Évaluation échographique de la fonction endothéliale: Une ligne directrice technique du Dilatation Test de débit à médiation

Résumé

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.

Résumé

Les maladies cardiovasculaires sont la principale cause de mortalité et une cause majeure d'invalidité dans le monde entier. Le dysfonctionnement de l'endothélium vasculaire est un état pathologique caractérisé principalement par une perturbation de l'équilibre entre les substances vasodilatatrices et vasoconstricteurs et il est proposé de jouer un rôle important dans le développement des maladies cardiovasculaires athérosclérotiques. Par conséquent, une évaluation précise de la fonction endothéliale chez l'homme représente un outil important qui pourrait aider à mieux comprendre l'étiologie de multiples pathologies cardio-centric.

Au cours des vingt-cinq dernières années, de nombreuses approches méthodologiques ont été développés pour fournir une évaluation de la fonction endothéliale chez les humains. Introduit en 1989, le test de la fièvre aphteuse incorpore une occlusion de l'avant-bras et hyperémie réactive ultérieure qui favorise la production d'oxyde nitrique et la vasodilatation de l'artère brachiale. Le test de la fièvre aphteuse est maintenant le plus largement utilisé, non-invasive, ultrévaluation asonique de la fonction endothéliale chez l'homme et a été associée à des événements cardiovasculaires futurs.

Bien que le test de la fièvre aphteuse pourrait avoir une utilité clinique, il est une évaluation physiologique qui a hérité de plusieurs facteurs de confusion qui doivent être pris en considération. Cet article décrit un protocole standardisé pour la détermination de la fièvre aphteuse, y compris la méthode recommandée pour aider à minimiser les problèmes physiologiques et techniques et d'améliorer la précision et la reproductibilité de l'évaluation.

Introduction

Les maladies cardiovasculaires sont la principale cause de morbidité et de mortalité dans le monde entier. Le dysfonctionnement de l'endothélium vasculaire représente une première phase vers le développement de plusieurs maladies liées ^{vasculaires-1.} Par conséquent, une évaluation précise de la fonction endothéliale chez l'homme représente une technique importante qui pourrait aider à mieux comprendre l'étiologie de multiples pathologies cardiovasculaires, dans le but ultime d'améliorer l'efficacité du traitement et la prévention de la maladie.

Endothélium

L'endothelium est une couche unique de cellules qui synthétise de nombreuses substances vasoactives, telles que l' oxyde nitrique (NO), les prostacyclines, endothélines, facteur de croissance endotheliale des cellules, des interleukines, des inhibiteurs de plasminogène et ^2. Ces facteurs contribuent à la fonction de l'endothélium pour réguler la fluidité du sang, le tonus vasculaire, l'agrégation plaquettaire, la perméabilité des composants du plasma et la paroi du vaisseau inflammation ^2-4. De plus, le NO joue un rôle anti-athérogène clé dans la promotion vasodilatation et de maintenir l'intégrité de l'endothélium. Régule NO tonus des vaisseaux et le diamètre en contrôlant l'équilibre entre l'apport d'oxygène aux tissus et à leur demande ^3,5 métabolique. Il existe de multiples endogènes, exogènes, et les facteurs de stimulation mécaniques qui induisent la NO synthase endothéliale (eNOS) qui synthétise le NO à partir de L-arginine ^6,7. Le stimulus mécanique la plus notable est la contrainte de cisaillement. Contrainte de cisaillement mur contribue à une plus grande activation de eNOS, ce qui entraîne la production de NO et après relaxation des muscles lisses ^4. Pour cette raison , la diminution de la biodisponibilité du NO est souvent utilisée comme mesure de la dysfonction endothéliale ^8.

dysfonctionnement endothélial

Le déséquilibre entre les facteurs vasodilatateurs et vasoconstricteurs conduit à un endothélium dysfonctionnel ^2. En outre, le releaen soi des médiateurs inflammatoires et des forces de cisaillement locales modifiées peut améliorer la synthèse des espèces réactives de l'oxygène endothéliales dérivé (ROS). Cette régulation positive dans oxydoréduction de signalisation ne modifie pas seulement l'intégrité de l'endothélium et réduit la synthèse de NO ^9, on peut découpler eNOS résultant dans la production directe de radicaux libres supplémentaires. En fin de compte, cette amélioration de la biodisponibilité du NO favorise la vasoconstriction, la rigidité vasculaire et réduit la distensibilité artérielle ^4.

Le degré de dysfonctionnement de l'endothélium a été lié à la sévérité de certaines pathologies telles que l' hypertension ^{10, 11} l' athérosclérose, un ictus ischémique ^{12, 13} le diabète, les maladies du rein ou de prééclampsie ^{14 15} entre autres. Par conséquent, il est vaste intérêt non seulement pour évaluer les changements dans la fonction endothéliale au fil du temps, mais aussi suite aux interventions thérapeutiques. Différentes méthodes ont été utilisées pourl'évaluation clinique de la fonction endothéliale fois effractive (cathétérisme cardiaque et occlusion veineuse pléthysmographie ^3,16) et non-invasive (débit à médiation dilatation radiale tonométrie artérielle et le pouls analyse du contour ^4,17,18) dans des circuits coronaires et périphériques ^19.

dilatation médiée par le flux

Flux de dilatation (FMD) est une évaluation non invasive, à ultrasons de la fonction endothéliale et a été corrélée avec le développement de problèmes de santé vasculaires. Depuis sa création en 1989 ^20, la fièvre aphteuse a été largement utilisé comme une méthode fiable, in vivo pour évaluer la fonction endothéliale principalement NO médiée chez les humains ^19,21,22. En effet, le test de la fièvre aphteuse de l' artère brachiale a été associée à d' autres techniques invasives ²³ et de nombreuses enquêtes ont décrit une relation inverse forte entre la fièvre aphteuse et de blessures cardiovasculaires ^24,25 tels que individuals avec plus vasculaire pathologie présentent une fièvre aphteuse inférieure ^25. Par conséquent, ces données soulignent l'information pronostique que cette technique peut fournir en ce qui concerne les maladies cardiovasculaires futurs dans les sujets asymptomatiques ^26-30.

Pendant l'essai, la fièvre aphteuse, les diamètres de l'artère brachiale sont continuellement mesurés au départ et après la libération d'un arrêt circulatoire de l'avant-bras. Lors de la libération brassard, l'hyperémie induite réactive favorise une augmentation de la contrainte de cisaillement médiée par la libération de NO et vasodilatation subséquente ^19,31. La fièvre aphteuse est exprimée comme l'augmentation en pour cent du diamètre artériel après la sortie de la manchette par rapport au diamètre au niveau de référence (FA%).

En dépit de l'intérêt clinique croissant dans cette technique, le test de la fièvre aphteuse est une évaluation physiologique et donc, plusieurs variables doivent être pris en considération afin de procéder à une évaluation précise de la fonction endothéliale chez les humains. Ceci est unArticle décrit un protocole standardisé et la méthodologie recommandée afin de minimiser les problèmes techniques et biologiques pour aider à améliorer la précision, la reproductibilité et l'interprétation du test de la fièvre aphteuse.

Protocole

REMARQUE: La procédure de la fièvre aphteuse suivant est systématiquement réalisée au cours des études d'évaluation vasculaires dans le Laboratoire de Integrative vasculaire et physiologie de l'exercice (LIVEP). Toutes les procédures ont suivi les principes de la Déclaration d'Helsinki et ont été approuvés par le comité d'examen institutionnel à l'Université Georgia Regents. Tous les participants ont été informés des objectifs et des risques possibles de la technique avant que le consentement écrit de la participation a été obtenue. La figure 1 illustre un résumé schématique des éléments essentiels qui doivent être pris en considération pour l'évaluation de l' échographie de l' artère brachiale la fièvre aphteuse.

1. Sous réserve de préparation (avant l'arrivée)

1. Assurez-vous que le participant est abstenu de pratiquer l'exercice (≥12 h), la caféine (≥12 h), le tabagisme ou l'exposition à la fumée (≥12 h), la supplémentation en vitamine (> 72 h) et des médicaments (≥4 h demi-vies de le médicament, les agents non-stéroïdiens anti-inflammatoires pour 1 day et aspirines pour 3 jours).
2. Assurez -vous que le participant est dans des conditions de jeûne ou a seulement consommé des repas faibles en gras ⁴ avant le test.
3. Lors du test chez les femmes préménopausées, il est suggéré d'effectuer le protocole de la fièvre aphteuse au cours de la phase de menstruation du cycle menstruel pour limiter l'impact des œstrogènes et des progestérones ^8,32,33 endogènes.

2. Sous réserve de préparation (à l'arrivée)

1. Avant l'acquisition de mesure, vérifier que le sujet est au repos dans une position couchée dans une pièce calme, à température contrôlée (22 ° C à 24 ° C) pendant environ 20 minutes pour atteindre un état d'équilibre hémodynamique.
2. Fixer un ECG à 3 dérivations dans la branche norme conduire position II. Utilisation de l'instrumentation standard américain, placez le blanc / câble négatif de polarité juste en dessous de la clavicule sur l'épaule droite. Connectez le / double tête de polarité noir en dessous de la clavicule gauche près de l'épaule et connectez le rouge / positif plomb de polaritéau-dessous du muscle pectoral gauche dans la base latérale de la poitrine.
3. Étendre le bras du sujet latéralement à environ 80 ° d'abduction de l' épaule et de sécuriser l'avant - bras distal dans un oreiller sous vide pour maintenir la position exacte du bras pendant la mesure (Figure 2).
4. Placez le brassard avant - bras immédiatement distale par rapport à l'épicondyle médial et veiller à ce que rien ne touche le brassard, y compris le tableau ci - dessous (Figure 2).

3. Mesures de base

1. Cartographie de l'artère brachiale avec l'échographie:
   1. Tout en maintenant la sonde avec la main, le positionner en coupe transversale et commencer à numériser la face interne du bras supérieur en commençant à l'insertion du biceps et procéder proximalement.
   2. Dans B-mode (échelle de gris), identifier les artères et les vaisseaux collatéraux brachial et utiliser le mode d'écoulement de couleur (CF) pour aider à confirmer l'emplacement de l'artère. Interpréter la couleur et pulsatilityexaminer attentivement la direction du transducteur afin d'assurer l'évaluation de l'artère et non la veine.
      NOTE: Avec l'indicateur de la sonde face à la tête, la couleur rouge signifie l'écoulement vers le transducteur (flux artériel), tandis que des moyens bleus écoulent (flux veineux).
2. Identification de l'artère brachiale:
   1. Après avoir trouvé l'artère brachiale, faire pivoter la sonde de 90 ° pour balayer le bras longitudinal. Obtenir l'image de 2 à 10 cm au-dessus du pli du coude.
   2. Identifier les repères anatomiques tels que les veines et les plans des fascias pour de multiples évaluations dans le même sujet (figure 3).
3. Sécurisation de la sonde:
   1. Fixer la sonde dans le support de sonde stéréotaxique. Confirmer la sonde est correctement fixé pour éviter les mouvements excessifs. Avec la sonde fixée dans le support, assurez-vous que l'image est aussi bonne que l'image qui a été obtenu manuellement sans le support.
4. Optimisation de la Resolution de l'image:
   1. Optimiser l'image en utilisant les commandes de gain de temps (TGC de) avec la sonde fixée.
      REMARQUE: une image optimale est obtenue lorsque l'image la plus nette en mode B à partir des interfaces antérieure et postérieure intima entre la paroi de la lumière et le récipient est obtenu.
   2. Demandez au technicien d'ajuster manuellement le gain, les points focaux, la gamme dynamique, et les harmoniques pour obtenir une image claire et définie des murs proches et éloignés de l'endothélium.
5. Duplex mode Doppler:
   1. Suite à l'acquisition en mode B, procéder à la numérisation recto verso en mode Doppler pulsé.
   2. Utilisez un talon à l'approche de l'orteil avec la sonde à l'intérieur du support en basculant le transducteur sur une extrémité plus que l'autre pour régler l'image de l'artère brachiale et d'obtenir un angle de insonation de 60 °.
6. Baseline Acquisition:
   1. Obtenir une image satisfaisante en mode B qui identifie les couches endothéliales avec claires parois intima-intima de l'artère. Ensure que le signal Doppler apparaît son clair et net sans moufles.
   2. Réinitialiser la boucle CINE ultrasonore par le gel et le dégel de l'image. Appuyez sur F1 pour commencer l'enregistrement des données sur le logiciel d'image. des données de base d'enregistrement pendant au moins 30 secondes. Analyser le diamètre moyen et la vitesse du sang pendant 30 secondes pour représenter les valeurs de référence. Remarque: Différents ultrasons et logiciels set-ups peuvent nécessiter différentes séquences pour obtenir l'action requise.

4. Mesures occlusion vasculaire

1. Occlusion Forearm:
   1. Rapidement gonfler le brassard avant-bras d'occlusion, en utilisant de l'air comprimé, à des pressions supra-systolique (250 mm Hg) pendant 5 min pour induire une occlusion artérielle.
   2. Après 4 min et 30 sec de l'avant-bras occlusion, commencer à acquérir des données.
      NOTE: Les mesures de Occlusion seront représentés par les 30 dernières secondes de l'occlusion.

5. Réactif hyperémie (Post Cuff Release) Mesures

1. En continuant à acquérir des données de pré-manchette sortie:
   1. Dégonfler le brassard à 5 min.
   2. Maintenir l'enregistrement pendant deux minutes après la libération brassard.
2. Après 2 min post brassard enregistrement de libération, arrêter et sauvegarder les enregistrements. Le plus haut 5 sec d'intervalle pendant toute la période de collecte post-occlusion 2 min en moyenne sera utilisée pour représenter le diamètre hyperémie pic.

6. Analyse des résultats: Bord de détection et de suivi mur

1. En raison de la complexité de l'analyse de la fièvre aphteuse, utilisez bord détection et logiciel de mur de suivi tout au long de l'essai de la fièvre aphteuse pour la reproductibilité plus élevée selon les instructions du fabricant.
   NOTE: Cette analyse hors ligne est moins dépendante de l' opérateur que l'évaluation manuelle et améliore la précision des données de la fièvre aphteuse ^4,34-36 donc. De plus, ce système d'analyse hors ligne permet également la synchronisation avec l'ECG pour l'identification de fin de diastole artériellediamètres, éviter toute distorsion de changements liés à impulsions de diamètre ^4. Il convient de noter que, bien que l'utilisation de l' ECG est approuvé pour réduire au minimum la variabilité des pulsations, il est également possible d'effectuer le protocole de la fièvre aphteuse sans ECG gaiting ^37. Bien que non recommandé, si l' analyse assistée par ordinateur bord est indisponible, l' évaluation manuelle minutieuse de diamètre et des vitesses doivent être recueillies ^36.
2. Pour l'évaluation des diamètres des vaisseaux, il est nécessaire d'inspecter visuellement chaque trame afin de déterminer le meilleur emplacement des étriers à ultrasons le long de l'image en mode B ^38.
   REMARQUE: Quelle que soit la méthode d'analyse des données, il est recommandé de recueillir des données de diamètre et de vitesse toutes les 4 secondes pendant les 20 premières secondes de l' hyperémie réactive et toutes les 5 s pour la période d'occlusion restante de poste ^4.

Résultats

Les caractéristiques de base à partir d' un groupe de cohorte apparemment en bonne santé sont présentés dans le tableau 1. Les variables les plus courantes de tests de la fièvre aphteuse menée dans le Laboratoire de Integrative vasculaire et physiologie de l' exercice (LIVEP) sont présentés dans le tableau 2. Les variables suivantes sont considérés comme les principaux paramètres de la fièvre aphteuse à analyser les publiés fièvre...

Discussion

Introduit en 1989 ^20, le test de la fièvre aphteuse a été largement utilisé chez l' homme comme une mesure non-invasive de la fonction endothéliale. La fièvre aphteuse n'a pas été démontré que pour prédire le risque futur de maladie d' origine vasculaire ^19,52,53, des valeurs inférieures à la fièvre aphteuse ont été montrent une forte corrélation entre des déficiences cardiovasculaires ^24,25,54. Bien qu'il existe d' autres techniques pour évaluer la...

matériels

Name	Company	Catalog Number	Comments
Doppler ultrasound	GE Medical Systems	Logiq 7	Essential to include Duplex mode for simultaneous acquisition of B-mode and Doppler
Electrocardiographic (ECG) gating	Accusync Medical Research	Accusync 72
12-MHz Linear array transducer	GE Medical Systems	11L-D	A high-resolution linear array probe is essential
Forearm occlusion cuff	D.E. Hokanson	SC5	5 cm x 84 cm
Ultrasound transmission gel	Parker	01-08
Rapid cuff inflator	D.E. Hokanson	E-20 AG101
Sterotactic-probe holder	Flexabar	18047	Magnetic base fine adjustor
Edge detection analysis software	Medical Imaging Applications	Brachial Analyzer 5