Ultralyd Vurdering av endotelfunksjon: En teknisk Guideline av Flow-mediert dilatasjon Test

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

Hjerte- og karsykdommer er den primære årsaken til dødelighet og en viktig årsak til uførhet på verdensbasis. Dysfunksjon i det vaskulære endotel er en patologisk tilstand som kjennetegnes hovedsakelig ved en forstyrrelse i balansen mellom vasodilaterende og vasokonstriktor stoffer og er foreslått å spille en viktig rolle i utviklingen av aterosklerotisk kardiovaskulær sykdom. Derfor representerer en presis evaluering av endotelfunksjon hos mennesker et viktig verktøy som kan hjelpe bedre forstå etiologi av flere cardio-sentriske patologier.

I løpet av de siste tjuefem årene har mange metodiske tilnærminger blitt utviklet for å gi en vurdering av endotelfunksjon hos mennesker. Introdusert i 1989, inkorporerer FMD test en underarm okklusjon og påfølgende reaktiv hyperemi som fremmer nitrogenoksid produksjon og vasodilatasjon av brakialarterien. Den FMD test er nå den mest benyttet, non-invasiv, UltrAsonic vurdering av endotelial funksjon hos mennesker og har blitt assosiert med fremtidige kardiovaskulære hendelser.

Selv om FMD testen kunne ha klinisk nytte, er det en fysiologisk vurdering som har arvet flere konfunderende faktorer som må vurderes. Denne artikkelen beskriver en standardisert protokoll for å bestemme FMD inkludert den anbefalte metoden for å minimere de fysiologiske og tekniske problemer og forbedre presisjon og reproduserbarhet av vurderingen.

Introduction

Kardiovaskulær sykdom er den ledende årsak til morbiditet og dødelighet over hele verden. Dysfunksjon av det vaskulære endotelet representerer en innledende fase til utvikling av flere vaskulære relaterte sykdommer ^1. Derfor, en nøyaktig vurdering av endotelial funksjon hos mennesker representerer en viktig teknikk som kan bidra til å forstå etiologien av flere kardiovaskulære patologier, med det endelige mål å forbedre effektiviteten av behandlingen og forebygging av sykdom.

endotelet

Endotelet er et monolag av celler som syntetiserer mange vasoaktive substanser, så som nitrogenoksid (NO), prostacykliner, Endotelin, endotelial cellevekstfaktor, interleukiner og plasminogen-inhibitorer ^2. Slike faktorer bidrar til endotelet funksjon for å regulere blod fluiditet, vaskulær tone, blodplateaggregasjon, permeabilitet av plasmakomponenter og beholderveggen inflinflammasjon ^2-4. I tillegg spiller NO en viktig anti-aterogene rolle i å fremme vasodilatasjon og opprettholde endothelial integritet. NO regulerer fartøyet tone og diameter gjennom regulere likevekten mellom levering av oksygen til vevet og deres metabolske krav ^3,5. Det er flere endogen, eksogen, og mekaniske stimulatorer faktorer som induserer endotelial NO syntase (eNOS) som syntetiserer NO fra L-arginin ^6,7. Det mest bemerkelsesverdige mekaniske stimulus er skjærspenningen. Wall skjærspenning bidrar til økt aktivering av eNOS, noe som resulterer i NO produksjon og påfølgende glatt muskelavslapning ^4. Av den grunn reduksjonen i NO biotilgjengelighet er ofte brukt som et mål på endotelial dysfunksjon ^8.

endotel dysfunksjon

Ubalansen mellom vasodilaterende og vasokonstriktor faktorer fører til en dysfunksjonell endotel ^2. I tillegg release av inflammatoriske mediatorer og endrede lokale skjærkrefter kan øke syntesen av endoteliale avledet reaktive oksygenarter (ROS). Denne oppregulering i redoks-signalisering ikke bare endrer integriteten til endotelet og reduserer syntesen av NO ^9, kan det frakople eNOS kan føre til direkte produksjon av ytterligere frie radikaler. Til slutt, denne forbedring i NO biotilgjengelighet fremmer vasokonstriksjon, vaskulær stivhet og redusert arteriell utvidelsesevne ^fire.

Graden av dysfunksjon av endotel er blitt knyttet sammen med alvorligheten av flere patologiske tilstander som hypertensjon ^10, aterosklerose ^11, iskemisk slag ^12, diabetes ^13, preeklampsi ¹⁴ eller nyresykdommer ¹⁵ blant andre. Derfor er det er stort interesse å ikke bare vurdere endringer i endotelfunksjon over tid, men også følgende terapeutiske intervensjoner. Forskjellige metoder har blitt anvendt forden kliniske vurderingen av endotelfunksjon både invasiv (hjertekateterisering og venøs okklusjon plethysmography ^3,16) og ikke-invasiv (flow mediert dilatasjon, radial arterie Tonometri og puls kontur analyse ^4,17,18) i krans og perifere opplag ^19.

Flow-mediert dilatasjon

Strømnings mediert dilatasjon (FMD) er en ikke-invasiv ultralydevaluering av endotelial funksjon og har blitt korrelert med utviklingen av vaskulære helseproblemer. Siden starten i 1989 ^20, har FMD blitt mye brukt som en pålitelig, in vivo metode for å evaluere hovedsakelig NO-mediert endotelfunksjon hos mennesker ^19,21,22. Faktisk har brakialarterien FMD test vært forbundet med andre invasive teknikker ²³ og en rekke undersøkelser har beskrevet en sterk invers sammenheng mellom FMD og kardiovaskulær skade ^24,25 slik at indisoner med mer vaskulær patologi utstillings en ​​lavere FMD ^25. Følgelig er disse dataene understreker prognostisk informasjon som denne teknikken kan gi så det gjelder fremtidig kardiovaskulær sykdom hos asymptomatiske individer ^26-30.

Under FMD test, er diameteren brakialarterien kontinuerlig målt ved baseline og etter utgivelsen av en sirkulasjons arrestasjon av underarmen. Ved cuff utgivelsen, fremmer indusert-reaktive hyperemia en økning i skjærspenninger mediert NO utgivelsen og påfølgende vasodilatasjon ^19,31. FMD er uttrykt som prosent økning i arterielt diameter etter utgivelsen av mansjetten sammenlignet med diameteren i utgangspunktet (FMD%).

Til tross for den økende klinisk interesse i denne teknikken, er det FMD test en fysiologisk vurdering og derfor flere variabler som må vurderes for å foreta en nøyaktig vurdering av endotelial funksjon hos mennesker. Dette errtikkel beskriver en standardisert protokoll og den anbefalte metoden for å minimere de tekniske og biologiske forhold for å bidra til å forbedre nøyaktigheten, reproduserbarhet og tolkning av FMD test.

Protocol

MERK: Følgende FMD prosedyren vanligvis utføres i løpet av vaskulære vurdering studier i laboratoriet for Integrative Vaskulær og Exercise Physiology (LIVEP). Alle prosedyrer fulgt prinsippene i Helsinkideklarasjonen, og ble godkjent av Institutional Review Board ved Georgia Regents University. Alle deltakerne ble informert om formålet og mulig fare for teknikken før skriftlig samtykke til deltakelse ble oppnådd. Figur 1 viser en skjematisk oversikt over de grunnleggende elementene som bør vurderes for ultralyd vur…

Representative Results

Baseline karakteristikker fra en tilsynelatende frisk kohort gruppe er presentert i tabell 1. De vanligste variabler av FMD tester utført i laboratoriet for Integrative Vaskulær og Exercise Physiology (LIVEP) er presentert i tabell 2. Følgende variabler er ansett som de viktigste FMD parametere analysere av de publiserte FMD tutorial 4 og retningslinjer 36. Baseline og…

Discussion

Introdusert i 1989 ^20, har FMD testen har blitt mye brukt i mennesker som en ikke-invasiv måling av endotelial funksjon. FMD har ikke bare vist seg å forutsi fremtiden vaskulær relaterte sykdomsrisiko ^19,52,53, har lavere FMD verdier vært show å sterkt korrelert med hjerte- og nedskrivninger ^24,25,54. Selv om det finnes andre teknikker for å bedømme endotelial funksjon, både invasiv (koronar angiografi) og en ikke-invasiv (venøs pletysmografi og finger pletysmografi), har FMD v?…

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