji śródbłonka naczyniowego u szczurów za pomocą ultrasonograficznego pomiaru przepływem wymedialowanego rozszerzenia tętnic ramiennych i udowych.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Wszystkie obrazowania zwierząt zostały wykonane w Small Animal Imaging Core Facility, University of Utah.
To badanie zostało częściowo sfinansowane z grantów z National Institutes of Health (R21 AG043952, R01 AG040297, K01 AG046326, K02 AG045339 i R01 DK100505).

Wszystkie procedury dla zwierząt były zgodne z Przewodnikiem Opieki i Użytkowania Zwierząt Laboratoryjnych14 i zostały zatwierdzone przez University of Utah i Salt Lake City Veterans Affairs Medical Center Animal Care and Use.
1. Przygotowanie zwierząt
<ol>
	<li>Umieść zwierzę w komorze indukcyjnej znieczulenia zawierającej 3% izofluranu w 100% tlenie. Pozostaw zwierzę w komorze indukcyjnej do momentu, gdy przestanie reagować na bodźce zewnętrzne.</li>
	<li>Wyjmij zwierzę z komory indukcyjnej i umieść je na podgrzewanym stole do badań wyposażonym w elektrody do elektrogramu (EKG). Utrzymuj znieczulenie na poziomie 3% izofluranu w 100% tlenie. FMD tętnicy ramiennej i udowej powierzchownej nie może być wykonywana jednocześnie. Dlatego instrukcje przygotowania do każdego pomiaru znajdują się poniżej.</li>
</ol>
2. Przygotowanie tętnicy ramiennej
<ol>
	<li>Ułóż zwierzę na wznak i przymocuj lewą kończynę górną i każdą dolną kończynę zwierzęcia do stołu do badań za pomocą taśmy chirurgicznej.</li>
	<li>Unieruchomić prawą górną kończynę zwierzęcia tak, aby dolna część kończyny górnej była lekko uniesiona (~0,2-0,5 cm) ponad platformę.</li>
	<li>Nałóż środek do depilacji (np. Nair) na prawą kończynę górną zwierzęcia, aby usunąć włosy.</li>
	<li>Umieść mankiet okluzyjny (standardowy okluder naczyniowy o średnicy 10 mm światła) na prawej kończynie górnej dystalnie do łokcia. Nie opieraj okludera na platformie, ponieważ napompowanie/deflacja poruszy kończyną i zakłóci obrazowanie ultrasonograficzne</li>.
	<li>Ustaw ultrasonograf w trybie B za pomocą klawiatury ultradźwiękowej.</li>
	<li>Nałóż niewielką ilość żelu ultradźwiękowego na kończynę górną zwierzęcia, proksymalnie do mankietu okluzyjnego.</li>
	<li>Ręcznie wyrównaj przetwornik liniowy o ultrawysokiej częstotliwości przymocowany do uchwytu stereotaktycznego z kończyną górną. Tętnica ramienna powinna być widoczna na głębokości 2-3 mm.</li>
	<li>Aby potwierdzić, że obrazowana jest tętnica ramienna, a nie żyła ramienna, przełącz się w tryb PW za pomocą klawiatury ultrasonograficznej. Tętnica będzie miała pulsacyjny przepływ krwi, w przeciwieństwie do sąsiedniej żyły, która będzie miała ciągły przepływ krwi.</li>
</ol>
3. Przygotowanie tętnicy udowej powierzchownej
<ol>
	<li>Ułóż zwierzę na wznak i przymocuj kończyny górne i lewą kończynę dolną do stołu do badań za pomocą taśmy chirurgicznej.</li>
	<li>Unieruchomić prawą kończynę dolną zwierzęcia w pozycji uniesionej (~0,5-1 cm) nad platformą za pomocą podkładki (np. złożonych ręczników papierowych).</li>
	<li>Nałóż środek do depilacji (np. Nair) na prawą kończynę dolną zwierzęcia, aby usunąć sierść. Po depilacji żyła udowa powinna być wyraźnie widoczna w górnej wewnętrznej części uda.</li>
	<li>Umieść mankiet okluzyjny (standardowy okluder naczyniowy o średnicy 10 mm średnicy) proksymalnie do prawej kostki. Nie opieraj okludera na platformie, ponieważ napompowanie/deflacja poruszy kończyną dolną i zakłóci obrazowanie ultrasonograficzne</li>.
	<li>Ustaw ultrasonograf w trybie B.</li>
	<li>Nałóż niewielką ilość żelu ultradźwiękowego na kończynę dolną zwierzęcia, proksymalnie do mankietu okluzyjnego.</li>
	<li>Ręcznie wyrównaj przetwornik liniowy o ultrawysokiej częstotliwości przymocowany do uchwytu stereotaktycznego z żyłą udową, która jest widoczna przez skórę. Tętnica udowa powierzchowna powinna być widoczna na głębokości <1 mm.</li>
	<li>Aby potwierdzić, że obrazowana jest tętnica udowa powierzchowna, a nie żyła udowa, przełącz na tryb PW. Tętnica będzie miała pulsacyjny przepływ krwi, w przeciwieństwie do sąsiedniej żyły, która będzie miała ciągły przepływ krwi.</li>
</ol>
4. Faza bazowa
<ol>
	<li>Zoptymalizuj obraz w trybie B, podobnie jak u ludzi15. Upewnij się, że obserwowany jest poziomy, podłużny obraz naczynia z błoną wewnętrzną uwidocznioną w obu ścianach. Zoptymalizuj obraz, nieznacznie dostosowując umiejscowienie sondy ultradźwiękowej, aby upewnić się, że jak największa część tętnicy jest widoczna w oknie przechwytywania.
	<ol>
		<li>Alternatywnie dostosuj ustawienia ultradźwięków, aby uzyskać lepszy obraz, zmieniając jasność/kontrast, strefy ogniskowania, częstotliwość, zakres dynamiki i gęstość linii. Istnieją inne sposoby optymalizacji obrazu ultrasonograficznego, ale ich szczegółowy opis wykracza poza zakres tego protokołu.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Po zoptymalizowaniu obrazowania tętnic włącz bramkowanie EKG, aby wyświetlać tylko obrazy uchwycone podczas załamka R, aby upewnić się, że podczas każdej rozkurczowej części cyklu pracy serca pobierana jest tylko jedna klatka o średnicy. 
	UWAGA: Bramkowanie EKG jest dostępne w ultrasonografie używanym w tym protokole po wybraniu bramkowania EKG w opcji ustawień fizjologicznych, jednak ta funkcja może nie być dostępna we wszystkich aparatach ultrasonograficznych. Bramkowanie EKG powinno być włączone po optymalizacji obrazu, ponieważ trudno jest uzyskać obraz przy niższej liczbie klatek na sekundę (tj. raz na załamek R). Bez bramkowania EKG, połączenie wysokiego tętna u szczurów i wymogu wysokiej liczby klatek na sekundę w celu uchwycenia rozkurczowej części cyklu serca pozwala na klipy tylko ~10-20 sekund. Kłopotliwy rozmiar i ilość danych w każdym klipie znacznie zwiększa obciążenie analizą.</li>
	<li>Rejestruj 60-sekundowe dane bazowe za pomocą B-mode. 
	UWAGA: Aparat ultrasonograficzny zawsze nagrywa, jednak nie wszystkie obrazy są przechowywane w ultrasonografie, ponieważ istnieje ograniczenie liczby klatek, które można nagrać w klipie ultrasonograficznym. Długość klipu (tj. liczbę klatek) można dostosować w ustawieniach. Zaleca się ustawienie maksymalnej liczby klatek na klip. Gdy nagranie znajduje się na końcu klipu (tj. osiągnięto maksymalną liczbę klatek), nagrywanie jest kontynuowane, ale klip toczy się do przodu, przechwytując ostatnie klatki. W takim przypadku wcześniejsze klatki, które zostały przechwycone poza maksymalnym limitem klatek, są następnie usuwane. Chociaż te zawiłości w nagrywaniu różnią się w zależności od maszyny, może być konieczne dostosowanie długości nagrywania.</li>
	<li>Przełącz na tryb PW. Umieść kursor na środku prześwitu. Bramki próbek zostaną umieszczone automatycznie w odniesieniu do kursora, ale można je dostosować do szerokości za pomocą klawiatury ultradźwiękowej. Utrzymuj kąt insonacji ≤60°.
	<ol>
		<li>Dostosuj kąt insonacji, zmieniając kąt wiązki Dopplera. Dokonaj precyzyjnej regulacji kąta za pomocą klawiatury ultradźwiękowej. Jeśli żaden z nich nie zapewnia kąta odpowiedniego do pomiaru, ręcznie wyreguluj sondę ultradźwiękową, przechylając tętnicę pod bardziej optymalnym kątem. Jeśli zostanie wykonana jakakolwiek regulacja kąta ultradźwięków, ponownie przechwyć obrazy w trybie B.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Zapisz 10-sekundowe dane dotyczące prędkości.</li>
</ol>
5. Faza okluzji
<ol>
	<li>Napompuj okluder naczyniowy za pomocą wypełnionej powietrzem strzykawki o pojemności 10 ml. Aby utrzymać stałe ciśnienie powietrza w okluderze naczyniowym, złóż rurkę na siebie i umieść klips do segregatora na złożonej rurce.</li>
	<li>Przełącz na tryb PW, aby potwierdzić niedrożność mankietu, o czym świadczy duże zmniejszenie prędkości krwi.</li>
	<li>Przełącz się w tryb B i nagrywaj dane w 60-sekundowych klipach, aż do 4:45 minuty okluzji.</li>
	<li>Przełącz na tryb PW. Zapisuj tętno i czas każdego klipu ultrasonograficznego do analizy.</li>
</ol>
6. Faza przekrwienna
<ol>
	<li>Zwolnij mankiet podczas nagrywania w trybie PW, wyjmując klips do segregatora ze złożonej tuby. Nagrywaj 5 sekund przed i 5 sekund po zwolnieniu mankietu.</li>
	<li>Przełącz się w tryb B i nagrywaj dane w 60-sekundowych klipach do 3 minut po okluzji. Zapisuj tętno i czas każdego klipu ultrasonograficznego do analizy.</li>
	<li>Po zakończeniu leczenia pryszczycy należy usunąć zwierzę ze stołu do badań i monitorować do momentu, aż odzyska przytomność na tyle, aby utrzymać pozycję leżącą w mostku.</li>
</ol>
7. Analiza
<ol>
	<li>W celu analizy należy wyeksportować dane ultrasonograficzne jako pliki DICOM do komputera offline wyposażonego w oprogramowanie do wykrywania krawędzi, które pozwala na bezstronne określenie średnicy tętnicy w każdej klatce. Analiza jest możliwa na aparacie ultrasonograficznym, jednak nie jest to zalecane, ponieważ jest niezwykle czasochłonna i podatna na stronniczość badacza.</li>
	<li>Analizuj dane dotyczące średnicy tętnicy w 60-sekundowych segmentach podczas fazy podstawowej i okluzji oraz w 10-sekundowych segmentach podczas fazy przekrwiennej.</li>
	<li>Analizuj dane dotyczące prędkości krwi, korzystając z możliwości analizy przepływu w zautomatyzowanym oprogramowaniu do wykrywania krawędzi. Określ średnią prędkość krwi, mierząc 5 lub więcej kolejnych przebiegów o jednolitym wyglądzie podczas fazy podstawowej i okluzji. Określ średnią prędkość krwi podczas reaktywnego przekrwienia dla prędkości krwi natychmiast po zwolnieniu mankietu. Kształt fali o najwyższej prędkości krwi jest uważany za szczytową prędkość krwi.</li>
</ol>

<ol><li>Smits, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Endothelial+release+of+nitric+oxide+contributes+to+the+vasodilator+effect+of+adenosine+in+humans%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Endothelial release of nitric oxide contributes to the vasodilator effect of adenosine in humans.</a> Circulation. 92, 2135-2141 (1995).</li>
<li>Forstermann, U., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nitric+oxide+synthase+isozymes.+Characterization%2C+purification%2C+molecular+cloning%2C+and+functions%5BTitle%5D)+AND+%22Hypertension%22%5BJournal%5D)">Nitric oxide synthase isozymes. Characterization, purification, molecular cloning, and functions.</a> Hypertension. 23, 1121-1131 (1994).</li>
<li>Gardiner, S. M., Compton, A. M., Bennett, T., Palmer, R. M., Moncada, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Control+of+regional+blood+flow+by+endothelium-derived+nitric+oxide%5BTitle%5D)+AND+%22Hypertension%22%5BJournal%5D)">Control of regional blood flow by endothelium-derived nitric oxide.</a> Hypertension. 15, 486-492 (1990).</li>
<li>Harris, R. A., Nishiyama, S. K., Wray, D. W., Richardson, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrasound+assessment+of+flow-mediated+dilation%5BTitle%5D)+AND+%22Hypertension%22%5BJournal%5D)">Ultrasound assessment of flow-mediated dilation.</a> Hypertension. 55, 1075-1085 (2010).</li>
<li>Corretti, M. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Guidelines+for+the+ultrasound+assessment+of+endothelial-dependent+flow-mediated+vasodilation+of+the+brachial+artery%3A+a+report+of+the+International+Brachial+Artery+Reactivity+Task+Force%5BTitle%5D)+AND+%22J+Am+Coll+Cardiol%22%5BJournal%5D)">Guidelines for the ultrasound assessment of endothelial-dependent flow-mediated vasodilation of the brachial artery: a report of the International Brachial Artery Reactivity Task Force.</a> J Am Coll Cardiol. 39, 257-265 (2002).</li>
<li>Celermajer, D. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Non-invasive+detection+of+endothelial+dysfunction+in+children+and+adults+at+risk+of+atherosclerosis%5BTitle%5D)+AND+%22Lancet%22%5BJournal%5D)">Non-invasive detection of endothelial dysfunction in children and adults at risk of atherosclerosis.</a> Lancet. 340, 1111-1115 (1992).</li>
<li>Niebauer, J., Cooke, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiovascular+effects+of+exercise%3A+role+of+endothelial+shear+stress%5BTitle%5D)+AND+%22J+Am+Coll+Cardiol%22%5BJournal%5D)">Cardiovascular effects of exercise: role of endothelial shear stress.</a> J Am Coll Cardiol. 28, 1652-1660 (1996).</li>
<li>Sessa, W. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((eNOS+at+a+glance%5BTitle%5D)+AND+%22J+Cell+Sci%22%5BJournal%5D)">eNOS at a glance.</a> J Cell Sci. 117, 2427-2429 (2004).</li>
<li>Wray, D. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Does+brachial+artery+flow-mediated+vasodilation+provide+a+bioassay+for+NO%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Hypertension%22%5BJournal%5D)">Does brachial artery flow-mediated vasodilation provide a bioassay for NO?</a> Hypertension. 62, 345-351 (2013).</li>
<li>Green, D. J., Dawson, E. A., Groenewoud, H. M., Jones, H., Thijssen, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Is+flow-mediated+dilation+nitric+oxide+mediated%3F+A+meta-analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Hypertension%22%5BJournal%5D)">Is flow-mediated dilation nitric oxide mediated? A meta-analysis.</a> Hypertension. 63, 376-382 (2014).</li>
<li>Green, D. J., Jones, H., Thijssen, D., Cable, N. T., Atkinson, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Flow-mediated+dilation+and+cardiovascular+event+prediction%3A+does+nitric+oxide+matter%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Hypertension%22%5BJournal%5D)">Flow-mediated dilation and cardiovascular event prediction: does nitric oxide matter?</a> Hypertension. 57, 363-369 (2011).</li>
<li>Brevetti, G., Silvestro, A., Schiano, V., Chiariello, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Endothelial+dysfunction+and+cardiovascular+risk+prediction+in+peripheral+arterial+disease%3A+additive+value+of+flow-mediated+dilation+to+ankle-brachial+pressure+index%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Endothelial dysfunction and cardiovascular risk prediction in peripheral arterial disease: additive value of flow-mediated dilation to ankle-brachial pressure index.</a> Circulation. , 2093-2098 (2003).</li>
<li>Gokce, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Predictive+value+of+noninvasively+determined+endothelial+dysfunction+for+long-term+cardiovascular+events+in+patients+with+peripheral+vascular+disease%5BTitle%5D)+AND+%22J+Am+Coll+Cardiol%22%5BJournal%5D)">Predictive value of noninvasively determined endothelial dysfunction for long-term cardiovascular events in patients with peripheral vascular disease.</a> J Am Coll Cardiol. 41, 1769-1775 (2003).</li>
<li>National Research Council (U.S.). <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Guide+for+the+care+and+use+of+laboratory+animals%22">Guide for the care and use of laboratory animals</a>. , 8th, National Academies Press. (2011).</li>
<li>Alley, H., Owens, C. D., Gasper, W. J., Grenon, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrasound+assessment+of+endothelial-dependent+flow-mediated+vasodilation+of+the+brachial+artery+in+clinical+research%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Ultrasound assessment of endothelial-dependent flow-mediated vasodilation of the brachial artery in clinical research.</a> J Vis Exp. , e52070(2014).</li>
<li>Ghiadoni, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessment+of+flow-mediated+dilation+reproducibility%3A+a+nationwide+multicenter+study%5BTitle%5D)+AND+%22J+Hypertension%22%5BJournal%5D)">Assessment of flow-mediated dilation reproducibility: a nationwide multicenter study.</a> J Hypertension. 30, 1399-1405 (2012).</li>
<li>Thijssen, D. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Heterogeneity+in+conduit+artery+function+in+humans%3A+impact+of+arterial+size%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Physiol+Heart+Circ%22%5BJournal%5D)">Heterogeneity in conduit artery function in humans: impact of arterial size.</a> Am J Physiol Heart Circ. 295, H1927-H1934 (2008).</li>
<li>Green, D. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Why+isn%27t+flow-mediated+dilation+enhanced+in+athletes%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Med+Sci+Sports%22%5BJournal%5D)">Why isn't flow-mediated dilation enhanced in athletes?</a> Med Sci Sports. 45, 75-82 (2013).</li>
<li>Heiss, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+measurement+of+flow-mediated+vasodilation+in+living+rats+using+high-resolution+ultrasound%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Physiol+Heart+Circ%22%5BJournal%5D)">In vivo measurement of flow-mediated vasodilation in living rats using high-resolution ultrasound.</a> Am J Physiol Heart Circ. 294, H1086-H1093 (2008).</li>
<li>Chen, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pharmacological+inhibition+of+S-nitrosoglutathione+reductase+improves+endothelial+vasodilatory+function+in+rats+in+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl+Physiol%22%5BJournal%5D)">Pharmacological inhibition of S-nitrosoglutathione reductase improves endothelial vasodilatory function in rats in vivo.</a> J Appl Physiol. 114, 752-760 (2013).</li>
<li>Pinnamaneni, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brief+exposure+to+secondhand+smoke+reversibly+impairs+endothelial+vasodilatory+function%5BTitle%5D)+AND+%22Nicotine+Tob+Res%22%5BJournal%5D)">Brief exposure to secondhand smoke reversibly impairs endothelial vasodilatory function.</a> Nicotine Tob Res. 16, 584-590 (2014).</li>
<li>Liu, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impairment+of+Endothelial+Function+by+Little+Cigar+Secondhand+Smoke%5BTitle%5D)+AND+%22Tob+Regul+Sci%22%5BJournal%5D)">Impairment of Endothelial Function by Little Cigar Secondhand Smoke.</a> Tob Regul Sci. 2, 56-63 (2016).</li>
<li>Schuler, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+of+endothelium-dependent+vasodilation+in+mice--brief+report%5BTitle%5D)+AND+%22Arterioscler+Thromb+Vasc+Biol%22%5BJournal%5D)">Measurement of endothelium-dependent vasodilation in mice--brief report.</a> Arterioscler Thromb Vasc Biol. 34, 2651-2657 (2014).</li>
<li>Erkens, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Left+ventricular+diastolic+dysfunction+in+Nrf2+knock+out+mice+is+associated+with+cardiac+hypertrophy%2C+decreased+expression+of+SERCA2a%2C+and+preserved+endothelial+function%5BTitle%5D)+AND+%22Free+Radic+Biol+Med%22%5BJournal%5D)">Left ventricular diastolic dysfunction in Nrf2 knock out mice is associated with cardiac hypertrophy, decreased expression of SERCA2a, and preserved endothelial function.</a> Free Radic Biol Med. 89, 906-917 (2015).</li>
<li>Harris, S. A., Billmeyer, E. R., Robinson, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+repeated+measurements+of+radon-222+concentrations+in+well+water+sampled+from+bedrock+aquifers+of+the+Piedmont+near+Richmond%2C+Virginia%2C+USA%3A+%3A+effects+of+lithology+and+well+characteristics%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+research%22%5BJournal%5D)">Evaluation of repeated measurements of radon-222 concentrations in well water sampled from bedrock aquifers of the Piedmont near Richmond, Virginia, USA: : effects of lithology and well characteristics.</a> Environmental research. 101, 323-333 (2006).</li>
</ol>

W niniejszym badaniu wykazano nieinwazyjny pomiar FMD w tętnicach ramiennych i udowych powierzchownych szczurów. Podobnie jak u ludzi6, po 5-minutowym okresie okluzji nastąpił gwałtowny wzrost prędkości krwi (tj. reaktywne przekrwienie), zwiększając w ten sposób szybkość ścinania ściany tętnicy, co spowodowało rozszerzenie naczyń krwionośnych tętnicy. FMD obserwowano zarówno w tętnicy ramiennej, jak i powierzchownej tętnicy udowej. Ponadto stwierdzono silny związek w FMD między tętnicami. Chociaż szczytowa szy...

Śródbłonek naczyniowy to komórkowa monowarstwa, która wyściela światło tętnic i jest ważnym regulatorem funkcji naczyniowych. Ze śródbłonka uwalnia się wiele cząsteczek, które powodują modulację średnicy naczyń krwionośnych. Wśród tych cząsteczek tlenek azotu (NO) wydaje się być główną cząsteczką rozszerzającą naczynia krwionośne uwalnianą ze śródbłonka naczyń krwionośnych w odpowiedzi na stymulację (np. insulinę, acetylocholinę lub zmiany naprężenia ścinającego)1. W śródbłonku naczyniowym NO jest wytwarzany przez enzym śródbłonkową syntazę NO (eNOS), a następnie jest uwalniany z komórek śródbłonka2. NO dyfunduje do mięśni gładkich naczyń krwionośnych, gdzie powoduje rozluźnienie i zwiększenie średnicy naczynia3.
Dysfunkcja śródbłonka może być oceniana nieinwazyjnie u ludzi przy użyciu techniki dylatacji za pośrednictwem przepływu (FMD)4,5. Zaproponowano, że FMD stanowi funkcjonalny test biologiczny na biodostępność NO pochodzącą ze śródbłonka u ludzi i jest zwykle oceniany na tętnicy ramiennej lub powierzchownej kości udowej w odpowiedzi na reaktywne przekrwienie po ~5-minutowym okluzji kończyny6. Reaktywne przekrwienie zwiększa laminarne siły ścinające, które są przenoszone do komórki śródbłonka7, sygnalizując uwolnienie NO8. Chociaż w ostatnich latach odsetek rozszerzenia naczyń krwionośnych zainicjowanego przez uwolnienie NO był dyskutowany9,10, FMD wskazuje na rozszerzenie zależne od śródbłonka i konsekwentnie wykazano, że przewiduje zdarzenia sercowo-naczyniowe11-13.
Do tej pory tysiące badań wykorzystało technikę FMD do nieinwazyjnego pomiaru funkcji śródbłonka u ludzi. Biorąc pod uwagę niedawne przesunięcie nacisku na badania translacyjne, wytyczne dotyczące nieinwazyjnego pomiaru pryszczycy u gryzoni byłyby niezwykle cenne. Zgodnie z podejściem translacyjnym, protokół ten został opracowany do pomiaru pryszczycy w tętnicach ramiennych i powierzchownych udowych szczurów, ponieważ miejsca te są najczęściej mierzone u ludzi. Protokół ten skutkuje solidną i powtarzalną reakcją na pryszczycę u szczurów, jednak pomiar pryszczycy u szczurów jest technicznie wymagający i może być trudny do powtórzenia przez innych badaczy bez demonstracji wideo. Dlatego w poniższym artykule przedstawiona zostanie metoda nieinwazyjnego pomiaru FMD w tętnicach ramiennych i udowych powierzchownych szczurów.

<table><tbody><tr><td>Vevo 2100 System obrazowania mikroultradźwiękowego o wysokiej rozdzielczości</td><td>VisualSonics, Toronto, ON, CAN</td><td></td><td></td></tr><tr><td>MicroScan Przetwornik liniowy o ultrawysokiej częstotliwości - MS-700 30-70 MHz</td><td>VisualSonics, Toronto, ON, CAN</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Stacja obrazowania Vevo</td><td>VisualSonics, Toronto, ON, CAN</td> Podgrzewacz do żelu CAN <td></td><td></td></tr><tr><td>Thermasonic</td><td>Parker Laboratories, Fairfield, NJ, USA</td><td>82-03</td><td>Opcjonalnie</td></tr><tr><td>Signacreme elektroda</td> krem <td>Parker Laboratories, Fairfield, NJ, USA</td><td>17-05</td><td></td></tr><tr><td>Taśma chirurgiczna Transpore</td><td>3M, Maplewood, MN, USA</td><td>1527-1</td><td></td></tr><tr><td>Krem do depilacji (np. , Nair)</td><td>Zaopatrzenie</td><td></td><td></td>ogólne</tr><tr><td>Waciki bawełniane</td><td>Zaopatrzenie</td><td></td><td></td>ogólne</tr><tr><td>Żel do ultradźwięków</td><td>Zaopatrzenie ogólne</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Standardowy okluder naczyniowy, średnica światła 10 mm</td><td>Aparat Harvard, Holliston, MA, USA</td><td>62-0115</td><td></td></tr><tr><td>Strzykawka 10 ml z końcówką Luer-Lok</td><td>Zaopatrzenie</td><td></td> ogólne <td>Używany do aparatu do mankietu okluzyjnego</td></tr><tr><td>Spinacz do papieru</td><td>Zaopatrzenie ogólne</td><td></td><td>Używany do aparatu do mankietu okluzyjnego</td></tr><tr><td>Igła podskórna &ndash; 18 gauge&nbsp;</td><td>Ogólne zaopatrzenie</td><td></td><td>Używany do aparatu do mankietu okluzyjnego</td></tr><tr><td>Średni klips do segregatora</td><td>Ogólne zaopatrzenie</td><td></td><td>Używany do aparatu do mankietu okluzyjnego</td></tr></tbody></table>

ocena ultrasonograficzna poszerzenia tętnic ramiennych i udowych powierzchownych w zależności od przepływu u szczurów

Ultrasound Assessment of Flow-Mediated Dilation of the Brachial and Superficial Femoral Arteries in Rats

Rozszerzenie naczyń tętniczych na wzrost szybkości ścinania ścian wskazuje na funkcję śródbłonka naczyniowego. U ludzi nieinwazyjny pomiar funkcji śródbłonka można osiągnąć poprzez zastosowanie techniki rozszerzania za pośrednictwem przepływu, zwykle wykonywanej w tętnicy ramiennej lub powierzchownej kości udowej. Krótko mówiąc, mankiet do pomiaru ciśnienia krwi umieszczony dystalnie do sondy ultradźwiękowej jest nadmuchiwany do ciśnienia nadskurczowego, co powoduje niedokrwienie kończyny. Po 5 minutach od okluzji mankiet zostaje opróżniony, co powoduje reaktywne przekrwienie i wzrost szybkości ścinania ścian, które sygnalizują uwolnienie cząsteczek rozszerzających naczynia krwionośne ze śródbłonka, wywołując rozszerzenie naczyń krwionośnych. Pomimo tysięcy badań przeprowadzających dylatację za pośrednictwem przepływu u ludzi, co zaskakujące, żadne badania nie wykonywały tej techniki nieinwazyjnie na żywych szczurach. Biorąc pod uwagę niedawne przesunięcie punktu ciężkości na badania translacyjne, ustanowienie wytycznych dotyczących nieinwazyjnych pomiarów dylatacji za pośrednictwem przepływu u szczurów i innych gryzoni byłoby niezwykle cenne. W poniższym artykule przedstawiono protokół nieinwazyjnego pomiaru dylatacji zależnej od przepływu w tętnicach ramiennych i powierzchownych udowych szczurów, ponieważ miejsca te są najczęściej mierzone u ludzi.

Rozszerzenie zależne od przepływu przeprowadzono w tętnicy ramiennej i tętnicy udowej powierzchownej u 8 szczurów linii Wistar. Pozycjonowanie szczura przedstawiono na Rysunku 1.
Reprezentatywne obrazy USG tętnicy udowej powierzchownej przedstawiono na Rysunku 2.
<img alt="Układ do badania ultrasonograficznego zwierząt z mankietem oklu...

Nieinwazyjna ocena funkcji śródbłonka u ludzi może być określona za pomocą techniki dylatacji za pośrednictwem przepływu. Chociaż w tysiącach badań wykorzystano tę technikę, żadne badanie nie wykonywało tej techniki nieinwazyjnie na szczurach. W poniższym artykule opisano nieinwazyjny pomiar dylatacji tętnic ramiennych i udowych powierzchownych szczurów pod wpływem przepływu.

Ocena ultrasonograficzna poszerzenia tętnic ramiennych i udowych powierzchownych w zależności od przepływu u szczurów

Arterial vasodilation to increases in wall shear rate is indicative of vascular endothelial function. In humans, the non-invasive measurement of ...

Ogólnym celem niniejszej procedury jest nieinwazyjna ocena funkcji śródbłonka naczyniowego u żywych szczurów poprzez pomiar rozszerzenia zależnego od przepływu tętnicy ramiennej i tętnicy udowej powierzchownej. Opisane metody umożliwiają ocenę funkcji tętniczej i śródbłonkowej bez konieczności instrumentacji lub uboju zwierząt, co pozwala badaczom na wykonanie wielokrotnych pomiarów w czasie trwania interwencji u jednego osobnika. Osoby początkujące w tym protokole mogą napotkać trudności ze względu na złożoność obrazowania ultradźwiękowego, co jest szczególnie widoczne u szczurów z uwagi na anatomiczny rozmiar tętnic.Po znieczuleniu zwierzęcia ułóż je w pozycji grzbietnej na stole zabiegowym i zastosuj maść oftalmiczną. Przymocuj każdą kończynę górną i dolną do stołu za pomocą taśmy chirurgicznej. Następnie zastosuj krem depilacyjny na prawej kończynie górnej, aby odsłonić skórę.Na tej samej kończynie umieść standardową mankietę do okluzji naczyniowej o szerokości 10 milimetrów. Pozostaw okluder wyłączony z platformy, aby zapobiec przemieszczeniu kończyny, co mogłoby zaburzyć obrazowanie po rozpoczęciu działania okludera. Następnie ustaw aparat USG w trybie B.Następnie nanieś niewielką ilość żelu ultradźwiękowego na tętnicę ramienną. Ręcznie dopasuj przetwornik liniowy o bardzo wysokiej częstotliwości, przymocowany do uchwytu stereotaktycznego, do kończyny górnej. Tętnica ramienna powinna być widoczna na głębokości około trzech do pięciu milimetrów.Aby potwierdzić, że obrazowanie dotyczy tętnicy, a nie żyły, należy przełączyć urządzenie w tryb PW. Tętnica charakteryzuje się pulsacyjnym przepływem krwi, w przeciwieństwie do sąsiadującej żyły, w której przepływ jest ciągły. Przygotuj zwierzę w taki sam sposób jak poprzednio, jednak tym razem unieś prawą kończynę dolną.Następnie nałożyć i usunąć krem do depilacji oraz zlokalizować żyłę udową, która jest widoczna gołym okiem. W tej konfiguracji założyć mankiet uciskowy proksymalnie w stosunku do prawego stawu skokowego, nieopierając mankietu o platformę. Następnie ustawić aparat USG w trybie B.Nanieś niewielką ilość żelu ultradźwiękowego proksymalnie względem mankietu okluzji i ręcznie ustaw przetwornik liniowy o bardzo wysokiej częstotliwości, zamocowany w uchwycie stereotaktycznym, w linii z żyłą udową. Powierzchniowa tętnica udowa powinna być widoczna na głębokości około jednego do dwóch milimetrów. Użyj trybu PW, aby potwierdzić, że nie jest to żyła udowa.Tętnica charakteryzuje się pulsacyjnym przepływem krwi, w przeciwieństwie do sąsiedniej żyły, w której przepływ krwi jest ciągły. Aby zoptymalizować obraz w trybie B, należy najpierw upewnić się, że widoczny jest poziomy obraz podłużny naczynia. Następnie należy delikatnie skorygować położenie głowicy ultradźwiękowej, aby zmaksymalizować pole widzenia tętnicy.Można również zastosować inne standardowe strategie optymalizacji. Po zoptymalizowaniu obrazu włącz opcję bramkowania EKG, aby wyświetlane były tylko obrazy zarejestrowane podczas załamka R. Następnie upewnij się, że w każdej części rozkurczowej każdego cyklu serca zbierana jest tylko jedna ramka średnicy.Bez synchronizacji z EKG, połączenie wysokiej częstotliwości pracy serca u szczurów oraz wysokiej częstotliwości klatek niezbędnej do uchwycenia średnicy rozkurczowej pozwala na nagrywanie klipów o długości zaledwie 10–20 sekund. Liczba klipów i ilość danych znacznie zwiększają obciążenie podczas analizy. Teraz ustaw długość nagrywania klipu na maksymalną liczbę klatek na klip lub co najmniej o 10 do 20 klatek więcej na klip niż wynosi częstotliwość pracy serca szczura w ciągu minuty.Następnie zarejestruj 60 sekund danych wyjściowych w trybie B. Potem przełącz urządzenie w tryb PW. Następnie umieść kursor w środku światła naczynia.Ponieważ bramki próbkowania zostaną ustawione automatycznie względem kursora, należy dostosować ich szerokość za pomocą klawiatury urządzenia USG. Następnie należy ustawić kąt naświetlania tak, aby nie przekraczał 60 stopni, zmieniając kąt wiązki dopplerowskiej, a następnie wykonując precyzyjne korekty za pomocą klawiatury urządzenia USG. W celu dalszej regulacji należy przechylić głowicę pod bardziej optymalnym kątem.Następnie w trybie PW, przy prawidłowo ustawionym kącie sonacji, ustaw długość nagrywanego klipu na 10 sekund i zarejestruj dane dotyczące prędkości z okresu 10 sekund. Aby rozpocząć, napompuj okluder naczyniowy za pomocą wypełnionej powietrzem strzykawki o objętości 10 ml. Następnie zegnij rurkę i zabezpiecz powietrze za pomocą żabki biurowej.W trybie PW potwierdź zamknięcie mankietu. Powinna nastąpić wyraźna redukcja prędkości przepływu krwi. Następnie przełącz urządzenie w tryb B i ustaw długość klipu na 60 sekund.Rejestruj dane do momentu, aż okluzja będzie utrzymywana przez cztery minuty i 45 sekund. Odnotuj tętno na początku i na końcu każdego pomiaru oraz całkowity czas każdego nagrania. Po czterech minutach i 45 sekundach przełącz urządzenie w tryb PW i rejestruj dane przez pięć sekund.Następnie zwolnij mankiet i dokonaj zapisu przez pięć sekund przed i po jego zwolnieniu. Podczas przełączania trybów ultrasonografii w momencie zwalniania mankietu obraz może się przesunąć, co wymaga natychmiastowej korekty ułożenia głowicy ultradźwiękowej. Ćwiczenie tego etapu powinno poprawić sprawność i pewność działań podczas wykonywania tego kroku.Teraz przełącz urządzenie z powrotem w tryb B i rejestruj dane w 60-sekundowych klipach przez trzy minuty. Po rozpoczęciu każdego klipu zanotuj tętno oraz czas. Po zakończeniu badania zdejmij zwierzę ze stołu badawczego i monitoruj je do momentu, aż odzyska wystarczającą świadomość, by utrzymać pozycję leżenia na brzuchu.Opisana procedura została wykorzystana do badania FMD w tętnicach ramiennych i tętnicach udowych powierzchownych u ośmiu szczurów linii Lister. Analiza wykazała, że odpowiedź naczyniorozszerzająca w tętnicach ramiennych i tętnicach udowych powierzchownych jest podobna, gdy zostanie ona wyrażona jako procentowa zmiana względem wartości wyjściowej. Bezwzględna zmiana względem wartości wyjściowej była istotnie wyższa w tętnicy ramiennej, co prawdopodobnie wynikało ze znaczących różnic w wielkości naczyń.Mimo to występuje silna liniowa zależność między FMD w tętnicy ramiennej a FMD w tętnicy udowej powierzchownej, gdy są one wyrażone jako procentowa lub bezwzględna zmiana względem wartości wyjściowej. Podczas fazy wyjściowej, okluzji i hiperemii mierzono również inne zmienne sercowo-naczyniowe. Po normalizacji względem bodźca ścinającego, wazodylatacja przy maksymalnej prędkości ścinania była wyższa w tętnicy ramiennej niż w tętnicy udowej powierzchownej.Obowiązywało to również w przypadku FMD, wyrażonego jako bezwzględna zmiana względem wartości wyjściowej po normalizacji do szczytowej szybkości ścinania. Odnotowano jednak silną liniową zależność między procentową a bezwzględną wartością FMD znormalizowaną do szczytowej szybkości ścinania. Po opanowaniu techniki procedura ta może być wykonana w czasie od 20 do 30 minut.Podczas wykonywania tej techniki ważne jest monitorowanie czasu oraz zachowanie tego samego obszaru obrazowania. Zaadaptowaliśmy tę technikę z badań nad ludźmi, aby można było ją przeprowadzić u szczurów. Po opracowaniu u ludzi technika ta utorowała drogę badaczom fizjologii układu sercowo-naczyniowego do zbadania zależności między funkcją tętnic i śródbłonka a ich związkiem z klinicznymi chorobami układu sercowo-naczyniowego.

ultrasound-assessment-flow-mediated-dilation-brachial-superficial

Research

JoVE Journal

Medicine

Medycyna

Stopień dysfunkcji naczyń krwionośnych i przyczyniających się do nich mechanizmów fizjologicznych można ocenić u pacjentów z przewlekłą chorobą nerek, mierząc rozszerzenie zależne od przepływu tętnicy ramiennej, prędkość fali tętna aorty i ekspresję białka w komórkach śródbłonka naczyniowego.

Ocena funkcji naczyń krwionośnych u pacjentów z przewlekłą chorobą nerek

Dysfunkcja śródbłonka jest związana z licznymi stanami chorobowymi i jest predyktorem niekorzystnych zdarzeń sercowo-naczyniowych u ludzi. Rozszerzenie naczyń krwionośnych za pośrednictwem przepływu (FMD) jest nieinwazyjną metodą ultrasonograficzną służącą do oceny funkcji śródbłonka. Wybory metodologiczne i doświadczenie operatora mogą mieć wpływ na wyniki. Omówiono tu systematyczne podejście do pryszczycy w badaniach na ludziach.

Ocena ultrasonograficzna zależnego od śródbłonka rozszerzenia naczyń krwionośnych tętnicy ramiennej za pośrednictwem przepływu w badaniach klinicznych

Opisujemy technikę pomiaru sztywności aorty na podstawie jej relacji ciśnienie-średnica in vivo u myszy. Średnica aorty jest rejestrowana za pomocą ultradźwięków, a ciśnienie w aortze jest mierzone inwazyjnie za pomocą półprzewodnikowego cewnika ciśnieniowego. Ciśnienie krwi zmienia się stopniowo i mierzy się uzyskaną średnicę.

Pomiar sztywności aorty wstępującej in vivo u myszy za pomocą ultradźwięków

Niniejszy artykuł opisuje metodologiczne rozważania dotyczące kilku nieinwazyjnych ocen funkcji i morfologii naczyń krwionośnych, które są powszechnie stosowane w badaniach medycznych do oceny różnych etapów miażdżycy.

Metodologiczne podejście do nieinwazyjnej oceny funkcji i morfologii naczyń krwionośnych

Rezerwa przepływu wieńcowego (CFR) jest przydatna do oceny zapotrzebowania tlenu w mięśniu sercowym i oceny ryzyka sercowo-naczyniowego. W badaniu tym ustanowiono krok po kroku metodę echokardiografii dopplerowskiej przezklatkowej (TTDE) do podłużnego monitorowania zmian CFR, mierzonych z tętnicy wieńcowej u myszy, pod eksperymentalnym przeciążeniem ciśnieniowym pasma aorty.

Ultradźwiękowa ocena przepływu w tętnicach wieńcowych i rezerwy przepływu wieńcowego przy użyciu modelu przeciążenia ciśnieniowego u myszy

Test dylatacji za pośrednictwem przepływu (FMD) jest najczęściej stosowaną, nieinwazyjną, ultradźwiękową oceną funkcji śródbłonka u ludzi. Chociaż test FMD jest związany z przewidywaniem przyszłych chorób i zdarzeń sercowo-naczyniowych, jest to ocena fizjologiczna z wieloma nieodłącznymi czynnikami zakłócającymi, które należy wziąć pod uwagę.

Ultradźwiękowa ocena funkcji śródbłonka: wytyczne techniczne dotyczące testu dylatacji za pośrednictwem przepływu

Sztywność tętnic stanowi kluczowy czynnik w chorobach sercowo-naczyniowych, a prędkość fali tętna (PWV) może być uważana za wskaźnik zastępczy sztywności tętnic. Protokół ten opisuje algorytm przetwarzania obrazu do obliczania PWV u myszy na podstawie przetwarzania obrazu ultrasonograficznego, który ma zastosowanie w różnych miejscach tętnic.

Ocena prędkości fali tętna na podstawie ultradźwięków u myszy

Ten manuskrypt opisuje protokoły mikroskopii wideo in vitro do oceny funkcji naczyniowej w tętnicach oporowych mózgu szczurów. W manuskrypcie opisano również techniki oceny gęstości mikronaczyń za pomocą znakowanej fluorescencyjnie lektyny i perfuzji tkanek za pomocą laserowej przepływometrii dopplerowskiej.

Ocena mechanizmów kontroli naczyniowej z wykorzystaniem wideomikroskopii izolowanych tętnic opornych szczurów

Ten manuskrypt opisuje szczegółowy protokół korzystania z obrazowania ultradźwiękowego o wysokiej częstotliwości do pomiaru średnicy światła, prędkości propagacji impulsów, rozciągliwości i odkształcenia promieniowego na mysim modelu tętniaka aorty brzusznej.

Pomiar prędkości, rozciągliwości i odkształcenia impulsu w mysim modelu tętniaka aorty brzusznej

Ten artykuł demonstruje użycie laserowej przepływomierza dopplerowskiego do oceny zdolności krążenia mózgowego do autoregulacji przepływu krwi podczas obniżenia ciśnienia tętniczego krwi.

Ocena autoregulacji przepływu krwi w mózgu u szczura za pomocą laserowej przepływomierza dopplerowskiego

Poznaj nieinwazyjną metodę oceny funkcji śródbłonka naczyniowego u szczurów za pomocą ultrasonograficznego pomiaru przepływem wymedialowanego rozszerzenia tętnic ramiennych i udowych.

Ocena ultrasonograficzna poszerzenia tętnic ramiennych i udowych powierzchownych w zależności od przepływu u szczurów

Przeglądaj więcej filmów