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Medicine

Die Beurteilung Endothelial Vasodilator-Funktion mit der Endo-PAT 2000

doi: 10.3791/2167 Published: October 15, 2010

Summary

Eine nicht-invasive Verfahren zur Endothelfunktion beurteilen wird mit Hilfe des Endo-PAT 2000.

Abstract

Das Endothel ist eine heikle Monolayer von Zellen, Zeilen alle Blutgefäße und die systemischen und Lymphkapillaren umfasst. Durch die Palette der parakrine Faktoren, die es sondert, reguliert das Endothel der kontraktilen und proliferative Zustand des zugrunde liegenden vaskulären glatten Muskelzellen sowie die Interaktion der Gefäßwand mit zirkulierenden Blut-Elemente. Aufgrund seiner zentralen Rolle bei der Vermittlung Gefäßtonus und Wachstum, seine Position als Tor zur zirkulierenden Immunzellen und ihre lokalen Regelung der Blutstillung und Blutgerinnung ist die das einwandfreie Funktionieren Endothel der Schlüssel zum Herz-Kreislauf-Gesundheit. Umgekehrt ist die früheste Störung in den meisten Gefäßerkrankungen endotheliale Dysfunktion.

In den arteriellen Kreislauf, den gesunden Endothels der Regel übt einen gefäßerweiternden Einfluss auf die glatte Gefäßmuskulatur. Es gibt eine Reihe von Methoden zur endothelialen Vasodilatator Funktion zu beurteilen. Die Endo-PAT 2000 ist ein neues Gerät, mit dem endothelialen Vasodilatator Funktion in einer schnellen und nicht-invasive Weise zu beurteilen. Im Gegensatz zu den üblicherweise verwendeten Technik der Duplex-Sonographie zu fließen-vermittelte Vasodilatation zu beurteilen, ist es völlig nicht-Betreiber abhängig, und die Ausrüstung ist um eine Größenordnung billiger. Das Gerät zeichnet Endothel-vermittelte Veränderungen in der digitalen Pulswellenform als PAT (periphere arterielle Tone)-Signal, mit einem Paar neuer geändert plethysmographischen Sonden auf dem Finger Index jeder Hand liegt gemessen wird. Endothel-vermittelte Veränderungen in der PAT-Signal durch die Schaffung eines nachgeschalteten hyperämischen Reaktion hervorgerufen. Hyperämie wird durch das Verschließen der Blutfluss durch die Arteria brachialis für 5 Minuten mit einer aufblasbaren Manschette an einer Hand induziert. Die Antwort auf reaktive Hyperämie wird automatisch vom System berechnet. Ein PAT-Verhältnis wird mit dem Post-und Pre Okklusion Werte. Diese Werte beziehen sich auf Messungen aus dem kontralateralen Arm, der als Kontrolle für nicht-endothelialen abhängig systemische Wirkungen dient normalisiert. Vor allem, steuert diese Normierung für Schwankungen in Sympathikus Abfluss, dass Veränderungen in peripheren arteriellen Ton, der auf der hyperämischen Reaktion überlagert sind induzieren kann.

In diesem Video zeigen wir, wie die Endo-PAT 2000 verwenden, um eine klinisch relevante Beurteilung der endothelialen Vasodilatator Funktion zu erfüllen.

Protocol

I. Vorbereitung der Patient für eine Endo-PAT-Studie

  1. Vor der Studie, dass die Patientin seit mindestens 4 Stunden gefastet, und hat für mindestens 8 Stunden von Koffein, Tabak, Vitamine oder Medikamente, die den Gefäßtonus beeinflussen könnte verzichtet. Der Patient kann wünschen, auf die Toilette vor der Studie nutzen.
  2. Die Endo-PAT-Studie sollte in einem ruhigen, schwach beleuchtet, temperaturgeführte Untersuchungsraum durchgeführt werden, um Schwankungen in den Gefäßtonus zu reduzieren.
  3. Handys oder Pager-Geräte sollten zum Schweigen gebracht werden, und restriktive Kleidung, die mit den Blutfluss in die Arme stören könnten, sollten entfernt werden. Der Patient sollte auch entfernen, Uhren, Ringe oder anderen Schmuck an den Händen oder Fingern.
  4. Untersuchen Sie den Patienten mit den Fingern für Missbildungen oder Verletzungen, die die Studie beeinflussen könnten. Stellen Sie die Sonden auf einem Finger, geschnitten oder verletzt ist. Fingernägel sollte nicht mehr als 5 mm oder 1 / 5 von einem Zoll über die Spitze des Fingers Gewebe. Trim oder Datei Fingernägel, wenn notwendig, um eine Beschädigung der internen Membranen der PAT-Sonden und Verschieben der Finger aus dem Erfassungsbereich der Sonde.
  5. Der Zeigefinger ist für das Studium empfohlen, aber wenn dieser Finger ist ungeeignet, eine andere Stelle (außer dem Daumen) verwendet, so lange die gleichen Finger an beiden Händen verwendet werden.
  6. Der Patient sollte in Rückenlage und bequem für 15 Minuten, um so eine Herz-Kreislauf-steady-state zu erreichen. Legen Sie die beiden Arm Anhänger entlang jeder der Patienten Seiten.
  7. Messen Sie den Blutdruck mit der Kontrollgruppe (der Arm, der nicht während des Endo-PAT-Studie ist verschlossen.
  8. Legen Sie eine Blutdruckmanschette am Arm, um während des Endo-PAT-Studie eingeschlossen werden. Legen Sie die Manschette eng, aber ohne Überdruck. Sie die Manschette nicht zu diesem Zeitpunkt.

II.Prepare der Endo-PAT-System für das Studium

  1. Starten Sie die Endo-PAT 2000 Software und klicken Sie auf "Patient Information"-Symbol in der Werkzeugleiste auf einen neuen Patienten zu erstellen.
  2. Füllen Sie die Patienteninformation Dialogfeld, einschließlich Patienten-ID, Name (optional), Alter, Geschlecht, Größe, Gewicht, systolischer und diastolischer Blutdruck. Optionale Felder ermöglichen Freitextkommentare. Wählen Sie Ihren Namen aus der vordefinierten Liste im Patographer Feld. Wenn Ihr Name wurde nicht eingefügt fügen Sie ihn in der Liste, und wählen Sie.
  3. Wählen Sie zwei neue PAT-Sonden und die Verbindung zum pneumo-elektrische Schlauch. Zum Anschluss der Sonden, den Stecker Registerkarte in die Sonde Schlitz und drücken Sie vorsichtig den Stecker auf der Sonde, bis es einrastet.
  4. Legen Sie die angeschlossenen Sonden in die Buchsen der Arm-unterstützt und drücken Sie die "Deflate"-Taste auf der Oberseite des Endo-PAT 2000-Gerät.

III.Conduct ein Endo-PAT-Studie

  1. Setzen Sie den Patienten Zeigefinger vollständig in die Sonden, mit dem Patienten bestätigen, dass er oder sie ganz am Ende der Sonden zu fühlen, und drücken Sie die "Blasen"-Taste auf der Oberseite des Endo-PAT 2000-Gerät.
  2. Legen Sie ein Schaum Anker Ring an der Basis des benachbarten Mittelfinger. Stellen Sie sicher, dass der Schaum-Ring und der PAT-Sensor nicht berühren. Ansonsten kann der Ring mechanisch mit dem Sensor stören.
  3. Erstellen Sie eine ca. 7-10cm-Schleife mit der Pneumo-elektrische Schlauch. Die Schleife sollte aus der PAT-Sensor erweitern und Rückkehr in den Ring Schaum auf der angrenzenden Finger, während der Rest des Schlauches, die den EndoPAT Gerät verbindet, ist Hinweis darauf, Schlauch an die Spitze des Fingers.
  4. Position die Arme des Patienten, so dass die Unterarme gestützt auf den Armauflagen und den Fingern baumeln frei über den Rand des Trägers. Sicherstellen, dass die Sonden nicht in Kontakt mit einem Gegenstand, einschließlich der Armauflage, Schaum Ring, Schlauch, der Matratze oder einem anderen Finger.
  5. Fragen Sie den Patienten aus Bewegen der Finger zu unterlassen, da dies mechanische Artefakte zu erzeugen. Es ist für den Patienten während der Studie gelockert werden wichtig. Erklären Sie dem Patienten, dass während des Tests werden Sie die Armmanschette aufzublasen, und während dieser Zeit können sie einige Beschwerden, Taubheit oder Kribbeln spüren.
  6. Klicken Sie auf den "Standby"-Symbol auf der Endo-PAT-Computer-Schnittstelle. Stellen Sie die Zeitbasis auf 1 Minute und passen die Signalverstärkung auf dem Bildschirm, um zu signalisieren Klarheit zu maximieren. Überprüfen Sie die Kurven der PAT-Signale von den beiden Sonden zu bestätigen, dass sie frei von artifactual Signale. Wenn artifactual Signale vorhanden sind, veriify, dass die Sonden nicht etwas zu berühren, und dass der Patient sich nicht bewegt die Finger.
  7. Zu Beginn der Studie, klicken Sie auf "Go"-Symbol auf dem Computer-Schnittstelle. Starten Sie die Stoppuhr, indem Sie auf die "Start / Stop-Timer"-Symbol. Dies wird einen 5 Minuten Countdown für die Baseline-Aufzeichnungsdauer. Nach fünf Minuten die Stoppuhr, indem Sie auf "Start / Stop-Timer"-Symbol.
  8. Sagen Sie dem Patienten, dass Sie in gehenflate die Manschette für die Okklusion Phase und dass er oder sie sollten entspannt bleiben und sich nicht bewegen die Finger.
  9. Schnell Aufblasen der Blutdruckmanschette eine supra-systolischen Druck von 60 mmHg über dem systolischen Druck des Patienten oder 200mmHg, je nachdem, was höher und starten Sie die Stoppuhr erneut. Vollständige Einstellung der Blutfluss in der Hand ist durch das Fehlen eines PAT-Signal aus dem verschlossenen Arm überprüft. Um zu bestätigen, Okklusion erhöhen Sie die Verstärkung auf dem Bildschirm des Kanals von der verschlossenen Seite zu 20.000, während die Verstärkung des contra-lateralen Seite konstant. Verringern Sie die Zeitbasis der beiden Kanäle bis 30 Sekunden. Stellen Sie sicher, dass Sie nicht beobachtet alle Signale mit einer Periodizität, die das Signal von der Kontrollgruppe entspricht dies deutet auf eine unvollständige Okklusion. Ist dies der Fall ist, dann weiter die Manschette bis keine Signale zu sehen sind. Die Manschette kann zu einem Maximum von 300 mmHg aufgeblasen werden.
  10. Dies wird einen 5 Minuten Countdown für den arteriellen Verschlusskrankheit Aufzeichnungsdauer. Gegen Ende der Okklusion Zeit dem Patienten erklären, wirst du die Manschette und dass sie weiterhin von bewegten sich die Finger zu unterlassen freizusetzen. Nach genau fünf Minuten die Luft aus dem Manschette schlagartig so schnell wie möglich und die Stoppuhr, indem Sie auf "Start / Stop-Timer"-Symbol.
  11. Klicken Sie auf die "Start / Stop-Timer"-Symbol wieder zu einem Fünf-Minuten-Beitrag Okklusion Aufzeichnungsdauer zu initiieren. Stoppen Sie die Zeit nach 5 Minuten und klicken Sie auf "Test Stop"-Symbol, um das Studium abzuschließen. Die Sonden werden automatisch entleeren.
  12. Entfernen Sie die Sonden, Klebeband und Ringe aus dem Patienten die Finger und ziehen Sie das PAT-Sonden aus der Pneumo-elektrische Schlauch. Entsorgen Sie die verwendeten Sonden.

IV.Review und Analyse

  1. Laden Sie die Studie-Datei auf dem Bildschirm mit dem Last-Symbol. So führen Sie die automatische Analyse, klicken Sie auf den "Magier-Stick"-Symbol. Die Okklusion Zeitraum wird blau hervorgehoben und das Testergebnis wird angezeigt, einschließlich der reaktiven Hyperämie Index (RHI) und Herzfrequenz (HR), in der rechten Spalte des Bildschirms werden.
  2. So überprüfen Sie zusätzliche Daten, einschließlich Studie Parametern berechneten Größen, Patienteninformationen, und Maßnahmen der Signalqualität, klicken Sie auf "Open Ergebnisse der letzten Berechnung"-Symbol. Dies wird eine Tabellenkalkulation mit Studie-Parameter und Ergebnisse für alle bis heute durchgeführten Arbeiten offen, mit der letzten Zeile in der Tabelle mit Daten aus der jüngsten Analyse.

V. repräsentative Ergebnisse

Ein Vertreter Endo-PAT-Bildschirm einer Studie über ein Individuum mit normalen endothelialen Vasodilatator Funktion ausgeführt wird in Abbildung 1 dargestellt. Ein Vertreter Bildschirm eines Endo-PAT-Studie auf ein Individuum mit endothelialen Dysfunktion Vasodilatator durchgeführt wird in Abbildung 2 dargestellt.

Abbildung 1
Abbildung 1: Normal Endothelial Vasodilator-Funktion. Vertreter der Aufnahme eines Individuums mit normalen endothelialen Vasodilatator-Funktion, durch eine Erhöhung der Signalamplitude nach Manschette Freisetzung im Vergleich zum Ausgangswert aus.

Abbildung 2
Abbildung 2: Endothelial Dysfunction Vasodilator. Vertreter der Aufnahme eines Individuums mit endothelialen Dysfunktion Vasodilatator.

Discussion

Die Hauptursache von Morbidität und Mortalität weltweit atherosklerotische Gefäßerkrankung, was zu Schlaganfall, Herzinfarkt, Herzinsuffizienz, Niereninsuffizienz, Aneurysmaruptur oder Embolie, Claudicatio intermittens und Gangrän 1,2. Endotheliale Dysfunktion ist eine der frühesten Ereignisse in der pathophysiologischen Prozess, der zu dieser atherosklerotischen Erkrankungen 3. Darüber endothelialen Dysfunktion beiträgt, um das Fortschreiten der Krankheit, durch die Erleichterung Entzündung und Thrombose. 4-6. Die traditionellen kardiovaskulären Risikofaktoren sind mit Endothelzellen Vasodilatator Dysfunktion 7-11 verbunden. Endothelial Vasodilatator Dysfunktion kann in scheinbar gesunden Personen, die mit einem Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen 12 sind nachgewiesen werden. Darüber hinaus ist die Feststellung der endothelialen Dysfunktion Vasodilatator prädiktiv für schwerwiegende unerwünschte kardiovaskuläre Ereignisse sowie die Mortalität 13-16.

Die Vasodilatatoren vom Endothel freigesetzt gehören Vasodilatator Prostanoiden wie Prostazyklin, Peptide wie Adrenomedullin und atriale natriuretische Peptid, und kleine Moleküle wie Endothel abhängig hyperpolarisierenden Faktor, Kohlenmonoxid und Stickoxid-17. Darüber hinaus kann die Wirkung der Hyperpolarisation Ströme im Endothel erzeugt werden, um zugrunde liegende vaskuläre glatte Muskelzellen der kleineren Schiffe übertragen werden, entspannende ihnen 18. Eine indirekte Bewertung der Erzeugung dieser endothelialen Vasodilatator Einflüsse können durch das Studium Gefäßreaktivität gewonnen werden. Die am weitesten verbreitete Methode, um endotheliale Regulation der vaskulären Reaktivität Beurteilung nicht-invasiv ist Duplexsonographie zu fließen-vermittelte Vasodilatation der Arteria brachialis 19 zu erkennen gewesen.

Die Zugkraft der Strömung stimuliert das Endothel zu lösen Vasodilatatoren, allen voran Stickoxid 20. Dieses Phänomen kann durch Ultraschall in der Arteria brachialis bei Erhöhungen der Unterarm des Blutflusses durch reaktive Hyperämie 19 induzierte beobachtet werden. Diese Technologie wurde in großem Umfang genutzt werden, um die Vereinigung der endothelialen Dysfunktion Vasodilatator mit kardiovaskulären Risikofaktoren Dokument, das Verhältnis der endothelialen Dysfunktion Vasodilatator verschiedene Biomarker, wie C-reaktives Peptid oder asymmetrische Dimethylarginin (dem endogenen Antagonisten der NO-Synthase) und die Korrektur der endothelialen Vasodilatator Funktion mit Ernährungs-und Lifestyle-Änderungen sowie mit der Anwendung von Angiotensin-Converting-Enzym-Hemmer, Angiotensin-Rezeptor-Blocker, Statine, Insulin sensibilisierende oder Aspirin 21-23.

Die Beurteilung der Fluss-vermittelten Vasodilatation durch Oberarmarterie Ultraschall erfordert teure Geräte, ist sehr vom Bediener abhängig, hat die Reaktion einen sehr kleinen dynamischen Bereich und das Signal-Rausch-Verhältnis ist gering. Neue Ansätze, um diese Probleme mit der Beurteilung der endothelialen Vasodilatator Funktion Adresse sind 24 benötigt. Die Endo-PAT 2000 ist ein neuer Ansatz zur endothelialen Vasodilatator Funktion in eine schnelle nicht-invasive Weise zu beurteilen. Die Technik stellt Werte für die Berechnung einer reaktiven Hyperämie Index (RHI), die einen Hinweis auf die endothelialen Vasodilatator Funktion gibt. Die RHI ist der post-to-pre Okklusion PAT-Signal-Verhältnis in der verschlossenen Arm, bezogen auf das gleiche Verhältnis in der Kontrollgruppe, und korrigiert, um grundlegende Gefäßtonus. Studien über die EndoPAT haben gezeigt, dass die RHI Score NO-Bioverfügbarkeit 25 reflektiert. Die RHI korreliert mit der Messung der Endothelfunktion gefäßerweiternde Funktion in den Koronararterien 26 und mit brachial FMD 27. Patienten mit einem höheren Maß an Herz-Kreislauf-Erkrankung weisen eine niedrigere Punktzahl 28 und Werte sind ebenfalls niedriger in anderen Bedingungen mit eingeschränkter Endothelfunktion und das Risiko von Herz-Kreislauf-Erkrankungen 29-33 verbunden. Bemerkenswert ist, erscheinen RHI-Werte sich als prädiktiv für kardiovaskuläre Ereignisse 35. Eine niedrige RHI (mit Angabe einer endothelialen Dysfunktion) kann mit der Behandlung 36 rückgängig gemacht werden.

Zusammenfassend haben wir gezeigt, wie man eine zuverlässige und reproduzierbare Test für endothelialen Vasodilatator Funktion mit der Endo-PAT 2000 ausführen. Der Test ist nicht-invasive, einfach durchzuführen, und ist ein nützliches Recherchetool. Sein Nutzen in klinische Überwachung der endothelialen Funktion und in der Schneiderei Disease-Management wird derzeit untersucht.

Disclosures

Die Video-Entwicklung wurde durch Itamar Medical Co. Dr. Cooke unterstützt ist der Erfinder von Patenten von der Stanford University für diagnostische und therapeutische Anwendungen des NOS-Zyklus, aus dem er Lizenzgebühren gehört.

Acknowledgments

Die Autoren bedanken sich bei Koby Sheffy, PhD für seine aufschlussreichen Überblick über diese Arbeit und William Sotka danke für die laufende Unterstützung und technische Hilfe.

Diese Arbeit wurde zum Teil durch Zuschüsse aus dem National Institutes of Health (K12 HL087746, RC2HL103400, 1U01HL100397) und die California Tobacco Related Disease Research Program der University of California (18XT-0098) unterstützt.

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Axtell, A. L., Gomari, F. A., Cooke, J. P. Assessing Endothelial Vasodilator Function with the Endo-PAT 2000. J. Vis. Exp. (44), e2167, doi:10.3791/2167 (2010).More

Axtell, A. L., Gomari, F. A., Cooke, J. P. Assessing Endothelial Vasodilator Function with the Endo-PAT 2000. J. Vis. Exp. (44), e2167, doi:10.3791/2167 (2010).

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