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Method Article
Der vorliegende Artikel beschreibt die methodischen Überlegungen zur nicht-invasiven Beurteilung der Intimmedia-Dicke des Bauchaortas und der Halsschlagader mittels B-Mode-Sonographie. Diese Technik wird häufig in den entwicklungsbedingten Ursprüngen der Gesundheits- und Krankheitsforschung als Ersatz für frühe arterielle Veränderungen eingesetzt.
Die Intima-Media-Dicke (IMT) der Halsschlagader, gemessen mit hochauflösender B-Mode-Sonographie, ist ein weit verbreiteter Surrogatmarker für subklinische Atherosklerose, den pathophysiologischen Prozess, der den meisten klinischen kardiovaskulären Erkrankungen zugrunde liegt. Atherosklerose ist eine schleichende Krankheit, die früh im Leben beginnt, daher besteht ein erhöhtes Interesse an der Messung der Carotis-IMT im Kindes- und Jugendalter, um strukturelle Veränderungen im arteriellen Gefäßsystem als Reaktion auf unerwünschte Expositionen zu beurteilen. Der Zeitpunkt der Atherosklerose variiert jedoch im gesamten Gefäßbaum. Primordiale atherosklerotische Läsionen sind in der Bauchaorta bereits im Säuglingsalter vorhanden, verglichen mit der mittleren Adoleszenz bei der gemeinen Halsschlagader. Die Messung der IMT an beiden Stellen ist anfällig für mehrere technische Herausforderungen, die insbesondere bei jüngeren Kindern berücksichtigt werden müssen. In diesem Artikel stellen wir eine detaillierte schrittweise Methode zur qualitativ hochwertigen Beurteilung der IMT der Bauchaorta und der Arteria carotis communis bei jungen Menschen vor. Wir geben auch einen Einblick in die Angemessenheit beider Standorte, wenn wir die Zusammenhänge zwischen Expositionen im frühen Leben und Herz-Kreislauf-Erkrankungen im späteren Leben untersuchen.
Die DoHAD-Hypothese (Developmental Origins of Health and Disease) schlägt einen Zusammenhang zwischen Umwelteinflüssen während kritischer Entwicklungsphasen - von der Empfängnis bis zum Alter von 2 Jahren - und der Anfälligkeit für kardiometabolische Erkrankungen im späteren Lebenvor 1. Mehrere Beobachtungsstudien haben gezeigt, dass Expositionen in der perinatalen Phase, wie z. B. niedriges Geburtsgewicht und Frühgeburten, mit dem längerfristigen Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen (CVD) verbunden sind2. Atherosklerose, die allmähliche Verdickung der beiden innersten Schichten der Arterienwand, ist ein Vorläufer der meisten klinischen CVD-Ereignisse3. Diese Verdickung kann nicht-invasiv im subklinischen Stadium mit hochauflösendem Ultraschall im Helligkeitsmodus (B-Modus) gemessen werden, einer Technik, die als Intima-Media-Dicke (IMT) bezeichnet wird.
In den 1980er Jahren wurde die Carotis-IMT-Ultraschalluntersuchung gegenüber der direkten Histologie validiert und hat sich seitdem zu einer nicht-invasiven Methode zur Identifizierung früher arterieller Veränderungen entwickelt4. Die Bewertung der Carotis-IMT ist in der DoHAD-Forschung sehr beliebt, da sie es uns ermöglicht, den Zusammenhang zwischen Umweltbelastungen und Anpassungen im Gefäßsystem in jungen Jahren und dem potenziellen Monitoring dieser Anpassungen im Laufe der Zeit zu untersuchen. Die Carotis-IMT ist bei Kindern erhöht, die Risikofaktoren im frühen Leben ausgesetzt sind, wie z. B. fetale Wachstumseinschränkung5 und übermäßige Gewichtszunahme in den ersten zwei Lebensjahren6, zusätzlich zu traditionellen CVD-Risikofaktoren wie Fettleibigkeit7, Rauchexposition und Dyslipidämie8. Während die IMT der Halsschlagader-Bifurkation, der inneren und der gemeinen Halsschlagader mit Risikofaktoren untersucht wurden und alle kardiovaskuläre Ereignisse im späteren Leben vorhersagen 9,10, ist die fernwandige IMT der Arteria carotis communis (cIMT) die einzige Stelle, die gegen die direkte Histologie validiert wurde3 und der Schwerpunkt des vorliegenden Manuskripts.
Wichtig ist, dass Studien, die das natürliche Fortschreiten der Atherosklerose untersuchen, darauf hinweisen, dass die abdominale Aorta die erste der großen elastischen Arterien ist, die primordiale atherosklerotische Läsionen aufweist, die als Fettstreifen bekannt sind, insbesondere die distale hintere Wand des Gefäßes11,12. Im Vergleich dazu zeigt sich die Halsschlagader in der mittleren Adoleszenz mit Fettstreifen. So kann die Messung der IMT der abdominalen Aorta (aIMT) eine frühere Erkennung von Veränderungen in der Gefäßstruktur erleichtern. In der Muscatine Offspring Study mit 635 Personen im Alter von 11 bis 34 Jahren in den Vereinigten Staaten wurde festgestellt, dass aIMT bei Jugendlichen (11-17 Jahre) stärkere Assoziationen mit konventionellen CVD-Risikofaktoren aufwies, während cIMT bei älteren Probanden (18-34) stärkere Assoziationen aufwies13. Bei Hochrisikokindern stiegen die IMTs beider Gefäße im Vergleich zu Kontrollen an, aber der Effekt war in der Aorta im Vergleich zur Halsschlagader größer, was den luminalen Durchmesser14 ausmachte. Diese Ergebnisse und naturkundliche Studien deuten zusammenfassend darauf hin, dass die Messung der aIMT in jüngeren Populationen im Vergleich zur cIMT priorisiert werden sollte. Obwohl dies nicht ohne Einschränkungen ist, ist die Messung der aIMT tendenziell variabler15, der Methodik fehlte es bis vor kurzem an Standardisierung3, und es gibt Bedenken hinsichtlich ihres Nutzens bei Personen mit größerer zentraler Adipositas.
Wenn man sich speziell auf die Exposition in den ersten 1.000 Lebenstagen konzentriert, bieten zwei aktuelle systematische Übersichtsarbeiten und Metaanalysen aussagekräftige Einblicke in die Sensitivität der einzelnen Techniken. In Studien mit scheinbar gesunden Probanden im Alter von 0 bis 18 Jahren untersuchten Epure et al.9 die Assoziationen zwischen klinischen Zuständen innerhalb der ersten 1.000 Lebenstage und cIMT. Sie fanden heraus, dass eine für das Gestationsalter (SGA) kleine Geburt mit oder ohne fetale Wachstumseinschränkung signifikant mit einer erhöhten cIMT bei Kindern und Jugendlichen verbunden war (16 Studien, 2.570 Teilnehmer, gepoolte standardisierte mittlere Differenz 0,40 [95% CI: 0,15-0,64], p = 0,001, I2 = 83%) im Vergleich zu denen, die angemessen für das Gestationsalter geboren wurden. In einer nahezu identischen Metaanalyse mit aIMT als Ergebnismaß berichteten Varley et al.10 über signifikant erhöhte aIMT für diejenigen, die mit SGA geboren wurden, im Vergleich zu Kontrollen, und das Ausmaß des Effekts war größer als das für cIMT (14 Studien, 592 Teilnehmer, gepoolte standardisierte mittlere Differenz 1,52 [95% CI: 0,98-2,06], p < 0,001, I2 = 97%). Darüber hinaus fanden sie Assoziationen mit anderen Risikofaktoren, die Epure et al.9 nicht hatten, wie z. B. die Exposition gegenüber Präeklampsie und die Geburt zu groß für das Gestationsalter, möglicherweise aufgrund der höheren Sensitivität von aIMT als von cIMT.
Wichtig ist, dass beide Überprüfungen einen Mangel an Standardisierung in der Methodik und einen Mangel an maßgeschneiderten Ratschlägen für die Messung von Kindern und Jugendlichen als Einschränkung für eingehende studienübergreifende Vergleiche und nicht schlüssige Ergebnisse für andere Expositionen feststellten. Dementsprechend zielt das vorliegende Manuskript darauf ab, ein detailliertes Protokoll für jede Messung bei den Jungen zu erstellen. Die Begründung und Begründung für diese Protokolle wurde bereits ausführlicher dargelegt3. Wir diskutieren gemeinsame methodische Herausforderungen und geben praktische Empfehlungen, um diese zu bewältigen.
Das folgende Protokoll setzt ein grundlegendes Verständnis eines Ultraschallgeräts und seiner Komponenten sowie der Manipulationen voraus, die mit einem Ultraschallschallkopf durchgeführt werden können:16, 17, 18. Es wird auch dringend empfohlen, dass der Untersucher, der Teilnehmer und das Gerät angemessen positioniert sind, um die Effizienz der Prüfung zu erhöhen und die Belastung zu minimieren, in Übereinstimmung mit modernen Best Practices in der Sonographie. Vorschläge finden Sie unten. Alle Untersuchungen sollten in einem ruhigen, klimatisierten Raum mit gedämpfter Beleuchtung durchgeführt werden, um den Komfort des Teilnehmers und die Feststellung der Bildgebung zu gewährleisten. Bitten Sie die Teilnehmer, vor dem Test mindestens acht Stunden zu fasten, um das Gas im Darm zu reduzieren15, klare Flüssigkeiten sind erlaubt, obwohl dies in jüngeren Jahren möglicherweise nicht möglich ist. Vermeiden Sie es jedoch, direkt nach einer Mahlzeit zu beurteilen. Die Durchführung von Messungen am Morgen innerhalb der ersten zwei Stunden nach dem Aufwachen wurde zuvor als der beste Zeitrahmen für die Visualisierung der Bauchaorta berichtet 3,15, dies kann auch die mit dem Fasten verbundenen Unannehmlichkeiten reduzieren. Dieses Protokoll wurde auf der Grundlage der Richtlinien der American Society of Echocardiography Carotid Intima-Media Thickness Task Force19, des Mannheim Carotid Intima-Media Thickness and Plaque Consensus18 und der Association for European Paediatric Cardiology AECP20 für die Messung von cIMT und den kürzlich veröffentlichten Empfehlungen für die Messung von aIMTangepasst. Wir empfehlen dringend, auch ein kürzlich durchgeführtes Point-of-Care-Ultraschallprotokoll zu überprüfen, um die Anatomie der Bauchaorta und der umgebenden Strukturen besser zu verstehen21.
Alle Untersuchungen wurden in Übereinstimmung mit der Ethikkommission des Sydney Local Health District Human Research durchgeführt (Protokoll Nr. X16-0065 und X15-0041). Alle Ultraschallbilder sind frei von identifizierenden Informationen. Bilder, die zur Veranschaulichung der Schallkopfplatzierung verwendet wurden, wurden an Personen mit deren Zustimmung oder mit Zustimmung ihrer Eltern oder Erziehungsberechtigten für Personen, die nicht in der Lage waren, ihre Zustimmung zu geben, durchgeführt.
1. Gemeinsame Intima-Media-Dicke der Halsschlagader
2. Intima-Media-Dicke der Aorta
3. Offline-Analyse von Intimmedien mit halbautomatischer Kantenerkennungssoftware
In diesem Abschnitt stellen wir Ergebnisse aus früheren Studien vor, um wichtige Aspekte der cIMT- und aIMT-Messung hervorzuheben. Abbildung 1 und Abbildung 2 konzentrieren sich auf cIMT und zeigen sowohl Quer- als auch Längsschnittansichten bei jungen, gesunden Probanden und eine detaillierte Visualisierung des IMT-Komplexes. In Abbildung 3 und Abbildung 6 werden wei...
Das vorliegende Manuskript bietet eine Anleitung zur Erfassung und Analyse von Ultraschallbildern zur Messung von aIMT und cIMT, insbesondere in jüngeren Populationen (0-18 Jahre). Beide Techniken haben sich bei der Erforschung des Einflusses der Exposition im frühen Leben auf die Atherosklerose als nützlich erwiesen, sind aber anfällig für technische Herausforderungen, auf die wir weiter unten eingehen werden.
Kritische Schritte bei der Protokoll...
Die Autoren haben nichts offenzulegen.
Die Autoren bedanken sich bei allen Teilnehmern unserer Studien.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
12-3 MHz Broadband linear array transducer | Phillips | L12-3 | |
Meijer's Carotid Arc | Meijer | - | |
Semi-automated edge detection analysis software | Medical Imaging Applications | Carotid Analyzer 5 | |
Ultrasound | Phillips | Epiq 7 | |
Ultrasound transmission gel | Parker | 01-08 |
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