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Évaluation échographique de la fonction endothéliale: Une ligne directrice technique du Dilatation Test de débit à médiation

Published: April 27, 2016 doi: 10.3791/54011
Automatic Translation
1, 1, 1,2
1Division of Clinical and Translational Sciences, Georgia Prevention Institute, Georgia Regents University, 2Sport and Exercise Science Research Institute, University of Ulster

Abstract

Les maladies cardiovasculaires sont la principale cause de mortalité et une cause majeure d'invalidité dans le monde entier. Le dysfonctionnement de l'endothélium vasculaire est un état pathologique caractérisé principalement par une perturbation de l'équilibre entre les substances vasodilatatrices et vasoconstricteurs et il est proposé de jouer un rôle important dans le développement des maladies cardiovasculaires athérosclérotiques. Par conséquent, une évaluation précise de la fonction endothéliale chez l'homme représente un outil important qui pourrait aider à mieux comprendre l'étiologie de multiples pathologies cardio-centric.

Au cours des vingt-cinq dernières années, de nombreuses approches méthodologiques ont été développés pour fournir une évaluation de la fonction endothéliale chez les humains. Introduit en 1989, le test de la fièvre aphteuse incorpore une occlusion de l'avant-bras et hyperémie réactive ultérieure qui favorise la production d'oxyde nitrique et la vasodilatation de l'artère brachiale. Le test de la fièvre aphteuse est maintenant le plus largement utilisé, non-invasive, ultrévaluation asonique de la fonction endothéliale chez l'homme et a été associée à des événements cardiovasculaires futurs.

Bien que le test de la fièvre aphteuse pourrait avoir une utilité clinique, il est une évaluation physiologique qui a hérité de plusieurs facteurs de confusion qui doivent être pris en considération. Cet article décrit un protocole standardisé pour la détermination de la fièvre aphteuse, y compris la méthode recommandée pour aider à minimiser les problèmes physiologiques et techniques et d'améliorer la précision et la reproductibilité de l'évaluation.

Introduction

Les maladies cardiovasculaires sont la principale cause de morbidité et de mortalité dans le monde entier. Le dysfonctionnement de l'endothélium vasculaire représente une première phase vers le développement de plusieurs maladies liées vasculaires-1. Par conséquent, une évaluation précise de la fonction endothéliale chez l'homme représente une technique importante qui pourrait aider à mieux comprendre l'étiologie de multiples pathologies cardiovasculaires, dans le but ultime d'améliorer l'efficacité du traitement et la prévention de la maladie.

Endothélium

L'endothelium est une couche unique de cellules qui synthétise de nombreuses substances vasoactives, telles que l' oxyde nitrique (NO), les prostacyclines, endothélines, facteur de croissance endotheliale des cellules, des interleukines, des inhibiteurs de plasminogène et 2. Ces facteurs contribuent à la fonction de l'endothélium pour réguler la fluidité du sang, le tonus vasculaire, l'agrégation plaquettaire, la perméabilité des composants du plasma et la paroi du vaisseau inflammation 2-4. De plus, le NO joue un rôle anti-athérogène clé dans la promotion vasodilatation et de maintenir l'intégrité de l'endothélium. Régule NO tonus des vaisseaux et le diamètre en contrôlant l'équilibre entre l'apport d'oxygène aux tissus et à leur demande 3,5 métabolique. Il existe de multiples endogènes, exogènes, et les facteurs de stimulation mécaniques qui induisent la NO synthase endothéliale (eNOS) qui synthétise le NO à partir de L-arginine 6,7. Le stimulus mécanique la plus notable est la contrainte de cisaillement. Contrainte de cisaillement mur contribue à une plus grande activation de eNOS, ce qui entraîne la production de NO et après relaxation des muscles lisses 4. Pour cette raison , la diminution de la biodisponibilité du NO est souvent utilisée comme mesure de la dysfonction endothéliale 8.

dysfonctionnement endothélial

Le déséquilibre entre les facteurs vasodilatateurs et vasoconstricteurs conduit à un endothélium dysfonctionnel 2. En outre, le releaen soi des médiateurs inflammatoires et des forces de cisaillement locales modifiées peut améliorer la synthèse des espèces réactives de l'oxygène endothéliales dérivé (ROS). Cette régulation positive dans oxydoréduction de signalisation ne modifie pas seulement l'intégrité de l'endothélium et réduit la synthèse de NO 9, on peut découpler eNOS résultant dans la production directe de radicaux libres supplémentaires. En fin de compte, cette amélioration de la biodisponibilité du NO favorise la vasoconstriction, la rigidité vasculaire et réduit la distensibilité artérielle 4.

Le degré de dysfonctionnement de l'endothélium a été lié à la sévérité de certaines pathologies telles que l' hypertension 10, 11 l' athérosclérose, un ictus ischémique 12, 13 le diabète, les maladies du rein ou de prééclampsie 14 15 entre autres. Par conséquent, il est vaste intérêt non seulement pour évaluer les changements dans la fonction endothéliale au fil du temps, mais aussi suite aux interventions thérapeutiques. Différentes méthodes ont été utilisées pourl'évaluation clinique de la fonction endothéliale fois effractive (cathétérisme cardiaque et occlusion veineuse pléthysmographie 3,16) et non-invasive (débit à médiation dilatation radiale tonométrie artérielle et le pouls analyse du contour 4,17,18) dans des circuits coronaires et périphériques 19.

dilatation médiée par le flux

Flux de dilatation (FMD) est une évaluation non invasive, à ultrasons de la fonction endothéliale et a été corrélée avec le développement de problèmes de santé vasculaires. Depuis sa création en 1989 20, la fièvre aphteuse a été largement utilisé comme une méthode fiable, in vivo pour évaluer la fonction endothéliale principalement NO médiée chez les humains 19,21,22. En effet, le test de la fièvre aphteuse de l' artère brachiale a été associée à d' autres techniques invasives 23 et de nombreuses enquêtes ont décrit une relation inverse forte entre la fièvre aphteuse et de blessures cardiovasculaires 24,25 tels que individuals avec plus vasculaire pathologie présentent une fièvre aphteuse inférieure 25. Par conséquent, ces données soulignent l'information pronostique que cette technique peut fournir en ce qui concerne les maladies cardiovasculaires futurs dans les sujets asymptomatiques 26-30.

Pendant l'essai, la fièvre aphteuse, les diamètres de l'artère brachiale sont continuellement mesurés au départ et après la libération d'un arrêt circulatoire de l'avant-bras. Lors de la libération brassard, l'hyperémie induite réactive favorise une augmentation de la contrainte de cisaillement médiée par la libération de NO et vasodilatation subséquente 19,31. La fièvre aphteuse est exprimée comme l'augmentation en pour cent du diamètre artériel après la sortie de la manchette par rapport au diamètre au niveau de référence (FA%).

En dépit de l'intérêt clinique croissant dans cette technique, le test de la fièvre aphteuse est une évaluation physiologique et donc, plusieurs variables doivent être pris en considération afin de procéder à une évaluation précise de la fonction endothéliale chez les humains. Ceci est unArticle décrit un protocole standardisé et la méthodologie recommandée afin de minimiser les problèmes techniques et biologiques pour aider à améliorer la précision, la reproductibilité et l'interprétation du test de la fièvre aphteuse.

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Protocol

REMARQUE: La procédure de la fièvre aphteuse suivant est systématiquement réalisée au cours des études d'évaluation vasculaires dans le Laboratoire de Integrative vasculaire et physiologie de l'exercice (LIVEP). Toutes les procédures ont suivi les principes de la Déclaration d'Helsinki et ont été approuvés par le comité d'examen institutionnel à l'Université Georgia Regents. Tous les participants ont été informés des objectifs et des risques possibles de la technique avant que le consentement écrit de la participation a été obtenue. La figure 1 illustre un résumé schématique des éléments essentiels qui doivent être pris en considération pour l'évaluation de l' échographie de l' artère brachiale la fièvre aphteuse.

1. Sous réserve de préparation (avant l'arrivée)

  1. Assurez-vous que le participant est abstenu de pratiquer l'exercice (≥12 h), la caféine (≥12 h), le tabagisme ou l'exposition à la fumée (≥12 h), la supplémentation en vitamine (> 72 h) et des médicaments (≥4 h demi-vies de le médicament, les agents non-stéroïdiens anti-inflammatoires pour 1 day et aspirines pour 3 jours).
  2. Assurez -vous que le participant est dans des conditions de jeûne ou a seulement consommé des repas faibles en gras 4 avant le test.
  3. Lors du test chez les femmes préménopausées, il est suggéré d'effectuer le protocole de la fièvre aphteuse au cours de la phase de menstruation du cycle menstruel pour limiter l'impact des œstrogènes et des progestérones 8,32,33 endogènes.

2. Sous réserve de préparation (à l'arrivée)

  1. Avant l'acquisition de mesure, vérifier que le sujet est au repos dans une position couchée dans une pièce calme, à température contrôlée (22 ° C à 24 ° C) pendant environ 20 minutes pour atteindre un état d'équilibre hémodynamique.
  2. Fixer un ECG à 3 dérivations dans la branche norme conduire position II. Utilisation de l'instrumentation standard américain, placez le blanc / câble négatif de polarité juste en dessous de la clavicule sur l'épaule droite. Connectez le / double tête de polarité noir en dessous de la clavicule gauche près de l'épaule et connectez le rouge / positif plomb de polaritéau-dessous du muscle pectoral gauche dans la base latérale de la poitrine.
  3. Étendre le bras du sujet latéralement à environ 80 ° d'abduction de l' épaule et de sécuriser l'avant - bras distal dans un oreiller sous vide pour maintenir la position exacte du bras pendant la mesure (Figure 2).
  4. Placez le brassard avant - bras immédiatement distale par rapport à l'épicondyle médial et veiller à ce que rien ne touche le brassard, y compris le tableau ci - dessous (Figure 2).

3. Mesures de base

  1. Cartographie de l'artère brachiale avec l'échographie:
    1. Tout en maintenant la sonde avec la main, le positionner en coupe transversale et commencer à numériser la face interne du bras supérieur en commençant à l'insertion du biceps et procéder proximalement.
    2. Dans B-mode (échelle de gris), identifier les artères et les vaisseaux collatéraux brachial et utiliser le mode d'écoulement de couleur (CF) pour aider à confirmer l'emplacement de l'artère. Interpréter la couleur et pulsatilityexaminer attentivement la direction du transducteur afin d'assurer l'évaluation de l'artère et non la veine.
      NOTE: Avec l'indicateur de la sonde face à la tête, la couleur rouge signifie l'écoulement vers le transducteur (flux artériel), tandis que des moyens bleus écoulent (flux veineux).
  2. Identification de l'artère brachiale:
    1. Après avoir trouvé l'artère brachiale, faire pivoter la sonde de 90 ° pour balayer le bras longitudinal. Obtenir l'image de 2 à 10 cm au-dessus du pli du coude.
    2. Identifier les repères anatomiques tels que les veines et les plans des fascias pour de multiples évaluations dans le même sujet (figure 3).
  3. Sécurisation de la sonde:
    1. Fixer la sonde dans le support de sonde stéréotaxique. Confirmer la sonde est correctement fixé pour éviter les mouvements excessifs. Avec la sonde fixée dans le support, assurez-vous que l'image est aussi bonne que l'image qui a été obtenu manuellement sans le support.
  4. Optimisation de la Resolution de l'image:
    1. Optimiser l'image en utilisant les commandes de gain de temps (TGC de) avec la sonde fixée.
      REMARQUE: une image optimale est obtenue lorsque l'image la plus nette en mode B à partir des interfaces antérieure et postérieure intima entre la paroi de la lumière et le récipient est obtenu.
    2. Demandez au technicien d'ajuster manuellement le gain, les points focaux, la gamme dynamique, et les harmoniques pour obtenir une image claire et définie des murs proches et éloignés de l'endothélium.
  5. Duplex mode Doppler:
    1. Suite à l'acquisition en mode B, procéder à la numérisation recto verso en mode Doppler pulsé.
    2. Utilisez un talon à l'approche de l'orteil avec la sonde à l'intérieur du support en basculant le transducteur sur une extrémité plus que l'autre pour régler l'image de l'artère brachiale et d'obtenir un angle de insonation de 60 °.
  6. Baseline Acquisition:
    1. Obtenir une image satisfaisante en mode B qui identifie les couches endothéliales avec claires parois intima-intima de l'artère. Ensure que le signal Doppler apparaît son clair et net sans moufles.
    2. Réinitialiser la boucle CINE ultrasonore par le gel et le dégel de l'image. Appuyez sur F1 pour commencer l'enregistrement des données sur le logiciel d'image. des données de base d'enregistrement pendant au moins 30 secondes. Analyser le diamètre moyen et la vitesse du sang pendant 30 secondes pour représenter les valeurs de référence. Remarque: Différents ultrasons et logiciels set-ups peuvent nécessiter différentes séquences pour obtenir l'action requise.

4. Mesures occlusion vasculaire

  1. Occlusion Forearm:
    1. Rapidement gonfler le brassard avant-bras d'occlusion, en utilisant de l'air comprimé, à des pressions supra-systolique (250 mm Hg) pendant 5 min pour induire une occlusion artérielle.
    2. Après 4 min et 30 sec de l'avant-bras occlusion, commencer à acquérir des données.
      NOTE: Les mesures de Occlusion seront représentés par les 30 dernières secondes de l'occlusion.

5. Réactif hyperémie (Post Cuff Release) Mesures

En continuant à acquérir des données de pré-manchette sortie:
  1. Dégonfler le brassard à 5 min.
  2. Maintenir l'enregistrement pendant deux minutes après la libération brassard.
  • Après 2 min post brassard enregistrement de libération, arrêter et sauvegarder les enregistrements. Le plus haut 5 sec d'intervalle pendant toute la période de collecte post-occlusion 2 min en moyenne sera utilisée pour représenter le diamètre hyperémie pic.

    • 6. Analyse des résultats: Bord de détection et de suivi mur

    1. En raison de la complexité de l'analyse de la fièvre aphteuse, utilisez bord détection et logiciel de mur de suivi tout au long de l'essai de la fièvre aphteuse pour la reproductibilité plus élevée selon les instructions du fabricant.
      NOTE: Cette analyse hors ligne est moins dépendante de l' opérateur que l'évaluation manuelle et améliore la précision des données de la fièvre aphteuse 4,34-36 donc. De plus, ce système d'analyse hors ligne permet également la synchronisation avec l'ECG pour l'identification de fin de diastole artériellediamètres, éviter toute distorsion de changements liés à impulsions de diamètre 4. Il convient de noter que, bien que l'utilisation de l' ECG est approuvé pour réduire au minimum la variabilité des pulsations, il est également possible d'effectuer le protocole de la fièvre aphteuse sans ECG gaiting 37. Bien que non recommandé, si l' analyse assistée par ordinateur bord est indisponible, l' évaluation manuelle minutieuse de diamètre et des vitesses doivent être recueillies 36.
    2. Pour l'évaluation des diamètres des vaisseaux, il est nécessaire d'inspecter visuellement chaque trame afin de déterminer le meilleur emplacement des étriers à ultrasons le long de l'image en mode B 38.
      REMARQUE: Quelle que soit la méthode d'analyse des données, il est recommandé de recueillir des données de diamètre et de vitesse toutes les 4 secondes pendant les 20 premières secondes de l' hyperémie réactive et toutes les 5 s pour la période d'occlusion restante de poste 4.

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    Representative Results

    Les caractéristiques de base à partir d' un groupe de cohorte apparemment en bonne santé sont présentés dans le tableau 1. Les variables les plus courantes de tests de la fièvre aphteuse menée dans le Laboratoire de Integrative vasculaire et physiologie de l' exercice (LIVEP) sont présentés dans le tableau 2. Les variables suivantes sont considérés comme les principaux paramètres de la fièvre aphteuse à analyser les publiés fièvre aphteuse tutoriel 4 et directives 36.

    Baseline et diamètre maximal

    Après une phase d'acclimatation appropriée, la moyenne d'au moins 10 cycles cardiaques avec des vitesses de sang sur une période de temps de 10 à 30 sec 39 doit être utilisé pour représenter le diamètre de référence. De plus, le diamètre de pointe, la dilatation maximale après la libération brassard, devrait être calculé sur la base la plus haute 5 sec en moyenne sur le poteau occlusion collectio deux minutesn période 4.

    réponse de la fièvre aphteuse

    La réponse de la fièvre aphteuse est représenté par la variation maximale de diamètre de l'artère brachiale après la sortie de l'avant-bras brassard par rapport au diamètre de l'artère brachiale de base mesurée au repos. Par conséquent, la détermination de la réponse de la fièvre aphteuse est calculée selon l'équation suivante:

    L'équation 1

    L'ampleur de la réponse de la fièvre aphteuse est directement proportionnelle à la contrainte de cisaillement critique et dépend de l'intégrité de l' endothélium, de la viscosité du sang, et la vitesse du sang 36,40. Il a été constaté que le maximum de la fièvre aphteuse est atteint au cours d' une fenêtre de temps comprise entre 45 et 90 secondes, bien que la vasodilatation pic lui - même peut se poursuivre jusqu'à 180 secondes après le dégonflage ballonnet 41.

    La contrainte de cisaillement a été décrit comme le parallèle, la force de frottement exercée par le sang sur les surfaces intima et comme le stimulus primaire pour la fièvre aphteuse réponse 42. Contrainte de cisaillement peut être calculée en tant que produit de la vitesse et de la viscosité divisée par le diamètre du vaisseau. Cependant, un simple indice de contrainte de cisaillement est la vitesse de cisaillement qui est calculé à partir de mesures simultanées de la vitesse du sang et du diamètre de l'artère brachiale de l'équation suivante:

    équation 2

    En outre, le taux cumulé de cisaillement (aire sous la courbe, ASC; sec -1) doit également être pris en considération car elle reflète le retard entre le cisaillement de pointe et le diamètre de crête 8. Il est calculé sur la base de la règle trapézoïdale, toutes les 4 secondes pour la premiere 20 sec après la libération brassard, et pour le restede la période de collecte de données, toutes les 5 sec 43.

    La normalisation de la fièvre aphteuse (FA / Shear)

    Compte tenu de la dépendance entre la contrainte de cisaillement et la fièvre aphteuse, et en gardant à l' esprit la variabilité inter-sujet de la réponse hyperémie réactive, il a été suggéré de normaliser la réponse de la fièvre aphteuse avec la contrainte de cisaillement 44,45. Bien qu'il n'y ait pas de consensus sur la façon de normaliser correctement la fièvre aphteuse pour le cisaillement, divisant la fièvre aphteuse par le taux de cisaillement contrôle l'influence des profils de cisaillement différents dans la réponse de la fièvre aphteuse et offre des informations supplémentaires sur le mécanisme de l' artère brachiale vasodilatation 39,46 stimulus / réponse. Toutefois, il convient de noter que, il y a une prise de conscience croissante et l' acceptation temporaire de cette méthode de normalisation , car il est valable uniquement dans certaines conditions 36. Une autre façon proposée pour normaliser la fièvre aphteuse et d'améliorer la sensibilité et la fiabilité du test est deexprimer les données sous forme de courbe dose-réponse, où le cisaillement est liée à l'amplitude de la dilatation artérielle 47. En outre, l'utilisation d'échelle allométrique pour normaliser la fièvre aphteuse et de contrôle de l'impact que les diamètres de base peuvent avoir sur la réponse de la fièvre aphteuse a été proposé 48.

    Temps-à-crête vasodilatation

    En raison des réponses diverses au cours du temps de la fièvre aphteuse décrit parmi les différentes populations, la détermination de la vasodilatation temps à crête (TTP) lors de l' analyse de la fièvre aphteuse est devenu important 49,50. Toutefois, il convient de noter que le TTP est partiellement NO indépendant, et peut ne pas être un paramètre approprié pour la fièvre aphteuse être utilisé seul pour représenter la santé endothéliale 51.

    La figure 4 illustre la réponse du diamètre et de la vitesse d'un test de la fièvre aphteuse dans un individu représentatif. Reactive hyperémie induit une vitesse de pointe qui, après un court délai, est suivie par une augmentation du diamètre.

    Figure 1
    Figure 1:. Illustration de la procédure normalisée pour effectuer un test de la fièvre aphteuse de l' artère brachiale Pour une précision et un test de la fièvre aphteuse fiable, il est essentiel de disposer d'un équipement à ultrasons approprié, ainsi que la préparation adéquate du sujet avant d'effectuer la technique. Une fois que le participant est dans un état de repos, l'acquisition des données de base peut être effectuée. Après cinq minutes d'occlusion, le brassard est libéré crée une réponse hyperémie réactive qui induit une contrainte de cisaillement sur l'endothélium. Enfin, l' analyse des résultats à l' aide d' un logiciel de détection des bords et le mur de suivi est recommandé. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.

    Figure 2
    Figure 2:. Représentation d'un sujet préparé pour le test de la fièvre aphteuse de l' artère brachiale le bras du sujet est étendu latéralement et fixé dans un oreiller sous vide. Le brassard de l'avant-bras est placé immédiatement en aval de l'épicondyle médial. Le transducteur à ultrasons est fixé dans le support et placé au-dessus de l'insertion du biceps pour acquérir des données de l'artère brachiale.

    Figure 3
    Figure 3:. L' identification des repères anatomiques pour les évaluations répétitives dans le même sujet , les figures 2A, 2B, 2C et 2D illustrent l'évaluation de référence de l'artère brachiale dans le même individu sur quatre jours différents. Les flèches identifient le repère anatomique utilisé pour l'image de laartère chaque jour séparée. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.

    Figure 4
    Figure 4:. Représentation individuelle d'une réponse de la vitesse et le diamètre typique qui est observé lors de l'essai de la fièvre aphteuse La figure illustre une ligne de base initiale (BL) période de 30 secondes, les 30 dernières secondes de l' occlusion vasculaire (OCC), et la réponse de l' hyperémie réactive (120 secondes) après la publication avant-bras du brassard. La ligne continue représente la réponse de diamètre et la ligne pointillée représente la vitesse du sang à travers la technique de la fièvre aphteuse. S'il vous plaît cliquez ici pour voir une version plus grande de cette figure.

    </ Tr>
    Variable
    n 62
    Homme Femme 31/31
    Age (ans) 32 ± 2
    Hauteur (cm) 167 ± 2
    Poids (kg) 66,1 ± 2,2
    IMC (kg / m2) 22,8 ± 0,7
    SBP (mm Hg) 115 ± 2
    DBP (mm Hg) 68 ± 1
    FEV 1 prédit (%) 101,2 ± 1,8
    Glucose (mg / dl) 88 ± 1
    Le cholestérol total (mg / dl) 162 ± 5
    HDL - cholestérol (mg / dl) 57 ± 2
    Le cholestérol LDL (mg / dl) 93 ± 5
    Triglycérides (mg / dl) 77 ± 5
    Hémoglobine (g / dl) 14,7 ± 0,3
    Hématocrite (%) 43,4 ± 0,7

    . Tableau 1: Caractéristiques et la chimie du sang d'un sujet sain cohorte Les données sont exprimées en moyenne ± SEM. Indice de masse corporelle (IMC), la pression artérielle systolique (SBP), la pression artérielle diastolique (DBP), Forced volume expiratoire en une seconde (VEMS 1), les lipoprotéines de haute densité (HDL), les lipoprotéines de faible densité (LDL).

    Variable n = 62
    Diamètre de base (cm) 0,322 ± 0,009
    Diamètre maximal (cm) 0,343 ± 0,009
    La fièvre aphteuse (%) 6,7 ± 0,4
    Fièvre aphteuse changement absolu (cm) 0,021 ± 0,001
    Taux de cisaillement (s -1, AUC) 46607 ± 2940
    FA / cisaillement (% / sec -1 AUC) 0,16 ± 0,01
    Vasodilatation Time-à-crête (s) 44 ± 2

    Tableau 2:. Brachial variables de la fièvre aphteuse de l' artère à partir d' une cohorte apparemment en bonne santé Les données sont exprimées en moyenne ± SEM.

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    Discussion

    Introduit en 1989 20, le test de la fièvre aphteuse a été largement utilisé chez l' homme comme une mesure non-invasive de la fonction endothéliale. La fièvre aphteuse n'a pas été démontré que pour prédire le risque futur de maladie d' origine vasculaire 19,52,53, des valeurs inférieures à la fièvre aphteuse ont été montrent une forte corrélation entre des déficiences cardiovasculaires 24,25,54. Bien qu'il existe d' autres techniques pour évaluer la fonction endothéliale, tant effractive (coronarographie) et non-invasive (pléthysmographie veineuse et le doigt pléthysmographie), la fièvre aphteuse a été le plus largement utilisé en raison de sa non-ingérence et de l' évaluation rapide de la fonction de l' artère périphérique 23.

    Le test de la fièvre aphteuse incorpore une occlusion de l' avant - bras transitoire qui induit une hyperémie réactive et cisaillement subséquente contrainte 2,4. Cette amélioration des résultats de la contrainte de cisaillement dans une augmentation locale de la production de NO endothelial NO synthase 31,55, qui diffuse à travers la paroi du récipient ainsi inducing relaxation des muscles lisses et après, vasodilatation 31. Il est généralement admis que les périodes d'occlusion 5 min sont principalement médiées par NO, alors que l'augmentation du débit sanguin après une période d'occlusion plus peut impliquer des vasodilatateurs induites par ischémie autres que NO 56.

    Considérations méthodologiques pour l'évaluation de la fièvre aphteuse

    Le non-invasivité de l'essai de la fièvre aphteuse de l'artère brachiale a augmenté l'intérêt pour cette technique. Toutefois, il convient de noter qu'il ya des défis pratiques et considérations méthodologiques qui affectent la stabilité physiologique et technique de cette procédure, limitant son utilisation clinique 57. Plus précisément, effectuer le test de la fièvre aphteuse nécessite un investissement substantiel initial pour acheter l'équipement nécessaire (ultrasons, gonfleur brassard rapide, et le logiciel d'analyse). En outre, une personne / échographiste hautement qualifiés et formés qui comprend le Physiollogie du test de la fièvre aphteuse est nécessaire pour effectuer le test de la fièvre aphteuse. En termes de méthodologie, il est important de considérer qu'il ya beaucoup de différentes approches méthodologiques de l'essai de la fièvre aphteuse sans aucune normalisation. Par conséquent, les données normatives est différent d'un laboratoire à ce qui rend difficile de définir les "vrais" anomalies de la fonction endothéliale. En outre, de nombreux facteurs de confusion peuvent influer sur le test de la fièvre aphteuse, et donc une compréhension globale de l'état basal de la personne testée est nécessaire pour écarter les fausses valeurs négatives. Néanmoins, conformément aux recommandations mises à jour de test de fièvre aphteuse pour une haute précision de la technique et de réduire la variabilité de la fièvre aphteuse peut être atteint.

    La technologie des ultrasons

    Jusqu'à ce jour échographie technologie est essentielle. L'utilisation de l' acquisition simultanée de diamètre en mode B et de la vitesse Doppler d'onde d' impulsion a été recommandée pour une détection plus rigoureuse de diamètre change 4 et uncalcul précis du taux de cisaillement. L'absence de la technologie en mode duplex pourrait être lié à certains des résultats qui décrivent le même degré de vasodilatation après une 5 et une période d'occlusion de 10 min 8,58,59, alors que les études plus récemment en utilisant le mode duplex ont décrit comment des périodes prolongées d'ischémie sont liée avec une plus grande 33,60 reperfusion.

    Par ailleurs, pour améliorer la précision de l'essai de la fièvre aphteuse, il est important de parvenir à un angle approprié de insonation entre le faisceau Doppler et l'alignement de l'artère. Il est recommandé d'obtenir un angle de insonation de ≤60 ° pour atteindre l'équilibre d'une qualité d'image adéquate et de réduire le niveau d'erreur de vitesse 4,36. Il est également intéressant de noter qu'au moins un transducteur en réseau linéaire de 10 MHz, avec l'utilisation d'une pince stéréotaxique 61,62, est recommandé pour obtenir des images B-mode haute qualité 4.

    Position Cuff

    Le placement de la coiffe a été examinée en détail dans de nombreuses études différentes 8,63,64 depuis sa taille et sa position peut non seulement contribuer à l' évolution de la contrainte de cisaillement stimulus, mais peut également influer sur les mécanismes qui contribuent à la fièvre aphteuse réponse 41, 63,65. Il est recommandé de placer le brassard d'occlusion sur l'avant - bras, distale par rapport à la sonde à ultrasons, pour induire une vasodilatation endothélium-dépendante 36.

    Une analyse

    Pour parvenir à une FMD précise, un système d'analyse automatique du logiciel avec l' algorithme de détection de bord est fortement recommandée 4. détection des contours se fonde sur la détermination d'un diamètre de référence précis, ce qui est essentiel et la base pour le calcul de la fièvre aphteuse valide. Une moyenne d'au moins 10 cycles cardiaques (ou 30 sec) sont nécessaires pour représenter le diamètre de base, alors que la réponse du pic de diamètre doit être calculée en utilisant une moyenne de 5 sec 4.

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    Disclosures

    Les auteurs n'ont rien à dévoiler.

    Acknowledgments

    Les auteurs tiennent à remercier les nombreux sujets et les patients qui ont participé à nos études dans lesquelles nous avons évalué la fonction endothéliale en utilisant le test de la fièvre aphteuse.

    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

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    References

    1. 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).
    2. Deanfield, J. E., Halcox, J. P., Rabelink, T. J. Endothelial function and dysfunction: testing and clinical relevance. Circulation. 115, 1285-1295 (2007).
    3. Marti, C. N., et al. Endothelial dysfunction, arterial stiffness, and heart failure. J Am Coll Cardiol. 60, 1455-1469 (2012).
    4. Harris, R. A., Nishiyama, S. K., Wray, D. W., Richardson, R. S. Ultrasound assessment of flow-mediated dilation. Hypertension. 55, 1075-1085 (2010).
    5. Schechter, A. N., Gladwin, M. T. Hemoglobin and the paracrine and endocrine functions of nitric oxide. N Engl J Med. 348, 1483-1485 (2003).
    6. Forstermann, U., Munzel, T. Endothelial nitric oxide synthase in vascular disease: from marvel to menace. Circulation. 113, 1708-1714 (2006).
    7. Moncada, S., Palmer, R. M., Higgs, E. A. Nitric oxide: physiology, pathophysiology, and pharmacology. Pharmacol Rev. 43, 109-142 (1991).
    8. 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).
    9. Vanhoutte, P. M., Shimokawa, H., Tang, E. H., Feletou, M. Endothelial dysfunction and vascular disease. Acta Physiol (Oxf). 196, 193-222 (2009).
    10. Kang, K. T. Endothelium-derived Relaxing Factors of Small Resistance Arteries in Hypertension. Toxicol Res. 30, 141-148 (2014).
    11. 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).
    12. 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).
    13. Altabas, V. Diabetes, Endothelial Dysfunction, and Vascular Repair: What Should a Diabetologist Keep His Eye on. Int J Endocrinol. 2015, 848272 (2015).
    14. 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).
    15. Basile, D. P., Yoder, M. C. Renal endothelial dysfunction in acute kidney ischemia reperfusion injury. Cardiovasc Hematol Disord Drug Targets. 14, 3-14 (2014).
    16. 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).
    17. 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).
    18. 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).
    19. 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).
    20. Anderson, E. A., Mark, A. L. Flow-mediated and reflex changes in large peripheral artery tone in humans. Circulation. 79, 93-100 (1989).
    21. Celermajer, D. S., et al. Non-invasive detection of endothelial dysfunction in children and adults at risk of atherosclerosis. Lancet. 340, 1111-1115 (1992).
    22. Stoner, L., et al. There's more to flow-mediated dilation than nitric oxide. J Atheroscler Thromb. 19, 589-600 (2012).
    23. 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).
    24. 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).
    25. Halcox, J. P., et al. Endothelial function predicts progression of carotid intima-media thickness. Circulation. 119, 1005-1012 (2009).
    26. Ghiadoni, L., et al. Different effect of antihypertensive drugs on conduit artery endothelial function. Hypertension. 41, 1281-1286 (2003).
    27. 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).
    28. 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).
    29. 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).
    30. 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).
    31. Sessa, W. C. eNOS at a glance. J Cell Sci. 117, 2427-2429 (2004).
    32. 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).
    33. 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).
    34. 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).
    35. 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).
    36. 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).
    37. Kizhakekuttu, T. J., et al. Measuring FMD in the brachial artery: how important is QRS gating. J Appl Physiol. 109, (1985) 959-965 (2010).
    38. Celermajer, D. S. Noninvasive detection of atherosclerosis. N Engl J Med. 339, 2014-2015 (1998).
    39. 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).
    40. 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).
    41. Peretz, A., et al. Flow mediated dilation of the brachial artery: an investigation of methods requiring further standardization. BMC cardiovascular disorders. 7, (2007).
    42. Davies, P. F., Tripathi, S. C. Mechanical stress mechanisms and the cell. An endothelial paradigm. Circulation research. 72, 239-245 (1993).
    43. 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).
    44. Mitchell, G. F., et al. Local shear stress and brachial artery flow-mediated dilation: the Framingham Heart Study. Hypertension. 44, 134-139 (2004).
    45. Flammer, A. J., et al. The assessment of endothelial function: from research into clinical practice. Circulation. 126, 753-767 (2012).
    46. 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).
    47. 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).
    48. Atkinson, G., Batterham, A. M. Allometric scaling of diameter change in the original flow-mediated dilation protocol. Atherosclerosis. 226, 425-427 (2013).
    49. 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).
    50. 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).
    51. 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).
    52. 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).
    53. 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).
    54. 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).
    55. Joannides, R., et al. Nitric oxide is responsible for flow-dependent dilatation of human peripheral conduit arteries in vivo. Circulation. 91, 1314-1319 (1995).
    56. Kooijman, M., et al. Flow-mediated dilatation in the superficial femoral artery is nitric oxide mediated in humans. J Physiol. 586, 1137-1145 (2008).
    57. Charakida, M., et al. Variability and reproducibility of flow-mediated dilatation in a multicentre clinical trial. Eur Heart J. 34, 3501-3507 (2013).
    58. 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).
    59. 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).
    60. Zweier, J. L., Talukder, M. A. The role of oxidants and free radicals in reperfusion injury. Cardiovasc Res. 70, 181-190 (2006).
    61. Gemignani, V., et al. Ultrasound measurement of the brachial artery flow-mediated dilation without ECG gating. Ultrasound Med Biol. 34, 385-391 (2008).
    62. 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).
    63. 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).
    64. 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).
    65. 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).

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    Rodriguez-Miguelez, P., Seigler, N., Harris, R. A. Ultrasound Assessment of Endothelial Function: A Technical Guideline of the Flow-mediated Dilation Test. J. Vis. Exp. (110), e54011, doi:10.3791/54011 (2016).

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