מכלי הדם המשולב הפיסיולוגיה וניסויית Therapeutics (VIPERx) המעבדה, עבודה זו נתמכה על ידי כספים מהמחלקה לכירורגיה, אוניברסיטת קליפורניה, סן פרנסיסקו ומכון צפון קליפורניה למחקר ולחינוך. הפרויקט המתואר נתמכה על ידי מספר פרס KL2RR024130 מהמרכז הלאומי למשאבי מחקר. התוכן הוא באחריות בלעדית של הכותבים ולא בהכרח מייצג את הדעות הרשמיות של המרכז הלאומי למשאבי מחקר או המכון הלאומי לבריאות.

ההליך הבא, שפותח כחלק ממחקר ביוזמת חוקר, נסקר ואושר על ידי אוניברסיטת קליפורניה, סן פרנסיסקו (UCSF) הוועדה למחקר אנושי (CHR) וכל המשתתפים נתנה הסכמה מדעת. .1 ציוד <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש במערכת לכידת תמונת א.ק. ג מגודרת להקליט ולנתח FMD. חבר אולטרסאונד פיליפס HD11 למחשב שולחני. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר אות וידאו מאולטרסאונד עם כרטיס מסגרת חוטף מיוחד במחשב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ממסר אות שמע מאולטרסאונד למודול gating א.ק. ג אשר מגביר את האות. לשאת את האות מוגברת למחשב, על מנת לאפשר לתוכנה ללכידה תמונה כדי לזהות ותמונות שיא בנקודה במחזור הלב עולה בקנה אחד. צור אות מהסטייה החדה של R-הגל בא.ק. ג. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש מתמר מערך ליניארי 5-12 MHz כדי לייעל את ההחלטה בעומק של עורק הזרוע. </li></ol> 2.הכנת נושא <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ודא שהמשתתפים מהירים ולהימנע מפעילות גופנית במשך 8 שעות לפני הבחינה, כמו גם להימנע מקפאין או ניקוטין לפחות ארבעה ארבע. ודא שהמשתתפים להימנע מתרופות המשפיעות על טונוס כלי דם או בתפוקת לב לארבעה מחצית חיים. הערה: דיאטה, תרופות, וזמן של יום עשוי להשפיע על תוצאות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לנהל את הבחינה בחדר שקט וחשוך ב21 C °. בעת ביצוע מחקרים ארוכות טווח, מחזיק בחינות חוזרות באותה השעה ביום. </li></ol> 3 מדידות Baseline <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שאל את הנושא לשכב פרקדן על שולחן בחינה. צרף א.ק. ג 3 עופרת בעמדה סטנדרטית. לטפל בכל בעיות אורתופדיות, כדי להבטיח את הנושא יהיה נוח ולהימנע מתנועה במהלך הבחינה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאפשר את הנושא למנוחה עבור 10 דקות לפני תחילת הבחינה. אחרי 5 דקות מנוחה, מודד לחץ הדם של הנבדק על ידי צג oscillometric, לא פולשנית של לחץ דם. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החל 5 סנטימטר לשרוול urniquet באו הפרוקסימלי או עמדת דיסטלי כדי להדגים את טכניקת הזרוע העליונה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להאריך את זרועו של הנושא רוחבי ולשמור ברמה של הלב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בהתאם להעדפה של המפעיל, להשתמש בטבלה וכרית להגבלת זרועו של הנושא. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את זרועו של המפעיל בעמדה שמתנגדת עייפות ומספקת תמיכה לשורש כף היד. נסה למזער את הסיומת של שורש כף היד ולשמור על הזרוע בעמדה הניטרלית אנטומיים. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבצע סריקת חתך של עורק הזרוע, המתחיל בהחדרה של שריר הזרוע ושתמשיך proximally. השתמש בזרימת הדמיה צבע כדי לאמת את עורק הזרוע ולאתר כלי טחונות שיכולים לשמש כנקודתי ציון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כאשר עמדה מתאימה נמצאת, לסובב את החללית 90 ° כך שהקצה הפרוקסימלי מופיע בצד השמאל של מסך אולטרסאונד. לשמור על מעמדה בעורק באמצעות תרגול משמעותי ומגע עדין. Verify את הכיוון על ידי לחיצה על הרקמות הסמוכות לקצה הדיסטלי. סמן את עורו של הנושא לאורך הקצה הדיסטלי של החללית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יישר את הגדרת המיקוד של החללית עם עמוק או &quot;רחוק&quot; קיר של עורק הזרוע מנת לשפר את הרזולוציה לרוחב של התמונה. להשתנות הגדרות בדיקה ברזולוציה הצירית בתדירות גבוהה יותר שיפור רזולוציה צירית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התאם את הזווית של החללית כדי לייעל את הרזולוציה ניגודיות של קרוב והרחוקים קירות שניהם. שינויים קטנים בזווית עלולים לגרום לניגוד משופר. להעריך את הזווית עם מד זווית פשוט אם בחינות סידוריים מתנהלות בנושא. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי להבטיח מדידות איכות, להבטיח כי הכלי הוא אופקי ומיושר עם ציר האורך. לעשות שינויים קטנים בלחץ (נוטה הצדה קצה אחד של הבדיקה) כדי לעזור ליישר את העורק. בסך הכל, לשמור על לחץ קל כדי לסייע במניעת עייפות מפעיל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כאשר מותאם, להבטיח כי &quot;זוגי קווים של Pignoli&quot; ניתן לראות in שני הקירות, מתאים לעובי אינטימה מדיה. השתמש בהתאמות רווח להפחתת הד בלומן הכלי. לאפשר לפחות 2 ס&quot;מ עובי אינטימה-לתווך (IMT) בשני הצדדים למדידות קוטר מדויקים. </li></ol> .4 מדידות Baseline <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> רשום את המהירות בנקודת ההתחלה שימוש במצב 2D דופלר. הנח את שערי המדגם באמצע לומן ולשמור על זווית insonation של 60 °. לאסוף 60 שניות של נתונים. </li></ol> .5 ספיגה שלב <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לנפח את השרוול ל50 מ&quot;מ כספית מעל לחץ הדם הסיסטולי של הנבדק. באמצעות שרוול חוסם עורקים 5 סנטימטר יהיה להפריז בהערכת לחץ סיסטולי. השתמש במצב 2D דופלר כדי לוודא חסימה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בטיימר כדי לעקוב אחר משך הזמן של חסימה כאזיקים לחץ דם רבים יאבדו לאט לחץ מעל 5 דקות. השתמש במצב 2D דופלר כדי לוודא חסימה מלאה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר 04:30 של חסימה, למקם את שער 2D-דופלר מעט שטחי לאורךציר של העורק. להתאים את קנה המידה האנכית לחשבון עבור מהירויות 2-3x גבוהות מתחילת המחקר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התאם את ההגדרות בתוכנה ללכידה תמונה עבור 03:10 של הקלטה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להתחיל בהקלטה 10 שניות לפני שחרור שרוול כדי ללכוד את הזמן של שחרור שרוול, פרמטר חשוב בעת מדידת הזמן להגיע לשיא בקוטר במהלך ניתוח הנתונים. </li></ol> .6 Hyperemia <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שחרר את השרוול. כעורק עשוי להשתנות באופן שטחי אחרי שחרור שרוול, לעשות שינויים קטנים לעמדת הבדיקה בעת ההאזנה להגברה של הקול כדי לעזור לפצות על המשמרת. למקם מחדש את שער מדגם דופלר וזווית insonation אם משמרות העורק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר 30 שניות של הקלטת מהירות, לעבור אולטרסאונד כדי B-Mode. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מאז הוא משותף לבדיקה כדי להחליק proximally במהלך בחינה, להשתמש בציוני דרך כלי שיט או סימון על העור של הנבדקים כדי לוודא עמדת בדיקה. בשלב זה של הבחינה הוא קריטי להשגת מדויקתתוצאות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להתאים את מיקום הבדיקה או זווית כדי לייעל את IMT בשני הקירות כשינויים קטנים יכולים לשפר באופן משמעותי את התמונה. רשום את הקוטר במשך 3 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם מדידות חוזרות מתוכננות, להשתמש בסימון על עורו של הנבדק למרחק שיא מגומץ antecubital. לשאול את הנושא כדי לכופף ° זרוע 90 ולסמן את הקמט. למדוד מהקו הזה לשורה עשתה קודם לכן. </li></ol>

יש לי המחברים אין לחשוף.

תפקוד לקוי של האנדותל הוא חוסר איזון במתווכים הכימיים המשפיעים על טון כלי וצעד הראשון בהתפתחות של טרשת עורקים. מדידת תגובתיות של עורק היא דרך להעריך את המצב של מסלולים הכימיים אלה. שני שיטות ישירות ועקיפות של הערכת תגובתיות קיימות למיטות וכלי דם השונות, הנעים בין עיר...

האנדותל של כלי הדם האנושי מספק תפקידים מבניים ותפקודיים בגוף. בסעיפים היסטולוגית, האנדותל מופיע קטן, הכולל שכבה דקה של תאי 1-2 מיקרון עבים יושבים על שכבה של תאי שריר חלק (התקשורת) ושכבה עבה של רקמת חיבור (adventitia). צילום בכללותו, האנדותל מספק שטח רחב לחילופי מידע בין הדם ורקמת שריר חלק בכלי הדם. על פי אחת הערכות, שטח חתך רוחב של 700 מ 2 ומסה של 1,000-1,500 גרם בגבר 70 קילוגרם, דומה במסה אל הכבד 1. האנדותל בריא מאפשר מכאני להעברת אותות כימיים כדי לשמור על הומאוסטזיס של כלי הדם. תפקוד לקוי של האנדותל הוא חוסר איזון של מתווכים אלה והצעד הראשון במחלת כלי דם, הווה לפני ראיות היסטולוגית של טרשת עורקים. שיטה לא פולשנית, in vivo לכימות פונקצית vasodilatory של אדםעורק קיים. שיטה,, הרחבת כלי דם בתיווך זרימה זו האנדותל תלוי (FMD) נעשתה שימוש נרחב בניסויים קליניים. האנדותל מתפקד כמרכיב מבני של כלי הדם ומייצר רכיבים של המטריצה ​​תאית כגון glycosaminoglycans ופיברונקטין 2. עוד שינויים לטווח בזרימת דם ופגיעה חדה את העורק עלולים להוביל לשינויים מבניים. מבחינה תפקודית, תאי האנדותל של כלי הדם להשתתף ברגולציה של טון כלי, תהליכים דלקתיים, antithrombosis, ונוגדי קרישה. תאי האנדותל משפיעים על התכווצות כלי דם באמצעות אנדותלין תוך התרחבות מתווכת על ידי תחמוצת חנקן (NO) prostacyclin, וגורם, אנדותל נגזר hyperpolarizing (EDHF) 3-6. תפקוד לקוי של האנדותל הוא ירידת ערך של כל אחד ממתווכים אלה והצעד הראשון בהתפתחות טרשת עורקים. באופן לא מפתיע, כמנגנון של מחלה, היא מזוהה עם מספר חשוב מבחינה קליניתמצבים כגון מחלת לב כלילית, יתר לחץ דם וסוכרת 7-11. חשוב לציין, תפקוד לקוי של האנדותל יכול להיות שנצפה באנשים ללא מחלת לב וכלי דם שאובחנה והוא ניבוי של אירועי לב וכלי דם בעתיד 7,12,13. אחד מדדים לתפקוד לקוי של האנדותל, בשילוב עם ציון Framingham, יכול לספק מידע פרוגנוסטי נוסף מעל או מידה לבד 14. מדדים של תפקוד לקוי של האנדותל עשויים להיות כרוכים בעירוי הישיר של סוכן תרופתי. עירוי Intercoronary של אצטילכולין, למשל, בשילוב עם אנגיוגרפיה כמותית מדגים התרחבות בנבדקים עם האנדותל שלם. עם זאת, אנשים עם התכווצות כלי דם פרדוקסלי ניסיון נזק אנדותל. 15 בעורקים היקפיים, עירוי של סוכן תרופתי עם מדידת הזרימה על ידי plethysmography מד המתח אפשרי 16. סוכןים שמשפיע ישירות על האנדותל ולעורר אות כימית מכונים מרחיבי כלי דם האנדותל תלוי. אצטילכולין, למשל, פועל על קולטני מוסקריניים על תאי האנדותל, שהוביל לעליית ריכוז סידן התוך תאי, הפעלה של synthase תחמוצת חנקן והתרחבות. סוכנים המשפיעים על הרחבת כלי דם, ללא מעורבות של האנדותל נקראים סוכני האנדותל עצמאי. ניטרוגליצרין, למשל, מפעיל cyclase המסיס guanyl וguanosine-3 מחזוריות &quot;, - 5&#39;-monophasphate (cGMP) אשר מתווך התרחבות בדפנות כלי הדם דרך קינאז חלבון ויסות ריכוזי סידן תאיים 17. יש שיטה לא פולשנית, in vivo לכימות תפקוד לקוי של האנדותל הוצג על ידי Celermajer ומקורביו בשם &quot;, הרחבת כלי דם בתיווך זרימת האנדותל תלוי&quot; (FMD) 18. בקצרה, שינויים בעורקים מאמץ גזירה פתוחה זרימת דם רגיש יון chanנלס בהאנדותל. אות tranduced באמצעות מפל שני שליח ומפעילה synthase אנדותל תחמוצת החנקן (eNOS), יצירת NO. מין זה מפזר על פני קרום התא לתאים שכנים שריר חלק (SMC). בתוך SMC, האות transduced, הפחתת ריכוז סידן תוך תאי ומשפיע vasorelaxation 19. הקוטר של לומן העורק מגביר, שמוביל לעלייה בזרימת דם עולה בקנה אחד עם משוואת האגן-Poiseullie. ההשפעה של FMD עשויה להתבטל עם ממשל של מעכב synthase NO כגון מונו methylarginine (L-NMMA) 20. העבודה החדשנית Celermajer et al. של אפשרה את השימוש באולטרסאונד B-mode ברזולוציה גבוהה על מנת להעריך את השינוי בקוטר עורק במהלך hyperemia התגובה כי בעקבות איסכמיה. בטכניקה זו, הסובייקט אנושי מוטל פרקדן והקוטר של עורק הזרוע נמדד במטוס אורך. -Pressu דםשרוול מחדש משמש לייצור איסכמיה בגפה. בעקבות שחרורו של השרוול למדידת לחץ דם בקוטר של העורק נמדד שוב. השינוי המהיר בלחץ גזירה הוא מנוף להרחבת כלי דם NO בתיווך. משוואה פשוטה מתארת ​​את השינוי בקוטר ביחס לקוטר הבסיס (משוואת 1). דיון מלא בפרמטרים של קוטר משוואה, hyperemia ובסיסי זו, ניתן למצוא בפרוטוקול ותוצאות סעיפים.  במחקרים רבים, אחוזים FMD כבר מצא לחזות אירועי לב וכלי דם בחולה עם מחלת לב וכלי דם שהוקמה 21-24. מתאם בין FMD אחוזים עורק הזרוע ועורק כלילי FMD הוקם על ידי et אנדרסון אל., שדיםtrating קשר בין מדידות היקפי והשינויים איסכמיים יותר קליני הרלוונטיים ללב 25. FMD לא להפגין ההתרחבות המרבית של כלי השיט. כדי להעריך את זה, FMD יכול להיות מלווה, הרחבת כלי דם בתיווך ניטרוגליצרין האנדותל תלוי של אותו כלי השיט. ישנן בעיות טכניות שמשפיעות על המדידה של אחוזים FMD. מאז כניסתה של הטכניקה, מספר מחקרים הראו רמה גבוהה של ב- נושא ובין מפעיל השתנות 26. הוכח כי גורמים פיסיולוגיים כגון עישון סיגריות, תרופות להורדת לחץ דם, שעה ביום, ומצב צום משפיעים FMD אחוזים. כמו כן, אפשרויות טכניות כגון המיקום של השרוול ביחס לאתר של מדידה ומשך החסימה הוכחו שתשפענה על המדידה 27,28. פורסמו הנחיות המתארות את הקונצנזוס הנוכחי ולאפשר לסטנדרטיזציה של טכניקה ביןמעבדות 19,29. למרות הקונצנזוס מתפתח על טכניקה, הרחבת כלי דם בתיווך זרימה נשארת בכבדות תלוי במפעיל עם עקומה למידה ארוכה. Corretti, למשל, ממליץ בפיקוחו של חוקר מנוסה 100 sonographer סריקות מלאים לפני ההפעלה באופן עצמאי. כדי לשמור על רמת המומחיות נאותה, מומלץ 100 סריקות מלאה הטכנאי מדי שנה. לחוקרים עם אוכלוסיית מדגם קטנה ומשאבים מוגבלים, עקומת הלמידה מציגה חסם הכניסה. מאמר זה ידגים שיטה להרחבת כלי דם בתיווך זרימה של עורק הזרוע בזרוע העליונה ולהציע הצעות טכניות להפחתת שונות התוך מפעיל.

<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

האנדותל של כלי הדם הוא monolayer של תאים המכסים את הפנים של כלי דם ולספק את שני תפקידים מבניים ותפקודיים. האנדותל משמש כמחסום, מניעת הידבקות ליקוציט וצבירה, כמו גם חדירות שליטה לרכיבי פלזמה. מבחינה תפקודית, האנדותל משפיע על צליל כלי. תפקוד לקוי של האנדותל הוא חוסר איזון בין המינים הכימיים המסדירים את טון כלי, thombroresistance, התרבות תאים ומיטוזה. זהו הצעד הראשון בהתפתחות טרשת עורקים והיא קשורה עם מחלת לב כלילית, מחלת עורקים היקפית, אי ספיקת לב, יתר לחץ דם, היפרליפידמיה ו. ההפגנה הראשונה של חוסר תפקוד אנדותל מעורב עירוי ישיר של אצטילכולין וצנתור לב כמותי. אצטילכולין נקשר לרצפטורים מוסקריניים על פני תא אנדותל, שהוביל לעלייה של סידן תוך תאי והגדילו niייצור תחמוצת tric (NO). בנבדקים עם האנדותל שלם, הרחבת כלי דם נצפו בזמן שנבדקים עם נזק אנדותל חוו התכווצות כלי דם פרדוכסלית. קיים שיטה לא פולשנית, in vivo למדידת תפקוד האנדותל בעורקים היקפיים באמצעות אולטרסאונד B-mode ברזולוציה גבוהה. התפקוד האנדותל של עורקים היקפיים קשור קשר הדוק לתפקוד של עורקים הכליליים. טכניקה זו מודדת את השינוי בקוטר אחוזים בעורק הזרוע בתקופה של hyperemia תגובתי הבאה איסכמיה האיבר. טכניקה זו, הידועה בשם, הרחבת כלי דם בתיווך זרימת האנדותל תלוי (FMD) יש לו ערך בהגדרות מחקר קליניים. עם זאת, במספר נושאים הפיסיולוגיים וטכניים יכול להשפיע על הדיוק של התוצאות וההנחיות מתאימות לטכניקה שפורסם. למרות ההנחיות, FMD נשאר בכבדות תלוי במפעיל ומציג עקום למידה תלולה.מאמר זה מציג שיטה סטנדרטית למדידת FMD בעורק הזרוע בזרוע העליונה, ומציע הצעות להפחתת שונות התוך מפעיל.

המשתנים העיקריים של התרחבות כלי דם בתיווך זרימה מוצגים בטבלה 1. <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" fo:keep-together.within-page="always" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> משתנה </td><td> תיאור </td></tr><tr><td> אומר Velocity (סנטימטר / שנייה) </td><td> המהירות הממוצעת בעורקי דם ב50% אמצע לומן במהלך מחזור ל...

Watch this Scientific Journal Video about Ultrasound Assessment of Endothelial-Dependent Flow-Mediated Vasodilation of the Brachial Artery in Clinical Research at JoVE.com

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

תפקוד לקוי של האנדותל קשור למצבי מחלה רבים והוא ניבוי של אירועי לב וכלי דם שליליים בבני אדם. הרחבת כלי דם בתיווך זרימה (FMD) היא שיטת אולטרסאונד לא פולשנית של הערכת תפקוד האנדותל. אפשרויות המתודולוגיות וניסיון מפעיל עשויות להשפיע על תוצאות. גישה שיטתית לFMD במחקרים בבני אדם נדונה כאן.

אולטראסאונד הערכה של האנדותל-Dependent זרימה בתיווך התרחבות של עורק הזרוע במחקר קליני

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

ultrasound-assessment-endothelial-dependent-flow-mediated

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Nursing

Medicine

Unit 1

Vital Signs: Blood Pressure

SCIENTISTS IN ACTION

27.1K Views.  University of California, San Francisco.  תפקוד לקוי של האנדותל קשור למצבי מחלה רבים והוא ניבוי של אירועי לב וכלי דם שליליים בבני אדם. הרחבת כלי דם בתיווך זרימה (FMD) היא שיטת אולטרסאונד לא פולשנית של הערכת תפקוד האנדותל. אפשרויות המתודולוגיות וניסיון מפעיל עשויות להשפיע על תוצאות. ג...

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

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.

השימוש fMRI אתגר תרופתי, מחקר קדם קליניים: בקשה מערכת 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 ...

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.

יישום רומן של השלד והשרירים אולטראסאונד הדמיה

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.

הערכה קלינית של פרמטרי ההליכה Spatiotemporal בחולים ומבוגרים

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.

הערכת אולטראסאונד מבוססת של עורקים הכליליים זרימה והזרימה כלילית ריזרב שימוש בדגם עומס יתר הלחץ בעכברים

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.

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

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.

אולטראסאונד מבוסס הערכה מהירה גל דופק של עכברים

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.

הערכת אולטראסאונד של זרימה על ידי מתווך התרחבות של הזרוע ועורקי ירך שטחיים אצל חולדות

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.

צנתור עורק נחתכו בחזיר

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.

מתן ביופידבק חזותי באמצעות אולטרסאונד במצב בהירות במהלך חבטת גולף

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

טכניקה לבדיקת אולטרסאונד בלוטת הרוק של תסמונת סיוגרן

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.

מחבר זרקור: התמקדות בפרוטוקול אולטרסאונד סטנדרטי של בלוטת הרוק במחקר מחלות רקמת חיבור

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.

הערכה אולטרה-סונוגרפית של בלוטות רוק לתסמונת סיוגרן: תובנות אבחון וניטור

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