Einen methodischen Ansatz, um Nicht-invasive Assessments der Gefäßfunktion und Morphologie

Published: February 7, 2015 doi: 10.3791/52339

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

Introduction

Das Endothel ist die innerste Auskleidung des Gefäßsystems und bei der Aufrechterhaltung der vaskulären Homöostase über die Regulierung einer Vielzahl von vasoaktiven Prozessen beteiligt. Störung auf diese Verfahren kann das Schiff zu Arteriosklerose begünstigen und das Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen (CVD) ¹ zu erhöhen. Periphere Endothelfunktion ist ein guter Indikator der frühen Abnormalitäten in der Gefäßwand ^2. Darüber hinaus Maßnahmen der peripheren Endothelfunktion wurde gezeigt, dass koronaren Endothelfunktion ^3-5 reflektieren, und als solche sind als gute Prädiktoren für kardiovaskuläre Erkrankungen ^6-9 betrachtet. Dies ist vielleicht nicht verwunderlich, da die Atherosklerose ist nun allgemein sehr beliebt, um eine systemische Erkrankung ¹⁰ sein. Die Bewertung der peripheren Endothelfunktion der Regel quantifizieren die gefäßerweiternde Reaktion des Schiffes auf einen spezifischen Stimulus, mit einer Dämpfung des säumigen Antwort Hinweis auf EndothelzellenDysfunktion ¹¹ und kann in verschiedenen Gefäßbetten gemessen werden. Die Bewertung der fortschrittlichen Strukturveränderungen im Behälter kann durch Ultraschalluntersuchung der Intima-Media-Dicke charakterisiert werden.

In der Mikrozirkulation, können Laser-Doppler-Flussmessung (LDF) und Laser-Doppler-Bildgebung (LDI) mit Iontophorese von gefäßerweiternden Agonisten nützliche Informationen über die mikrovaskuläre Perfusion ¹² liefern. Beide Techniken messen die Doppler-Verschiebung von sich bewegenden roten Blutkörperchen die durch Streulicht. Perfusion wird als Blutfluss statt Blutfluss (ml / min) dargestellt ist, mit Blutflusses reflektiert durchschnittlichen roten Blutzellgeschwindigkeit und Konzentration. Die Messung der Blutfluss linear mit der tatsächlichen Blutfluss ¹³ verbunden. Die Beurteilung der LDI bietet erhebliche Vorteile gegenüber LDF, denn im Gegensatz zu LDF, LDI kann über ein riesiges Gebiet zu scannen was einem Anteil von Heterogenität in der Durchblutung der Haut und die Erhöhung der Reproduzierbarkeit der Technik12.

Der Reiz für die Erhöhung des Blutflusses während der LDI durch Iontophorese Vasodilator Agonisten Acetylcholin (ACh) und Natriumnitroprussid (SNP), die Endothel-abhängige und Endothel-unabhängige Funktion zu beurteilen bzw. in die Haut mit Hilfe eines schwachen elektrischen Strom ¹⁴ vorgesehen. Sobald durch die Haut bindet ACh Zell Muscarinrezeptoren Lösen der Vasodilatator Stickstoffmonoxid (NO) Endothelzellen. Die Verwendung von SNP aktiviert direkt glatten Muskelzellrezeptoren für maximale Vasodilatation des Gefäßes und Prüfung von glatten Muskelzellen Integrität ¹⁵ ermöglichen. Es besteht eine gewisse Unsicherheit darüber, ob ACh-vermittelten Dilatation beinhaltet NO überhaupt, wie ACh können nicht NO Wege wie Cyclooxygenase-vermittelte Signalwege ¹² zu stimulieren. Dennoch haben wir bereits berichtet, dass SNP ACh und Antworten sind in Patientengruppen mit erhöhtem Risiko für CVD ¹⁶ beeinträchtigt und dass Übung Interventionen bekannt, KEINE b verbessernioactivity auch verbessern ACh-vermittelte Blutfluss mit LDI ^17. Das Fahrzeug für den Transport der Wirkstoffe in die Haut Mikrogefäße enthalten oft Natriumchlorid oder VE-Wasser ^18,19. Mikrovaskuläre endotheliale Funktion kann über verschiedene Ansätze, mit kutanen Gefäß Leitfähigkeit quantifiziert werden - ein Produkt des Flusses geteilt durch arteriellen Druck, in Studien eingesetzt, wenn der Blutdruck kann sich über ändern Sie die Studiendauer (dh während des Trainings oder antihypertensive Behandlung) ^12. Eine andere häufig verwendete Quantifizierung ist es, die Fläche unter der Kurve für den Blutfluss berechnen oder drücken die prozentuale Erhöhung der Fluss von der Grundlinie. Es ist wichtig zu beachten, dass es keine festgelegten Richtlinien für die Präsentation von Daten, aber Ermittler sollten einen Ansatz, der eine gute Reproduzierbarkeit zeigt zu nutzen.

In der großen Gefäße, sind flussvermittelte Dilatation (FMD) und Glyceryl-Trinitrat vermittelten Dilatation (ATA) zu beurteilen, durchgeführts Endothel-abhängige und Endothel-unabhängige Funktion bzw. ^20. FMD wird typischerweise in der Oberarmarterie, wo eine Manschette verwendet wird, um den arteriellen Blutstrom für 5 min durchgeführt zu verschließen; Freigabe der Manschette bewirkt eine plötzliche Erhöhung der Durchblutung (reaktive Hyperämie) durch die Brachialarterie was schubspannungsabhängige Dilatation des Gefäßes. Die Baseline-und Post-Manschette Release Durchmesser werden durch Ultraschall-Bildgebung des Schiffes mit anschließender Beurteilung der Gefäßdurchmesser quantifiziert geführt manuell ²⁰ oder mit automatisierten Kantenerkennungssoftware ^21,22. Der Einsatz von GTN hilft zu bestimmen, ob Abnormalitäten in Vasodilatation auf einen Verlust an Muskelzellintegrität glatte oder beeinträchtigter Freisetzung von NO aus Endothelzellen ²³ sind. Maul- und Klauenseuche und GTN werden als die prozentuale Erhöhung der Post-Stimulus-Gefäßdurchmesser relativ zur Grundlinie Durchmesser ausgedrückt.

Die richtige Einschätzung der MKS erfordert eine Reihe vonwichtige Überlegungen im Studienprotokoll ^24,25. Die Dauer der Okklusion Manschette sorgfältig zeitlich abgestimmt werden; 5 min von Manschettenverschluss reicht für NO-vermittelten Dilatation Weile Manschette Okklusion führt zu nicht-NO-vermittelten Dilatation ^26. Ähnlich Platzierung der Okklusionsmanschette um das Handgelenk und distal von der Ultraschallsonde überwiegend ruft NO-vermittelte Dilatation, während Manschette bei am Oberarm und proximal zur Sonde nur teilweise stimuliert NO ^27. Es ist auch wichtig, um Spitzen Dilatation folgenden Manschettenentleerung über einen längeren Zeitraum, da die Messung der Spitzendurchmesser innerhalb der ersten 60 Sekunden nach Manschettenentleerung um 25 MKS unterschätzen messen - 40% ^28. Tatsächlich ist ein Zeitraum von 180 sec Wahrscheinlichkeit der Erfassung wahren Spitzendurchmesser ausreichend zu sein, wobei die meisten Spitzenwerte innerhalb der ersten 120 s ²⁸ auftritt.

Die Anregung für MKS beinhaltens die Produktion von Scherspannung, die spezifischen endothelialen Rezeptoren aktiviert, um die NO ²⁹ freizugeben. Jedoch kann Schubspannung auch aktivieren, mehrere andere vasoaktiven Faktoren (von denen einige Vasokonstriktion verursachen) ^30, so dass es unerlässlich, dass die hervorgerufenen Scherbeanspruchung Reiz spiegelt Vasodilatation von NO Pfade ^26. Es ist auch wichtig, um die Scherbeanspruchung Stimulus während FMD ausmachen, mit der Berechnung der Schergeschwindigkeit (Geschwindigkeit / Durchmesser) als geeignetes Maß für die Scherbeanspruchung dienen, aber nicht notwendigerweise Reflexionsspitzenstrom ^31. Neueste physiologischen Empfehlungen legen nahe, dass die Schubspannung Profil sollte immer gekennzeichnet werden, wenn Ultraschallsysteme ermöglichen die gleichzeitige Messung der Pulswellengeschwindigkeit und aktive B-Bild im Duplex-Modus ^25.

Beurteilung der Halsschlagadern mit B-Mode-Ultraschall kann Informationen über die Intima-Media-Dicke (cIMT) und wurde zum ersten Mal described 1986 von Pignoli und Kollegen ^32. Beurteilung cIMT reflektiert Proliferation von glatten Muskelzellen in die Intima des Gefßes und ist ein nützlicher Indikator für klinische Ereignisse in eine Arteriosklerose ^33. Carotis Ultraschall oft vorher arteriellen Struktur besser als ähnliche Verfahren (wie der Magnetresonanztomographie oder radiographischen Beurteilung) ^34. Außerdem cIMT Mitarbeiter mit einer Reihe von klassischen CVD-Risikofaktoren wie Alter, Bluthochdruck, Fettstoffwechselstörungen und ^35. Änderungen an den Wänden der Arteria carotis werden üblicherweise durch eine Reduktion in NO Bioverfügbarkeit, die Entzündung in dem Behälter ³⁶ fördert initiiert. Die A. carotis communis, Arteria carotis interna und Karotisbifurkation Punkte können verwendet werden, um festzustellen, cIMT, da jede Website kann in ähnlicher Weise vorherzusagen, kardiovaskuläre Ereignisse ^37.

In dem vorliegenden Manuskript, bieten wir detaillierte Methodik zur Bewertung der microvascular Endothelfunktion (LDI mit Iontophorese), großes Gefäß Endothelfunktion (MKS und GTN) und vaskuläre Morphologie (cIMT). Atherosklerose ist ein mehrstufiges Verfahren, das mit einer endothelialen Dysfunktion beginnt und endet mit der Brenn atherosklerotischen Läsionen in den großen Arterien. Die Begründung für die Wahl der oben genannten Einschätzungen ist, dass sie die verschiedenen Stadien der Atherosklerose zu reflektieren und dabei helfen, die Heterogenität des Gefäßsystems ³⁸ zu berücksichtigen. Weiterhin haben wir früher gezeigt haben, daß in einer Population von Patienten mit einem erhöhten Risiko für CVD war mikrovaskulären endothelialen Funktion von großen Gefäß Endothelfunktion ³⁹ unabhängig und funktionellen Bewertungen waren strukturelle Beurteilung der Vaskulatur ⁴⁰ unabhängig. Daher kann die Gesamtbeurteilung des Gefäßsystems zu helfen, die verschiedenen Stadien der Atherosklerose zu entziffern.

Protocol

HINWEIS: Das Protokoll folgt Richtlinien von Human Research Ethics Committee Dudley Gruppe NHS Foundation Trust. Führen alle beschriebenen Techniken in einem temperaturgeregelten Labor (21-22 ^{° C),} mit einer stabilen Beleuchtung und Abwesenheit von Rauschen. Fragen Sie Personen, die sich um Einschätzungen von Essen, Trinken, Rauchen und Bewegung 12 Stunden vor dem Test zu unterlassen. Zurückhalten, vasoaktive Medikamente für mindestens 12 Stunden, wenn angemessen.

1. Laser-Doppler-Imaging mit Iontophorese

Schalten Sie Laser Doppler Imager (LDI) und lassen Sie den Scanner automatisch nach ca. 30 min zu stabilisieren. Starten Sie den LDI-Software und klicken Sie auf "Measurement" (Startbildschirm der Software wird dann ausgewiesen werden). Auf dem Startbildschirm, wählen Sie 'Ionto Protocol "in der Taskleiste am oberen Rand des Fensters.
Geben Sie manuell das Protokoll (der in unserem Labor verwendete Protokoll beinhaltet insgesamt 13 sDosen, mit elektrischem Strom zur iontophoretischen Verabreichung von Medikamenten vom Scan 2, um bei einer Spannung von 30 uA scannen 11). Set Scan 1 als Baseline werden ohne elektrischen Strom, und scannen 12 und 13 als Verwertung Scans auch ohne elektrischen Strom. Klicken Sie auf OK, um die Einstellungen zu bestätigen und zum Home-Bildschirm.
Fragen Sie Teilnehmer in einer halbliegenden Stuhl mit ihren Unterarm ruhen 90 Grad auf einem bequemen, festen Kissen entspannen, und legen Sie eine schwarze Unterlage unter den Unterarm.
HINWEIS: Die Matte hilft, Artefakt Messungen Hintergrundflächen des umgebenden Gewebes erzeugt begrenzen. Es ist wichtig, dass die Teilnehmer der Arm fest an dem Kissen angeschnallt, so daß es keine Bewegung gibt und zugehörige Artefakte.
Schließen Sie die Kabel-Stecker am anderen Ende jedes Plexiglaskammer mit der Iontophorese-Controller. Schließen Sie die Kammer, die eine 2,5-ml-Dosis von 1% Acetylcholin (ACh) zu dem Anodenanschluss der Iontophorese-Controller, und schließen Sie die zweite Kammereine 2,5 ml-Dosis von 1% Natrium-Nitroprussid (SNP) an die kathodenseitige Anschluss. Das Vermischen der beiden Wirkstoffe in der Kammer mit 0,5% Kochsalzlösung. Verbinden Sie die beiden Kammern auf der volaren Aspekt des Teilnehmers rechten Unterarm mit doppelseitigen Klebepads.
Umfassen die Kammern um 32 mm Deckgläsern um eine Leckage von Fluid zu verhindern.
Vor dem Starten des Scan, öffnen Sie das Fenster "Scanner-Setup" auf der oberen linken Ecke des Home-Bildschirm entfernt. Wählen Sie die "Video und Entfernung" und wählen Sie die Registerkarte "Auto Abstand" Funktion, um den Abstand des Scannerkopfes vom Teilnehmer Unterarm messen.
1. Nach Abschluss der automatischen Abstandsmessung, wählen Sie die Registerkarte "Image Scan" und bestimmen Sie den Bereich, der durch Klicken auf die Taste 'Mark' in der rechten unteren Ecke des Fensters eingescannt werden soll. Falls erforderlich, ändern Sie die Größe der Region von Interesse durch die manuelle Eingabe der Größe des Scanbereichs in die "Scanbereich &# 8217; Abschnitt in der Nähe des oberen Rand des Fensters. Sicherzustellen, dass die Region von Interesse enthält, den Durchmesser von jedem der Iontophorese Kammern und ist groß genug, um die Variabilität der Hautdurchblutung zu begrenzen.
Nach Abschluss der Beurteilung, speichern Sie die Datei. Öffnen Sie die Datei mit LDI Bildanalyse-Software zur Messung der Durchblutung führen.
1. Klicken Sie auf "Bilddurchsicht" auf der Haupt-Software-Fenster, und öffnen Sie die Bilddatei, die analysiert werden soll.
2. Verwenden Sie die Software, um eine Region von Interesse rund um den Außendurchmessern jeder Kammer markieren. Stellen Sie die Region von Interesse, so dass es auf dem Gebiet, in dem die Kammern anwesend waren richtig passt. Klicken Sie dann auf das Symbol "Statistik" und eine Spalte mit den mittleren Perfusion Einheiten für jede Kammer wird angezeigt. Beachten Sie die Grundlinie Perfusionseinheit sowie die höchste Perfusionseinheit von jedem der letzten 12 Scans für jede Kammer.
  HINWEIS: Diese Analysemethode istspezifisch für unser Labor; jedoch können auch andere Methoden verwendet werden, um Daten von dem Scan erhaltenen LDI exprimieren. Eine umfassende Übersicht finden Sie in Richtlinien von Roustit und Cracowski ¹² beziehen.
Um prozentuale Veränderung der Durchblutung in Reaktion auf ACh und SNP berechnen, subtrahieren Grundliniendurchblutung von der Spitze Perfusion, geteilt durch Basisdurchblutung und dann mit 100 multiplizieren.
HINWEIS: In unserem Labor haben Veränderungen der Durchblutung im Vergleich zum Ausgangs gute intra-observer Variationskoeffizient für ACh (7%) und SNP (6%) gezeigt.

2. Durchfluss vermittelten Dilatation und Glyceroltrinitrat-vermittelten Dilatation

Schalten Sie den Doppler-Ultraschallgerät und PC im Netzwerk, die Gefäßbildanalyse-Software (VIA).
HINWEIS: Der VIA-Software erfasst ein Live-Bild (mit 25 Bildern pro Sekunde) und gibt Auskunft über den Gefäßdurchmesser als auch die Qualität der Gefäßgrenzen durch die Ultraschallgerät erkannt. Otihre Software-Pakete zur Verfügung, die zusätzliche Funktionen und Einstellungen enthalten können. Es ist ratsam, Bedienungsanleitungen für spezifische Software konsultieren.
Fragen Sie Teilnehmer in einer halbliegenden Sessel entspannen und setzen ihr Arm auf einem bequemen Kissen, um ihre Seite, sondern in Höhe des Herzens. Legen Sie eine Blutdruckmanschette um den Teilnehmer Handgelenk.
HINWEIS: Der Patient sollte aufgefordert, den Arm so ruhig wie möglich zu halten, um Bewegungsartefakte während der Messung zu vermeiden.
Sichern Sie die Linearschallkopf von der Ultraschall-Maschine in einen stereotaktischen Klemme, und ziehen Sie die Klammer mit den Flügelmuttern, so dass der Ultraschallwandler in einer festen Position bleibt.
HINWEIS: Die Klemme wird sichergestellt, dass der Ultraschallwandler stabil bleiben, wenn das Blutgefäß befindet.
Auf dem Ultraschallgerät, blättern Sie in das "Menü" und stellen Sie die Scanfrequenz bei 5 MHz und optimieren die Tiefe (die empfohlene Tiefeneinstellung ist3,5 cm) und die Verstärkungseinstellungen an der Ultraschallgerät. Anpassen der Verstärkungseinstellungen, um sicherzustellen, dass es symmetrisch Helligkeit für die nahen und fernen Wand des Gefäßes.
Mit dem Linearschallkopf, suchen Sie die Arteria brachialis in der Regel 2 bis 10 cm über der Ellenbeuge in Längsscanebene zu finden ist. Nehmen Sie die Einstellungen, um die Bildqualität in dieser Phase zu klären. Um zur Ermittlung der Arterie, schalten Sie den Farb-Doppler zu helfen zeigen pulsierenden arteriellen Durchblutung und sie von kontinuierlichen venösen Blutfluss. Sehen Sie sich die Arteria brachialis horizontal über den Bildschirm; es sollte als zwei feste parallele Leitungen, durch einen klaren Bereich in getrennt zwischen den Linien, die das Lumen des Gefäßes darstellt erscheinen.
Damit der VIA-Software automatisch zu protokollieren Gefäßdurchmesser, mit dem Cursor, um einen vorbestimmten Bereich von Interesse erkennen und verfolgen Sie die Vorder- und Hinterwand der Arterie zu markieren.
HINWEIS: Die Größe der Region von Interesse sein kannerhöht oder verringert wird mit Hilfe der 'x' und 'y' Tasten am Haupt Software Bildschirms.
Klicken Sie auf "Start" auf der VIA-Software und Bild die Arterie für 2 min. Danach klicken Sie auf 'Pumpen' auf der VIA-Software und pumpen Sie die Blutdruckmanschette um das Handgelenk gelegt, um Druck suprasystolischem (in der Regel über 220 mmHg) für 5 min gleichzeitig.
HINWEIS: Der Zweck der Manschette ist, um den Blutfluss in der Hand zu verschließen.
Nach 5 Minuten wurde die Luft aus dem Blutdruckmanschette an reaktiven Hyperämie, die in einer gesunden Gefäß, sind vermittelte Vasodilatation stimulieren induzieren.
HINWEIS: Peak-Erweiterung bis zu 180 sec folgenden Manschettenentleerung auftreten, so empfiehlt sich die Aufnahme fortzusetzen Gefäßquerschnitte für 3 Minuten nach der Manschette Release ist.
Nach 10 Minuten Ruhezeit erneut suchen Sie die Oberarmarterie unter Verwendung des linearen Array-Schallkopf und nehmen einen Durchmesser Lesung 2 min Grundlinie auf die gleiche Weisewie in Schritt 2.7.
Dann fragen Sie die Teilnehmer, um eine 500 ug sublingual Glyceryl-(GTN) Tablette unter die Zunge legen und weiterhin die Oberarmarterie Durchmesser für weitere 5 min messen. Nach Ablauf dieser Frist, fragen Sie die Teilnehmer, die GTN Tablette zu entfernen und Überwachung der Teilnehmer sicherstellen, dass sie keine nachteiligen Auswirkungen auf das Medikament zu erleben.
Führen Sie alle Analyse von Daten offline. Fünfundzwanzig Datenpunkte für jede Sekunde der Beurteilung vorhanden; kollabieren diese Daten in einer Sekunde Epochen in Microsoft Excel. Exportieren der Daten in eine digitale Signalanalyse-Paket und das Filter mit einem 3 sec Gleitmittelungsfilters.
Stellen Sie die Basisdurchmesser von 120 Sekunden der Daten vor der Manschette-Inflation. Sichtprüfung der Basislinienbereich und verstehen sich inklusive Artefakte. Der Mittelwert der verbleibenden Basislinienbereiche, um die Basisliniendurchmesser herzustellen.
Für die flussvermittelte Dilatation (FMD) Analyse, die Software automatisch scannen die Post cuff-Deflation Region für Spitzen Dilatation und verwenden Sie den Cursor auf diese Spitze zur Sichtkontrolle zu markieren. Wenn der Spitzen wurde falsch identifiziert, verwenden Sie den Cursor auf eine begrenzten Bereich, in dem die Spitze könnte dann identifiziert werden, auszuwählen. Notieren Sie sich den Spitzenwert als Spitzendurchmesser.
Für die GTN-Daten, einen Akt gleichen Verfahren wie bei der MKS verwendet, mit Ausnahme der Suche nach Spitzen Erweiterung in der Region nach dem 5 Minuten der Verabreichung des Arzneimittels.
Zur Berechnung FMD% und GTN%, subtrahieren Basisdurchmesser von der Spitzendurchmesser, geteilt durch Basisdurchmesser und dann mit 100 multipliziert.
HINWEIS: In unserem Labor ist die intra-observer Variationskoeffizienten von 11% für die Maul- und Klauenseuche, und 12% für GTN.

3. Intima-Media-Dicke

Fragen Sie Teilnehmer, um bequem auf einem Bett liegen, und ein Kissen unter den Kopf, um Unterstützung für den Hals zu bieten.
Schließen Sie das Elektrokardiogramm (EKG) führt zu der Doppler-Ultraschall und befestigen Sie sie auf die patient Gliedmaßen. Nur eine grundlegende EKG-Kurve erforderlich ist, so stellen Sie die entsprechenden Kabel an den linken und rechten Arme, und auf der linken Knöchel.
Bereiten Sie das Ultraschallgerät indem Sie durch die "Menü" und die Einstellung der Scanfrequenz bei 10 MHz und Optimierung Tiefe (die empfohlene Tiefeneinstellung ist 3-4 cm) und Verstärkungseinstellungen. Anpassen der Verstärkungseinstellungen, um sicherzustellen, dass es symmetrisch Helligkeit für die nahen und fernen Wand des Gefäßes.
Fragen Sie Teilnehmer, den Kopf leicht nach links kippen, und mit Hilfe des Linearschallkopf, scannen Sie die rechte Halsschlagader entlang aller seiner Teile (gemeinsame, innere und äußere Halsschlagader) mit dem Längsscanebene, um das Vorhandensein von Plaques zu identifizieren. Bilder, die keine Anzeichen von Plaque Anzeige zu speichern. Um zur Ermittlung der Arterie, suchen Sie nach einem Verzweigungspunkt in dem Gefäß, da dies zeigt die A. carotis communis gabelnden in der internen und externen Halsschlagadern.
Zur Messung of Intima-Media-Dicke (cIMT), zu erreichen mindestens 3 Bilder auf einen Abschnitt der A. carotis communis, die frei von Plaque ist, und ist 1 cm proximal des Bulbus. Erreichen alle Bilder mit der Spitze der R-Welle des EKG als dies entspricht der ventrikulären Diastole und der Punkt, an dem das Schiff unter der geringsten Menge an Scherspannung.
Wiederholen Sie die Schritte 3.4 und 3.5 in der linken Halsschlagader. Bitten Sie den Teilnehmer, den Kopf leicht nach rechts für diese Messung zu kippen.
Um zur Verwirklichung klare Bilder der nahen und fernen Wand zu unterstützen, sorgfältig während der Beurteilung manipulieren die Ultraschallsonde, um sicherzustellen, das Gefäß senkrecht zum Ultraschallstrahl. Erreichen dies durch subtile Änderung der Neigung und Drehung des Wandlers zusammen mit kleineren Anpassungen an den Druck, der von proximal nach distal Winkel (heel-toe-Bewegung) der Sonde aufgetragen.
Führen Sie die Analyse von Bildern offline mit Artery-Mess-Software (AMS), um die Gefäß boun erkennendäre nach den Linien Pignoli. Laden Sie das Bild zu analysieren, und dann mit dem Cursor, erstellen Sie eine Region von Interesse in einem Abschnitt des Schiffes, die frei von Plaque ist. Klicken Sie auf "erkennen" auf der Software und notieren Sie die auf dem Bildschirm für cIMT und Lumendurchmesser angezeigten Werte.
HINWEIS: genaue Messwerte kann nur von der gegenüberliegenden Wand erhalten werden, so ignorieren Lesungen aus der nahe Wand.
Nehmen drei Messungen für jede Seite, und dann den Mittelwert bilden, um den mittleren cIMT für den rechten und linken Halsschlagadern getrennt zu geben. Weitere Durchschnitt der CIMT von beiden Seiten, um die Gesamt cIMT geben.
HINWEIS: Die intra-observer Variationskoeffizient für diese Technik in unserem Labor beträgt 9%.
Messung durchführen jeder Plaque mit der gleichen Software durch manuelle Markieren Sie die Plakette mit dem Cursor. Klicken Sie auf "klassifizieren" auf AMS, um die Echogenität des Plaque und Besoldungsgruppe berechnet automatisch entsprechend seiner Anfälligkeit für Bruch. Klickenim Fenster "Plaque Eigenschaften", um diese Informationen zu sehen.

Representative Results

Laser-Doppler-Imaging mit Iontophorese

Die mittleren Blutflusseinheiten nach den Laser-Doppler-Imaging-Scans von einem gesunden mittleren Alters weiblichen frei von CVD sind in Abbildung 1 dargestellt. Es gab eine deutliche Zunahme der mittleren Blutfluss sowohl für ACh und SNP. Ausgangsblutfluss betrug 48 Perfusion Einheiten für ACh und 67 Perfusion Einheiten für SNP. Spitzenblutfluss in Reaktion auf ACh war 455 Perfusion Einheiten und für SNP 446 Perfusion Einheiten. Dies ergab eine Zunahme 831% und 566% in Perfusion (Vergleich zum Ausgangswert) für Acetylcholin und SNP auf. Die Werte, die vorgesehen sind, sind hoch abhängig von der zur Behandlung von Hautblutflusses zusammen mit Umweltfaktoren zu untersuchen Ausrüstung.

Flussvermittelte Dilatation und Glyceroltrinitrat-vermittelten Dilatation

Abbildung 2 zeigt die Grundlinie und der Spitzendurchmesser für Maul- und Klauenseuche und GTN Einschätzungen von einem gesunden jungen männlichen frei von CVD. DieBasisdurchmesser der Oberarmarterie war 3,0 mm für die Maul- und Klauenseuche und GTN Einschätzungen. Der Spitzendurchmesser in der FMD Test betrug 3,3 mm, während für die GTN Beurteilung war 3,9 mm, was einer Steigerung von 10 bis 30% des Blutflusses entspricht jeweils, bezogen auf die Grundlinie.

Intima-Media-Dicke

Abbildung 3 zeigt die linke Halsschlagader eines gesunden Menschen. Berechnung der cIMT Werte erfolgt mit automatisierten Kantenerkennungssoftware. Der CIMT in der gegenüberliegenden Wand war 0.83mm und der Lumendurchmesser des Schiffes war 7.71mm. Die Ergebnisse für die rechte Halsschlagader in der gleichen Person waren 0,87 mm für cIMT und 7.80mm der Lumendurchmesser. Beim Mitteln das Lesen beider Seiten cIMT war 0,85 mm, und Lumendurchmesser 7.76mm.

Figur 1
Fig. 1 Changes Blutfluss in Reaktion auf Laser-Doppler-Bildgebung mit Iontophorese. Nach Abschluss der Grundlinie zu scannen, um Ausgangsblutfluss zu messen, 10 Scans (Scan 1 bis 10) mit Iontophorese von Acetylcholin und SNP mit einer 30 & mgr; a elektrischen Strom durchgeführt. Nach Iontophorese wurden 2 Recovery-Scans durchgeführt. ACh = Acetylcholin; SNP = Natriumnitroprussid.

Abbildung 2. Durchfluss-vermittelte und Glyceroltrinitrat-vermittelten Dilatation. Die Grafik zeigt die Basisdurchmesser und einen deutlichen Anstieg der Spitzendurchmesser nach der Anwendung der flussvermittelte und Glyceroltrinitrat-vermittelten Dilatation Reize. FMD = flussvermittelte Dilatation; GTN = Glyceroltrinitrat-vermittelten Dilatation.

Figur 3
Abbildung 3. Ultraschalluntersuchung der Halsschlagader. Eine Ultraschalluntersuchung der linken Halsschlagader mit einem Bereich von Interesse gezeigt platziert 1cm aus der Halsschlagkolben (Verzweigungspunkt). Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieses Bild anzuzeigen .

Discussion

Die vorliegende Manuskript Details der Methodologie aus mehreren getrennten Beurteilung der Gefäßfunktion und die Morphologie der in der peripheren Gefäßen durchgeführt werden kann. Jede Beurteilung informiert über die verschiedenen Stadien der Atherosklerose, und helfen, den Kreisprofil verschiedener Gefäßterritorien zu charakterisieren.

Wir haben bereits berichtet, dass mikrovaskuläre endotheliale Funktion ist von großer Gefäße Endothelfunktion unabhängig in einer Population von Patienten mit rheumatoider Arthritis ein erhöhtes Risiko für ^CVD-39. Darüber hinaus waren die Beurteilungen der Gefäßfunktion und Morphologie auch unabhängig voneinander in der gleichen Gruppe von Patienten und bei Patienten mit CVD ^40,41. Diese Ergebnisse können durch die Heterogenität der Struktur und Funktion von Endothelzellen in verschiedenen Gefäßgebieten ^38, wie auch eine mögliche Zeitverzögerung für die Progression von funktionellen Veränderungen morphologischen erklärtAnomalien in dem Behälter. Eine Studie von Hashimoto und Kollegen ⁴² ergab, dass mehrere Teilnehmer mit Arteriosklerose hatte MKS Werte als normal cIMT Werte verringert. Diese Ergebnisse legen nahe, dass die Prüfung der subklinischen Atherosklerose mit einer Vielzahl von Methoden ist wichtig, um die globalen Auswirkungen der CVD entziffern.

Die Bedeutung der Mikrogefäßsystems in Gesundheit und Krankheit gewinnt immer mehr Aufmerksamkeit in der medizinischen Literatur. Die Mikrogefäße bilden eine viel größere Oberfläche als große Schiffe so dass sie bedeutende Ziele für Schäden, die durch schädliche Reize ^43. Es wurde vermutet, dass die Mikrogefäße könnte die primäre Quelle von Entzündungsmediatoren, die das Endothel der größeren Gefäßen, die zu Bildung von Läsionen ⁴³ einzudringen. Bei Typ-II-Diabetikern, die mikrovaskuläre Krankheit geht häufig große Gefäßkrankheit ⁴⁴ und in anderen Populationen mit erhöhtem Risiko für CVD wie rheumatoide Arthritis, Interventionen, die das CVD-Risiko zu verringern verbessern mikrovaskuläre, aber nicht großen Behälter, Endothelfunktion ^45,46. Zusammengenommen deuten diese Ergebnisse, dass die Prüfung der mikrovaskulären Funktion kann in das Verständnis der komplexen Mechanismen, die Arteriosklerose initiieren helfen.

In der vorliegenden Arbeit wurde Beurteilung der mikrovaskulären endothelialen Funktion erfolgt mit LDI mit Iontophorese von vasoaktiven Substanzen. Mehrere andere Einschätzungen können verwendet werden, um mikrovaskuläre Funktion einschließlich nailfold Kapillaroskopie und Venenverschlussplethysmographie bewerten. Jedoch stellt die früheren Bewertungsinformation nur mikrovaskulärer Morphologie, während die letztere zeitintensiv und in einigen Protokollen invasive durch Verabreichung intra brachialis vasoaktive Mittel ^1. Im Gegensatz dazu bietet LDI eine einfache, zeitsparende Ansatz zur mikrovaskulären Durchblutung der Hautblutgefäße als Reaktion auf vasoaktive Mittel zu messen, die verabreicht werden nicht INVAShungsweise. Die Messung der Durchblutung der Haut hat eine breite Akzeptanz in der Literatur durch seine einfache Zugänglichkeit und starke Korrelation mit etablierten CVD ¹² gewonnen. Ferner liegt der Vorteil der LDI über andere Dopplertechniken wie Laser-Doppler-Flussmessung ist, dass sie gleichzeitig scannen mehreren Punkten in einem bestimmten Bereich und kann daher entfallen zellulären Bewegungsartefakte und räumliche Unterschiede der Hautdurchblutung, von denen beide die Wirkung Perfusion des Schiffes ^47,48.

Trotz der offensichtlichen Vorteile der Iontophorese ist es wichtig anzumerken, dass der Strom induzierte Vasodilatation (CIV) von Iontophorese kann die Wirkung der vasoaktiven Mittel insbesondere an der Kathode zu verwechseln. Die Auswahl des Trägers für den Wirkstofftransport könnte dabei helfen, diesen Effekt zu reduzieren, das mit 0,5% Natriumchlorid bei der Beschränkung CIV ¹⁸ (wie in dem aktuellen Protokoll verwendet). Darüber hinaus verwenden einen größeren Durchmesser Kammern und eine geringe elektrische AktuellMieten (wie im aktuellen Protokoll verwendet) alle dazu beitragen, CIV ¹⁸ zu reduzieren. Die Verwendung eines Steuer Website wurde auch empfohlen ^12. Biologische und Verhaltensfaktoren kann auch Auswirkungen auf die Zuverlässigkeit und Reproduzierbarkeit des Verfahrens. Beispielsweise zirkadiane Variation und Rauchen wurde gezeigt, daß mikrovaskuläre endotheliale Funktion ^49,50 beeinflussen. Strenge Aufnahmebedingungen müssen, um genaue Ergebnisse zu erhalten halten werden und hat Richtlinien sollten bei der Gestaltung Protokolle ¹² folgen.

Die Messung der MKS und GTN-vermittelten Dilatation informiert über endotheliale Dysfunktion in der großen Blutgefäße, und ist weit verbreitet in nicht-invasiven Gefäßforschung. Die MKS-Technik liefert Ersatzinformation auf die NO Bioverfügbarkeit und ist ein nützlicher prognostischer Marker kardialer Ereignisse bei verschiedenen klinischen Populationen ^7-9. In der vorliegenden Arbeit legte die Protokoll-Konten für viele der Faktoren,Für ausreichende Stimulation von NO-vermittelte Vasodilatation ²⁵ notwendig. Zum Beispiel wurde die Okklusionsmanschette distal zum Ultraschallsonde gelegt und um das Handgelenk ^27, die Dauer der Ischämie wurde 5 min ²⁶ sowie ausreichend Zeit durfte die "wahren" Spitzendurchmesser aufnehmen folgenden reaktiven Hyperämie ^28. Leider hat das Protokoll nicht enthalten Charakterisierung des Scherspannungsprofil wie die automatische Kantenerkennung Software nicht gleichzeitige Aufnahme von Gefäßdurchmesser und Pulswellengeschwindigkeit Signals ermöglichen. Die Berechnung der Scherbeanspruchung ist wesentlich für eine genaue Messung der FMD ²⁶ und empfahlen, daß, soweit möglich, Gefäßforschungsgruppen benutzen Software, die solche Messungen durchgeführt werden können.

Beurteilungen der FMD und GTN-vermittelte Dilatation sind auch anfällig für Umwelt und biologische Veränderungen ^24, wie kleine Änderungen in der Gefäßdurchmesserentlocken großen MKS / GTN Antworten. Beispielsweise umfassen typische FMD Werte für gesunde Teilnehmer reichen von 5-10% ^51, die zu einer 0,25 entspricht - 0.5mm Änderung arteriellen Durchmesser einer Arterie mit einem Durchmesser von 5 mm. Angesichts dieser kleine Änderungen an der Arteriendurchmesser muss sorgfältig auf technische und biologische Faktoren, die die Messung beeinflussen kann bezahlt werden. In der Tat kann die MKS durch eine Vielzahl von biologischen und Verhaltensfaktoren wie sympathische Aktivierung ^52, Schlafentzug ^{53, 54} Koffeinkonsum, Rauchen ⁵⁵ beeinflusst werden, antioxidative Therapie ⁵⁶ und die Tageszeit ^57. Dementsprechend ist es wichtig, diese Faktoren, die durch Verwendung von Information aus etablierten Richtlinien ^24,25 steuern.

Bewertung fortgeschrittener aber subklinischen Atherosklerose wurde mit cIMT getan. Die Technik wurde in mehreren klinischen Populationen genutzt worden und bietet allen Einzelheiten auf die arterielle structure gegenüber anspruchsvolleren Verfahren wie Kernspintomographie ^34. Wie bei den anderen Kreislauf-Techniken, die Messung der cIMT erfordert eine sorgfältige Prüfung der technischen Faktoren, welche die Messung beeinträchtigen können. Im Allgemeinen sollten cIMT an Orten aufbewahren, Plaque durchgeführt werden, in der hinteren Wand des Halsschlagader. Ähnlich wie bei der MKS, Messung cIMT erfolgt mit hochauflösenden Sonographie und so ist sehr benutzerabhängig. Berichtet, Variationskoeffizient (CofV) Bereich von 2,4 bis 18,3% ^58, während für die Maul- und Klauenseuche ist 1-84% ^59. Selbst wenn jedoch beide Techniken durch kompetente Ultraschallspezialisten mit externen Faktoren gut kontrollierten durchgeführt werden, besteht ein hoher CofV ^58,60,61. Ein Grund dafür könnte sein, dass die Analyse der Gefäßgrenzen werden mit manuellen Methoden ^60,61 durchgeführt. Eine solche Analyse kann die Zuverlässigkeit als Bildartefakten wie falsche Grenzen, Lärm von der ultraso reduzierenund Signal und Verzerrung der Gefäße Interpretation des Bildes ²² zu beeinflussen.

Jüngste Entwicklungen in der kontinuierlichen automatischen Kantenerkennungssoftware haben die Erkennung von Gefäßwand Grenzen ^21,22 stark verbessert. In der vorliegenden Studie wurde die VIA-Software verwendet, um die Oberarmarterie Durchmesser messen, während AMS wurde verwendet, um cIMT erkennen. Die Verwendung dieser Software reduziert Operator abhängig, jedoch in dem Fall von AMS, ein gewisses Maß an Bedien noch in Situationen zur Verfügung, wo die Bildqualität schlechter ⁶² sein. Laboratorien, die automatische Kantenerkennung Software verwenden in der Regel dazu neigen, niedrige CofV ^58,63,64 haben, so sollte es das Ziel aller Gefäßforschungslabors, um automatisierte Messung der Gefäßgrenzen, um die Genauigkeit der Ergebnisse sicherzustellen, übernehmen können. Es ist auch ratsam, Ergebnisse der Reproduzierbarkeit Studien für spezifische Protokolle Bericht bei der Veröffentlichung von Studienergebnissen.

6-9, gibt es immer noch ein Mangel an Studien, die den Zusammenhang zwischen schlechter Endothelfunktion und negativen kardiovaskulären Auswirkungen wie Herzinfarkt und Schlaganfall untersucht haben. Weitere prospektive Studien sind erforderlich, um diese Bedenken auszuräumen. Eine weitere Einschränkung ist die Verwendung von menschlichen Operatoren, um die Beurteilungen durchführen und die Analyse durchzuführen. Dies stellt eine potentielle Quelle der Befangenheit; dies kann jedoch durch Blendung der Fahrer den Ergebnissen oder zu gewährleisten, daß der Leser sich von dem Betreiber begrenzt werden. Esist auch wichtig, um sicherzustellen, dass der Leser nach einem standardisierten Protokoll für die Datenanalyse, so dass alle Daten konsistent analysiert.

Zusammenfassend stellt die vorliegende Manuskript detaillierte Informationen zu den methodischen Schritte notwendig, um Bewertungen von Mikrogefäß und großes Gefäß Endothelfunktion sowie vaskuläre Morphologie des peripheren Blutkreislauf erfolgreich durchzuführen. Wenn sie zusammen verwendet, die Einschätzungen stellen globale Informationen über die verschiedenen Stadien der Atherosklerose. Weitere prospektive Studien, die das Potenzial diagnostische Rolle dieser Techniken sind gerechtfertigt.

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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