Une approche méthodologique pour les évaluations non invasifs de la fonction vasculaire et de morphologie

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

L'endothélium est la doublure intérieure de la vascularisation et est impliqué dans le maintien de l'homéostasie vasculaire via la régulation d'une multitude de processus vaso-actives. Perturbation de ces processus peut prédisposer le navire à l'athérosclérose et augmenter le risque de maladie cardiovasculaire (MCV) 1. La fonction endothéliale périphérique est un bon indicateur de début des anomalies dans la paroi vasculaire 2. En outre, il a été démontré mesures de la fonction endothéliale périphérique pour refléter la fonction endothéliale coronarienne 3-5, et à ce titre sont considérés comme de bons indicateurs de la maladie cardiovasculaire 6-9. Ce est peut-être pas surprenant étant donné que l'athérosclérose est maintenant largement apprécié comme un trouble systémique 10. Les évaluations de la fonction endothéliale périphérique généralement quantifier la réponse vasodilatatrice de la cuve à un stimulus spécifique, avec une atténuation de la réponse dilatoire indicatif de l'endothélium11 dysfonctionnement, et peut être mesurée de différentes lits vasculaires. Les évaluations des changements structurels avancés dans la cuve peuvent être caractérisées par un examen échographique de l'épaisseur intima-média.

Dans la microcirculation, laser Doppler débitmétrie (LDF) et de l'imagerie laser Doppler (LDI) avec iontophorèse d'agonistes vasodilatateurs peuvent fournir des informations utiles sur la perfusion microvasculaire 12. Les deux techniques de mesurer le décalage Doppler créé par la lumière diffusée par le déplacement des globules rouges. La perfusion est représenté par le flux de sang plutôt que le flux sanguin (ml / min), avec le flux de sang qui reflète la vitesse de globules rouges et de la concentration moyenne. La mesure du flux sanguin est associée linéairement avec le débit sanguin effectif 13. L'évaluation de LDI offre des avantages considérables par rapport LDF, parce que, contrairement LDF, LDI peut numériser sur une vaste zone représentant ainsi l'hétérogénéité du débit sanguin de la peau et en augmentant la reproductibilité de la technique12.

Le stimulus pour augmenter le flux sanguin au cours de LDI sont fournies par iontophorèse d'agonistes vasodilatateurs acétylcholine (ACh) et le nitroprussiate de sodium (SNP), qui évalue la fonction dépendante de l'endothélium et l'endothélium indépendante respectivement, dans la peau à l'aide d'un faible courant électrique 14. Une fois à travers la peau, l'acétylcholine se lie à des récepteurs muscariniques cellules endothéliales libérant de l'oxyde nitrique vasodilatateur (NO). L'utilisation de SNP active directement les récepteurs de cellules musculaires lisses pour permettre une vasodilatation maximale de la cuve et l'examen de l'intégrité des 15 muscles lisses. Il ya une certaine incertitude à savoir si la dilatation ACh médiation ne implique pas du tout, comme l'acétylcholine peut stimuler non pas de voies telles que les voies de la cyclooxygénase-médiation 12. Néanmoins, nous avons précédemment rapporté que les réponses ACh et SNP sont altérées chez des populations de patients à risque accru de maladie cardiovasculaire 16 et que des interventions d'exercice connu pour améliorer NON bioactivity aussi améliorer le flux sanguin ACh médiée utilisant LDI 17. Le véhicule pour transporter les agents dans les microvaisseaux cutanés comprennent souvent du chlorure de sodium ou de l'eau désionisée 18,19. La fonction endothéliale microvasculaire peut être quantifiée en utilisant des approches différentes, avec la conductance vasculaire cutanée - un produit de flux divisé par la pression artérielle, utilisés dans les études où la pression artérielle peut changer au cours de la durée de l'étude (ce est à dire, pendant l'exercice ou traitement anti-hypertenseur) 12. Un autre quantification couramment utilisée consiste à calculer l'aire sous la courbe pour le flux de sang ou exprimer le pourcentage d'augmentation du flux de référence. Il est important de noter qu'il n'y a pas de lignes directrices établies pour la présentation des données, mais les enquêteurs devrait utiliser une approche qui montre une bonne reproductibilité.

Dans les grands navires, la dilatation médiée par le flux (FMD) et de glycérol-trinitrate dilatation médiée (GTN) sont effectuées pour des âness endothélium-dépendante et la fonction indépendante de l'endothélium, respectivement 20. FA est habituellement mise en oeuvre dans l'artère brachiale où un manchon est utilisé pour occlure le flux sanguin artériel pendant 5 min; libération de la manchette provoque une augmentation soudaine du débit sanguin (hyperémie réactive) à travers l'artère brachiale résultante en cisaillement-contrainte de dilatation médiée par le navire. Le niveau de référence et le diamètre de sortie post-brassard sont quantifiés par imagerie par ultrasons de la cuve avec les évaluations ultérieures du diamètre du vaisseau 20 effectuée manuellement ou en utilisant un logiciel de détection de bord automatique 21,22. L'utilisation de GTN permet de déterminer si des anomalies de la vasodilatation sont dues à une perte d'intégrité des cellules de muscle lisse, ou compromis libération de NO à partir des 23 cellules endotheliales. La fièvre aphteuse et GTN sont exprimés en pourcentage d'augmentation de post-stimulus diamètre du vaisseau par rapport au diamètre de base.

L'évaluation correcte de la fièvre aphteuse nécessite un certain nombre dedes considérations importantes dans le 24,25 de protocole de l'étude. La durée de l'occlusion brassard doit être soigneusement chronométré; 5 min d'occlusion brassard est suffisante pour la dilatation NO-médiation alors que les résultats d'occlusion plus de boutons de manchette en non-NO médiation dilatation 26. De même, le placement de l'occlusion manchette autour du poignet et distale de la sonde à ultrasons invoque principalement à médiation par NO dilatation, alors que le placement brassard sur le bras supérieur et proximale de la sonde stimule seulement partiellement NO 27. Il est également important de mesurer la dilatation pic suivant dégonflement du brassard pendant une période prolongée de temps, comme mesure du diamètre maximum dans les 60 premières secondes suivant la déflation brassard peut sous-estimer la fièvre aphteuse par 25-40% 28. En effet, une période de 180 secondes est susceptible d'être suffisante pour capturer véritable diamètre de crête, avec la plupart des valeurs de crête se produisant dans la première 120 28 sec.

Le stimulus pour la fièvre aphteuse impliques la production de la contrainte de cisaillement, qui active les récepteurs spécifiques de l'endothélium pour libérer NO 29. Cependant, le stress de cisaillement peut également activer plusieurs autres facteurs vasoactifs (dont certaines peuvent provoquer une vasoconstriction) 30, ce qui en fait essentiel que la contrainte de cisaillement relance évoqué reflète vasodilatation des pas de voies 26. Il est également important de tenir compte de la relance cisaillement de stress au cours de la fièvre aphteuse, avec calcul du taux de cisaillement (vitesse / diamètre) servant une mesure adéquate de la contrainte de cisaillement, mais ne reflètent pas nécessairement débit de pointe 31. Recommandations physiologiques récentes suggèrent que le profil de contrainte de cisaillement doit toujours être caractérisé lorsque les systèmes à ultrasons permettent la mesure simultanée de la vitesse de l'onde de pouls et l'imagerie B-mode actif en mode duplex 25.

Évaluation des artères carotides utilisant échographie en mode B peut fournir des informations sur la carotide épaisseur intima-média (cIMT), et a été le premier described en 1986 par Pignoli et ses collègues 32. Évaluation de cIMT reflète la prolifération des cellules musculaires lisses dans l'intima du vaisseau et est un prédicteur utile d'événements cliniques au début de l'athérosclérose 33. Échographie carotidienne peut souvent prédire la structure artérielle mieux que des techniques similaires (telles que l'imagerie par résonance magnétique ou des évaluations radiographiques) 34. En outre, les collaborateurs CIMT avec un certain nombre de facteurs de risque de MCV classiques, notamment le vieillissement, l'hypertension et la dyslipidémie 35. Les modifications apportées aux parois de l'artère carotide sont généralement initiés par une réduction de la biodisponibilité du NO qui favorise l'inflammation à l'intérieur de la cuve 36. Les points de bifurcation artère carotide commune, carotide interne et la carotide peuvent être utilisés pour déterminer cIMT, que chaque site peut de même prévoir des événements cardiovasculaires 37.

Dans le présent manuscrit, nous fournissons méthodologie détaillée sur l'évaluation des microvasculafonction r endothéliale (LDI avec iontophorèse), un grand navire fonction endothéliale (fièvre aphteuse et GTN) et la morphologie vasculaire (cIMT). L'athérosclérose est un processus en plusieurs étapes qui commence par une dysfonction endothéliale et se termine par les lésions athérosclérotiques focaux dans les grosses artères. La raison pour choisir les évaluations ci-dessus, ce est qu'ils reflètent les différents stades de l'athérosclérose et aident à tenir compte de la nature hétérogène de la vascularisation 38. En outre, nous avons déjà montré que, dans une population de patients à risque accru de maladie cardiovasculaire, la fonction endothéliale microvasculaire était indépendant de grand navire fonction endothéliale 39, et les évaluations fonctionnelles étaient indépendants des évaluations structurelles du système vasculaire 40. Par conséquent, les évaluations globales du système vasculaire peuvent aider à déchiffrer les différentes étapes de l'athérosclérose.

Protocol

NOTE: Le protocole suit les lignes directrices de Human Research Ethics Committee de Dudley Groupe NHS Foundation Trust. Effectuer toutes les techniques décrites dans un laboratoire à température contrôlée (21 à 22 o C), avec éclairage et absence de bruit stable. Demander aux personnes subissant des évaluations à se abstenir de nourriture, de boisson, de fumer et l'exercice 12 h avant l'essai. Refuser les médicaments vaso-actifs pendant au moins 12 h, le cas échéant.

1. Laser Doppler Imaging avec iontophorèse

  1. Allumez Laser Doppler Imager (LDI) et le scanneur de stabiliser automatiquement pendant environ 30 min. Lancez le logiciel et cliquez LDI «Mesure» (l'écran d'accueil du logiciel se affiche alors). Sur l'écran d'accueil, sélectionnez 'Protocole Ionto' sur la barre des tâches située en haut de la fenêtre.
  2. Entrer manuellement le protocole (le protocole utilisé dans notre laboratoire implique un total de 13 sboîtes, avec courant électrique pour la livraison de médicament par ionophorèse définir à partir de balayage 2 pour numériser 11 à une tension de 30 uA). Définir une analyse de base de référence numériser sans courant électrique, et de numérisation 12 et 13 que des analyses de récupération aussi sans courant électrique. Cliquez sur OK pour confirmer les réglages et revenir à l'écran d'accueil.
  3. Demandez participant pour se détendre dans une chaise semi-allongée avec leur avant-bras reposant 90 degrés sur un confortable oreiller ferme, et placez un tapis noir sous l'avant-bras.
    NOTE: Le tapis permet de limiter les mesures d'artefacts générés par des surfaces de fond entourant le tissu. Il est important que les participants bras est attaché fermement à l'oreiller de sorte qu'il n'y a pas de mouvement et des objets associés.
  4. Raccorder les fiches câblés à l'extrémité opposée de chaque chambre de perspex au contrôleur d'iontophorèse. Relier la chambre contenant une dose de 2,5 ml de 1% de l'acétylcholine (ACh) pour la connexion anodique de l'unité de commande d'ionophorèse, et connecter la seconde chambre contenantune dose de 2,5 ml de 1% de sodium-nitroprussiate (SNP) à la connexion cathodique. Mélanger les deux agents dans la chambre en utilisant une solution saline à 0,5%. Connectez les deux chambres à la face antérieure de l'avant-bras droit du participant en utilisant des électrodes adhésives double face.
  5. Couvrir les chambres par 32 mm lamelles pour éviter les fuites de fluide.
  6. Avant de commencer l'analyse, ouvrez la fenêtre «Configuration du scanner» situé en haut à gauche de l'écran d'accueil. Sélectionnez l'onglet "Vidéo et Distance" et sélectionnez la fonction "distance de auto 'pour mesurer la distance de la tête du scanner à l'avant-bras participants.
    1. Après l'achèvement de la mesure de distance automatique, sélectionnez l'onglet «Scan Image» et déterminer la zone qui doit être numérisé en cliquant sur le bouton «Mark» dans le coin inférieur droit de la fenêtre. Si nécessaire, changer la taille de la région d'intérêt en entrant manuellement la taille de la zone de numérisation dans la zone «Scan &# 8217; près de la section supérieure de la fenêtre. Se assurer que la région d'intérêt comprend le diamètre de chacune des chambres d'iontophorèse et est suffisamment grande pour limiter la variabilité de la circulation sanguine de la peau.
  7. Après l'achèvement de l'évaluation, enregistrez le fichier de données. Ouvrez le fichier de données en utilisant LDI logiciel d'analyse d'image pour effectuer des mesures de perfusion.
    1. Cliquez sur 'la revue d'image "sur la fenêtre principale du logiciel, et ouvrez le fichier d'image qui doit être analysé.
    2. Utilisez le logiciel pour marquer une région d'intérêt autour des diamètres extérieurs de chaque chambre. Ajuster la région d'intérêt afin qu'elle se adapte correctement sur la zone où les chambres étaient présents. Puis cliquez sur l'icône «statistiques» et une colonne contenant les unités de perfusion médianes pour chaque chambre seront affichés. Noter l'unité de base de la perfusion, ainsi que l'unité de perfusion la plus élevée de chacune des précédentes 12 balayages pour chaque chambre.
      NOTE: Cette méthode d'analyse estspécifique à notre laboratoire; cependant, d'autres méthodes peuvent être utilisées pour exprimer les données obtenues de l'analyse LDI. Pour un examen complet se il vous plaît se référer aux directives de Roustit et Cracowski 12.
  8. Pour calculer la variation en pourcentage de la perfusion en réponse à l'ACh et SNP, soustraire perfusion de base de la perfusion de pointe, diviser par perfusion de base et puis multiplier par 100.
    NOTE: Dans notre laboratoire, des changements dans la perfusion par rapport à la ligne de base ont montré bon coefficient intra-observateur de variation pour ACh (7%) et SNP (6%).

Dilatation 2. médiée par le flux et la dilatation de glycéryle trinitrate médiation

  1. Allumer la machine à ultrasons Doppler et PC en réseau contenant l'analyse d'image vasculaire (VIA) logiciel.
    REMARQUE: Le logiciel VIA capture une image en direct (à 25 images par seconde) et fournit des informations sur le diamètre du vaisseau ainsi que la qualité des frontières vasculaires étant détectée par la machine à ultrasons. Otses logiciels sont disponibles, qui peuvent comporter des éléments et paramètres supplémentaires. Il est conseillé de consulter les manuels d'utilisation pour le logiciel spécifique.
  2. Demandez participant pour se détendre dans un fauteuil semi-couchée et placer leur bras sur un oreiller confortable sur de leur côté, mais au niveau du cœur. Placer une manchette de pression sanguine autour du poignet du participant.
    REMARQUE: Le patient doit être demandé de garder le bras aussi immobile que possible pour éviter les artefacts de mouvement pendant la mesure.
  3. Fixer le transducteur en réseau linéaire à partir de la machine à ultrasons dans une pince stéréotaxique, et serrer le collier de serrage à l'aide des écrous à ailettes de sorte que le transducteur à ultrasons reste dans une position fixe.
    REMARQUE: La pince veillera à ce que le transducteur à ultrasons restera stable une fois que le vaisseau sanguin se trouve.
  4. Sur la machine à ultrasons, défiler dans le "Menu" et régler la fréquence à 5 MHz et d'optimiser la profondeur (le réglage de profondeur recommandée est3,5 cm) et les réglages de gain sur la machine à ultrasons. Ajustez les réglages de gain pour se assurer qu'il n'y a luminosité symétrique pour le mur près ou de loin du navire.
  5. Utilisation du transducteur en réseau linéaire, localiser l'artère brachiale qui se trouve généralement de 2 à 10 cm au-dessus du pli du coude dans le plan de balayage longitudinal. Faire les ajustements de préciser la qualité d'image à ce stade. Pour aider à identifier l'artère, allumer le Doppler couleur pour aider à montrer le flux sanguin artériel pulsatile et le distinguer de flux continu de sang veineux. Voir l'artère brachiale horizontalement sur l'écran; il doit apparaître comme deux lignes parallèles solides, séparés par un espace libre entre les lignes, ce qui représente la lumière du vaisseau.
  6. Pour permettre au logiciel VIA pour enregistrer automatiquement le diamètre du vaisseau, utilisez le curseur pour marquer une région prédéterminée d'intérêt pour détecter et suivre les parois antérieure et postérieure de l'artère.
    REMARQUE: La taille de la région d'intérêt peut êtreaugmenté ou diminué en utilisant les 'x' et 'y' boutons situés sur l'écran principal du logiciel.
  7. Cliquez sur "Démarrer" sur le logiciel VIA et l'image de l'artère pendant 2 min. Suite à cela, appuyez sur «Gonfler» sur le logiciel VIA et simultanément gonfler le brassard de pression artérielle placé autour du poignet pour suprasystolic pressions (généralement au-dessus de 220 mmHg) pendant 5 min.
    NOTE: Le but de la manchette est à occlure le flux sanguin vers la main.
  8. Après 5 min, dégonfler le brassard de pression sanguine pour induire une hyperémie réactive, dans un récipient en bonne santé, stimulera la vasodilatation médiée par NO.
    REMARQUE: la dilatation de pointe peut se produire jusqu'à 180 sec suivante dégonflement du brassard, il est donc conseillé de continuer à enregistrer des diamètres vasculaires pendant 3 minutes après l'enlèvement du brassard.
  9. Après une période de repos de 10 min, re-localiser l'artère brachiale à l'aide du transducteur en réseau linéaire et enregistrer une lecture de référence 2 min Diamètre de la même manièrecomme étape 2.7.
  10. Puis demander au participant de placer un 500 ug sublinguale glycéryle trinitrate (GTN) comprimé sous la langue et de continuer à mesurer le diamètre de l'artère brachiale pendant encore 5 min. Après cette période, demander au participant de retirer le comprimé de GTN et de surveiller le participant pour se assurer qu'ils ne subissent pas les effets indésirables au médicament.
  11. Effectuer toutes les analyses de données hors ligne. Vingt-cinq points de données sont disponibles pour chaque seconde de l'évaluation; effondrer ces données dans une seconde époques dans Microsoft Excel. Exporter les données vers un logiciel d'analyse de signal numérique et filtrer avec un sec 3 filtre à moyenne mobile.
  12. Établir le diamètre de base de la 120 secondes de données avant le brassard inflation. Inspecter visuellement la région de base et d'exclure les artefacts. La moyenne des régions de référence restant à produire le diamètre de base.
  13. Pour l'analyse dilatation médiée par le flux (FMD), utiliser le logiciel pour analyser automatiquement le poste cuff-région de la déflation pour la dilatation de pointe et utiliser le curseur pour marquer ce pic pour une inspection visuelle. Si le pic a été mal identifié, utilisez le curseur pour sélectionner une région plus confiné dans laquelle le pic pourrait alors être identifié. Notez la valeur de crête que le diamètre de pointe.
  14. Pour les données de GTN, adopter une procédure identique à celle utilisée par la fièvre aphteuse, à l'exception de recherche pour la dilatation pic dans la région suite à la 5 min d'administration du médicament.
  15. Pour calculer la fièvre aphteuse% et GTN%, soustraire diamètre de base à partir du diamètre de pointe, diviser par le diamètre de base, puis multiplier par 100.
    NOTE: Dans notre laboratoire, le coefficient intra-observateur de variation est de 11% pour la fièvre aphteuse, et 12% pour GTN.

Epaisseur 3. intima-média carotidienne

  1. Demandez participant de se coucher confortablement sur un lit, et placez un oreiller sous la tête pour offrir un soutien à la nuque.
  2. Connectez l'électrocardiogramme (ECG) conduit à l'échographie Doppler et fixez-les ensuite sur le patient membres. Seul un tracé ECG de base est nécessaire, afin de placer les câbles appropriés sur la gauche et bras droit, et sur la cheville gauche.
  3. Préparer la machine à ultrasons en faisant défiler le menu '' et le réglage de la fréquence à 10 MHz et l'optimisation de profondeur (le réglage de profondeur recommandée est de 3 à 4 cm) et de gain paramètres. Ajustez les réglages de gain pour se assurer qu'il n'y a luminosité symétrique pour le mur près ou de loin du navire.
  4. Demandez participant de pencher la tête légèrement vers la gauche, et en utilisant la sonde linéaire, numériser l'artère carotide droite le long de toutes ses sections (commune, l'artère carotide interne et externe) en utilisant le plan de balayage longitudinal pour identifier la présence de plaques. Enregistrez les images qui se affichent aucune preuve de la plaque. Pour aider à identifier l'artère, chercher un point dans le récipient de bifurcation, car cela montre l'artère carotide commune bifurquant dans les artères carotides internes et externes.
  5. Pour la mesure of carotide épaisseur intima-média (cIMT), atteindre au moins trois images d'une section de l'artère carotide commune qui est libre de la plaque, et est une cm proximale à l'ampoule de la carotide. Atteindre toutes les images à la crête de l'onde R de l'ECG que cela correspond à la diastole ventriculaire et le moment où le navire est sous le moins de contrainte de cisaillement.
  6. Répétez les étapes 3.4 et 3.5 dans l'artère carotide gauche. Demandez au participant de pencher la tête légèrement vers la droite pour cette mesure.
  7. Pour aider à atteindre des images claires des murs proches et lointains, manipuler avec soin la sonde à ultrasons lors de l'évaluation à assurer que le navire est perpendiculaire au faisceau d'ultrasons. Atteindre cet objectif en changeant subtilement l'inclinaison et la rotation du transducteur le long avec des ajustements mineurs à la pression appliquée à l'angle proximale à distale (mouvement talon-pointe) de la sonde.
  8. Procéder à une analyse d'images indisponibles aide du logiciel Artère de mesure (AMS) pour détecter la boun vasculaireDary selon les lignes de Pignoli. Charger l'image à analyser, puis en utilisant le curseur, de créer une région d'intérêt dans une section du navire qui est libre de la plaque. Cliquez sur «détecter» sur le logiciel et enregistrer les valeurs affichées sur l'écran de CIMT et le diamètre de la lumière.
    NOTE: des lectures précises ne peuvent être obtenues à partir de la paroi loin, si ignorent lectures du mur près.
  9. Prenez trois mesures pour chaque côté, puis moyenne, ces donner l'cIMT moyenne pour le droit et les artères carotides gauche séparément. En outre, la moyenne cIMT des deux côtés pour donner l'ensemble cIMT.
    NOTE: Le coefficient de variation intra-observateur pour cette technique dans notre laboratoire est de 9%.
  10. Effectuer la mesure de toute la plaque en utilisant le même logiciel en marquant manuellement la plaque à l'aide du curseur. Cliquez sur 'classer' sur AMS pour calculer automatiquement l'échogénicité de la plaque et le grade en fonction de sa susceptibilité à la rupture. Cliquezsur la fenêtre "Caractéristiques Plaque" pour voir cette information.

Representative Results

Laser Doppler Imaging avec iontophorèse

Les médianes unités de flux sanguin après les laser Doppler imagerie scans d'une bonne santé d'âge moyen des femmes libres de CVD sont présentés dans la figure 1. Il y avait une augmentation marquée de la médiane flux sanguin à la fois pour l'acétylcholine et le SNP. Baseline flux de sang était de 48 unités de perfusion pour Ach, et 67 unités de perfusion pour SNP. Crête de flux de sang en réponse à l'ACh était de 455 unités de perfusion, et SNP 446 unités perfusion. Cela a donné respectivement une augmentation de 831% et 566% de la perfusion (par rapport au scénario de référence) pour ACh et le SNP. Les valeurs qui sont fournis sont très dépendants de l'équipement utilisé pour examiner flux sanguin cutané ainsi que les facteurs environnementaux.

dilatation médiée par le flux et la dilatation de glycéryle trinitrate médiation

La figure 2 montre la ligne de base et de pointe diamètres pour la fièvre aphteuse et des évaluations de GTN d'un jeune homme sain, exempt de maladies cardiovasculaires. Lediamètre de base de l'artère brachiale était de 3,0 mm pour les évaluations de la fièvre aphteuse et de GTN. Le diamètre de pointe dans le test de la fièvre aphteuse a été de 3,3 mm, tandis que pour l'évaluation de GTN, il était de 3,9 mm, ce qui correspond à une augmentation de 10 et 30% du débit sanguin respectivement, par rapport au scénario de référence.

Carotide épaisseur intima-média

La figure 3 montre l'artère carotide gauche d'un individu sain. Calcul des valeurs CIMT est réalisée en utilisant le logiciel de bord détection automatisée. Le cIMT dans le mur du fond était 0.83mm et le diamètre de lumière du vaisseau était 7.71mm. Les résultats de l'artère carotide droite dans le même individu étaient 0.87mm de CIMT et 7.80mm pour le diamètre de la lumière. Lorsque la moyenne de la lecture des deux côtés, cIMT était de 0,85 mm, et le diamètre de la lumière était 7.76mm.

Figure 1
Figure 1. Changes en flux de sang en réponse à l'imagerie laser Doppler avec iontophorèse. Après l'achèvement d'une base scannent pour mesurer base flux de sang, 10 balayages (scanner 1-10) avec iontophorèse d'acétylcholine et le SNP en utilisant un courant de 30 uA électriques ont été effectuées. Après iontophorèse, deux balayages de récupération ont été effectuées. ACh = acétylcholine; SNP = nitroprussiate de sodium.

Figure 2
Figure 2. médiée par le flux et glycéryle trinitrate dilatation médiée. Le graphique affiche le diamètre de référence et une nette augmentation des diamètres de pointe suite à l'application des stimuli de dilatation médiée trinitrate médiée par le flux et le glycérol. FA = dilatation médiée par le flux; GTN = trinitrine médiation dilatation.

Figure 3
Figure scan 3. L'échographie de l'artère carotide. Une échographie de l'artère carotide gauche est représenté avec une région d'intérêt placé 1 cm du bulbe carotidien (de point de bifurcation). Se il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure .

Discussion

La présente manuscrit en détail la méthode de plusieurs évaluations distinctes de la fonction vasculaire et de morphologie qui peuvent être exécutées dans le système vasculaire périphérique. Chaque évaluation fournit des informations sur les différentes étapes de l'athérosclérose, et aider à caractériser le profil vasculaire de différents territoires vasculaires.

Nous avons précédemment rapporté que la fonction endothéliale microvasculaire est indépendant de grande fonction endothéliale navire dans une population de patients atteints de polyarthrite rhumatoïde à un risque accru de maladies cardiovasculaires 39. En outre, les évaluations de la fonction vasculaire et la morphologie sont aussi indépendantes l'une de l'autre dans le même groupe de patients et chez les patients atteints de MCV 40,41. Ces résultats peuvent se expliquer par l'hétérogénéité de la fonction et la structure des cellules endothéliales dans différents territoires vasculaires 38, ainsi que d'un décalage dans le temps possible pour la progression des altérations fonctionnelles à morphologiqueDes anomalies dans la cuve. Une étude menée par Hashimoto et ses collègues 42 a révélé que plusieurs participants avec l'athérosclérose avaient diminué les valeurs de la fièvre aphteuse mais des valeurs normales CIMT. Ces résultats suggèrent que l'examen de l'athérosclérose subclinique en utilisant une variété de méthodes est important de déchiffrer les effets globaux de CVD.

L'importance de la microvascularisation dans la santé et la maladie gagne une attention croissante dans la littérature médicale. Les microvaisseaux forment une surface beaucoup plus grande que les grands navires qui les rend cibles importantes pour les dommages causés par les stimuli nuisibles 43. Il a été émis l'hypothèse que les microvaisseaux pourraient être la principale source de médiateurs inflammatoires qui infiltrent l'endothélium des gros navires conduisant à la formation de la lésion 43. Chez les diabétiques de type II, une maladie microvasculaire précède souvent grande maladie des vaisseaux 44, et dans d'autres populations présentant un risque accru de maladies cardiovasculaires telles que la polyarthrite Arthritis, les interventions qui réduisent le risque de maladies cardiovasculaires améliorer microvasculaire, mais pas grand navire, la fonction endothéliale 45,46. Collectivement, ces résultats suggèrent que l'examen de la fonction microvasculaire peut aider à comprendre les mécanismes complexes qui déclenchent l'athérosclérose.

Dans le présent travail, évaluation de la fonction endothéliale microvasculaire a été réalisée en utilisant LDI avec iontophorèse d'agents vasoactifs. Plusieurs autres évaluations peuvent être utilisés pour évaluer la fonction microvasculaire y compris capillaroscopie périunguéale et occlusion veineuse pléthysmographie. Cependant, l'ancienne évaluation fournit des informations sur la morphologie microvasculaire seulement, alors que celui-ci est long et, dans certains protocoles envahissantes en raison de l'administration d'agents vasoactifs intra-brachial 1. En revanche, LDI offre une approche simple, temps efficace pour mesurer la perfusion microvasculaire des vaisseaux sanguins de la peau en réponse à des agents vasoactifs qui sont administrés non-invasvement. La mesure de la circulation sanguine de la peau a gagné l'acceptation répandue dans la littérature en raison de sa facilité d'accès et la forte corrélation avec établies CVD 12. En outre, l'avantage de LDI par rapport aux autres techniques Doppler tels que laser Doppler débitmétrie, est qu'il peut simultanément numériser plusieurs points dans une zone donnée et peut donc tenir compte des artefacts de mouvement cellulaires et les différences spatiales de la circulation sanguine de la peau, qui peuvent tous deux affecter la perfusion de la cuve 47,48.

Malgré les avantages évidents de l'iontophorèse, il est important de noter que la vasodilatation induite courant (CIV) de iontophorèse peut confondre les effets des agents vasoactifs particulièrement à la cathode. Le choix du véhicule pour la livraison de la drogue pourrait aider à réduire cet effet, avec du chlorure de sodium à 0,5% (comme dans le protocole actuel) efficace pour limiter CIV 18. En outre, l'utilisation de chambres de plus grand diamètre et une faible actu électriqueloyers (tel qu'il est utilisé dans le protocole actuel) tous aident à réduire CIV 18. Utilisation d'un site de contrôle a également été recommandé 12. Facteurs biologiques et comportementaux peuvent également affecter la fiabilité et la répétabilité de la technique. Par exemple, une variation circadienne et le tabagisme ont été montré à influer sur la fonction endothéliale microvasculaire 49,50. Conditions d'enregistrement strictes doivent être respectées afin d'obtenir des résultats précis et des lignes directrices établies doivent être suivies lors de la conception des protocoles 12.

Mesure de la fièvre aphteuse et la dilatation médiée par GTN fournit des informations sur la dysfonction endothéliale dans les gros vaisseaux sanguins, et est largement utilisé dans la recherche vasculaire non-invasive. La technique de la fièvre aphteuse fournit des informations de substitution sur la biodisponibilité du NO et est un marqueur pronostique utile d'événements cardiaques dans différentes populations cliniques 7-9. Dans le présent travail, le protocole présenté les comptes pour la plupart des facteurs quisont nécessaires pour une stimulation adéquate de NO médiée vasodilatation 25. Par exemple, le ballonnet d'occlusion est placé en aval de la sonde à ultrasons autour du poignet et 27, la durée d'ischémie est de 5 min et 26 on a laissé suffisamment de temps pour enregistrer le diamètre "vrai" de crête suivant l'hyperémie réactive 28. Malheureusement, le protocole ne comprenait la caractérisation du profil de contrainte de cisaillement que le logiciel de détection automatique de bord n'a pas permis à l'enregistrement simultané du diamètre du vaisseau et le signal de vitesse de l'onde de pouls. Le calcul de la contrainte de cisaillement est partie intégrante de la mesure précise de la fièvre aphteuse 26 et nous a recommandé que, où des groupes de recherche possibles, vasculaires utilisent un logiciel qui permet de telles mesures soient effectuées.

Les évaluations de la fièvre aphteuse et la dilatation de GTN-médiation sont également sensibles aux variations environnementales et biologiques 24, que de petits changements de diamètre vasculaire peutsusciter de grandes réponses fièvre aphteuse / GTN. Par exemple, les valeurs typiques de la fièvre aphteuse pour les participants sains varie de 5 à 10% 51, ce qui correspond à 0,25 - 0,5 mm de changement de diamètre artériel pour une artère d'un diamètre de 5 mm. Compte tenu de ces petits changements au diamètre artériel, une attention particulière doit être accordée aux facteurs techniques et biologiques qui peuvent influencer la mesure. En effet, la fièvre aphteuse peut être affectée par une variété de facteurs biologiques et comportementaux tels que l'activation sympathique 52, la privation de sommeil 53, la consommation de caféine 54, 55 fumeurs, thérapie antioxydante 56 et moment de la journée 57. En conséquence, il est important de contrôler ces facteurs en utilisant des informations à partir de 24,25 lignes directrices établies.

Évaluation de l'athérosclérose subclinique avancé, mais a été fait en utilisant cIMT. La technique a été utilisée dans plusieurs populations cliniques et fournit beaucoup de détails sur St artérielleructure par rapport à des techniques plus sophistiquées telles que l'imagerie par résonance magnétique 34. Comme pour les autres techniques vasculaires, la mesure de cIMT nécessite un examen attentif des facteurs techniques qui peuvent affecter la mesure. Généralement, cIMT doit être effectuée dans les zones libres de la plaque, dans le mur du fond de l'artère carotide commune. Similaires à la fièvre aphteuse, la mesure de CIMT est effectuée en utilisant l'échographie haute résolution et est donc très dépendant utilisateur. Rapporté coefficient de variation (CofV) gamme de 2,4 à 18,3% 58, tandis que pour la fièvre aphteuse, il est de 1 à 84% 59. Toutefois, même lorsque les deux techniques sont réalisées par les échographistes compétentes avec des facteurs externes bien contrôlée, il reste un CofV 58,60,61 élevé. Une raison à cela pourrait être que l'analyse des frontières vasculaires sont effectuées en utilisant des méthodes manuelles 60,61. Une telle analyse peut réduire la fiabilité comme des artefacts d'imagerie telles que les fausses frontières, le bruit de la ultrasound signaux, et la distorsion des navires peuvent affecter l'interprétation de l'image 22.

Les développements récents dans le logiciel continue bord détection automatisée ont grandement amélioré la détection des limites vasculaires murales 21,22. Dans la présente étude, les logiciels VIA a été utilisé pour mesurer le diamètre de l'artère brachiale la, tandis que AMS a été utilisé pour détecter cIMT. L'utilisation de ces logiciels permet de réduire considérablement la dépendance de l'opérateur, mais dans le cas d'AMS, un certain degré de contrôle de l'opérateur est toujours disponible dans les situations où la qualité de l'image peut être médiocre 62. Les laboratoires qui utilisent un logiciel automatisé de détection de bord ont généralement tendance à avoir une faible CofV 58,63,64, il devrait donc être l'objectif de tous les laboratoires de recherche vasculaires d'intégrer la mesure automatisé des frontières vasculaires afin d'assurer l'exactitude des résultats. Ce est aussi une bonne pratique de communiquer les résultats des études de reproductibilité pour les protocoles spécifiques lors de la publication des résultats de l'étude.

6-9, il ya encore un manque d'études qui ont examiné la relation entre la fonction endothéliale pauvres et les résultats indésirables cardiovasculaires tels que l'infarctus du myocarde et accident vasculaire cérébral. D'autres études prospectives sont nécessaires pour répondre à ces préoccupations. Une autre limitation est l'utilisation d'opérateurs humains pour effectuer les évaluations et effectuer l'analyse. Cela introduit une source potentielle de biais; cependant, cela peut être limitée par l'opérateur aveuglant les résultats ou faire en sorte que le lecteur est différent de l'opérateur. Ilest également important de se assurer que le lecteur suit un protocole normalisé pour l'analyse des données, de sorte que toutes les données sont analysées régulièrement.

En résumé, le présent manuscrit fournit des informations détaillées sur les étapes méthodologiques nécessaires pour effectuer avec succès les évaluations de microvaisseaux et la fonction endothéliale grands navires ainsi que la morphologie vasculaire de la circulation périphérique. Lorsqu'ils sont utilisés ensemble, les évaluations fournissent des informations globales sur les différentes étapes de l'athérosclérose. D'autres études prospectives examinant le rôle de diagnostic potentiel de ces techniques sont garantis.

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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