Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Medicine
Click here for the English version

Medicine

प्रवाह की मध्यस्थता ब्रेकियल के फैलाव और चूहे में सतही ऊरु धमनियों का अल्ट्रासाउंड आकलन

Published: November 3, 2016 doi: 10.3791/54762
Automatic Translation
1, 2, 1,3, 1,3, 2, 1,4,5,6
1Department of Internal Medicine, University of Utah, 2Department of Kinesiology and Health Education, University of Texas at Austin, 3Division of Nephrology and Hypertension, University of Utah, 4Department of Biochemistry, University of Utah, 5Department of Exercise and Sport Science, University of Utah, 6Geriatric Research Education and Clinical Center, Department of Veterans Affairs

Summary

मानव में endothelial समारोह की गैर-आक्रामक आकलन प्रवाह की मध्यस्थता फैलाव तकनीक के द्वारा निर्धारित किया जा सकता है। हालांकि अध्ययन के हजारों इस तकनीक का इस्तेमाल किया है, कोई अध्ययन चूहों में इस तकनीक का प्रदर्शन किया गया है गैर invasively। निम्न आलेख बाहु में प्रवाह की मध्यस्थता फैलाव और चूहों की सतही ऊरु धमनियों की गैर इनवेसिव माप का वर्णन है।

Introduction

संवहनी endothelium एक सेलुलर monolayer है कि लाइनों धमनियों के लुमेन है और नाड़ी समारोह का एक महत्वपूर्ण नियामक है। वहाँ है कि रक्त वाहिका व्यास के मॉडुलन में परिणाम endothelium से जारी कई अणु होते हैं। इन अणुओं के बीच, नाइट्रिक ऑक्साइड (सं), प्राथमिक vasodilatory अणु उत्तेजना के जवाब में संवहनी endothelium से रिहा प्रतीत होता है (उदाहरण के लिए, इंसुलिन, acetylcholine, या कतरनी तनाव में परिवर्तन) 1। संवहनी endothelium में, कोई एंजाइम द्वारा उत्पादित कोई synthase (एनोस) endothelial और बाद में endothelial कोशिकाओं 2 से जारी है। कोई संवहनी चिकनी मांसपेशियों जहां यह छूट और बढ़ पोत व्यास 3 का कारण बनता है diffuses।

Endothelial रोग प्रवाह की मध्यस्थता फैलाव (एफएमडी) तकनीक का उपयोग कर 4,5 मनुष्यों में गैर invasively का आकलन किया जा सकता है। एफएमडी के लिए एक कार्यात्मक bioassay प्रतिनिधित्व करने के लिए प्रस्तावित किया गया है endothelium व्युत्पन्नमनुष्यों में कोई जैव उपलब्धता, और आम तौर पर बाहु या प्रतिक्रियाशील hyperemia के जवाब में सतही और्विक धमनी एक ~ 5 मिनट अंग रोड़ा 6 निम्नलिखित में मूल्यांकन किया है। रिएक्टिव hyperemia लामिना कतरनी बलों है कि endothelial सेल से 7 transduced रहे हैं बढ़ जाती है, नहीं, 8 की रिहाई के संकेत। हालांकि हाल के वर्षों में, वैसोडायलेटेशन के अनुपात में नहीं रिलीज की ओर से शुरू 9,10 बहस की गई है, एफएमडी endothelium निर्भर फैलाव का संकेत है और लगातार हृदय की घटनाओं 11-13 भविष्यवाणी करने के लिए दिखाया गया है।

तिथि करने के लिए, अध्ययन के हजारों मनुष्यों में endothelial समारोह के गैर इनवेसिव माप के लिए एफएमडी तकनीक कार्यरत है। शोधों को ध्यान में हाल के बदलाव को ध्यान में रखते, मूषक में एफएमडी के गैर इनवेसिव माप के लिए दिशा निर्देश अत्यंत मूल्यवान होगा। एक translational दृष्टिकोण के साथ रखते हुए, इस प्रोटोकॉल बाहु और supe में एफएमडी की माप के लिए स्थापित किया गया थाचूहों के rficial ऊरु धमनियों, उन साइटों के रूप में सबसे अधिक मानव में मापा जाता है। चूहों में एक मजबूत और repeatable एफएमडी जवाब में इस प्रोटोकॉल परिणाम है, लेकिन चूहों में एफएमडी के माप तकनीकी रूप से मांग की है और अन्य जांचकर्ताओं वीडियो प्रदर्शन के बिना दोहराने के लिए मुश्किल हो सकता है। इसलिए, निम्न आलेख बाहु और चूहों के सतही ऊरु धमनियों में एफएमडी के गैर इनवेसिव माप के लिए एक विधि का प्रदर्शन करेंगे।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

सभी पशु प्रक्रियाओं की देखभाल और प्रयोगशाला पशु 14 के उपयोग के लिए गाइड करने के लिए पुष्टि और यूटा विश्वविद्यालय और साल्ट लेक सिटी दिग्गजों मामलों मेडिकल सेंटर पशु की देखभाल और उपयोग के द्वारा अनुमोदित किया गया।

1. पशु तैयारी

  1. संज्ञाहरण प्रेरण 100% ऑक्सीजन में 3% isoflurane युक्त कक्ष में पशु रखें। प्रेरण कक्ष में पशु छोड़ दें जब तक यह बाहरी उत्तेजनाओं को अनुत्तरदायी है।
  2. प्रेरण कक्ष से पशु निकालें और इलेक्ट्रोकार्डियोग्राम (ईसीजी) इलेक्ट्रोड के साथ सुसज्जित एक गर्म परीक्षा की मेज पर जगह है। 100% ऑक्सीजन में 3% isoflurane पर संज्ञाहरण बनाए रखें। बाहु और सतही और्विक धमनी एफएमडी एक साथ नहीं किया जा सकता। इसलिए, प्रत्येक माप के लिए तैयार करने के निर्देश नीचे सूचीबद्ध हैं।

2. बाहु धमनी तैयारी

  1. पशु लापरवाह स्थिति और बाएँ ऊपरी अंग और एक में से प्रत्येक के निचले अंग को नियंत्रितसर्जिकल टेप के साथ परीक्षा की मेज पर IMAL।
  2. , जानवर के सही ऊपरी अंग को नियंत्रित इतना है कि ऊपरी अंग के निचले हिस्से से थोड़ा मंच से ऊपर उठाया है (~ 0.2-0.5 सेमी)।
  3. जानवर के सही ऊपरी अंग को लोमनाशक एजेंट (जैसे, नायर) लागू बाल हटाने के लिए।
  4. कोहनी के अधिकार के ऊपरी अंग बाहर पर एक रोड़ा कफ (10 मिमी व्यास मानक संवहनी occluder लुमेन) की स्थिति। मंच पर occluder आराम नहीं है, के रूप में मुद्रास्फीति / अपस्फीति अंग के लिए कदम और अल्ट्रासाउंड कल्पना परेशान नहीं करेगा।
  5. अल्ट्रासाउंड कीबोर्ड का उपयोग बी मोड के लिए अल्ट्रासाउंड मशीन सेट करें।
  6. पशु, रोड़ा कफ को समीपस्थ की ऊपरी अंग को अल्ट्रासाउंड जेल की एक छोटी राशि लागू करें।
  7. मैन्युअल एक अति उच्च आवृत्ति रैखिक सरणी ऊपरी अंग के साथ एक स्टीरियोटैक्टिक धारक से जुड़ी ट्रांसड्यूसर संरेखित। बाहु धमनी दिखाई 2-3 मिमी गहरी होनी चाहिए।
  8. इस बात की पुष्टि करने के लिए कि बाहु धमनी, नहीं बाहु नस, किया जा रहा हैimaged, अल्ट्रासाउंड कीबोर्ड का उपयोग पीडब्लू-मोड के लिए स्विच। धमनी गुणवाला रक्त प्रवाह के रूप में आसन्न नस जो निरंतर रक्त का प्रवाह होगा करने के लिए विरोध करना होगा।

3. सतही और्विक धमनी तैयारी

  1. पशु लापरवाह स्थिति और ऊपरी अंग और सर्जिकल टेप के साथ परीक्षा की मेज पर छोड़ दिया निचले अंग को नियंत्रित।
  2. एक पैड (जैसे, मुड़ा हुआ कागज तौलिए) का उपयोग कर मंच के ऊपर एक ऊंचा स्थान (~ 0.5-1 सेमी) करने के लिए पशु के अधिकार कम अंग को नियंत्रित।
  3. जानवर के सही करने के लिए बालों को हटाने के निचले अंग लोमनाशक एजेंट (जैसे, नायर) को लागू करें। बालों को हटाने के बाद ऊरु नस ऊपरी जांघ पर स्पष्ट रूप से दिखाई जानी चाहिए।
  4. एक रोड़ा कफ (10 मिमी व्यास मानक संवहनी occluder लुमेन) सही टखने के समीपस्थ स्थिति। मंच पर occluder आराम नहीं है, के रूप में मुद्रास्फीति / अपस्फीति कम अंग के लिए कदम और अल्ट्रासाउंड कल्पना परेशान नहीं करेगा।
  5. अल्ट्रासाउंड मशीन सेटबी मोड।
  6. पशु, रोड़ा कफ को समीपस्थ के निचले अंग के लिए अल्ट्रासाउंड जेल की एक छोटी राशि लागू करें।
  7. मैन्युअल एक अति उच्च आवृत्ति रैखिक सरणी ऊरु नस है, जो त्वचा के माध्यम से दिखाई दे रहा है के साथ एक स्टीरियोटैक्टिक धारक से जुड़ी ट्रांसड्यूसर संरेखित। सतही और्विक धमनी दिखाई <1 मिमी गहरी होनी चाहिए।
  8. इस बात की पुष्टि करने के लिए कि सतही और्विक धमनी, नहीं ऊरु नस, imaged किया जा रहा है, पीडब्लू-मोड के लिए स्विच। धमनी गुणवाला रक्त प्रवाह के रूप में आसन्न नस जो निरंतर रक्त का प्रवाह होगा करने के लिए विरोध करना होगा।

4. आधारभूत चरण

  1. बी मोड छवि, कैसे यह मनुष्य के 15 में किया जाएगा करने के लिए इसी तरह के अनुकूलन। सुनिश्चित करें कि एक क्षैतिज, intima मीडिया दोनों दीवारों में कल्पना के साथ पोत के अनुदैर्ध्य की छवि मनाया जाता है। थोड़ा के रूप में संभव है कि के रूप में धमनी की बहुत सुनिश्चित करने के लिए अल्ट्रासाउंड जांच के प्लेसमेंट का समायोजन करके छवि का अनुकूलन कब्जा विंडो में देखा जा सकता है।
    1. वैकल्पिक रूप से, चमक / विपरीत, फोकल क्षेत्रों, आवृत्ति, गतिशील रेंज, और लाइन घनत्व बदलकर एक बेहतर छवि प्राप्त करने के लिए अल्ट्रासाउंड सेटिंग्स समायोजित करें। वहाँ अल्ट्रासाउंड छवि का अनुकूलन करने के लिए अन्य तरीके हैं, लेकिन उन का विस्तृत विवरण इस प्रोटोकॉल के दायरे से बाहर हैं।
  2. धमनी कल्पना के अनुकूलन के बाद, केवल छवियों आर-लहर के दौरान कब्जा सुनिश्चित करने के लिए कि केवल एक व्यास फ्रेम एकत्र किया जाता है एक हृदय चक्र के प्रत्येक भाग के दौरान डायस्टोलिक हैं प्रदर्शित करने के लिए ईसीजी-gating पर बारी।
    नोट: ईसीजी-gating अल्ट्रासाउंड शारीरिक सेटिंग विकल्प के तहत ईसीजी-gating का चयन करके इस प्रोटोकॉल में इस्तेमाल मशीन पर उपलब्ध है, हालांकि, यह सुविधा नहीं सभी अल्ट्रासाउंड मशीनों पर उपलब्ध हो सकता है। ईसीजी-gating पर दिया जाना चाहिए के बाद छवि अनुकूलित है, के रूप में यह कम फ्रेम दर पर एक छवि को प्राप्त करना कठिन है (यानी, एक बार आर-लहर प्रति)। बिना ईसीजी-gating, चूहों में एक उच्च हृदय गति और एक उच्च फ्रेम की आवश्यकता के संयोजनदर पर कब्जा करने के हृदय चक्र के डायस्टोलिक हिस्से केवल ~ 10-20 सेकंड क्लिप के लिए अनुमति देता है। प्रत्येक क्लिप में बोझिल आकार और डेटा की मात्रा विश्लेषण बोझ काफी हद तक बढ़ जाती है।
  3. रिकार्ड बी मोड का उपयोग कर आधारभूत डेटा के 60 सेकंड।
    नोट: अल्ट्रासाउंड मशीन हमेशा रिकॉर्डिंग है, लेकिन, नहीं सभी छवियों अल्ट्रासाउंड मशीन पर संग्रहीत कर रहे हैं वहाँ के रूप में फ्रेम एक अल्ट्रासाउंड क्लिप में दर्ज किया जा सकता है कि की संख्या पर एक सीमा होती है। क्लिप लंबाई (यानी, तख्ते की संख्या) सेटिंग्स में समायोजित किया जा सकता है। यह क्लिप प्रति तख्ते की अधिकतम संख्या के लिए स्थापित करने के लिए सुझाव दिया है। (यानी, तख्ते की अधिकतम संख्या तक पहुँच) जब रिकॉर्डिंग एक क्लिप के अंत में है, रिकॉर्डिंग जारी है, लेकिन क्लिप आगे सबसे हाल के तख्ते पर कब्जा रोल। इस मामले में, पहले फ्रेम कि अधिकतम फ्रेम सीमा के बाहर कब्जा कर लिया गया बाद में नष्ट हो जाती हैं। रिकॉर्डिंग में इन जटिलताओं मशीनों के बीच मतभेद है, वहीं रिकॉर्डिंग लंबाई का समायोजन आवश्यक हो सकता है।
  4. श्रृंगारदर्पण पीडब्लू-मोड के लिए। लुमेन के बीच में कर्सर रखें। नमूना फाटकों कर्सर के संदर्भ में स्वचालित रूप से रखा जाएगा, लेकिन अल्ट्रासाउंड कीबोर्ड का उपयोग चौड़ाई के लिए समायोजित किया जा सकता है। ≤60 डिग्री के कोण insonation बनाए रखें।
    1. डॉपलर बीम कोण बदलकर insonation कोण समायोजित करें। अल्ट्रासाउंड कीबोर्ड का उपयोग करके कोण करने के लिए ठीक समायोजन करें। इनमें से न माप के लिए उपयुक्त एक कोण प्रदान करते हैं, स्वयं एक अधिक इष्टतम कोण करने के लिए धमनी झुकने से अल्ट्रासाउंड जांच समायोजित करें। अगर अल्ट्रासाउंड कोण के किसी भी समायोजन किया जाता है, बी मोड छवियों हटा देना।
  5. वेग डेटा के 10 सेकंड के रिकॉर्ड।

5. आड़ चरण

  1. संवहनी occluder एक हवा से भरे 10 मिलीलीटर सिरिंज का उपयोग बढ़ा देते हैं। संवहनी occluder में हवा के दबाव स्थिर रखने के लिए, अपने आप पर ट्यूब गुना और मुड़ा ट्यूब पर एक बांधने की मशीन क्लिप जगह है।
  2. पीडब्लू-मोड में स्विच करें, कफ रोड़ा पुष्टि करने के लिए के रूप में इसका सबूतरक्त वेग में एक बड़ी कमी।
  3. 60 सेकंड क्लिप में बी मोड और डेटा रिकॉर्ड करने के लिए स्विच, रोड़ा के 4:45 मिनट तक।
  4. पीडब्लू-मोड में स्विच करें। दिल की दर का एक रिकॉर्ड और विश्लेषण के लिए प्रत्येक अल्ट्रासाउंड क्लिप के समय रखें।

6. Hyperemic चरण

  1. कफ जारी करते हुए मुड़ा ट्यूब से बांधने की मशीन क्लिप हटाने के द्वारा पीडब्लू मोड में दर्ज की गई। रिकॉर्ड 5 सेकंड पहले और 5 सेकंड के कफ रिलीज होने के बाद।
  2. रोड़ा के बाद 3 मिनट तक 60 सेकंड क्लिप में बी मोड और रिकॉर्ड डेटा में स्विच करें। दिल की दर का एक रिकॉर्ड और विश्लेषण के लिए प्रत्येक अल्ट्रासाउंड क्लिप के समय रखें।
  3. एफएमडी के पूरा होने के बाद परीक्षा की मेज से पशु हटा दें और जब तक यह पर्याप्त होश आ गया है स्टर्नल लेटना बनाए रखने के लिए निगरानी।

7. विश्लेषण

  1. विश्लेषण के लिए, जो निष्पक्ष लिए अनुमति देता बढ़त का पता लगाने सॉफ्टवेयर से लैस एक ऑफ़लाइन कंप्यूटर, करने के लिए DICOM फ़ाइलों के रूप में निर्यात अल्ट्रासाउंड रोकतेहर फ्रेम में धमनी व्यास के mination। विश्लेषण संभव अल्ट्रासाउंड मशीन पर, तथापि, यह सिफारिश नहीं है, क्योंकि यह बहुत समय गहन और अन्वेषक पूर्वाग्रह के अधीन है।
  2. आधारभूत और रोड़ा चरण के दौरान 60 सेकंड क्षेत्रों में धमनी व्यास डेटा का विश्लेषण, और hyperemic चरण के दौरान 10 सेकंड क्षेत्रों में।
  3. स्वचालित किनारे-खोज सॉफ़्टवेयर का प्रवाह विश्लेषण क्षमताओं का उपयोग कर रक्त वेग डेटा का विश्लेषण। आधारभूत और रोड़ा चरणों के दौरान वर्दी उपस्थिति के 5 या अधिक लगातार waveforms को मापने के द्वारा औसत रक्त वेग निर्धारित करते हैं। तुरंत कफ रिहाई के बाद रक्त वेग के लिए प्रतिक्रियाशील hyperemia दौरान औसत रक्त वेग निर्धारित करते हैं। उच्चतम रक्त वेग के साथ तरंग शिखर रक्त वेग माना जाता है।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

प्रवाह की मध्यस्थता फैलाव बाहु और 8 Wistar चूहों की सतही और्विक धमनी पर प्रदर्शन किया गया था। एक चूहे की पोजिशनिंग चित्र 1 में दिखाया गया है।

सतही और्विक धमनी के प्रतिनिधि अल्ट्रासाउंड छवियों चित्रा 2 में दिखाया जाता है।

आकृति 1
चित्रा 1. चूहा और अल्ट्रासाउंड पोजीशनिंग।
बाहु (ए) के माप और सतही ऊरु (बी) धमनी एफएमडी के लिए चूहे की स्थिति। अल्ट्रासाउंड जांच और बाहु (सी) की माप और सतही ऊरु (डी) धमनी एफएमडी के लिए रोड़ा कफ की स्थिति। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।


2. प्रतिनिधि अल्ट्रासाउंड छवियों चित्रा।
सतही और्विक धमनी व्यास (ए) के निर्धारण के लिए बी मोड इमेजिंग का उपयोग करने का अल्ट्रासाउंड छवि। रक्त वेग पीडब्लू-मोड का उपयोग निर्धारित किया गया था। चित्र में दिखाया गया आधारभूत (बी) में रक्त वेग कर रहे हैं, रोड़ा चरण (सी) के दौरान रक्त वेग में कमी, और तेजी से hyperemic चरण (डी) के दौरान कफ रिहाई पर रक्त वेग में वृद्धि हुई है। एक देखने के लिए यहाँ क्लिक करें यह आंकड़ा का बड़ा संस्करण।

के रूप में 3 चित्र में दिखाया, वहाँ बाहु और सतही ऊरु धमनियों के बीच एक समान vasodilatory प्रतिक्रिया है। जब आधारभूत का एक प्रतिशत के रूप में व्यक्त की, एफएमडी धमनियों के बीच इसी तरह की थी लेकिन जब स्पष्ट,डी आधारभूत से एक निरपेक्ष परिवर्तन के रूप में, एफएमडी बाहु धमनी (पी <0.05) में काफी अधिक था। इस अंतर को सतही और्विक धमनी (498 ± 28 बनाम 397 ± 11 माइक्रोन, पी <0.05) की तुलना में बाहु धमनी में एक बड़ा पोत व्यास के कारण होने की संभावना है। मनुष्यों 16 में एफएमडी का माप, बाहु और सतही ऊरु एफएमडी के लिए बदलाव की intersession गुणांक के लिए इसी प्रकार 9 ± 1 और 10 ± 4%, क्रमशः थे। पोत आकार में अंतर के बावजूद, बाहु और सतही और्विक धमनी एफएमडी के बीच एक मजबूत रैखिक संबंध में जब एक प्रतिशत या आधारभूत से पूर्ण परिवर्तन के रूप में व्यक्त किया था।

चित्र तीन
चूहों में चित्रा 3. प्रवाह की मध्यस्थता फैलाव।
बाहु और सतही femoralartery अंग ischemia के एक 5 मिनट की अवधि के लिए निम्न में से वैसोडायलेटेशन प्रतिशत (ए) और निरपेक्ष (बी के रूप में व्यक्त किया) आधारभूत से बदल जाते हैं। एफएमडी धमनियों के बीच इसी तरह जब आधारभूत का एक प्रतिशत (सी) के रूप में व्यक्त किया गया था। हालांकि, जब आधारभूत (डी) से एक पूर्ण परिवर्तन के रूप में व्यक्त किया, एफएमडी बाहु धमनी में काफी अधिक था। चाहे एक प्रतिशत (ई) या निरपेक्ष (एफ) आधारभूत से परिवर्तन के रूप में व्यक्त किया, वहाँ बाहु और सतही ऊरु धमनियों के बीच एफएमडी के लिए एक मजबूत रिश्ता था। * पी <0.05 बनाम बाहु धमनी। मूल्यों मतलब ± SEM कर रहे हैं। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

जैसा कि तालिका 1 में दिखाया गया है, हृदय चर आधारभूत, रोड़ा, और hyperemic चरणों के दौरान मापा गया। धमनी व्यास हृदय चक्र के डायस्टोलिक भाग के दौरान intima करने वाली intima या मीडिया के लिए मीडिया का उपयोग कर दूरी निर्धारित किया गया था। धमनी व्यास आधारभूत और लगातार मैं 60 सेकंड के लिए मापा गया थाn ~ रोड़ा और hyperemic चरणों के माध्यम से 60 सेकंड के अंतराल। रक्त वेग एक हृदय चक्र के दौरान लुमेन में रक्त का मतलब धमनी वेग का उपयोग निर्धारित किया गया था। रक्त प्रवाह समीकरण के अनुसार गणना की गई: रक्त प्रवाह (μl / मिनट) = (रक्त वेग (माइक्रोन / सेक) · π · [पोत व्यास (माइक्रोन) / 2] 2 · 60)। कतरनी दर समीकरण के अनुसार गणना की गई: कतरनी दर (एस -1) = रक्त वेग · 8 / पोत व्यास। एफएमडी समीकरण के अनुसार गणना की गई: एफएमडी = (पीक पोत व्यास - आधारभूत पोत व्यास) / आधारभूत पोत व्यास।

बाहु - धमनी सतही और्विक धमनी
आधारभूत चरण
हृदय गति, बीपीएम 367 ± 12 368 ± 16
व्यास, माइक्रोन 498 ± 28 397 ± 11 *
रक्त वेग, माइक्रोन / सेक 85 ± 8 76 ± 11
रक्त प्रवाह, μl / मिनट 1,027 ± 147 568 ± 90 *
कतरनी दर, एस -1 1.4 ± 0.1 1.5 ± 0.2
आड़ चरण
हृदय गति, बीपीएम 362 ± 12 359 ± 14
व्यास, माइक्रोन 499 ± 32 390 ± 11 * †
रक्त वेग, माइक्रोन / सेक 63 ± 9 † 38 ± 8 †
रक्त प्रवाह, μl / मिनट 722 ± 122 † 272 ± 62 * †
कतरनी दर, एस -1 1.0 ± 0.2 † 0.8 ± 0.2 †
Hyperemic चरण
हृदय गति, बीपीएम 363 ± 12 357 ± 12
पीक व्यास, माइक्रोन 586 ± 22 † ‡ 457 ± 15 * † ‡
पीक रक्त वेग, माइक्रोन / सेक 149 ± 11 † ‡ 205 ± 12 * † ‡
पीक रक्त प्रवाह, μl / मिनट 1,778 ± 229 † ‡ 1,495 ± 127 † ‡
पीक कतरनी दर, एस -1 2.5 ± 0.3 † ‡ 3.7 ± 0.2 * † ‡
* पी <0.05 बनाम बाहु धमनी। </ Td>
† पी <0.05 बनाम आधारभूत चरण।
‡ पी <0.05 बनाम आड़ चरण।
मूल्यों मतलब ± SEM हैं।

तालिका 1 प्रोटोकॉल के प्रत्येक चरण के माध्यम से हृदय चर।

या तो प्रोटोकॉल भर में दिल की दर में कोई बदलाव नहीं है, साथ ही बीच धमनी माप (P> 0.05) थे। बाहु धमनी का व्यास सतही और्विक धमनी (पी <0.05) की तुलना में काफी बड़ा था। रोड़ा चरण के दौरान, वहां रक्त वेग, रक्त प्रवाह, और कतरनी दर में उल्लेखनीय कमी दोनों धमनियों में आधारभूत (पी <0.05) की तुलना में था। बाद कफ रिहाई, शिखर रक्त वेग, रक्त प्रवाह, और कतरनी दर सभी दोनों धमनियों में आधारभूत या रोड़ा चरणों (पी <0.05) की तुलना में काफी अधिक थे। मनुष्यों में 16 प्रतिक्रियाशील hyperemia की माप, बाहु और सतही ऊरु प्रतिक्रियाशील hyperemia के लिए बदलाव की intersession गुणांक के लिए इसी प्रकार 24 ± 9 और 19 ± 5%, क्रमशः थे। वहाँ रक्त वेग, रक्त प्रवाह, और धमनियों के बीच कतरनी दर में मतभेद थे, धमनी व्यास में अंतर के बड़े हिस्से में कारण।

कतरनी दर चोटी को सामान्य बनाने के बाद, वैसोडायलेटेशन बाहु धमनी (चित्रा 4) में अधिक था। यह भी सच था एफएमडी आधारभूत से एक निरपेक्ष परिवर्तन के रूप में व्यक्त करने के लिए। हालांकि, परिमाण में मतभेदों के बावजूद, वहाँ प्रतिशत में एक मजबूत रैखिक संबंध था और निरपेक्ष एफएमडी बाहु और सतही और्विक धमनी के बीच कतरनी दर चोटी के लिए सामान्यीकृत।

/54762fig4.jpg "/>
चित्रा 4. प्रवाह की मध्यस्थता चूहों में कतरनी दर चोटी के लिए सामान्यीकृत फैलाव।
कतरनी दर चोटी को सामान्य बनाने के बाद, एफएमडी एक प्रतिशत (ए) या आधारभूत से पूर्ण परिवर्तन (बी) expressedas सतही और्विक धमनी की तुलना में बाहु धमनी में अधिक था।
एफएमडी में धमनियों के बीच मतभेद कतरनी दर चोटी की सामान्यीकृत के बावजूद, बाहु और सतही ऊरु धमनियों के बीच एक मजबूत रिश्ता था जब एफएमडी एक प्रतिशत (सी) या आधारभूत से पूर्ण परिवर्तन (डी) के रूप में व्यक्त की गई थी। * पी <0.05 बनाम बाहु धमनी। मूल्यों मतलब ± SEM कर रहे हैं। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

वर्तमान अध्ययन में, एफएमडी के एक गैर इनवेसिव माप बाहु और चूहों के सतही ऊरु धमनियों में प्रदर्शन किया गया। मनुष्य 6, एक 5 मिनट रोड़ा अवधि के बाद के लिए इसी प्रकार, वहाँ खून वेग (यानी, प्रतिक्रियाशील hyperemia) जिससे धमनियों की दीवार जो धमनी के बाद वैसोडायलेटेशन में हुई पर कतरनी दर में वृद्धि में तेजी से वृद्धि हुई थी। एफएमडी दोनों बाहु और सतही ऊरु धमनियों में मनाया गया। इसके अतिरिक्त, वहाँ धमनियों के बीच एफएमडी में एक मजबूत रिश्ता था। हालांकि शिखर कतरनी दर सतही और्विक धमनी में अधिक था, एफएमडी कतरनी दर धमनियों के बीच एक मजबूत संबंध बनाए चोटी के लिए सामान्यीकृत। साथ में, इन परिणामों से संकेत मिलता है कि एफएमडी के गैर इनवेसिव माप सफलतापूर्वक चूहों में किया जा सकता है।

हालांकि एफएमडी के माप दो अलग धमनियों पर प्रदर्शन किया गया था, एफएमडी की भयावहता समान जब आधारभूत से एक प्रतिशत परिवर्तन के रूप में व्यक्त किया गया था। Howeveआर, जब आधारभूत से एक निरपेक्ष परिवर्तन के रूप में व्यक्त किया, एफएमडी बाहु धमनी में अधिक था, के रूप में है कि धमनी सतही और्विक धमनी से एक ~ 25% बड़ा आराम व्यास था। इन परिणामों के मानव अध्ययन के उन लोगों में जो एफएमडी बाहु और एक ही विषय 17,18 में सतही ऊरु धमनियों में मापा गया था के समान हैं। धमनी व्यास में मतभेदों के बावजूद, एफएमडी का संबंध है, एक प्रतिशत या आधारभूत से पूर्ण परिवर्तन के रूप में व्यक्त धमनियों के बीच बेहद मजबूत था।

वैसोडायलेटेशन रूप में वृद्धि हुई कतरनी दर 1,3 के जवाब में endothelium से कोई रिलीज के माध्यम से होता प्रवाह की मध्यस्थता फैलाव, endothelium व्युत्पन्न मनुष्य 6 में कोई bioavailability के लिए एक कार्यात्मक bioassay का प्रतिनिधित्व करने का प्रस्ताव किया गया है। इस प्रकार, एक उच्च एफएमडी कतरनी दर एक endothelium कि संवेदनशीलता कतरनी दर में वृद्धि को देखते हुए बढ़ गया है का प्रतिनिधित्व करता है चोटी के लिए सामान्यीकृत। एफएमडी सामान्य कतरनी दर चोटी के बाद, एफएमडी शाखा में अधिक थाial धमनी, चाहे वह एक प्रतिशत या आधारभूत से पूर्ण परिवर्तन के रूप में व्यक्त किया जाता है की परवाह किए बिना। बावजूद एफएमडी के परिमाण में अंतर बाहु और सतही ऊरु धमनियों के बीच कतरनी दर चोटी की सामान्यीकृत, वहाँ प्रतिशत में एक मजबूत रैखिक संबंध था और निरपेक्ष एफएमडी धमनियों के बीच कतरनी दर चोटी के लिए सामान्यीकृत।

वर्तमान अध्ययन में, एफएमडी के गैर इनवेसिव माप बाहु और अल्ट्रासाउंड जांच के लिए कफ रोड़ा बाहर का साथ सतही ऊरु धमनियों में वर्णित है। यह कफ प्लेसमेंट के कई कारणों के लिए चुना गया था, 1.) मनुष्यों में, यह सबसे अधिक एफएमडी, 2.) एफएमडी के लिए कोई योगदान के लिए अधिक से अधिक हो सकता है जब धमनी व्यास माप रोड़ा साइट से 9 समीपस्थ है दिखाया गया है मापने के लिए विधि का इस्तेमाल किया है और 3.) कफ मुद्रास्फीति के बाद अल्ट्रासाउंड छवि को बनाए रखने के लिए जब माप साइट रोड़ा के लिए बाहर का था में कठिनाई नहीं हुई। हालांकि इस प्रक्रिया एफएमडी के एक गैर इनवेसिव माप का प्रतिनिधित्व करता है,दूसरों और्विक धमनी 19 में रोड़ा करने के लिए अल्ट्रासाउंड माप बाहर का साथ आम श्रोणिफलक धमनी की एक शल्य रोड़ा का उपयोग कर चूहों जीने में एफएमडी प्रदर्शन किया है। एफएमडी प्रोटोकॉल पहले Heiss एट अल द्वारा वर्णित का उपयोग कर प्रतिक्रिया। एनोस अवरोधकों के अर्क से हिचकते था। दरअसल, इस प्रक्रिया को दिखाना है कि intracellular सं में औषधीय बढ़ जाती है चूहों 21,22 में एफएमडी के एक हानि में endothelial रोग और उच्च रक्तचाप 20, और सेकेंड हैंड धुएं के परिणाम के लिए जोखिम के दो चूहे मॉडल में एफएमडी में सुधार किया गया है। ये अध्ययन चूहों में एफएमडी और हृदय स्वास्थ्य के लिए एफएमडी का संबंध स्थापित करने के लिए कोई योगदान के प्रदर्शित करता है। हालांकि, के रूप में इस तकनीक आक्रामक है, यह साल के लिए सप्ताह की अवधि में ही चूहों में longitudinally एफएमडी उपाय करने की क्षमता को सीमित कर सकता है। वर्तमान अध्ययन के लिए एक समान विधि का प्रयोग, दो हाल ही के अध्ययन, चूहों 23,24 के हिंद अंग में एफएमडी के गैर इनवेसिव माप प्रदर्शन किया हैलेकिन वहाँ स्टडीज (यानी, माप समय पाठ्यक्रम और अल्ट्रासाउंड जांच और रोड़ा कफ के प्लेसमेंट) के बीच कई तकनीकी बदलाव के थे। इन अध्ययनों और इन परिणामों नकल करने में कठिनाई के बीच फ़र्क के कारण, चूहों में एफएमडी के गैर इनवेसिव माप के बजाय प्रयास किया गया था, के रूप में चूहों सामान्यतः translational अनुसंधान के क्षेत्र में उपयोग किया जाता है, लेकिन चूहों की तुलना में एक बड़ा शरीर और रक्त वाहिका आकार है। जबकि कृन्तकों के और्विक धमनी में एफएमडी के माप आम तौर पर उपन्यास नहीं है, कोई अध्ययन किसी भी जीवित कृन्तकों के बाहु धमनी में एफएमडी के माप प्रदर्शन किया है। मजबूत वर्तमान अध्ययन में अंगों के बीच एफएमडी के संबंध endothelial समारोह के प्रणालीगत प्रकृति को वर्णन कर सकता है, लेकिन यह भी करने के लिए एक तरीका प्रदान करता गैर invasively जानवरों है कि हिंद अंग (जैसे, ऊरु धमनी फिस्टुला) में रक्त के प्रवाह को बाधित किया है में एफएमडी उपाय।

अनुकूलन और एक उच्च गुणवत्ता अल्ट्रासाउंड छवियों के रखरखाव के लिए महत्वपूर्ण इस procedu के लिए आवश्यक कौशल रहे हैंफिर से और व्यापक अभ्यास की आवश्यकता है। उदाहरण के लिए, मानव में एफएमडी की माप के लिए, यह सुझाव दिया जाता है कि कम से कम 100 की देखरेख स्कैन स्वतंत्र रूप से 5 स्कैनिंग से पहले प्रदर्शन कर रहे हैं। कई बार, छवि कफ रोड़ा दौरान पारी और अल्ट्रासाउंड जांच की मामूली समायोजन की आवश्यकता हो सकती है। इस प्रोटोकॉल में एक महत्वपूर्ण कदम विशिष्ट समय बिंदुओं पर बी मोड और पीडब्लू-मोड के बीच स्विच कर रहा है। एक साथ बी मोड और पीडब्लू-मोड इमेजिंग अल्ट्रासाउंड इस प्रोटोकॉल में इस्तेमाल मशीन पर संभव नहीं हैं। इसलिए, यह जल्दी से अल्ट्रासाउंड मोड के बीच स्विच करने के लिए विशिष्ट समय खंडों के दौरान वेग और व्यास माप पर कब्जा करने के लिए आवश्यक है। एक बाहर लिखा प्रोटोकॉल होने और प्रोटोकॉल प्रदर्शन बहुत अल्ट्रासाउंड मोड के बीच स्विच की दक्षता में सुधार होगा अभ्यास। इस प्रोटोकॉल के दौरान अल्ट्रासाउंड रिकॉर्डिंग के समय के प्रति संवेदनशील प्रकृति को देखते हुए, त्रुटि होती है, इसलिए इस तरह के एक अल्ट्रासाउंड क्लिप पर कब्जा करने की भूल के रूप में किसी भी प्रोटोकॉल असामान्यताओं, नीचे नोट करने के लिए तैयार हो जाएगा।रोड़ा चरण के दौरान एक अल्ट्रासाउंड क्लिप गुम हालांकि, अगर एक रिकॉर्डिंग प्रतिक्रियाशील hyperemia चरण के दौरान खो दिया है यह कम से कम 30 मिनट के 25 पारित कर दिया है के बाद फिर से प्रक्रिया का प्रदर्शन करने का सुझाव दिया है, महत्वपूर्ण नहीं है।

किसी भी अध्ययन के साथ वहाँ के रूप में प्रयोगात्मक प्रोटोकॉल के लिए सीमाएं हैं। इस अध्ययन में, संज्ञाहरण 100% ऑक्सीजन के तहत चूहों को दिलाई, इस प्रकार, एफएमडी का माप भी hyperoxia को vasoreactivity प्रतिबिंबित हो सकता है। जैसे सोडियम pentobarbital के रूप में संज्ञाहरण के अन्य रूपों, मनुष्य के लिए एक अधिक प्रतिनिधि रक्त गैस प्रोफाइल बना सकते हैं और इस चिंता को खत्म करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। रक्तचाप इस प्रोटोकॉल के किसी भी बिंदु पर निगरानी नहीं किया गया था। हालांकि रक्तचाप मनुष्यों में तीव्र कफ रोड़ा के जवाब में परिवर्तन नहीं होता है, यह अज्ञात है अगर रक्तचाप में कोई क्षणिक परिवर्तन चूहों में घटित होता है। इसके अतिरिक्त, संपीड़ित हवा संवहनी occluder को भरने के लिए इस्तेमाल किया गया था, हालांकि, पानी के साथ भरने के लिए एक मजबूत रोड़ा में हुई हो सकती हैपानी के रूप में रक्त के प्रवाह की यह हवा के रूप में के रूप में सिकुड़ाया नहीं है। अन्त में, परिस्थितियों के तहत एफएमडी के गैर इनवेसिव माप जिसमें एनोस हिचकते है (यानी, एल NMMA अर्क) का प्रदर्शन नहीं किया गया है। इस प्रकार, एफएमडी के लिए कोई योगदान की है, क्योंकि यह इस प्रोटोकॉल में किया जाता है, निर्धारित नहीं किया गया है।

अंत में, इस लेख बाहु और चूहों के सतही ऊरु धमनियों में एफएमडी के गैर इनवेसिव माप के लिए एक प्रोटोकॉल का प्रदर्शन किया है। शोधों को ध्यान में हाल के बदलाव के साथ संयोजन के रूप में, चूहों में एफएमडी का आकलन करने के लिए चूहों मानव में परिणाम अनुवाद के लिए एक महत्वपूर्ण उपकरण प्रदान कर सकता है, साथ ही चूहों के अनुदैर्ध्य अध्ययन में कई बिंदुओं पर समय endothelial समारोह का आकलन करने की क्षमता प्रदान करते हैं अलग उपचार प्राप्त। दरअसल, एफएमडी में कटौती महाधमनी धमनी stiffening के साथ कर रहे जीर्ण गुर्दे की विफलता (अप्रकाशित निष्कर्षों) के एक चूहे मॉडल है, जो दर्शाता है कि एप्लिकेशन में गुर्दे की क्षति के बाद देखा गया हैअनुदैर्ध्य जानवरों के अध्ययन में नाड़ी समारोह के एक मार्कर के रूप में गैर-आक्रामक एफएमडी के lication। भविष्य के अध्ययन चूहों warranted रहे हैं में एफएमडी के तंत्र की जांच करने के लिए और मनुष्यों में गैर इनवेसिव एफएमडी माप में आगे अंतर्दृष्टि प्रदान करेगा।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Vevo 2100 High Resolution Micro-Ultrasound Imaging System VisualSonics, Toronto, ON, CAN
MicroScan Ultra-High Frequency Linear Array Transducer - MS-700 30-70 MHz VisualSonics, Toronto, ON, CAN
Vevo Imaging Station VisualSonics, Toronto, ON, CAN
Thermasonic gel warmer Parker Laboratories, Fairfield, NJ, USA 82-03 Optional
Signacreme electrode cream Parker Laboratories, Fairfield, NJ, USA 17-05
Transpore surgical tape 3M, Maplewood, MN, USA 1527-1
Depilatory cream (e.g., Nair) General supply
Cotton swabs General supply
Ultrasound gel General supply
Standard vascular occluder, 10 mm lumen diameter Harvard Apparatus, Holliston, MA, USA 62-0115
10 ml syringe with Luer-Lok tip General Supply Used for occlusion cuff apparatus
Paperclip General Supply Used for occlusion cuff apparatus
Hypodermic needle – 18 gauge  General Supply Used for occlusion cuff apparatus
Medium binder clip General Supply Used for occlusion cuff apparatus

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Smits, P., et al. Endothelial release of nitric oxide contributes to the vasodilator effect of adenosine in humans. Circulation. 92, 2135-2141 (1995).
  2. Forstermann, U., et al. Nitric oxide synthase isozymes. Characterization, purification, molecular cloning, and functions. Hypertension. 23, 1121-1131 (1994).
  3. Gardiner, S. M., Compton, A. M., Bennett, T., Palmer, R. M., Moncada, S. Control of regional blood flow by endothelium-derived nitric oxide. Hypertension. 15, 486-492 (1990).
  4. Harris, R. A., Nishiyama, S. K., Wray, D. W., Richardson, R. S. Ultrasound assessment of flow-mediated dilation. Hypertension. 55, 1075-1085 (2010).
  5. Corretti, M. C., et al. Guidelines for the ultrasound assessment of endothelial-dependent flow-mediated vasodilation of the brachial artery: a report of the International Brachial Artery Reactivity Task Force. J Am Coll Cardiol. 39, 257-265 (2002).
  6. Celermajer, D. S., et al. Non-invasive detection of endothelial dysfunction in children and adults at risk of atherosclerosis. Lancet. 340, 1111-1115 (1992).
  7. Niebauer, J., Cooke, J. P. Cardiovascular effects of exercise: role of endothelial shear stress. J Am Coll Cardiol. 28, 1652-1660 (1996).
  8. Sessa, W. C. eNOS at a glance. J Cell Sci. 117, 2427-2429 (2004).
  9. Wray, D. W., et al. Does brachial artery flow-mediated vasodilation provide a bioassay for NO? Hypertension. 62, 345-351 (2013).
  10. Green, D. J., Dawson, E. A., Groenewoud, H. M., Jones, H., Thijssen, D. H. Is flow-mediated dilation nitric oxide mediated? A meta-analysis. Hypertension. 63, 376-382 (2014).
  11. Green, D. J., Jones, H., Thijssen, D., Cable, N. T., Atkinson, G. Flow-mediated dilation and cardiovascular event prediction: does nitric oxide matter? Hypertension. 57, 363-369 (2011).
  12. Brevetti, G., Silvestro, A., Schiano, V., Chiariello, M. Endothelial dysfunction and cardiovascular risk prediction in peripheral arterial disease: additive value of flow-mediated dilation to ankle-brachial pressure index. Circulation. , 2093-2098 (2003).
  13. Gokce, N., et al. Predictive value of noninvasively determined endothelial dysfunction for long-term cardiovascular events in patients with peripheral vascular disease. J Am Coll Cardiol. 41, 1769-1775 (2003).
  14. National Research Council (U.S.). Guide for the care and use of laboratory animals. , 8th, National Academies Press. (2011).
  15. Alley, H., Owens, C. D., Gasper, W. J., Grenon, S. M. Ultrasound assessment of endothelial-dependent flow-mediated vasodilation of the brachial artery in clinical research. J Vis Exp. , e52070 (2014).
  16. Ghiadoni, L., et al. Assessment of flow-mediated dilation reproducibility: a nationwide multicenter study. J Hypertension. 30, 1399-1405 (2012).
  17. Thijssen, D. H., et al. Heterogeneity in conduit artery function in humans: impact of arterial size. Am J Physiol Heart Circ. 295, H1927-H1934 (2008).
  18. Green, D. J., et al. Why isn't flow-mediated dilation enhanced in athletes? Med Sci Sports. 45, 75-82 (2013).
  19. Heiss, C., et al. In vivo measurement of flow-mediated vasodilation in living rats using high-resolution ultrasound. Am J Physiol Heart Circ. 294, H1086-H1093 (2008).
  20. Chen, Q., et al. Pharmacological inhibition of S-nitrosoglutathione reductase improves endothelial vasodilatory function in rats in vivo. J Appl Physiol. 114, 752-760 (2013).
  21. Pinnamaneni, K., et al. Brief exposure to secondhand smoke reversibly impairs endothelial vasodilatory function. Nicotine Tob Res. 16, 584-590 (2014).
  22. Liu, J., et al. Impairment of Endothelial Function by Little Cigar Secondhand Smoke. Tob Regul Sci. 2, 56-63 (2016).
  23. Schuler, D., et al. Measurement of endothelium-dependent vasodilation in mice--brief report. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 34, 2651-2657 (2014).
  24. Erkens, R., et al. Left ventricular diastolic dysfunction in Nrf2 knock out mice is associated with cardiac hypertrophy, decreased expression of SERCA2a, and preserved endothelial function. Free Radic Biol Med. 89, 906-917 (2015).
  25. Harris, S. A., Billmeyer, E. R., Robinson, M. A. Evaluation of repeated measurements of radon-222 concentrations in well water sampled from bedrock aquifers of the Piedmont near Richmond, Virginia, USA: : effects of lithology and well characteristics. Environmental research. 101, 323-333 (2006).

Tags

चिकित्सा अंक 117 अल्ट्रासाउंड धमनी vasodilation endothelial समारोह चूहा नाड़ी अन्तःस्तर फ्लो की मध्यस्थता फैलाव
प्रवाह की मध्यस्थता ब्रेकियल के फैलाव और चूहे में सतही ऊरु धमनियों का अल्ट्रासाउंड आकलन
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Machin, D. R., Leary, M. E., He, Y., … More

Machin, D. R., Leary, M. E., He, Y., Shiu, Y. T., Tanaka, H., Donato, A. J. Ultrasound Assessment of Flow-Mediated Dilation of the Brachial and Superficial Femoral Arteries in Rats. J. Vis. Exp. (117), e54762, doi:10.3791/54762 (2016).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter