Abstract
Le malattie cardiovascolari sono la prima causa di mortalità e una delle principali cause di disabilità in tutto il mondo. La disfunzione dell'endotelio vascolare è una condizione patologica caratterizzata principalmente da una perturbazione dell'equilibrio tra sostanze vasodilatatori e vasocostrittori e si propone di svolgere un ruolo importante nello sviluppo della malattia cardiovascolare aterosclerotica. Pertanto, una valutazione precisa della funzione endoteliale negli esseri umani rappresenta uno strumento importante che potrebbe aiutare a comprendere meglio l'eziologia di molteplici patologie cardio-centric.
Negli ultimi venticinque anni, molti approcci metodologici sono stati sviluppati per fornire una valutazione della funzione endoteliale negli esseri umani. Introdotto nel 1989, il test FMD incorpora una occlusione avambraccio e la conseguente iperemia reattiva che promuove la produzione di ossido nitrico e la vasodilatazione dell'arteria brachiale. Il test di afta epizootica è ora il più ampiamente utilizzato, non invasivo, ultrvalutazione Asonic della funzione endoteliale negli esseri umani ed è stata associata con eventi cardiovascolari.
Anche se il test di afta epizootica potrebbe avere utilità clinica, si tratta di una valutazione fisiologica che ha ereditato diversi fattori confondenti che devono essere considerati. Questo articolo descrive un protocollo standardizzato per la determinazione FMD tra cui la metodologia consigliata per ridurre al minimo i problemi fisiologici e tecnici e di migliorare la precisione e la riproducibilità della valutazione.
Introduction
Le malattie cardiovascolari sono la principale causa di morbilità e mortalità in tutto il mondo. Disfunzione dell'endotelio vascolare rappresenta una prima fase verso lo sviluppo di molteplici patologie vascolari correlate 1. Quindi, una valutazione accurata della funzione endoteliale nell'uomo rappresenta una tecnica importante che potrebbe aiutare a comprendere l'eziologia di molteplici patologie cardiovascolari, con l'obiettivo finale di migliorare l'efficacia del trattamento e la prevenzione di malattie.
endotelio
L'endotelio è un monostrato di cellule che sintetizza numerose sostanze vasoattive, come l'ossido nitrico (NO), prostacicline, endoteline, endoteliali fattore di crescita delle cellule, interleuchine, e gli inibitori del plasminogeno 2. Tali fattori contribuiscono alla funzione del endotelio di regolare la fluidità del sangue, il tono vascolare, l'aggregazione piastrinica, la permeabilità dei componenti del plasma e infl parete del vasoinfiammazione 2-4. Inoltre, non ha un ruolo chiave anti-aterogenica nel promuovere la vasodilatazione e mantenendo l'integrità endoteliale. Regola NO tono vasale e diametro attraverso il controllo l'equilibrio tra la fornitura di ossigeno ai tessuti e la loro richiesta metabolica 3,5. Ci sono endogeni multipla, esogeni e fattori stimolatore meccanici che inducono endoteliali NO sintetasi (eNOS), che sintetizza NO da L-arginina 6,7. Lo stimolo meccanico più notevole è sforzo di taglio. Muro shear stress contribuisce ad una maggiore attivazione di eNOS, con conseguente produzione di NO e la conseguente rilassamento della muscolatura liscia 4. Per questo motivo la diminuzione NO biodisponibilità è spesso usato come misura della disfunzione endoteliale 8.
La disfunzione dell'endotelio
Lo squilibrio tra fattori vasodilatatori e vasocostrittori porta ad un endotelio disfunzionale 2. Inoltre, il release di mediatori infiammatori e forze di taglio locali alterati può aumentare la sintesi di specie reattive dell'ossigeno endoteliali derivato (ROS). Questo upregulation in redox di segnalazione non solo modifica l'integrità dell'endotelio e riduce la sintesi di NO 9, può disaccoppiare eNOS conseguente produzione diretta di ulteriori radicali liberi. In definitiva, questo miglioramento in nessun biodisponibilità favorisce la vasocostrizione, rigidità vascolare, e ridotta distensibilità arteriosa 4.
Il grado di disfunzione dell'endotelio è stata correlata con la gravità di diverse patologie quali ipertensione 10, aterosclerosi 11, ictus ischemico 12, diabete 13, preeclampsia 14 o renali malattie 15 tra gli altri. Quindi, vi è grande interesse per valutare non solo cambiamenti nella funzione endoteliale nel tempo, ma anche a seguito di interventi terapeutici. Diversi metodi sono stati utilizzati perla valutazione clinica della funzione endoteliale sia invasiva (cateterismo cardiaco e venosa pletismografia occlusione 3,16) e in modo non invasivo (flusso mediata dilatazione, l'arteria radiale tonometria e impulso analisi contorno 4,17,18) in circolazioni coronariche e periferiche 19.
la dilatazione flusso-mediata
Flusso dilatazione mediata (FMD) è un non-invasiva, la valutazione ultrasonica della funzione endoteliale ed è stata correlata con lo sviluppo di problemi di salute vascolari. Fin dalla sua istituzione, nel 1989 20, l'afta epizootica è stato ampiamente utilizzato come un metodo affidabile, in vivo per valutare prevalentemente NO-mediata funzione endoteliale negli esseri umani 19,21,22. Infatti, il test FMD brachiale è stata associata con altre tecniche invasive 23 e numerose ricerche hanno descritto una forte relazione inversa tra FMD e lesioni cardiovascolari 24,25 tale che individuali con più patologia vascolare presentano un più basso FMD 25. Pertanto, questi dati sottolineano la informazioni prognostiche che questa tecnica può fornire quanto riguarda future malattie cardiovascolari in soggetti asintomatici 26-30.
Durante la prova FMD, i diametri dell'arteria brachiale vengono continuamente misurati al basale e dopo il rilascio di un arresto circolatorio dell'avambraccio. Dopo il rilascio della cuffia, il reattiva indotta iperemia promuove un aumento della tensione tangenziale mediato il rilascio di NO e la successiva vasodilatazione 19,31. FMD è espresso come aumento percentuale del diametro arterioso a seguito del rilascio del gambetto rispetto al diametro al basale (FMD%).
Nonostante il crescente interesse clinico in questa tecnica, il test FMD è una valutazione fisiologica e pertanto diverse variabili devono essere considerati al fine di condurre una precisa valutazione della funzione endoteliale nell'uomo. Questo unArticolo descrive un protocollo standardizzato e la metodologia consigliata per ridurre al minimo i problemi tecnici e biologici per contribuire a migliorare la precisione, riproducibilità e l'interpretazione del test afta epizootica.
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Protocol
NOTA: La seguente procedura di afta epizootica è abitualmente condotta durante gli studi di valutazione vascolare presso il Laboratorio di Integrative Vascolare e fisiologia (LIVEP). Tutte le procedure di seguito i principi della Dichiarazione di Helsinki e sono stati approvati dal Institutional Review Board presso la Georgia Regents University. Tutti i partecipanti sono stati informati degli obiettivi e possibili rischi della tecnica prima autorizzazione scritta di partecipazione è stato ottenuto. La figura 1 illustra una sintesi schematica degli elementi essenziali che dovrebbero essere considerati per la valutazione ecografia dell'arteria brachiale afta epizootica.
1. Fatto salvo Preparazione (prima dell'arrivo)
- Verificare che il partecipante si è astenuto da praticare esercizio (≥12 HR), caffeina (≥12 HR), il fumo o l'esposizione al fumo (≥12 HR), vitamina supplementazione (> 72 ore) e tutto il farmaco (HR ≥4 emivita di la droga, gli agenti non steroidei anti-infiammatori per 1 daY e aspirine per 3 giorni).
- Assicurarsi che il partecipante è in condizioni di digiuno o ha consumato solo basso contenuto di grassi pasti 4 prima del test.
- Durante il test di donne in premenopausa, si suggerisce di condurre il protocollo di afta epizootica durante la fase di mestruazioni del ciclo mestruale per limitare l'impatto degli estrogeni endogeni e progesterone 8,32,33.
2. Fatte salve Preparazione (all'arrivo)
- Prima di acquisizione della misura, verificare che il soggetto è a riposo in una posizione supina in una camera tranquilla, a temperatura controllata (22 ° C a 24 ° C) per circa 20 minuti per raggiungere uno stato stazionario emodinamico.
- Collegare un 3 derivazioni in dell'arto standard di portare II posizione. Utilizzando la strumentazione standard americano, mettere il cavo di polarità bianco / negativo appena sotto la clavicola sulla spalla destra. Collegare il cavo di polarità nera / doppia al di sotto della clavicola sinistra vicino alla spalla e collegare il cavo di polarità rosso / positivosotto il muscolo pettorale sinistro nella base laterale del torace.
- Estendere il braccio del soggetto lateralmente a circa 80 ° di abduzione della spalla e fissare l'avambraccio distale in un cuscino sottovuoto per mantenere la posizione precisa del braccio durante la misurazione (Figura 2).
- Posizionare il bracciale avambraccio distale immediatamente al mediale e assicurarsi che nulla è a contatto con il bracciale, tra cui la seguente tabella (Figura 2).
3. Misurazioni basali
- Mappatura l'arteria brachiale con la Ultrasuoni:
- Tenendo la sonda con la mano, posizionarlo trasversalmente e avviare la scansione del lato interno del braccio iniziando l'inserimento del bicipite e procedendo prossimalmente.
- All'interno di B-mode (scala di grigi), identificare le arterie e vasi collaterali brachiale e utilizzare la modalità di flusso di colore (CF) per aiutare a confermare la posizione dell'arteria. Interpretare il colore e pulsatilitàconsiderare attentamente la direzione del trasduttore garantire una valutazione dell'arteria e non la vena.
NOTA: Con l'indicatore della sonda di fronte alla testa, colore rosso significa che il flusso verso il trasduttore (flusso arterioso), mentre i mezzi blu defluire (flusso venoso).
- Identificazione brachiale:
- Dopo aver trovato l'arteria brachiale, ruotare la sonda 90 ° per scandire il braccio longitudinale. Ottenere l'immagine tra i 2 a 10 cm al di sopra della fossa antecubitale.
- Identificare punti di riferimento anatomici come vene e piani fasciali per valutazioni multiple nello stesso soggetto (Figura 3).
- Protezione della sonda:
- Fissare la sonda nel supporto della sonda stereotassica. Confermare la sonda è opportunamente fissato al fine di evitare movimenti eccessivi. Con la sonda fissato nel supporto, assicurare che l'immagine è buono come l'immagine che è stata ottenuta manualmente senza supporto.
- Ottimizzazione del Resolution dell'Immagine:
- Ottimizzare l'immagine utilizzando i controlli di guadagno di tempo (TGC di) con la sonda assicurato.
NOTA: un'immagine ottimale si ottiene quando si ottiene l'immagine più chiara B-mode dalle interfacce anteriori e posteriori intimale tra il lume e la parete del serbatoio. - Avere il tecnico regolare manualmente il guadagno, i punti focali, gamma dinamica, e armoniche per avere una chiara e definita immagine delle pareti vicine e lontane del endotelio.
- Ottimizzare l'immagine utilizzando i controlli di guadagno di tempo (TGC di) con la sonda assicurato.
- Duplex Doppler Modalità:
- A seguito dell'acquisizione B-mode, procedere alla scansione duplex in modalità Doppler pulsato.
- Utilizzare un tallone alla punta approccio con la sonda all'interno del supporto oscillando trasduttore su un lato più dell'altro per regolare l'immagine arteria brachiale e ottenere un angolo di insonazione di 60 °.
- Baseline acquisizione:
- Ottenere un immagine B-mode soddisfacente che identifica gli strati endoteliali con chiare pareti intima-intimale delle arterie. Ensure che il segnale Doppler appare suono nitido e chiaro senza muffole.
- Ripristinare il ciclo CINE ultrasuoni da congelamento e scongelamento l'immagine. Premere F1 per iniziare la registrazione dei dati sul software di immagine. registrare i dati di base per almeno 30 sec. Analizzare il diametro medio e la velocità del sangue per 30 sec per rappresentare valori basali. Nota: Differenti ultrasuoni e software di set-up possono richiedere diverse sequenze per ottenere l'azione richiesta.
4. Misure occlusione vascolare
- Occlusione Avambraccio:
- Rapidamente gonfiare il bracciale avambraccio dell'occlusione, con aria compressa, a pressioni sovra-pressione sistolica (250 mm Hg) per 5 minuti per indurre occlusione arteriosa.
- Dopo 4 min e 30 sec dell'avambraccio occlusione, iniziare l'acquisizione dati.
NOTA: Le misure occlusione saranno rappresentati dal ultimi 30 secondi di occlusione.
5. reattiva iperemia (Messaggio di polsino Stampa) Misure
- Sgonfiare il bracciale a 5 min.
- Mantenere la registrazione per due minuti dopo il rilascio della cuffia.
6. Analisi dei risultati: Rilevamento Edge e monitoraggio muro
- A causa della complessità di analisi afta epizootica, utilizzare edge-detection e software-tracking parete tutta test FMD per una maggiore riproducibilità secondo le istruzioni del produttore.
NOTA: Questa analisi non in linea è meno operatore dipendente rispetto alla valutazione manuale e quindi migliora l'accuratezza dei dati FMD 4,34-36. Inoltre, questo sistema di analisi off-line permette anche la sincronizzazione con l'ECG per l'identificazione di arteriosa telediastolicadiametri, evitando la distorsione dei cambiamenti impulsi legati di diametro 4. Va notato che, sebbene l'uso di ECG è approvato per ridurre al minimo la variabilità pulsazioni, è anche possibile eseguire il protocollo FMD senza ECG gaiting 37. Anche se non è raccomandato, se l'analisi assistita da computer bordo non è disponibile, attenta valutazione manuale sia di diametro e velocità devono essere raccolti 36. - Per la valutazione del diametro dei vasi, è necessario ispezionare visivamente ogni frame per determinare il miglior posizionamento delle pinze ad ultrasuoni lungo l'immagine B-mode 38.
NOTA: Indipendentemente metodo di analisi dei dati, si raccomanda di raccogliere dati diametro e velocità ogni 4 secondi durante i primi 20 sec di iperemia reattiva ed ogni 5 secondi per il periodo restante occlusione messaggio 4.
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Representative Results
Le caratteristiche di base di un gruppo di coorte apparentemente sani sono presentati nella tabella 1. Le variabili più comuni di test afta epizootica condotte presso il Laboratorio di Integrative Vascolare e fisiologia (LIVEP) sono presentati nella tabella 2. Le seguenti variabili sono considerati i principali parametri di FMD analizzare dalle pubblicati FMD Tutorial 4 e le linee guida 36.
Baseline e diametro di picco
Dopo una fase di acclimatazione adeguata, la media di almeno 10 cicli cardiaci con velocità sangue per un periodo di 10 a 30 sec 39 deve essere usato per rappresentare diametro basale. Inoltre, il diametro di picco, la dilatazione massima seguente comunicato bracciale, deve essere calcolato sulla base del più alto 5 medio sec sopra i due minuti dopo l'occlusione collectioperiodo di n 4.
risposta afta epizootica
La risposta FMD è rappresentato dalla variazione massima di diametro dell'arteria brachiale dopo il rilascio del bracciale dell'avambraccio rispetto al basale diametro brachiale misurata a riposo. Quindi, la determinazione della risposta FMD è calcolato secondo la seguente equazione:
L'entità della risposta FMD è direttamente proporzionale alla sollecitazione di taglio e criticamente dipendente dalla integrità endoteliale, viscosità del sangue, e la velocità del sangue 36,40. È stato osservato che il massimo FMD è raggiunto su una finestra di tempo tra 45 e 90 sec, pur picco vasodilatazione si può continuare fino a 180 sec messaggio sgonfiamento della cuffia 41.
Lo sforzo di taglio è stato descritto come il parallelo, forza di attrito esercitata dal sangue sulle superfici intima e come stimolo primario per la FMD risposta 42. Lo stress Shear può essere calcolato come prodotto della velocità e la viscosità diviso per il diametro del vaso. Tuttavia, un indice semplice di sforzo di taglio è shear rate, calcolato da misure simultanee di velocità del sangue e diametro brachiale con la seguente equazione:
Inoltre, tasso cumulativo di taglio (area sotto la curva, AUC; sec -1) deve essere anche considerato poiché riflette il ritardo tra la cesoia picco e il diametro di picco 8. Si è calcolato sulla base della regola trapezoidale, ogni 4 secondi per il primo 20 secondi dopo il rilascio del bracciale, e per il restodel periodo di raccolta dei dati, ogni 5 secondi 43.
Normalizzazione di afta epizootica (FMD / Shear)
Data la dipendenza tra la sollecitazione di taglio e l'afta epizootica, e tenendo presente la variabilità inter-soggetto della risposta iperemia reattiva, è stato suggerito per normalizzare la risposta FMD con sforzo di taglio 44,45. Anche se non c'è consenso su come normalizzare correttamente l'afta epizootica per taglio, dividendo afta epizootica velocità di taglio controlla l'influenza dei diversi profili di taglio nella risposta FMD e offre ulteriori indizi sul meccanismo di stimolo / risposta di vasodilatazione dell'arteria brachiale 39,46. Tuttavia, va notato che, vi è una crescente consapevolezza ed accettazione temporanea di questo metodo di normalizzazione perché è valida solo in determinate condizioni 36. Un altro modo proposto per normalizzare FMD e migliorare la sensibilità e l'affidabilità del test èesprimono i dati come una curva dose-risposta, se shear è correlato alla grandezza della dilatazione arteriosa 47. Inoltre, l'uso di scalatura allometrico di normalizzare FMD e controllo per l'impatto che i diametri di base possono avere sulla risposta FMD è stato proposto 48.
Tempo-picco vasodilatazione
A causa delle diverse risposte nel corso tempo di afta epizootica descritto tra varie popolazioni, determinando la vasodilatazione time-to-picco (TTP) quando si analizza l'afta epizootica è diventato importante 49,50. Tuttavia, va notato che TTP è parzialmente NO indipendenti, e non può essere un parametro FMD appropriato da utilizzare solo per rappresentare la salute endoteliale 51.
La figura 4 mostra la risposta diametro e velocità di un test di afta epizootica in un individuo rappresentativo. riattive iperemia suscita una velocità di picco che, dopo un breve ritardo, è seguito da aumento del diametro.
Figura 1:. Illustrazione della procedura standardizzata di effettuare un test FMD brachiale Per una accurata e un test FMD affidabile, è essenziale disporre di apparecchiature ad ultrasuoni appropriata e un'adeguata preparazione del soggetto prima di eseguire la tecnica. Una volta che il partecipante è in uno stato di riposo, l'acquisizione dei dati di base può essere effettuata. Dopo cinque minuti di occlusione, il bracciale viene rilasciata la creazione di una risposta di iperemia reattiva che suscita shear stress sull'endotelio. Infine, si raccomanda l'analisi dei risultati utilizzando un software di bordo di rilevamento e la parete-tracking. Clicca qui per vedere una versione più grande di questo fIGURA.
Figura 2:. Rappresentazione di un soggetto preparato per il test di FMD brachiale del braccio del soggetto si estende lateralmente e fissata in un cuscino sottovuoto. Il bracciale avambraccio è posto immediatamente distale alla mediale. Il trasduttore a ultrasuoni è fissato nel supporto e posta sopra l'inserimento del bicipite per acquisire dati della arteria brachiale.
Figura 3:. Identificazione di punti di riferimento anatomici per le valutazioni ripetitive nel medesimo soggetto Figure 2A, 2B, 2C e 2D illustrano la valutazione iniziale dell'arteria brachiale nello stesso individuo su quattro giorni diversi. Le frecce identificano il punto di riferimento anatomico utilizzato per l'immaginearteria ogni giorno separato. Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.
Figura 4:. Rappresentazione individuale di una tipica risposta in velocità e diametro che si osserva durante il test FMD La figura illustra un periodo di 30 secondi, l'ultimo 30 sec di occlusione vascolare (OCC), e la risposta iperemia reattiva riferimento iniziale (BL) (120 sec) a seguito del rilascio del bracciale avambraccio. La linea continua rappresenta la risposta di diametro e la linea tratteggiata rappresenta la velocità del sangue in tutta la tecnica di afta epizootica. Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.
| Variabile | |
| n | 62 |
| Maschio femmina | 31/31 |
| Età (anni) | 32 ± 2 |
| Altezza (cm) | 167 ± 2 |
| Peso (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 predetto (%) | 101.2 ± 1.8 |
| Glucosio (mg / dl) | 88 ± 1 |
| Il colesterolo totale (mg / dl) | 162 ± 5 | </ Tr>
| Colesterolo HDL (mg / dl) | 57 ± 2 |
| Colesterolo LDL (mg / dl) | 93 ± 5 |
| Trigliceridi (mg / dl) | 77 ± 5 |
| Emoglobina (g / dl) | 14.7 ± 0.3 |
| Ematocrito (%) | 43,4 ± 0,7 |
Tabella 1:. Caratteristiche e chimica del sangue di un soggetto sano coorte dati sono espressi come media ± SEM. Indice di massa corporea (BMI), la pressione arteriosa sistolica (SBP), pressione arteriosa diastolica (DBP), il volume espiratorio forzato in un secondo (FEV1), lipoproteine ad alta densità (HDL), lipoproteine a bassa densità (LDL).
| VariAble | n = 62 |
| Diametro di base (cm) | 0,322 ± 0,009 |
| Diametro Peak (cm) | 0,343 ± 0,009 |
| FMD (%) | 6.7 ± 0.4 |
| FMD variazione assoluta (cm) | 0,021 ± 0,001 |
| Velocità di taglio (sec -1, AUC) | 46.607 ± 2.940 |
| FMD / Shear (% / sec -1 AUC) | 0.16 ± 0.01 |
| Tempo-picco vasodilatazione (sec) | 44 ± 2 |
Tabella 2:. Brachiale variabili arteria afta epizootica da una coorte apparentemente sani I dati sono espressi come media ± SEM.
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Discussion
Introdotta nel 1989 20, il test FMD è stato ampiamente utilizzato negli esseri umani come misura non invasiva della funzione endoteliale. L'afta epizootica non è stato dimostrato solo per predire il futuro vascolari legati rischio di malattia 19,52,53, i valori più bassi di afta epizootica sono stati spettacolo correlare fortemente con i danni cardiovascolari 24,25,54. Anche se ci sono altre tecniche per valutare la funzione endoteliale, sia invasiva (coronarografia) e in modo non invasivo (pletismografia venosa e pletismografia dito), l'afta epizootica è stato il più utilizzato a causa della sua non-intrusività e la valutazione rapida della funzione delle arterie periferiche 23.
Il test FMD incorpora una occlusione avambraccio transitoria che induce iperemia reattiva e il successivo sforzo di taglio 2,4. Questo miglioramento dei risultati di taglio di stress in un aumento locale della produzione di NO da endotelio-derivati NO sintetasi 31,55, che si diffonde attraverso la parete del vaso in tal modo inducing rilassamento della muscolatura liscia e la successiva, vasodilatazione 31. E 'generalmente accettato che i periodi di occlusione 5 min sono prevalentemente mediati da NO, mentre l'aumento del flusso sanguigno dopo periodi di occlusione più lunghi può comportare vasodilatatori ischemia indotta da diversi NO 56.
Considerazioni metodologiche per la valutazione afta epizootica
La non invasività del test FMD brachiale è aumentato l'interesse per questa tecnica. Tuttavia, vale la pena notare che ci sono sfide pratiche e considerazioni metodologiche che influenzano la stabilità fisiologica e tecnica di questa procedura, che ne limitano l'uso clinico 57. In particolare, ha effettuato la prova di afta epizootica richiede un notevole investimento iniziale per l'acquisto delle attrezzature necessarie (ad esempio ad ultrasuoni, un rapido gonfiaggio della cuffia, e il software di analisi). Inoltre, una persona / ecografista altamente specializzato e qualificato che comprende la Physiollogia del test afta epizootica è necessario per eseguire il test di afta epizootica. In termini di metodologia, è importante considerare che ci sono molti approcci metodologici differenti della prova FMD senza alcuna standardizzazione. Di conseguenza, i dati normativo è diverso da un laboratorio all'altro rendendo difficile definire le anomalie "veri" in funzione endoteliale. Inoltre, molti fattori confondenti possono influenzare il test afta epizootica, e quindi è necessaria una comprensione globale dello stato basale della persona in fase di test per escludere falsi valori negativi. Tuttavia, in conformità alle raccomandazioni di prova FMD aggiornati per una elevata precisione della tecnica e ridurre la variabilità afta epizootica può essere raggiunto.
tecnologia ad ultrasuoni
Fino ad oggi gli ultrasuoni tecnologia è essenziale. L'uso di acquisizione simultanea di diametro B-mode e la velocità Doppler impulso-onda è stato raccomandato per un rilevamento più rigorosa di diametro cambia 4 ed uncalcolo preciso della velocità di taglio. L'assenza della tecnologia modalità duplex potrebbe essere collegata con alcuni dei risultati che ha descritto simile grado di vasodilatazione, dopo un 5 e un periodo di occlusione 10 min 8,58,59, mentre più recentemente studi utilizzando la modalità fronte-retro hanno descritto come periodi prolungati di ischemia sono correlati con una maggiore riperfusione 33,60.
Inoltre, per migliorare la precisione della prova FMD, è importante per ottenere un angolo appropriato insonazione tra il fascio Doppler e l'allineamento dell'arteria. Si raccomanda di ottenere un angolo di insonazione ≤60 ° per raggiungere l'equilibrio di una qualità d'immagine sufficiente e ridurre il livello di errore di velocità 4,36. È anche interessante notare che almeno un trasduttore lineare 10 MHz, con l'uso di un morsetto stereotassica 61,62, è consigliabile avere alta qualità immagini B-mode 4.
posizione del bracciale
Il posizionamento del bracciale è stato esaminato in dettaglio in molti studi diversi 8,63,64 poiché le sue dimensioni e la sua posizione non può che contribuire a cambiamenti nello stress di stimolo di taglio, ma può anche avere un impatto i meccanismi che contribuiscono alla FMD risposta 41, 63,65. Si raccomanda di posizionare il bracciale occlusione sull'avambraccio, distale alla sonda ad ultrasuoni, per indurre una vasodilatazione endotelio-dipendente 36.
Analisi
Per ottenere un accurato afta epizootica, un sistema di analisi automatico del software con algoritmo di rilevamento bordo è altamente raccomandato 4. rilevamento del bordo si basa sulla determinazione di un diametro basale precisa, che è essenziale e la base per il calcolo di un FMD valida. Una media di almeno 10 cicli cardiaci (o 30 sec) sono necessari per rappresentare il diametro basale, mentre la risposta di picco diametro deve essere calcolato utilizzando una media di 5 sec 4.
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Disclosures
Gli autori non hanno nulla da rivelare.
Acknowledgments
Gli autori desiderano ringraziare i numerosi soggetti e pazienti che hanno partecipato nei nostri studi in cui abbiamo valutato la funzione endoteliale utilizzando il test di afta epizootica.
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).
