Abstract
Cardiovasculaire ziekte is de belangrijkste doodsoorzaak en de belangrijkste oorzaak van invaliditeit wereldwijd. Het disfunctioneren van het vasculaire endotheel is een pathologische aandoening vooral gekenmerkt door een verstoring van het evenwicht tussen vaatverwijdende stoffen en vasoconstrictor en wordt voorgesteld een belangrijke rol spelen bij de ontwikkeling van atherosclerotische cardiovasculaire ziekte. Daarom is een nauwkeurige evaluatie van de functie van het endotheel bij de mens een belangrijk instrument dat beter zou kunnen helpen inzicht in de etiologie van verschillende cardio-centric pathologieën.
Gedurende de afgelopen vijfentwintig jaren hebben vele methodieken ontwikkeld om de beoordeling van de endotheelfunctie bij mensen te verschaffen. Geïntroduceerd in 1989, de MKZ-test is voorzien van een onderarm occlusie en de daaropvolgende reactieve hyperemie dat de productie van stikstofoxide en vaatverwijding van de arteria brachialis bevordert. De MKZ-test is nu de meest gebruikte, niet-invasieve, UltrAsonic beoordeling van de endotheelfunctie bij mensen en is in verband met toekomstige cardiovasculaire gebeurtenissen.
Hoewel de FMD proef klinische bruikbaarheid kan hebben, is een fysiologisch beoordelingsprocedure die meerdere verstorende factoren die moeten worden beschouwd geërfd. Dit artikel beschrijft een gestandaardiseerd protocol voor het bepalen FMD inclusief de aanbevolen methode om de fysiologische en technische problemen minimaliseren en de nauwkeurigheid en de reproduceerbaarheid van de beoordeling.
Introduction
Cardiovasculaire ziekte is de belangrijkste oorzaak van morbiditeit en mortaliteit wereldwijd. Disfunctie van het vasculaire endotheel geeft een eerste fase naar de ontwikkeling van meervoudige-vasculaire ziekten 1. Dus een nauwkeurige vaststelling van de endotheelfunctie bij mensen is een belangrijke techniek die kan helpen bij het begrijpen van de etiologie van multiple cardiovasculaire pathologieën, met als uiteindelijk doel het verbeteren van de effectiviteit van de behandeling en preventie van ziekten.
endotheel
Het endotheel is een monolaag van cellen die talrijke vasoactieve substanties, zoals stikstofoxide (NO), prostacycline, endothelinen, endotheelcelgroeifactor, interleukinen en plasminogeen inhibitoren 2 synthetiseert. Dergelijke factoren dragen bij aan de functie van het endotheel om bloed vloeibaarheid, vasculaire tonus, de aggregatie van bloedplaatjes, doorlaatbaarheid van plasma componenten en vaatwand infl regulerenammation 2-4. Bovendien NO speelt een belangrijke anti-atherogene rol bij het bevorderen vasodilatatie en onderhouden van endotheliale integriteit. NO reguleert vaattonus en de diameter tot het regelen van de balans tussen de afgifte van zuurstof naar de weefsels en de metabolische vraag 3,5. Er zijn meerdere endogene, exogene en mechanische stimulator factoren induceren endotheliale NO synthase (eNOS) die synthetiseert NO uit L-arginine 6,7. De meest opvallende mechanische stimulus is shear stress. Afschuifspanning bijdragen tot meer activering van eNOS, waardoor NO productie en daaropvolgende gladde spierrelaxatie 4. Daarom heeft de afname NO biobeschikbaarheid wordt vaak gebruikt als een maat voor endotheeldisfunctie 8.
endotheel dysfunctie
De onbalans tussen vaatverwijdende en vasoconstrictor factoren leidt tot een disfunctionele endotheel 2. Bovendien, de release van ontstekingsmediatoren en veranderde lokale dwarskrachten kan de synthese van endotheelcellen afgeleid reactive oxygen species (ROS) te verbeteren. Deze opregulatie in redox signalering niet alleen wijzigt de integriteit van het endotheel en vermindert de synthese van NO 9 kan eNOS loskoppelen waardoor directe productie van extra vrije radicalen. Uiteindelijk is deze verbetering in biobeschikbaarheid NO bevordert vasoconstrictie, vasculaire stijfheid en verminderde arteriële uitrekbaarheid 4.
De mate van disfunctioneren van het endotheel is geassocieerd met de ernst van pathologieën zoals hypertensie 10, 11 atherosclerose, ischemische beroerte 12, 13 diabetes, pre-eclampsie 14 of nierziekten 15 onder anderen. Daarom is er grote belangstelling om niet alleen veranderingen in endotheelfunctie tijd kan meten, maar ook na therapeutische interventies. Verschillende werkwijzen zijn gebruikt voorde klinische beoordeling van de endotheelfunctie zowel invasief (hartkatheterisatie en veneuze occlusie plethysmografie 3,16) en niet-invasief (stroom gemedieerde dilatatie, radiale slagader tonometrie en hartslag contouranalyse 4,17,18) in coronaire en perifere circulatie 19.
Flow gemedieerde dilatatie
Flow gemedieerde dilatatie (FMD) is een niet-invasieve ultrasone evaluatie van endotheelfunctie en is gecorreleerd met de ontwikkeling van vasculaire gezondheidsproblemen. Sinds haar oprichting in 1989 20, heeft MKZ is op grote schaal gebruikt als een betrouwbare, in vivo methode om voornamelijk NO-gemedieerde endotheliale functie bij de mens 19,21,22 evalueren. Inderdaad, de slagader MKZ-test in verband gebracht met andere invasieve technieken 23 en tal van onderzoeken hebben beschreven een sterke omgekeerde relatie tussen MKZ en cardiovasculaire verwondingen 24,25 zodanig dat indduals met meer vasculaire pathologie vertonen een lagere MKZ-25. Dienovereenkomstig Deze gegevens benadrukken de prognostische informatie dat deze techniek kan verschaffen betrekking hebbend op toekomstige cardiovasculaire ziekte bij asymptomatische patiënten 26-30.
Tijdens de MKZ-test worden de diameter van de slagader continu gemeten bij aanvang en na de release van een circulatiestilstand van de onderarm. Bij manchet release, de geïnduceerde-reactieve hyperemie bevordert een toename van de shear stress gemedieerd NO afgifte en de daaropvolgende vaatverwijding 19,31. MKZ wordt uitgedrukt als het percentage toename van de arteriële diameter gevolg van de publicatie van de manchet ten opzichte van de diameter bij aanvang (FMD%).
Ondanks de toenemende klinische belangstelling voor deze techniek, het MKZ test is een fysiologische beoordeling en derhalve moeten meerdere variabelen om een nauwkeurige beoordeling van endotheelfunctie voeren bij de mens worden beschouwd. Dit isArtikel beschrijft een gestandaardiseerd protocol en de aanbevolen methode om de technische en biologische vraagstukken te minimaliseren te helpen verbeteren van de nauwkeurigheid, reproduceerbaarheid en interpretatie van de MKZ-test.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
LET OP: De volgende MKZ-procedure wordt routinematig uitgevoerd tijdens vasculaire assessment studies in het Laboratorium voor Integratieve Vascular en inspanningsfysiologie (LIVEP). Alle procedures volgde de principes van de Verklaring van Helsinki en werden aan de Georgia Regents University door de Institutional Review Board goedgekeurd. Alle deelnemers werden ingelicht over de doelstellingen en de mogelijke risico's van de techniek voor de schriftelijke toestemming voor deelname werd verkregen. Figuur 1 toont een schematisch overzicht van de essentiële elementen die moeten worden overwogen voor de ultrasone beoordeling van de slagader MKZ.
1. Onder voorbehoud van Voorbereiding (voor aankomst)
- Bevestigen dat de deelnemer heeft afgezien van het beoefenen van lichaamsbeweging (≥12 uur), cafeïne (≥12 uur), roken of blootstelling aan rook (≥12 uur), vitamine suppletie (> 72 uur) en eventuele medicatie (≥4 uur half-leven van het geneesmiddel, niet-steroïdale anti-ontstekingsmiddelen voor 1 day en aspirines gedurende 3 dagen).
- Controleer of de deelnemer in nuchtere toestand of slechts verbruikt vetarme maaltijden 4 voor de test.
- Bij het testen van premenopauzale vrouwen, wordt voorgesteld om het MKZ-protocol uit te voeren tijdens de menstruatie fase van de menstruele cyclus om de impact van endogene oestrogenen en progesteron 8,32,33 beperken.
2. Onderwerp Voorbereiding (Upon Arrival)
- Voorafgaand aan de meting acquisitie, controleer dan of het onderwerp rust in een liggende positie in een rustige, temperatuurgecontroleerde (22 ° C tot 24 ° C) ruimte voor ongeveer 20 min tot een hemodynamische stabiele toestand te bereiken.
- Bevestig een 3-lead ECG in de standaard ledematen leiden II positie. Met behulp van Amerikaanse standaard instrumentatie, plaatst u de witte / negatieve polariteit lead net onder het sleutelbeen op de rechter schouder. Sluit de zwarte / dual polariteit lead onder het linker sleutelbeen in de buurt van de schouder en sluit de rood / positieve polariteit leadonder de linker borstspier in de laterale basis van de borst.
- Verleng arm van de patiënt lateraal bij ongeveer 80 ° schouderabductie en zet het distale onderarm in een vacuüm verpakt kussen om nauwkeurige positie van de arm tijdens de meting (figuur 2) te handhaven.
- Plaats de onderarm manchet onmiddellijk distaal van de mediale epicondyl en tevens waarborgen dat contact maakt met de manchet, zoals de tabel hieronder (figuur 2).
3. nulmetingen
- In kaart brengen van de slagader met de Ultrasound:
- Terwijl de sonde met de hand plaats deze dwarsdoorsnede en start het scannen van de binnenzijde van de bovenarm vanaf de insertie van de biceps en bestemd proximaal.
- In B-modus (grijsschaal), identificeren van de brachiale slagader en collaterale vaten en gebruiken Gebruik kleurstromingssignalen (CF) helpen bevestigen de locatie van de slagader. Interpreteer de kleur en pulserenzorgvuldig de richting van de transducent beoordeling van de slagader en de ader niet waarborgen.
LET OP: Met de sonde indicator geconfronteerd met het hoofd, rode kleur betekent stromen naar de transducer (arteriële flow), terwijl blauw middelen wegstroomt (veneuze flow).
- Identificatie van de brachialis:
- Na het vinden van de brachiale slagader, draait de sonde 90 ° naar arm longitudinaal gescand. Het verkrijgen van de afbeelding tussen de 2-10 cm boven de antecubital fossa.
- Identificeer anatomische oriëntatiepunten zoals aderen en fascia vliegtuigen voor meerdere evaluaties in hetzelfde onderwerp (figuur 3).
- Het beveiligen van de sonde:
- Zet de sonde in de stereotactische sonde houder. Controleer de probe op geschikte wijze bevestigd aan excessieve bewegingen te vermijden. Met de sonde vastgezet in de houder, ervoor te zorgen dat het beeld is zo goed als het beeld dat met de hand werd verkregen zonder dat de houder.
- Het optimaliseren van de Resolution van het beeld:
- Optimaliseer dan het beeld met behulp van de tijdwinst controles (TGC's) met de sonde beveiligd.
LET OP: een optimaal beeld wordt bereikt wanneer de duidelijkste B-mode beeld van de voorste en achterste intima interfaces tussen het lumen en de vaatwand wordt verkregen. - Laat de technicus handmatig de winst, focal points, dynamisch bereik, en harmonieën aan te passen aan een heldere en duidelijke beeld van de nabije en verre muren van het endotheel te krijgen.
- Optimaliseer dan het beeld met behulp van de tijdwinst controles (TGC's) met de sonde beveiligd.
- Duplex Doppler Mode:
- Naar aanleiding van B-mode acquisitie, overgaan tot het scannen in de gepulste Doppler-modus dubbelzijdig.
- Gebruik een hiel tot teen benadering met de probe in de houder door het schommelen van de transducer op een uiteinde dan het andere beeld de slagader te passen en een hoek van insonatie van 60 ° te verkrijgen.
- Baseline Acquisition:
- Zorg voor een goede afbeelding B-modus die de endotheliale lagen met duidelijke intima-intima wanden van de slagader identificeert. Ensure dat het Doppler-signaal wordt gegeven scherp en helder geluid zonder moffels.
- Reset de echo CINE lus door het bevriezen en ontdooien van de afbeelding. Druk op F1 om het vastleggen van gegevens te beginnen op de afbeelding software. Neem basisgegevens voor ten minste 30 sec. Analyseer de gemiddelde diameter en bloedsnelheid voor 30 sec basislijn waarden vertegenwoordigen. Opmerking: Verschillende echo's en software set-ups kunnen verschillende sequenties nodig hebben om de gewenste actie te verkrijgen.
4. vasculaire occlusie Metingen
- Onderarm Occlusie:
- Snel ontvouwen de onderarm occlusie manchet, met behulp van perslucht, tot supra-systolische druk (250 mm Hg) gedurende 5 minuten tot arteriële occlusie induceren.
- Na 4 min en 30 sec van de onderarm occlusie, begint het verzamelen van gegevens.
LET OP: Occlusie metingen zal worden vertegenwoordigd door de laatste 30 sec van occlusie.
5. Reactive Hyperemie (Voeg manchet release) Afmetingen
- Leeglopen de manchet op 5 min.
- Handhaaf opname voor twee minuten na manchet release.
6. Analyse van de resultaten: Edge Detection en Wall Tracking
- Vanwege de complexiteit van MKZ analyse gebruikt randdetectie en wand tracking software gedurende FMD testen hogere reproduceerbaarheid volgens de instructies van de fabrikant.
LET OP: Deze offline analyse minder afhankelijk van de operator dan de handgeschakelde assessment en dus verbetert de nauwkeurigheid van de MKZ-gegevens 4,34-36. Daarnaast is deze off-line analyse systeem maakt eveneens de synchronisatie met de ECG voor de identificatie van eind-diastolische arteriëlediameters, het vermijden van verstoring van de puls-gerelateerde veranderingen in diameter 4. Opgemerkt wordt dat, hoewel het gebruik van ECG is goedgekeurd om pulsatie variaties te minimaliseren, is het ook mogelijk de MKZ protocol uitvoeren zonder ECG gaan; 37. Hoewel het niet aan te raden, als edge-computer-ondersteunde analyse niet beschikbaar is, is een zorgvuldige handmatige beoordeling van zowel diameter en snelheden worden verzameld 36. - Voor de evaluatie van het vaartuig diameters, is het noodzakelijk om visueel inspecteren elk frame om de beste positie van de ultrasone remklauwen het B-modus beeld 38 langs bepalen.
OPMERKING: Ongeacht data analysemethode, wordt aanbevolen om data diameter en snelheid verzamelen elke 4 sec gedurende de eerste 20 seconden van reactieve hyperemie en elke 5 seconden voor de resterende periode na occlusie 4.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Basiskarakteristieken van een ogenschijnlijk gezonde cohortgroep zijn weergegeven in Tabel 1. De meest voorkomende variabelen MKZ die werd uitgevoerd in het laboratorium Integratieve Vascular and Exercise Physiology (LIVEP) worden in Tabel 2. De volgende variabelen worden beschouwd als de belangrijkste parameters MKZ analyseren van de gepubliceerde MKZ les 4 en richtlijnen 36.
Baseline en de maximale diameter
Na een geschikte acclimatisatie fase moet het gemiddelde van ten minste 10 hartcycli met bloed snelheden gedurende een periode van 10 tot 30 sec 39 worden gebruikt om de basislijn diameter vertegenwoordigen. Bovendien, piek diameter, de maximale verwijding na leeglopen van de manchet, moet worden berekend op basis van de hoogste 5 sec gemiddelde op twee minuten na occlusie collection periode van 4.
MKZ reactie
MKZ reactie wordt weergegeven door de maximale verandering in brachialis aderdiameter na de afgifte van de onderarm manchet ten opzichte van de basislijn brachialis middellijn van rust. Derhalve is de bepaling van de FMD respons berekend volgens de volgende vergelijking:
De omvang van de respons MKZ is recht evenredig met afschuifspanning en sterk afhankelijk van endotheliale integriteit viscositeit van bloed en bloedsnelheid 36,40. Er is waargenomen dat de maximale MKZ is bereikt over een tijdvenster van 45 tot 90 seconden, hoewel piek vasodilatatie zelf kan doorgaan tot 180 sec na de manchet leeglopen 41.
Afschuifspanning is beschreven als parallel wrijvingskracht door het bloed uitoefent op de intima oppervlakken en als primaire stimulus voor de MKZ respons 42. Shear Stress kan worden berekend als een product van de snelheid en viscositeit gedeeld door de diameter vat. Echter, een eenvoudiger index van afschuifspanning afschuifsnelheid, die wordt berekend uit gelijktijdige metingen van bloedsnelheid en brachialis aderdiameter de volgende vergelijking:
Bovendien cumulatieve afschuifsnelheid (oppervlakte onder de curve, AUC, sec -1) moet worden beschouwd omdat de vertraging tussen de piek afschuif- en de piek diameter 8 reflecteert. Het wordt berekend op basis van de trapeziumvormige regel, om de 4 seconden voor de eerste 20 seconden na manchet release, en voor de restvan de gegevensverzameling periode, om de 5 sec 43.
Normalisering van mond- en klauwzeer (MKZ / Shear)
Gezien de afhankelijkheid tussen shear stress en MKZ, en rekening houdend met de inter-individuele variabiliteit van de reactieve hyperemie respons, is voorgesteld aan de MKZ-respons met shear stress 44,45 normaliseren. Hoewel er geen consensus over hoe goed normaliseren MKZ voor afschuiving, het verdelen van MKZ door afschuifsnelheid bepaalt de invloed van verschillende shear profielen in de MKZ-respons en biedt extra inzicht in de stimulus / response mechanisme van de slagader vaatverwijding 39,46. Er moet echter worden opgemerkt dat er een stijgende bewustwording en tijdelijke acceptatie van deze methode met omdat alleen geldig in bepaalde omstandigheden 36. Een andere voorgestelde manier om MKZ normaliseren en het verbeteren van de gevoeligheid en betrouwbaarheid van de test is om tedrukken de gegevens als een dosis-response curve, waarbij afschuiving verband houdt met de grootte van de arteriële verwijding 47. Bovendien is het gebruik van allometrische scaling normaliseren MKZ en controle voor de effecten die basislijn diameters kunnen hebben op de respons MKZ voorgesteld 48.
Time-to-peak vaatverwijding
Vanwege de uiteenlopende reacties in het tijdsverloop van MKZ beschreven tussen verschillende bevolkingsgroepen, het bepalen van de time-to-piek (TTP) vaatverwijding bij het analyseren van MKZ belangrijke 49,50 is geworden. Er moet echter worden opgemerkt dat TTP gedeeltelijk NO onafhankelijk, en kunnen niet een geschikt MKZ parameter alleen worden gebruikt voor endotheliale gezondheid 51 vertegenwoordigen.
Figuur 4 illustreert de respons diameter en snelheid van een MKZ test een representatieve individu. Reactive hyperemie ontlokt een piek snelheid die, na een korte vertraging, wordt gevolgd door een toename in diameter.
Figuur 1:. Illustratie van standaardprocedure een slagader FMD eerst uit voor een nauwkeurige en betrouwbare MKZ test, is het essentieel om geschikte ultrasone apparatuur en goede voorbereiding van het voorwerp voorafgaand aan het uitvoeren van de techniek hebben. Zodra de deelnemer in een rusttoestand, kan de overname van basisgegevens worden uitgevoerd. Na vijf minuten occlusie, wordt de manchet vrijgegeven waardoor een reactief hyperemic reactie die schuifspanning opwekt op het endotheel. Tot slot, de analyse van de resultaten met behulp van een edge-detectie en wall-tracking software wordt aanbevolen. Klik hier om een grotere versie van deze f bekijkenIGUUR.
Figuur 2:. Weergave van een patiënt voorbereid voor de brachiale slagader FMD proef arm van het onderwerp zijdelings verlengd en vastgezet in een vacuüm verpakt kussen. De onderarm manchet is geplaatst direct distaal van de mediale epicondyl. De ultrasone transducer wordt vastgezet in de houder en boven de insertie van de biceps om gegevens van de arteria brachialis te verwerven geplaatst.
Figuur 3:. Identificatie van anatomische oriëntatiepunten voor herhaalde evaluaties voor hetzelfde vak Figuren 2A, 2B, 2C en 2D tonen de nulmeting van de brachiale slagader in hetzelfde individu op vier verschillende dagen. Pijlen identificeren van de anatomische mijlpaal waaruit het beeld kanslagader op elke afzonderlijke dag. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 4:. Individuele voorstelling van een typische snelheid en diameter respons die wordt waargenomen tijdens de MKZ proef De figuur illustreert een initiële basislijn (BL) gedurende 30 sec, de laatste 30 seconden van vasculaire occlusie (OCC) en de reactieve hyperemie respons (120 sec) na de onderarm leeglopen van de manchet. De vaste lijn vertegenwoordigt de respons diameter en de stippellijn bloed snelheid gedurende de MKZ-techniek. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
| veranderlijk | |
| n | 62 |
| Man vrouw | 31/31 |
| Leeftijd (jr) | 32 ± 2 |
| Hoogte (cm) | 167 ± 2 |
| Gewicht (kg) | 66.1 ± 2.2 |
| BMI (kg / m2) | 22,8 ± 0,7 |
| SBP (mm Hg) | 115 ± 2 |
| DBP (mm Hg) | 68 ± 1 |
| FEV 1 voorspelde (%) | 101,2 ± 1,8 |
| Glucose (mg / dl) | 88 ± 1 |
| Totale cholesterol (mg / dl) | 162 ± 5 | </ Tr>
| HDL cholesterol (mg / dl) | 57 ± 2 |
| LDL cholesterol (mg / dl) | 93 ± 5 |
| Triglyceriden (mg / dl) | 77 ± 5 |
| Hemoglobine (g / dl) | 14,7 ± 0,3 |
| Hematocriet (%) | 43,4 ± 0,7 |
Tabel 1:. Kenmerken en bloedchemie van een gezonde persoon cohort gegevens worden uitgedrukt als gemiddelde ± SEM. Body mass index (BMI), de systolische bloeddruk (SBP), diastolische bloeddruk (DBP), Geforceerd expiratoire volume in één seconde (FEV 1), high-density lipoproteïnen (HDL), low-density lipoproteïnen (LDL).
| Variable | n = 62 |
| Baseline diameter (cm) | 0,322 ± 0,009 |
| Peak diameter (cm) | 0,343 ± 0,009 |
| MKZ (%) | 6.7 ± 0.4 |
| MKZ absolute verandering (cm) | 0.021 ± 0.001 |
| Afschuifsnelheid (sec -1, AUC) | 46.607 ± 2940 |
| FMD / Shear (% / sec -1 AUC) | 0,16 ± 0,01 |
| Tijd tot piek vasodilatatie (sec) | 44 ± 2 |
Tabel 2:. Brachialis MKZ variabelen uit een ogenschijnlijk gezonde cohort gegevens worden uitgedrukt als gemiddelde ± SEM.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Geïntroduceerd in 1989 20, heeft het MKZ-test op grote schaal gebruikt bij mensen als niet-invasief meten van endotheelfunctie. MKZ is niet alleen aangetoond dat toekomstige-vasculair gerelateerde ziekte risico 19,52,53 voorspellen, hebben lagere MKZ waarden tonen sterk correleren met hart- en impairments 24,25,54 geweest. Hoewel er andere technieken om endotheelfunctie, zowel invasief (coronaire angiografie) en niet-invasief (veneuze plethysmografie en vinger plethysmografie) beoordelen, MKZ is het meest gebruikt vanwege de niet-intrusief en snelle evaluatie van perifere arteriële functie 23.
De MKZ-test is voorzien van een voorbijgaande onderarm occlusie die reactieve hyperemie en de daaropvolgende shear stress 2,4 induceert. Deze verbetering van afschuifspanning leidt tot een lokale verhoging van de NO productie uit endotheel afkomstig NO synthase 31,55, die door de vaatwand waardoor i diffundeertnducing gladde spieren ontspannen en de daaropvolgende, vaatverwijding 31. Algemeen wordt aangenomen dat 5 min occlusie perioden overwegend worden gemedieerd door NO, terwijl de toename van de bloedstroom na langere occlusie uitzondering NO 56 ischemie geïnduceerde vaatverwijders kan omvatten.
Methodologische overwegingen voor MKZ-assessment
De niet-invasieve karakter van de slagader MKZ-test is de belangstelling voor deze techniek toe. Het is echter opgemerkt dat er praktische problemen en methodologische overwegingen die de fysiologische en technische stabiliteit van deze procedure beïnvloeden, beperken de klinische toepassing 57. In het bijzonder, het uitvoeren van de MKZ-test vereist een aanzienlijke initiële investering om de benodigde apparatuur aan te schaffen (bijvoorbeeld ultrageluid, snelle manchet inflator, en de analyse software). Daarnaast is er een zeer bekwame en opgeleide persoon / sonographer dat de Physiol begrijptlogie van het MKZ test nodig MKZ test. In termen van de methodologie, is het belangrijk om te overwegen dat er veel verschillende methodologische benaderingen van de MKZ-test zonder enige standaardisatie. Bijgevolg normatieve gegevens verschilt van lab tot lab waardoor het moeilijk "true" afwijkingen in endotheelfunctie definiëren. Daarnaast kunnen veel verstorende factoren van invloed op de MKZ-test, en dus een beter begrip van de basale toestand van de persoon die wordt getest is het noodzakelijk om uit te sluiten vals negatieve waarden. Niettemin kan overeenkomstig de bijgewerkte MKZ beproevingsvoorschriften voor een hoge precisie van de techniek en beperken FMD variabiliteit bereiken.
ultrasound-technologie
Actuele ultrasone technologie essentieel. Het gebruik van gelijktijdige aankoop van B-mode diameter en pulse-wave Doppler snelheid is aanbevolen voor een strengere detectie van diameter verandert 4 en eennauwkeurige berekening van afschuifsnelheid. Aangezien duplex technologie kan worden verbonden met enkele van de resultaten die vergelijkbare mate van vasodilatatie beschreven na 5 en 10 minuten occlusie periode 8,58,59, terwijl meer recent studies met duplex beschreven hoe langdurige ischemie verband met grotere reperfusie 33,60.
Bovendien, de nauwkeurigheid van de MKZ proef te verbeteren, is het belangrijk een geschikte hoek van insonatie tussen de Doppler-bundel en de uitlijning van de slagader bereiken. Het wordt aanbevolen om een insonatie hoek van ≤60 ° te verkrijgen om het saldo van een adequate beeldkwaliteit te bereiken en het niveau van de snelheid fout 4,36 te verlagen. Het is ook vermeldenswaardig dat tenminste een 10 MHz lineaire array transducer, met behulp van een stereotactische klem 61,62, wordt aanbevolen om hoogwaardige B-modus beelden 4 verkrijgen.
manchet positie
De plaatsing van de manchet is uitvoerig bestudeerd in verschillende studies 8,63,64 sinds de omvang en positie kan niet alleen bijdragen aan veranderingen in de schuifspanning stimulus, maar kan ook invloed hebben op de mechanismen die bijdragen aan de respons FMD 41, 63,65. Aanbevolen wordt de occlusie manchet op de onderarm, distaal van de ultrasone sonde te plaatsen, een endotheel-afhankelijke vaatverwijding 36 induceren.
Analyse
Om een nauwkeurige MKZ, een automatische software-analyse-systeem met edge-detectie-algoritme is een echte aanrader 4 te bereiken. Randdetectie berust op het bepalen van een nauwkeurige basislijn diameter, die essentieel en de basis voor de berekening van een geldige MKZ. Een gemiddelde van ten minste 10 hartcycli (of 30 seconden) nodig basislijn diameter vertegenwoordigen, terwijl de diameter responsiepiekversnelling worden berekend met een 5 sec gemiddeld 4.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
De auteurs hebben niets te onthullen.
Acknowledgments
De auteurs willen graag de vele onderwerpen en patiënten die hebben deelgenomen aan onze studies waarin we endotheliale functie met de MKZ-test geëvalueerd bedanken.
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).
