Desde el Integrated Vascular Fisiología y Terapéutica Experimental (viperx) Laboratorio, esta labor fue apoyada con fondos del Departamento de Cirugía de la Universidad de California, San Francisco y el Instituto del Norte de California para la Investigación y la Educación. El proyecto descrito fue apoyado por el premio número KL2RR024130 del Centro Nacional de Recursos para investigación. El contenido es responsabilidad exclusiva de los autores y no representa necesariamente las opiniones oficiales del Centro Nacional de Recursos para investigación o los Institutos Nacionales de Salud.

En el siguiente procedimiento, desarrollado como parte de un estudio iniciado por el investigador, fue revisado y aprobado por la Universidad de California, San Francisco (UCSF) Comisión de Investigación Humano (CDH) y todos los participantes dieron su consentimiento informado. 1. Equipos <ol><li> Utilice un sistema de captura de imágenes EKG cerrada para registrar y analizar la fiebre aftosa. Conecte un ultrasonido Philips HD11 a un PC de escritorio. </li><li> Conecte una señal de vídeo de la ecografía con una tarjeta especial de frame-grabber en el PC. </li><li> Relé una señal de audio desde el ultrasonido a un módulo de gating EKG que amplifica la señal. Llevar a la señal amplificada a la PC, para permitir que el software de captura de imagen para identificar y grabar imágenes en un punto constante en el ciclo cardiaco. Generar la señal de la fuerte desviación de la onda R en el ECG. </li><li> Utilice un transductor lineal de 5-12 MHz para optimizar la resolución en la profundidad de la arteria braquial. </li></ol> 2.Asunto Preparación <ol><li> Asegúrese de que los participantes rápido y evitar el ejercicio durante 8 horas antes del examen, así como evitar la cafeína o la nicotina durante al menos cuatro cuatros. Asegúrese que los participantes eviten medicamentos que afectan el tono vascular o el gasto cardíaco durante cuatro vidas medias. NOTA: dieta, medicamentos, y hora del día puede afectar los resultados. </li><li> Llevar a cabo el examen en una habitación tranquila y oscura a 21 ° C. Al llevar a cabo estudios longitudinales, mantenga repetir exámenes a la misma hora del día. </li></ol> 3. medidas basales <ol><li> Pida al sujeto que se encuentran en posición supina sobre una mesa de examen. Adjuntar un ECG de 3 derivaciones en una posición estándar. Abordar cualquier problema ortopédico para garantizar que el sujeto se sienta cómodo y se abstengan de movimiento durante el examen. </li><li> Permitir que el sujeto en reposo durante 10 min antes del comienzo del examen. Después de 5 min de reposo, medir la presión de la sangre del sujeto por un, monitor de presión arterial no invasivo oscilométrico. <ol><li> Aplicar a 5 cm aurniquet manguito ya sea en una posición proximal o distal para demostrar la técnica superior del brazo. </li><li> Extiende el brazo del sujeto lateralmente y mantener a nivel del corazón. </li><li> Dependiendo de las preferencias del operador, utilizar una tabla y una almohada para limitar el brazo del sujeto. </li><li> Coloque el brazo del operador en una posición que se resiste a la fatiga y proporciona soporte para la muñeca. Trate de minimizar la extensión de la muñeca y el antebrazo mantener en la posición neutral anatómica. </li></ol></li><li> Llevar a cabo un análisis de la sección transversal de la arteria braquial, a partir de la inserción del bíceps y procediendo proximalmente. Utilice imágenes de flujo de color para verificar la arteria braquial y para localizar los vasos colaterales que pueden servir como puntos de referencia. </li><li> Cuando se encuentra una posición adecuada, girar la sonda 90 ° de modo que el borde proximal aparece a la izquierda de la pantalla del ultrasonido. Posición en la arteria mediante la práctica sustancial y un toque delicado de mantener. Verify la orientación empujando el tejido cerca del borde distal. Marcar la piel del sujeto a lo largo del borde distal de la sonda. </li><li> Alinear el ajuste de enfoque de la sonda con la profundidad o &quot;lejos&quot; de la pared de la arteria braquial para mejorar la resolución lateral de la imagen. Variar configuración de la sonda sobre la resolución axial con una mayor frecuencia mejorar la resolución axial. </li><li> Ajuste el ángulo de la sonda para optimizar la resolución de contraste tanto de la cerca y lejos de las paredes. Pequeños cambios en el ángulo pueden resultar en un mejor contraste. Calcula el ángulo con un simple transportador si los exámenes se realizan en serie sobre el tema. </li><li> Para asegurar mediciones de calidad, asegúrese de que el buque está en posición horizontal y alineado con el eje longitudinal. Hacer pequeños cambios en la presión (escora de un borde de la sonda) para ayudar a alinear la arteria. En general, mantener la luz de presión para ayudar a prevenir la fatiga del operador. </li><li> Cuando optimizado, asegúrese de que las &quot;líneas dobles de Pignoli&quot; se puede ver in ambas paredes, correspondiente al espesor de la íntima-media. Utilice los ajustes de ganancia para reducir el eco en la luz del vaso. Deje por lo menos 2 cm de grosor íntima-mediato (IMT) en ambos lados para mediciones precisas de diámetro. </li></ol> 4. medidas basales <ol><li> Registre la velocidad de la línea de base se utiliza el modo Doppler 2D. Coloque las puertas de la muestra en el medio de la luz y mantener un ángulo de 60 ° insonación. Recoge 60 seg de datos. </li></ol> 5. Oclusión Fase <ol><li> Inflar el manguito a 50 mm Hg por encima de la presión sanguínea sistólica del sujeto. El uso de un manguito del torniquete 5 cm sobrestimará la presión sistólica. Utilice el modo Doppler 2D para verificar la oclusión. </li><li> Use un temporizador para hacer un seguimiento de la duración de la oclusión como muchos manguitos de presión arterial a perder lentamente la presión durante 5 min. Utilice el modo Doppler 2D para verificar la oclusión completa. </li><li> Después de las 4:30 de la oclusión, colocar la puerta 2D-Doppler ligeramente superficial a la longitudinaleje de la arteria. Ajustar la escala vertical para tener en cuenta las velocidades de 2-3 veces más altas que la línea de base. </li><li> Ajuste la configuración de software de captura de imágenes para 3:10 de la grabación. </li><li> Comience a grabar 10 segundos antes de la liberación del manguito para capturar el momento de la liberación del manguito, un parámetro importante en la medición de tiempo hasta el pico de diámetro durante el análisis de datos. </li></ol> 6. hiperemia <ol><li> Suelte el puño. A medida que la arteria puede cambiar superficialmente después de la liberación del manguito, hacer pequeños cambios en la posición de la sonda mientras se escucha para la amplificación del sonido para ayudar a compensar el cambio. Volver a colocar la puerta de la muestra Doppler y el ángulo de insonación si los cambios arteriales. </li><li> Después de 30 segundos de grabación de la velocidad, cambiar el ultrasonido para B-Mode. </li><li> Puesto que es común para la sonda se deslice proximalmente durante un examen, utilizar vasos hitos o la marca en la piel de los sujetos para verificar la posición de la sonda. Esta fase del examen es fundamental para la obtención precisaresultados. </li><li> Ajuste la posición de la sonda o el ángulo para optimizar el IMT en ambas paredes como los pequeños cambios pueden mejorar sustancialmente la imagen. Registre el diámetro de 3 min. </li><li> Si se planean repetir las mediciones, utilizar la marca en la piel del sujeto para registrar la distancia de la fosa antecubital. Pida al sujeto que doblar el brazo 90 ° y marcar el pliegue. Mida desde esta línea a la línea de anteriores. </li></ol>

Los autores no tienen nada que revelar.

La disfunción endotelial es un desequilibrio en los mediadores químicos que afectan tono de los vasos y un paso temprano en el desarrollo de la aterosclerosis. La medición de la reactividad de una arteria es una forma de evaluar el estado de estas vías químicas. Existen Ambos métodos directos e indirectos de la evaluación de la reactividad de los diferentes lechos vasculares, que van desde la infusión directa de un agonista endotelio en la circulación coronaria a, análisis de forma de onda de pulso no invasiva...

El endotelio vascular humano proporciona funciones estructurales y funcionales en el cuerpo. En las secciones histológicas, el endotelio parece pequeña, que comprende una capa delgada de células de 1-2 micras de espesor sentado encima de una capa de células musculares lisas (medios de comunicación) y una capa gruesa de tejido conectivo (la adventicia). Tomado como un todo, el endotelio ofrece un área amplia para el intercambio de información entre la sangre y el tejido del músculo liso vascular. Según una estimación, un área de sección transversal de 700 m 2 y una masa de 1.000-1.500 gramos en un hombre de 70 kg, es comparable en masa al hígado 1. Un endotelio sano permite mecánico para la transducción de señal química para mantener la homeostasis del vaso sanguíneo. La disfunción endotelial es un desequilibrio de estos mediadores y el primer paso en la enfermedad vascular, presente antes de la evidencia histológica de la aterosclerosis. Un método no invasivo, in vivo para cuantificar la función vasodilatadora de los humanosexiste arteria. Este método, dependiente del endotelio, la vasodilatación mediada por flujo (FMD) es ampliamente utilizado en los ensayos clínicos. El endotelio actúa como un componente estructural de la vasculatura y fabrica componentes de la matriz extracelular, tales como fibronectina y glicosaminoglicanos 2. Cambios a largo plazo en el flujo sanguíneo y una lesión aguda en la arteria pueden conducir a cambios estructurales. Funcionalmente, las células endoteliales vasculares participan en la regulación de tono de los vasos, procesos inflamatorios, antitrombótico y anticoagulante. Las células endoteliales afectan vasoconstricción a través de la endotelina, mientras que la vasodilatación es mediada por el óxido nítrico (NO), prostaciclina, y factor de hiperpolarización endotelial derivado (EDHF) 3-6. La disfunción endotelial es una alteración de cualquiera de estos mediadores y el primer paso en la aterosclerosis. No es sorprendente, como un mecanismo de la enfermedad, se asocia con un número de clínicamente importantecondiciones tales como la enfermedad de la arteria coronaria, la hipertensión y la diabetes mellitus 11.7. Es importante destacar que la disfunción endotelial puede ser observado en individuos sin enfermedad cardiovascular diagnosticada y es predictivo de eventos cardiovasculares futuros 7,12,13. Una medida de la disfunción endotelial, en combinación con la puntuación de Framingham, puede proporcionar información pronóstica adicional por encima ya sea medida por sí sola 14. Medidas de la disfunción endotelial puede implicar la infusión directa de un agente farmacológico. Intercoronaria infusión de acetilcolina, por ejemplo, combinado con la angiografía cuantitativa demuestra la vasodilatación en sujetos con un endotelio intacto. Sin embargo, los individuos con experiencia daño endotelial vasoconstricción paradójica. 15 En las arterias periféricas, la infusión de un agente farmacológico con medición de flujo por pletismografía calibre-deformación es posible 16. Agentes que afectan directamente el endotelio y provocar una señal química se denominan vasodilatadores dependientes del endotelio. La acetilcolina, por ejemplo, actúa sobre los receptores muscarínicos en las células endoteliales, lo que lleva a un aumento de la concentración de calcio intracelular, la activación de la sintasa de óxido nítrico y la vasodilatación. Agentes que afectan la vasodilatación sin afectación del endotelio se llaman agentes independiente del endotelio. La nitroglicerina, por ejemplo, se activa la adenilato ciclasa soluble y cíclico de guanosina-3 &#39;, - 5&#39;-monophasphate (cGMP) que media la vasodilatación en la pared del vaso a través de la regulación de proteínas quinasas concentraciones de calcio intracelular 17. Hay un método no invasivo, in vivo para cuantificar la disfunción endotelial introducido por Celermajer y asociados llamado &quot;mediada por flujo, la vasodilatación dependiente del endotelio&quot; (FMD) 18. En pocas palabras, los cambios de flujo sanguíneo arterial tensión de cizallamiento abierta sensible ion ChanNels en el endotelio. La señal se tranduced través de una cascada de segundo mensajero y activa la sintetasa del óxido nítrico endotelial (eNOS), la generación de NO. Esta especie se difunde a través de la membrana celular a las células musculares lisas (SMC) vecinos. Dentro de la SMC, la señal se transduce, la reducción de la concentración de calcio intracelular y afectando vasorrelajación 19. El diámetro del lumen de la arteria aumenta, llevando a un aumento en el flujo sanguíneo consistentes con la ecuación de Hagen-Poiseullie. El efecto de la fiebre aftosa puede ser abolida con la administración de un inhibidor de la sintasa de NO, tales como mono-metilarginina (L-NMMA) 20. Celermajer et al. Trabajo innovador ha permitido el uso de alta resolución en modo B de ultrasonido para evaluar el cambio en el diámetro de la arteria durante la hiperemia reactiva que sigue a la isquemia. En esta técnica, un sujeto humano descansa en posición supina y el diámetro de la arteria braquial se mide en un plano longitudinal. A sangre pressure manguito se utiliza para producir la isquemia en la extremidad. Después de la liberación de manguito de presión arterial el diámetro de la arteria se mide de nuevo. El rápido cambio en la tensión de corte es el estímulo para la vasodilatación mediada por NO. Una simple ecuación describe el cambio en el diámetro con respecto al diámetro de línea de base (Ecuación 1). Una discusión completa de los parámetros de esta ecuación de diámetro, la hiperemia y la línea de base, se puede encontrar en el Protocolo y los resultados de las secciones.  En varios estudios, el porcentaje de la fiebre aftosa se ​​ha encontrado para predecir eventos cardiovasculares en pacientes con enfermedad cardiovascular establecida 21-24. Una correlación entre braquial por ciento de las arterias de la fiebre aftosa y la fiebre aftosa de la arteria coronaria se estableció por Anderson et al., Demoniostrating un vínculo entre las mediciones periféricas y los cambios isquémicos clínicamente más relevantes para el corazón 25. La fiebre aftosa no demuestra la vasodilatación máxima del buque. Para evaluar esto, la fiebre aftosa puede ser seguido por dependiente del endotelio, la vasodilatación mediada por nitroglicerina del mismo recipiente. Hay cuestiones técnicas que afectan a la medida del porcentaje de la fiebre aftosa. Desde la introducción de la técnica, varios estudios mostraron un alto grado de intrasujeto y entre operadores variabilidad 26. Se ha demostrado que los factores fisiológicos tales como el consumo de cigarrillos, medicamentos antihipertensivos, hora del día, y el estado de ayuno afectan ciento de la fiebre aftosa. Asimismo, se ha demostrado decisiones técnicas, tales como la posición del manguito con relación al sitio de la medición y la duración de la oclusión para afectar a la medición 27,28. Se han publicado directrices que describen el consenso actual y permite la estandarización de la técnica entrelaboratorios 19,29. A pesar del consenso en evolución de la técnica, la vasodilatación mediada por el flujo sigue siendo en gran medida depende del operador con una larga curva de aprendizaje. Corretti, por ejemplo, recomienda el ecografista completos 100 barridos bajo la supervisión de un investigador experimentado antes de operar de forma independiente. Para mantener un nivel de conocimientos adecuado, se recomienda el técnico completos 100 exploraciones anuales. Para los investigadores con una pequeña muestra de la población y los recursos limitados, la curva de aprendizaje presenta una barrera de entrada. En este artículo se va a demostrar un método para la vasodilatación mediada por flujo de la arteria braquial en el brazo superior y ofrecer sugerencias técnicas para reducir la variabilidad intra-operador.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="573">
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Name of Material/ Equipment</td>
			<td style="width:71px;">Company</td>
			<td style="width:119px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:167px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Philips HD 11XE ultrasound</td>
			<td style="width:71px;">Philips Healthcare</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">5-12 MHz linear array transducer</td>
			<td style="width:71px;">Philips Healthcare</td>
			<td style="width:119px;">L12-5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Ultrasound gel</td>
			<td style="width:71px;">Parker Laboratories</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:216px;">Vascular Research Tools v.5.0</td>
			<td style="width:71px;">Medical Imaging Applications, LLC</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:216px;">MIA Gating module</td>
			<td style="width:71px;">Medical Imaging Applications, LLC</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Desktop PC</td>
			<td style="width:71px;">Dell, Inc</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Windows XP</td>
			<td style="width:71px;">Microsoft, Inc</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">5 cm tourniquet blood pressure cuff</td>
			<td style="width:71px;">Hokanson</td>
			<td style="width:119px;">SC 5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Hand-held aneroid manometer</td>
			<td style="width:71px;">Welch Allyn</td>
			<td style="width:119px;">DS66</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

ultrasound assessment of endothelial-dependent flow-mediated vasodilation of the brachial artery in clinical research

El endotelio vascular es una monocapa de células que cubren el interior de los vasos sanguíneos y proporcionar tanto funciones estructurales y funcionales. El endotelio actúa como una barrera, evitando la adhesión y la agregación de leucocitos, así como el control de la permeabilidad a los componentes del plasma. Funcionalmente, el endotelio afecta tono de los vasos. La disfunción endotelial es un desequilibrio entre las especies químicas que regulan tono de los vasos, thombroresistance, la proliferación celular y la mitosis. Es el primer paso en la aterosclerosis y se asocia con enfermedad arterial coronaria, enfermedad arterial periférica, la insuficiencia cardiaca, la hipertensión y la hiperlipidemia. La primera demostración de la disfunción endotelial involucrado infusión directa de la acetilcolina y la angiografía coronaria cuantitativa. La acetilcolina se une a los receptores muscarínicos en la superficie de las células endoteliales, lo que lleva a un aumento del calcio intracelular y el aumento de NIóxido tric (NO). En sujetos con un endotelio intacto, se observó vasodilatación mientras que los sujetos con daño endotelial experimentaron vasoconstricción paradójica. Existe un método no invasivo, para medir in vivo la función endotelial en arterias periféricas utilizando de alta resolución en modo B de ultrasonido. La función endotelial de las arterias periféricas está estrechamente relacionada con la función de la arteria coronaria. Esta técnica mide el cambio de diámetro por ciento en la arteria braquial durante un periodo de hiperemia reactiva después de la isquemia de las extremidades. Esta técnica, conocida como dependiente del endotelio, la vasodilatación mediada por flujo (FMD) tiene valor en entornos de investigación clínica. Sin embargo, una serie de cuestiones fisiológicas y técnicas puede afectar la exactitud de los resultados y las directrices apropiadas para la técnica se han publicado. A pesar de las directrices, la fiebre aftosa sigue siendo en gran medida depende del operador y presenta una curva de aprendizaje empinada.En este artículo se presenta un método estandarizado para medir la fiebre aftosa en la arteria braquial en el brazo superior y ofrece sugerencias para reducir la variabilidad intra-operador.

Las variables clave de la vasodilatación mediada por flujo se muestran en la Tabla 1. <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" fo:keep-together.within-page="always"><tbody><tr><td> Variable </td><td> Descripción </td></tr><tr><td> El promedio de velocidad (cm / seg) </td><td> La velocidad de la sangre arterial media en el medio 50% de la luz durante un ciclo cardíaco estimado a partir de formas de onda Doppler espectral, proporcional al flujo sanguíneo e inversamente proporcional al ár...

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Ultrasound Assessment of Endothelial-Dependent Flow-Mediated Vasodilation of the Brachial Artery in Clinical Research

La disfunción endotelial se asocia con numerosos estados de enfermedad y es predictivo de eventos cardiovasculares adversos en los seres humanos. Vasodilatación mediada por flujo (DMF) es un método de ultrasonido no invasivo de evaluación de la función endotelial. Opciones metodológicas y la experiencia del operador pueden afectar los resultados. Un enfoque sistemático para la fiebre aftosa en los estudios en humanos se discute aquí.

Evaluación ecográfica de dependiente del endotelio vasodilatación mediada por flujo de la arteria braquial en Investigación Clínica

The vascular endothelium is a monolayer of cells that cover the interior of blood vessels and provide both structural and functional roles. The ...

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27.1K vistas.  University of California, San Francisco.  La disfunción endotelial se asocia con numerosos estados de enfermedad y es predictivo de eventos cardiovasculares adversos en los seres humanos. Vasodilatación mediada por flujo (DMF) es un método de ultrasonido no invasivo de evaluación de la función endotelial. Opciones metodológicas y la experiencia del operador pueden afectar los resultados. Un enfoque sistemático para la fiebre aftosa en los estudios en humanos se discute aquí. 

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The Use of Pharmacological-challenge fMRI in Pre-clinical Research: Application to the 5-HT System

Pharmacological MRI (phMRI) is a new and promising method to study the effects of substances on brain function that can ultimately be used to unravel underlying neurobiological mechanisms behind drug action and neurotransmitter-related disorders, such as depression and ADHD. Like most of the imaging methods (PET, SPECT, CT) it represents a progress in the investigation of brain disorders and the related function of neurotransmitter pathways in a non-invasive way with respect of the overall neuronal connectivity. Moreover it also provides the ideal tool for translation to clinical investigations. MRI, while still behind in molecular imaging strategies compared to PET and SPECT, has the great advantage to have a high spatial resolution and no need for the injection of a contrast-agent or radio-labeled molecules, thereby avoiding the repetitive exposure to ionizing radiations. Functional MRI (fMRI) is extensively used in research and clinical setting, where it is generally combined with a psycho-motor task. phMRI is an adaptation of fMRI enabling the investigation of a specific neurotransmitter system, such as serotonin (5-HT), under physiological or pathological conditions following activation via administration of a specific challenging drug.
The aim of the method described here is to assess brain 5-HT function in free-breathing animals. By challenging the 5-HT system while simultaneously acquiring functional MR images over time, the response of the brain to this challenge can be visualized. Several studies in animals have already demonstrated that drug-induced increases in extracellular levels of e.g. 5-HT (releasing agents, selective re-uptake blockers, etc) evoke region-specific changes in blood oxygenation level dependent (BOLD) MRI signals (signal due to a change of the oxygenated/deoxygenated hemoglobin levels occurring during brain activation through an increase of the blood supply to supply the oxygen and glucose to the demanding neurons) providing an index of neurotransmitter function. It has also been shown that these effects can be reversed by treatments that decrease 5-HT availability16,13,18,7. In adult rats, BOLD signal changes following acute SSRI administration have been described in several 5-HT related brain regions, i.e. cortical areas, hippocampus, hypothalamus and thalamus9,16,15. Stimulation of the 5-HT system and its response to this challenge can be thus used as a measure of its function in both animals and humans2,11.

The goal of this technique is to assess serotonin (5-HT) neurotransmitter function in the live and free-breathing animal with pharmacological magnetic resonance imaging (phMRI) and an intravenous challenge with a selective serotonin reuptake inhibitor (SSRI), fluoxetine.

El uso de la fMRI farmacológico-reto en la investigación preclínica: la aplicación al sistema de 5-HT

Pharmacological MRI (phMRI) is a new and promising method to study the effects of substances on brain function that can ultimately be used to unravel ...

Investigación

Medicina

A Novel Application of Musculoskeletal Ultrasound Imaging

Ultrasound is an attractive modality for imaging muscle and tendon motion during dynamic tasks and can provide a complementary methodological approach for biomechanical studies in a clinical or laboratory setting. Towards this goal, methods for quantification of muscle kinematics from ultrasound imagery are being developed based on image processing. The temporal resolution of these methods is typically not sufficient for highly dynamic tasks, such as drop-landing. We propose a new approach that utilizes a Doppler method for quantifying muscle kinematics. We have developed a novel vector tissue Doppler imaging (vTDI) technique that can be used to measure musculoskeletal contraction velocity, strain and strain rate with sub-millisecond temporal resolution during dynamic activities using ultrasound. The goal of this preliminary study was to investigate the repeatability and potential applicability of the vTDI technique in measuring musculoskeletal velocities during a drop-landing task, in healthy subjects. The vTDI measurements can be performed concurrently with other biomechanical techniques, such as 3D motion capture for joint kinematics and kinetics, electromyography for timing of muscle activation and force plates for ground reaction force. Integration of these complementary techniques could lead to a better understanding of dynamic muscle function and dysfunction underlying the pathogenesis and pathophysiology of musculoskeletal disorders.

We describe a new ultrasound-based vector tissue Doppler imaging technique to measure muscle contraction velocity, strain and strain rate with sub-millisecond temporal resolution during dynamic activities. This approach provides complementary measurements of dynamic muscle function and could lead to a better understanding of mechanisms underlying musculoskeletal disorders.

Una aplicación Novel of Musculoskeletal Ultrasound Imaging

Ultrasound is an attractive modality for imaging muscle and tendon  motion during dynamic tasks and can provide a complementary methodological  approach ...

Clinical Assessment of Spatiotemporal Gait Parameters in Patients and Older Adults

Spatial and temporal characteristics of human walking are frequently evaluated to identify possible gait impairments, mainly in orthopedic and neurological patients1-4, but also in healthy older adults5,6. The quantitative gait analysis described in this protocol is performed with a recently-introduced photoelectric system (see&#160;Materials table) which has the potential to be used in the clinic because it is portable, easy to set up (no subject preparation is required before a test), and does not require maintenance and sensor calibration. The photoelectric system consists of series of high-density floor-based photoelectric cells with light-emitting and light-receiving diodes that are placed parallel to each other to create a corridor, and are oriented perpendicular to the line of progression7. The system simply detects interruptions in light signal, for instance due to the presence of feet within the recording area. Temporal gait parameters and 1D spatial coordinates of consecutive steps are subsequently calculated to provide common gait parameters such as step length, single limb support and walking velocity8, whose validity against a criterion instrument has recently been demonstrated7,9. The measurement procedures are very straightforward; a single patient can be tested in less than 5 min&#160;and a comprehensive report can be generated in less than 1&#160;min.

This protocol is used to evaluate spatial and temporal gait variables of neurological/orthopedic patients and older persons by means of a recently-introduced floor-based photocell system.

Evaluación clínica de los parámetros de la marcha en pacientes Spatiotemporal y Adultos Mayores

Spatial and temporal characteristics of human walking are frequently evaluated to identify possible gait impairments, mainly in orthopedic and ...

Ultrasound Based Assessment of Coronary Artery Flow and Coronary Flow Reserve Using the Pressure Overload Model in Mice

Transthoracic Doppler echocardiography (TTDE) is a clinically useful, noninvasive tool for studying coronary artery flow velocity and coronary flow reserve (CFR) in humans. Reduced CFR is accompanied by marked intramyocardial and pericoronary fibrosis and is used as an indication of the severity of dysfunction. This study explores, step-by-step, the real-time changes measured in the coronary flow velocity, CFR and systolic to diastolic peak velocity (S/D) ratio in the setting of an aortic banding model in mice. By using a Doppler transthoracic imaging technique that yields reproducible and reliable data, the method assesses changes in flow in the septal coronary artery (SCA), for a period of over two weeks in mice, that previously either underwent aortic banding or thoracotomy. 
During imaging, hyperemia in all mice was induced by isoflurane, an anesthetic that increased coronary flow velocity when compared with resting flow. All images were acquired by a single imager. Two ratios, (1) CFR, the ratio between hyperemic and baseline flow velocities, and (2) systolic (S) to diastolic (D) flow were determined, using a proprietary software and by two independent observers. Importantly, the observed changes in coronary flow preceded LV dysfunction as evidenced by normal LV mass and fractional shortening (FS). 
The method was benchmarked against the current gold standard of coronary assessment, histopathology. The latter technique showed clear pathologic changes in the coronary artery in the form of peri-coronary fibrosis that correlated to the flow changes as assessed by echocardiography. 
The study underscores the value of using a non-invasive technique to monitor coronary circulation in mouse hearts. The method minimizes redundant use of research animals and demonstrates that advanced ultrasound-based indices, such as CFR and S/D ratios, can serve as viable diagnostic tools in a variety of investigational protocols including drug studies and the study of genetically modified strains.

Coronary flow reserve (CFR) is useful for assessment of myocardial oxygen demand and evaluation of cardiovascular risk. This study establishes a step-by-step transthoracic Doppler echocardiographic (TTDE) method for longitudinal monitoring of the changes in CFR, as measured from coronary artery in mice, under the experimental pressure overload of aortic banding.

Evaluación Ultrasonido base de la arteria coronaria de flujo y la reserva coronaria Utilizando la sobrecarga Modelo Presión en ratones

Transthoracic Doppler echocardiography (TTDE) is a clinically useful, noninvasive tool for studying coronary artery flow velocity and coronary flow ...

Ultrasound Assessment of Endothelial Function: A Technical Guideline of the Flow-mediated Dilation Test

Cardiovascular disease is the primary cause of mortality and a major cause of disability worldwide. The dysfunction of the vascular endothelium is a pathological condition characterized mainly by a disruption in the balance between vasodilator and vasoconstrictor substances and is proposed to play an important role in the development of atherosclerotic cardiovascular disease. Therefore, a precise evaluation of endothelial function in humans represents an important tool that could help better understand the etiology of multiple cardio-centric pathologies.
Over the past twenty-five years, many methodological approaches have been developed to provide an assessment of endothelial function in humans. Introduced in 1989, the FMD test incorporates a forearm occlusion and subsequent reactive hyperemia that promotes nitric oxide production and vasodilation of the brachial artery. The FMD test is now the most widely utilized, non-invasive, ultrasonic assessment of endothelial function in humans and has been associated with future cardiovascular events.
Although the FMD test could have clinical utility, it is a physiological assessment that has inherited several confounding factors that need to be considered. This article describes a standardized protocol for determining FMD including the recommended methodology to help minimize the physiological and technical issues and improve the precision and reproducibility of the assessment.

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.

La evaluación ecográfica de la función endotelial: Una guía técnica de la prueba de dilatación mediada por flujo

Cardiovascular disease is the primary cause of mortality and a major cause of disability worldwide. The dysfunction of the vascular endothelium is a ...

Ultrasound-based Pulse Wave Velocity Evaluation in Mice

Arterial stiffness can be evaluated by calculating pulse wave velocity (PWV), i.e., the speed with which the pulse wave travels in a conduit vessel. This parameter is being increasingly investigated in small rodent models in which it is used for assessing alterations in vascular function related to particular genotypes/treatments or for characterizing cardiovascular disease progression. This protocol describes an image processing algorithm which leads to non-invasive arterial PWV measurement in mice using ultrasound (US) images only. The proposed technique has been used to assess abdominal aorta PWV in mice and evaluate its age-associated changes.
Abdominal aorta US scans are obtained from mice under gaseous anesthesia using a specific US device equipped with high-frequency US probes. B-mode and Pulse-Wave Doppler (PW-Doppler) images are analyzed in order to obtain diameter and mean velocity instantaneous values, respectively. For this purpose, edge detection and contour tracking techniques are employed. The single-beat mean diameter and velocity waveforms are time aligned and combined in order to achieve the diameter-velocity (lnD-V) loop. PWV values are obtained from the slope of the linear part of the loop, which corresponds to the early systolic phase.
With the present approach, anatomical and functional information about the mouse abdominal aorta can be non-invasively achieved. Requiring the processing of US images only, it may represent a useful tool for the non-invasive characterization of different arterial sites in the mouse in terms of elastic properties. The application of the present technique can be easily extended to other vascular districts, such as the carotid artery, thus providing the possibility to obtain a multi-site arterial stiffness assessment.

Arterial stiffness represents a key factor in cardiovascular disease and pulse wave velocity (PWV) can be considered as a surrogate index for arterial stiffness. This protocol describes an image processing algorithm for calculating PWV in mice based on ultrasound image processing that is applicable at different arterial sites.

El ultrasonido basados ​​en la onda de pulso Evaluación de velocidad en ratones

Arterial stiffness can be evaluated by calculating pulse wave velocity (PWV), i.e., the speed with which the pulse wave travels in a conduit vessel. This ...

Ultrasound Assessment of Flow-Mediated Dilation of the Brachial and Superficial Femoral Arteries in Rats

Arterial vasodilation to increases in wall shear rate is indicative of vascular endothelial function. In humans, the non-invasive measurement of endothelial function can be achieved by employing the flow-mediated dilation technique, typically performed in the brachial or superficial femoral artery. Briefly, a blood pressure cuff placed distal to an ultrasound probe is inflated to a suprasystolic pressure, which results in limb ischemia. After 5 min of occlusion the cuff is deflated, resulting in reactive hyperemia and increases in wall shear rate that signal vasodilatory molecules to be released from the endothelium eliciting vasodilation. Despite the thousands of studies performing flow-mediated dilation in humans, surprisingly, no studies have performed this technique non-invasively in living rats. Considering the recent shift in focus to translational research, the establishment of guidelines for non-invasive measurement of flow-mediated dilation in rats and other rodents would be extremely valuable. In the following article, a protocol is presented for the non-invasive measurement of flow-mediated dilation in brachial and superficial femoral arteries of rats, as those sites are most commonly measured in humans.

Non-invasive assessment of endothelial function in humans can be determined by the flow-mediated dilation technique. Although thousands of studies have used this technique, no study has performed this technique non-invasively in rats. The following article describes non-invasive measurement of flow-mediated dilation in the brachial and superficial femoral arteries of rats.

Evaluación de la ecografía de dilatación mediada por flujo de la braquial y femoral superficial en ratas

Arterial vasodilation to increases in wall shear rate is indicative of vascular endothelial function. In humans, the non-invasive measurement of ...

Brachial Artery Catheterization in Swine

The video describes in detail the catheterization of the distal brachial artery in swine. This technique enables researchers to measure arterial blood pressure continuously and collect arterial blood samples to assess arterial blood gas measurements. Arterial blood pressures and arterial blood gases are important physiological parameters to monitor during experimental procedures. In swine, four common methods of arterial catheterization have been described, including catheterization of the carotid, femoral, auricular, and medial saphenous arteries. Each of these techniques have advantages, such as ease of access for the auricular artery, and disadvantages that include deep tissue dissection for carotid artery catheterization. The described alternative method of arterial catheterization in swine, the catheterization of the distal aspect of the brachial artery, is a rapid procedure that requires relatively minimal tissue dissection and provides information that is in line with data collected from other arterial catheterization sites. The procedure uses a medial approach along an oblique plane of the lower brachium, positioned between the olecranon and the flexor aspect of the elbow joint, and this approach allows researchers the major advantage of unimpeded freedom for procedures that involve the caudoventral, caudodorsal back, or hind limbs of the pig. Due to the location of the upper forelimb of the catheterized vessel and potential challenges of effective homeostasis following catheter removal from the artery, this technique may be limited to non-recovery procedures.

The video describes in detail the catheterization of the distal brachial artery in swine. This procedure accurately measures arterial blood pressure and is a simple and fast method to collect samples for arterial blood gas measurements.

Cateterización de la arteria braquial en los cerdos

The video describes in detail the catheterization of the distal brachial artery in swine. This technique enables researchers to measure arterial blood ...

Providing Visual Biofeedback Using Brightness Mode Ultrasound During a Golf Swing

Using ultrasound biofeedback in conjunction with verbal cueing can increase muscle thickness more than verbal cueing alone and may augment traditional rehabilitation techniques in an athletic, physically active population. Brightness mode (B-mode) ultrasound can be applied using frame-by-frame analysis synchronized with video to understand muscle thickness changes during these dynamic tasks. Visual biofeedback with ultrasound has been established in static positions for the muscles of the lateral abdominal wall. However, by securing the transducer to the abdomen using an elastic belt and foam block, biofeedback can be applied during more specific tasks prevalent in lifetime sports, such as golf. To analyze muscle activity during a golf swing, muscle thickness changes can be compared. The thickness must increase throughout the task, indicating that the muscle is more active. This methodology allows clinicians to immediately replay ultrasound videos for patients as a visual tool to instruct proper activity of the muscles of interest. For example, ultrasound can be used to target the external and internal obliques, which play an important role in swinging a golf club or any other rotational sport or activity. This methodology aims to increase oblique muscle thickness during the golf swing. Additionally, the timing of muscle contraction can be targeted by instructing the patient to contract the abdominal muscles at specific time points, such as the beginning of the downswing, with the goal of improving muscle firing patterns during tasks.

Brightness mode ultrasound can be used to provide visual biofeedback of the muscles of the lateral abdominal wall during a golf swing. Post-swing visual and verbal instruction can increase the muscle activation and timing of the external and internal obliques.

Proporcionar biorretroalimentación visual mediante ultrasonido de modo brillo durante un swing de golf

Using ultrasound biofeedback in conjunction with verbal cueing can increase muscle thickness more than verbal cueing alone and may augment traditional ...

Técnica para el examen ecográfico de glándulas salivales del síndrome de Sjögren

Ultrasonographic Evaluation of Salivary Glands for Sjogren's Syndrome: Diagnostic and Monitoring Insights

Sjogren's syndrome (SS) is a chronic autoimmune condition commonly affecting the exocrine glands, causing oral or ocular dryness and extraglandular manifestations including arthralgia, cytopenia, and lymphoma. The presence of autoantibodies against SSA/Ro, labial salivary gland biopsy, ocular staining, Schirmer's test, or salivary flow assessment are included in the current classification criteria of SS. However, the availability and invasiveness of these procedures limit their widespread use in clinical settings. Salivary gland ultrasonography (SGUS) is a non-invasive imaging modality for the evaluation of the salivary gland parenchyma and is increasingly utilized to aid diagnosis and monitoring in SS. 
This article presents the protocol of SGUS for image acquisition at the parotid and submandibular glands. The objective is to present a standardized, reproducible, and practical approach to diagnostic SGUS for SS in daily clinical settings. Major salivary glands are scanned in a stepwise approach, beginning at the angle of the mandible for the superficial lobe of the parotid gland, followed by the deep lobe below the ramus of the mandible. Submandibular areas are then scanned for the submandibular glands. The steps in obtaining salivary gland images at each anatomical site are explained in the accompanying video. The echogenicity and echotexture at the thyroid gland are taken as a reference. The homogeneity, the presence and distribution of hypoechoic areas within the glands, and the border of the salivary glands are examined. The sizes and features of intra-/peri-glandular lymph nodes are recorded. The most distinctive sonographic feature in SS is glandular heterogeneity with the presence of hypoechoic/hyperechoic areas within the glands. 
In summary, while SGUS cannot diagnose SS on its own, it can supplement the current classification criteria of SS and guide the clinical decision for salivary gland biopsy to support the diagnosis of SS in patients with sicca syndrome or suspicious systemic features, combined with autoantibody testing.

Autor destacado: Un enfoque en el protocolo estandarizado de ultrasonido de glándulas salivales en la investigación de enfermedades del tejido conectivo

Salivary gland ultrasonography is a promising tool for the diagnosis and evaluation of disease activity and complications in Sjogren's syndrome (SS). The scanning technique for salivary gland ultrasound examination relevant to SS is described in the article.

Evaluación ultrasonográfica de las glándulas salivales para el síndrome de Sjögren: información diagnóstica y de seguimiento

Sjogren's syndrome (SS) is a chronic autoimmune condition commonly affecting the exocrine glands, causing oral or ocular dryness and extraglandular ...