JoVE Journal > Medicine
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
עברית

Automatically Generated
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Medicine

גישה המתודולוגית להערכות לא פולשני של תפקוד כלי דם ומורפולוגיה

Published: February 07, 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

Summary

The present article describes the methodological considerations for several non-invasive assessments of vascular function and morphology that are commonly used in medical research to assess different stages of atherosclerosis.

Abstract

The endothelium is the innermost lining of the vasculature and is involved in the maintenance of vascular homeostasis. Damage to the endothelium may predispose the vessel to atherosclerosis and increase the risk for cardiovascular disease. Assessments of peripheral endothelial function are good indicators of early abnormalities in the vascular wall and correlate well with assessments of coronary endothelial function. The present manuscript details the important methodological steps necessary for the assessment of microvascular endothelial function using laser Doppler imaging with iontophoresis, large vessel endothelial function using flow-mediated dilatation, and carotid atherosclerosis using carotid artery ultrasound. A discussion on the methodological considerations for each of the techniques is also presented, and recommendations are made for future research.

Introduction

האנדותל הוא השכבה הפנימית ביותר של כלי הדם, והוא מעורב בשמירה על הומאוסטזיס כלי דם באמצעות הרגולציה של מספר רב של תהליכי vasoactive. הפרעה לתהליכים אלה יכולה להשפיע כלי לטרשת עורקת ומעלה את הסיכון למחלות לב וכלי דם (CVD) 1. תפקוד האנדותל היקפי הוא אינדיקטור טוב של מומים בשלב המוקדמים של קיר כלי הדם 2. יתר על כן, באמצעים של תפקוד האנדותל היקפי הוכחו משקפים את תפקוד האנדותל כלילית 3-5, ובתור שכזו נחשבים למנבאים טובים של מחלת לב וכלי דם 6-9. זה אולי לא מפתיע בהתחשב בכך שטרשת העורקת היא כעת מוערך באופן כללי להיות הפרעה מערכתית 10. הערכות של תפקוד האנדותל היקפי בדרך כלל לכמת את תגובת vasodilatory של כלי השיט לגירוי ספציפי, עם הנחתה של התגובה הרשלנית מעידה על אנדותלתפקוד לקוי של 11, וניתן למדידה במיטות כלי דם שונות. הערכות של שינויים מבניים מתקדמים בכלי יכולות להיות מאופיינות על ידי בדיקת אולטרה סאונד של עובי אינטימה-מדיה.

בזרימת הדם, Flowmetry הלייזר דופלר (LDF) והדמיה הלייזר דופלר (LDI) עם iontophoresis של אגוניסטים vasodilator יכולים לספק מידע שימושי על זלוף כלי הדם 12. שני טכניקות מדידת היסט דופלר נוצר על ידי אור מפוזר מהזזת תאי דם אדומים. זלוף מיוצג כשטף דם ולא זרימת דם (מיליליטר / דקה), עם שטף דם המשקף מהירות ממוצעת תאי דם אדום וריכוז. מדידה של שטף דם קשור באופן ליניארי עם דם בפועל זרימה 13. ההערכה של LDI מציעה יתרונות רבים על פני LDF, משום שבניגוד LDF, LDI יכול לסרוק על פני שטח עצום ובכך היווה ההטרוגניות בזרימת דם בעור ומגביר את שחזור של הטכניקה12.

הגירוי להגברת שטף דם במהלך LDI מסופק על ידי iontophoresis של אצטילכולין אגוניסטים vasodilator (ACH) וnitroprusside נתרן (SNP), הלהעריך את תפקוד האנדותל תלוי והאנדותל-עצמאי בהתאמה, לעור באמצעות זרם חשמלי חלש 14. ברגע שדרך העור, ACH נקשר לקולטנים אנדותל מוסקריניים תא שחרור תחמוצת חנקן vasodilator (NO). השימוש בSNP ישירות מפעיל קולטנים תאי שריר חלק, כדי לאפשר vasodilatation המרבי של כלי השיט ובדיקה של שלמות שריר חלק 15. יש כמה אי-ודאות בשאלות האם התרחבות בתיווך אח כרוכה NO בכלל, כACH עשוי לעורר מסלולים הלא-NO כגון מסלולים בתיווך cycloxygenase 12. אף על פי כן, יש לנו דיווח בעבר כי תגובות ACH וSNP לקויים באוכלוסיות חולה בסיכון מוגבר למחלה קרדיווסקולארית 16 וכי התערבויות תרגיל ידועות כדי לשפר את NO בioactivity גם לשפר את שטף דם בתיווך אח באמצעות LDI 17. הרכב להובלת הסוכנים לmicrovessels העור לעתים קרובות כולל נתרן כלורי או 18,19 מים deionised. תפקוד האנדותל כלי הדם ניתן לכמת באמצעות גישות שונות, עם מוליכות עורית של כלי דם – תוצר של שטף מחולק בלחץ דם, המשמשות במחקרים שבם לחץ דם עשוי להשתנות על פני תקופת המחקר (כלומר, במהלך פעילות גופנית או טיפול נגד יתר לחץ דם) 12. כימות נוסף נפוץ הוא לחשב את השטח מתחת לעקומה לשטף דם או להביע אחוז העלייה בשטף מנקודת ההתחלה. חשוב לציין כי אין הנחיות שנקבעו להצגת נתונים, אך חוקרים צריכים לנצל את גישה שמראה שחזור טוב.

בכלי הגדול, בתיווך זרימת הרחבה (FMD) ורחבה בתיווך glyceryl-trinitrate (GTN) מבוצעות לישבניםהאנדותל תלוי של ותפקוד האנדותל-עצמאי בהתאמה 20. FMD מתבצע בדרך כלל בעורק הזרוע שבי שרוול משמש כדי לחסום את זרימת דם בעורקים במשך 5 דקות; שחרורו של השרוול גורם לעלייה פתאומית בזרימת דם (hyperaemia תגובה) דרך עורק הזרוע וכתוצאה מכך ההתרחבות בתיווך גזירה-מתח של כלי השיט. תחילת המחקר ובקוטר שחרור לאחר שרוול-הם לכמת על ידי ההדמיה אולטרה סאונד של כלי השיט עם ההערכות הבאות של קוטר כלי מבוצע באופן ידני 20 או באמצעות תוכנת זיהוי קצוות אוטומטיים 21,22. השימוש בGTN עוזר לקבוע אם ליקויים בvasodilatation הן בשל הפסד בשלמות תא שריר חלק, או שחרור לקוי של NO מתאי האנדותל 23. FMD וGTN באים לידי ביטוי כאחוז העלייה ביחסי קוטר כלי פוסט גירוי-לקוטר הבסיס.

ההערכה הנכונה של FMD דורשת מספרשיקולים חשובים ב24,25 פרוטוקול מחקר. משך חסימת שרוול חייב להיות מתוזמן היטב; 5 דקות של חסימת שרוול מספיקה לרחבת תיווך-NO בעוד תוצאות חסימת שרוול ארוך שבאינו NO תיווך הרחבה 26. בדומה לכך, מיקום של שרוול המיסוך סביב פרק כף היד ודיסטלי מבדיקת אולטרסאונד בעיקר מפעיל NO-תיווך הרחבה, ואילו מיקום שרוול על הזרוע העליונה והפרוקסימלי לבדיקה באופן חלקי בלבד מגרה NO 27. כמו כן, חשוב למדוד את התרחבות השיא הבאה דפלציה שרוול על פני תקופה ממושכת של זמן, כמו מדידת קוטר שיא תוך 60 שניות הראשונות שלאחר דפלציה שרוול יכול לזלזל FMD על ידי 25 – 40% 28. ואכן, תקופה של 180 שניות עשויה להיות מספיק בלכידת קוטר שיא אמיתי, עם רוב ערכי שיא המתרחשים בתוך 120 שניות הראשונות 28.

הגירוי לFMD כרוךזה ייצור לחץ גזירה, אשר מפעיל קולטנים ספציפיים האנדותל לשחרר NO 29. עם זאת, מאמץ גזירה יכול גם להפעיל כמה גורמים אחרים vasoactive (שחלקם עלול לגרום להיצרות כלי דם) 30, שהופך אותו חיוני שגירוי מאמץ הגזירה עורר משקף התרחבות מNO מסלולים מ-26. כמו כן, חשוב לתת דין וחשבון לגירוי מאמץ הגזירה במהלך FMD, עם חישוב של שיעור גזירה (מהירות / קוטר) המשמש כמדד הולם של מאמץ גזירה, אך לא בהכרח משקף זרימת שיא 31. המלצות פיסיולוגיות האחרונות מצביעות על כך שפרופיל מאמץ הגזירה תמיד צריך להיות מאופיינים כאשר מערכות אולטרסאונד מאפשרות מדידה בו זמנית של מהירות גל דופק והדמיה B-מצב פעיל במצב 25 דו-צדדי.

הערכה של עורקי הראש באמצעות אולטרסאונד B-מצב יכול לספק מידע על עובי אינטימה-מדיה התרדמה (cIMT), והייתה describ הראשוןed בשנת 1986 על ידי Pignoli ועמיתים 32. הערכה של cIMT משקפת התפשטות של תאי שריר חלק באינטימה של כלי השיט והוא מנבא שימושי של אירועים קליניים בטרשת עורקים המוקדמים 33. אולטרסאונד התרדמה יכול לחזות במקרים רב מבנה עורקים טוב יותר מאשר בטכניקות דומות (כגון הדמיה בתהודה מגנטית או הערכות צילום חזה) 34. בנוסף, מקורבי cIMT עם מספר גורמי סיכון CVD הקלאסיים כוללים הזדקנות, יתר לחץ דם, דיסליפידמיה ו-35. שינויים בקירות של עורק התרדמה בדרך כלל ביוזמת ירידה בזמינות ביולוגית NO אשר מקדמת דלקת בתוך הכלי 36. נקודות הסתעפות עורק התרדמה משותפת, עורק התרדמה פנימי ותרדמה יכולות לשמש כדי לקבוע cIMT, כמו כל אתר יכול באופן דומה לחזות אירועי לב וכלי דם 37.

בכתב היד הנוכחית, אנו מספקים מתודולוגיה מפורטת על הערכה של microvasculaתפקוד האנדותל r (LDI עם iontophoresis), פונקציה גדולה אנדותל הכלי (FMD וGTN) ומורפולוגיה של כלי דם (cIMT). טרשת עורקים היא תהליך רב-שלבים שמתחיל בחוסר תפקוד האנדותל ומסתיים בנגעים טרשתיים בעורקי מוקדי הגדולים. הרציונל לבחירת ההערכות לעיל הוא שהם משקפים את השלבים השונים של טרשת עורקים ולעזור להסביר את הטבע הטרוגנית של כלי הדם 38. יתר על כן, יש לנו הראינו בעבר כי באוכלוסייה של חולים בסיכון מוגבר למחלה קרדיווסקולארית, תפקוד האנדותל כלי דם היה עצמאי מתפקוד האנדותל כלי גדול 39, וההערכות תפקודיות היו עצמאיות מהערכות מבניות של כלי הדם 40. לכן, הערכות הגלובליות של כלי הדם יכולות לעזור לפענח את השלבים השונים של טרשת עורקים.

Protocol

הערה: הפרוטוקול כדלקמן הנחיות מועדת המחקר האנושית של דאדלי קבוצת NHS Foundation Trust האתיקה. לבצע את כל הטכניקות המתוארות במעבדה טמפרטורה מבוקרת (21 – 22 C o), עם תאורה והיעדר הרעש יציב. שאל אנשים עוברים הערכות להימנע ממזון, משקה, עישון ופעילות גופני 12 שעות לפני הבדיקה. לעכב תרופות vasoactive עבור שעות לפחות 12 בעת הצורך. 1. לייזר דופלר הדמיה עם Iontophoresis הפעל לייזר דופלר Imager (LDI) ולאפשר לסורק לייצוב באופן אוטומטי לכ 30 דקות. הפעל את תוכנת LDI ולחץ על 'מדידה' (מסך הבית של התוכנה לאחר מכן ניתן יהיה לראות). במסך הבית, בחר 'Ionto פרוטוקול' בשורת המשימות ממוקמות בחלק העליון של החלון. הזנה ידנית של הפרוטוקול (הפרוטוקול המשמש במעבדה שלנו כולל סך של 13 sפחיות, עם זרם חשמלי למשלוח הסמים iontophoretic להגדיר מ2 סריקה כדי לסרוק 11 במתח של 30 מייקרו-אמפר). הסריקה להגדיר 1 כבסיס לסרוק ללא זרם חשמלי, ולסרוק 12 & 13 כמו סריקות התאוששות גם ללא זרם חשמלי. לחץ על אישור כדי לאשר את ההגדרות ולחזור למסך בית. שאל משתתף להירגע בכיסא חצי שכיבה עם זרועם נחה 90 מעלות על כרית נוחה, חברה, ומניח את מחצלת שחורה מתחת לזרוע. הערה: המחצלת מסייעת להגביל מדידות artefact שנוצרו על ידי משטחי רקע המקיפים את הרקמה. חשוב שמשתתפי ARM הם קשור היטב לכרית כך שאין תנועה וחפצים הקשורים. חבר את תקעי קווית בקצה השני של חדר כל פרספקס לבקר iontophoresis. חבר את התא המכיל מינון 2.5 מיליליטר של אצטילכולין% 1 (ACH) לחיבור anodal של הבקר iontophoresis, ולחבר את התא השני מכילמינון 2.5 מיליליטר של 1% נתרן-nitroprusside (SNP) לחיבור cathodal. מערבבים את שני הסוכנים בתא באמצעות 0.5% תמיסת מלח. לחבר את שני תאים להיבט volar של זרועו הימנית של המשתתף באמצעות כריות דבקים דו צדדיות. לכסות את התאים על ידי 32 מ"מ coverslips כדי למנוע דליפה של נוזל. לפני שתתחיל בסריקה, לפתוח את החלון 'הגדרת סורק' ממוקם בפינה השמאלית העליונה של מסך הבית. בחר בכרטיסייה 'וידאו והמרחק "ובחר את הפונקציה' המרחק אוטומטי 'כדי למדוד את מרחקו של ראש הסורק מזרוע המשתתפים. בעקבות השלמת מדידת המרחק האוטומטי, בחר בכרטיסייה 'התמונה סרוק "ולקבוע את האזור שהוא לסריקה על ידי לחיצה על הכפתור' מארק 'בפינה הימנית התחתונה של החלון. במידת הצורך, לשנות את הגודל של האזור של עניין על-ידי הזנה ידנית בגודל שטח הסריקה ל'פינת & Scan# 8217; סעיף בחלק העליון של החלון. ודא שהאזור של עניין כולל את הקוטר של כל אחד מתאי iontophoresis והוא גדול מספיק כדי להגביל את השונות בזרימת דם בעור. לאחר השלמת ההערכה, לשמור את קובץ הנתונים. פתח את קובץ הנתונים באמצעות תוכנת ניתוח תמונת LDI לביצוע מדידות של זלוף. לחץ על 'סקירת תמונה "בחלון התוכנה הראשי, ולפתוח את קובץ התמונה שהוא להיות מנותחים. להשתמש בתוכנה כדי לסמן את האזור של עניין סביב הקטרים ​​החיצוניים של כל תא. התאם את האזור של עניין, כך שהוא מתאים בצורה נכונה באזור שבו התאים היו נוכחים. לאחר מכן לחץ על הסמל 'הסטטיסטיקה' ועמודה המכילה יחידות זלוף החציוני לכל תא יוצגו. שים לב ליחידת זלוף תחילת המחקר, כמו גם את יחידת זלוף הגבוהה ביותר מכל אחד מ -12 הסריקות שקדמו לכל תא. הערה: שיטה זו של ניתוח היאספציפי למעבדה שלנו; עם זאת, ניתן להשתמש בשיטות אחרות כדי להביע את הנתונים המתקבלים מסריקת LDI. לסקירה מקיפה עיינו הנחיות מRoustit ו -12 Cracowski. כדי לחשב אחוז השינוי בזלוף בתגובה לACH וSNP, לחסר זלוף בסיס מזלוף השיא, הפרד על ידי זלוף תחילת המחקר ולאחר מכן להכפיל ב -100. הערה: במעבדה שלנו, שינויים ביחסיים זלוף לתחילת המחקר הראו מקדם התוך משקיף טוב של וריאציה לACH (7%) וSNP (6%). הרחבה ותיווך זרימה 2. ואת ההתרחבות בתיווך trinitrate Glyceryl הפעל את המכונה אולטרסאונד דופלר ומחשב ברשת המכילה ניתוח תמונה של כלי דם תוכנה (VIA). הערה: תוכנת VIA לוכדת תמונה בשידור חי (במהירות של 25 פריימים לשניים) ומספקת מידע על קוטר הכלי, כמו גם את האיכות של הגבולות של כלי הדם שזוהתה על ידי אולטרסאונד. Otחבילותיה תוכנה זמינות אשר עשוי להכיל תכונות והגדרות נוספות. מומלץ להתייעץ מדריכי הפעלה לתוכנה ספציפית. שאל משתתף להירגע בכורסה שכיבה למחצה ומניחים לצד שלהם, אבל ברמה עם לב זרועם על כרית נוחה. הנח שרוול למדידת לחץ דם סביב פרק ​​כף ידו של המשתתף. הערה: החולה צריך להישאל כדי לשמור על זרועם בשקט ככל האפשר כדי למנוע חפצי תנועה במהלך המדידה. אבטח את מתמר המערך ליניארי ממכשיר אולטרסאונד למהדק stereotactic, ולהדק את המהדק באמצעות אומי הפרפר כך שמתמר אולטרסאונד נשאר בתנוחה קבועה. הערה: המהדק יבטיח כי מתמר אולטרסאונד יישאר יציב פעם כלי הדם נמצאים. במחשב אולטרא-סאונד, לגלול ל'התפריט 'ולהגדיר את תדירות הסריקה בשעה 5 MHz ולייעל את העומק (הגדרת העומק המומלצת היא3.5 סנטימטרים) והגדרות רווח על מכשיר אולטרסאונד. התאם את הגדרות רווח כדי להבטיח שיש בהירות סימטריות הקיר הקרוב ורחוק של כלי השיט. באמצעות מתמר המערך ליניארי, לאתר את עורק הזרוע שנמצא בדרך כלל 2-10 סנטימטר מעל הפוסות antecubital במטוס הסריקה האורך. בצע את כל שינויים על מנת להבהיר את איכות התמונה בשלב זה. כדי לסייע בזיהוי העורק, להדליק את דופלר הצבע כדי לעזור להראות את זרימת דם בעורקי pulsatile ולהבדיל אותה מזרימת דם ורידים רציפה. הצג את עורק הזרוע אופקי על פני המסך; הוא אמור להופיע כשני קווים מקבילים מוצקים, מופרדים על ידי שטח ברור בין השורות המייצגת את לומן של כלי השיט. כדי לאפשר לתוכנת VIA להקליט קוטר כלי באופן אוטומטי, השתמש בסמן כדי לסמן אזור קבוע מראש של ריבית כדי לזהות ולעקוב אחר הקירות הקדמי וגם האחוריים של העורק. הערה: גודלו של האזור של עניין יכולה להיותלהגדיל או להקטין באמצעות והכפתורים 'x' 'y' ממוקמים על מסך התוכנה הראשי. לחץ על "התחל" בתוכנת VIA ותמונת העורק למשך 2 דקות. בעקבות זאת, לחץ על 'לנפח' בתוכנת VIA ובו זמנית לנפח את השרוול למדידת לחץ הדם ממוקם סביב פרק ​​כף היד לsuprasystolic לחצים (בדרך כלל מעל 220 מ"מ כספית) במשך 5 דקות. הערה: המטרה של שרוול שורש כף היד היא כדי לחסום את זרימת דם לכף היד. לאחר 5 דקות להוציא את האוויר שרוול לחץ הדם כדי לגרום לhyperaemia תגובתי אשר, בכלי בריא, יעודד NO-תיווך vasodilatation. הערה: הרחבה Peak יכולה להתרחש עד 180 שניות הבאות דפלציה שרוול, ולכן רצוי להמשיך הקלטת קטרי כלי דם במשך 3 דקות לאחר שחרור שרוול. בעקבות תקופת מנוחה של 10 דקות, מחדש לאתר עורק הזרוע באמצעות מתמר המערך ליניארי ולהקליט קריאת קוטר בסיס 2 דקות באותו אופןכצעד 2.7. ואז שאל את המשתתף למקום לוח 500 מיקרוגרם sublingual glyceryl-trinitrate (GTN) מתחת ללשונם ולהמשיך למדוד את קוטר עורק זרוע ל5 דקות נוספות. לאחר תקופה זו, שואל את המשתתף כדי להסיר את לוח GTN ולפקח על המשתתף כדי לוודא שהם לא חווים כל תופעות לוואי לתרופה. לבצע את כל הניתוח של נתונים לא מקוון. עשרים וחמש נקודות נתונים זמינות עבור כל שנייה של ההערכה; קריסת נתונים זה לתקופות של שנייה אחת ב- Microsoft Excel. לייצא את הנתונים לחבילת ניתוח אותות דיגיטליים ולסנן עם שניות 3 נעו מסנן ממוצע. להקים את קוטר הבסיס משניות 120 הנתונים שקדמו לשרוול-האינפלציה. ראייה לבדוק את אזור הבסיס ולהוציא חפצים. ממוצע אזורי הבסיס שנותרו כדי לייצר את קוטר הבסיס. לניתוח התרחבות בתיווך זרימה (FMD), להשתמש בתוכנה כדי לסרוק את ההודעה cuff- באופן אוטומטיאזור הדפלציה להתרחבות שיא ולהשתמש בסמן כדי לסמן שיא זה לבדיקה ויזואלית. אם השיא זוהה בטעות, להשתמש בסמן כדי לבחור אזור מצומצם יותר שבתוכה השיא יכל אז להיות מזוהה. רשום את ערך השיא כקוטר שיא. לנתונים GTN, לאמץ הליך זהה לזה המשמש בFMD, מלבד חיפוש אחר התרחבות שיא באזור הבא 5 דקות של מתן תרופה. כדי לחשב% FMD ו% GTN, לחסר קוטר בסיס מקוטר השיא, הפרד על ידי קוטר בסיס ולאחר מכן להכפיל ב -100. הערה: במעבדה שלנו, מקדם תוך המשקיף של וריאציה הוא 11% לFMD, ו -12% לGTN. עובי 3. תרדמת אינטימה-מדיה שאל משתתף למצוא תנוחה נוחה על מיטה, ומניח את כרית מתחת לראש להציע תמיכה לצוואר. חבר את רל (ECG) מוביל לאולטרסאונד דופלר ולאחר מכן לצרף אותם על pגפיים atient. רק נדרש האק"ג בסיסי, כל כך למקם את המוביל המתאים בזרועות ימין ועל השמאל, ועל קרסול השמאל. הכן את המכונה אולטרסאונד ידי גלילה ב'התפריט 'וקביעת תדירות הסריקה ב 10 MHz ואופטימיזציה עומק (הגדרת העומק המומלצת היא 3-4 סנטימטר) ורווח הגדרות. התאם את הגדרות רווח כדי להבטיח שיש בהירות סימטריות הקיר הקרוב ורחוק של כלי השיט. שאל משתתף להטות את הראש שלהם מעט שמאלה, ובאמצעות מתמר המערך ליניארי, לסרוק את העורק הראשי הנכון לאורך כל החלקים שלה (העורק משותף, פנימי וחיצוני התרדמה) באמצעות מטוס הסריקה האורך לזהות הנוכחות של כל לוחות. לשמור תמונות המציגות כל ראיה של שלט. כדי לסייע בזיהוי העורק, לחפש נקודת הסתעפות בכלי, כמו זה מראה את עורק התרדמה המשותף מתפצל לעורקי הראש הפנימיים וחיצוניים. למדידההתרדמה עובי אינטימה-מדיה f (cIMT), להשיג לפחות 3 תמונות של סעיף של עורק התרדמה המשותף שהנו ללא שלט, והוא הפרוקסימלי 1 סנטימטר לנורה הראשי. להשיג את כל התמונות בשיאו של גל R בECG כמו זה מתאים לחדרית תרוויח והנקודה שבה הספינה נמצאת תחת הסכום של לפחות מאמץ גזירה. חזור על שלבים 3.4 ו -3.5 בעורק התרדמה השמאלית. שאל את המשתתף להטות את הראש שלהם מעט ימינה למדידה זו. כדי לסייע בהשגת תמונות ברורות של הקירות הקרובים ורחוקים, לתפעל בזהירות את הבדיקה אולטרסאונד במהלך ההערכה כדי להבטיח את הכלי הוא בניצב לקרן אולטרא-סאונד. להשיג זאת על ידי בעדינות שינוי ההטיה והסיבוב של המתמר יחד עם התאמות קלות ללחץ המופעל על הזווית הפרוקסימלי לדיסטלי (תנועה-בוהן העקב) של החללית. ניתוח לבצע בתמונות במצב לא מקוון באמצעות תוכנת מדידת עורקים (AMS) כדי לזהות boun כלי הדםDary פי הקווים של Pignoli. לטעון את התמונה להיות מנותח, ולאחר מכן באמצעות הסמן, ליצור אזור של עניין בסעיף של כלי השיט שהוא חופשי משלט. לחץ על 'לזהות' על התוכנה ולהקליט את הערכים המוצגים על המסך לcIMT וקוטר לומן. הערה: ניתן לקבל קריאה מדויקת בלבד מהקיר הרחוק, כל כך להתעלם קריאות מהקיר הקרוב. קח שלוש מדידות לכל צד, ולאחר מכן בממוצע אלה לתת הממוצע cIMT לימין ועורקי הראש עזבו בנפרד. עוד בממוצע cIMT משני הצדדים לתת cIMT הכולל. הערה: מקדם התוך המשקיף של וריאציה לטכניקה זו במעבדה שלנו היא 9%. לבצע מדידה של כל שלט תוך שימוש באותה התוכנה על ידי סימון באופן ידני את השלט באמצעות הסמן. לחץ על 'מגדיר את' על AMS לחשב echogenicity של השלט והכיתה באופן אוטומטי בהתאם לרגישות שלו לקרע. לחץעל חלון "מאפייני רובד" כדי לראות את המידע הזה.

Representative Results

הדמיה דופלר לייזר עם Iontophoresis יחידות שטף דם החציון הבאים סריקות ההדמיה דופלר לייזר מבריא נקבה חופשית בגיל העמידה מCVD מוצגות באיור 1. הייתה עלייה ניכרה בשטף דם החציוני עבור שני אח וSNP. שטף דם בתחילת מחקר עמד 48 יחידות זלוף לאח, ו -67 יחידות זלוף לSNP. שטף דם שיא בתגובה לACH היה 455 יחידות זלוף, ולSNP 446 יחידות זלוף. זו הניבה 831% ו- 566% גידול בזלוף (ביחס לנקודת התחלה) לאח וSNP בהתאמה. הערכים המסופקים הם מאוד תלויים בציוד המשמש לבדיקת שטף דם בעור יחד עם גורמים סביבתיים. התרחבות בתיווך זרימה והתרחבות בתיווך trinitrate Glyceryl איור 2 מציג את קטרי תחילת המחקר ובשיא לFMD והערכות GTN מגבר צעיר ובריא ללא CVD.קוטר בסיס של עורק הזרוע היה 3.0 מ"מ להערכות FMD וGTN. קוטר השיא במבחן FMD היה 3.3 מ"מ, ואילו להערכת GTN זה היה 3.9 מ"מ, אשר מתאים לגידול של 10 ושל 30% בזרימת דם בהתאמה, בהשוואה לתחילת מחקר. התרדמה עובי אינטימה-מדיה איור 3 מציג את עורק התרדמה השמאלי של אדם בריא. חישוב ערכי cIMT מתבצע באמצעות תוכנת קצה איתור אוטומטית. CIMT בקיר המרוחק היה 0.83mm וקוטר לומן של כלי השיט היה 7.71mm. התוצאות עבור עורק התרדמה תקין באותו האדם היו 0.87mm לcIMT, ו7.80mm לקוטר לומן. כאשר ממוצע הקריאה משני הצדדים, cIMT היה 0.85mm, וקוטר לומן היה 7.76mm. איור 1. ChanGES בשטף דם בתגובה להדמית דופלר לייזר עם iontophoresis. לאחר השלמת בסיס לסרוק למדוד שטף דם בתחילת מחקר, 10 סריקות (סריקת 1 עד 10) עם iontophoresis של אח וSNP באמצעות 30 מייקרו-אמפר חשמל נוכחי בוצעו. בעקבות iontophoresis, 2 סריקות התאוששות בוצעו. ACH = אצטילכולין; SNP = nitroprusside נתרן. איור 2. זרימה בתיווך וglyceryl trinitrate תיווך הרחבה. הגרף מציג את קוטר הבסיס ועלייה ברורה בקטרים ​​השיא הבאים יישום של גירויי הרחבה בתיווך trinitrate תיווך הזרימה וglyceryl. FMD = התרחבות בתיווך זרימה; GTN = התרחבות בתיווך trinitrate glyceryl. <br/> איור 3. סריקת אולטראסאונד של עורק התרדמה. סריקת אולטרסאונד של עורק התרדמה השמאלי מוצגת עם אזור של עניין להציב 1cm מנורת התרדמה (נקודת הסתעפות). אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו .

Discussion

כתב היד הנוכחית מפרטת את המתודולוגיה של כמה הערכות שונות של תפקוד ומורפולוגיה של כלי דם שניתן לבצע בכלי הדם ההיקפיים. כל הערכה מספקת מידע על השלבים שונים של טרשת עורקים, ולעזור לאפיין את הפרופיל של כלי הדם של לב וכלי דם שטחים שונים.

יש לנו דיווח בעבר כי תפקוד האנדותל כלי דם הוא עצמאי מתפקוד האנדותל כלי גדול באוכלוסייה של חולי דלקת מפרקים שגרונית בסיכון מוגבר של 39 CVD. יתר על כן, הערכות של תפקוד כלי דם ומורפולוגיה היו גם עצמאיות זה מזה באותה הקבוצה של חולים ובחולים עם CVD 40,41. ניתן להסביר ממצאים אלה על ידי ההטרוגניות של תפקוד ומבנה של תאי האנדותל בשטחי כלי דם שונים 38, כמו גם פער זמן אפשרי להתקדמות של שינויים פונקציונליים למורפולוגייםליקויים בכלי השיט. מחקר של השימוטו ועמיתי 42 גילה כי מספר משתתפים בטרשת העורקת שירדו ערכי FMD אבל ערכי cIMT נורמלים. ממצאים אלה מראים כי הבדיקה של טרשת עורקים תת-קלינית תוך שימוש במגוון של שיטות חשובה לפענח את ההשפעות הגלובליות של CVD.

חשיבותו של נימי הדם בבריאות ובמחלה היא צוברת תשומת לב גוברת בספרות הרפואית. Microvessels יוצרת שטח פנים הרבה יותר גדולים מכלי גדול שהופכת אותם יעדים משמעותיים לנזק מגירויים מזיקים 43. זה כבר שיערו כי microvessels עשויה להיות המקור העיקרי של מתווכים דלקתיים אשר לחדור האנדותל של כלי גדולים יותר מובילים להיווצרות נגע 43. בחולי סוכרת סוג II, מחלת כלי דם לעתים קרובות מקדימה מחלת כלי גדולה 44, ובאוכלוסיות אחרות בסיכון מוגבר לתחלואה קרדיווסקולרית כגון arthri שגרוניתtis, התערבויות המקטינות את סיכון CVD לשפר כלי דם, אך לא כלי גדול, תפקוד האנדותל 45,46. באופן קולקטיבי, ממצאים אלה מראים כי בדיקה של תפקוד כלי דם עשויה לסייע בהבנת המנגנונים המורכבים שליזום טרשת עורקים.

בעבודה הנוכחית, הערכת תפקוד אנדותל כלי דם בוצעה באמצעות LDI עם iontophoresis של סוכני vasoactive. כמה הערכות אחרות ניתן להשתמש כדי להעריך את תפקוד כלי דם כולל capillaroscopy nailfold וplethysmography חסימה ורידית. עם זאת, ההערכה לשעבר מספקת מידע על מורפולוגיה כלי דם בלבד, בעוד השני הוא זמן רב ובחלק מהפרוטוקולים פולשנית עקב ניהול של סוכני vasoactive תוך זרוע 1. בניגוד לכך, LDI מציע גישה פשוטה, בזמן יעיל למדידת זלוף כלי דם של כלי דם בעור בתגובה לסוכני vasoactive המנוהלים אינו invasively. המדידה של זרימת דם בעור צברה הסכמה רחבה בספרות בשל קלות נגישות וקשר חזק עם 12 CVD הוקם. יתר על כן, היתרון של LDI על טכניקות אחרות כגון דופלר Flowmetry לייזר דופלר, הוא שזה יכול בו זמנית לסרוק מספר רב של נקודות באזור נתון, ולכן יכול להסביר חפצים סלולריים תנועה והבדלים המרחבית של זרימת דם בעור, אשר שניהם יכולים להשפיע על זלוף של כלי השיט 47,48.

למרות היתרונות ברורים של iontophoresis, חשוב לשים לב כי vasodilatation הנוכחי המושרה (CIV) מiontophoresis עלול לבלבל את ההשפעות של סוכני vasoactive במיוחד על הקתודה. הבחירה של רכב למשלוח סמים יכולה לעזור להפחית את האפקט הזה, עם 0.5% נתרן כלורי (כמו בשימוש בפרוטוקול הנוכחי) יעיל בהגבלת CIV 18. יתר על כן, שימוש בתאים בקוטר גדולים יותר ונוכ חשמל הנמוךדמי שכירות (כפי שבפרוטוקול הנוכחי) כל לעזור להפחית CIV 18. שימוש באתר שליטה גם כבר המליץ ​​12. גורמים ביולוגיים והתנהגותיים יכולים להשפיע גם על האמינות ודירות של הטכניקה. לדוגמא, וריאציה ועישון היממה הוכחו להשפיע 49,50 תפקוד האנדותל כלי דם. תנאי הקלטה קפדניות יש לדבוק במטרה להשיג תוצאות מדויקות וצריכים להיות אחרי הנחיות שנקבעו בעת תכנון פרוטוקולים 12.

מדידה של FMD והתרחבות בתיווך GTN מספקת מידע על תפקוד האנדותל בכלי הדם הגדול, ונעשתה שימוש נרחב במחקר של כלי דם לא פולשנית. טכניקת FMD מספקת מידע פונדקאית על NO זמינות ביולוגית ומהווה סמן פרוגנוסטי שימושי של אירועי לב באוכלוסיות קליניות שונות 7-9. בעבודה הנוכחית, הפרוטוקול מובא חשבונות עבור רבים מהגורמים שנחוצים לגירוי מספק של vasodilatation תיווך NO 25. לדוגמא, שרוול המיסוך הוצב דיסטלי לבדיקת אולטרסאונד וסביב מפרק כף היד 27, את משך הזמן של איסכמיה היה 5 דקות 26 ומספיק זמן היה מותר להקליט קוטר השיא "אמיתי" הבא hyperaemia תגובת 28. למרבה הצער, הפרוטוקול לא כולל אפיון פרופיל מאמץ הגזירה כמו תוכנת זיהוי קצוות האוטומטית לא תאפשר הקלטה בו זמנית של קוטר כלי ואות מהירות גל דופק. החישוב של מאמץ גזירה הוא חלק בלתי נפרד ממדידה מדויקת של FMD 26 ואנחנו המלצנו, שבו קבוצות אפשריות, כלי דם מחקר להשתמש בתוכנה המאפשרת מדידות כאלה להתבצע.

הערכות של FMD והתרחבות בתיווך GTN הם גם רגישות לשינויים סביבתיים וביולוגיים 24, כמו שינויים קטנים בקוטר כלי דם יכוללעורר תגובת FMD / GTN גדול. לדוגמא, ערכי FMD אופייניים למשתתפים בריאים נעים בין 5-10% 51, אשר תואם את 0.25 – שינוי 0.5mm קוטר העורק לעורק בקוטר של 5 מ"מ. בהתחשב בשינויים קטנים כגון לקוטר העורק, תשומת לב קפדנית צריכה להיות משולם לגורמים טכניים וביולוגיים שעשויים להשפיע על המדידה. ואכן, יכול להיות מושפע על ידי FMD מגוון של גורמים ביולוגיים והתנהגותיים כגון הפעלה אוהדת 52, מניעת שנת 53, צריכת קפאין 54, עישון 55, טיפול נוגד חמצון 56 ושעה ביום 57. בהתאם לכך, חשוב לשלוט על גורמים אלה על ידי שימוש במידע מהנחיות שנקבעו 24,25.

הערכה של טרשת עורקים תת-קלינית מתקדמת אבל נעשתה באמצעות cIMT. הטכניקה נוצלה בכמה אוכלוסיות קליניות ומספקת פירוט רב על st עורקיםructure בהשוואה לטכניקות מתוחכמות יותר, כגון הדמיה בתהודה מגנטית 34. כמו בטכניקות של כלי דם האחרים, מדידת cIMT מחייבת בחינה זהירה של גורמים טכניים שיכול להשפיע על המדידה. בדרך כלל, cIMT צריכה להתבצע באזורים חופשיים משלט, בקיר המרוחק של עורק התרדמה המשותף. בדומה לFMD, מדידת cIMT מבוצע באמצעות בדיקת אולטרה סאונד ברזולוציה גבוהה וכך הוא מאוד ידידותי לתלויה. דיווח מקדם שונה טווח (CofV) 2.4-18.3% 58, ואילו עבור FMD זה הוא 1 – 84% 59. עם זאת, גם כאשר שני הטכניקות מבוצעות על ידי ultrasonographers המוסמך עם גורמים חיצוניים מבוקר היטב, נותר CofV 58,60,61 גבוהים. אחת סיבות לכך יכולות להיות שהניתוח של גבולות של כלי דם מתבצע באמצעות שיטות ידניות 60,61. ניתוח כזה יכול להפחית אמינות כחפצי הדמיה כגון גבולות שווא, רעש מultraso אות und, ועיוות של כלי יכולים להשפיע על פרשנות של התמונה 22.

ההתפתחויות האחרונות בתוכנת קצה איתור אוטומטית רציפה השתפרו מאוד זיהוי של קיר גבולות של כלי דם 21,22. במחקר הנוכחי, תוכנת VIA שימשה למדידת קוטר עורק הזרוע, תוך AMS שימש לזהות cIMT. השימוש בתוכנות אלה מקטינים באופן משמעותי את תלות מפעיל, אך במקרה של AMS, מידה מסוימת של שליטת מפעיל היא עדיין זמינה במצבים שבם איכות תמונה יכולה להיות עניה 62. מעבדות המשתמשות בתוכנה אוטומטית גילוי קצה בדרך כלל נוטות להיות נמוך CofV 58,63,64, ובכך זה צריך להיות המטרה של כל מעבדות המחקר של כלי הדם לשלב מדידה אוטומטית של גבולות של כלי דם, על מנת להבטיח דיוק של התוצאות. זה גם תרגול טוב כדי לדווח על תוצאות של מחקרי שחזור עבור פרוטוקולים ספציפיים בעת פרסום תוצאות מחקר.

<p c= "Jove_content" ילדה> למרות הערכות של תפקוד כלי דם משמשות באופן שגרתי במחקר קליני, הגבלה של הטכניקות היא שערכים נורמטיביים לLDI עם iontophoresis וFMD לא קיימות. לכן חשוב שגיל בריאים וקבוצות שליטה בהתאמה מין נבחנים כדי להשוות ממצאים בקבוצת הניסוי. למרות שהטכניקות הללו לקשר עם פרוגנוזה גרועה במגוון רחב של אוכלוסיות עם ראיות של CVD 6-9, יש עדיין מחסור במחקרים שבדקו את הקשר בין תפקוד האנדותל העני ותוצאות קרדיווסקולריות שליליות כגון אוטם שריר לב ושבץ. מחקרים פרוספקטיביים נוספים נדרשים לענות על צורכים אלה. מגבלה נוספת היא השימוש של מפעילים אנושיים לבצע ההערכות ולבצע את הניתוח. זה מציג מקור פוטנציאלי של הטיה; עם זאת, זה יכול להיות מוגבל על ידי מסנוור המפעיל לתוצאות או הבטחת שהקורא הוא שונה מהמפעיל. זהכמו כן, חשוב להבטיח שהקורא כדלקמן פרוטוקול סטנדרטי לניתוח נתונים, כך שכל הנתונים מנותחים באופן עקבי.

לסיכום, כתב היד הנוכחית מספקת מידע מפורט על הצעדים מתודולוגיים הצורך לבצע בהצלחה הערכות של כלי-דם קטן ואת התפקוד האנדותל כלי גדול, כמו גם מורפולוגיה של כלי דם של מחזור הדם ההיקפי. כאשר נעשה שימוש יחד, ההערכות לספק מידע עולמי על השלבים השונים של טרשת עורקים. מחקרים פרוספקטיביים נוספים שבחנו את תפקיד אבחון הפוטנציאל של טכניקות אלה מוצדקים.

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

The authors would like to thank Dr George Balanos for his assistance in the flow-mediated dilatation technique.

Materials

Name of Reagent/ Equipment Company Catalog Number Comments/Description
Laser Doppler Imager Moor Instruments, Devon, UK moorLDI2
Iontophoresis Controller Moor Instruments, Devon, UK MIC2
Miochol-E 20mg Novartis UK Prescribed by physician Acetylcholine for endothelium-dependent function
Nitroprussiat Fides 50mg 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
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Sandoo, A., Veldhuijzen van Zanten, J. J. C. S., Metsios, G. S., Carroll, D., Kitas, G. D. The endothelium and its role in regulating vascular tone. The Open Cardiovascular Medicine Journal. 4, 302-312 (2010).
  2. Lerman, A., Zeiher, A. M. Endothelial Function: Cardiac Events. Circulation. 111 (3), 363-368 (2005).
  3. Anderson, T. J., et al. Close relation of endothelial function in the human coronary and peripheral circulations. Journal of American College of Cardiology. 26 (5), 1235-1241 (1995).
  4. Takase, B., et al. Close relationship between the vasodilator response to acetylcholine in the brachial and coronary artery in suspected coronary artery disease. International Journal of Cardiology. 105 (1), 58-66 (2005).
  5. Khan, F., Patterson, D., Belch, J. J., Hirata, K., Lang, C. C. Relationship between peripheral and coronary function using laser Doppler imaging and transthoracic echocardiography. Clinical Science.(Lond). 115 (9), 295-300 (2008).
  6. Rossi, R., Nuzzo, A., Origliani, G., Modena, M. G. Prognostic role of flow-mediated dilation and cardiac risk factors in post-menopausal women). Journal of American College of Cardiology. 51 (10), 997-1002 (2008).
  7. 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. 108 (17), 2093-2098 (2003).
  8. Gokce, N., et al. Predictive value of noninvasively determined endothelial dysfunction for long-term cardiovascular events in patients with peripheral vascular disease. Journal of American College of Cardiology. 41 (10), 1769-1775 (2003).
  9. Jadhav, U. M., Sivaramakrishnan, A., Kadam, N. N. Noninvasive assessment of endothelial dysfunction by brachial artery flow-mediated dilatation in prediction of coronary artery disease in Indian subjects. Indian Heart Journal. 55 (1), 44-48 (2003).
  10. Ross, R. Atherosclerosis – an inflammatory disease. The New England. Journal of Medicine. 340, 115-126 (1999).
  11. Celermajer, D. S., Sorensen, K. E., Bull, C., Robinson, J., Deanfield, J. E. Endothelium-dependent dilation in the systemic arteries of asymptomatic subjects relates to coronary risk factors and their interaction. Journal of American College of Cardiology. 24 (6), 1468-1474 (1994).
  12. Roustit, M., Cracowski, J. L. Assessment of endothelial and neurovascular function in human skin microcirculation. Trends in Pharmacological Sciences. 34 (7), 373-384 (2013).
  13. Ahn, H., Johansson, K., Lundgren, O., Nilsson, G. E. In vivo evaluation of signal processors for laser Doppler tissue flowmeters. Medical & Biological Engineering & Computing. 25 (2), 207-211 (1987).
  14. Kalia, Y. N., Naik, A., Garrison, J., Guy, R. H. Iontophoretic drug delivery. Advanced Drug Delivery Reviews. 56 (5), 619-658 (2004).
  15. Morris, S. J., Shore, A. C. Skin blood flow responses to the iontophoresis of acetylcholine and sodium nitroprusside in man: possible mechanisms. Journal of Physiology. 496 (Pt 2), 531-542 (1996).
  16. Sandoo, A., Veldhuijzen van Zanten, J. J. C. S., Metsios, G. S., Carroll, D., Kitas, G. D. Vascular function and morphology in rheumatoid arthritis: a systematic review). Rheumatology. 50 (11), 2125-2139 (2011).
  17. Metsios, G. S., et al. Individualised exercise improves endothelial function in patients with rheumatoid arthritis. Annals of Rheumatic Diseases. 73 (4), 748-751 (2014).
  18. Ferrell, W. R., et al. Elimination of electrically induced iontophoretic artefacts: implications for non-invasive assessment of peripheral microvascular function. Journal of Vascular Research. 39 (5), 447-455 (2002).
  19. Khan, F., Newton, D. J., Smyth, E. C., Belch, J. J. F. Influence of vehicle resistance on transdermal iontophoretic delivery of acetylcholine and sodium nitroprusside in humans. Journal of Applied Physiology. 97 (3), 883-887 (2004).
  20. Celermajer, D. S., et al. Non-invasive detection of endothelial dysfunction in children and adults at risk of atherosclerosis. Lancet. 340 (8828), 1111-1115 (1992).
  21. Sidhu, J. S., Newey, V. R., Nassiri, D. K., Kaski, J. C. A rapid and reproducible on line automated technique to determine endothelial function. Heart. 88 (3), 289-292 (2002).
  22. Sonka, M., Liang, W., Lauer, R. M. Automated analysis of brachial ultrasound image sequences: early detection of cardiovascular disease via surrogates of endothelial function. IEEE Transactions on Medical Imaging. 21 (10), 1271-1279 (2002).
  23. Vallance, P., Collier, J., Moncada, S. Effects of endothelium-derived nitric oxide on peripheral arteriolar tone in man. Lancet. 2 (8670), 997-1000 (1989).
  24. 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. Journal of American College of Cardiology. 39 (2), 257-265 (2002).
  25. Thijssen, D. H., et al. Assessment of flow-mediated dilation in humans: a methodological and physiological guideline. American Journal of Physiology – Heart and Circulatory Physiology. 300 (1), H2-H12 (2011).
  26. Mullen, M. J., et al. Heterogenous Nature of Flow-Mediated Dilatation in Human Conduit Arteries In Vivo : Relevance to Endothelial Dysfunction in Hypercholesterolemia. Circulation Research. 88 (2), 145-151 (2001).
  27. Doshi, S. N., et al. Flow-mediated dilatation following wrist and upper arm occlusion in humans: the contribution of nitric oxide. Clinical Sciences.(Lond). 101 (6), 629-635 (2001).
  28. Black, M. A., Cable, N. T., Thijssen, D. H., Green, D. J. Importance of measuring the time course of flow-mediated dilatation in humans). Hypertension. 51 (2), 203-210 (2008).
  29. Traub, O., Berk, B. C. Laminar Shear Stress : Mechanisms by Which Endothelial Cells Transduce an Atheroprotective Force. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 18 (5), 677-685 (1998).
  30. Pyke, K. E., Tschakovsky, M. E. The relationship between shear stress and flow-mediated dilatation: implications for the assessment of endothelial function. The Journal of Physiology Online. 568 (2), 357-369 (2005).
  31. Pyke, K. E., Dwyer, E. M., Tschakovsky, M. E. Impact of controlling shear rate on flow-mediated dilation responses in the brachial artery of humans. Journal of Applied Physiology. 97 (2), 499-508 (2004).
  32. Pignoli, P., Tremoli, E., Poli, A., Oreste, P., Paoletti, R. Intimal plus medial thickness of the arterial wall: a direct measurement with ultrasound imaging. Circulation. 74 (6), 1399-1406 (1986).
  33. Corrado, E., et al. Endothelial dysfunction and carotid lesions are strong predictors of clinical events in patients with early stages of atherosclerosis: a 24-month follow-up study. Coronary Artery Disease. 19 (3), 139-144 (2008).
  34. Touboul, P. J., et al. Mannheim carotid intima-media thickness and plaque consensus (2004-2006-2011). An update on behalf of the advisory board of the 3rd, 4th and 5th watching the risk symposia, at the 13th, 15th and 20th European Stroke Conferences, Mannheim, Germany, 2004, Brussels, Belgium, 2006, and Hamburg, Germany, 2011. Cerebrovascular Disease. 34 (4), 290-296 (2012).
  35. Oren, A., Vos, L. E., Uiterwaal, C. S. P. M., Grobbee, D. E., Bots, M. L. Cardiovascular Risk Factors and Increased Carotid Intima-Media Thickness in Healthy Young Adults: The Atherosclerosis Risk in Young Adults (ARYA) Study. Archives of Internal Medicine. 163 (15), 1787-1792 (2003).
  36. Wohlin, M., et al. Both cyclooxygenase- and cytokine-mediated inflammation are associated with carotid intima-media thickness. Cytokine. 38 (3), 130-136 (2007).
  37. Iglesias del, S. a., Bots, M. L., Grobbee, D. A., Hofman, A., Witteman, J. C. Carotid intima-media thickness at different sites: relation to incident myocardial infarction; The Rotterdam Study. European Heart Journal. 23 (12), 934-940 (2002).
  38. Aird, W. C. Phenotypic heterogeneity of the endothelium: II. Representative vascular beds. Circulation Research. 100 (2), 174-190 (2007).
  39. Sandoo, A., Carroll, D., Metsios, G. S., Kitas, G. D., Veldhuijzen van Zanten, J. J. The association between microvascular and macrovascular endothelial function in patients with rheumatoid arthritis: a cross-sectional study. Arthritis Research and Therapy. 13 (3), R99 (2011).
  40. Sandoo, A., Hodson, J., Douglas, K. M., Smith, J. P., Kitas, G. D. The association between functional and morphological assessments of endothelial function in patients with rheumatoid arthritis: a cross-sectional study. Arthritis Research and Therapy. 15 (5), R107 (2013).
  41. Rohani, M., Jogestrand, T., Kallner, G., Jussila, R., Agewall, S. Morphological changes rather than flow-mediated dilatation in the brachial artery are better indicators of the extent and severity of coronary artery disease. Journal of Hypertension. 23 (7), 1397-1402 (2005).
  42. Hashimoto, M., et al. Correlation between flow-mediated vasodilatation of the brachial artery and intima-media thickness in the carotid artery in men. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 19 (11), 2795-2800 (1999).
  43. Stokes, K. Y., Granger, D. N. The microcirculation: a motor for the systemic inflammatory response and large vessel disease induced by hypercholesterolaemia. Journal of Physiology. 562 (Pt 3), 647-653 (2005).
  44. Krentz, A. J., Clough, G., Byrne, C. D. Vascular disease in the metabolic syndrome: do we need to target the microcirculation to treat large vessel disease). Journal of Vascular Research. 46 (6), 515-526 (2009).
  45. Sandoo, A., et al. Anti-TNFalpha therapy may lead to blood pressure reductions through improved endothelium-dependent microvascular function in patients with rheumatoid arthritis. Journal of Human Hypertension. 25 (11), 699-702 (2011).
  46. Sandoo, A., van Zanten, J. J., Toms, T. E., Carroll, D., Kitas, G. D. Anti-TNFalpha therapy transiently improves high density lipoprotein cholesterol levels and microvascular endothelial function in patients with rheumatoid arthritis: a pilot study. BMC. Musculoskeletal Disorders. 13, 127 (2012).
  47. Wardell, K., Jakobsson, A., Nilsson, G. E. Laser Doppler perfusion imaging by dynamic light scattering. The IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 40 (4), 309-316 (1993).
  48. Line, P. D., Mowinckel, P., Lien, B., Kvernebo, K. Repeated measurement variation and precision of laser Doppler flowmetry measurements. Microvascular Research. 43 (3), 285-293 (1992).
  49. Elherik, K., Khan, F., McLaren, M., Kennedy, G., Belch, J. J. F. Circadian variation in vascular tone and endothelial cell function in normal males. Clinical Science. 102 (5), 547-552 (2002).
  50. Pellaton, C., Kubli, S., Feihl, F., Waeber, B. Blunted vasodilatory responses in the cutaneous microcirculation of cigarette smokers. American Heart Journal. 144 (2), 269-274 (2002).
  51. Moens, A. L., Goovaerts, I., Claeys, M. J., Vrints, C. J. Flow-Mediated Vasodilation: A Diagnostic Instrument, or an Experimental Tool. Chest. 127 (6), 2254-2263 (2005).
  52. Hijmering, M. L., et al. Sympathetic activation markedly reduces endothelium-dependent, flow-mediated vasodilation. Journal of the American College of Cardiology. 39 (4), 683-688 (2002).
  53. Takase, B., Akima, T., Uehata, A., Ohsuzu, F., Kurita, A. Effect of chronic stress and sleep deprivation on both flow-mediated dilation in the brachial artery and the intracellular magnesium level in humans. Clinical Cardiology. 27 (4), 223-227 (2004).
  54. Papamichael, C. M., et al. Effect of coffee on endothelial function in healthy subjects: the role of caffeine. Clinical Sciences(Lond). 109 (1), 55-60 (2005).
  55. Lekakis, J., et al. Effect of acute cigarette smoking on endothelium-dependent brachial artery dilatation in healthy individuals). Americal Journal of Cardiology. 79 (4), 529-531 (1997).
  56. Engler, M. M., et al. Antioxidant Vitamins C and E Improve Endothelial Function in Children With Hyperlipidemia: Endothelial Assessment of Risk from Lipids in Youth. Circulation. 108 (9), 1059-1063 (2003).
  57. Etsuda, H., et al. Morning attenuation of endothelium-dependent, flow-mediated dilation in healthy young men: possible connection to morning peak of cardiac events. Clinical Cardiology. 22 (6), 417-421 (1999).
  58. Kanters, S. D., Algra, A., van Leeuwen, M. S., Banga, J. D. Reproducibility of in vivo carotid intima-media thickness measurements: a review. Stroke. 28 (3), 665-671 (1997).
  59. West, S. G., et al. Biological correlates of day-to-day variation in flow-mediated dilation in individuals with Type 2 diabetes: a study of test-retest reliability. Diabetologia. 47 (9), 1625-1631 (2004).
  60. Roos, N. M., Bots, M. L., Schouten, E. G., Katan, M. B. Within-subject variability of flow-mediated vasodilation of the brachial artery in healthy men and women: implications for experimental studies. Ultrasound in Medince and Biology. 29 (3), 401-406 (2003).
  61. Tyldum, E. V., Madssen, E., Skogvoll, E., Slordahl, S. A. Repeated image analyses improves accuracy in assessing arterial flow-mediated dilatation. Scandinavian Cardiovascular Journal. 42 (5), 310-315 (2008).
  62. Liang, Q., Wendelhag, I., Wikstrand, J., Gustavsson, T. A multiscale dynamic programming procedure for boundary detection in ultrasonic artery images. The IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 19 (2), 127-142 (2000).
  63. Hijmering, M. L., et al. Variability of flow mediated dilation: consequences for clinical application. Atherosclerosis. 157 (2), 369-373 (2001).
  64. Woodman, R. J., et al. Improved analysis of brachial artery ultrasound using a novel edge-detection software system. Journal of Applied Physiology. 91 (2), 929-937 (2001).

Tags

EndotheliumVascular FunctionVascular MorphologyNon-invasive AssessmentLaser Doppler ImagingIontophoresisFlow-mediated DilationCarotid Artery UltrasoundCardiovascular DiseaseAtherosclerosis

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
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).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image