Abstract
מחלות לב וכלי דם הוא הגורם העיקרי לתמותת גורם עיקרי של נכות ברחבי העולם. חוסר התפקוד של האנדותל של כלי הדם הוא מצב פתולוגי מאופיין בעיקר על ידי שיבוש במאזן בין חומרים מרחיבי כלי דם מכווץ כלי דם, והוא הציע לשחק תפקיד חשוב בהתפתחות של מחלות לב וכלי דם טרשת עורקות. לכן, הערכה מדויקת של תפקוד האנדותל בבני האדם מהווה כלי חשוב שיכול לעזור להבין טוב יותר את האטיולוגיה של פתולוגיות אירובי ממוקדת מרובה.
בעשרים וחמש השנים האחרונות, גישות מתודולוגיות רבות פותחו כדי לספק הערכה של תפקוד האנדותל אצל בני אדם. הציג בשנת 1989, מבחן FMD משלב חסימת אמת hyperemia תגובתי עוקב שמקדמת ייצור תחמוצת חנקן התרחבות של עורק הזרוע. המבחן FMD הוא כיום שימוש נרחב ביותר, לא פולשנית, ultrהערכת asonic של תפקוד האנדותל אצל בני אדם נמצאת קשורה לאירועים קרדיווסקולריים בעתיד.
למרות בדיקת FMD יכולה להיות תועלת קלינית, הוא הערכה פיזיולוגית כי ירשה כמה לערפלנים כי צריך להילקח בחשבון. מאמר זה מתאר פרוטוקול סטנדרטי לקביעת FMD כולל המתודולוגיה המומלצת על מנת למזער את הבעיות הפיזיולוגיות וטכניות ולשפר את דיוק השחזור של ההערכה.
Introduction
מחלות לב וכלי דם הוא הגורם לתחלואה ותמותה המובילה בעולם. תפקוד לקוי של האנדותל של כלי הדם, מהווה נדבך ראשוני לקראת פיתוח של מחלות הקשורות בכלי הדם מרובים 1. לפיכך, הערכה מדויקת של תפקוד האנדותל בבני אדם מייצג טכניקה חשובה שיכול לסייע בהבנת האטיולוגיה של פתולוגיות לב וכלי דם מרובים, כאשר המטרה הסופית היא לשפר את היעילות של טיפול ומניעה של המחלה.
האנדותל
האנדותל הוא בשכבה של תאים מסנתז חומרים vasoactive רבים, כגון תחמוצת החנקן (NO), prostacyclins, endothelins, גורם גדילה תא האנדותל, אינטרלויקינים, ו plasminogen מעכבי 2. גורמים אלה תורמים לתפקוד האנדותל להסדיר נזילות דם, טון של כלי דם, הצטברות של טסיות דם, חדירות של רכיבי פלזמת infl בדפנות כלי דםammation 2-4. בנוסף, NO ממלא תפקיד אנטי-atherogenic מרכזי בקידום התרחבות ו שמירה על שלמות האנדותל. NO מסדיר טון כלי בקוטר דרך שליטה על שיווי המשקל בין אספקת החמצן לרקמות 3,5 הביקוש המטבולית שלהם. ישנם מספר רב של אנדוגני, אקסוגני, וגורמים ממריץ מכני המשרים אנדותל synthase NO (eNOS) אשר מסנתז NO מ L- ארגינין 6,7. הגירוי המכאני הנכבד ביותר הוא מאמץ גזירה. מאמץ גזירת קיר תורם הפעלה גדולה יותר של אינס, וכתוצאה מכך אין ייצור הרפיית שרירים חלקים לאחר 4. מסיבה זו הירידה NO זמינות ביולוגית משמשת לעתים קרובות כמדד בתפקוד האנדותל 8.
תפקוד לקוי של האנדותל
חוסר האיזון בין גורמי מרחיב כלי דם מכווץ כלי דם מוביל האנדותל מתפקדת 2. בנוסף, release של מתווכים דלקתיים וכוחות גזירה מקומיים שינו עשוי להגביר את הסינתזה של מיני חמצן מגיבים נגזר האנדותל (ROS). Upregulation זה חיזור איתות לא רק משנה את היושרה של האנדותל ומפחית את הסינתזה של NO 9, זה יכול לִשְׁמוֹט eNOS הביאו לייצור ישיר של רדיקלים חופשיים נוספים. בסופו של דבר, שיפור זה בשום זמינות ביולוגית מקדם vasoconstriction, קשיחות כלי דם, עורקים המופחתים distensibility 4.
מידת תפקוד לקוי של האנדותל כבר קשור עם חומרת כמה פתולוגיות כגון יתר לחץ דם 10, טרשת עורקים 11, שבץ איסכמי 12, סוכרת 13, רעלת הריון 14 או מחלות כליה 15 בין היתר. לפיכך, יש עניין עצום לא רק להעריך את השינויים בתפקוד האנדותל לאורך זמן, אלא גם בעקבות התערבויות טיפוליות. שיטות שונות שימשו במשךההערכה הקלינית של תפקוד האנדותל הן פולשני (צנתור ו plethysmography חסימה ורידית 3,16) ואת הלא פולשני (התרחבות בתיווך זרימה, ניתוח קונטור tonometry והדופק העורק הרדיאלי 4,17,18) ב תפוצה כלילית היקפי 19.
התרחבות תזרים בתיווך
התרחבות בתיווך זרימה (FMD) היא הערכה לא פולשנית, אולטראסאונד של תפקוד האנדותל כבר בקורלציה עם התפתחות בעיות בריאות כלי הדם. מאז הקמתה בשנת 1989 20, FMD נוצל נרחב כשיטה אמין, in vivo להעריך ברובה NO בתיווך תפקוד האנדותל בבני אדם 19,21,22. ואכן, בדיקת FMD עורק הזרוע נקשרה עם טכניקות פולשניות אחרות 23 ו חקירות רבות תארו יחס הפוך חזק בין FMD ואת לב וכלי דם פציעה 24,25 כך individuals הלוקים פתולוגיה וסקולרית יותר 25 נמוך FMD. לפיכך, נתונים אלה מדגישים את המידע פרוגנוסטיים כי טכניקה זו יכולה לספק בכל הקשור למחלות לב וכלי דם בעתיד במקצועות אסימפטומטית 26-30.
במהלך הבדיקה FMD, בקטרים של עורק הזרוע נמדדים בצורה רציפה בתחילת המחקר ולאחר שחרורו של מעצר הדם של האמה. עם שחרורו שרוול, את hyperemia תגובתי הנגרם מקדם גידול מאמץ גזירה בתיווך אין לשחרר ולאחר התרחבות 19,31. FMD מבוטא את אחוז הגידול בקוטר העורק בעקבות שחרורו של השרוול לעומת הקוטר בתחילת המחקר (% FMD).
למרות העניין הקליני הגדלה בטכניקה זו, מבחן FMD הוא הערכה פיזיולוגית ולכן, מספר משתנה יש לקחת בחשבון על מנת לבצע הערכה מדויקת של תפקוד האנדותל אצל בני אדם. זהrticle מתאר פרוטוקול סטנדרטי ואת המתודולוגיה המומלץ למזער את הבעיות הטכניות וביולוגיות לעזור לשפר את הדיוק, השחזור והפרשנות של מבחן FMD.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
הערה: הליך FMD הבא מתנהל באופן שיגרתי במהלך לימודי ערכה וסקולרית במעבדת דם אינטגרטיבית תרגיל פיזיולוגיה (LIVEP). כל הנהלים בעקבות עקרונות הצהרת הלסינקי ואושרו על ידי דירקטוריון הסקירה המוסדי ורג 'יה עוצרי האוניברסיטה. כל המשתתפים התבשרו המטרות והסיכונים האפשריים של הטכניקה לפני הסכמה בכתב עבור הושג השתתפות. איור 1 מדגים סיכום סכמטי של מרכיבים חיוניים כי צריך להיחשב עבור הערכת אולטרסאונד של FMD עורק הזרוע.
1. הכנת נושא (לפני ההגעה)
- ודא משתתף נמנע מלממש תרגיל (≥12 hr), קפאין (≥12 hr), עישון או חשיפה לעישון (≥12 hr), תוספי ויטמין (> 72 שעות) וכל תרופה (≥4 hr זמן מחצית החיים של התרופה, לא סטרואידיות אנטי דלקתי עבור 1 day ו אספירין במשך 3 ימים).
- ודא כי המשתתף הוא בתנאי צום או צרך רק ארוחות דלות שומן 4 לפני הבדיקה.
- כאשר בודקים נשים לפני גיל המעבר, הוא הציע לנהל פרוטוקול FMD במהלך שלב הדימום של המחזור להגביל את ההשפעה של האסטרוגן אנדוגני פרוגסטרון 8,32,33.
נושא 2. הכנה (עם ההגעה)
- לפני רכישת מדידה, ודא כי הנושא הוא נח בתנוחה אופקית בתוך שקט, בקרת טמפרטורה (22 ° C עד 24 ° C) מקום כ 20 דקות כדי להגיע למצב המודינמי יציב.
- צרף א.ק.ג. 3-להוביל את איבר רגיל להוביל השנייה עמדה. באמצעות מכשור תקן אמריקאי, למקם את הובלת הקוטביות הלבנה / שלילית ממש מתחת לעצם בריח על הכתף הימנית. חבר את התקע הקוטבי השחור / כפול מתחת לעצם הבריח השמאלי ליד הכתף ולחבר את ההובלה הקוטבית האדומה / חיוביתמתחת לשריר החזה השמאלי בבסיס לרוחב החזה.
- להאריך את זרוע הנושא רוחבי בסביבות 80 מעלות חטיפת כתף ולאבטח את האמה הדיסטלית בכרית באריזת ואקום כדי לשמור על מיקום מדויק של הזרוע במהלך המדידה (איור 2).
- מניחים את השרוול האמה מיד דיסטלי epicondyle המדיאלי ולהבטיח ששום דבר לא נוגע השרוול, כולל בטבלה שלהלן (איור 2).
3. מדידות Baseline
- מיפוי עורק הזרוע עם אולטראסאונד:
- תוך כדי הלחיצה על הבדיקה עם היד, למקם אותו חוצת sectionally ולהתחיל לסרוק את הצד הפנימי של הזרוע העליונה החל ההחדרה של שריר הזרוע ואת שימשיך proximally.
- בתוך במצב B (בגוונים אפורים), לזהות את עורק הזרוע והכלי בטחונות ולהשתמש זרימת צבע (CF) במצב כדי לאשר את המיקום של העורק. לפרש את הצבע ואת pulsatilityבזהירות בהתחשב בכיוון של המתמר כדי להבטיח הערכה של העורק ולא הוריד.
הערה: עם מחוון הבדיקה מול הראש, צבע אדום פירושו לזרום לכיוון המתמר (זרימת עורקים), בעוד אמצעי כחול לזרום משם (זרימה ורידית).
- זיהוי של עורק הזרוע:
- לאחר מציאת עורק הזרוע, לסובב את החללית 90 ° לסרוק הזרוע longitudinally. השג את התמונה בין 2 עד 10 ס"מ מעל fossa antecubital.
- לזהות ציוני דרך אנטומיים כגון ורידים ומטוסים fascial עבור הערכות מרובות באותו נושא (איור 3).
- אבטחת Probe:
- Secure והגלאי בידו מחזיק בדיקה stereotactic. אשר את החללית הוא קבוע כראוי כדי למנוע תנועות מוגזמות. עם החללית מאובטחת בעל, להבטיח שהתמונה היא טובה כמו בתמונה כי הושגה באופן ידני ללא בעל.
- אופטימיזציה של resolution של התמונה:
- למטב את התמונה באמצעות הפקדים להרוויח זמן (TGC של) עם החללית המאובטחת.
הערה: תמונה אופטימלית מושגת כאשר תמונת B-mode הברורה מן הממשקים הקדמיים intimal האחורי בין קיר לומן והכלי מתקבלת. - יש הטכנאי יתאים באופן ידני את הרווח, מוקדים, טווח דינמי, והרמוניות כדי לקבל תמונה ברורה ומוגדרת של הקירות הקרובים ורחוקים של האנדותל.
- למטב את התמונה באמצעות הפקדים להרוויח זמן (TGC של) עם החללית המאובטחת.
- דופלקס דופלר מצב:
- בעקבות רכישת B-mode, המשך דופלקס סריקה במצב דופלר פעם.
- השתמש עקב לבוהן גישה עם החללית בתוך מחזיק ידי נדנדת את המתמר בקצה אחד יותר מהשני מנת לכוון את התמונה עורקת הזרוע ולהשיג בזווית של insonation של 60 מעלות.
- Baseline רכישה:
- לקבל תמונת מצב-B משביעה רצון המזהה את השכבות אנדותל עם קירות אינטימה-אינטימה ברורות של העורק. ENSיור שאות דופלר מופיע צליל חד וברור ללא קולות חנוקים.
- אפס את הלולאה CINE אולטרסאונד ידי מקפיא הפשרת התמונה. הקש על F1 כדי להתחיל נתוני הקלטה על תוכנת תמונה. נתוני בסיס שיא שני 30 לפחות. נתח את הקוטר הממוצע ומהירות דם למשך 30 שניות לייצג ערכי בסיס. הערה: אולטרסאונד שונה ולהגדיר קופצי תוכנה עשוי לדרוש רצפים שונים כדי להשיג את הפעולה הנדרשת.
4. מדידות ספיגות דם
- ספיגה קדמית:
- במהירות לנפח את שרוול חסימת אמה, באמצעות אוויר דחוס, ללחצים העל-סיסטולי (250 מ"מ כספי) במשך 5 דקות כדי לגרום לחסימה בעורקים.
- לאחר 4 דקות ו -30 שניות של חסימת אמה, להתחיל רכישת נתונים.
הערה: מדידות ספיגות תיוצגנה על ידי 30 השניות של החסימה האחרונה.
5. תגובתי hyperemia (שחרור הודעה קאף) מדידות
- להוציא אוויר השרוול ב 5 דקות.
- שמור הקלטה במשך שתי דקות לאחר שחרורו שרוול.
6. ניתוח של תוצאות: איתור אדג 'מעקב סטריט
- בשל המורכבות של ניתוח FMD, השתמש קצה-איתור תוכנת מעקב-קיר ברחבי בדיקות FMD עבור שחזור גבוה פי הוראות היצרן.
הערה: ניתוח המחובר זהו פחות תלוי במפעיל מאשר ההערכה הידנית ולכן משפר את הדיוק של נתוני FMD 4,34-36. בנוסף, מערכת ניתוח off-line זה גם מאפשר סנכרון עם א.ק.ג. לזיהוי עורקי סוף-דיאסטוליקטרים, הימנעות עיוות של שינויים קשורים דופקים בקוטר 4. יצוין, כי על אף שימוש ECG הוא שאושר למזער השתנות פעימה, אפשר גם לבצע את פרוטוקול FMD ללא א.ק.ג. gaiting 37. למרות שהדבר אינו מומלץ, אם הניתוח בעזרת מחשב קצה אינו זמין, הערכה ידנית זהירה של שניהם בקוטר מהירויות יש לאסוף 36. - לצורך ההערכה של קטרי כלי שיט, יש צורך חזותי לבדוק כל מסגרת כדי לקבוע את המיקום הטוב ביותר של מחוגה הקולית לאורך תמונת B-mode 38.
הערה: לא משנה שיטת ניתוח נתונים, מומלץ לאסוף בקוטר נתונים מהירים כל 4 שניות במהלך 20 שניות הראשונות של hyperemia תגובתי וכל שניות 5 לתקופת חסימת העמוד שנשאר 4.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
מאפייני Baseline מקבוצת עוקבה בריאה לכאורה מוצגים בטבלה 1. המשתנים הנפוצים ביותר של בדיקות FMD שנערכו במעבדת דם אינטגרטיבית פיזיולוגיה של המאמץ (LIVEP) מוצגים בלוח 2. המשתנים הבאים נחשבים פרמטרי FMD הראשיים לנתח ידי הדרכת 4 והנחיות FMD פרסמו 36.
Baseline בקוטר שיא
בעקבות שלב הסתגלות נאות, לממוצע של לפחות 10 מחזורים של לב עם מהירויות דם על פני פרק זמן של 10 עד 30 שניות 39 צריך לשמש לייצוג קוטר בסיס. בנוסף, בקוטר שיא, ההתרחבות מקסימלית לאחר שחרורו שרוול, צריך להיות מחושב על בסיס ממוצע שניות 5 הגבוהות ביותר על collectio החסימה שלאחר שתי דקות n תקופת 4.
בתגובה FMD
תגובת FMD מיוצגת על ידי השינוי המרבי קוטר עורק זרוע בעקבות שחרורו של יחסי שרוול אמה לקוטר עורק בסיס זרוע נמדד במנוחה. לפיכך, קביעת תגובת FMD מחושבת על פי המשוואה הבאה:
סדר הגודל של תגובת FMD עומד ביחס ישר ללחץ גזירה תלוי באופן קריטי על שלמות האנדותל, צמיגויות דם, ודם מהירות 36,40. זה נצפה כי FMD מקסימלית מושג על פני חלון זמן בין 45 עד 90 שניות, אם כי התרחבות שיא עצמו עשויה להמשיך עד 180 שניות שלאחר שרוול דפלציה 41.
דק-page = "1"> שיעור גזירה
מאמץ גזירה תואר ככוח במקביל, החיכוך המופעל על ידי הדם על המשטחים אינטימה וכפי הגירוי העיקרי של FMD תגובת 42. מתח שאר ניתן לחשב כתוצר של מהירות וצמיגות מחולק קוטר הכלי. עם זאת, מדד פשוט של מאמץ הגזירה הוא שיעור גזירה, אשר מחושב לפי מדידות בו זמנית של מהירות דם בקוטר עורק הזרוע עם המשוואה הבאה:
בנוסף, שיעור גזירה מצטבר (שטח מתחת לעקומה, AUC; sec -1) יש גם כדי להיחשב שכן הוא משקף את העיכוב בין גזירת שיא קוטר השיא 8. זה מחושב על בסיס נוסחת הטרפז, כל שניות 4 עבור sec 20 הראשונות לאחר שחרורו השרוול, ועבור שארתקופת איסוף הנתונים, כל 5 שניות 43.
נורמליזציה של FMD (FMD / Shear)
בהתחשב הסתמכות בין מאמץ הגזירה ואת FMD, ו תוך התחשבות בשונות בין נושא התגובה hyperemia תגובתי, הוצע לנרמל את התגובה FMD עם מאמץ הגזירה 44,45. למרות שאין הסכמה על איך לנרמל FMD כראוי עבור גזירה, חלוקת FMD ידי שיעור גזירה שולט השפעת פרופילי גזירה שונות בתגובת FMD ומציע תובנה נוסף לתוך מנגנון גירוי / תגובה של התרחבות עורק זרוע 39,46. עם זאת, יש לציין כי, קיימת מודעות עולות וקבלה זמנית של שיטת נורמליזציה הזאת כי היא תקפה רק בתנאים מסוימים 36. דרך נוספת מוצעת לנרמל FMD ולשפר את הרגישות ואמינה של הבדיקה היאלהביע את הנתונים כמו עקומת מנה-תגובה, שבו גזירה קשורה הגודל של התרחבות עורקת 47. יתר על כן, השימוש דרוג allometric לנרמל FMD ובקרה ההשפעה שיש בקטרים הבסיס יכול להיות על התגובה FMD הוצע 48.
זמן-לשיא התרחבות
בשל התגובות מגוונות את מהלך הזמן של FMD תאר בקרב אוכלוסיות שונות, קביעת זמן-לשיא (TTP) ההתרחבות בעת ניתוח FMD הפך חשוב 49,50. עם זאת, יש לציין כי TTP הוא בחלקו NO עצמאי, ולא יכול להיות פרמטר FMD מתאים לצורך לבד לייצג בריאות האנדותל 51.
תרשים 4 מתאר את תגובת הקוטר ומהירות של מבחן FMD אצל אדם נציג. Reactihyperemia ve מעורר מהירות שיא אשר, כעבור זמן קצר, ואחריו הגידול בקוטר.
איור 1:. האיור של ההליך הסטנדרטי לנהל מבחן FMD עורק זרוע לקבלה מדויקת מבחן FMD אמין, זה הכרחי על מנת לקבל ציוד אולטרסאונד מתאים כמו גם היערכות מתאימה של הנושא לפני ביצוע הטכניקה. לאחר שהמשתתף הוא במצב מנוחה, רכישת נתוני בסיס יכולה להתבצע. אחרי חמש דקות של חסימה, השרוול משתחרר יצירה בתגובת hyperemic תגובתי זה מעורר לחץ גזירה על האנדותל. לבסוף, ניתוח של התוצאות באמצעות תוכנת קצה-איתור מקיר מעקב מומלץ. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של f זהigure.
איור 2:. ייצוג נושא מוכן למבחן FMD עורק הזרוע זרוע של הנושא מוארך רוחבית מאובטחת כרית באריזת ואקום. שרוול האמה ממוקם מייד דיסטלי epicondyle המדיאלי. מתמר אולטרסאונד מאובטח לפומית הממוקמת מעל הכניסה של שרירי לרכוש נתונים של עורק הזרוע.
איור 3:. זיהוי של ציוני דרך אנטומיים להערכות חוזרות באותו נושא איורים 2A, 2B, 2C ו 2D להמחיש את הערכת הבסיס של עורק הזרוע באותו הפרט בארבעה ימים שונים. חצים לזהות את הציון דרך אנטומיים המשמש לתמונה עורק בכל יום נפרד. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
איור 4:. ייצוג פרט של תגובה מהירה בקוטר טיפוסית הוא ציין במהלך בדיקת FMD הדמות ממחישה בסיס ראשוני (BL) לתקופה של 30 שניות, 30 השניות האחרונות של חסימה של כלי דם (OCC), ותגובת hyperemia תגובתי (120 שניות) בעקבות פרסום שרוול אמה. השורה המוצקה מייצגת את התגובה בקוטר הקו המקווקו מייצג מהירויות דם בכל טכניקת FMD. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
| מִשְׁתַנֶה | |
| n | 62 |
| זכר נקבה | 31/31 |
| גיל (שנים) | 32 ± 2 |
| גובה (ס"מ) | 167 ± 2 |
| משקל (ק"ג) | 66.1 ± 2.2 |
| BMI (ק"ג / מ 2) | 22.8 ± 0.7 |
| SBP (mm Hg) | 115 ± 2 |
| DBP (mm Hg) | 68 ± 1 |
| FEV 1 חזויות (%) | 101.2 ± 1.8 |
| גלוקוז (מ"ג / ד"ל) | 88 ± 1 |
| כולסטרול כללי (מ"ג / ד"ל) | 162 ± 5 | </ Tr>
| כולסטרול HDL (מ"ג / ד"ל) | 57 ± 2 |
| כולסטרול LDL (מ"ג / ד"ל) | 93 ± 5 |
| טריגליצרידים (מ"ג / ד"ל) | 77 ± 5 |
| המוגלובין (g / dl) | 14.7 ± 0.3 |
| המטוקריט (%) | 43.4 ± 0.7 |
טבלה 1:. מאפייני כימיה בדם של דור נושא בריא הנתונים באים לידי ביטוי כממוצע ± SEM. מדד מסת הגוף (BMI), לחץ דם סיסטולי (SBP), לחץ דם דיאסטולי (DBP), כפייה הנשיפה נפח בשנייה אחת (FEV 1), ליפופרוטאין בצפיפות גבוהה (HDL), ליפופרוטאין בצפיפות נמוכה (LDL).
| Variable | n = 62 |
| קוטר הבסיס (ס"מ) | 0.322 ± 0.009 |
| בקוטר שיא (ס"מ) | 0.343 ± 0.009 |
| FMD (%) | 6.7 ± 0.4 |
| שינוי מוחלט FMD (ס"מ) | 0.021 ± 0.001 |
| שיעור גזירה (sec -1, AUC) | 46,607 ± 2,940 |
| FMD / Shear (% / sec -1 AUC) | 0.16 ± 0.01 |
| זמן-לשיא התרחבות (sec) | 44 ± 2 |
טבלה 2:. משתנה FMD עורק הזרוע מקבוצה לפי בריאה לכאורה הנתונים באות לידי ביטוי כממוצע ± SEM.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
הציג בשנת 1989 20, מבחן FMD כבר בשימוש נרחב בבני אדם כאמצעי בלתי פולשני של תפקוד האנדותל. FMD לא הוכח רק לנבא את סיכון למחלות בעתיד קשור בכלי דם 19,52,53, ערכי FMD נמוכים כבר להראות קיימות קשר חזק עם ליקויי קרדיווסקולרית 24,25,54. אמנם יש טכניקות אחרות כדי להעריך את תפקוד האנדותל, הוא פולשני (צנתור לב) ואת הלא פולשני (plethysmography ורידיים plethysmography אצבע), FMD כבר בשימוש הנרחב ביותר בשל הלא פולשנות והערכה מהירה של תפקוד עורקים היקפיים 23.
מבחן FMD משלב חסימת אמה חולפת אשר גורמת hyperemia תגובתי הגזירה הבאה מתח 2,4. שיפור זה של תוצאות מאמץ גזירה לעלייה מקומית של NO ייצור 31,55 NO synthase נגזרות האנדותל, כי מפזר דרך קיר הכלי ובכך אניnducing הרפיית שרירים חלק עוקבים התרחבות 31. מקובל כי תקופות חסימה 5 דקות מתווכות ברובה על ידי NO, בעוד הגידול בזרימת דם לאחר תקופות ארוכות יותר של חסימה עשוי להיות כרוך מרחיבי כלי דם הנגרמת איסכמיה מלבד NO 56.
שיקולים מתודולוגיים להערכת FMD
המגזר השקלי הלא צמוד הפולשנות של הבדיקה FMD עורק הזרוע הגדילה את עניין הטכניקה הזו. עם זאת, ראוי לציין כי ישנם אתגרים מעשיים ושיקולים מתודולוגיים המשפיעים על היציבות הפיזיולוגית וטכנית של הליך זה, הגבלת השימוש הקליני שלה 57. באופן ספציפי, בביצוע בדיקת FMD דורש השקעה ראשונית משמעותית לרכוש את הציוד הדרוש (כלומר אולטרסאונד, inflator שרוול מהיר, ואת תוכנת ניתוח). בנוסף, אדם מיומן מאומנים / sonographer שמבין את Physiology של המבחן FMD יש צורך לבצע את הבדיקה FMD. מבחינה מתודולוגית, חשוב להביא בחשבון כי יש הרבה גישות מתודולוגיות שונות של בדיקת FMD ללא סטנדרטיזציה. משום כך, נתונים נורמטיביים שונים מכון למכון ולכן קשה להגדיר חריגות "נכונות" בתפקוד האנדותל. בנוסף, לערפלנים רבים יכולים להשפיע על בדיקת FMD, ולכן הבנה מקיפה של מדינת הבסיס של האדם הנבדק יש צורך לשלול ערכים שליליים שווא. אף על פי כן, ליישם את המלצות מבחן FMD המעודכנות דיוק גבוה של הטכניקה ולהפחית השתנות FMD יכולות להיות מושגת.
טכנולוגיית אולטראסאונד
עד תאריך אולטרסאונד טכנולוגיה חיונית. שימוש רכישת סימולטני של קוטר B-mode ומהירות דופלר דופק-גל הומלץ על איתור קפדני יותר של קוטר משתנה 4 וחישוב מדויק של שיעור גזירה. עדר טכנולוגית מצב דופלקס יכול להיות מקושר עם כמה תוצאות אשר תארו במידה דומה של התרחבות לאחר 5 ותקופת 10 דקות חסימת 8,58,59, ואילו ולאחרונה מחקרים שעשה שימוש במצב דופלקס תאר כיצד תקופות ממושכות של איסכמיה הן הקשורים עם reperfusion יותר 33,60.
יתר על כן, על מנת לשפר את הדיוק של בדיקת FMD, חשוב להשגת זווית מתאימה insonation בין קורה דופלר ואת היישור של העורק. מומלץ לקבל זווית insonation של ≤60 ° להשיג את האיזון של איכות תמונה נאותה להפחית את רמת שגיאה מהירה 4,36. כמו כן, ראוי לציין כי לפחות מתמר מערך ליניארי 10 MHz, עם השימוש מלחציים stereotactic 61,62, מומלץ להשיג תמונות B-mode באיכות גבוהה 4.
עמדת קאף
המיקום של השרוול כבר נבחן בפירוט מחקרים שונים 8,63,64 מאז גודלו ומיקומו לא יכול רק לתרום לשינויים הגירוי מאמץ הגזירה, אלא גם עלול להשפיע על מנגנונים התורמים FMD התגובה 41, 63,65. מומלץ למקם את שרוול החסימה על האמה, דיסטלי בדיקת אולטרסאונד, כדי לגרום התרחבות תלויה האנדותל 36.
אָנָלִיזָה
כדי להשיג FMD מדויק, מערכת ניתוח תוכנה אוטומטית עם אלגוריתם גילוי קצה מומלצת מאוד 4. גילוי קצה מסתמך על קביעת קוטר בסיס מדויק, שהוא חיוני והבסיס לחישוב של FMD תקף. בממוצע לפחות 10 מחזורים של לב (או 30 שניות) נדרש לייצג קוטר בסיס, ואילו בתגובה בקוטר השיא צריכה להיות מחושבת באמצעות ממוצע 5 שניות 4.
ss = "jove_content"> לסיכום, להערכת תפקוד האנדותל כבר נחשב חשובה בהערכה לקידום כמה פתולוגיות בשל פונקציות רגולטוריות מספר כי המחזות האנדותל בגוף. מבחן FMD מהווה כלי לא פולשנית אשר חוזה מחלות לב וכלי דם ואירועים; עם זאת, הביקוש טכני הגבוה ודרישות תלויות מפעיל מוגבל יישום רחב. בהתאם לכך, יש להגדיל מעוניין בהערכת תפקוד האנדותל אצל בני אדם לספק מידע רפואי ופיסיולוגי יקר. מאמר זה מתעד שורה של המלצות כדי לשפר את הדיוק בהערכת עורק הזרוע של FMD.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
החוקרים אין לי מה לחשוף.
Acknowledgments
המחברים מבקשים להודות בנושאים רבים וחולים שהשתתפו במחקרים שלנו שבו הערכנו את תפקוד האנדותל באמצעות מבחן FMD.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Doppler ultrasound | GE Medical Systems | Logiq 7 | Essential to include Duplex mode for simultaneous acquisition of B-mode and Doppler |
| Electrocardiographic (ECG) gating | Accusync Medical Research | Accusync 72 | |
| 12-MHz Linear array transducer | GE Medical Systems | 11L-D | A high-resolution linear array probe is essential |
| Forearm occlusion cuff | D.E. Hokanson | SC5 | 5 cm x 84 cm |
| Ultrasound transmission gel | Parker | 01-08 | |
| Rapid cuff inflator | D.E. Hokanson | E-20 AG101 | |
| Sterotactic-probe holder | Flexabar | 18047 | Magnetic base fine adjustor |
| Edge detection analysis software | Medical Imaging Applications | Brachial Analyzer 5 |
References
- Versari, D., Daghini, E., Virdis, A., Ghiadoni, L., Taddei, S. Endothelial dysfunction as a target for prevention of cardiovascular disease. Diabetes Care. 32, Suppl 2 314-321 (2009).
- Deanfield, J. E., Halcox, J. P., Rabelink, T. J. Endothelial function and dysfunction: testing and clinical relevance. Circulation. 115, 1285-1295 (2007).
- Marti, C. N., et al. Endothelial dysfunction, arterial stiffness, and heart failure. J Am Coll Cardiol. 60, 1455-1469 (2012).
- Harris, R. A., Nishiyama, S. K., Wray, D. W., Richardson, R. S. Ultrasound assessment of flow-mediated dilation. Hypertension. 55, 1075-1085 (2010).
- Schechter, A. N., Gladwin, M. T. Hemoglobin and the paracrine and endocrine functions of nitric oxide. N Engl J Med. 348, 1483-1485 (2003).
- Forstermann, U., Munzel, T. Endothelial nitric oxide synthase in vascular disease: from marvel to menace. Circulation. 113, 1708-1714 (2006).
- Moncada, S., Palmer, R. M., Higgs, E. A. Nitric oxide: physiology, pathophysiology, and pharmacology. Pharmacol Rev. 43, 109-142 (1991).
- Corretti, M. C., et al. 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. J Am Coll Cardiol. 39, 257-265 (2002).
- Vanhoutte, P. M., Shimokawa, H., Tang, E. H., Feletou, M. Endothelial dysfunction and vascular disease. Acta Physiol (Oxf). 196, 193-222 (2009).
- Kang, K. T. Endothelium-derived Relaxing Factors of Small Resistance Arteries in Hypertension. Toxicol Res. 30, 141-148 (2014).
- Chistiakov, D. A., Revin, V. V., Sobenin, I. A., Orekhov, A. N., Bobryshev, Y. V. Vascular endothelium: functioning in norm, changes in atherosclerosis and current dietary approaches to improve endothelial function. Mini Rev Med Chem. 15, 338-350 (2015).
- Poggesi, A., Pasi, M., Pescini, F., Pantoni, L., Inzitari, D. Circulating biologic markers of endothelial dysfunction in cerebral small vessel disease: a review. J Cereb Blood Flow Metab. , (2015).
- Altabas, V. Diabetes, Endothelial Dysfunction, and Vascular Repair: What Should a Diabetologist Keep His Eye on. Int J Endocrinol. 2015, 848272 (2015).
- Sanchez-Aranguren, L. C., Prada, C. E., Riano-Medina, C. E., Lopez, M. Endothelial dysfunction and preeclampsia: role of oxidative stress. Front Physiol. 5, 372 (2014).
- Basile, D. P., Yoder, M. C. Renal endothelial dysfunction in acute kidney ischemia reperfusion injury. Cardiovasc Hematol Disord Drug Targets. 14, 3-14 (2014).
- Hasdai, D., Lerman, A. The assessment of endothelial function in the cardiac catheterization laboratory in patients with risk factors for atherosclerotic coronary artery disease. Herz. 24, 544-547 (1999).
- Hayward, C. S., Kraidly, M., Webb, C. M., Collins, P. Assessment of endothelial function using peripheral waveform analysis: a clinical application. J Am Coll Cardiol. 40, 521-528 (2002).
- Naka, K. K., Tweddel, A. C., Doshi, S. N., Goodfellow, J., Henderson, A. H. Flow-mediated changes in pulse wave velocity: a new clinical measure of endothelial function. Eur Heart J. 27, 302-309 (2006).
- Green, D. J., Dawson, E. A., Groenewoud, H. M., Jones, H., Thijssen, D. H. Is flow-mediated dilation nitric oxide mediated?: A meta-analysis. Hypertension. 63, 376-382 (2014).
- Anderson, E. A., Mark, A. L. Flow-mediated and reflex changes in large peripheral artery tone in humans. Circulation. 79, 93-100 (1989).
- Celermajer, D. S., et al. Non-invasive detection of endothelial dysfunction in children and adults at risk of atherosclerosis. Lancet. 340, 1111-1115 (1992).
- Stoner, L., et al. There's more to flow-mediated dilation than nitric oxide. J Atheroscler Thromb. 19, 589-600 (2012).
- Anderson, T. J., et al. Close relation of endothelial function in the human coronary and peripheral circulations. J Am Coll Cardiol. 26, 1235-1241 (1995).
- Juonala, M., et al. Interrelations between brachial endothelial function and carotid intima-media thickness in young adults: the cardiovascular risk in young Finns study. Circulation. 110, 2918-2923 (2004).
- Halcox, J. P., et al. Endothelial function predicts progression of carotid intima-media thickness. Circulation. 119, 1005-1012 (2009).
- Ghiadoni, L., et al. Different effect of antihypertensive drugs on conduit artery endothelial function. Hypertension. 41, 1281-1286 (2003).
- Plantinga, Y., et al. Supplementation with vitamins C and E improves arterial stiffness and endothelial function in essential hypertensive patients. Am J Hypertens. 20, 392-397 (2007).
- Charakida, M., Masi, S., Loukogeorgakis, S. P., Deanfield, J. E. The role of flow-mediated dilatation in the evaluation and development of antiatherosclerotic drugs. Curr Opin Lipidol. 20, 460-466 (2009).
- Hadi, H. A., Carr, C. S., Al Suwaidi, J. Endothelial dysfunction: cardiovascular risk factors, therapy, and outcome. Vasc Health Risk Manag. 1, 183-198 (2005).
- Brunner, H., et al. Endothelial function and dysfunction. Part II: Association with cardiovascular risk factors and diseases. A statement by the Working Group on Endothelins and Endothelial Factors of the European Society of Hypertension. J Hypertens. 23, 233-246 (2005).
- Sessa, W. C. eNOS at a glance. J Cell Sci. 117, 2427-2429 (2004).
- Hashimoto, M., et al. Modulation of endothelium-dependent flow-mediated dilatation of the brachial artery by sex and menstrual cycle. Circulation. 92, 3431-3435 (1995).
- Adkisson, E. J., et al. Central, peripheral and resistance arterial reactivity: fluctuates during the phases of the menstrual cycle. Experimental biology and medicine. 235, Maywood, N.J. 111-118 (2010).
- Woodman, R. J., et al. Improved analysis of brachial artery ultrasound using a novel edge-detection software system. J Appl Physiol. 91, (1985) 929-937 (1985).
- Mancini, G. B., Yeoh, E., Abbott, D., Chan, S. Validation of an automated method for assessing brachial artery endothelial dysfunction. The Canadian journal of cardiology. 18, 259-262 (2002).
- Thijssen, D. H., et al. Assessment of flow-mediated dilation in humans: a methodological and physiological guideline. American journal of physiology. 300, 2-12 (2011).
- Kizhakekuttu, T. J., et al. Measuring FMD in the brachial artery: how important is QRS gating. J Appl Physiol. 109, (1985) 959-965 (2010).
- Celermajer, D. S. Noninvasive detection of atherosclerosis. N Engl J Med. 339, 2014-2015 (1998).
- Pyke, K. E., Tschakovsky, M. E. Peak vs. total reactive hyperemia: which determines the magnitude of flow-mediated dilation. J Appl Physiol. 102, (1985) 1510-1519 (2007).
- Charakida, M., Masi, S., Luscher, T. F., Kastelein, J. J., Deanfield, J. E. Assessment of atherosclerosis: the role of flow-mediated dilatation. Eur Heart J. 31, 2854-2861 (2010).
- Peretz, A., et al. Flow mediated dilation of the brachial artery: an investigation of methods requiring further standardization. BMC cardiovascular disorders. 7, (2007).
- Davies, P. F., Tripathi, S. C. Mechanical stress mechanisms and the cell. An endothelial paradigm. Circulation research. 72, 239-245 (1993).
- Harris, R. A., et al. The effect of oral antioxidants on brachial artery flow-mediated dilation following 5 and 10 min of ischemia. European journal of applied physiology. 107, 445-453 (2009).
- Mitchell, G. F., et al. Local shear stress and brachial artery flow-mediated dilation: the Framingham Heart Study. Hypertension. 44, 134-139 (2004).
- Flammer, A. J., et al. The assessment of endothelial function: from research into clinical practice. Circulation. 126, 753-767 (2012).
- Padilla, J., et al. Normalization of flow-mediated dilation to shear stress area under the curve eliminates the impact of variable hyperemic stimulus. Cardiovasc Ultrasound. 6, 44 (2008).
- Stoner, L., Tarrant, M. A., Fryer, S., Faulkner, J. How should flow-mediated dilation be normalized to its stimulus. Clin Physiol Funct Imaging. 33, 75-78 (2013).
- Atkinson, G., Batterham, A. M. Allometric scaling of diameter change in the original flow-mediated dilation protocol. Atherosclerosis. 226, 425-427 (2013).
- Black, M. A., Cable, N. T., Thijssen, D. H., Green, D. J. Importance of measuring the time course of flow-mediated dilatation in humans. Hypertension. 51, 203-210 (2008).
- Padilla, J., et al. Adjusting flow-mediated dilation for shear stress stimulus allows demonstration of endothelial dysfunction in a population with moderate cardiovascular risk. J Vasc Res. 46, 592-600 (2009).
- Liuni, A., et al. Observations of time-based measures of flow-mediated dilation of forearm conduit arteries: implications for the accurate assessment of endothelial function. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 299, 939-945 (2010).
- Yeboah, J., Crouse, J. R., Hsu, F. C., Burke, G. L., Herrington, D. M. Brachial flow-mediated dilation predicts incident cardiovascular events in older adults: the Cardiovascular Health Study. Circulation. 115, 2390-2397 (2007).
- Yeboah, J., et al. Predictive value of brachial flow-mediated dilation for incident cardiovascular events in a population-based study: the multi-ethnic study of atherosclerosis. Circulation. 120, 502-509 (2009).
- Rundek, T., et al. Endothelial dysfunction is associated with carotid plaque: a cross-sectional study from the population based Northern Manhattan Study. BMC Cardiovasc Disord. 6, 35 (2006).
- Joannides, R., et al. Nitric oxide is responsible for flow-dependent dilatation of human peripheral conduit arteries in vivo. Circulation. 91, 1314-1319 (1995).
- Kooijman, M., et al. Flow-mediated dilatation in the superficial femoral artery is nitric oxide mediated in humans. J Physiol. 586, 1137-1145 (2008).
- Charakida, M., et al. Variability and reproducibility of flow-mediated dilatation in a multicentre clinical trial. Eur Heart J. 34, 3501-3507 (2013).
- Corretti, M. C., Plotnick, G. D., Vogel, R. A. Technical aspects of evaluating brachial artery vasodilatation using high-frequency ultrasound. Am J Physiol. 268, 1397-1404 (1995).
- Leeson, P., et al. Non-invasive measurement of endothelial function: effect on brachial artery dilatation of graded endothelial dependent and independent stimuli. Heart (British Cardiac Society). 78, 22-27 (1997).
- Zweier, J. L., Talukder, M. A. The role of oxidants and free radicals in reperfusion injury. Cardiovasc Res. 70, 181-190 (2006).
- Gemignani, V., et al. Ultrasound measurement of the brachial artery flow-mediated dilation without ECG gating. Ultrasound Med Biol. 34, 385-391 (2008).
- Gemignani, V., Faita, F., Ghiadoni, L., Poggianti, E., Demi, M. A system for real-time measurement of the brachial artery diameter in B-mode ultrasound images. IEEE Trans Med Imaging. 26, 393-404 (2007).
- Doshi, S. N., et al. Flow-mediated dilatation following wrist and upper arm occlusion in humans: the contribution of nitric oxide. Clin Sci (Lond). 101, 629-635 (2001).
- Betik, A. C., Luckham, V. B., Hughson, R. L. Flow-mediated dilation in human brachial artery after different circulatory occlusion conditions. American journal of physiology. 286, 442-448 (2004).
- Agewall, S., et al. Comparison of ultrasound assessment of flow-mediated dilatation in the radial and brachial artery with upper and forearm cuff positions. Clin Physiol. 21, 9-14 (2001).
