Summary
Capilaroscopia es un no-invasivo, metodología relativamente barato para la visualización directa de la microcirculación. La sangre del antebrazo técnica de flujo proporciona aceptados medidas no invasivas de la función endotelial.
Abstract
Los autores han utilizado capilaroscopia antebrazo y técnicas de flujo de sangre para investigar el papel de la disfunción microvascular en la patogénesis de la enfermedad cardiovascular. Capilaroscopia es un no-invasivo, metodología relativamente barato para la visualización directa de la microcirculación. Reclutamiento ciento capilar se evaluó dividiendo el aumento de la densidad capilar inducida por postocclusive hiperemia reactiva (postocclusive reactiva densidad hiperemia capilar menos densidad basal capilar), por la máxima densidad capilar (observada durante la oclusión venosa pasiva). Porcentaje de capilares perfundidos representa la proporción de todos los presentes capilares que son perfundidos (funcionalmente activo), y se calcula dividiendo la densidad capilar postocclusive reactiva hiperemia por la densidad capilar máxima. Tanto el reclutamiento ciento por ciento capilar y los capilares perfundidos reflejan el número de capilares funcionales. El flujo sanguíneo del antebrazo (FBF) Técnica de provides aceptado medidas no invasivas de la función endotelial: La relación FBF max / FBF base se calcula como una estimación de la vasodilatación, dividiendo la media de los cuatro valores de FBF max por la media de los cuatro valores de base FBF. Resistencia vascular del antebrazo a la vasodilatación máxima (FVR max) se calcula como la presión arterial media (MAP) dividido por FBF max. Tanto el capilaroscopia y técnicas de antebrazo son fácilmente aceptable para los pacientes y se puede aprender rápidamente.
La función endotelial microvascular y las medidas obtenidas con los métodos descritos en este documento pueden ser útiles en el futuro clínicos de pacientes cardiovasculares estrategias de reducción de riesgos. Como hemos publicado informes que demuestran que la disfunción endotelial microvascular y se encuentran en las etapas iniciales de la hipertensión como prehipertensión, medidas de la función endotelial y microvasculares pueden llegar a ayudar en la identificación temprana, Estratificación del riesgo vascular y la prevención de patologías en fase terminal, con sus consecuencias potencialmente fatales.
Protocol
Presentación de casos (requerido, en su caso): NA, lo que es todavía un procedimiento de investigación experimental, aún no se utilizan clínicamente.
Diagnóstico, evaluación y plan (requerido, en su caso): NA, lo que es todavía un procedimiento de investigación experimental, aún no se utilizan clínicamente.
Procedimiento (obligatorio): Esta parte debe incluir una descripción paso a paso de los procedimientos pertinentes, cumpliendo con las siguientes pautas.
1. Microscopía capilar (Figura 1)
- Nuestra técnica es una adaptación de capilaroscopia Serne y sus colegas 1. Un criterio de exclusión para este procedimiento es la enfermedad del colágeno vascular, enfermedad vascular del colágeno ya que produce cambios conocidos capilares 2.
- Después de un mínimo de 10-hr noche de ayuno y 20 min de descanso sentada, las mediciones se llevan a cabo microvasculares durante una media hora entre-7y 11 horas, en una habitación tranquila temperatura, controlada (mantenido entre 21.5-22.5 ° C), con el sujeto en posición sentada y la mano izquierda a la altura del corazón.
- Periungueal capilares en la piel dorsal del tercer dedo se visualizaron utilizando un microscopio estereoscópico (Olympus, Center Valley, PA), vinculado a un Insight megapíxeles 4 SPOT monocromo cámara digital (número de modelo en-1400: instrumentos de diagnóstico, Sterling Heights, MI), y un ordenador portátil (Dell Latitude D600: Dell, Austin, TX). Para limitar el movimiento, la mano y el antebrazo izquierdos están más o menos cubierta con una manta doblada, y reposó en otra manta doblada colocada en la base del microscopio.
- Iluminación lecho ungueal se consigue con una lámpara halógena de 250 W de fibra óptica (KL 2500LCD: Schott-Fostec; Elmsford, NY); iluminación adicional de una fibra suplementaria 150W óptico fuente de luz halógena (B & B Microscopios, Ltd., Warrendale, PA) se utiliza en individuos con pigmentación oscura.
- Para visualizar los capilares, la3.2x objetivo (Olympus 3.2/0.07) se usa con un aumento del sistema total de 38.4x.
- El uso de software de imágenes SPOT proporciona con la cámara, luz / oscuridad de contraste en las fotografías capilares se ve reforzada con la misma función estándar de software SPOT (estiramiento de los niveles de claros y oscuros) para maximizar la visibilidad de los capilares en todas las materias.
- Para cuantificar la densidad capilar, fotomicrografías digitales se toman cada sec 3-5 durante cada una de tres etapas, al inicio del estudio en reposo, durante la hiperemia reactiva postocclusive, y durante la oclusión venosa. (A) Al inicio del descanso, fotomicrografías se toman durante un período de tres minutos para detectar los capilares perfundidos en reposo. (B) durante la hiperemia reactiva postocclusive, se toman fotomicrografías de cuantificar funcionalmente capilares perfundidos (línea de base más capilares reserva), de la siguiente manera. En primer lugar, un manguito de oclusión en la parte superior del brazo izquierdo es inflado a 40 mm Hg por encima de la presión sistólica de 10 min. Las microfotografías son llevados durante ªminutos e inmediatamente después de la liberación primero de la oclusión arterial, visualizando todo funcionalmente perfundidos capilares. Baja densidad capilar tras la hiperemia reactiva indica deterioro reclutamiento capilar funcional, y por lo tanto rarefacción funcional. (C) Durante venosos fotomicrografías de oclusión se toman para cuantificar la densidad máxima capilar, que incluye tanto el perfundido (con celda activa glóbulos rojos (RBC) de movimiento) y nonperfused (lleno de estancamiento, que no se mueven los glóbulos rojos) capilares 3 como sigue. Tras diez minutos de descanso después del procedimiento postocclusive hiperemia reactiva, el brazalete se infla a 60 mm Hg durante 60 segundos, pasivamente forzando la sangre a todos los presentes patente capilares y fotomicrografías fueron tomadas durante este tiempo. Dado que la densidad capilar máxima incluye todo estructuralmente capilares presentes, una reducción en la densidad capilar máxima indica rarefacción estructural.
- La densidad capilar se define como el número de capilares por cuadrado milmilimétricas de la piel del lecho ungueal, y se calcula como la media de cuatro medidas obtenidas de las cuatro imágenes más claramente centradas, al menos distorsionada por el movimiento. En nuestros estudios, los valores típicos para el recuento capilar (capilares / mm 2) han sido 55-80 de línea de base, 65-90 de post-isquémica, y 90-105 de la oclusión venosa. Los valores para el reclutamiento ciento capilar son típicamente entre 5% y 25% (media del ~ 10-15%) y por ciento capilares perfundidos entre 70% y 95% (media del ~ 80-90%), con valores fueron inferiores entre los hipertensos que normotensos. La reproducibilidad del procedimiento de recuento se ha verificado con tres observadores independientes que realizaron las evaluaciones manuales de fotografías de 10 temas diferentes (Figura 2). Los observadores fueron cegados a la identidad y la presión arterial de estos temas. Después del entrenamiento, los recuentos posteriores realizadas de forma independiente demostró un alto nivel de acuerdo. Promedio discrepancias entre calificadores y calificadores intra-eran de la order de 2-3 vasos capilares / mm 2, y los coeficientes de correlación intraclase fueron superiores a 0,90. A corto plazo, la variación de las medidas capilaroscopia eran del mismo orden de magnitud que las discrepancias entre calificadores y calificadores intra-(aproximadamente 2 capilares / mm 2), pero a más largo plazo, la variación observada durante 2-3 años fue un orden de magnitud mayor (aproximadamente 15 capilares / mm 2), lo que indica que los cambios longitudinales se pueden distinguir fácilmente de la variación de calificadores. Fiabilidad de las dos medidas de la función capilar también fue alta (coeficiente de correlación intraclase = 0,84 para el reclutamiento capilar por ciento y 0,82 por ciento para perfusión capilares).
Los investigadores ahora utilizan un método basado en computadora para cuantificar la densidad capilar utilizando Image-Pro Plus de imágenes de software (versión 6,2, Media Cybernetics, Inc., Bethesda, MD: Figura 3). Correlaciones de Pearson entre la situación basal, post-isquémica y enfermedad venonos cuenta la congestión hecho con el software y los correspondientes recuentos manuales en 10 sujetos fueron 0,78, 0,78, y 0,71, respectivamente (todos p <0,05), lo que indica un acuerdo razonable entre los dos métodos. La fiabilidad de los recuentos basados en computadoras es ligeramente menor que el de recuentos manuales pero todavía alta (coeficiente de correlación intraclase = 0,91 para la línea de base, 0,86 por post-isquémica, y 0,84 para la oclusión venosa). Tenemos datos no publicados que demuestran también la asociación de cuentas automatizadas con múltiples factores de riesgo cardiovascular como la hipertensión, que estamos preparando para su publicación.
- La Tabla 1 resume las mediciones de la densidad capilar y cálculos. Reclutamiento ciento capilar se evaluó dividiendo el aumento de la densidad capilar inducida por la hiperemia reactiva postocclusive (postocclusive reactiva densidad hiperemia capilar menos densidad basal capilar), por la densidad capilar máxima (observada durante pasivo venonos oclusión). Porcentaje de capilares perfundidos representa la proporción de todos los presentes capilares que son perfundidos (funcionalmente activo), y se calcula dividiendo la densidad capilar postocclusive reactiva hiperemia por la densidad capilar máxima. Tanto el reclutamiento ciento por ciento capilar y los capilares perfundidos reflejan el número de capilares funcionales. Los valores más bajos para estas medidas indican rarefacción capilar funcional.
2. Evaluación de la función endotelial
- La función endotelial se evaluó antes y después de la hiperemia reactiva postocclusive, utilizando mediciones no invasivas de pletismografía de flujo sanguíneo del antebrazo, de acuerdo con el método de Sivertsson, 4 que utiliza el estímulo dependiente del endotelio de la hiperemia reactiva para inducir la vasodilatación.
- Con el sujeto en posición sentada después de 10 min de reposo en posición supina, una galga de caucho de mercurio en la cepa estirada a 10% más allá de su longitud de reposo es enrollado around del sujeto antebrazo 5 cm por debajo de la fosa antecubital.
- La cepa de calibre está conectado a un pletismógrafo (CE-4: DE Hokanson, Inc; Bellevue, WA), que a su vez está conectado a un registrador de Doppler (CW-1; DE Hokanson, Inc; Belleveue, WA).
- Un manguito de brazo superior oclusión se aplica, y el brazo está suspendido cómodamente al nivel del corazón usando un vendaje eslinga conectada a un polo intravenosa ajustable. Sistólica y diastólica y frecuencia cardíaca se obtienen con un Dinamap ProCare manguito 100 automático BP (GE Healthcare, Piscataway, NJ) colocado en el brazo opuesto.
- Un manguito pediátrico alrededor de la muñeca se infla a 200 mm Hg para ocluir el flujo a la mano. El manguito de brazo superior es inflada a 50 mm Hg, se desinfla para 1,5 s, y luego vuelto a inflar rápidamente antes de cada medición del flujo sanguíneo del antebrazo, que se obtiene a través de la expansión de la galga de tensión coloca alrededor del antebrazo.
- Flujo sanguíneo del antebrazo (FBF) se mide en la línea base descansaba (FBF base) y de nuevo unt postocclusive hiperemia inducida por la vasodilatación máxima (FBF max). Para las mediciones de referencia de flujo de sangre, cuatro curvas consecutivas FBF se obtienen dentro de 30 seg (FBF base).
- La oclusión arterial se infla entonces a 40 mm Hg por encima de la presión sistólica de 10 min. Después de la liberación de la oclusión arterial (hiperemia reactiva postocclusive), cuatro curvas FBF consecutivos se obtienen dentro de los 30 primeros segundos de flujo (FBF max).
- La relación FBF max / FBF base se calcula como una estimación de la vasodilatación, dividiendo la media de los cuatro valores de FBF max por la media de los cuatro valores de base FBF. 5 resistencia vascular del antebrazo a la vasodilatación máxima (FVR max) se calcula como la la presión arterial media (MAP) dividido por FBF max. FBF max durante la hiperemia reactiva está directamente relacionada con FBF máxima después de la infusión intraarterial de acetilcolina, un vasodilatador dependiente del endotelio. 6 max FBF y la relación de la base FBF max / FBF se aceptan medidas no invasivas de la función endotelial. 6.8 Además, tanto FBF max y FVR reflejar los cambios estructurales (resistencia de la arteria aumentado pared / luz ratio) 9.
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Representative Results
Las diferencias en la aparición de la microvasculatura entre personas normotensas e hipertensas son fácilmente evidentes mediante la comparación de las figuras 4 y 5. Figura 4 muestra la red típico de recta capilares en filas bien organizadas en un individuo normotensos. En contraste, la Figura 5 muestra un patrón más desordenado de encogido capilares, en espiral.
Los autores tienen un interés continuo en el papel de la disfunción microvascular en la patogénesis de la enfermedad cardiovascular. En su primer NIH / NHLBI subvención, los autores reunidos con éxito una cohorte de 200 individuos, incluyendo sujetos normotensos, prehipertensos, e hipertensos, y realizó una serie de investigaciones sobre la disfunción microvascular (rarefacción capilar y medidas de la función endotelial). Las personas en esta cohorte con edades comprendidas entre 18-55, fueron 60% mujeres, 46% afroamericanos y 61% PREHypertensive (n = 122). Hemos publicado los informes de este grupo demuestra que la disfunción microvascular se encuentra en las etapas iniciales de la hipertensión (prehipertensión y la hipertensión de Fase 1:. Detalles previamente publicados 10, 11 Mientras que la sección transversal, nuestros resultados indican que el proceso patológico vascular hipertensiva ya está en marcha en niveles modestos de elevación de la presión arterial, lo que sugiere que la disfunción microvascular puede ser anterior desarrollo de la hipertensión sostenida crónica.
La densidad capilar = número de capilares por milímetro cuadrado (mm 2) de la piel del lecho ungueal dedo
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| Porcentaje de reclutamiento capilar = (BA) C ÷ x 100 [Postocclusive reactiva densidad hiperemia capilar - densidad capilar basal en reposo] ÷ La máxima densidad capilar (durante la congestión venosa pasiva) Medida de la función capilar Porcentaje de capilares perfundidos = (B ÷ C) x 100 Postocclusive reactiva densidad capilar hiperemia ÷ La máxima densidad capilar (durante la congestión venosa pasiva) Medida de la función capilar |
Tabla 1. Medidas de la estructura capilary función.
Figura 1. Capilaroscopia. Examen de diagnóstico de los capilares, especialmente de las uñas, con un microscopio.
Figura 2. Imágenes capilaroscopia. Contando con la mano. Área en caja incluido es dibujado con una regla ingeniería Staedler y denota un milímetro cuadrado.
Figura 3. Computer-Assisted capilaroscopia. Image-Pro software se utiliza para mejorar el contraste (ejemplo de la derecha) en las imágenes digitales originales (ejemplo de la izquierda), que luego se pueden contar utilizando el software.
Figura 4. Capilaroscopia imagen: individual normotensos.
Figura 5. Capilaroscopia imagen: individual hipertensiva.
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Discussion
Capilaroscopia (microscopia capilar) es una medida no estándar de la estructura capilar. Sin embargo, en la actualidad, no existen métodos estándar para la evaluación directa de structure.Furthermore capilar, microscopía capilar ha sido ampliamente utilizado para la evaluación directa de capillarydensity en un cuerpo grande y creciente de trabajo publicado 12, 13, 10, 11, 14-18 . Adicionalmente, se han validado la técnica de microscopía capilar mediante la correlación de los resultados capilaroscopia con flujo sanguíneo del antebrazo, una medida bien establecida de la función vascular, 10, 11 y con la EUA, una medida bien establecida de la lesión del vaso (trabajo no publicado, manuscrito en preparación) . Si bien la metodología original utiliza la visualización continua utilizando la fotografía video, nuestra metodología simplificada todavía utiliza fotografías digitales tomadas varias veces en cuestión de minutos, como se detalla en la sección de procedimientos.
Si bien es teóricamente cierto que co pico de densidad capilaruld ser subestimado o perdidas mediante imágenes fijas a contar capilares sin correr una cinta de vídeo para referirse a, utilizamos las imágenes fijas tomadas en sucesión rápida durante 1 minuto durante el pico de liberación hiperemia reactiva siguiente de la banda, específicamente contando las cuatro primeras imágenes así obtenidas, que deberían proporcionar las máximas post-isquémicas recuentos capilares. Además, se ha informado de que mediante el uso de un período prolongado de isquemia del brazo superior a la presión suprasistólica durante varios minutos, la respuesta hiperemia puede durar de 3 a 4 minutos en sujetos sanos al menos, en comparación con sólo 10 segundos después de 1 minuto con oclusión un manguito de dedo. 19
Hemos hecho adaptaciones a la técnica de Serne et al, por dos razones:. 1) Principalmente para hacer la técnica más práctica y accesible para su uso tanto en un contexto de investigación clínica y clínica, y 2) Para reflejar más estrechamente la metodología que hemos utilizado para validar la técnica por la compasonar nuestros resultados a los encontrados en la técnica plethymography antebrazo, que es un método establecido para la evaluación de la función vascular. Se utilizó un manguito de brazo en lugar de los puños digitales, que no están fácilmente disponibles en los Estados Unidos. También como se ha indicado anteriormente, el uso de superior del brazo frente isquemia digital puede dar lugar a una respuesta hiperemia más prolongado, y se presta más fácilmente a la captura de la respuesta hiperemia pico para el análisis. La colocación del manguito de isquemia en la parte superior del brazo en lugar de los resultados de antebrazo en un mayor flujo de hiperemia (resultante de mayor vasodilatación arteria braquial. 6 En el desarrollo de la técnica, hemos investigado la literatura para el período más apropiado de la oclusión arterial. Hemos encontrado períodos que van desde 3 minutos 19 a 5 minutos, 4, 6, 8 a 13 minutos, 20, 21 con uno de los estudios que utilizaron 13 minutos notificación buena reproducibilidad de los valores así obtenidos. Sin embargo, otro estudio mostró aumento del flujo sanguíneo con increasing tiempo de oclusión. 22 En consecuencia, hemos elegido 10 minutos como un valor intermedio.
Hemos introducido el nuevo parámetro, el reclutamiento ciento capilar, que expresa reclutamiento capilar como un porcentaje del número máximo visualizado durante la oclusión venosa, en un intento de normalizar el número de vasos reclutados dividiendo por el número total de capilares presentes, permitiendo la comparación directa del número total de activamente perfundido (funcional) capilares entre individuos. Nos han informado también de los parámetros más utilizados (reclutamiento capilar y la oclusión venosa) en nuestras publicaciones hasta la fecha.
Nuestra técnica utiliza un aumento menor (38,4 x) en comparación con la de otros reportados en la literatura anterior. La densidad capilar reportados por James / Shore et al 23 (98-117 por mm 2) y Antonios 12 años, que también utiliza una gran ampliación 196x (57 - 93 por0,68 mm 2) son de hecho más alto. Sin embargo, Debbabi / Levy 24 obtenido densidades capilares (60-79) casi idénticos a los nuestros (55-74), con 200 aumentos. Nuestras cuentas son en realidad superiores a los reportados por Serne et al. 25, que utilizó un aumento de 100x (48-57). Esto puede ser al menos parcialmente debido al hecho de que el número absoluto de vasos por campo se reduce a un aumento mayor, lo que hace más difícil identificar un número reducido de vasos en la enfermedad. Además, el uso de la magnificación 38.4x produce imágenes digitales de los que podemos obtener varios campos claros adyacentes 4 sin necesidad de procesamiento adicional (reducción o aumento) de las imágenes.
En nuestras investigaciones, hemos elegido para estudiar los capilares de la circulación periférica, que son fácilmente accesibles en las yemas de los dedos utilizando un estereomicroscopio simple, y fácilmente puede ser estudiado sin el uso de la inyección intravenosa de colorante. 26 24, 27, sin datos sobre rarefacción capilar en personas de raza negra informaron antes de nuestros hallazgos. Uso de las fuentes de doble luz y de la mejora de software descrito en los métodos, que son capaces de visualizar y cuantificar los capilares en todos los sujetos inscritos, incluidos los negros pigmentación oscura.
En resumen, capilaroscopia es un no-invasivo, metodología relativamente barato para la visualización directa de la microcirculación. Tanto el capilaroscopia y técnicas de antebrazo son fácilmente aceptable para los pacientes y se puede aprender rápidamente. La función endotelial microvascular y las medidas obtenidas con los métodos descritos en este documento pueden ser útiles en el futuro clínicos de pacientes cardiovasculares estrategias de reducción de riesgos. Como hemos publicado informes que demuestran que la disfunción endotelial microvascular y se encuentran en las etapas iniciales de hypertensión incluyendo prehipertensión, capilaroscopia y pletismografía de oclusión venosa puede llegar a ayudar en la identificación precoz, la estratificación del riesgo y prevención de las enfermedades vasculares en fase terminal patología, con sus consecuencias potencialmente fatales.
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Disclosures
Los autores no tienen conflictos de intereses financieros relacionados con la realización o publicación de esta obra a revelar.
Acknowledgments
Este trabajo fue apoyado por los números de concesión de subvenciones y R01HL096593 K23HL72825 del Instituto Nacional del Corazón, los Pulmones y la Sangre. El contenido es responsabilidad exclusiva de la Universidad Thomas Jefferson y no representa necesariamente la opinión oficial del Instituto Nacional del Corazón, los Pulmones y la Sangre o los Institutos Nacionales de Salud.
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