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Medicine

内皮機能の超音波評価：フロー依存性血管拡張テストの技術ガイドライン

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

Summary

The flow mediated dilation (FMD) test is the most commonly utilized, non-invasive, ultrasound assessment of endothelial function in humans. Although the FMD test has been related with the prediction of future cardiovascular disease and events, it is a physiological assessment with many inherent confounding factors that need to be considered.

Abstract

心血管疾患は死亡率の主要な原因と世界中の障害の主要な原因です。血管内皮の機能不全は、血管拡張と血管収縮物質のバランスに破壊によって主に特徴づけられる病的状態であり、アテローム性動脈硬化性心血管疾患の発症に重要な役割を果たすことが提案されています。したがって、ヒトにおける内皮機能の正確な評価は、より優れた複数の心臓中心の病状の病因を理解するのに役立つ可能性が重要なツールを表します。

過去25年にわたって、多くの方法論的アプローチは、ヒトの内皮機能の評価を提供するために開発されてきました。 1989年に導入され、FMD検査は、一酸化窒素産生と上腕動脈の血管拡張を促進する前腕の閉塞およびその後の反応性充血を内蔵しています。 FMD検査は、現在最も広く利用されている、非侵襲性、ultrですasonicヒトにおける内皮機能の評価とは、将来の心血管イベントに関連しています。

FMD試験は臨床的有用​​性を持つことができるが、それを考慮する必要があるいくつかの交絡因子を継承している生理的な評価です。この記事では、生理学的および技術的な問題を最小限に抑え、評価の精度と再現性を向上させるために推奨される方法論を含めFMDを決定するための標準化されたプロトコルについて説明します。

Introduction

心臓血管疾患は、世界中で罹患率および死亡率の主な原因です。血管内皮の機能不全は、複数の血管関連疾患1の開発に向けた初期段階を表しています。したがって、ヒトにおける内皮機能の正確な評価は、病気の治療や予防の有効性を向上させることの究極の目標で、複数の心血管病変の病因を理解するのに役立つ可能性が重要な技術を表しています。

内皮

内皮細胞は、一酸化窒素（NO）、プロスタサイクリン、エンドセリン、内皮細胞増殖因子、インターロイキン、およびプラスミノーゲンインヒビター2のような多数の血管作動性物質を合成する細胞の単層です。このような因子は、血液流動性、血管緊張、血小板凝集、血漿成分と血管壁INFLの透過性を調節するために内皮の機能に貢献しますammation 2-4。さらに、NOは血管拡張を促進し、内皮の完全性を維持する上で重要な抗動脈硬化的な役割を果たしています。 NOは、組織への酸素の送達およびそれらの代謝需要3,5間の平衡を制御することによって血管のトーンと直径を調節します。複数の内因性、外因性、および内皮にL-アルギニン6,7からNOを合成するNO合成酵素（eNOSの）を誘発しない機械的刺激因子があります。最も顕著な機械的刺激は、せん断応力です。壁せん断応力は、NO産生とその後の平滑筋弛緩4で、その結果、eNOSのより多くの活性化に貢献しています。そのためNO生物学的利用能の低下は、多くの場合、内皮機能不全8の尺度として使用されます。

内皮機能不全

血管拡張剤および血管収縮薬の要因との間の不均衡は、機能不全の内皮2につながります。また、relea炎症性メディエーターおよび変更された局所せん断力のSEは、内皮由来の反応性酸素種（ROS）の合成を高めることができます。のみならず、シグナリングレドックスのこのアップレギュレーションは、内皮の完全性を変更し、NO 9の合成を減少させ、それは追加のフリーラジカルの直接産生をもたらすのeNOSを切り離すことができます。最終的には、NOバイオアベイラビリティのこの改善は、血管収縮、血管硬化、および減少した動脈の伸展性4を促進します 。

内皮の機能障害の程度は、とりわけ、高血圧10、アテローム性動脈硬化症11、虚血性脳卒中12、糖尿病13、子癇前症14または腎臓疾患15のようないくつかの病態の重症度と関係しています。したがって、だけでなく、時間をかけて血管内皮機能の変化を評価するための広大な関心があるだけでなく、治療的介入を以下に示します。種々の方法がために使用されています内皮機能の臨床評価の両方侵襲的冠動脈および末梢循環19（心臓カテーテルおよび静脈閉塞プレチスモグラフィ3,16）と、非侵襲的に（流れ媒介の拡張、橈骨動脈眼圧測定とパルス輪郭分析4,17,18）。

フロー依存性血管拡張

フロー媒介拡張（FMD）は、内皮機能の非侵襲性超音波評価であり、血管の健康問題の発症と相関しています。 1989年20の創業以来、FMDは、広く人間19,21,22で主にNO媒介内皮機能を評価するための信頼性の高い、in vivo法として利用されてきました。確かに、上腕動脈FMD検査は他の侵襲的技術23、数多くの調査に関連している口蹄疫と心血管傷害24,25ようINDIVIの間に強い逆の関係を記載していますより多くの血管病態を呈する低いFMD 25と双対。したがって、これらのデータは、無症候性の被験者26-30将来の心血管疾患に関連するこの技術が提供できる予後情報を強調する。

FMD試験中、上腕動脈の直径を連続的にベースライン時と前腕の循環停止のリリース後に測定されています。カフ放出されると、誘導された反応性充血はNO放出とその後の血管拡張19,31を媒介しないせん断応力の増加を促進します。 FMDはベースライン時の直径（FMDの％）と比較してカフのリリース後の動脈直径増加パーセントとして表現さ​​れます。

この手法で増加臨床関心にもかかわらず、FMDの試験は、生理的な評価であり、したがって、いくつかの変数は、ヒトにおける内皮機能の正確な評価を行うために考慮される必要があります。このArticleは、標準化されたプロトコルとFMD検査の精度、再現性および解釈を改善するための技術的および生物学的な問題を最小限にするための推奨方法を説明します。

Protocol

注：以下のFMDの手順を日常統合血管や運動生理学（LIVEP）の研究室で血管評価研究中に行われます。すべての手順は、ヘルシンキ宣言の原則に従い、ジョージアリージェンツ大学で治験審査委員会によって承認されました。すべての参加者は、参加前に書面による同意を得た目的や手法のリスクの可能性を知らされた。 図1は、上腕動脈FMDの超音波評価のために考慮されるべき重要な要素の概略?…

Representative Results

明らかに健康コホート群からのベースライン特性は、統合血管と運動生理学（LIVEP）の研究室で行われFMD検査の最も一般的な変数は、表2に示されている表1に提示されている。以下の変数がメインFMDパラメータと考えられています公開されたFMDチュートリアル4とガイドライン36によって分析します。 <p class="jove_content" fo:keep-…

Discussion

1989 20に導入され、FMDの試験が広く内皮機能の非侵襲的測定としてヒトに用いられてきました。 FMDは、将来の血管関連疾患のリスク19,52,53を予測することが示されていない、低いFMD値は強く心血管障害24,25,54と相関することを示してきました。内皮機能を評価するための他の技術、両方の侵襲（冠動脈造影）と非侵襲的に（静脈プレチスモグラフィと指プレチスモグラ…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

著者は、私たちがFMD試験を用いて内皮機能を評価している中で、私たちの研究に参加した多くの被験者や患者に感謝したいと思います。

Materials

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 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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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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