Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.

Yöntem makalesi

Flow-Aracılı brakiyal dilatasyonu ve Sıçanlarda Yüzeyel Femoral Arter Ultrason Değerlendirmesi

11.3K görüntülenme

⸱

DOI:

10.3791/54762

⸱

3 Kasım 2016

 ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Internal Medicine, University of Utah, 2Department of Kinesiology and Health Education, University of Texas at Austin, 3Division of Nephrology and Hypertension, University of Utah, 4Department of Biochemistry, University of Utah, 5Department of Exercise and Sport Science, University of Utah, 6Geriatric Research Education and Clinical Center, Department of Veterans Affairs

Bu makalede

Özet

İnsanlarda endotel fonksiyonu Non-invaziv değerlendirme akım aracılı dilatasyon tekniği ile tespit edilebilir. çalışmaların binlerce bu tekniği kullanmış olmasına rağmen, hiçbir çalışma sıçanlarda non-invaziv bu tekniği yürüttü. aşağıdaki makale brakiyal akım aracılı dilatasyon ve sıçanların yüzeyel femoral arterlerin non-invaziv ölçümü açıklanır.

Özet

Duvar kesme hızındaki artışlara arteriyel vazodilatasyon, vasküler endotel fonksiyonunun göstergesidir. İnsanlarda, endotel fonksiyonunun non-invaziv ölçümü, tipik olarak brakiyal veya yüzeysel femoral arterde gerçekleştirilen akış aracılı dilatasyon tekniği kullanılarak elde edilebilir. Kısaca, bir ultrason probunun distaline yerleştirilen bir kan basıncı manşeti, suprasistolik bir basınca şişirilir ve bu da ekstremite iskemisi ile sonuçlanır. 5 dakikalık oklüzyondan sonra manşet söndürülür, bu da reaktif hiperemiye ve endotelden salınacak vazodilatör molekülleri işaret eden ve vazodilatasyona neden olan duvar kesme hızında artışlara neden olur. İnsanlarda akış aracılı genişleme yapan binlerce çalışmaya rağmen, şaşırtıcı bir şekilde, hiçbir çalışma bu tekniği canlı sıçanlarda invaziv olmayan bir şekilde gerçekleştirmemiştir. Odağın son zamanlarda translasyonel araştırmalara kayması göz önüne alındığında, sıçanlarda ve diğer kemirgenlerde akış aracılı genişlemenin invaziv olmayan ölçümü için kılavuzların oluşturulması son derece değerli olacaktır. Aşağıdaki makalede, sıçanların brakiyal ve yüzeyel femoral arterlerinde akış aracılı dilatasyonun non-invaziv ölçümü için bir protokol sunulmuştur, çünkü bu bölgeler insanlarda en sık ölçülür.

Giriş

vasküler endotelyum bu çizgiler arterlerin lümen hücresel mono-katman ve vasküler fonksiyon önemli bir düzenleyicidir. Kan damar çapındaki düzenlenmesi ile sonuçlanır endotel salınan çeşitli moleküller bulunmaktadır. Bu moleküller arasında, nitrik oksit (NO), uyarıya tepki olarak vasküler endotel serbest primer vazodilatör molekül olduğu düşünülmektedir (örneğin, kesme stresi insülin, asetilkolin veya değişiklikler) 1. Vasküler endotelyum içinde, NO sentazı (eNOS) endotel enzimi tarafından üretilir ve daha sonra endotel hücreleri 2 salınır. HAYIR gevşeme ve artan damar çapı 3 neden damar düz kas yayılır.

Endotel disfonksiyonu akım aracılı dilatasyon (FMD) tekniği 4,5 kullanarak insanlarda non-invaziv olarak değerlendirilebilir. FMD için işlevsel bir biyodeney temsil önerilmiştir endotelyum türevliİnsanlarda NO biyoyararlanım ve tipik bir ~ 5 dk uzuv tıkanıklığı 6 Aşağıdaki reaktif hiperemi yanıt olarak brakiyal veya yüzeyel femoral arter değerlendirilir. Reaktif hiperemi NO 8 salımını işaret, endotel hücresine 7 transdüksiyona laminer kesme kuvvetleri artar. Son yıllarda, NO salınımı ile başlatılan damar genişlemesi oranı 9,10 tartışma konusu olmuştur, ancak FMD endotele bağımlı dilatasyonu göstergesidir ve sürekli olarak kardiyovasküler olayların 11-13 önceden gösterilmiştir.

Bugüne kadar, çalışmaların binlerce insanlarda endotelyal fonksiyonu non-invaziv ölçümü için FMD tekniği istihdam var. translasyonel araştırma odak son vardiya göz önüne alındığında, kemirgenlerde FMD non-invaziv ölçümü için kurallar son derece değerli olacaktır. Bir öteleme yaklaşımla tutulması, bu protokol brakiyal ve supe içinde Şap ölçümü için kurulmuşturBu siteler olarak sıçan rficial femoral arter, en çok insanlarda ölçülür. sıçanlarda sağlam ve tekrarlanabilir FMD yanıt Bu protokol sonuçları Ancak, sıçanlarda FMD ölçümü teknik olarak zor ve diğer araştırmacılar video gösterimi olmadan çoğaltmak için zor olabilir. Bu nedenle, aşağıdaki makale brakiyal ve sıçanların yüzeyel femoral arterlerde FMD non-invaziv ölçümü için bir yöntem ortaya koyacak.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

Bütün hayvan prosedürleri Laboratuar Hayvanlarının 14 Bakımı ve Kullanımı Kılavuzu uyduğu ve Utah Üniversitesi ve Salt Lake City Veterans Affairs Medical Center Hayvan Bakım ve Kullanım tarafından onaylanmıştır.

1. Hayvan hazırlanması

  1. % 100 oksijen% 3 izofluran içeren anestezi indüksiyon odasında hayvan yerleştirin. dış uyaranlara tepkisiz kadar indüksiyon odasında hayvan bırakın.
  2. indüksiyon odasından gelen hayvan çıkarın ve elektrokardiyogram (EKG) elektrotlar ile donatılmış ısıtmalı muayene masasına yerleştirin. % 100 oksijen% 3 izofluran de anestezi korumak. Brakiyal ve yüzeyel femoral arter FMD aynı anda yapılamaz. Bu nedenle, her ölçüm için hazırlık talimatları aşağıda listelenmiştir.

2. Brakial Arter Hazırlık

  1. hayvan yatar pozisyonda ve sol üst ekstremite ve An her alt ekstremite dizginlemekcerrahi bant ile muayene masasına minimal-.
  2. Üst kolun alt kısmı hafif bir platform üzerinde (~ 0.2-0.5 cm) yükselir, böylece, hayvanın sağ üst kenara kısıtlamaktadır.
  3. saç kaldırmak için hayvanın sağ üst ekstremite için tüy dökücü ajan (örneğin, Nair) uygulayın.
  4. dirsek, sağ üst ekstremite distalinde bir oklüzyon manşetini (çap standart damar tıkayıcı lümen 10 mm) yerleştirin. Enflasyon / deflasyon uzuv taşımak ve ultrason görüntüleri rahatsız edecek şekilde, platformda oklüder koymayın.
  5. ultrason klavyeyi kullanarak B-mod ultrason makinesi ayarlayın.
  6. tıkanma manşet hayvana, proksimal üst ekstremite için ultrason jeli küçük bir miktar uygulayın.
  7. El ile üst ekstremite ile stereotaktik sahibine bağlı bir ultra yüksek frekanslı doğrusal dizi transdüser hizalayın. brakiyal arter 2-3 mm derinliğinde görünür olmalıdır.
  8. brakiyal arter, değil brakiyal ven ediliyor doğrulamak içingörüntülü, ultrason klavye kullanarak PW-moduna geçin. Sürekli kan akışını olacak bitişik ven aksine atardamar pulsatil kan akımı olacaktır.

3. Yüzeysel Femoral Arter Hazırlık

  1. hayvan yatar pozisyonda ve üst bacaklarda ve cerrahi bant ile muayene masasına sol alt ekstremite dizginlemek.
  2. Bir ped (örneğin, katlanmış kağıt havlular) kullanarak platformu üzerinde yüksek bir konumda (~ 0.5-1 cm) hayvanın sağ alt ekstremite dizginlemek.
  3. Hayvanın sağ saç kaldırmak için alt ekstremite tüy dökücü ajan (örneğin, Nair) uygulayın. epilasyon sonrasında femoral ven üst uyluk açıkça görünür olmalıdır.
  4. Sağ ayak bileği bir tıkanıklık manşet (çap standart damar tıkayıcı lümen 10 mm) proksimal yerleştirin. Enflasyon / deflasyon alt ekstremite taşımak ve ultrason görüntüleri rahatsız edecek şekilde, platformda oklüder koymayın.
  5. ultrason makinesi ayarlayınB-mod.
  6. tıkanma manşet hayvana, proksimal alt ekstremite ultrason jeli küçük bir miktar uygulayın.
  7. El ile deri yoluyla görülebilir femoral ven ile stereotaktik bir tutacak bağlanmış ultra yüksek frekanslı doğrusal dizi dönüştürücü hizalayın. yüzeyel femoral arter 1 mm derinliğinde
  8. Yüzeyel femoral arter, değil femoral ven, görüntülü doğrulamak için, PW-moduna geçin. Sürekli kan akışını olacak bitişik ven aksine atardamar pulsatil kan akımı olacaktır.

4. Temel Faz

  1. Insanlarda 15 yapılması nasıl benzer B-mod görüntü, optimize edin. Her iki duvarlarında görüntülendi intima-medya ile geminin yatay, uzunlamasına görüntü görülmektedir emin olun. Biraz mümkün olduğunca arter o kadar emin olmak için ultrason probu yerleştirme ayarlayarak görüntüyü optimize yakalama penceresinde görüntülenebilir.
    1. Alternatif olarak, parlaklık / kontrast, odak bölgeleri, frekans, dinamik aralık ve çizgi yoğunluğu değiştirerek daha iyi bir görüntü elde etmek için ultrason ayarlarını. Orada ultrason görüntüsünü optimize etmek için başka yollar vardır, ancak bu ayrıntılı açıklaması bu protokol kapsamı dışındadır.
  2. arter görüntülerinin optimizasyonu sonra, toplanan tek çaplı kare bir kardiyak siklusun her diyastolik kısmı sırasında olduğundan emin olmak için R-dalgası sırasında çekilen tek resimleri görüntülemek için EKG-yolluk açın.
    NOT: EKG yolluk fizyolojik ayarları seçeneği altında EKG yolluk seçerek bu protokolde kullanılan ultrason makinede kullanılabilir, ancak bu özellik tüm ultrason makinelerde mevcut olmayabilir. Görüntü optimize sonra EKG yolluk alt kare hızlarında bir görüntü elde etmek zor olduğu gibi, açık olmalıdır (yani, bir zamanlar R-dalgası başına). EKG-yolluk, yüksek çerçeve yüksek bir kalp sıçanlarda hızı ve gereksinimi kombinasyonu olmadanoran kardiyak siklusun diyastolik kısmı sadece ~ 10-20 saniye klipleri için izin verir yakalamak için. Her klipte verilerin hantal boyutu ve miktarı önemli ölçüde analiz yükünü artırır.
  3. Tutanak B-modu kullanılarak temel verilerin 60 saniye.
    NOT: Bir ultrason klibi kaydedilebilir kare sayısı bir sınır var gibi ultrason makinesi her zaman kaydediyor, ancak, tüm görüntüleri, ultrason makinesinde saklanır. klip uzunluğu (yani, kare sayısı) ayarları ayarlanabilir. Klibin başına kare sayısı için ayarlamak için önerilmektedir. kayıt, bir klibin sonunda ise kayıt devam ediyor (yani, kare sayısı ulaştı), ama klip ileri En son kare yakalama rulolar. Bu durumda, en büyük çerçeve sınırının dışında ele geçirildi kare daha erken sonradan silinir. Kayıt bu inceliklerini makineler arasında farklılık olmakla birlikte, kayıt uzunluğu ayarlaması gerekebilir.
  4. SwiPW-moduna tch. lümen ortasında imleci yerleştirin. Örnek kapıları imleç referans otomatik olarak alınacaktır, ancak ultrason klavyesini kullanarak genişlik için ayarlanabilir. ≤60 ° lik bir İnsonasyon açısını muhafaza.
    1. Doppler ışın açısı değiştirerek İnsonasyon açısını ayarlayın. ultrason klavyeyi kullanarak açıya ince ayarlamalar yapın. Bunların hiçbiri ölçümü için uygun bir açı sağlarsanız, elle daha uygun açıya arter eğerek ultrason probu ayarlayın. ultrason açısının herhangi ayarlama yapılırsa, B-mod görüntüleri hatırlamak.
  5. hız verilerinin 10 saniye kayıt.

5. Oklüzyon Faz

  1. bir hava-dolu 10 mi şırınga kullanılarak damar tıkayıcı şişirme. damar tıkayıcı hava basıncı sabit tutmak için, kendi üzerine tüp katlayın ve katlanmış tüp bağlayıcı klibi yerleştirin.
  2. kanıtladığı gibi, manşet tıkanıklığı onaylamak için PW-moduna geçmekkan akımı büyük bir azalma.
  3. oklüzyon 04:45 dakika kadar 60 saniyelik klipler B-mod ve kayıt verilerine geçin.
  4. PW-moduna geçer. Kalp hızı kaydını ve analiz için her ultrason klibin süresini tutun.

6. hiperaemik Faz

  1. katlanmış tüp bağlayıcı klibi kaldırarak PW-modunda kayıt yaparken manşeti bırakın. Kayıt 5 saniye önce ve 5 saniye manşet yayımlanmasından sonra.
  2. tıkanmasından sonra 3 dakika kadar 60 saniye klipler B-mod ve kayıt verilerine geçin. Kalp hızı kaydını ve analiz için her ultrason klibin süresini tutun.
  3. FMD tamamlanmasından sonra muayene masasının hayvan kaldırmak ve sternum yatma korumak için yeterli bilinci yerine kadar izler.

7. Analiz

  1. Analiz için, tarafsız sağlayan kenar algılama yazılımı ile donatılmış bir çevrimdışı bilgisayar, DICOM dosyaları olarak ihracat ultrason caydırmakHer karede arter çapının ermesi. son derece zaman yoğun ve araştırmacı önyargı tabi olarak analiz, ultrason makinede ancak tavsiye edilmez mümkündür.
  2. Bazal ve oklüzyon aşamasında 60 saniye segmentlerinde arter çapı verilerini analiz ve hiperemik aşamasında 10 saniye segmentlerinde.
  3. Otomatik kenar algılama yazılımı akış analiz yeteneklerini kullanarak kan hız verileri analiz edin. Bazal ve oklüzyon aşamalarında üniform görünüm 5 ya da daha fazla ardışık dalga şekillerini ölçerek ortalama kan hızı belirleyin. hemen manşet yayımlanmasından sonra kan hızları için reaktif hiperemi sırasında ortalama kan hızı belirleyin. En yüksek kan hızı ile dalga tepe kan hızı olarak kabul edilir.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

Akış aracılı dilatasyon 8 Wistar sıçanların brakiyal ve yüzeyel femoral arter üzerinde gerçekleştirildi. Sıçan konumlandırılması, Şekil 1 'de gösterilmiştir.

Yüzeydeki bir femoral arter Örnek ultrason görüntüleri, Şekil 2'de gösterilmiştir.

figure-results-1
Şekil ...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

Bu çalışmada, FMD non-invaziv ölçüm brakiyal ve sıçanların yüzeyel femoral arterlerde gösterilmiştir. 5 dakika oklüzyon döneminde, aşağıdaki insanlarda 6, benzer şekilde, kan akımı (yani, reaktif hiperemi) bu şekilde arter sonraki vazodilatasyona neden arter duvarına yırtılma hızını artırarak hızlı bir artış oldu. FMD brakiyal ve yüzeyel femoral arterlerde hem de gözlendi. Ayrıca, arterler arasındaki şap güçlü bir ilişki vardı. pik kayma hızı yüzeyel femoral arter daha yüksek olmakla birlikte, FMD kesme oranı...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

Hiç kimse.

Teşekkürler

Tüm hayvan görüntülemeleri, Utah Üniversitesi Küçük Hayvan Görüntüleme Çekirdek Tesisi'nde gerçekleştirildi.

Bu çalışma kısmen Ulusal Sağlık Enstitüleri'nden (R21 AG043952, R01 AG040297, K01 AG046326, K02 AG045339 ve R01 DK100505) hibelerle finanse edilmiştir.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
Vevo 2100 Yüksek Çözünürlüklü Mikro Ultrason Görüntüleme SistemiVisualSonics, Toronto, AÇIK, CAN
MicroScan Ultra Yüksek Frekanslı Doğrusal Dizi Dönüştürücü - MS-700 30-70 MHzVisualSonics, Toronto, AÇIK, CAN
Vevo Görüntüleme İstasyonuVisualSonics, Toronto, AÇIK, CAN
Thermasonik jel ısıtıcıParker Laboratuvarları, Fairfield, NJ, ABD82-03İsteğe bağlı
Signacreme elektrot kremiParker Laboratories, Fairfield, NJ, ABD17-05
Transpore cerrahi bant3M, Maplewood, MN, ABD1527-1
Tüy dökücü krem (örn., Nair)Genel tedarik
Pamuklu çubuklarGenel tedarik
Ultrason jeliGenel tedarik
Standart vasküler tıkayıcı, 10 mm lümen çapıHarvard Aparatı, Holliston, MA, ABD62-0115
Luer-Lok uçlu 10 ml şırıngaGenel TedarikOklüzyon manşet aparatı için kullanılır
AtaçGenel TedarikOklüzyon manşet aparatı için kullanılır
Hipodermik iğne – 18 gauge  Genel TedarikOklüzyon manşet aparatı için kullanılır
Orta bağlayıcı klipsGenel TedarikOklüzyon manşet aparatı için kullanılır

Kaynaklar

  1. Smits, P., et al. Endothelial release of nitric oxide contributes to the vasodilator effect of adenosine in humans. Circulation. 92, 2135-2141 (1995).
  2. Forstermann, U., et al. Nitric oxide synthase isozymes. Characterization, purification, molecular cloning, and functions. Hypertension. 23, 1121-1131 (1994).
  3. Gardiner, S. M., Compton, A. M., Bennett, T., Palmer, R. M., Moncada, S. Control of regional blood flow by endothelium-derived nitric oxide. Hypertension. 15, 486-492 (1990).
  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. 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).
  6. Celermajer, D. S., et al. Non-invasive detection of endothelial dysfunction in children and adults at risk of atherosclerosis. Lancet. 340, 1111-1115 (1992).
  7. Niebauer, J., Cooke, J. P. Cardiovascular effects of exercise: role of endothelial shear stress. J Am Coll Cardiol. 28, 1652-1660 (1996).
  8. Sessa, W. C. eNOS at a glance. J Cell Sci. 117, 2427-2429 (2004).
  9. Wray, D. W., et al. Does brachial artery flow-mediated vasodilation provide a bioassay for NO? Hypertension. 62, 345-351 (2013).
  10. 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).
  11. Green, D. J., Jones, H., Thijssen, D., Cable, N. T., Atkinson, G. Flow-mediated dilation and cardiovascular event prediction: does nitric oxide matter? Hypertension. 57, 363-369 (2011).
  12. Brevetti, G., Silvestro, A., Schiano, V., Chiariello, M. Endothelial dysfunction and cardiovascular risk prediction in peripheral arterial disease: additive value of flow-mediated dilation to ankle-brachial pressure index. Circulation. , 2093-2098 (2003).
  13. Gokce, N., et al. Predictive value of noninvasively determined endothelial dysfunction for long-term cardiovascular events in patients with peripheral vascular disease. J Am Coll Cardiol. 41, 1769-1775 (2003).
  14. National Research Council (U.S.). Guide for the care and use of laboratory animals. , 8th, National Academies Press. (2011).
  15. Alley, H., Owens, C. D., Gasper, W. J., Grenon, S. M. Ultrasound assessment of endothelial-dependent flow-mediated vasodilation of the brachial artery in clinical research. J Vis Exp. , e52070(2014).
  16. Ghiadoni, L., et al. Assessment of flow-mediated dilation reproducibility: a nationwide multicenter study. J Hypertension. 30, 1399-1405 (2012).
  17. Thijssen, D. H., et al. Heterogeneity in conduit artery function in humans: impact of arterial size. Am J Physiol Heart Circ. 295, H1927-H1934 (2008).
  18. Green, D. J., et al. Why isn't flow-mediated dilation enhanced in athletes? Med Sci Sports. 45, 75-82 (2013).
  19. Heiss, C., et al. In vivo measurement of flow-mediated vasodilation in living rats using high-resolution ultrasound. Am J Physiol Heart Circ. 294, H1086-H1093 (2008).
  20. Chen, Q., et al. Pharmacological inhibition of S-nitrosoglutathione reductase improves endothelial vasodilatory function in rats in vivo. J Appl Physiol. 114, 752-760 (2013).
  21. Pinnamaneni, K., et al. Brief exposure to secondhand smoke reversibly impairs endothelial vasodilatory function. Nicotine Tob Res. 16, 584-590 (2014).
  22. Liu, J., et al. Impairment of Endothelial Function by Little Cigar Secondhand Smoke. Tob Regul Sci. 2, 56-63 (2016).
  23. Schuler, D., et al. Measurement of endothelium-dependent vasodilation in mice--brief report. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 34, 2651-2657 (2014).
  24. Erkens, R., et al. Left ventricular diastolic dysfunction in Nrf2 knock out mice is associated with cardiac hypertrophy, decreased expression of SERCA2a, and preserved endothelial function. Free Radic Biol Med. 89, 906-917 (2015).
  25. Harris, S. A., Billmeyer, E. R., Robinson, M. A. Evaluation of repeated measurements of radon-222 concentrations in well water sampled from bedrock aquifers of the Piedmont near Richmond, Virginia, USA: : effects of lithology and well characteristics. Environmental research. 101, 323-333 (2006).

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Etiketler

Brakiyal ArterYüzeyel Femoral ArterUltrason GörüntülemeVasküler Oklüzyon ManşetiReaktif HiperemiEndotelyal FonksiyonEKG TetiklemePW-ModuB-Modu
Flow-Aracılı brakiyal dilatasyonu ve Sıçanlarda Yüzeyel Femoral Arter Ultrason Değerlendirmesi
Bize Ulaşın
Kütüphaneye Öner

Gizlilik

Kullanım Koşulları

Politikalar

Telif Hakkı © 2026 MyJoVE Corporation. Tüm hakları saklıdır.