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In diesem Artikel

  • Zusammenfassung
  • Zusammenfassung
  • Einleitung
  • Protokoll
  • Ergebnisse
  • Diskussion
  • Offenlegungen
  • Danksagungen
  • Materialien
  • Referenzen
  • Nachdrucke und Genehmigungen

Zusammenfassung

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

Zusammenfassung

Kardiovaskuläre Erkrankungen sind die Hauptursache für Mortalität und eine der Hauptursachen für Behinderung weltweit. Die Dysfunktion des vaskulären Endothel ist ein pathologischer Zustand zeichnet sich vor allem durch eine Störung des Gleichgewichts zwischen den gefäßerweiternden und Vasokonstriktor Stoffe und wird eine wichtige Rolle bei der Entwicklung von atherosklerotischen kardiovaskulären Erkrankungen zu spielen vorgeschlagen. Daher stellt eine genaue Bewertung der Endothelfunktion beim Menschen ein wichtiges Instrument, das besser auf die Ätiologie von mehreren Cardio-centric Pathologien verstehen helfen könnte.

Im Laufe der letzten 25 Jahre haben sich viele methodische Ansätze wurden eine Bewertung der Endothelfunktion beim Menschen zu schaffen, entwickelt. Eingeführt im Jahr 1989, enthält der MKS-Test einen Unterarm Okklusion und anschließende reaktive Hyperämie, die die Produktion von Stickoxid und Vasodilatation der Arteria brachialis fördert. Die FMD-Test ist nun das am meisten verwendete, nicht-invasive, ultrAsonic Beurteilung der Endothelfunktion bei Menschen und hat mit zukünftigen kardiovaskulären Ereignissen in Verbindung gebracht worden.

Obwohl die MKS-Test klinischen Nutzen haben könnte, ist es eine physiologische Einschätzung, dass mehrere Störfaktoren geerbt hat, die berücksichtigt werden müssen. Dieser Artikel beschreibt ein standardisiertes Protokoll zur Bestimmung FMD einschließlich der empfohlenen Methode, um die physiologischen und technische Probleme zu minimieren und die Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Prüfung verbessern.

Einleitung

Kardiovaskuläre Erkrankungen sind die häufigste Ursache für Morbidität und Mortalität weltweit. Dysfunktion des vaskulären Endothels ist eine erste Phase in Richtung auf die Entwicklung von mehreren vaskulären bedingten Krankheiten 1. Daher stellt eine genaue Beurteilung der Endothelfunktion bei Menschen eine wichtige Technik, die zum Verständnis der Ätiologie von mehreren kardiovaskulären Pathologien, mit dem Ziel der Verbesserung der Wirksamkeit der Behandlung und Prävention von Krankheiten helfen könnte.

Endothel

Das Endothel ist eine Monoschicht von Zellen , die zahlreiche vasoaktiven Substanzen wie Stickstoffmonoxid (NO), Prostacyclinen, Endothelin, endotheliale Zellwachstumsfaktor, Interleukine, und Plasminogen - Hemmer 2 synthetisiert. Solche Faktoren tragen zu der Funktion des Endothels an Fließfähigkeit des Blutes, Gefäßtonus, Thrombozytenaggregation, der Permeabilität der Plasmakomponenten und Gefßwand infl regulierenammation 2-4. Darüber hinaus spielt NO eine Schlüssel antiatherogene Rolle in Vasodilatation zu fördern und endothelialen Integrität beibehalten wird. NO reguliert den Gefäßtonus und Durchmesser durch das Gleichgewicht zwischen der Zufuhr von Sauerstoff zu den Geweben und deren Stoffwechselbedarf 3,5 steuern. Es gibt mehrere endogene, exogene und mechanischer Stimulator Faktoren , die NO - Synthase (eNOS) induzieren Endothelzellen , die NO aus L-Arginin synthetisiert 6,7. Die bemerkenswerteste mechanische Reiz ist Scherspannung. Schubspannung Wand trägt zu mehr Aktivierung der eNOS, was zu einer NO - Produktion und die anschließende Entspannung der glatten Muskulatur 4. Aus diesem Grund ist die Abnahme der NO - Bioverfügbarkeit oft als Maß für endotheliale Dysfunktion 8 verwendet.

Endothel-Dysfunktion

Das Ungleichgewicht zwischen gefäßerweiternde und Vasokonstriktor Faktoren führt zu einer dysfunktionalen Endothels 2. Darüber hinaus ist die release von Entzündungsmediatoren und veränderte lokale Scherkräfte kann die Synthese von endothelialen abgeleiteten reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) zu verbessern. Diese Hochregulierung in redox Signalisierungs nicht nur die Integrität des Endothels modifiziert und reduziert die Synthese von NO 9, kann es eNOS entkoppeln in direkten Herstellung von zusätzlichen freien Radikalen resultieren. Letztlich fördert dies die Verbesserung der NO - Bioverfügbarkeit Vasokonstriktion, Gefäßsteifigkeit und reduziert Arteriendehnbarkeit 4.

Der Grad der Dysfunktion des Endothels wurde mit der Schwere von mehreren Krankheiten wie Bluthochdruck 10, Atherosklerose 11, ischämischer Schlaganfall 12, Diabetes 13, Präeklampsie 14 oder Nierenerkrankungen 15 unter anderem in Verbindung gebracht. Daher gibt es große Interesse, nicht nur Veränderungen der endothelialen Funktion über die Zeit zu bewerten, sondern auch therapeutische Interventionen folgende. Verschiedene Methoden wurden verwendet fürdie klinische Beurteilung der Endothelfunktion sowohl invasiv (Herz - Katheterisierung und Venenverschlussplethysmographie 3,16) und nicht-invasiv (Fluss - vermittelten Dilatation, Arteria radialis Tonometrie und Pulskonturanalyse 4,17,18) in koronaren und peripheren Zirkulationen 19.

Durchfluss-vermittelten Dilatation

Strömungs vermittelte Dilatation (FMD) ist eine nicht-invasive, Ultraschall-Auswertung der Funktion Endothel- und hat mit der Entwicklung der vaskulären Gesundheitsprobleme korreliert. Seit seiner Gründung im Jahr 1989 20 hat der MKS als eine zuverlässige, in vivo - Verfahren zur Bewertung vorwiegend NO-vermittelte endotheliale Funktion beim Menschen 19,21,22 weithin verwendet. Tatsächlich hat die Arteria brachialis FMD Test mit anderen invasiven Techniken 23 und zahlreiche Untersuchungen assoziiert haben eine starke inverse Beziehung zwischen der FMD und kardiovaskulärer Schädigung beschrieben 24,25 , so dass individuals mit mehr Gefäßpathologie zeigen eine niedrigere FMD 25. Dementsprechend betonen diese Daten die prognostische Informationen , dass diese Technik zur Verfügung stellen kann , wie es 26-30 für zukünftige kardiovaskuläre Erkrankungen bei asymptomatischen Patienten betrifft.

Während der MKS-Test werden die Durchmesser der Arteria brachialis kontinuierlich zu Beginn der Studie und nach der Veröffentlichung von einem Kreislaufstillstand des Unterarms gemessen. Nach Manschette Freisetzung fördert die induzierte reaktive Hyperämie eine Erhöhung der Scherspannung NO - Freisetzung und die anschließende Vasodilatation 19,31 vermittelt. FMD wird als die prozentuale Erhöhung des arteriellen Durchmesser nach der Freigabe der Manschette verglichen mit dem Durchmesser an der Basislinie (FMD%) ausgedrückt.

Trotz der zunehmenden klinischen Interesses an dieser Technik ist die FMD Test eine physiologische Bewertung und daher müssen mehrere Variablen in Betracht gezogen werden, um eine präzise Beurteilung der Endothelfunktion bei Menschen zu führen. Dies einArtikel beschreibt ein standardisiertes Protokoll und die empfohlene Methode, die technischen und biologischen Probleme zu minimieren, um die Genauigkeit, Reproduzierbarkeit und Interpretation des MKS-Test zu verbessern.

Protokoll

HINWEIS: Die folgenden MKS Verfahren routinemäßig während der Gefäßbewertungsstudien im Labor für Integrative Gefäß- und Exercise Physiology (LIVEP) durchgeführt wird. Alle Verfahren folgte den Prinzipien der Deklaration von Helsinki und wurden von der Institutional Review Board an der Georgia Regents Universität genehmigt. Alle Teilnehmer wurden über die Ziele und mögliche Risiken der Technik vor schriftliche Zustimmung zur Teilnahme erhalten. 1 zeigt eine schematische Zusammenfassung der wesentlichen Elemente, die für die Ultraschall Beurteilung der Arteria brachialis MKS berücksichtigt werden sollten.

1. Gegenstand Vorbereitung (vor Ankunft)

  1. Bestätigen Sie, dass der Teilnehmer durch das Praktizieren von Übung (≥12 h), Koffein (≥12 h), Rauchen oder Rauchexposition (≥12 h), Vitamin-Supplementierung (> 72 h), und alle Medikamente (≥4 h Halbwertszeit der Stimme enthalten hat von die Droge, nicht-steroidale entzündungshemmende Mittel für 1 day und aspirins für 3 Tage).
  2. Stellen Sie sicher , dass der Teilnehmer unter Fastenbedingungen ist oder nur fettarmen Mahlzeiten 4 vor dem Test verbraucht.
  3. Bei prämenopausalen Frauen zu testen, wird vorgeschlagen , das MKS - Protokoll während der Menstruation Phase des Menstruationszyklus zu führen , die Auswirkungen der endogenen Östrogene und Progesterone 8,32,33 zu begrenzen.

2. Gegenstand Vorbereitung (bei der Ankunft)

  1. Vor der Messwerterfassung, stellen Sie sicher, dass das Thema für etwa 20 Minuten in einer ruhigen, temperaturgesteuert (22 ° C bis 24 ° C) Raum in Rückenlage ruht ein hämodynamisches stabilen Zustand zu erreichen.
  2. Bringen Sie ein 3-Kanal-EKG in der Standard-Glied II Position führen. Mit amerikanischen Standardinstrumentierung, legen Sie die weiß / negative Polarität Führung kurz unterhalb des Schlüsselbeins auf der rechten Schulter. Die schwarze / Dual Polarität Führung unterhalb des linken Schlüsselbeins in der Nähe der Schulter und das rote / positive Polarität führenunterhalb der linken Brustmuskel in der seitlichen Basis der Brust.
  3. Erweitern Sie den Arm des Patienten seitlich bei etwa 80 ° von Schulterabduktion und sichern Sie den distalen Unterarm in einem Vakuum verpackt Kissen während der Messung (Abbildung 2) genaue Position des Arms zu halten.
  4. Platzieren Sie den Unterarm - Manschette unmittelbar distal des Epicondylus medialis und sicherzustellen , dass nichts die Manschette berührt, einschließlich der folgenden Tabelle (Figur 2).

3. Basismessungen

  1. Kartierung der Arteria brachialis mit dem Ultraschall:
    1. Während die Sonde mit der Hand halten, stellen sie im Querschnitt und proximal zu dem Einsetzen des Bizeps und fortfahren, beginnend Abtasten der Innenseite des Oberarms beginnen.
    2. Im B-Modus (Graustufen), identifizieren die Arteria brachialis und Kollateralen und Farbfluss (CF) Modus verwenden, um die Position der Arterie helfen bestätigen. Interpretieren Sie die Farbe und die Pulsatilitätsorgfältig unter Berücksichtigung der Richtung der Wandler Beurteilung der Arterie zu gewährleisten, und nicht die Vene.
      HINWEIS: Mit der Sonde Anzeige mit Blick auf den Kopf, bedeutet rote Farbe des Wandlers fließen in Richtung (arterielle Strömung), während blaue Mittel weg (venöse Strömung) fließen.
  2. Identifizierung der Arteria brachialis:
    1. Nach der Arteria brachialis zu finden, drehen Sie die Sonde 90 °, um den Arm in Längsrichtung zu scannen. Erhalten Sie das Bild zwischen 2 bis 10 cm oberhalb der Ellenbeuge.
    2. Identifizieren anatomische Orientierungspunkte wie Venen und Faszien für mehrere Untersuchungsverfahren in der gleichen Thema (Abbildung 3).
  3. Die Sicherung der Sonde:
    1. Befestigen Sie die Sonde in der Stereotaxie-Sondenhalter. Bestätigen wird die Sonde in geeigneter Weise übermäßige Bewegungen zu vermeiden fixiert. Mit der Sonde in der Halterung befestigt ist, sicherzustellen, dass das Bild so gut wie das Bild, das von Hand ohne den Halter erhalten.
  4. Die Optimierung der Resolution des Bildes:
    1. Optimieren Sie das Bild, um die Zeit Gain-Regler (TGC ist) unter Verwendung von mit der Sonde befestigt ist.
      HINWEIS: Ein optimales Bild erreicht, wenn das klarste B-Modus-Bild von den anterioren und posterioren intimale Schnittstellen zwischen dem Lumen und Gefäßwand erreicht wird.
    2. Haben die Techniker manuell die Verstärkung, Brennpunkte, Dynamikbereich, und Harmonische einzustellen, um eine klare und definierte Bild der nahen und fernen Wände des Endothels zu bekommen.
  5. Duplex-Doppler-Modus:
    1. Im Anschluss an B-Modus-Akquisition, gehen Scannen im gepulsten Doppler Duplex-Mode.
    2. Verwenden Sie eine Ferse bis zu den Zehen Ansatz mit der Sonde innerhalb des Halters durch den Wandler an einem Ende rocken mehr als der andere die Arteria brachialis Bild einzustellen und einen Winkel von Insonation von 60 ° erhalten.
  6. Baseline-Akquisition:
    1. Besorgen Sie sich eine zufriedenstellende B-Modus-Bild, das die Endothel-Schichten mit klaren Intima-Intima Wände der Arterie identifiziert. Ensure, dass das Doppler-Signal ohne Muffeln scharfen und klaren Klang erscheint.
    2. Setzen Sie die Ultraschall-CINE-Schleife durch das Einfrieren und das Bild unfreezing. Drücken Sie F1 Aufzeichnen von Daten auf Image-Software zu beginnen. Nehmen Sie Basisdaten für mindestens 30 Sekunden. Analysieren Sie den mittleren Durchmesser und Blutgeschwindigkeit für 30 Sekunden die Ausgangswerte zu repräsentieren. Hinweis: Verschiedene Ultraschalls und Software-Setups können unterschiedliche Sequenzen erfordern die gewünschte Aktion zu erhalten.

4. Vascular Occlusion Messungen

  1. Unterarm- Occlusion:
    1. Schnell den Unterarm Okklusion Manschette aufzublasen, Druckluft, zu über systolische Druck (250 mm Hg) für 5 min Arterienverschluss zu induzieren.
    2. Nach 4 min und 30 s des Unterarms Okklusion, beginnen Daten zu erwerben.
      HINWEIS: Occlusion Messungen werden durch die letzten 30 Sekunden der Okklusion dargestellt werden.

5. Reaktive Hyperämie (Beitrag Cuff Release) Messungen

  1. Fortsetzung Daten aus Pre-Manschette Veröffentlichung zu erwerben:
    1. Entlüften der Manschette bei 5 min.
    2. Pflegen Sie für zwei Minuten nach der Manschette Freigabe der Aufnahme.
  2. Nach 2 min Freisetzungs Aufnahme Post Manschette, zu stoppen und die Aufnahmen zu speichern. Die höchste 5 Sekunden gemittelte Intervall während 2 Minuten nach der Okklusion Sammelperiode verwendet werden, um den Spitzen hyperamisch Durchmesser darzustellen.

6. Die Analyse der Ergebnisse: Kantenerkennung und Wall-Tracking

  1. Aufgrund der Komplexität der MKS-Analyse verwenden Kantenerkennung und Wand-Tracking-Software im gesamten MKS-Tests für höhere Reproduzierbarkeit gemäß den Anweisungen des Herstellers.
    HINWEIS: Diese Offline - Analyse ist weniger abhängig vom Netzbetreiber als die manuelle Bewertung und verbessert somit die Genauigkeit der FMD - Daten 4,34-36. Darüber hinaus erlaubt diese off-line-Analysesystem auch die Synchronisation mit dem ECG für die Identifizierung von enddiastolischen arteriellenDurchmesser, Verzerrung der Pulsbedingte Veränderungen im Durchmesser 4 zu vermeiden. Es sollte beachtet werden , dass, obwohl die Verwendung von ECG unterstützt wird Pulsation Variabilität zu minimieren, ist es auch möglich ist , das Maul- und Klauenseuche - Protokoll ohne ECG gaiting 37 auszuführen. Obwohl es nicht zu empfehlen, wenn Rand computergestützten Analyse nicht verfügbar ist, eine sorgfältige manuelle Bewertung sowohl Durchmesser und Geschwindigkeiten sollten 36 gesammelt werden.
  2. Für die Auswertung der Gefäßdurchmesser, ist es notwendig , um visuell inspizieren jeden Frame 38 die beste Platzierung der Ultraschallsätteln entlang der B-Mode - Bild zu bestimmen.
    HINWEIS: Unabhängig von Datenanalyseverfahrens wird empfohlen , 4 Durchmesser und Geschwindigkeitsdaten alle 4 Sekunden während der ersten 20 sec von reaktiven Hyperämie und jeweils 5 sec für die restliche Post Okklusion Periode zu sammeln.

Ergebnisse

Baseline - Charakteristika von einer scheinbar gesunden Kohorte Gruppe sind in Tabelle 1 Die am häufigsten verwendeten Variablen von MKS - Tests im Labor für Integrative Gefäß- und Exercise Physiology (LIVEP) sind in Tabelle 2 dargestellt durchgeführt dargestellt. Die folgenden Variablen werden die wichtigsten MKS - Parameter in Betracht gezogen Analyse durch die Maul- und Klauenseuche veröffentlicht Tutorial 4 und Richtlinien 36.

Diskussion

Eingeführt in 1989 20 hat die FMD - Test bei Menschen als nicht-invasive Messung der Endothelfunktion weit verbreitet. Maul- und Klauenseuche wurde mit kardiovaskulären Beeinträchtigungen 24,25,54 Zukunft Gefäßbedingten Krankheitsrisikos 19,52,53, niedrigere FMD Werte zeigen gewesen zu stark korrelieren nicht nur gezeigt , vorherzusagen. Obwohl es andere Techniken sind beide endothelialen Funktion, zu beurteilen invasiv (Koronarangiographie) und nicht-invasiv (venöse Plethysmograph...

Offenlegungen

Die Autoren haben nichts zu offenbaren.

Danksagungen

Die Autoren möchten die vielen Probanden und Patienten zu danken, die in unseren Studien teilgenommen haben, in denen wir die Endothelfunktion mit dem MKS-Test bewertet haben.

Materialien

NameCompanyCatalog NumberComments
Doppler ultrasoundGE Medical Systems Logiq 7Essential to include Duplex mode for simultaneous acquisition of B-mode and Doppler
Electrocardiographic (ECG) gating Accusync Medical ResearchAccusync 72
12-MHz Linear array transducer GE Medical Systems11L-DA high-resolution linear array probe is essential
Forearm occlusion cuff D.E. HokansonSC55 x 84 cm
Ultrasound transmission gel Parker01-08
Rapid cuff inflatorD.E. HokansonE-20 AG101
Sterotactic-probe holderFlexabar 18047Magnetic base fine adjustor
Edge detection analysis softwareMedical Imaging ApplicationsBrachial Analyzer 5

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