Name: a methodological approach to non-invasive assessments of vascular function and morphology
Uploaded: 2015-02-07T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 33 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Methodological Approach to Non-invasive Assessments of Vascular Function and Morphology at JoVE.com

The authors would like to thank Dr George Balanos for his assistance in the flow-mediated dilatation technique.

הערה: הפרוטוקול כדלקמן הנחיות מועדת המחקר האנושית של דאדלי קבוצת NHS Foundation Trust האתיקה. לבצע את כל הטכניקות המתוארות במעבדה טמפרטורה מבוקרת (21 - 22 C o), עם תאורה והיעדר הרעש יציב. שאל אנשים עוברים הערכות להימנע ממזון, משקה, עישון ופעילות גופני 12 שעות לפני הבדיקה. לעכב תרופות vasoactive עבור שעות לפחות 12 בעת הצורך. 1. לייזר דופלר הדמיה עם Iontophoresis <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל לייזר דופלר Imager (LDI) ולאפשר לסורק לייצוב באופן אוטומטי לכ 30 דקות. הפעל את תוכנת LDI ולחץ על &#39;מדידה&#39; (מסך הבית של התוכנה לאחר מכן ניתן יהיה לראות). במסך הבית, בחר &#39;Ionto פרוטוקול&#39; בשורת המשימות ממוקמות בחלק העליון של החלון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הזנה ידנית של הפרוטוקול (הפרוטוקול המשמש במעבדה שלנו כולל סך של 13 sפחיות, עם זרם חשמלי למשלוח הסמים iontophoretic להגדיר מ2 סריקה כדי לסרוק 11 במתח של 30 מייקרו-אמפר). הסריקה להגדיר 1 כבסיס לסרוק ללא זרם חשמלי, ולסרוק 12 &amp; 13 כמו סריקות התאוששות גם ללא זרם חשמלי. לחץ על אישור כדי לאשר את ההגדרות ולחזור למסך בית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שאל משתתף להירגע בכיסא חצי שכיבה עם זרועם נחה 90 מעלות על כרית נוחה, חברה, ומניח את מחצלת שחורה מתחת לזרוע. הערה: המחצלת מסייעת להגביל מדידות artefact שנוצרו על ידי משטחי רקע המקיפים את הרקמה. חשוב שמשתתפי ARM הם קשור היטב לכרית כך שאין תנועה וחפצים הקשורים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את תקעי קווית בקצה השני של חדר כל פרספקס לבקר iontophoresis. חבר את התא המכיל מינון 2.5 מיליליטר של אצטילכולין% 1 (ACH) לחיבור anodal של הבקר iontophoresis, ולחבר את התא השני מכילמינון 2.5 מיליליטר של 1% נתרן-nitroprusside (SNP) לחיבור cathodal. מערבבים את שני הסוכנים בתא באמצעות 0.5% תמיסת מלח. לחבר את שני תאים להיבט volar של זרועו הימנית של המשתתף באמצעות כריות דבקים דו צדדיות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לכסות את התאים על ידי 32 מ&quot;מ coverslips כדי למנוע דליפה של נוזל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפני שתתחיל בסריקה, לפתוח את החלון &#39;הגדרת סורק&#39; ממוקם בפינה השמאלית העליונה של מסך הבית. בחר בכרטיסייה &#39;וידאו והמרחק &quot;ובחר את הפונקציה&#39; המרחק אוטומטי &#39;כדי למדוד את מרחקו של ראש הסורק מזרוע המשתתפים. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בעקבות השלמת מדידת המרחק האוטומטי, בחר בכרטיסייה &#39;התמונה סרוק &quot;ולקבוע את האזור שהוא לסריקה על ידי לחיצה על הכפתור&#39; מארק &#39;בפינה הימנית התחתונה של החלון. במידת הצורך, לשנות את הגודל של האזור של עניין על-ידי הזנה ידנית בגודל שטח הסריקה ל&#39;פינת &amp; Scan# 8217; סעיף בחלק העליון של החלון. ודא שהאזור של עניין כולל את הקוטר של כל אחד מתאי iontophoresis והוא גדול מספיק כדי להגביל את השונות בזרימת דם בעור. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר השלמת ההערכה, לשמור את קובץ הנתונים. פתח את קובץ הנתונים באמצעות תוכנת ניתוח תמונת LDI לביצוע מדידות של זלוף. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחץ על &#39;סקירת תמונה &quot;בחלון התוכנה הראשי, ולפתוח את קובץ התמונה שהוא להיות מנותחים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להשתמש בתוכנה כדי לסמן את האזור של עניין סביב הקטרים ​​החיצוניים של כל תא. התאם את האזור של עניין, כך שהוא מתאים בצורה נכונה באזור שבו התאים היו נוכחים. לאחר מכן לחץ על הסמל &#39;הסטטיסטיקה&#39; ועמודה המכילה יחידות זלוף החציוני לכל תא יוצגו. שים לב ליחידת זלוף תחילת המחקר, כמו גם את יחידת זלוף הגבוהה ביותר מכל אחד מ -12 הסריקות שקדמו לכל תא. הערה: שיטה זו של ניתוח היאספציפי למעבדה שלנו; עם זאת, ניתן להשתמש בשיטות אחרות כדי להביע את הנתונים המתקבלים מסריקת LDI. לסקירה מקיפה עיינו הנחיות מRoustit ו -12 Cracowski. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי לחשב אחוז השינוי בזלוף בתגובה לACH וSNP, לחסר זלוף בסיס מזלוף השיא, הפרד על ידי זלוף תחילת המחקר ולאחר מכן להכפיל ב -100. הערה: במעבדה שלנו, שינויים ביחסיים זלוף לתחילת המחקר הראו מקדם התוך משקיף טוב של וריאציה לACH (7%) וSNP (6%). </li></ol> הרחבה ותיווך זרימה 2. ואת ההתרחבות בתיווך trinitrate Glyceryl <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את המכונה אולטרסאונד דופלר ומחשב ברשת המכילה ניתוח תמונה של כלי דם תוכנה (VIA). הערה: תוכנת VIA לוכדת תמונה בשידור חי (במהירות של 25 פריימים לשניים) ומספקת מידע על קוטר הכלי, כמו גם את האיכות של הגבולות של כלי הדם שזוהתה על ידי אולטרסאונד. Otחבילותיה תוכנה זמינות אשר עשוי להכיל תכונות והגדרות נוספות. מומלץ להתייעץ מדריכי הפעלה לתוכנה ספציפית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שאל משתתף להירגע בכורסה שכיבה למחצה ומניחים לצד שלהם, אבל ברמה עם לב זרועם על כרית נוחה. הנח שרוול למדידת לחץ דם סביב פרק ​​כף ידו של המשתתף. הערה: החולה צריך להישאל כדי לשמור על זרועם בשקט ככל האפשר כדי למנוע חפצי תנועה במהלך המדידה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אבטח את מתמר המערך ליניארי ממכשיר אולטרסאונד למהדק stereotactic, ולהדק את המהדק באמצעות אומי הפרפר כך שמתמר אולטרסאונד נשאר בתנוחה קבועה. הערה: המהדק יבטיח כי מתמר אולטרסאונד יישאר יציב פעם כלי הדם נמצאים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> במחשב אולטרא-סאונד, לגלול ל&#39;התפריט &#39;ולהגדיר את תדירות הסריקה בשעה 5 MHz ולייעל את העומק (הגדרת העומק המומלצת היא3.5 סנטימטרים) והגדרות רווח על מכשיר אולטרסאונד. התאם את הגדרות רווח כדי להבטיח שיש בהירות סימטריות הקיר הקרוב ורחוק של כלי השיט. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות מתמר המערך ליניארי, לאתר את עורק הזרוע שנמצא בדרך כלל 2-10 סנטימטר מעל הפוסות antecubital במטוס הסריקה האורך. בצע את כל שינויים על מנת להבהיר את איכות התמונה בשלב זה. כדי לסייע בזיהוי העורק, להדליק את דופלר הצבע כדי לעזור להראות את זרימת דם בעורקי pulsatile ולהבדיל אותה מזרימת דם ורידים רציפה. הצג את עורק הזרוע אופקי על פני המסך; הוא אמור להופיע כשני קווים מקבילים מוצקים, מופרדים על ידי שטח ברור בין השורות המייצגת את לומן של כלי השיט. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי לאפשר לתוכנת VIA להקליט קוטר כלי באופן אוטומטי, השתמש בסמן כדי לסמן אזור קבוע מראש של ריבית כדי לזהות ולעקוב אחר הקירות הקדמי וגם האחוריים של העורק. הערה: גודלו של האזור של עניין יכולה להיותלהגדיל או להקטין באמצעות והכפתורים &#39;x&#39; &#39;y&#39; ממוקמים על מסך התוכנה הראשי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחץ על &quot;התחל&quot; בתוכנת VIA ותמונת העורק למשך 2 דקות. בעקבות זאת, לחץ על &#39;לנפח&#39; בתוכנת VIA ובו זמנית לנפח את השרוול למדידת לחץ הדם ממוקם סביב פרק ​​כף היד לsuprasystolic לחצים (בדרך כלל מעל 220 מ&quot;מ כספית) במשך 5 דקות. הערה: המטרה של שרוול שורש כף היד היא כדי לחסום את זרימת דם לכף היד. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר 5 דקות להוציא את האוויר שרוול לחץ הדם כדי לגרום לhyperaemia תגובתי אשר, בכלי בריא, יעודד NO-תיווך vasodilatation. הערה: הרחבה Peak יכולה להתרחש עד 180 שניות הבאות דפלציה שרוול, ולכן רצוי להמשיך הקלטת קטרי כלי דם במשך 3 דקות לאחר שחרור שרוול. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בעקבות תקופת מנוחה של 10 דקות, מחדש לאתר עורק הזרוע באמצעות מתמר המערך ליניארי ולהקליט קריאת קוטר בסיס 2 דקות באותו אופןכצעד 2.7. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ואז שאל את המשתתף למקום לוח 500 מיקרוגרם sublingual glyceryl-trinitrate (GTN) מתחת ללשונם ולהמשיך למדוד את קוטר עורק זרוע ל5 דקות נוספות. לאחר תקופה זו, שואל את המשתתף כדי להסיר את לוח GTN ולפקח על המשתתף כדי לוודא שהם לא חווים כל תופעות לוואי לתרופה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבצע את כל הניתוח של נתונים לא מקוון. עשרים וחמש נקודות נתונים זמינות עבור כל שנייה של ההערכה; קריסת נתונים זה לתקופות של שנייה אחת ב- Microsoft Excel. לייצא את הנתונים לחבילת ניתוח אותות דיגיטליים ולסנן עם שניות 3 נעו מסנן ממוצע. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להקים את קוטר הבסיס משניות 120 הנתונים שקדמו לשרוול-האינפלציה. ראייה לבדוק את אזור הבסיס ולהוציא חפצים. ממוצע אזורי הבסיס שנותרו כדי לייצר את קוטר הבסיס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לניתוח התרחבות בתיווך זרימה (FMD), להשתמש בתוכנה כדי לסרוק את ההודעה cuff- באופן אוטומטיאזור הדפלציה להתרחבות שיא ולהשתמש בסמן כדי לסמן שיא זה לבדיקה ויזואלית. אם השיא זוהה בטעות, להשתמש בסמן כדי לבחור אזור מצומצם יותר שבתוכה השיא יכל אז להיות מזוהה. רשום את ערך השיא כקוטר שיא. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לנתונים GTN, לאמץ הליך זהה לזה המשמש בFMD, מלבד חיפוש אחר התרחבות שיא באזור הבא 5 דקות של מתן תרופה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי לחשב% FMD ו% GTN, לחסר קוטר בסיס מקוטר השיא, הפרד על ידי קוטר בסיס ולאחר מכן להכפיל ב -100. הערה: במעבדה שלנו, מקדם תוך המשקיף של וריאציה הוא 11% לFMD, ו -12% לGTN. </li></ol> עובי 3. תרדמת אינטימה-מדיה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שאל משתתף למצוא תנוחה נוחה על מיטה, ומניח את כרית מתחת לראש להציע תמיכה לצוואר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את רל (ECG) מוביל לאולטרסאונד דופלר ולאחר מכן לצרף אותם על pגפיים atient. רק נדרש האק&quot;ג בסיסי, כל כך למקם את המוביל המתאים בזרועות ימין ועל השמאל, ועל קרסול השמאל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן את המכונה אולטרסאונד ידי גלילה ב&#39;התפריט &#39;וקביעת תדירות הסריקה ב 10 MHz ואופטימיזציה עומק (הגדרת העומק המומלצת היא 3-4 סנטימטר) ורווח הגדרות. התאם את הגדרות רווח כדי להבטיח שיש בהירות סימטריות הקיר הקרוב ורחוק של כלי השיט. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שאל משתתף להטות את הראש שלהם מעט שמאלה, ובאמצעות מתמר המערך ליניארי, לסרוק את העורק הראשי הנכון לאורך כל החלקים שלה (העורק משותף, פנימי וחיצוני התרדמה) באמצעות מטוס הסריקה האורך לזהות הנוכחות של כל לוחות. לשמור תמונות המציגות כל ראיה של שלט. כדי לסייע בזיהוי העורק, לחפש נקודת הסתעפות בכלי, כמו זה מראה את עורק התרדמה המשותף מתפצל לעורקי הראש הפנימיים וחיצוניים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> למדידההתרדמה עובי אינטימה-מדיה f (cIMT), להשיג לפחות 3 תמונות של סעיף של עורק התרדמה המשותף שהנו ללא שלט, והוא הפרוקסימלי 1 סנטימטר לנורה הראשי. להשיג את כל התמונות בשיאו של גל R בECG כמו זה מתאים לחדרית תרוויח והנקודה שבה הספינה נמצאת תחת הסכום של לפחות מאמץ גזירה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלבים 3.4 ו -3.5 בעורק התרדמה השמאלית. שאל את המשתתף להטות את הראש שלהם מעט ימינה למדידה זו. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי לסייע בהשגת תמונות ברורות של הקירות הקרובים ורחוקים, לתפעל בזהירות את הבדיקה אולטרסאונד במהלך ההערכה כדי להבטיח את הכלי הוא בניצב לקרן אולטרא-סאונד. להשיג זאת על ידי בעדינות שינוי ההטיה והסיבוב של המתמר יחד עם התאמות קלות ללחץ המופעל על הזווית הפרוקסימלי לדיסטלי (תנועה-בוהן העקב) של החללית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ניתוח לבצע בתמונות במצב לא מקוון באמצעות תוכנת מדידת עורקים (AMS) כדי לזהות boun כלי הדםDary פי הקווים של Pignoli. לטעון את התמונה להיות מנותח, ולאחר מכן באמצעות הסמן, ליצור אזור של עניין בסעיף של כלי השיט שהוא חופשי משלט. לחץ על &#39;לזהות&#39; על התוכנה ולהקליט את הערכים המוצגים על המסך לcIMT וקוטר לומן. הערה: ניתן לקבל קריאה מדויקת בלבד מהקיר הרחוק, כל כך להתעלם קריאות מהקיר הקרוב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קח שלוש מדידות לכל צד, ולאחר מכן בממוצע אלה לתת הממוצע cIMT לימין ועורקי הראש עזבו בנפרד. עוד בממוצע cIMT משני הצדדים לתת cIMT הכולל. הערה: מקדם התוך המשקיף של וריאציה לטכניקה זו במעבדה שלנו היא 9%. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבצע מדידה של כל שלט תוך שימוש באותה התוכנה על ידי סימון באופן ידני את השלט באמצעות הסמן. לחץ על &#39;מגדיר את&#39; על AMS לחשב echogenicity של השלט והכיתה באופן אוטומטי בהתאם לרגישות שלו לקרע. לחץעל חלון &quot;מאפייני רובד&quot; כדי לראות את המידע הזה. </li></ol>

The authors declare that they have no competing financial interests.

כתב היד הנוכחית מפרטת את המתודולוגיה של כמה הערכות שונות של תפקוד ומורפולוגיה של כלי דם שניתן לבצע בכלי הדם ההיקפיים. כל הערכה מספקת מידע על השלבים שונים של טרשת עורקים, ולעזור לאפיין את הפרופיל של כלי הדם של לב וכלי דם שטחים שונים. יש לנו דיווח בעבר כי תפקוד האנדותל כלי דם הוא עצמאי מתפקוד האנדותל כלי גדול באוכלוסייה של חולי דלקת מפרקים שגרונית בסיכון מוגבר של 39 CVD. יתר על כן, הערכות של תפקוד כלי דם ומורפולוגיה היו גם עצמאיות זה מזה באותה הקבוצה של חולים ובחולים עם CVD 40,41. ניתן להסביר ממצאים אלה על ידי ההטרוגניות של תפקוד ומבנה של תאי האנדותל בשטחי כלי דם שונים 38, כמו גם פער זמן אפשרי להתקדמות של שינויים פונקציונליים למורפולוגייםליקויים בכלי השיט. מחקר של השימוטו ועמיתי 42 גילה כי מספר משתתפים בטרשת העורקת שירדו ערכי FMD אבל ערכי cIMT נורמלים. ממצאים אלה מראים כי הבדיקה של טרשת עורקים תת-קלינית תוך שימוש במגוון של שיטות חשובה לפענח את ההשפעות הגלובליות של CVD. חשיבותו של נימי הדם בבריאות ובמחלה היא צוברת תשומת לב גוברת בספרות הרפואית. Microvessels יוצרת שטח פנים הרבה יותר גדולים מכלי גדול שהופכת אותם יעדים משמעותיים לנזק מגירויים מזיקים 43. זה כבר שיערו כי microvessels עשויה להיות המקור העיקרי של מתווכים דלקתיים אשר לחדור האנדותל של כלי גדולים יותר מובילים להיווצרות נגע 43. בחולי סוכרת סוג II, מחלת כלי דם לעתים קרובות מקדימה מחלת כלי גדולה 44, ובאוכלוסיות אחרות בסיכון מוגבר לתחלואה קרדיווסקולרית כגון arthri שגרוניתtis, התערבויות המקטינות את סיכון CVD לשפר כלי דם, אך לא כלי גדול, תפקוד האנדותל 45,46. באופן קולקטיבי, ממצאים אלה מראים כי בדיקה של תפקוד כלי דם עשויה לסייע בהבנת המנגנונים המורכבים שליזום טרשת עורקים. בעבודה הנוכחית, הערכת תפקוד אנדותל כלי דם בוצעה באמצעות LDI עם iontophoresis של סוכני vasoactive. כמה הערכות אחרות ניתן להשתמש כדי להעריך את תפקוד כלי דם כולל capillaroscopy nailfold וplethysmography חסימה ורידית. עם זאת, ההערכה לשעבר מספקת מידע על מורפולוגיה כלי דם בלבד, בעוד השני הוא זמן רב ובחלק מהפרוטוקולים פולשנית עקב ניהול של סוכני vasoactive תוך זרוע 1. בניגוד לכך, LDI מציע גישה פשוטה, בזמן יעיל למדידת זלוף כלי דם של כלי דם בעור בתגובה לסוכני vasoactive המנוהלים אינו invasively. המדידה של זרימת דם בעור צברה הסכמה רחבה בספרות בשל קלות נגישות וקשר חזק עם 12 CVD הוקם. יתר על כן, היתרון של LDI על טכניקות אחרות כגון דופלר Flowmetry לייזר דופלר, הוא שזה יכול בו זמנית לסרוק מספר רב של נקודות באזור נתון, ולכן יכול להסביר חפצים סלולריים תנועה והבדלים המרחבית של זרימת דם בעור, אשר שניהם יכולים להשפיע על זלוף של כלי השיט 47,48. למרות היתרונות ברורים של iontophoresis, חשוב לשים לב כי vasodilatation הנוכחי המושרה (CIV) מiontophoresis עלול לבלבל את ההשפעות של סוכני vasoactive במיוחד על הקתודה. הבחירה של רכב למשלוח סמים יכולה לעזור להפחית את האפקט הזה, עם 0.5% נתרן כלורי (כמו בשימוש בפרוטוקול הנוכחי) יעיל בהגבלת CIV 18. יתר על כן, שימוש בתאים בקוטר גדולים יותר ונוכ חשמל הנמוךדמי שכירות (כפי שבפרוטוקול הנוכחי) כל לעזור להפחית CIV 18. שימוש באתר שליטה גם כבר המליץ ​​12. גורמים ביולוגיים והתנהגותיים יכולים להשפיע גם על האמינות ודירות של הטכניקה. לדוגמא, וריאציה ועישון היממה הוכחו להשפיע 49,50 תפקוד האנדותל כלי דם. תנאי הקלטה קפדניות יש לדבוק במטרה להשיג תוצאות מדויקות וצריכים להיות אחרי הנחיות שנקבעו בעת תכנון פרוטוקולים 12. מדידה של FMD והתרחבות בתיווך GTN מספקת מידע על תפקוד האנדותל בכלי הדם הגדול, ונעשתה שימוש נרחב במחקר של כלי דם לא פולשנית. טכניקת FMD מספקת מידע פונדקאית על NO זמינות ביולוגית ומהווה סמן פרוגנוסטי שימושי של אירועי לב באוכלוסיות קליניות שונות 7-9. בעבודה הנוכחית, הפרוטוקול מובא חשבונות עבור רבים מהגורמים שנחוצים לגירוי מספק של vasodilatation תיווך NO 25. לדוגמא, שרוול המיסוך הוצב דיסטלי לבדיקת אולטרסאונד וסביב מפרק כף היד 27, את משך הזמן של איסכמיה היה 5 דקות 26 ומספיק זמן היה מותר להקליט קוטר השיא &quot;אמיתי&quot; הבא hyperaemia תגובת 28. למרבה הצער, הפרוטוקול לא כולל אפיון פרופיל מאמץ הגזירה כמו תוכנת זיהוי קצוות האוטומטית לא תאפשר הקלטה בו זמנית של קוטר כלי ואות מהירות גל דופק. החישוב של מאמץ גזירה הוא חלק בלתי נפרד ממדידה מדויקת של FMD 26 ואנחנו המלצנו, שבו קבוצות אפשריות, כלי דם מחקר להשתמש בתוכנה המאפשרת מדידות כאלה להתבצע. הערכות של FMD והתרחבות בתיווך GTN הם גם רגישות לשינויים סביבתיים וביולוגיים 24, כמו שינויים קטנים בקוטר כלי דם יכוללעורר תגובת FMD / GTN גדול. לדוגמא, ערכי FMD אופייניים למשתתפים בריאים נעים בין 5-10% 51, אשר תואם את 0.25 - שינוי 0.5mm קוטר העורק לעורק בקוטר של 5 מ&quot;מ. בהתחשב בשינויים קטנים כגון לקוטר העורק, תשומת לב קפדנית צריכה להיות משולם לגורמים טכניים וביולוגיים שעשויים להשפיע על המדידה. ואכן, יכול להיות מושפע על ידי FMD מגוון של גורמים ביולוגיים והתנהגותיים כגון הפעלה אוהדת 52, מניעת שנת 53, צריכת קפאין 54, עישון 55, טיפול נוגד חמצון 56 ושעה ביום 57. בהתאם לכך, חשוב לשלוט על גורמים אלה על ידי שימוש במידע מהנחיות שנקבעו 24,25. הערכה של טרשת עורקים תת-קלינית מתקדמת אבל נעשתה באמצעות cIMT. הטכניקה נוצלה בכמה אוכלוסיות קליניות ומספקת פירוט רב על st עורקיםructure בהשוואה לטכניקות מתוחכמות יותר, כגון הדמיה בתהודה מגנטית 34. כמו בטכניקות של כלי דם האחרים, מדידת cIMT מחייבת בחינה זהירה של גורמים טכניים שיכול להשפיע על המדידה. בדרך כלל, cIMT צריכה להתבצע באזורים חופשיים משלט, בקיר המרוחק של עורק התרדמה המשותף. בדומה לFMD, מדידת cIMT מבוצע באמצעות בדיקת אולטרה סאונד ברזולוציה גבוהה וכך הוא מאוד ידידותי לתלויה. דיווח מקדם שונה טווח (CofV) 2.4-18.3% 58, ואילו עבור FMD זה הוא 1 - 84% 59. עם זאת, גם כאשר שני הטכניקות מבוצעות על ידי ultrasonographers המוסמך עם גורמים חיצוניים מבוקר היטב, נותר CofV 58,60,61 גבוהים. אחת סיבות לכך יכולות להיות שהניתוח של גבולות של כלי דם מתבצע באמצעות שיטות ידניות 60,61. ניתוח כזה יכול להפחית אמינות כחפצי הדמיה כגון גבולות שווא, רעש מultraso<html> אות und, ועיוות של כלי יכולים להשפיע על פרשנות של התמונה 22. ההתפתחויות האחרונות בתוכנת קצה איתור אוטומטית רציפה השתפרו מאוד זיהוי של קיר גבולות של כלי דם 21,22. במחקר הנוכחי, תוכנת VIA שימשה למדידת קוטר עורק הזרוע, תוך AMS שימש לזהות cIMT. השימוש בתוכנות אלה מקטינים באופן משמעותי את תלות מפעיל, אך במקרה של AMS, מידה מסוימת של שליטת מפעיל היא עדיין זמינה במצבים שבם איכות תמונה יכולה להיות עניה 62. מעבדות המשתמשות בתוכנה אוטומטית גילוי קצה בדרך כלל נוטות להיות נמוך CofV 58,63,64, ובכך זה צריך להיות המטרה של כל מעבדות המחקר של כלי הדם לשלב מדידה אוטומטית של גבולות של כלי דם, על מנת להבטיח דיוק של התוצאות. זה גם תרגול טוב כדי לדווח על תוצאות של מחקרי שחזור עבור פרוטוקולים ספציפיים בעת פרסום תוצאות מחקר. = &quot;Jove_content&quot; ילדה&gt; למרות הערכות של תפקוד כלי דם משמשות באופן שגרתי במחקר קליני, הגבלה של הטכניקות היא שערכים נורמטיביים לLDI עם iontophoresis וFMD לא קיימות. לכן חשוב שגיל בריאים וקבוצות שליטה בהתאמה מין נבחנים כדי להשוות ממצאים בקבוצת הניסוי. למרות שהטכניקות הללו לקשר עם פרוגנוזה גרועה במגוון רחב של אוכלוסיות עם ראיות של CVD 6-9, יש עדיין מחסור במחקרים שבדקו את הקשר בין תפקוד האנדותל העני ותוצאות קרדיווסקולריות שליליות כגון אוטם שריר לב ושבץ. מחקרים פרוספקטיביים נוספים נדרשים לענות על צורכים אלה. מגבלה נוספת היא השימוש של מפעילים אנושיים לבצע ההערכות ולבצע את הניתוח. זה מציג מקור פוטנציאלי של הטיה; עם זאת, זה יכול להיות מוגבל על ידי מסנוור המפעיל לתוצאות או הבטחת שהקורא הוא שונה מהמפעיל. זהכמו כן, חשוב להבטיח שהקורא כדלקמן פרוטוקול סטנדרטי לניתוח נתונים, כך שכל הנתונים מנותחים באופן עקבי. לסיכום, כתב היד הנוכחית מספקת מידע מפורט על הצעדים מתודולוגיים הצורך לבצע בהצלחה הערכות של כלי-דם קטן ואת התפקוד האנדותל כלי גדול, כמו גם מורפולוגיה של כלי דם של מחזור הדם ההיקפי. כאשר נעשה שימוש יחד, ההערכות לספק מידע עולמי על השלבים השונים של טרשת עורקים. מחקרים פרוספקטיביים נוספים שבחנו את תפקיד אבחון הפוטנציאל של טכניקות אלה מוצדקים.

האנדותל הוא השכבה הפנימית ביותר של כלי הדם, והוא מעורב בשמירה על הומאוסטזיס כלי דם באמצעות הרגולציה של מספר רב של תהליכי vasoactive. הפרעה לתהליכים אלה יכולה להשפיע כלי לטרשת עורקת ומעלה את הסיכון למחלות לב וכלי דם (CVD) 1. תפקוד האנדותל היקפי הוא אינדיקטור טוב של מומים בשלב המוקדמים של קיר כלי הדם 2. יתר על כן, באמצעים של תפקוד האנדותל היקפי הוכחו משקפים את תפקוד האנדותל כלילית 3-5, ובתור שכזו נחשבים למנבאים טובים של מחלת לב וכלי דם 6-9. זה אולי לא מפתיע בהתחשב בכך שטרשת העורקת היא כעת מוערך באופן כללי להיות הפרעה מערכתית 10. הערכות של תפקוד האנדותל היקפי בדרך כלל לכמת את תגובת vasodilatory של כלי השיט לגירוי ספציפי, עם הנחתה של התגובה הרשלנית מעידה על אנדותלתפקוד לקוי של 11, וניתן למדידה במיטות כלי דם שונות. הערכות של שינויים מבניים מתקדמים בכלי יכולות להיות מאופיינות על ידי בדיקת אולטרה סאונד של עובי אינטימה-מדיה. בזרימת הדם, Flowmetry הלייזר דופלר (LDF) והדמיה הלייזר דופלר (LDI) עם iontophoresis של אגוניסטים vasodilator יכולים לספק מידע שימושי על זלוף כלי הדם 12. שני טכניקות מדידת היסט דופלר נוצר על ידי אור מפוזר מהזזת תאי דם אדומים. זלוף מיוצג כשטף דם ולא זרימת דם (מיליליטר / דקה), עם שטף דם המשקף מהירות ממוצעת תאי דם אדום וריכוז. מדידה של שטף דם קשור באופן ליניארי עם דם בפועל זרימה 13. ההערכה של LDI מציעה יתרונות רבים על פני LDF, משום שבניגוד LDF, LDI יכול לסרוק על פני שטח עצום ובכך היווה ההטרוגניות בזרימת דם בעור ומגביר את שחזור של הטכניקה12. הגירוי להגברת שטף דם במהלך LDI מסופק על ידי iontophoresis של אצטילכולין אגוניסטים vasodilator (ACH) וnitroprusside נתרן (SNP), הלהעריך את תפקוד האנדותל תלוי והאנדותל-עצמאי בהתאמה, לעור באמצעות זרם חשמלי חלש 14. ברגע שדרך העור, ACH נקשר לקולטנים אנדותל מוסקריניים תא שחרור תחמוצת חנקן vasodilator (NO). השימוש בSNP ישירות מפעיל קולטנים תאי שריר חלק, כדי לאפשר vasodilatation המרבי של כלי השיט ובדיקה של שלמות שריר חלק 15. יש כמה אי-ודאות בשאלות האם התרחבות בתיווך אח כרוכה NO בכלל, כACH עשוי לעורר מסלולים הלא-NO כגון מסלולים בתיווך cycloxygenase 12. אף על פי כן, יש לנו דיווח בעבר כי תגובות ACH וSNP לקויים באוכלוסיות חולה בסיכון מוגבר למחלה קרדיווסקולארית 16 וכי התערבויות תרגיל ידועות כדי לשפר את NO בioactivity גם לשפר את שטף דם בתיווך אח באמצעות LDI 17. הרכב להובלת הסוכנים לmicrovessels העור לעתים קרובות כולל נתרן כלורי או 18,19 מים deionised. תפקוד האנדותל כלי הדם ניתן לכמת באמצעות גישות שונות, עם מוליכות עורית של כלי דם - תוצר של שטף מחולק בלחץ דם, המשמשות במחקרים שבם לחץ דם עשוי להשתנות על פני תקופת המחקר (כלומר, במהלך פעילות גופנית או טיפול נגד יתר לחץ דם) 12. כימות נוסף נפוץ הוא לחשב את השטח מתחת לעקומה לשטף דם או להביע אחוז העלייה בשטף מנקודת ההתחלה. חשוב לציין כי אין הנחיות שנקבעו להצגת נתונים, אך חוקרים צריכים לנצל את גישה שמראה שחזור טוב. בכלי הגדול, בתיווך זרימת הרחבה (FMD) ורחבה בתיווך glyceryl-trinitrate (GTN) מבוצעות לישבניםהאנדותל תלוי של ותפקוד האנדותל-עצמאי בהתאמה 20. FMD מתבצע בדרך כלל בעורק הזרוע שבי שרוול משמש כדי לחסום את זרימת דם בעורקים במשך 5 דקות; שחרורו של השרוול גורם לעלייה פתאומית בזרימת דם (hyperaemia תגובה) דרך עורק הזרוע וכתוצאה מכך ההתרחבות בתיווך גזירה-מתח של כלי השיט. תחילת המחקר ובקוטר שחרור לאחר שרוול-הם לכמת על ידי ההדמיה אולטרה סאונד של כלי השיט עם ההערכות הבאות של קוטר כלי מבוצע באופן ידני 20 או באמצעות תוכנת זיהוי קצוות אוטומטיים 21,22. השימוש בGTN עוזר לקבוע אם ליקויים בvasodilatation הן בשל הפסד בשלמות תא שריר חלק, או שחרור לקוי של NO מתאי האנדותל 23. FMD וGTN באים לידי ביטוי כאחוז העלייה ביחסי קוטר כלי פוסט גירוי-לקוטר הבסיס. ההערכה הנכונה של FMD דורשת מספרשיקולים חשובים ב24,25 פרוטוקול מחקר. משך חסימת שרוול חייב להיות מתוזמן היטב; 5 דקות של חסימת שרוול מספיקה לרחבת תיווך-NO בעוד תוצאות חסימת שרוול ארוך שבאינו NO תיווך הרחבה 26. בדומה לכך, מיקום של שרוול המיסוך סביב פרק כף היד ודיסטלי מבדיקת אולטרסאונד בעיקר מפעיל NO-תיווך הרחבה, ואילו מיקום שרוול על הזרוע העליונה והפרוקסימלי לבדיקה באופן חלקי בלבד מגרה NO 27. כמו כן, חשוב למדוד את התרחבות השיא הבאה דפלציה שרוול על פני תקופה ממושכת של זמן, כמו מדידת קוטר שיא תוך 60 שניות הראשונות שלאחר דפלציה שרוול יכול לזלזל FMD על ידי 25 - 40% 28. ואכן, תקופה של 180 שניות עשויה להיות מספיק בלכידת קוטר שיא אמיתי, עם רוב ערכי שיא המתרחשים בתוך 120 שניות הראשונות 28. הגירוי לFMD כרוךזה ייצור לחץ גזירה, אשר מפעיל קולטנים ספציפיים האנדותל לשחרר NO 29. עם זאת, מאמץ גזירה יכול גם להפעיל כמה גורמים אחרים vasoactive (שחלקם עלול לגרום להיצרות כלי דם) 30, שהופך אותו חיוני שגירוי מאמץ הגזירה עורר משקף התרחבות מNO מסלולים מ-26. כמו כן, חשוב לתת דין וחשבון לגירוי מאמץ הגזירה במהלך FMD, עם חישוב של שיעור גזירה (מהירות / קוטר) המשמש כמדד הולם של מאמץ גזירה, אך לא בהכרח משקף זרימת שיא 31. המלצות פיסיולוגיות האחרונות מצביעות על כך שפרופיל מאמץ הגזירה תמיד צריך להיות מאופיינים כאשר מערכות אולטרסאונד מאפשרות מדידה בו זמנית של מהירות גל דופק והדמיה B-מצב פעיל במצב 25 דו-צדדי. הערכה של עורקי הראש באמצעות אולטרסאונד B-מצב יכול לספק מידע על עובי אינטימה-מדיה התרדמה (cIMT), והייתה describ הראשוןed בשנת 1986 על ידי Pignoli ועמיתים 32. הערכה של cIMT משקפת התפשטות של תאי שריר חלק באינטימה של כלי השיט והוא מנבא שימושי של אירועים קליניים בטרשת עורקים המוקדמים 33. אולטרסאונד התרדמה יכול לחזות במקרים רב מבנה עורקים טוב יותר מאשר בטכניקות דומות (כגון הדמיה בתהודה מגנטית או הערכות צילום חזה) 34. בנוסף, מקורבי cIMT עם מספר גורמי סיכון CVD הקלאסיים כוללים הזדקנות, יתר לחץ דם, דיסליפידמיה ו-35. שינויים בקירות של עורק התרדמה בדרך כלל ביוזמת ירידה בזמינות ביולוגית NO אשר מקדמת דלקת בתוך הכלי 36. נקודות הסתעפות עורק התרדמה משותפת, עורק התרדמה פנימי ותרדמה יכולות לשמש כדי לקבוע cIMT, כמו כל אתר יכול באופן דומה לחזות אירועי לב וכלי דם 37. בכתב היד הנוכחית, אנו מספקים מתודולוגיה מפורטת על הערכה של microvasculaתפקוד האנדותל r (LDI עם iontophoresis), פונקציה גדולה אנדותל הכלי (FMD וGTN) ומורפולוגיה של כלי דם (cIMT). טרשת עורקים היא תהליך רב-שלבים שמתחיל בחוסר תפקוד האנדותל ומסתיים בנגעים טרשתיים בעורקי מוקדי הגדולים. הרציונל לבחירת ההערכות לעיל הוא שהם משקפים את השלבים השונים של טרשת עורקים ולעזור להסביר את הטבע הטרוגנית של כלי הדם 38. יתר על כן, יש לנו הראינו בעבר כי באוכלוסייה של חולים בסיכון מוגבר למחלה קרדיווסקולארית, תפקוד האנדותל כלי דם היה עצמאי מתפקוד האנדותל כלי גדול 39, וההערכות תפקודיות היו עצמאיות מהערכות מבניות של כלי הדם 40. לכן, הערכות הגלובליות של כלי הדם יכולות לעזור לפענח את השלבים השונים של טרשת עורקים.

<table><tbody><tr><td>Laser Doppler Imager</td><td>Moor Instruments, Devon, UK</td><td>moorLDI2</td><td></td></tr><tr><td>Iontophoresis Controller</td><td>Moor Instruments, Devon, UK</td><td>MIC2</td><td></td></tr><tr><td>Miochol-E 20 mg</td><td>Novartis UK</td><td>Prescribed by physician</td><td>Acetylcholine for endothelium-dependent function</td></tr><tr><td>Nitroprussiat Fides 50 mg</td><td>Rottapharm Spain</td><td>Prescribed by physician</td><td>Sodium nitroprusside for endothelium-independent function</td></tr><tr><td>Doppler Ultrasound</td><td>Siemens PLC, Camberley UK</td><td>Accuson Antares</td><td></td></tr><tr><td>Glyceryl Trinitrate 500 mcg</td><td>Alpharma, Barnstaple, UK</td><td>Prescribed by physician</td><td></td></tr></tbody></table>

a methodological approach to non-invasive assessments of vascular function and morphology

The endothelium is the innermost lining of the vasculature and is involved in the maintenance of vascular homeostasis. Damage to the endothelium may predispose the vessel to atherosclerosis and increase the risk for cardiovascular disease. Assessments of peripheral endothelial function are good indicators of early abnormalities in the vascular wall and correlate well with assessments of coronary endothelial function. The present manuscript details the important methodological steps necessary for the assessment of microvascular endothelial function using laser Doppler imaging with iontophoresis, large vessel endothelial function using flow-mediated dilatation, and carotid atherosclerosis using carotid artery ultrasound. A discussion on the methodological considerations for each of the techniques is also presented, and recommendations are made for future research.

הדמיה דופלר לייזר עם Iontophoresis יחידות שטף דם החציון הבאים סריקות ההדמיה דופלר לייזר מבריא נקבה חופשית בגיל העמידה מCVD מוצגות באיור 1. הייתה עלייה ניכרה בשטף דם החציוני עבור שני אח וSNP. שטף דם בתחילת מחקר עמד 48 יחידות זלוף לאח, ו -67 יחידות זלוף לSNP. שטף דם שיא בתגובה לACH היה 455 יחידות זלוף, ולSNP 446 יחידות זלוף. זו הניבה 831% ו- 566% גידול בזלוף (ביחס לנקודת התחלה) לאח וSNP בהתאמה. הערכים המסופקים הם מאוד תלויים בציוד המשמש לבדיקת שטף דם בעור יחד עם גורמים סביבתיים. התרחבות בתיווך זרימה והתרחבות בתיווך trinitrate Glyceryl איור 2 מציג את קטרי תחילת המחקר ובשיא לFMD והערכות GTN מגבר צעיר ובריא ללא CVD.קוטר בסיס של עורק הזרוע היה 3.0 מ&quot;מ להערכות FMD וGTN. קוטר השיא במבחן FMD היה 3.3 מ&quot;מ, ואילו להערכת GTN זה היה 3.9 מ&quot;מ, אשר מתאים לגידול של 10 ושל 30% בזרימת דם בהתאמה, בהשוואה לתחילת מחקר. התרדמה עובי אינטימה-מדיה איור 3 מציג את עורק התרדמה השמאלי של אדם בריא. חישוב ערכי cIMT מתבצע באמצעות תוכנת קצה איתור אוטומטית. CIMT בקיר המרוחק היה 0.83mm וקוטר לומן של כלי השיט היה 7.71mm. התוצאות עבור עורק התרדמה תקין באותו האדם היו 0.87mm לcIMT, ו7.80mm לקוטר לומן. כאשר ממוצע הקריאה משני הצדדים, cIMT היה 0.85mm, וקוטר לומן היה 7.76mm. <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/52339/52339fig1highres.jpg" /> איור 1. ChanGES בשטף דם בתגובה להדמית דופלר לייזר עם iontophoresis. לאחר השלמת בסיס לסרוק למדוד שטף דם בתחילת מחקר, 10 סריקות (סריקת 1 עד 10) עם iontophoresis של אח וSNP באמצעות 30 מייקרו-אמפר חשמל נוכחי בוצעו. בעקבות iontophoresis, 2 סריקות התאוששות בוצעו. ACH = אצטילכולין; SNP = nitroprusside נתרן. <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/52339/52339fig2highres.jpg" /> איור 2. זרימה בתיווך וglyceryl trinitrate תיווך הרחבה. הגרף מציג את קוטר הבסיס ועלייה ברורה בקטרים ​​השיא הבאים יישום של גירויי הרחבה בתיווך trinitrate תיווך הזרימה וglyceryl. FMD = התרחבות בתיווך זרימה; GTN = התרחבות בתיווך trinitrate glyceryl. <img alt="איור 3" src="/files/ftp_upload/52339/52339fig3highres.jpg" /><br/&gt; איור 3. סריקת אולטראסאונד של עורק התרדמה. סריקת אולטרסאונד של עורק התרדמה השמאלי מוצגת עם אזור של עניין להציב 1cm מנורת התרדמה (נקודת הסתעפות). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52339/52339fig3large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו .</a>

Watch this Scientific Journal Video about A Methodological Approach to Non-invasive Assessments of Vascular Function and Morphology at JoVE.com

A Methodological Approach to Non-invasive Assessments of Vascular Function and Morphology

The present article describes the methodological considerations for several non-invasive assessments of vascular function and morphology that are commonly used in medical research to assess different stages of atherosclerosis.

גישה המתודולוגית להערכות לא פולשני של תפקוד כלי דם ומורפולוגיה

The endothelium is the innermost lining of the vasculature and is involved in the maintenance of vascular homeostasis.  Damage to the endothelium may ...

a-methodological-approach-to-non-invasive-assessments-vascular

Research

JoVE Journal

Medicine

16.3K Views.  Bangor University. The present article describes the methodological considerations for several non-invasive assessments of vascular function and morphology that are commonly used in medical research to assess different stages of atherosclerosis.

Video: A Methodological Approach to Non-invasive Assessments of Vascular Function and Morphology

Non-invasive Assessment of Microvascular and Endothelial Function

The authors have utilized capillaroscopy and forearm blood flow techniques to investigate the role of microvascular dysfunction in pathogenesis of cardiovascular disease. Capillaroscopy is a non-invasive, relatively inexpensive methodology for directly visualizing the microcirculation. Percent capillary recruitment is assessed by dividing the increase in capillary density induced by postocclusive reactive hyperemia (postocclusive reactive hyperemia capillary density minus baseline capillary density), by the maximal capillary density (observed during passive venous occlusion). Percent perfused capillaries represents the proportion of all capillaries present that are perfused (functionally active), and is calculated by dividing postocclusive reactive hyperemia capillary density by the maximal capillary density. Both percent capillary recruitment and percent perfused capillaries reflect the number of functional capillaries. The forearm blood flow (FBF) technique provides accepted non-invasive measures of endothelial function: The ratio FBFmax/FBFbase is computed as an estimate of vasodilation, by dividing the mean of the four FBFmax values by the mean of the four FBFbase values. Forearm vascular resistance at maximal vasodilation (FVRmax) is calculated as the mean arterial pressure (MAP) divided by FBFmax. Both the capillaroscopy and forearm techniques are readily acceptable to patients and can be learned quickly.
The microvascular and endothelial function measures obtained using the methodologies described in this paper may have future utility in clinical patient cardiovascular risk-reduction strategies. As we have published reports demonstrating that microvascular and endothelial dysfunction are found in initial stages of hypertension including prehypertension, microvascular and endothelial function measures may eventually aid in early identification, risk-stratification and prevention of end-stage vascular pathology, with its potentially fatal consequences.

Capillaroscopy is a non-invasive, relatively inexpensive methodology for directly visualizing the microcirculation. The forearm blood flow technique provides accepted non-invasive measures of endothelial function.

הערכה בלתי פולשנית של תפקוד כלי דם והאנדותל

The authors have utilized capillaroscopy and forearm blood flow techniques to investigate the role of microvascular dysfunction in pathogenesis of ...

Pulse Wave Velocity Testing in the Baltimore Longitudinal Study of Aging

Carotid-femoral pulse wave velocity is considered the gold standard for measurements of central arterial stiffness obtained through noninvasive methods1.&#160;Subjects are placed in the supine position and allowed to rest quietly for at least 10 min prior to the start of the exam. The proper cuff size is selected and a blood pressure is obtained using an oscillometric device. Once a resting blood pressure has been obtained, pressure waveforms are acquired from the right femoral and right common carotid arteries. The system then automatically calculates the pulse transit time between these two sites (using the carotid artery as a surrogate for the descending aorta). Body surface measurements are used to determine the distance traveled by the pulse wave between the two sampling sites. This distance is then divided by the pulse transit time resulting in the pulse wave velocity. The measurements are performed in triplicate and the average is used for analysis.

Pulse wave velocity (PWV) measurement assesses arterial stiffness by a tonometry-based system that measures the speed with which arterial pressure wave travels along the arterial tree, typically approximating the time that it takes this wave to travel from the descending aorta (using the carotid artery as a surrogate) to the femoral artery. Carotid-femoral PWV increases two- to threefold across the adult lifespan.

Pulse Wave Velocity בדיקה בבולטימור מחקר האורך של הזדקנות

Carotid-femoral pulse wave velocity is considered the gold standard for measurements of central arterial stiffness obtained through noninvasive ...

Assessment of Vascular Function in Patients With Chronic Kidney Disease

Patients with chronic kidney disease (CKD) have significantly increased risk of cardiovascular disease (CVD) compared to the general population, and this is only partially explained by traditional CVD risk factors. Vascular dysfunction is an important non-traditional risk factor, characterized by vascular endothelial dysfunction (most commonly assessed as impaired endothelium-dependent dilation [EDD]) and stiffening of the large elastic arteries. While various techniques exist to assess EDD and large elastic artery stiffness, the most commonly used are brachial artery flow-mediated dilation (FMDBA) and aortic pulse-wave velocity (aPWV), respectively. Both of these noninvasive measures of vascular dysfunction are independent predictors of future cardiovascular events in patients with and without kidney disease. Patients with CKD demonstrate both impaired FMDBA, and increased aPWV. While the exact mechanisms by which vascular dysfunction develops in CKD are incompletely understood, increased oxidative stress and a subsequent reduction in nitric oxide (NO) bioavailability are important contributors. Cellular changes in oxidative stress can be assessed by collecting vascular endothelial cells from the antecubital vein and measuring protein expression of markers of oxidative stress using immunofluorescence. We provide here a discussion of these methods to measure FMDBA, aPWV, and vascular endothelial cell protein expression.

The degree of vascular dysfunction and contributing physiological mechanisms can be assessed in patients with chronic kidney disease by measuring brachial artery flow-mediated dilation, aortic pulse-wave velocity, and vascular endothelial cell protein expression.

הערכה של תפקוד כלי דם בחולים עם מחלת כליות כרונית

Patients with chronic kidney disease (CKD) have significantly increased risk of cardiovascular disease (CVD) compared to the general population, and this ...

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

The vascular endothelium is a monolayer of cells that cover the interior of blood vessels and provide both structural and functional roles. The endothelium acts as a barrier, preventing leukocyte adhesion and aggregation, as well as controlling permeability to plasma components. Functionally, the endothelium affects vessel tone.
Endothelial dysfunction is an imbalance between the chemical species which regulate vessel tone, thombroresistance, cellular proliferation and mitosis. It is the first step in atherosclerosis and is associated with coronary artery disease, peripheral artery disease, heart failure, hypertension, and hyperlipidemia.
The first demonstration of endothelial dysfunction involved direct infusion of acetylcholine and quantitative coronary angiography. Acetylcholine binds to muscarinic receptors on the endothelial cell surface, leading to an increase of intracellular calcium and increased nitric oxide (NO) production. In subjects with an intact endothelium, vasodilation was observed while subjects with endothelial damage experienced paradoxical vasoconstriction.
There exists a non-invasive, in vivo method for measuring endothelial function in peripheral arteries using high-resolution B-mode ultrasound. The endothelial function of peripheral arteries is closely related to coronary artery function. This technique measures the percent diameter change in the brachial artery during a period of reactive hyperemia following limb ischemia.
This technique, known as endothelium-dependent, flow-mediated vasodilation (FMD) has value in clinical research settings. However, a number of physiological and technical issues can affect the accuracy of the results and appropriate guidelines for the technique have been published. Despite the guidelines, FMD remains heavily operator dependent and presents a steep learning curve. This article presents a standardized method for measuring FMD in the brachial artery on the upper arm and offers suggestions to reduce intra-operator variability.

Endothelial dysfunction is associated with numerous disease states and is predictive of adverse cardiovascular events in humans. Flow-mediated vasodilation (FMD) is a non-invasive ultrasound method of evaluating endothelial function. Methodological choices and operator experience may affect results. A systematic approach to FMD in human studies is discussed here.

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 ...

Assessment of Human Adipose Tissue Microvascular Function Using Videomicroscopy

While obesity is closely linked to the development of metabolic and cardiovascular disease, little is known about mechanisms that govern these processes. It is hypothesized that pro-atherogenic mediators released from fat tissues particularly in association with central/visceral adiposity may promote pathogenic vascular changes locally and systemically, and the notion that cardiovascular disease may be the consequence of adipose tissue dysfunction continues to evolve. Here, we describe a unique method of videomicroscopy that involves analysis of vasodilator and vasoconstrictor responses of intact small human arterioles removed from the adipose depot of living human subjects. Videomicroscopy is used to examine functional properties of isolated microvessels in response to pharmacological or physiological stimuli using a pressured system that mimics in vivo conditions. The technique is a useful approach to gain understanding of the pathophysiology and molecular mechanisms that contribute to vascular dysfunction locally within the adipose tissue milieu. Moreover, abnormalities in the adipose tissue microvasculature have also been linked with systemic diseases. We applied this technique to examine depot-specific vascular responses in obese subjects. We assessed endothelium-dependent vasodilation to both increased flow and acetylcholine in adipose arterioles (50 - 350 &#181;m internal diameter, 2 - 3 mm in length) isolated from two different adipose depots during bariatric surgery from the same individual. We demonstrated that arterioles from visceral fat exhibit impaired endothelium-dependent vasodilation compared to vessels isolated from the subcutaneous depot. The findings suggest that the visceral microenvironment is associated with vascular endothelial dysfunction which may be relevant to clinical observation linking increased visceral adiposity to systemic disease mechanisms. The videomicroscopy technique can be used to examine vascular phenotypes from different fat depots as well as compare findings across individuals with different degrees of obesity and metabolic dysfunction. The method can also be used to examine vascular responses longitudinally in response to clinical interventions.

Videomicroscopy systems are used to examine functional properties of isolated adipose tissue arterioles in response to physiological and pharmacological stimuli. This technique can be used to examine microvascular phenotypes in different adipose tissue domains in obese humans.

הערכה של רקמת שומן אנושי הפונקציה Microvascular באמצעות Videomicroscopy

While obesity is closely linked to the development of metabolic and cardiovascular disease, little is known about mechanisms that govern these processes. ...

Evaluation of Vascular Control Mechanisms Utilizing Video Microscopy of Isolated Resistance Arteries of Rats

This protocol describes the use of in vitro television microscopy to evaluate vascular function in isolated cerebral resistance arteries (and other vessels), and describes techniques for evaluating tissue perfusion using Laser Doppler Flowmetry (LDF) and microvessel density utilizing fluorescently labeled Griffonia simplicifolia (GS1) lectin. Current methods for studying isolated resistance arteries at transmural pressures encountered in vivo and in the absence of parenchymal cell influences provide a critical link between in vivo studies and information gained from molecular reductionist approaches that provide limited insight into integrative responses at the whole animal level. LDF and techniques to selectively identify arterioles and capillaries with fluorescently-labeled GS1 lectin provide practical solutions to enable investigators to extend the knowledge gained from studies of isolated resistance arteries. This paper describes the application of these techniques to gain fundamental knowledge of vascular physiology and pathology in the rat as a general experimental model, and in a variety of specialized genetically engineered &#34;designer&#34; rat strains that can provide important insight into the influence of specific genes on important vascular phenotypes. Utilizing these valuable experimental approaches in rat strains developed by selective breeding strategies and new technologies for producing gene knockout models in the rat, will expand the rigor of scientific premises developed in knockout mouse models and extend that knowledge to a more relevant animal model, with a well understood physiological background and suitability for physiological studies because of its larger size.

This manuscript describes in vitro video microscopy protocols for evaluating vascular function in rat cerebral resistance arteries. The manuscript also describes techniques for evaluating microvessel density with fluorescently labeled lectin and tissue perfusion using Laser Doppler Flowmetry.

הערכה של מנגנוני הבקרה וסקולרית ניצול מיקרוסקופ וידאו מבודד התנגדות העורקים של חולדות

This protocol describes the use of in vitro television microscopy to evaluate vascular function in isolated cerebral resistance arteries (and other ...

Quantitative MRI of Endothelial Permeability and (Dys)function in Atherosclerosis

Cardiovascular diseases are the leading causes of death worldwide. A permeable/leaky and dysfunctional endothelium is considered the earliest marker of vascular damage and thought to drive atherosclerosis. A method to identify these changes in vivo would be desirable in the clinic. Magnetic resonance imaging (MRI)-based tools and other technologies have enabled a profound understanding of the role of the endothelium in cardiovascular diseases and risk in vivo. There is, however, a need for reproducible and simple approaches for extracting quantifiable data reflective of endothelial damage from a single imaging study. A non-invasive, easy-to-implement, and quantitative MRI workflow was developed to acquire and analyze images that allow the quantification of two imaging biomarkers of arterial endothelial damage (leakiness/permeability and dysfunction). Here, the protocol describes the application of this method in the brachiocephalic artery of atherosclerotic ApoE-/- mice using a clinical MRI scanner. First, late gadolinium enhancement (LGE) and Modified Look-Locker Inversion Recovery (MOLLI) T1 mapping protocols to quantify endothelial leakage using an albumin-binding probe are described. Second, anatomic, and quantitative blood flow sequences to measure endothelial dysfunction, in response to acetylcholine are described. Importantly, the method outlined here allows the acquisition of high-spatial-resolution 3D images with large volumetric coverage enabling accurate segmentation of vessel wall structures to improve inter- and intra-observer variability and to increase reliability and reproducibility. Additionally, it provides quantitative data without the need for high-temporal resolution for complex kinetic modeling, making it model-independent and even allowing for imaging of highly mobile vessels (coronary arteries). Therefore, the approach simplifies and expedites data analysis. Finally, this method can be implemented on different scanners, can be extended to image different arterial beds, and is clinically applicable for use in humans. This method could be used to diagnose and treat patients with atherosclerosis by adopting a precision-medicine approach.

<meta charset="utf8"></head><body>MRI כמותי של חדירות אנדותל ותפקוד לקוי בטרשת עורקים

We have developed an accurate, non-invasive, and easy-to-use method to quantify endothelial permeability and dysfunction in the arteries using Magnetic Resonance Imaging (MRI), named qMETRIC. This technique enables assessing vascular damage and cardiovascular risk associated with atherosclerosis in preclinical models and humans.

MRI כמותי של חדירות אנדותל ותפקוד (לקוי) בטרשת עורקים

Cardiovascular diseases are the leading causes of death worldwide. A permeable/leaky and dysfunctional endothelium is considered the earliest marker of ...

Bioengineering

Quantification of Vascular Parameters in Whole Mount Retinas of Mice with Non-Proliferative and Proliferative Retinopathies

Retinopathies are a heterogeneous group of diseases that affect the neurosensory tissue of the eye. They are characterized by neurodegeneration, gliosis&#160;and a progressive change in vascular function and structure. Although the onset of the retinopathies is characterized by subtle disturbances in visual perception, the modifications in the vascular plexus are the first signs detected by clinicians. The absence or presence of neovascularization determines whether the retinopathy is classified as either non-proliferative (NPDR) or proliferative (PDR). In this sense, several animal models tried to mimic specific vascular features of each stage to determine the underlying mechanisms involved in endothelium alterations, neuronal death and other events taking place in the retina. In this article, we will provide a complete description of the procedures required for the measurement of retinal vascular parameters in adults and early birth mice at postnatal day (P)17. We will detail the protocols to carry out retinal vascular staining with Isolectin GSA-IB4 in whole mounts for later microscopic visualization. Key steps for image processing with Image J Fiji software are also provided, therefore, the readers will be able to measure vessel density, diameter and tortuosity, vascular branching, as well as avascular and neovascular areas. These tools are highly helpful to evaluate and quantify vascular alterations in both non-proliferative and proliferative retinopathies.

This article describes a well-established and reproducible lectin stain assay for the whole mount retinal preparations and the protocols required for the quantitative measurement of vascular parameters frequently altered in proliferative and non-proliferative retinopathies.

כימות של פרמטרי כלי דם ברשתיות הר שלמות של עכברים עם רטינופתיות שאינן מתרבות ושגשוגות

Retinopathies are a heterogeneous group of diseases that affect the neurosensory tissue of the eye. They are characterized by neurodegeneration, ...

Neuroscience

Assessment of Vascular Tone Responsiveness using Isolated Mesenteric Arteries with a Focus on Modulation by Perivascular Adipose Tissues

Altered vascular tone responsiveness to pathophysiological stimuli contributes to the development of a wide range of cardiovascular and metabolic diseases. Endothelial dysfunction represents a major culprit for the reduced vasodilatation and enhanced vasoconstriction of arteries. Adipose (fat) tissues surrounding the arteries play important roles in the regulation of endothelium-dependent relaxation and/or contraction of the vascular smooth muscle cells. The cross-talks between the endothelium and perivascular adipose tissues can be assessed ex vivo using mounted blood vessels by a wire myography system. However, optimal settings should be established for arteries derived from animals of different species, ages, genetic backgrounds and/or pathophysiological conditions.

The protocol describes the use of wire myography to evaluate the transmural isometric tension of mesenteric arteries isolated from mice, with special consideration of the modulation by factors released from endothelial cells and perivascular adipose tissues.

גישה המתודולוגית להערכות לא פולשני של תפקוד כלי דם ומורפולוגיה

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video

הערכה בלתי פולשנית של תפקוד כלי דם והאנדותל

Pulse Wave Velocity בדיקה בבולטימור מחקר האורך של הזדקנות

הערכה של תפקוד כלי דם בחולים עם מחלת כליות כרונית

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

הערכה של רקמת שומן אנושי הפונקציה Microvascular באמצעות Videomicroscopy

הערכה של מנגנוני הבקרה וסקולרית ניצול מיקרוסקופ וידאו מבודד התנגדות העורקים של חולדות

MRI כמותי של חדירות אנדותל ותפקוד (לקוי) בטרשת עורקים

MRI כמותי של חדירות אנדותל ותפקוד (לקוי) בטרשת עורקים

כימות של פרמטרי כלי דם ברשתיות הר שלמות של עכברים עם רטינופתיות שאינן מתרבות ושגשוגות

הערכה של תגובתיות וסקולרית באמצעות העורקים המבודדים הבודדים באמצעות התמקדות באפנון על ידי פריסקולרית של הרקמות