הערכת אולטראסאונד של תפקוד האנדותל: קו מנחה טכני של מבחן התרחבות בתיווך זרימה

Summary

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.

Abstract

מחלות לב וכלי דם הוא הגורם העיקרי לתמותת גורם עיקרי של נכות ברחבי העולם. חוסר התפקוד של האנדותל של כלי הדם הוא מצב פתולוגי מאופיין בעיקר על ידי שיבוש במאזן בין חומרים מרחיבי כלי דם מכווץ כלי דם, והוא הציע לשחק תפקיד חשוב בהתפתחות של מחלות לב וכלי דם טרשת עורקות. לכן, הערכה מדויקת של תפקוד האנדותל בבני האדם מהווה כלי חשוב שיכול לעזור להבין טוב יותר את האטיולוגיה של פתולוגיות אירובי ממוקדת מרובה.

בעשרים וחמש השנים האחרונות, גישות מתודולוגיות רבות פותחו כדי לספק הערכה של תפקוד האנדותל אצל בני אדם. הציג בשנת 1989, מבחן FMD משלב חסימת אמת hyperemia תגובתי עוקב שמקדמת ייצור תחמוצת חנקן התרחבות של עורק הזרוע. המבחן FMD הוא כיום שימוש נרחב ביותר, לא פולשנית, ultrהערכת asonic של תפקוד האנדותל אצל בני אדם נמצאת קשורה לאירועים קרדיווסקולריים בעתיד.

למרות בדיקת FMD יכולה להיות תועלת קלינית, הוא הערכה פיזיולוגית כי ירשה כמה לערפלנים כי צריך להילקח בחשבון. מאמר זה מתאר פרוטוקול סטנדרטי לקביעת FMD כולל המתודולוגיה המומלצת על מנת למזער את הבעיות הפיזיולוגיות וטכניות ולשפר את דיוק השחזור של ההערכה.

Introduction

מחלות לב וכלי דם הוא הגורם לתחלואה ותמותה המובילה בעולם. תפקוד לקוי של האנדותל של כלי הדם, מהווה נדבך ראשוני לקראת פיתוח של מחלות הקשורות בכלי הדם מרובים ^1. לפיכך, הערכה מדויקת של תפקוד האנדותל בבני אדם מייצג טכניקה חשובה שיכול לסייע בהבנת האטיולוגיה של פתולוגיות לב וכלי דם מרובים, כאשר המטרה הסופית היא לשפר את היעילות של טיפול ומניעה של המחלה.

האנדותל

האנדותל הוא בשכבה של תאים מסנתז חומרים vasoactive רבים, כגון תחמוצת החנקן (NO), prostacyclins, endothelins, גורם גדילה תא האנדותל, אינטרלויקינים, ו plasminogen מעכבי ^2. גורמים אלה תורמים לתפקוד האנדותל להסדיר נזילות דם, טון של כלי דם, הצטברות של טסיות דם, חדירות של רכיבי פלזמת infl בדפנות כלי דםammation ^2-4. בנוסף, NO ממלא תפקיד אנטי-atherogenic מרכזי בקידום התרחבות ו שמירה על שלמות האנדותל. NO מסדיר טון כלי בקוטר דרך שליטה על שיווי המשקל בין אספקת החמצן לרקמות ^3,5 הביקוש המטבולית שלהם. ישנם מספר רב של אנדוגני, אקסוגני, וגורמים ממריץ מכני המשרים אנדותל synthase NO (eNOS) אשר מסנתז NO מ L- ארגינין ^6,7. הגירוי המכאני הנכבד ביותר הוא מאמץ גזירה. מאמץ גזירת קיר תורם הפעלה גדולה יותר של אינס, וכתוצאה מכך אין ייצור הרפיית שרירים חלקים לאחר ^4. מסיבה זו הירידה NO זמינות ביולוגית משמשת לעתים קרובות כמדד בתפקוד האנדותל ^8.

תפקוד לקוי של האנדותל

חוסר האיזון בין גורמי מרחיב כלי דם מכווץ כלי דם מוביל האנדותל מתפקדת ^2. בנוסף, release של מתווכים דלקתיים וכוחות גזירה מקומיים שינו עשוי להגביר את הסינתזה של מיני חמצן מגיבים נגזר האנדותל (ROS). Upregulation זה חיזור איתות לא רק משנה את היושרה של האנדותל ומפחית את הסינתזה של NO ^9, זה יכול לִשְׁמוֹט eNOS הביאו לייצור ישיר של רדיקלים חופשיים נוספים. בסופו של דבר, שיפור זה בשום זמינות ביולוגית מקדם vasoconstriction, קשיחות כלי דם, עורקים המופחתים distensibility ^4.

מידת תפקוד לקוי של האנדותל כבר קשור עם חומרת כמה פתולוגיות כגון יתר לחץ דם ^10, טרשת עורקים ^11, שבץ איסכמי ^12, סוכרת ^13, רעלת הריון ¹⁴ או מחלות כליה ¹⁵ בין היתר. לפיכך, יש עניין עצום לא רק להעריך את השינויים בתפקוד האנדותל לאורך זמן, אלא גם בעקבות התערבויות טיפוליות. שיטות שונות שימשו במשךההערכה הקלינית של תפקוד האנדותל הן פולשני (צנתור ו plethysmography חסימה ורידית ^3,16) ואת הלא פולשני (התרחבות בתיווך זרימה, ניתוח קונטור tonometry והדופק העורק הרדיאלי ^4,17,18) ב תפוצה כלילית היקפי ^19.

התרחבות תזרים בתיווך

התרחבות בתיווך זרימה (FMD) היא הערכה לא פולשנית, אולטראסאונד של תפקוד האנדותל כבר בקורלציה עם התפתחות בעיות בריאות כלי הדם. מאז הקמתה בשנת 1989 ^20, FMD נוצל נרחב כשיטה אמין, in vivo להעריך ברובה NO בתיווך תפקוד האנדותל בבני אדם ^19,21,22. ואכן, בדיקת FMD עורק הזרוע נקשרה עם טכניקות פולשניות אחרות ²³ ו חקירות רבות תארו יחס הפוך חזק בין FMD ואת לב וכלי דם פציעה ^24,25 כך individuals הלוקים פתולוגיה וסקולרית יותר ²⁵ נמוך FMD. לפיכך, נתונים אלה מדגישים את המידע פרוגנוסטיים כי טכניקה זו יכולה לספק בכל הקשור למחלות לב וכלי דם בעתיד במקצועות אסימפטומטית ^26-30.

במהלך הבדיקה FMD, בקטרים ​​של עורק הזרוע נמדדים בצורה רציפה בתחילת המחקר ולאחר שחרורו של מעצר הדם של האמה. עם שחרורו שרוול, את hyperemia תגובתי הנגרם מקדם גידול מאמץ גזירה בתיווך אין לשחרר ולאחר התרחבות ^19,31. FMD מבוטא את אחוז הגידול בקוטר העורק בעקבות שחרורו של השרוול לעומת הקוטר בתחילת המחקר (% FMD).

למרות העניין הקליני הגדלה בטכניקה זו, מבחן FMD הוא הערכה פיזיולוגית ולכן, מספר משתנה יש לקחת בחשבון על מנת לבצע הערכה מדויקת של תפקוד האנדותל אצל בני אדם. זהrticle מתאר פרוטוקול סטנדרטי ואת המתודולוגיה המומלץ למזער את הבעיות הטכניות וביולוגיות לעזור לשפר את הדיוק, השחזור והפרשנות של מבחן FMD.

Protocol

הערה: הליך FMD הבא מתנהל באופן שיגרתי במהלך לימודי ערכה וסקולרית במעבדת דם אינטגרטיבית תרגיל פיזיולוגיה (LIVEP). כל הנהלים בעקבות עקרונות הצהרת הלסינקי ואושרו על ידי דירקטוריון הסקירה המוסדי ורג 'יה עוצרי האוניברסיטה. כל המשתתפים התבשרו המטרות והסיכונים האפשריים של הטכניקה לפני הסכמה בכתב עבור הושג השתתפות. איור 1 מדגים סיכום סכמטי של מרכיבים חיוניים כי צריך להיחשב עבור הערכת אולטרסאונד של FMD עורק הזרוע.

1. הכנת נושא (לפני ההגעה)

1. ודא משתתף נמנע מלממש תרגיל (≥12 hr), קפאין (≥12 hr), עישון או חשיפה לעישון (≥12 hr), תוספי ויטמין (> 72 שעות) וכל תרופה (≥4 hr זמן מחצית החיים של התרופה, לא סטרואידיות אנטי דלקתי עבור 1 day ו אספירין במשך 3 ימים).
2. ודא כי המשתתף הוא בתנאי צום או צרך רק ארוחות דלות שומן ⁴ לפני הבדיקה.
3. כאשר בודקים נשים לפני גיל המעבר, הוא הציע לנהל פרוטוקול FMD במהלך שלב הדימום של המחזור להגביל את ההשפעה של האסטרוגן אנדוגני פרוגסטרון ^8,32,33.

נושא 2. הכנה (עם ההגעה)

1. לפני רכישת מדידה, ודא כי הנושא הוא נח בתנוחה אופקית בתוך שקט, בקרת טמפרטורה (22 ° C עד 24 ° C) מקום כ 20 דקות כדי להגיע למצב המודינמי יציב.
2. צרף א.ק.ג. 3-להוביל את איבר רגיל להוביל השנייה עמדה. באמצעות מכשור תקן אמריקאי, למקם את הובלת הקוטביות הלבנה / שלילית ממש מתחת לעצם בריח על הכתף הימנית. חבר את התקע הקוטבי השחור / כפול מתחת לעצם הבריח השמאלי ליד הכתף ולחבר את ההובלה הקוטבית האדומה / חיוביתמתחת לשריר החזה השמאלי בבסיס לרוחב החזה.
3. להאריך את זרוע הנושא רוחבי בסביבות 80 מעלות חטיפת כתף ולאבטח את האמה הדיסטלית בכרית באריזת ואקום כדי לשמור על מיקום מדויק של הזרוע במהלך המדידה (איור 2).
4. מניחים את השרוול האמה מיד דיסטלי epicondyle המדיאלי ולהבטיח ששום דבר לא נוגע השרוול, כולל בטבלה שלהלן (איור 2).

3. מדידות Baseline

1. מיפוי עורק הזרוע עם אולטראסאונד:
   1. תוך כדי הלחיצה על הבדיקה עם היד, למקם אותו חוצת sectionally ולהתחיל לסרוק את הצד הפנימי של הזרוע העליונה החל ההחדרה של שריר הזרוע ואת שימשיך proximally.
   2. בתוך במצב B (בגוונים אפורים), לזהות את עורק הזרוע והכלי בטחונות ולהשתמש זרימת צבע (CF) במצב כדי לאשר את המיקום של העורק. לפרש את הצבע ואת pulsatilityבזהירות בהתחשב בכיוון של המתמר כדי להבטיח הערכה של העורק ולא הוריד.
      הערה: עם מחוון הבדיקה מול הראש, צבע אדום פירושו לזרום לכיוון המתמר (זרימת עורקים), בעוד אמצעי כחול לזרום משם (זרימה ורידית).
2. זיהוי של עורק הזרוע:
   1. לאחר מציאת עורק הזרוע, לסובב את החללית 90 ° לסרוק הזרוע longitudinally. השג את התמונה בין 2 עד 10 ס"מ מעל fossa antecubital.
   2. לזהות ציוני דרך אנטומיים כגון ורידים ומטוסים fascial עבור הערכות מרובות באותו נושא (איור 3).
3. אבטחת Probe:
   1. Secure והגלאי בידו מחזיק בדיקה stereotactic. אשר את החללית הוא קבוע כראוי כדי למנוע תנועות מוגזמות. עם החללית מאובטחת בעל, להבטיח שהתמונה היא טובה כמו בתמונה כי הושגה באופן ידני ללא בעל.
4. אופטימיזציה של resolution של התמונה:
   1. למטב את התמונה באמצעות הפקדים להרוויח זמן (TGC של) עם החללית המאובטחת.
      הערה: תמונה אופטימלית מושגת כאשר תמונת B-mode הברורה מן הממשקים הקדמיים intimal האחורי בין קיר לומן והכלי מתקבלת.
   2. יש הטכנאי יתאים באופן ידני את הרווח, מוקדים, טווח דינמי, והרמוניות כדי לקבל תמונה ברורה ומוגדרת של הקירות הקרובים ורחוקים של האנדותל.
5. דופלקס דופלר מצב:
   1. בעקבות רכישת B-mode, המשך דופלקס סריקה במצב דופלר פעם.
   2. השתמש עקב לבוהן גישה עם החללית בתוך מחזיק ידי נדנדת את המתמר בקצה אחד יותר מהשני מנת לכוון את התמונה עורקת הזרוע ולהשיג בזווית של insonation של 60 מעלות.
6. Baseline רכישה:
   1. לקבל תמונת מצב-B משביעה רצון המזהה את השכבות אנדותל עם קירות אינטימה-אינטימה ברורות של העורק. ENSיור שאות דופלר מופיע צליל חד וברור ללא קולות חנוקים.
   2. אפס את הלולאה CINE אולטרסאונד ידי מקפיא הפשרת התמונה. הקש על F1 כדי להתחיל נתוני הקלטה על תוכנת תמונה. נתוני בסיס שיא שני 30 לפחות. נתח את הקוטר הממוצע ומהירות דם למשך 30 שניות לייצג ערכי בסיס. הערה: אולטרסאונד שונה ולהגדיר קופצי תוכנה עשוי לדרוש רצפים שונים כדי להשיג את הפעולה הנדרשת.

4. מדידות ספיגות דם

1. ספיגה קדמית:
   1. במהירות לנפח את שרוול חסימת אמה, באמצעות אוויר דחוס, ללחצים העל-סיסטולי (250 מ"מ כספי) במשך 5 דקות כדי לגרום לחסימה בעורקים.
   2. לאחר 4 דקות ו -30 שניות של חסימת אמה, להתחיל רכישת נתונים.
      הערה: מדידות ספיגות תיוצגנה על ידי 30 השניות של החסימה האחרונה.

5. תגובתי hyperemia (שחרור הודעה קאף) מדידות

1. המשך רוכש את הנתונים מהשקת שרוול קדם:
   1. להוציא אוויר השרוול ב 5 דקות.
   2. שמור הקלטה במשך שתי דקות לאחר שחרורו שרוול.
2. בעקבות 2 דקות של הקלטת שחרור שרוול פוסט, לעצור ולשמור את ההקלטות. ה- SEC 5 הגבוהה ביותר בממוצע מרווח לאורך כל התקופה האוספת 2 דקות לאחר החסימה תשמש לייצג את קוטר hyperemic השיא.

6. ניתוח של תוצאות: איתור אדג 'מעקב סטריט

1. בשל המורכבות של ניתוח FMD, השתמש קצה-איתור תוכנת מעקב-קיר ברחבי בדיקות FMD עבור שחזור גבוה פי הוראות היצרן.
   הערה: ניתוח המחובר זהו פחות תלוי במפעיל מאשר ההערכה הידנית ולכן משפר את הדיוק של נתוני FMD ^4,34-36. בנוסף, מערכת ניתוח off-line זה גם מאפשר סנכרון עם א.ק.ג. לזיהוי עורקי סוף-דיאסטוליקטרים, הימנעות עיוות של שינויים קשורים דופקים בקוטר ^4. יצוין, כי על אף שימוש ECG הוא שאושר למזער השתנות פעימה, אפשר גם לבצע את פרוטוקול FMD ללא א.ק.ג. gaiting ^37. למרות שהדבר אינו מומלץ, אם הניתוח בעזרת מחשב קצה אינו זמין, הערכה ידנית זהירה של שניהם בקוטר מהירויות יש לאסוף ^36.
2. לצורך ההערכה של קטרי כלי שיט, יש צורך חזותי לבדוק כל מסגרת כדי לקבוע את המיקום הטוב ביותר של מחוגה הקולית לאורך תמונת B-mode ^38.
   הערה: לא משנה שיטת ניתוח נתונים, מומלץ לאסוף בקוטר נתונים מהירים כל 4 שניות במהלך 20 שניות הראשונות של hyperemia תגובתי וכל שניות 5 לתקופת חסימת העמוד שנשאר ^4.

תוצאות

מאפייני Baseline מקבוצת עוקבה בריאה לכאורה מוצגים בטבלה 1. המשתנים הנפוצים ביותר של בדיקות FMD שנערכו במעבדת דם אינטגרטיבית פיזיולוגיה של המאמץ (LIVEP) מוצגים בלוח 2. המשתנים הבאים נחשבים פרמטרי FMD הראשיים לנתח ידי הדרכת ⁴ והנחיות FMD פ...

Discussion

הציג בשנת 1989 ^20, מבחן FMD כבר בשימוש נרחב בבני אדם כאמצעי בלתי פולשני של תפקוד האנדותל. FMD לא הוכח רק לנבא את סיכון למחלות בעתיד קשור בכלי דם ^19,52,53, ערכי FMD נמוכים כבר להראות קיימות קשר חזק עם ליקויי קרדיווסקולרית ^24,25,54. אמנם יש טכניקות אחרות כדי להעריך את ת...

Materials

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 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