Abstract
Hjärt-kärlsjukdom är den primära orsaken till dödlighet och en viktig orsak till handikapp i hela världen. Dysfunktion av det vaskulära endotelet är ett patologiskt tillstånd som kännetecknas främst av en störning i balansen mellan vasodilaterande och kärlsammandragande ämnen och föreslås att spela en viktig roll i utvecklingen av aterosklerotisk hjärt-kärlsjukdom. Därför en exakt utvärdering av endotelfunktion hos människor utgör ett viktigt verktyg som kunde bidra till att bättre förstå etiologin för flera hjärt-centrerad patologier.
Under de senaste tjugofem åren har många metodologiska ansatser utvecklats för att ge en bedömning av endotelfunktion hos människor. Infördes 1989, innehåller den mul- och klövsjuka testet en underarm ocklusion och efterföljande reaktiv hyperemi som främjar produktionen av kväveoxid och vasodilation av armartären. Mul- och klövsjuke test är nu den mest utnyttjade, icke-invasiv, Ultrasonic bedömning av endotelfunktion hos människor och har associerats med framtida kardiovaskulära händelser.
Även om mul- och klövsjuka testet kan ha klinisk användbarhet, är det en fysiologisk bedömning som har ärvt flera felkällor som måste beaktas. Den här artikeln beskriver ett standardiserat protokoll för att bestämma mul- och klövsjuka, inklusive den rekommenderade metoden för att minimera de fysiologiska och tekniska frågor och förbättra precisionen och reproducerbarheten av bedömningen.
Introduction
Hjärt-kärlsjukdom är den ledande orsaken till morbiditet och mortalitet över hela världen. Dysfunktion i det vaskulära endotelet representerar en inledande fas mot utvecklingen av flera kärlrelaterade sjukdomar 1. Därför, en noggrann bedömning av endotelfunktion hos människor är en viktig teknik som kan bidra till att förstå etiologin för flera kardiovaskulära sjukdomar, med det yttersta målet att förbättra effektiviteten av behandling och förebyggande av sjukdomar.
endotel
Endotelet är ett monoskikt av celler som syntetiserar många vasoaktiva ämnen, såsom kväveoxid (NO), prostacykliner, endothelins, endotelial celltillväxtfaktor, interleukiner, och plasminogen-inhibitorer 2. Sådana faktorer bidrar till endotel funktion att reglera blod fluiditet, kärltonus, trombocytaggregation, permeabilitet av plasmakomponenter och kärlväggen inflammation 2-4. Dessutom, NO spelar en viktig anti-aterogen roll för att främja vasodilatation och upprätthålla endotel integritet. NO reglerar fartyg tonen och diameter genom att styra jämvikten mellan leveransen av syre till vävnaderna och deras metaboliska efterfrågan 3,5. Det finns flera endogena, exogena, och mekaniska stimulator faktorer som inducerar endoteliala NO-syntas (eNOS) som syntetiserar NO från L-arginin 6,7. Den mest anmärkningsvärda mekanisk stimulering är skjuvspänning. Wall skjuvspänningen bidrar till ökad aktivering av eNOS, vilket resulterar i NO-produktion och efterföljande muskelavslappning 4. Av detta skäl minskningen i NO biotillgänglighet används ofta som ett mått på endoteldysfunktion 8.
endotel dysfunktion
Obalansen mellan vasodilaterande och kärlsammandragande faktorer leder till ett dysfunktionellt endotel 2. Dessutom har ReleaSE av inflammatoriska mediatorer och förändrade lokala skjuvkrafter kan öka syntesen av endotelceller härrörande reaktiva syreradikaler (ROS). Denna uppreglering i redox signalering inte bara modifierar integriteten hos endotelet och minskar syntesen av NO 9, kan den koppla bort eNOS vilket resulterar i direkt produktion av ytterligare fria radikaler. Ytterst denna förbättring i NO biotillgänglighet främjar vasokonstriktion, vaskulär stelhet och minskad arteriell distensibility 4.
Graden av dysfunktion av endotelet har relaterats med svårighetsgraden av flera patologier såsom hypertoni 10, ateroskleros 11, ischemisk stroke 12, diabetes 13, graviditetstoxikos 14 eller njursjukdomar 15 bland andra. Därmed finns det stort intresse för att inte bara utvärdera förändringar i endotelfunktion över tid, men också efter terapeutiska ingrepp. Olika metoder har använts förklinisk bedömning av endotelfunktion både invasivt (hjärtkateterisering och venös ocklusion pletysmografi 3,16) och icke-invasivt (flöde medierad dilation, radialis tonometri och pulskonturanalys 4,17,18) i krans och perifera upplagor 19.
Flow-medierad utvidgning
Flöde medierad dilation (FMD) är en icke-invasiv, ultraljuds utvärdering av endotelfunktion och har satts i samband med utvecklingen av kärl hälsoproblem. Sedan starten 1989 20, har mul- och klövsjuka i stor utsträckning använts som en pålitlig, in vivo-metod för att utvärdera övervägande NO-medierad endotelfunktion hos människor 19,21,22. I själva verket har armartären FMD-test satts i samband med andra invasiva tekniker 23 och ett stort antal undersökningar har beskrivit ett starkt omvänt förhållande mellan MKS och kardiovaskulär skada 24,25 så att indiduals med mer vaskulär patologi uppvisar en lägre FMD 25. Följaktligen är dessa uppgifter betonar prognostisk information att denna teknik kan ge den avser framtida hjärt-kärlsjukdom hos asymtomatiska patienter 26-30.
Under mul- och klövsjuka testet är diametrarna hos armartären kontinuerligt mätt vid baslinjen och efter utgivningen av en cirkulationsstillestånd i underarmen. Vid manschetten release, främjar inducerade reaktiv hyperemi en ökning av skjuvspänning medierad NO-frisättning och efterföljande vasodilation 19,31. MKS uttrycks som ökningen i artärdiameter efter lanseringen av manschetten jämfört med diametern vid baslinjen (FMD%) procent.
Trots det ökande kliniskt intresse i denna teknik, är mul- och klövsjuka testet en fysiologisk bedömning och därför flera variabler måste övervägas för att göra en exakt bedömning av endotelfunktion hos människor. detta enArtikel beskriver ett standardiserat protokoll och den rekommenderade metoden för att minimera de tekniska och biologiska problem för att förbättra noggrannheten, reproducerbarhet och tolkning av mul- och klövsjuka testet.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
OBS: Följande mul- och klövsjuka förfarandet rutinmässigt vid kärlutvärderingar i laboratorium för integrativ Vascular och träningsfysiologi (LIVEP). Alla förfaranden följde principerna i Helsingforsdeklarationen och godkändes av Institutional Review Board vid Georgia Regents University. Alla deltagare informerades om målen och de eventuella riskerna med tekniken innan skriftligt medgivande för deltagande erhölls. Figur 1 visar en schematisk sammanfattning av de väsentliga delar som bör övervägas för ultraljuds bedömning av armartären mul- och klövsjuka.
1. Med förbehåll Beredning (före ankomst)
- Bekräfta att deltagaren har avstått från att utöva motion (≥12 h), koffein (≥12 h), rökning eller rök exponering (≥12 h), vitamintillskott (> 72 timmar) och någon medicin (≥4 h halveringstider läkemedlet, icke-steroida anti-inflammatoriska medel för ett day och aspirin för 3 dagar).
- Se till att deltagaren är under fastebetingelser eller har endast konsumeras magra måltider 4 före testning.
- Vid testning av premenopausala kvinnor, föreslås det att genomföra MKS protokollet under menstruation fasen av menstruationscykeln för att begränsa effekterna av endogena östrogener och progesteroner 8,32,33.
2. Angående beredning (vid ankomsten)
- Före mätning förvärv, kontrollera att motivet vilar i ryggläge i en lugn, temperaturkontrollerad (22 ° C till 24 ° C) utrymme för cirka 20 minuter för att uppnå en hemodynamiska steady state.
- Bifoga en 3-avlednings-EKG i standard lem leda II position. Med American standardinstrumenteringen, placera den vita / negativ polaritet ledningen strax under nyckelbenet på höger axel. Anslut svart / dubbel polaritet ledning under den vänstra nyckelbenet nära axeln och anslut röd / positiv polaritet blyunder den vänstra bröstmuskeln i den laterala basen av bröstet.
- Förlänga patientens arm i sidled vid ca 80 ° av axeln bortförande och säkra den distala underarmen i ett vakuum packad kudde att bibehålla exakta positionen för armen under mätningen (Figur 2).
- Placera underarmen manschetten omedelbart distalt till den mediala epicondyle och se till att inget vidrör manschetten, inklusive tabellen nedan (Figur 2).
3. baslinjemätningar
- Kartläggning av armartären med ultraljud:
- Håll sonden med handen, placera den tvärsnitt och börja skanna insidan av överarmen börjar vid införandet av biceps och fortsätter proximalt.
- Inom B-mode (gråskala), identifiera armartären och kollaterala kärl och använda färgflödet (CF) läge för att hjälpa till att bekräfta placeringen av artären. Tolka färg och pulsatilitetnoggrant med tanke på riktningen av omvandlaren för att säkerställa bedömning av artären och inte venen.
OBS: Med sondindikatorn mot huvudet, röd färg betyder strömma mot givaren (arteriell flöde), medan blå medel flyta bort (venös flöde).
- Identifiering av armartären:
- Efter att ha konstaterat armartären, rotera sonden 90 ° för att skanna armen i längdled. Skaffa bilden mellan 2 till 10 cm ovanför armvecket.
- Identifiera anatomiska landmärken som vener och fascian plan för flera bedömningar i samma ämne (Figur 3).
- Säkra Probe:
- Fäst sonden i stereotaktisk sondhållaren. Kontrollera sonden på lämpligt sätt fast att undvika alltför stora rörelser. Med sonden fäst i hållaren, se till att bilden är lika bra som den bild som erhölls manuellt utan hållaren.
- Optimera Upplösning in av Image:
- Optimera bilden genom förstärkningskontrollerna tid (TGC: s) med sonden säkrad.
OBS: En optimal bild uppnås när det tydligaste B-mode bilden från de främre och bakre intimala gränssnitt mellan lumen och kärlväggen erhålls. - Har teknikern justera förstärkningen, kontaktpunkter, dynamiskt omfång, och övertoner manuellt för att få en klar och definierad bild av när och fjärran väggarna i endotel.
- Optimera bilden genom förstärkningskontrollerna tid (TGC: s) med sonden säkrad.
- Duplex Doppler-läge:
- Efter B-mode förvärv, fortsätter att dubbelsidig scanning i pulsad dopplerläget.
- Använda en häl till tå tillvägagångssätt med sonden inuti hållaren genom att gunga omvandlaren upp på en ände mer än den andra för att justera armartären bilden och erhålla en vinkel av insonation på 60 °.
- Baseline Acquisition:
- Uppnå en tillfredsställande B-mode bilden som identifierar endotelceller skikt med tydliga intima-intima väggarna i artären. Ensure att dopplersignalen visas skarpt och klart ljud utan dämpar.
- Återställ ultraljuds CINE slinga genom frysning och upptining bilden. Tryck på F1 för att börja spela in information på bildbehandlingsprogram. Spela basdata för åtminstone 30 sekunder. Analysera den genomsnittliga diametern och blodhastigheten under 30 sek för att representera baslinjevärden. Obs: Olika ultraljud och mjukvara uppställningar kan kräva olika sekvenser för att få den åtgärd som krävs.
4. vaskulär ocklusion Mätningar
- Underarms Ocklusion:
- Snabbt blåsa underarmen ocklusion manschetten med tryckluft, till supra-systoliska trycket (250 mm Hg) under 5 minuter för att framkalla arteriell ocklusion.
- Efter fyra minuter och 30 sekunder av underarm ocklusion, börja förvärva data.
OBS: Ocklusion mätningar kommer att representeras av de sista 30 sekunder av ocklusion.
5. Reactive Hyperemia (Post Cuff Release) Mätningar
- Tömma manschetten vid 5 min.
- Behåll inspelningen i två minuter efter manschetten release.
6. Analys av resultaten: Edge Detection och Wall Tracking
- På grund av komplexiteten av mul- och klövsjuka analys, använd kantdetektering och vägg mjukvara hela mul- och klövsjuka testning för högre reproducerbarhet enligt tillverkarens anvisningar.
OBS: Denna offline analys är mindre operatörsberoende än den manuella bedömning och därför förbättrar noggrannheten av data FMD 4,34-36. Dessutom har denna off-line analyssystem tillåter också synkroniseringen med EKG för identifiering av slutdiastoliska arterielldiametrar, undvika snedvridning av pulsrelaterade förändringar i diameter 4. Det bör noteras att, även om användningen av EKG är gjord för att minimera pulsa variabilitet är det också möjligt att utföra MKS-protokollet utan EKG gaiting 37. Även om det inte rekommenderas, om kantdatorstödd analys är tillgänglig, noggrann manuell bedömning av både diameter och hastigheter bör samlas 36. - För utvärdering av fartygs diameter, är det nödvändigt att visuellt inspektera varje ram för att bestämma den bästa placeringen av ultraljuds bromsok längs B-mode bilden 38.
OBS: Oavsett dataanalys metod, är det rekommenderat att samla in data diameter och hastighets var 4 sekund under de första 20 sekunder av reaktiv hyperemi och varje 5 sekund för återstående efter ocklusion period 4.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Baslinjedata från en till synes frisk kohort grupp presenteras i tabell 1. De vanligaste variablerna av tester mul- och klövsjuka utförs i laboratorier för integrativ Vascular och träningsfysiologi (LIVEP) presenteras i tabell 2. Följande variabler anses vara de viktigaste parametrarna mul- och klövsjuka till analysera de publicerade mul- och klövsjuka handledning 4 och riktlinjer 36.
Baseline och toppdiameter
Efter en adekvat acklimatisering fas bör i genomsnitt minst 10 hjärtcykler med blodhastigheter under en tidsperiod av 10 till 30 sek 39 användas för att representera baslinjen diameter. Dessutom topp diameter, den maximala utvidgning efter manschetten release, ska beräknas enligt den högsta 5 sek genomsnitt under två minuter efter ocklusion collection perioden 4.
MKS svar
Mul- och klövsjuke svaret representeras av den maximala förändringen i armartären diameter efter offentliggörandet av underarmen manschetten i förhållande till baslinjen brachialartär diameter mätt vid vila. Följaktligen är bestämningen av mul- och klövsjuka svaret beräknas enligt följande ekvation:
Storleken av MKS svaret är direkt proportionell mot skjuvspänningen och kritiskt beroende av endotelial integritet, viskositet av blod, och blodhastigheten 36,40. Det har observerats att den maximala FMD uppnås över ett tidsfönster mellan 45 till 90 sekunder, även om topp vasodilatation självt kan fortsätta upp till 180 sek inlägget manschetten deflation 41.
Skjuvspänning har beskrivits som den parallella, friktionskraften som utövas av blod på intima ytor och som den primära stimulans för mul- och klövsjuka-svar 42. Skjuvspänningen kan beräknas som en produkt av hastighet och viskositet dividerat med kärlets diameter. Emellertid är en enklare index av skjuvspänning skjuvhastighet, som beräknas från samtidiga mätningar av blodhastighet och armartären diameter med följande ekvation:
Dessutom kumulativ skjuvhastighet (arean under kurvan, AUC, sek -1) måste också övervägas eftersom den speglar fördröjningen mellan toppskjuvning och toppdiameter 8. Den baseras på den trapetsregeln, var 4 sekunder för första 20 sek efter manschetten release, och restenav datainsamlingsperioden var 5 sek 43.
Normalisering av mul- och klövsjuka (FMD / Shear)
Med tanke på den tillit mellan skjuvspänning och mul- och klövsjuka, och i åtanke den interindividuella variationen av den reaktiva hyperemia svar har det föreslagits att normalisera mul- och klövsjuka svar med skjuvspänning 44,45. Även om det inte finns någon enighet om hur man korrekt normalisera mul- och klövsjuka för skjuvning, dela mul- och klövsjuka skjuvhastigheten styr påverkan av olika skjuvning profiler i mul- och klövsjuka svar och ger ytterligare inblick i mekanismen för brachialartär vasodilatation 39,46 stimulus / svar. Det bör dock noteras att det finns en stigande medvetenhet och tillfälligt godkännande av denna normalisering metod eftersom det är endast giltig i vissa villkor 36. Ett annat förslag sätt att normalisera MKS och förbättra känsligheten och tillförlitligheten hos testet är attuttrycka data som en dos-responskurva, där skjuvning är relaterad till storleken på artärutvidgning 47. Dessutom användningen av allometriska skalning normalisera MKS och kontroll för den inverkan som utgångs diametrar kan ha på mul- och klövsjuka svar har föreslagits 48.
Time-to-peak vasodilatation
På grund av de olika svar i tidsförloppet för mul- och klövsjuka som beskrivs bland olika populationer, bestämma tiden till topp (TTP) vasodilation vid analys av mul- och klövsjuka har blivit viktigt 49,50. Det bör dock noteras att TTP är delvis ingen oberoende, och kan inte vara en lämplig mul- och klövsjuka parameter som ska användas enbart för att representera endotel hälsa 51.
Figur 4 illustrerar svar diameter och hastigheten hos en MKS test i en representativ individ. Reactive hyperemi framkallar en topphastighet som, efter en kort fördröjning, följs av ökad diameter.
Figur 1:. Illustration av den standardmetod för att genomföra en armartären MKS test en noggrann och pålitlig MKS test är det viktigt att ha lämplig ultraljudsutrustning samt tillräckliga förberedelser av ämnet innan utför tekniken. När deltagaren i ett vilotillstånd, kan utföras förvärvet av referensdata. Efter fem minuters ocklusion, är manschetten släppt skapar en reaktiv hyperemiska respons som framkallar skjuvspänning på endotelet. Slutligen, analys av resultaten med hjälp av en kantdetektering och vägg mjukvara rekommenderas. Klicka här för att se en större version av denna figure.
Figur 2:. Representation av ett ämne förberedd för armartären mul- och klövsjuka testet försökspersonens arm förlängs i sidled och säkras i en vakuumförpackad kudde. Underarmen manschetten placeras omedelbart distalt till den mediala epikondylen. Ultraljudsomvandlaren är fastsatt i hållaren och placeras ovanför insättning av biceps att förvärva data för armartären.
Figur 3: Identifiering av anatomiska landmärken för upprepade bedömningar i samma ämne Figurerna 2A, 2B, 2C och 2D illustrerar baslinjen bedömning av armartären i samma individ på fyra olika dagar.. Pilar identifiera anatomiska landmärke används för att avbildaartär på varje enskild dag. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 4:. Individuell representation av en typisk hastighet och diameter respons som observeras under mul- och klövsjuke testet Figuren visar en initial baslinje (BL) period av 30 sekunder, den sista 30 sekunder av vaskulär ocklusion (OCC), och den reaktiva hyperemia svar (120 sek) efter underarmen manschetten release. Den heldragna linjen representerar svaret diameter och den streckade linjen representerar blod hastighet hela FMD-tekniken. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
| Variabel | |
| n | 62 |
| Man kvinna | 31/31 |
| Ålder (år) | 32 ± 2 |
| Höjd (cm) | 167 ± 2 |
| Vikt (kg) | 66,1 ± 2,2 |
| BMI (kg / m 2) | 22,8 ± 0,7 |
| SBP (mm Hg) | 115 ± 2 |
| DBP (mm Hg) | 68 ± 1 |
| FEV 1 förutspådde (%) | 101,2 ± 1,8 |
| Glukos (mg / dl) | 88 ± 1 |
| Totalt kolesterol (mg / dl) | 162 ± 5 | </ Tr>
| HDL-kolesterol (mg / dl) | 57 ± 2 |
| LDL-kolesterol (mg / dl) | 93 ± 5 |
| Triglycerider (mg / dl) | 77 ± 5 |
| Hemoglobin (g / dl) | 14,7 ± 0,3 |
| Hematokrit (%) | 43,4 ± 0,7 |
Tabell 1:. Kännetecken och blodkemi hos en frisk ämne kohort Data uttrycks som medelvärde ± SEM. Body mass index (BMI), systoliskt blodtryck (SBP), diastoliskt blodtryck (DBP), forcerad utandningsvolym per sekund (FEV 1), hög-density lipoprotein (HDL), low-density lipoprotein (LDL).
| variable | n = 62 |
| Baslinje diameter (cm) | 0,322 ± 0,009 |
| Toppdiameter (cm) | 0,343 ± 0,009 |
| Mul- och klövsjuka (%) | 6,7 ± 0,4 |
| FMD absoluta förändringen (cm) | 0,021 ± 0,001 |
| Skjuvhastighet (sek -1, AUC) | 46607 ± 2940 |
| Mul- och klövsjuka / Shear (% / sek -1 AUC) | 0,16 ± 0,01 |
| Tid-till-topp-vasodilatation (sek) | 44 ± 2 |
Tabell 2:. Brachial variabler artär MKS från en till synes frisk kohort Data uttrycks som medelvärde ± SEM.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Infördes 1989 20, har mul- och klövsjuka testet använts i stor utsträckning människor som ett icke-invasivt mått på endotelfunktion. Mul- och klövsjuka har inte bara visat sig förutsäga framtida kärlrelaterade sjukdomsrisk 19,52,53, har lägre värden FMD varit visa starkt korrelerar med hjärt nedskrivningar 24,25,54. Även om det finns andra tekniker för att bedöma endotelfunktion, både invasivt (koronar angiografi) och icke-invasivt (venös pletysmografi och finger pletysmografi), har MKS varit den mest använda på grund av dess icke-intrång och snabb utvärdering av perifer artärfunktionen 23.
Mul- och klövsjuke testet innehåller en transient underarm ocklusion som inducerar reaktiv hyperemi och efterföljande skjuvspänning 2,4. Denna förbättring av skjuvspänning resulterar i en lokal ökning av NO-produktion från endotelhärledd NO-syntas 31,55, som diffunderar genom kärlväggen och därmed inducing glatt muskulatur och efterföljande kärlutvidgning 31. Det är allmänt accepterat att 5 min ocklusion perioder huvudsakligen förmedlas av NO, medan ökningen i blodflödet efter längre perioder av ocklusion kan innefatta ischemi-inducerad andra än NO 56 vasodilatorer.
Metodologiska överväganden för mul- och klövsjuka bedömning
Den icke-invasivitet av armartären MKS test har ökat intresset för denna teknik. Det är dock värt att notera att det finns praktiska utmaningar och metodologiska överväganden som påverkar fysiologiska och teknisk stabilitet av detta förfarande, begränsar dess kliniska användning 57. Specifikt utför mul- och klövsjuka test kräver en avsevärd initial investering att köpa nödvändig utrustning (t.ex. ultraljud, snabb manschett uppblåsnings och analysprogram). Dessutom har en mycket kompetent och utbildad person / sonographer som förstår Physiolnik av mul- och klövsjuka test behövs för att utföra den FMD-testet. När det gäller metoden, är det viktigt att tänka på att det finns många olika metodologiska ansatser av mul- och klövsjuka testet utan någon standardisering. Följaktligen är normativa uppgifter skiljer sig från labb till labb gör det svårt att definiera "sanna" avvikelser i endotelfunktion. Dessutom kan många störande faktorer påverkar MKS testet, och därför är det nödvändigt med en omfattande förståelse av de basala tillståndet hos den person som testas för att utesluta falska negativa värden. Icke desto mindre, kan uppnås i överensstämmelse med de uppdaterade MKS testrekommendationer för en hög precision av tekniken och minska MKS variabilitet.
ultraljudsteknologi
Aktuell ultraljudsteknik är viktigt. Användningen av samtidiga förvärv av B-mode diameter och pulsvågen dopplerhastighet har rekommenderats för en mer rigorös detektering av diametern förändras fyra och enexakt beräkning av skjuvhastighet. Frånvaron av duplex-teknik kan kopplas med några av de resultat som beskrivs liknande grad av kärlutvidgning efter 5 och 10 min ocklusion perioden 8,58,59, medan mer nyligen studier använder duplex har beskrivit hur långa perioder av ischemi är relaterade med större reperfusion 33,60.
Dessutom, för att förbättra precisionen i mul- och klövsjuke test, är det viktigt att uppnå en lämplig vinkel på insonation mellan Doppler-strålen och anpassningen av artären. Det rekommenderas att erhålla en insonation vinkel på ≤60 ° för att uppnå balans mellan en lämplig bildkvalitet och minska nivån på hastighetsfelet 4,36. Det är också värt att notera att åtminstone en 10 MHz linjär array givare, med hjälp av en stereotaktisk klämma 61,62, rekommenderas att få hög kvalitet B-mode bilder 4.
manschetten ståndpunkt
Placeringen av manschetten har granskats i detalj i många olika studier 8,63,64 sedan dess storlek och läge kan inte bara bidra till förändringar i skjuvspänningen stimulans, men kan också påverka de mekanismer som bidrar till mul- och klövsjuka svar 41, 63,65. Det rekommenderas att placera ocklusion manschetten på underarmen, distalt till ultraljudssonden, för att framkalla en endotelberoende vasodilation 36.
Analys
För att uppnå en korrekt mul- och klövsjuka, en automatisk programvara analyssystem med kantdetekteringsalgoritmen rekommenderas 4. Kantavkänningen bygger på fastställandet av en exakt baslinje diameter, vilket är väsentligt och ligger till grund för beräkningen av en giltig mul- och klövsjuka. Ett medeltal av åtminstone 10 hjärtcykeln (eller 30 sek) behövs för att representera baslinjen diameter, medan svarstoppdiametern bör beräknas med användning av en 5 sek genomsnitt 4.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Författarna har ingenting att lämna ut.
Acknowledgments
Författarna vill tacka de många försökspersoner och patienter som har deltagit i våra studier där vi har utvärderat endotelfunktion hjälp av mul- och klövsjuka testet.
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).
