血管機能と形態の非侵襲的なアセスメントに方法論的アプローチ

1School of Sport, Health and Exercise Sciences, Bangor University, 2Department of Rheumatology, Dudley Group of Hospitals NHS Trust, Russells Hall Hospital, 3Arthritis Research UK Epidemiology Unit, University of Manchester
Medicine
 

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Sandoo, A., Kitas, G. D. A Methodological Approach to Non-invasive Assessments of Vascular Function and Morphology. J. Vis. Exp. (96), e52339, doi:10.3791/52339 (2015).

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Abstract

Introduction

内皮は血管系の最も内側のライニングで、血管作動過程の多数の調節を介して血管の恒常性の維持に関与している。これらのプロセスの中断は、アテローム性動脈硬化症の血管素因および心血管疾患(CVD)1のリスクを増加させることができる。周辺内皮機能は、血管壁2の初期の異常の良い指標である。また、末梢血管内皮機能の測定値は、冠動脈内皮機能3-5を反映することが示されており、そのようなものとして、心血管疾患6-9の良い予測因子とみなされる。これは、アテローム性動脈硬化症は、現在広く全身性疾患10であることが評価されていることを与えられた、おそらく驚くことではありません。周辺内皮機能の評価は通常、内皮の指標遅れがちな応答の減衰と、特定の刺激に対する血管の血管拡張応答を定量化する機能不全11、及び、異なる血管床で測定することができる。容器内の高度な構造的変化の評価は、内膜メディアの厚さの超音波検査によって特徴付けることができる。

微小循環において、血管拡張薬のイオントフォレーシスによるレーザードップラーフローメトリー(LDF)とレーザードップラー画像化(LDI)は、微小血管灌流12についての有用な情報を提供することができる。両方の技術は、赤血球の移動からの散乱光によって作成されたドップラーシフトを測定する。灌流は、平均赤血球速度と濃度を反映血液フラックスと、血液流束ではなく、血流量(ml /分)のように表される。血流量の測定は、直線的に、実際の血流13と関連している。 LDFとは異なり、LDIは、このように、皮膚の血流の不均一性の会計処理と技術の再現性を高め広大な面積の上を走査することができますので、LDIの評価は、LDFでかなりの利点を提供しています12。

LDIの間に血液流束を増加させるための刺激が弱い電流14を使用して皮膚内に、それぞれ、内皮依存性および内皮非依存性機能を評価する血管拡張アゴニストアセチルコリン(AChの)およびニトロプルシドナトリウム(SNP)のイオントフォレーシスによって提供される。一度皮膚を通して、アセチルコリンは血管拡張酸化窒素(NO)を放出セルムスカリン受容体を内皮に結合する。 SNPの使用は、直接最大血管の血管拡張および平滑筋の整合15の検査を可能にするために、平滑筋細胞受容体を活性化する。アセチルコリンは、シクロオキシゲナーゼ媒介経路12のような非NOの経路を刺激する可能性があるのACh媒介拡張は、全く関与するかどうかにいくつかの不確実性があります。それにもかかわらず、我々はアセチルコリンおよびSNP応答がCVD 16とNO Bを改善しないことが知られていること、運動介入のリスクが高い患者集団において損なわれていることが以前に報告しているioactivityもLDI 17を使用してのACh媒介血流束を向上させる。皮膚の微小血管に薬剤を輸送するための車両は、多くの場合、塩化ナトリウムまたは脱イオン水18,19を含む。血圧(運動または抗高血圧治療中、すなわち )研究期間にわたって変化し得る研究において使用動脈圧で割ったフラックスの製品12 -微小血管内皮機能は、皮膚血管コンダクタンスを、異なるアプローチを用いて定量することができる。別の一般的に使用される定量化は、血液流量の曲線下の面積を計算したり、ベースラインからの磁束の増加率を発現させることである。これは、データを提示するには確立されたガイドラインが存在しないことに注意することが重要であるが、研究者らは、良好な再現性を示しているアプローチを利用すべきである。

大型船、フロー媒介拡張(FMD)及びグリセリル - トリニトロ仲介拡張(GTN)で評価するために行われているS内皮依存性および内皮非依存の機能をそれぞれ20。 FMDは、典型的には、カフが5分間の動脈の血流を閉塞するために使用される上腕動脈で行われる。カフの放出は、血管の剪断応力依存性血管拡張をもたらす上腕動脈を通る血流(反応性充血)の急激な増加を引き起こす。ベースラインとポストカフ放出径は20手動または自動エッジ検出ソフトウェア21,22を用いて行っ血管径のその後の評価を血管の超音波イメージングによって定量化される。 GTNの使用は血管拡張で異常が平滑筋細胞の完全性の喪失、または内皮細胞23からのNOの放出障害によるものであるかどうかを判断するのに役立ちます。 FMDとGTNベースライン直径に対する刺激後の血管径の増加率として表される。

FMDの正確な評価は、数が必要です研究プロトコル24,25における重要な考慮事項。カフ閉塞の期間は、慎重にタイミングを合わせる必要があります。非NOで長いカフ閉塞の結果は拡張26を介在しつつカフ閉塞の5分NO媒介性の拡張のために十分である。プローブの上腕および近位カフ配置は部分的にしかNO 27を刺激しない一方で、同様に、超音波プローブから手首および遠位周り閉塞カフの配置は、主に、NO媒介性の拡張を呼び出していない。 40%28 -カフデフレの後の最初の60秒以内にピーク径の測定は、25でFMDを過小評価することができますようにそれは、時間の長期化期間にわたってカフデフレ以下のピーク膨張を測定することも重要です。実際に、180秒の期間が最もピーク値が最初の120秒28内で発生すると、真のピーク直径を取り込むに十分である可能性が高い。

FMDのための刺激が関与NO 29を解放するために特定の内皮受容体を活性化し、せん断応力、の生産がね。しかし、せん断応力はまた、本質的な誘発せん断応力刺激はNO 26の経路からの血管拡張を反映しているとなって、他のいくつかの血管作動性因子(血管収縮を引き起こし得るの一部)30を活性化することができる。これは、せん断応力の適切な指標として、せん断速度(速度/直径)の計算とFMDの間にせん断応力刺激、を考慮することも重要ですが、必ずしもピークフロー31を反映していない。最近の生理学的な推奨事項は、超音波システムは、脈波伝播速度と二重モード25でアクティブBモード画像の同時測定を可能にする際にせん断応力プロファイルを常に特徴づけられるべきであることを示唆している。

Bモード超音波を使用して頸動脈の評価は、頸動脈内膜メディアの厚さ(CIMT)に関する情報を提供し、第1 describたができPignoliと同僚32によって1986年に編。 CIMTの評価は、血管の内膜への平滑筋細胞の増殖を反映しており、早期のアテローム性動脈硬化症の33の臨床イベントの有用な予測因子である。頸動脈超音波検査は、多くの場合(例えば、磁気共鳴画像化またはX線写真の評価のような)同様の技法34よりも良好な動脈構造を予測することができる。加齢、高血圧、脂質異常症及び35を含む古典的なCVD危険因子の数に加えて、CIMT関連付け。頸動脈の壁への変更は、通常、容器36内に炎症を促進NO生物学的利用能の低下によって開始されます。各サイトは、同様に心血管イベント37を予測することができるように、総頸動脈、内頸動脈および頸動脈分岐点は、CIMTを決定するために用いることができる。

現在の原稿では、我々はmicrovasculaの評価に関する詳細な方法論を提供r個の内皮機能(イオントフォレシスによるLDI)、大血管内皮機能(FMDとGTN)および血管形態(CIMT)。アテローム性動脈硬化症、内皮機能障害から始まり、大動脈の焦点アテローム性動脈硬化症で終わる多段階プロセスである。上記の評価を選択するための理論的根拠は、彼らがアテローム性動脈硬化症のさまざまな段階を反映しており、血管系38の不均一な性質を説明するために役立つということです。さらに、我々は以前にCVD用リスクの高い患者の集団において、微小血管内皮機能は、大血管内皮機能39から独立していたことを示した、と機能的な評価は、血管系40の構造的な評価から独立していた。そのため、血管系のグローバルな評価は、アテローム性動脈硬化症のさまざまな段階を解読するのに役立ちます。

Protocol

注:このプロトコルはダドリーグループNHS財団トラストのヒューマン研究倫理委員会からのガイドラインに従っています。ノイズの安定点灯および非存在下で、 - (22 Oの C 21)、温度制御された実験室ですべて記載されている技術を実行します。試験前に食べ物、飲み物、喫煙、運動12時間控えるように評価を受けている個体情報を確認して下さい。適切な場合に、少なくとも12時間、血管作動薬を差し控える。

イオン導入1.レーザードップラー画像

  1. レーザードップラーイメージャー(LDI)に切り替えて、スキャナが自動的に約30分間安定させる。 LDIソフトウェアを起動し、「測定」をクリックします(ソフトウェアのホーム画面が表示されます)。ホーム画面で、ウィンドウの上部にあるタスクバーの「Iontoプロトコル」を選択します。
  2. 手動でプロトコルを入力します(私たちの研究室で使用されるプロトコルは、13秒の合計を含み30μAの電圧で11をスキャンするスキャン2からイオン導入薬物送達セット)用の電流と缶、。ベースラインとして設定されたスキャン1は電流でスキャン、無電流でも回復スキャンなど12&13をスキャンします。設定を確認し、ホーム画面に戻るには、[OK]をクリックします。
  3. 彼らの前腕は快適、しっかりした枕の上に90度を休んで半横臥椅子でリラックスして参加者に依頼し、前腕の下に黒のマットを置く。
    注:マットは、周辺組織背景面によって生成されたアーティファクトの測定を制限するのに役立つ。これは、何の動きおよび関連するアーティファクトが存在しないように、参加者の腕を枕に堅く縛られていることが重要である。
  4. イオン導入コントローラに各パースペックス室の反対側の端に有線プラグを接続します。イオン導入コントローラの陽極接続に1%のアセチルコリン(ACH)の2.5ミリリットル投与量を含むチャンバを接続し、含有する第二のチャンバを接続正極接続への1%ナトリウムニトロプルシド2.5mlの用量(SNP)。 0.5%食塩水を使用してチャンバー内に両方の薬剤を混合する。両面粘着パッドを使用して、参加者の右前腕の掌側に2室を接続します。
  5. 流体の漏れを防ぐために32ミリメートルのカバースリップによってチャンバを覆う。
  6. スキャンを開始する前に、ホーム画面の左上にある「スキャナのセットアップ」ウィンドウを開きます。 「ビデオとの距離」タブを選択し、参加者の前腕からスキャナヘッドの距離を測定する「自動距離」機能を選択します。
    1. 自動距離測定が完了した後、「画像のスキャン]タブを選択し、ウィンドウの右下隅に「マーク」ボタンをクリックすることで、スキャンされる領域を決定する。必要に応じて、手動で「スキャン領域とに走査領域の大きさに入力することによって、関心領域のサイズを変更する#8217;ウィンドウ上部のセクション。関心領域は、イオントフォレーシスチャンバの直径を有し、皮膚血流量の変動を制限するのに十分な大きさであることを保証する。
  7. 評価の完了後、データファイルを保存します。灌流の測定を実行するLDI画像解析ソフトウェアを使用してデータファイルを開く。
    1. メインソフトウェアのウィンドウ上の「画像レビュー」をクリックし、分析される画像ファイルを開きます。
    2. 各チャンバーの外径の周りの関心領域をマークするためにソフトウェアを使用してください。それはチャンバが存在していた領域に正しく収まるように、関心領域を調整します。次に「統計」アイコンをクリックして、各チャンバーのための中央値灌流単位を含む列が表示されます。各チャンバのための前の12スキャンのそれぞれからのベースライン潅流ユニット、並びに最高灌流ユニットに注意してください。
      注:この分析方法である私たちの研究室に固有。しかしながら、他の方法LDIスキャンから得られたデータを表現するために使用することができる。総合的なレビューについてはRoustitとCracowski 12からガイドラインを参照してください。
  8. 、アセチルコリンおよびSNPに対応して灌流の変化率を計算し、ピーク灌流からベースライン潅流を引く、ベースライン潅流による除算した後、100を掛けてください。
    注:私たちの研究室では、ベースライン潅流相対的な変化は、アセチルコリン(7%)とSNP(6%)についての変動良いイントラオブザーバー係数を示している。

2.フロー媒介拡張およびグリセリルトリニトロ媒介拡張術

  1. 血管画像解析(VIA)ソフトウェアを含むドップラー超音波マシンとネットワーク接続されたPC上で切り替えます。
    注:VIAソフトウェアが(毎秒25フレームで)ライブ画像をキャプチャし、血管径、並びに超音波装置によって検出された血管の境界の品質に関する情報を提供する。 OT彼女のソフトウェアパッケージは、追加機能や設定が含まれていることが利用可能である。これは、特定のソフトウェアの操作マニュアルに相談することをお勧めします。
  2. 半横臥アームチェアでリラックスしたり、心をもって彼らの側が、レベルに外に快適な枕の上に自分の腕を配置するために、参加して下さい。参加者の手首に血圧カフを配置します。
    注:患者が測定中に動きアーチファクトを防ぐために、依然として可能な限り腕を維持するように要求されるべきである。
  3. 定位クランプに超音波装置からのリニアアレイトランスデューサを固定し、超音波トランスデューサは、固定位置に残るようにwingnutsを使用してクランプを締めます。
    注:クランプは血管が配置されると、超音波トランスデューサは、安定したままになることを保証する。
  4. 超音波マシンでは、「メニュー」にスクロールし、5 MHzで走査周波数を設定し、深さを最適化する(推奨深さの設定です超音波マシンで3.5センチメートル)とゲイン設定。容器の近くと遠くの壁のために対称的明るさがあることを確実にするためのゲイン設定を調整します。
  5. リニアアレイトランスデューサを使用して、通常は2〜10センチメートル縦走査面における肘前窩の上に発見された上腕動脈を探します。この段階では、画像品質を明確にするために任意の調整を行います。動脈を識別しやすくするために、拍動性の動脈血流を示し、連続静脈血流からそれを区別しやすくするためにカラードップラーをオンにします。画面を左右方向に上腕動脈を見る。それは、血管の内腔を表す線の間に明確な面積で区切られた2つの固体の平行線、として表示されます。
  6. VIAソフトウェアは自動的に血管径を記録することができるようにするには、動脈の前方および後方の壁を検出し、追跡するために、関心の所定の領域をマークするために、カーソルを使用しています。
    注:関心領域の大きさとすることができる増加またはメインソフトウェア画面上に配置さ「x」及び「y」ボタンを使用して減少した。
  7. VIAソフトウェア、画像2分間の動脈に「スタート」をクリックします。これに続いて、プレスVIAソフトウェア上で「ふくらませ」と同時に5分間圧力をsuprasystolicする(通常は上記の220 mmHg)を手首の周りに配置血圧カフを膨らませる。
    NOTE:手首カフの目的は、手への血流を閉塞することである。
  8. 5分後には、健康な血管では、NO媒介血管拡張を刺激し、反応性充血を誘導するために血圧カフを収縮させる。
    注:ピーク拡張は、カフデフレ以下の最大180秒を発生することがありますので、カフリリース後3分間の血管径を記録し続けることをお勧めします。
  9. 10分間の休止期間に続いて、リニアアレイトランスデューサを用いた上腕動脈を再検索し、同様にして2分間ベースライン直径の読みを記録するステップ2.7のように。
  10. そして、彼らの舌の下に500μgの舌下グリセリル - トリニトロ(GTN)タブレットを配置し、さらに5分間上腕動脈の直径を測定し続けることが、参加者に依頼。この期間の後、GTNタブレットを削除して、彼らは、薬物への悪影響を経験しないことを確認する参加者を監視するために参加者に依頼。
  11. データをオフラインのすべての分析を行う。二十五のデータ点は、評価の各第二のために利用可能です。 Microsoft Excelで1秒エポックにこのデータを崩壊。デジタル信号解析パッケージにデータをエクスポートし、移動平均フィルタを3秒でフィルタリングする。
  12. カフ·インフレの前にデータの120秒からベー​​スライン直径を確立します。視覚ベースライン領域を検査し、アーティファクトを除外する。ベースライン直径を生成するために、残りのベースライン領域の平均。
  13. 血流依存性拡張(FMD)分析のために、自動的にポストcuff-をスキャンするためにソフトウェアを使用デフレピーク拡張するための領域とは、目視検査のために、このピークをマークするために、カーソルを使用しています。ピークが誤認された場合、ピークはその後同定することができ、その中より限られた領域を選択するカーソルを使用。ピーク径とピーク値を記録します。
  14. GTNデータの場合、薬物投与の5分以下の領域にピーク拡張のための検索を除き、FMDで使用したものと同一の手順を採用する。
  15. 口蹄疫%とGTNの%を計算するために、ベースライン直径によってベースラインのピーク直径から直径、除算を減算して、100を掛け。
    注:私たちの研究室では、変動のイントラオブザーバー係数は、口蹄疫のための11パーセント、およびGTNのために12%である。

3.頸動脈内膜中膜肥厚

  1. ベッドの上で快適に横に参加者に依頼し、首へのサポートを提供するために頭の下に枕を置く。
  2. ドップラー超音波につながる心電図(ECG)を接続して、Pにそれらを添付atient手足。基本的なECGトレースが必要とされているので、左右のアーム上の適切なリードを配置し、左足首に。
  3. ゲイン設定 - 深さを「メニュー」をスクロールし、10 MHzで走査周波数を設定し、最適化することで、超音波マシンを準備します(4センチ推奨される深さの設定は3です)。容器の近くと遠くの壁のために対称的明るさがあることを確実にするためのゲイン設定を調整します。
  4. 少し左に頭を傾ける参加者に依頼し、リニアアレイトランスデューサを用いて、任意のプラークの存在を同定するために長手方向の走査面を使用して、すべてのセクション(共通、内部および外部頚動脈)に沿って、右頸動脈をスキャンする。プラークの証拠を表示した画像を保存します。これは、内部​​および外部の頸動脈にの分岐総頸動脈を示しているように、容器内の分岐点を探して、動脈を識別するのに役立つ。
  5. 測定O用頸動脈内膜メディアの厚さ(CIMT)fは、プラークを含まず、頸動脈球に1cmの近位にある総頚動脈の部分の少なくとも3の画像を得る。これは、心室の拡張期及び容器は、剪断応力の最小量の下になる点に対応するように、ECG上のR波のピークでのすべての画像を得る。
  6. 繰り返しますが、左頸動脈に3.4と3.5を繰り返します。この測定のために少し右に頭を傾けて参加して下さい。
  7. 遠近壁の鮮明な画像を達成するの​​を助けるために、慎重に容器を超音波ビームに垂直であることを確認するために評価中に超音波プローブを操作する。微妙にプローブの近位から遠位の角度(ヒールつま先の動き)に加えられた圧力に微調整と一緒に、変換器の傾きと回転を変更することでこれを達成する。
  8. 画像の分析を行う血管bounを検出するための動脈測定ソフトウェア(AMS)を使用してオフラインPignoliのラインに応じてDARY。分析される画像をロードし、次にカーソルを使用して、プラークのない容器の部分に関心領域を作成する。クリックしてソフトウェア上で「検出」とCIMTと管腔直径のため、画面に表示された値を記録します。
    注:正確な測定値だけ奥の壁から得、とても近い壁から測定値を無視することができます。
  9. 各側面のための3つの測定値を取り、その後、別々に、左右の頸動脈の平均CIMTを与えるために、これらを平均。さらに全体的なCIMTを与えることを両側からCIMTを平均。
    注:私たちの研究室で、この技術のためのバリエーションのイントラオブザーバー係数は9%である。
  10. 手動でカーソルを使用してプラークをマークすることで、同じソフトウェアを使用して、任意のプラークの測定を行います。自動的に破裂のためにその感受性に応じてプラークのエコー輝度とグレードを計算するために、AMSに「分類する」をクリックします。クリックこの情報を参照するには「プラーク特性」ウィンドウ上で。

Representative Results

イオン導入とレーザードップラー画像

CVDの健康な中年女性の自由からのレーザドップラー画像をスキャンし、次のメジアン血液束ユニットは、 図1に示されている。アセチルコリンおよびSNPの両方のための平均血流量の顕著な増加があった。ベースライン血流量はAChの48潅流ユニット、SNP 67潅流単位であった。アセチルコリンに応答して、ピーク血流量は455灌流ユニットであり、SNP 446灌流ユニット用。これはそれぞれのAChおよびSNPのために(ベースラインと比較して)灌流の831パーセントと566パーセントの増加をもたらした。提供される値は、環境因子と一緒に皮膚血流量を調べるために使用される装置に非常に依存性である。

フロー媒介拡張およびグリセリニトロ依存性血管拡張反応

CVDのない健康な若い男性から口蹄疫とGTNの評価については、図2のディスプレイベースラインとピークの直径。ザ·上腕動脈のベースライン径はFMDとGTN評価のための3.0ミリメートルだった。 GTN評価することは、それぞれの血流の10〜30%の増加に相当する、ベースラインを基準に3.9ミリメートルであったFMD試験におけるピーク直径は3.3 mmであった。

頸動脈内膜中膜肥厚

図3は、健康な個体の左頸 ​​動脈を示す。 CIMT値の計算は、自動エッジ検出ソフトウェアを使用して行われる。奥の壁でCIMTは0.83ミリメートルであり、血管の内腔の直径は7.71ミリメートルだった。同じ個体の右頸動脈の結果はCIMT用0.87ミリメートル、および管腔直径7.80ミリメートルであった。両側からの読み出しを平均すると、CIMTは0.85ミリメートルで、内腔直径は7.76ミリメートルだった。

図1
図1。チャン30μAの電流を行った使用ベースライン血流量を測定するためにスキャンベースラインが完了した後、イオントフォレーシスのレーザードップラー画像化に応答して血流束でGES。、アセチルコリンおよびSNPのイオントフォレー10のスキャン(1〜10を走査)。イオントフォレーシスに続いて、2回復スキャンを行った。アセチルコリンは、アセチルコリンを=; SNPは、ニトロプルシドナトリウムを=。

図2
図2.フロー媒介及びトリニトログリセリン媒介拡張 。グラフは、ベースラインの直径とフロー媒介及びトリニトログリセリン媒介拡張刺激の適用後のピークの直径の明らかな増加が表示されます。 FMDは、フロー媒介拡張を=; GTNは、ニトログリセリン媒介拡張を=。

図3頸動脈の /> 図3.超音波スキャン。左頸動脈の超音波スキャンは、頸動脈球(分岐点)からの関心に置か1センチメートルの領域に示されている。 この図の拡大版を表示するには、こちらをクリックしてください。

Discussion

現在の原稿は、末梢血管系で行うことができ血管機能および形態のいくつかの明確な評価の方法論を詳述。各評価は、アテローム性動脈硬化症の異なる段階の情報を提供し、異なる血管領域の血管プロファイルを特徴づけるために役立つ。

我々は以前に、微小血管内皮機能は、CVD 39の増大した危険性の関節リウマチ患者の集団における大血管内皮機能から独立していることを報告している。また、血管機能および形態の評価は、患者の同じ群におけるCVD 40,41を有する患者においても、互いに独立していた。これらの知見は、機能の異なる血管領域38における内皮細胞の構造の不均一性、ならびに形態学的に機能的変化の進行の可能性のタイムラグによって説明することができる血管の異常。橋本と同僚42による研究では、アテローム性動脈硬化症を持つ複数の参加者がFMD値が、通常のCIMT値を減少させたことを明らかにした。これらの知見は、種々の方法を使用して無症状アテローム性動脈硬化症の検査はCVDのグローバルな効果を解読することが重要であることを示唆している。

健康と病気における微小血管系の重要性は、医学文献にますます注目を集めています。微小血管は彼らに有害な刺激43からの損傷のための重要な目標を作る大型船よりもはるかに大きい表面積を形成する。これは、微小血管が損傷形成43につながる大きな血管の内皮を浸潤する炎症性メディエーターの主な供給源かもしれないという仮説が立てられている。 II型糖尿病患者では、微小血管疾患は、多くの場合、例えばリウマチarthriなどのCVDのリスクが高いと他の集団では大血管疾患44に先行 、TISは、CVDのリスクを減らす介入は大血管、内皮機能45,46の微小血管を改善ではなく。まとめると、これらの所見は微小血管の機能の試験は、アテローム性動脈硬化を開始する複雑な機構を理解する上で役立つことを示唆している。

本研究では、微小血管内皮機能の評価は、血管作用薬のイオントフォレーシスでLDI​​を使用して行った。他のいくつかの評価はnailfold capillaroscopyと静脈閉塞プレチスモ含む微小血管の機能を評価するために使用することができます。後者が原因で、イントラ上腕血管作用薬1の投与に時間がかかり、一部のプロトコルでは侵襲的でありながら、しかし、前者の評価は、唯一の微小血管形態学上の情報を提供します。対照的に、LDI非invas投与される血管作用薬に応答して、皮膚の血管の微小潅流を測定するために、単純な時間効率のよいアプローチを提供ively。皮膚血流量の測定に起因確立CVD 12とアクセス可能性と強い相関が容易に文献に広く受け入れられている。さらに、このようなレーザドップラー流量測定のような他のドップラー技術よりLDIの利点は、それが同時に与えられた領域内の複数の点を走査することができることであり、したがって、細胞の運動アーチファクト及び影響を与える可能性がどちらも皮膚血流の空間的差異を説明することができる容器47,48の灌流。

イオントフォレーシスの明白な利点にもかかわらず、それは、イオントフォレーシスから誘導電流血管拡張(CIV)が、特にカソードで血管作用薬の効果を混乱させる可能性に留意することが重要である。薬物送達のためのビヒクルの選択は、CIV 18を制限するのに有効な(現在のプロトコルで使用されるように)0.5%塩化ナトリウムで、この影響を軽減するのに役立つ可能性がある。さらに、より大きな直径のチャンバーの使用と低い電気curの賃料(現在のプロトコルで使用されるように)CIV 18を削減するすべての助け。対照部位の使用はまた、12を推奨されている。生物学的および行動的要因も、技術の信頼性と再現性に影響を与えることができる。例えば、日内変動および喫煙は微小血管内皮機能49,50に影響与えることが示されている。厳密な記録条件が正確な結果を得るためにに付着しなければならず、プロトコル12を設計する際に確立されたガイドラインに従うべきである。

FMDとGTN媒介拡張の測定は、大血管の内皮機能障害に関する情報を提供し、非侵襲的な血管の研究に広く用いられている。 FMD技術は、NO生物学的利用能にサロゲートの情報を提供し、異なる臨床集団7-9で心イベントの有用な予後マーカーである。本研究では、プロトコルは、その要因の多くのアカウントを提示NO媒介血管拡張25の適切な刺激のために必要である。例えば、閉塞カフは、超音波プローブの遠位に配置された、手首27の周りに、虚血の持続時間は5分で26であり、十分な時間は、反応性充血28以下の「真」のピーク直径を記録した。自動エッジ検出ソフトウェアは、血管径と脈波伝播速度信号の同時記録を可能にしなかったので、残念ながら、このプロトコルは、せん断応力プロファイルの特徴付けを含んでいなかった。せん断応力の計算は、FMD 26の正確な測定に不可欠であり、我々は、可能な血管の研究グループは、このような測定を行うことを可能にするソフトウェアを使用する場合、ことをお勧め。

FMDとGTN媒介拡張の評価は血管径の小さな変化のように、また、環境と生物学的な変動24の影響を受けやすいことができます大FMD / GTN応答を誘発する。 5ミリメートルの直径の動脈のための動脈直径0.5mmの変更-たとえば、健康的な参加者のための典型的なFMD値が0.25に対応して5〜10%51、の範囲である。動脈直径にそのような小さな変化を考えると、細心の注意は、測定に影響を与える可能性が技術的、生物学的要因に支払われなければならない。実際、FMDは、生物学など55、抗酸化療法5657日の時間を吸っ交感神経活性52、睡眠不足53、カフェイン消費量54、などの行動の様々な要因によって影響を受けることができます。したがって、確立された指針24,25からの情報を利用することによって、これらの因子を制御することが重要である。

高度なしかし無症状アテローム性動脈硬化の評価は、CIMTを用いて行った。技術はいくつかの臨床集団で利用すると動脈STで非常に詳細を提供してきた例えば、磁気共鳴画像34のような、より洗練された技術と比較ructure。他の血管の手法と同様に、CIMTの測定は、測定に影響を与えることができる技術的な要因を慎重に検討する必要があります。一般的に、CIMTは総頸動脈の奥の壁に、プラークのない地域で行われるべきである。 FMDと同様に、CIMTの測定は、高分解能超音波を使用して実施し、そのように非常にユーザ依存である。 84%59 - FMDことが1である間、18.3%58 - 2.4からの変化(CofV)範囲の係数を報告した。しかし、両方の技術は、よく制御された外部要因に有能ultrasonographersによって実行された場合でも、高いCofV 58,60,61が残っている。その理由の一つは、血管の境界の分析は手動の方法60,61を用いて行われることが考えられます。このような分析は、そのような偽の国境、ultrasoからのノイズなどの撮像工芸品としての信頼性を減らすことができますウント信号、及び血管の歪みは、画像22の解釈に影響を与えることができる。

連続的な自動化されたエッジ検出ソフトウェアにおける最近の開発は非常に血管壁の境界21,22の検出を改善している。 AMSはCIMTを検出するために用いたが、本研究では、VIAソフトウェアは、上腕動脈の直径を測定した。これらのソフトウェアの使用は大幅にオペレータ依存性を低減し、まだAMSの場合には、オペレータ制御のある程度の画質が62劣ることがある状況ではまだ利用可能である。自動化されたエッジ検出ソフトウェアを使用して研究室は、一般的にこのようにして、それが結果の精度を確保するために血管境界の自動測定を組み込むすべての血管研究所の目的であるべきであり、低いCofV 58,63,64を有する傾向がある。また、研究の成果を公開するときに特定のプロトコルのための再現性試験の結果を報告することをお勧めします。

6-9の証拠と集団の様々な予後不良に関連付けていますが、そのような心筋梗塞や脳卒中などの貧しい内皮機能と不利な心血管転帰との関係を調べた研究の不足が依然として存在する。さらに前向き研究は、これらの懸念に対処するために必要とされている。別の制限は、評価を実施し、分析を実施する人間のオペレータの使用である。これは、バイアスの潜在的なソースを紹介。しかし、この結果をオペレータに盲目またはリーダが、オペレータとは異なることを保証することによって制限することができる。それすべてのデータが一貫して分析されるように、リーダは、データ分析のための標準化されたプロトコルに従うことを保証することも重要である。

要約すると、本原稿が正常に微小血管および大血管内皮機能の評価、ならびに末梢循環の血管形態を実行するのに必要な方法論の手順の詳細を提供する。一緒に使用すると、評価は、アテローム性動脈硬化症の異なる段階でグローバル情報を提供する。これらの技術の潜在的な診断的役割を調べるさらなる前向き研究は保証されています。

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Laser Doppler Imager Moor Instruments, Devon, UK moorLDI2
Iontophoresis Controller Moor Instruments, Devon, UK MIC2
Miochol-E 20 mg Novartis UK Prescribed by physician Acetylcholine for endothelium-dependent function
Nitroprussiat Fides 50 mg Rottapharm Spain Prescribed by physician Sodium nitroprusside for endothelium-independent function
Doppler Ultrasound Siemens PLC, Camberley UK Accuson Antares
Glyceryl Trinitrate 500 mcg Alpharma, Barnstaple, UK Prescribed by physician

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