Abstract
Hjerte-kar-sygdom er den primære årsag til dødelighed og en væsentlig årsag til invaliditet på verdensplan. Dysfunktion af det vaskulære endotel er en patologisk tilstand karakteriseret hovedsageligt ved en forstyrrelse i balancen mellem vasodilator og vasokonstriktor stoffer og foreslås at spille en vigtig rolle i udviklingen af aterosklerotisk kardiovaskulær sygdom. Derfor er en præcis vurdering af endotel funktion hos mennesker udgør et vigtigt værktøj, der kunne hjælpe til bedre at forstå ætiologien af flere hjerte-centreret patologier.
I løbet af de sidste femogtyve år, har mange metodiske tilgange blevet udviklet til at give en vurdering af endotel funktion hos mennesker. Indført i 1989, MKS testen indeholder en underarm okklusion og efterfølgende reaktiv hyperæmi, der fremmer nitrogenoxid produktion og vasodilatation af pulsåren. Den FMD test er nu den mest almindeligt brugt, ikke-invasiv, Ultrasonic vurdering af endotelfunktionen i mennesker og er blevet forbundet med fremtidige kardiovaskulære hændelser.
Selv MKS test kunne have klinisk nytte, det er en fysiologisk vurdering, har arvet en række forstyrrende faktorer, der skal overvejes. Denne artikel beskriver en standardiseret protokol til bestemmelse af mund- og klovesyge, herunder den anbefalede metode til at hjælpe med at minimere de fysiologiske og tekniske spørgsmål og forbedre præcision og reproducerbarhed af vurderingen.
Introduction
Kardiovaskulær sygdom er den hyppigste årsag til morbiditet og mortalitet i hele verden. Dysfunktion af det vaskulære endotel er et første fase mod udviklingen af multiple vaskulære sygdomme 1. Derfor en nøjagtig vurdering af endotel funktion hos mennesker er en vigtig teknik, der kunne hjælpe med at forstå ætiologien af flere hjerte-kar-sygdomme, med det ultimative mål at forbedre effektiviteten af behandling og forebyggelse af sygdomme.
endothel
Endothelet er et monolag af celler, der syntetiserer mange vasoaktive stoffer, såsom nitrogenoxid (NO), prostacycliner, Endothelinerne, endotelcellevækstfaktor, interleukiner og plasminogen inhibitorer 2. Sådanne faktorer bidrager til endotel funktion at regulere blod flydende, vaskulær tone, trombocytaggregation, permeabilitet af plasma komponenter og karvæggen inflammation 2-4. Derudover NO spiller en vigtig åreforkalkningshæmmende rolle for at fremme vasodilatation og opretholde endotel integritet. NO regulerer fartøj tone og diameter gennem styre balancen mellem levering af ilt til væv og deres metaboliske efterspørgsel på 3,5. Der er flere endogene, exogent, og mekaniske stimulatorceller faktorer, der inducerer endotel NO syntase (eNOS), der syntetiserer NO fra L-arginin 6,7. Det mest bemærkelsesværdige mekaniske stimulus er forskydningsspænding. Wall forskydningsspænding bidrager til større aktivering af eNOS, hvilket resulterer i NO-produktionen og efterfølgende glat muskelafslapning 4. Af denne grund faldet i NO biotilgængelighed anvendes ofte som et mål for endothelial dysfunktion 8.
endotel dysfunktion
Ubalancen mellem vasodilatoriske og vasokonstriktor faktorer fører til en dysfunktionel endotel 2. Derudover ReleaSE af inflammatoriske mediatorer og ændrede lokale forskydningskræfter kan forbedre syntesen af endotelceller afledt reaktive oxygenarter (ROS). Denne opregulering i redox signalering ikke kun ændrer integriteten af endotelet og reducerer syntesen af NO 9, kan det afkoble eNOS resulterer i direkte produktion af yderligere frie radikaler. I sidste ende, denne forbedring i NO biotilgængelighed fremmer vasokonstriktion, vaskulær stivhed og reduceret arteriel udspilingsevne 4.
Graden af dysfunktion af endothelet er blevet relateret til alvorligheden af adskillige patologier såsom hypertension 10, aterosklerose 11, iskæmisk slagtilfælde 12, diabetes 13, præeklampsi 14 eller nyresygdomme 15 blandt andre. Der er således store interesse at evaluere ikke blot ændringer i endothelfunktion over tid, men også efter terapeutiske interventioner. Forskellige metoder er blevet anvendt tilden kliniske vurdering af endotelial funktion både invasivt (hjertekateterisering og venøs okklusion plethysmografi 3,16) og ikke-invasivt (flow medieret dilatation, radiale arterie tonometri og pulskontur analyse 4,17,18) i koronare og perifere oplag 19.
Flow-medieret dilation
Flow medieret dilation (FMD) er en non-invasiv, ultralyd evaluering af endotel funktion og er blevet korreleret med udviklingen af vaskulære sundhedsproblemer. Siden starten i 1989 20, har FMD været almindeligt anvendt som en pålidelig in vivo metode til at evaluere overvejende NO-medieret endotel funktion hos mennesker 19,21,22. Faktisk har brachialarterien MKS test blevet associeret med andre invasive teknikker 23 og talrige undersøgelser har beskrevet en stærk omvendt forhold mellem MKS og kardiovaskulær skade 24,25, således at enkelte kduals med mere vaskulær patologi udviser en lavere FMD 25. Følgelig data understreger den prognostiske information, at denne teknik kan tilvejebringe den vedrører fremtidig kardiovaskulær sygdom hos asymptomatiske forsøgspersoner 26-30.
Under mund- og klovsyge testen, er diametre brachialarterien kontinuerligt målt ved baseline og efter udgivelsen af en kredsløbssygdomme anholdelse af underarmen. Ved manchet udgivelse, den inducerede reaktive hyperæmi fremmer en stigning i forskydningsspænding medieret NO frigivelse og efterfølgende vasodilatation 19,31. MKS udtrykkes som den procentvise forøgelse i arterielt diameter efter frigivelsen af manchetten i forhold til diameteren ved baseline (FMD%).
På trods af den stigende klinisk interesse i denne teknik, MKS testen er en fysiologisk vurdering, og derfor skal overvejes for at foretage en nøjagtig vurdering af endotel funktion hos mennesker flere variable. denne aArtikel beskriver en standardiseret protokol og den anbefalede metode til at minimere de tekniske og biologiske spørgsmål for at hjælpe med at forbedre nøjagtigheden, reproducerbarhed og fortolkning af MKS testen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
BEMÆRK: Følgende FMD procedure rutinemæssigt gennemført i vaskulære undersøgelser vurdering i Laboratoriet for Integrativ Vascular og Fysiologi (LIVEP). Alle procedurer fulgt principperne i Helsinki-deklarationen og blev godkendt af Institutional Review Board på Georgia Regents Universitet. Alle deltagere blev informeret om formålet med og mulige risici af teknikken før skriftligt samtykke til blev opnået deltagelse. Figur 1 illustrerer en skematisk oversigt over de væsentlige elementer, der bør overvejes til vurdering af pulsåren MKS ultralyd.
1. Med forbehold Forberedelse (før ankomst)
- Bekræft, at deltageren har afholdt sig fra at praktisere motion (≥12 timer), koffein (≥12 timer), rygning eller røg eksponering (≥12 timer), tilskud vitamin (> 72 timer) og medicin (≥4 hr halveringstider på lægemidlet, non-steroide anti-inflammatoriske midler til 1 day og hovedpinetabletter i 3 dage).
- Sørg for, at deltageren er under fastende betingelser eller kun forbrugt fedtfattige måltider 4 før testning.
- Ved test præmenopausale kvinder, foreslås det at gennemføre MKS-protokollen under menstruation fase af menstruationscyklus at begrænse virkningerne af endogene østrogener og progesteroner 8,32,33.
2. Med forbehold Forberedelse (Ved ankomsten)
- Forud for overtagelsen måling, kontrollere, at emnet hviler i en liggende stilling i et roligt, temperatur-kontrollerede (22 ° C til 24 ° C) plads til ca 20 min for at opnå en hæmodynamisk stabil tilstand.
- Vedhæft en 3-lead EKG i standard lemmer føre II position. Brug amerikansk standard instrumentering, placere hvid / negativ polaritet bly lige under kravebenet på højre skulder. Tilslut den sorte / dobbelt polaritet bly under venstre kravebenet nær skulderen og tilslut rød / positiv polaritet blyunder venstre brystmusklen i den laterale bunden af brystet.
- Forlæng individets armen lateralt ved ca. 80 ° i skulderen bortførelse og fastgør den distale underarm i en vakuumpakket pude til at opretholde nøjagtig position af armen under målingen (figur 2).
- Placer underarmen manchetten umiddelbart distalt til den mediale epicondylus og sikre, at intet rører manchetten, herunder nedenstående tabel (figur 2).
3. Baseline Målinger
- Kortlægning af pulsåren med Ultralyd:
- Hold sonden med hånden, placere den i tværsnit og begynde at scanne indersiden af overarmen begynder ved indsættelse af bicep og fortsætter proximalt.
- Inden B-mode (grå-skala), identificere brachialarterien og kollaterale kar og brug (CF) mode farve flow til at hjælpe bekræfte placeringen af arterien. Fortolk farve og pulsatilitynøje at overveje den retning af transduceren for at sikre vurdering af arterien og ikke venen.
BEMÆRK: Med proben indikatoren vender hovedet, røde farve betyder strømme mod transduceren (arterielle flow), mens blå midler strømme bort (venøs strømning).
- Identifikation af pulsåren:
- Efter at finde pulsåren, dreje sonden 90 ° for at scanne armen langs. Opnå billedet mellem 2 til 10 cm over antecubital fossa.
- Identificer anatomiske landmærker såsom vener og fascie planer for flere vurderinger i samme emne (Figur 3).
- Sikring af Probe:
- Fastgør sonden i sonden holder stereotaktisk. Bekræft sonden er passende fikseret at undgå for store bevægelser. Med sonden fastgøres i holderen, sikre, at billedet er så god som det billede, der blev opnået manuelt uden holderen.
- Optimering af Resolution af billede:
- Optimer billedet med den tid gain kontroller (TGC s) med sonden sikret.
BEMÆRK: En optimal billede opnås, når den klareste B-mode billede fra de forreste og bageste intimale grænseflader mellem hulrummet og karvæggen er opnået. - Har teknikeren manuelt justere gain, fokuspunkter, dynamikområde, og harmoniske at få et klart og defineret billede af nær og fjern vægge endotel.
- Optimer billedet med den tid gain kontroller (TGC s) med sonden sikret.
- Duplex Doppler Mode:
- Efter overtagelsen B-mode, fortsæt til duplex scanning i impulsdopplersystemet mode.
- Brug en hæl til tå tilgang med sonden inden i holderen ved at vippe transduceren op i den ene ende mere end den anden for at justere brachialarterien billedet og opnå en vinkel på insonation på 60 °.
- Baseline Acquisition:
- Anskaf en tilfredsstillende B-mode billede, der identificerer de endotel lag med klare intima-intima vægge arterien. Ensure, at Doppler-signalet vises skarp og klar lyd uden mufler.
- Nulstil ultralyd Cine loop ved frysning og afslutning af fastfrysning af billedet. Tryk på F1 for at starte optagelse af data på billedet software. Optag baseline data for mindst 30 sek. Analyser den gennemsnitlige diameter og blodets hastighed i 30 sekunder til at repræsentere basisværdier. Bemærk: Forskellige ultralyd og software set-ups kan kræve forskellige sekvenser for at opnå den ønskede handling.
4. vaskulær okklusion Målinger
- Underarm Okklusion:
- Hurtigt puste underarmen okklusion manchet, ved hjælp af trykluft, til overnationale systolisk tryk (250 mm Hg) i 5 min at fremkalde arteriel okklusion.
- Efter 4 min og 30 sek af underarmen okklusion, begynde at erhverve data.
BEMÆRK: okklusionsenheder målinger vil være repræsenteret ved de sidste 30 sekunder af okklusion.
5. Reaktiv hyperæmi (post Cuff release) Målinger
- Luk luften manchetten på 5 min.
- Bevar optagelsen i to minutter efter manchet frigivelse.
6. Analyse af resultater: Edge Detection og Wall Tracking
- På grund af kompleksiteten af mund- og klovesyge analyse, brug kant-detektion og væg-tracking software i hele FMD test for højere reproducerbarhed i overensstemmelse med producentens anvisninger.
BEMÆRK: Denne offline analyse er mindre operatør afhængig end den manuelle vurdering og derfor forbedrer nøjagtigheden af MKS data 4,34-36. Derudover denne off-line Analysis System tillader også synkronisering med EKG for identifikation af det diastoliske arteriellediametre, undgå en fordrejning af puls-relaterede ændringer i diameter 4. Det skal bemærkes, at selv om brugen af EKG er godkendt til at minimere pulsation variabilitet, er det også muligt at udføre MKS-protokollen uden EKG gaiting 37. Selvom det ikke anbefales, hvis kant computer-assisteret analyse ikke er tilgængelig, skal indsamles omhyggelig manuel vurdering af både diameter og hastigheder 36. - Til evalueringen af kardiametre, er det nødvendigt at foretage visuel inspektion hver ramme at bestemme den bedste placering af ultralyds kalibre langs billedets B-mode 38.
BEMÆRK: Uanset dataanalyse metode, anbefales det at indsamle data diameter og hastighed hver 4 sek under de første 20 sekunder af reaktiv hyperæmi og hver 5 sek for den resterende efter okklusion periode 4.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Baseline karakteristika fra en tilsyneladende sund kohorte gruppe er vist i tabel 1. De mest almindelige variabler af mund- og klovsyge test udført i Laboratoriet for Integrativ Vascular og Fysiologi (LIVEP) er præsenteret i tabel 2. Følgende variabler der betragtes som de vigtigste MKS parametre analysere de offentliggjorte FMD tutorial 4 og retningslinjer 36.
Baseline og peak diameter
Efter en passende akklimatisering fase bør gennemsnitligt mindst 10 hjertecyklusser med blod hastigheder over et tidsrum på 10 til 30 sek 39 anvendes til at repræsentere baseline diameter. Hertil kommer, peak diameter, den maksimale dilatation efter manchet udgivelse, bør beregnes på grundlag af den højeste 5 sek gennemsnit over den to-minutters indlæg okklusion Collection periode 4.
FMD svar
Den FMD svar er repræsenteret ved den maksimale ændring i pulsåren diameter efter udgivelsen af underarmen manchet i forhold til baseline pulsåren diameter målt i hvile. Derfor er bestemmelsen af MKS respons beregnes efter følgende ligning:
Størrelsen af MKS respons er direkte proportional med forskydningsspænding og kritisk afhængige af endotel integritet, viskositet af blod, og blod hastighed 36,40. Det er blevet observeret, at den maksimale MKS opnås over et tidsvindue mellem 45 til 90 sek, selvom peak vasodilation selv kan fortsætte op til 180 sek efter manchet deflation 41.
Forskydningsspænding er blevet beskrevet som den parallelle, friktionskraft, som udøves af blod på intima overflader og som den primære stimulus for MKS respons 42. Forskydningsspænding kan beregnes som et produkt af hastighed og viskositet divideret med karrets diameter. Men en enklere indeks over forskydningsspænding er forskydningshastighed, som beregnes ud fra samtidige målinger af blodets hastighed og brachial arterie diameter med følgende ligning:
Desuden kumulativ forskydningshastighed (arealet under kurven, AUC, sek-1) skal også overvejes, da det afspejler forsinkelsen mellem topforskydningskraft og den maksimale diameter 8. Den er beregnet på baggrund af den trapezformede regel hver 4 sek for første 20 sek efter manchet udgivelse, og restenaf dataindsamlingen periode, hver 5 sek 43.
Normalisering af mund- og klovsyge (FMD / Shear)
I betragtning af den afhængighed mellem forskydningsspænding og FMD, og under hensyntagen til den interindividuelle variation af den reaktive hyperæmi reaktion, er det blevet foreslået at normalisere FMD respons med forskydningsspænding 44,45. Selv om der ikke er enighed om, hvordan man korrekt normalisere FMD for forskydning, dividere MKS via forskydningshastighed styrer indflydelsen af forskellige shear profiler i FMD respons og giver ekstra indsigt i stimulus / respons mekanisme pulsåren vasodilatation 39,46. Dog skal det bemærkes, at der er en stigende bevidsthed og midlertidig accept af denne normalisering metode, fordi det er kun gyldigt i visse betingelser 36. En anden foreslået måde at normalisere MKS og forbedre følsomheden og pålideligheden af testen er atudtrykke dataene som en dosisresponskurve, hvor forskydning er relateret til størrelsen af arteriel dilatation 47. Desuden brugen af allometrisk skalering normalisere FMD og er blevet foreslået kontrol for den indvirkning, som baseline diametre kan have på MKS svar 48.
Time-to-peak vasodilation
På grund af de forskelligartede reaktioner i tidsforløbet af mund- og klovsyge beskrevet blandt forskellige befolkningsgrupper, bestemme time-to-peak (TTP) vasodilation, når man analyserer FMD er blevet vigtigt 49,50. Imidlertid bør det bemærkes, at TTP er delvist NO uafhængig og kan være et passende MKS parameter, der skal anvendes alene til at repræsentere endotel sundhed 51.
Figur 4 illustrerer diameter og hastighed respons af et MKS test i et repræsentativt individ den. Reactive hyperæmi fremkalder et højdepunkt hastighed, som efter en kort forsinkelse, er efterfulgt af stigning i diameter.
Figur 1:. Illustration af den standardiserede procedure for at gennemføre en pulsåren MKS test For en nøjagtig og pålidelig FMD test, er det vigtigt at have passende ultralyd udstyr samt passende forberedelse af før udførelse teknikken emnet. Når deltageren er i en hviletilstand, kan udføres erhvervelsen af baseline data. Efter fem minutters okklusion, er manchetten frigivet skabe en reaktiv hyperæmiske reaktion, der fremkalder forskydningsspænding på endotel. Endelig anbefales analyse af resultaterne ved hjælp af en kant-detektion og væg-tracking software. Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 2:. Repræsentation af et emne forberedt til pulsåren FMD test Emnet arm er forlænget sideværts og sikret i en vakuumpakket pude. Underarmen manchet anbringes umiddelbart distalt for den mediale epicondylus. Ultralydstransduceren er fastgjort i holderen og placeret over indsættelse af biceps at erhverve data fra pulsåren.
Figur 3:. Identifikation af anatomiske pejlemærker for gentagne vurderinger i samme emne Figur 2A, 2B, 2C og 2D illustrerer vurderingen af pulsåren i den samme person på fire forskellige dage baseline. Pile identificere den anatomiske vartegn bruges til at afbildearterie på hver enkelt dag. Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 4:. Individuel repræsentation af en typisk hastighed og diameter respons, der observeres under MKS testen Figuren illustrerer en indledende baseline (BL) periode på 30 sek, den sidste 30 sek af vaskulær okklusion (OCC), og den reaktive hyperæmi respons (120 sek) efter underarmen manchetfrigivelse. Den fuldt optrukne linie repræsenterer respons diameter og den stiplede linje repræsenterer blod hastighed hele FMD teknik. Klik her for at se en større version af dette tal.
| Variabel | |
| n | 62 |
| Mand kvinde | 31/31 |
| Alder (år) | 32 ± 2 |
| Højde (cm) | 167 ± 2 |
| Vægt (kg) | 66.1 ± 2.2 |
| BMI (kg / m2) | 22,8 ± 0,7 |
| SBP (mm Hg) | 115 ± 2 |
| DBP (mm Hg) | 68 ± 1 |
| FEV1 forudsagt (%) | 101,2 ± 1,8 |
| Glucose (mg / dl) | 88 ± 1 |
| Total cholesterol (mg / dl) | 162 ± 5 | </ Tr>
| HDL-cholesterol (mg / dl) | 57 ± 2 |
| LDL-kolesterol (mg / dl) | 93 ± 5 |
| Triglycerider (mg / dl) | 77 ± 5 |
| Hæmoglobin (g / dl) | 14,7 ± 0,3 |
| Hæmatokrit (%) | 43,4 ± 0,7 |
Tabel 1:. Karakteristika og blodkemi af en rask person kohorte Data er udtrykt som middelværdi ± SEM. Body mass index (BMI), systolisk blodtryk (SBP), diastoliske blodtryk (DBP), Tvungen ekspirationsvolumen på ét sekund (FEV1), high-density lipoprotein (HDL), low-density lipoprotein (LDL).
| Variable | n = 62 |
| Baseline diameter (cm) | 0,322 ± 0,009 |
| Peak diameter (cm) | 0,343 ± 0,009 |
| FMD (%) | 6,7 ± 0,4 |
| FMD absolutte ændring (cm) | 0,021 ± 0,001 |
| Forskydningshastighed (sek-1, AUC) | 46.607 ± 2940 |
| FMD / Shear (% / sek-1 AUC) | 0,16 ± 0,01 |
| Time-to-peak vasodilatation (sek) | 44 ± 2 |
Tabel 2:. Brachialarterie mund- variable fra en tilsyneladende rask kohorte Data er udtrykt som middelværdi ± SEM.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Indført i 1989 20 har MKS testen været meget anvendt i mennesker som en ikke-invasiv måling af endotel funktion. MKS har ikke kun vist sig at forudsige fremtidig vaskulær sygdomme risiko 19,52,53, har lavere FMD værdier været show til kraftigt at korrelere med hjerte-kar-nedskrivninger 24,25,54. Selv om der er andre teknikker til at vurdere endotelfunktion, både invasivt (koronar angiografi) og ikke-invasivt (venøs plethysmografi og finger plethysmografi), har FMD været den mest anvendte på grund af dets ikke-påtrængenhed og hurtig evaluering af perifer arterie funktion 23.
MKS test inkorporerer en transient underarm okklusion som inducerer reaktiv hyperæmi og efterfølgende forskydningsspænding 2,4. Denne forøgelse af shear stress resulterer i en lokal forøgelse af NO-produktion fra endotel-afledt NO syntase 31,55, der diffunderer gennem karvæggen derved inducing afslapning og efterfølgende glat muskulatur, vasodilatation 31. Det er almindeligt accepteret, at 5 min okklusion perioder overvejende medieres af NO, mens stigningen i blodgennemstrømningen efter længere okklusion kan involvere andre end NO 56 iskæmi-induceret vasodilatorer.
Metodologiske overvejelser for mund- og klovsyge vurdering
Den ikke-invasivitet af brachialarterien MKS test har øget interessen for denne teknik. Men det er værd at bemærke, at der er praktiske udfordringer og metodiske overvejelser, der påvirker den fysiologiske og tekniske stabilitet i denne procedure, der begrænser dets kliniske anvendelse 57. Konkret udførelse af FMD test kræver en væsentlig indledende investering at købe det nødvendige udstyr (dvs. ultralyd, hurtig manchet inflator, og analysen software). Hertil kommer, at en højt kvalificeret og uddannet person / sonographer forstår Physiolnologi af mund- og klovsyge test er nødvendig for at udføre MKS testen. Metodisk er det vigtigt at overveje, at der er mange forskellige metodiske tilgange af mund- og klovsyge test uden standardisering. Følgelig normative data er forskellig fra laboratorium til laboratorium, hvilket gør det vanskeligt at definere "sande" abnormiteter i endotelfunktion. Desuden kan mange forstyrrende faktorer påvirker FMD test, og derfor en omfattende forståelse af den basale tilstand af den person, der testes, er nødvendig for at udelukke falske negative værdier. Ikke desto mindre kan i overensstemmelse med de opdaterede MKS test anbefalinger til en høj præcision af teknikken og reducere FMD variabilitet opnås.
ultralydsteknologi
Ajour ultralydsteknologi er afgørende. Brugen af samtidige erhvervelse af diameter B-mode og puls-bølge Doppler hastighed er blevet anbefalet til en mere stringent påvisning af diameter ændrer 4 og enpræcis beregning af forskydningshastighed. Fraværet af duplex mode teknologi kunne knyttes sammen med nogle af de resultater, som er beskrevet tilsvarende grad af vasodilatation efter en 5 og en 10 min okklusion periode 8,58,59, mens nylig studerer bruger duplex-tilstand har beskrevet, hvordan langvarige perioder med iskæmi er relateret til større reperfusion 33,60.
Desuden for at forbedre præcisionen af mund- og klovsyge testen, er det vigtigt at opnå en passende vinkel på insonation mellem Doppler stråle og tilpasningen af arterien. Det anbefales at opnå en insonation vinkel på ≤60 ° for at opnå den balance mellem en passende billedkvalitet og reducere niveauet af hastighedsfejl 4,36. Det er også værd at bemærke, at mindst en 10 MHz lineær transducer, med brug af en stereotaktisk klemme 61,62, anbefales det at opnå en høj kvalitet B-mode billeder 4.
Cuff position
Placeringen af manchetten er blevet undersøgt i detaljer i mange forskellige undersøgelser, 8,63,64 siden dens størrelse og dens position kan ikke kun bidrage til ændringer i forskydningsspænding stimulus, men kan også påvirke de mekanismer, der bidrager til FMD REAKTION 41, 63,65. Det anbefales at placere okklusion manchetten på underarmen, distalt til ultralydsonden, at inducere en endotel-afhængig vasodilation 36.
Analyse
For at opnå en nøjagtig FMD, et automatisk software analysesystem med kantopdagelse algoritme anbefales 4. Edge afsløring bygger på bestemmelse af en præcis baseline diameter, som er afgørende, og grundlaget for beregning af et gyldigt mund- og klovesyge. Et gennemsnit på mindst 10 hjertecyklusser (eller 30 sek) er nødvendige for at repræsentere baseline diameter, hvorimod reaktion peak diameter bør beregnes ved anvendelse af en 5 sek gennemsnit 4.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne har intet at afsløre.
Acknowledgments
Forfatterne vil gerne takke de mange personer og patienter, der har deltaget i vores studier, hvor vi har evalueret endotel funktion ved hjælp af MKS-test.
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).
