Valutazione ecografica della funzione endoteliale: una Direttiva tecnica del test dilatazione flusso-mediata

Riepilogo

The flow mediated dilation (FMD) test is the most commonly utilized, non-invasive, ultrasound assessment of endothelial function in humans. Although the FMD test has been related with the prediction of future cardiovascular disease and events, it is a physiological assessment with many inherent confounding factors that need to be considered.

Abstract

Le malattie cardiovascolari sono la prima causa di mortalità e una delle principali cause di disabilità in tutto il mondo. La disfunzione dell'endotelio vascolare è una condizione patologica caratterizzata principalmente da una perturbazione dell'equilibrio tra sostanze vasodilatatori e vasocostrittori e si propone di svolgere un ruolo importante nello sviluppo della malattia cardiovascolare aterosclerotica. Pertanto, una valutazione precisa della funzione endoteliale negli esseri umani rappresenta uno strumento importante che potrebbe aiutare a comprendere meglio l'eziologia di molteplici patologie cardio-centric.

Negli ultimi venticinque anni, molti approcci metodologici sono stati sviluppati per fornire una valutazione della funzione endoteliale negli esseri umani. Introdotto nel 1989, il test FMD incorpora una occlusione avambraccio e la conseguente iperemia reattiva che promuove la produzione di ossido nitrico e la vasodilatazione dell'arteria brachiale. Il test di afta epizootica è ora il più ampiamente utilizzato, non invasivo, ultrvalutazione Asonic della funzione endoteliale negli esseri umani ed è stata associata con eventi cardiovascolari.

Anche se il test di afta epizootica potrebbe avere utilità clinica, si tratta di una valutazione fisiologica che ha ereditato diversi fattori confondenti che devono essere considerati. Questo articolo descrive un protocollo standardizzato per la determinazione FMD tra cui la metodologia consigliata per ridurre al minimo i problemi fisiologici e tecnici e di migliorare la precisione e la riproducibilità della valutazione.

Introduzione

Le malattie cardiovascolari sono la principale causa di morbilità e mortalità in tutto il mondo. Disfunzione dell'endotelio vascolare rappresenta una prima fase verso lo sviluppo di molteplici patologie vascolari correlate ^1. Quindi, una valutazione accurata della funzione endoteliale nell'uomo rappresenta una tecnica importante che potrebbe aiutare a comprendere l'eziologia di molteplici patologie cardiovascolari, con l'obiettivo finale di migliorare l'efficacia del trattamento e la prevenzione di malattie.

endotelio

L'endotelio è un monostrato di cellule che sintetizza numerose sostanze vasoattive, come l'ossido nitrico (NO), prostacicline, endoteline, endoteliali fattore di crescita delle cellule, interleuchine, e gli inibitori del plasminogeno ^2. Tali fattori contribuiscono alla funzione del endotelio di regolare la fluidità del sangue, il tono vascolare, l'aggregazione piastrinica, la permeabilità dei componenti del plasma e infl parete del vasoinfiammazione ^2-4. Inoltre, non ha un ruolo chiave anti-aterogenica nel promuovere la vasodilatazione e mantenendo l'integrità endoteliale. Regola NO tono vasale e diametro attraverso il controllo l'equilibrio tra la fornitura di ossigeno ai tessuti e la loro richiesta metabolica ^3,5. Ci sono endogeni multipla, esogeni e fattori stimolatore meccanici che inducono endoteliali NO sintetasi (eNOS), che sintetizza NO da L-arginina ^6,7. Lo stimolo meccanico più notevole è sforzo di taglio. Muro shear stress contribuisce ad una maggiore attivazione di eNOS, con conseguente produzione di NO e la conseguente rilassamento della muscolatura liscia ^4. Per questo motivo la diminuzione NO biodisponibilità è spesso usato come misura della disfunzione endoteliale ^8.

La disfunzione dell'endotelio

Lo squilibrio tra fattori vasodilatatori e vasocostrittori porta ad un endotelio disfunzionale ^2. Inoltre, il release di mediatori infiammatori e forze di taglio locali alterati può aumentare la sintesi di specie reattive dell'ossigeno endoteliali derivato (ROS). Questo upregulation in redox di segnalazione non solo modifica l'integrità dell'endotelio e riduce la sintesi di NO ^9, può disaccoppiare eNOS conseguente produzione diretta di ulteriori radicali liberi. In definitiva, questo miglioramento in nessun biodisponibilità favorisce la vasocostrizione, rigidità vascolare, e ridotta distensibilità arteriosa ^4.

Il grado di disfunzione dell'endotelio è stata correlata con la gravità di diverse patologie quali ipertensione ^10, aterosclerosi ^11, ictus ischemico ^12, diabete ^13, preeclampsia ¹⁴ o renali malattie ¹⁵ tra gli altri. Quindi, vi è grande interesse per valutare non solo cambiamenti nella funzione endoteliale nel tempo, ma anche a seguito di interventi terapeutici. Diversi metodi sono stati utilizzati perla valutazione clinica della funzione endoteliale sia invasiva (cateterismo cardiaco e venosa pletismografia occlusione ^3,16) e in modo non invasivo (flusso mediata dilatazione, l'arteria radiale tonometria e impulso analisi contorno ^4,17,18) in circolazioni coronariche e periferiche ^19.

la dilatazione flusso-mediata

Flusso dilatazione mediata (FMD) è un non-invasiva, la valutazione ultrasonica della funzione endoteliale ed è stata correlata con lo sviluppo di problemi di salute vascolari. Fin dalla sua istituzione, nel 1989 ^20, l'afta epizootica è stato ampiamente utilizzato come un metodo affidabile, in vivo per valutare prevalentemente NO-mediata funzione endoteliale negli esseri umani ^19,21,22. Infatti, il test FMD brachiale è stata associata con altre tecniche invasive ²³ e numerose ricerche hanno descritto una forte relazione inversa tra FMD e lesioni cardiovascolari ^24,25 tale che individuali con più patologia vascolare presentano un più basso FMD ^25. Pertanto, questi dati sottolineano la informazioni prognostiche che questa tecnica può fornire quanto riguarda future malattie cardiovascolari in soggetti asintomatici ^26-30.

Durante la prova FMD, i diametri dell'arteria brachiale vengono continuamente misurati al basale e dopo il rilascio di un arresto circolatorio dell'avambraccio. Dopo il rilascio della cuffia, il reattiva indotta iperemia promuove un aumento della tensione tangenziale mediato il rilascio di NO e la successiva vasodilatazione ^19,31. FMD è espresso come aumento percentuale del diametro arterioso a seguito del rilascio del gambetto rispetto al diametro al basale (FMD%).

Nonostante il crescente interesse clinico in questa tecnica, il test FMD è una valutazione fisiologica e pertanto diverse variabili devono essere considerati al fine di condurre una precisa valutazione della funzione endoteliale nell'uomo. Questo unArticolo descrive un protocollo standardizzato e la metodologia consigliata per ridurre al minimo i problemi tecnici e biologici per contribuire a migliorare la precisione, riproducibilità e l'interpretazione del test afta epizootica.

Protocollo

NOTA: La seguente procedura di afta epizootica è abitualmente condotta durante gli studi di valutazione vascolare presso il Laboratorio di Integrative Vascolare e fisiologia (LIVEP). Tutte le procedure di seguito i principi della Dichiarazione di Helsinki e sono stati approvati dal Institutional Review Board presso la Georgia Regents University. Tutti i partecipanti sono stati informati degli obiettivi e possibili rischi della tecnica prima autorizzazione scritta di partecipazione è stato ottenuto. La figura 1 illustra una sintesi schematica degli elementi essenziali che dovrebbero essere considerati per la valutazione ecografia dell'arteria brachiale afta epizootica.

1. Fatto salvo Preparazione (prima dell'arrivo)

1. Verificare che il partecipante si è astenuto da praticare esercizio (≥12 HR), caffeina (≥12 HR), il fumo o l'esposizione al fumo (≥12 HR), vitamina supplementazione (> 72 ore) e tutto il farmaco (HR ≥4 emivita di la droga, gli agenti non steroidei anti-infiammatori per 1 daY e aspirine per 3 giorni).
2. Assicurarsi che il partecipante è in condizioni di digiuno o ha consumato solo basso contenuto di grassi pasti ⁴ prima del test.
3. Durante il test di donne in premenopausa, si suggerisce di condurre il protocollo di afta epizootica durante la fase di mestruazioni del ciclo mestruale per limitare l'impatto degli estrogeni endogeni e progesterone ^8,32,33.

2. Fatte salve Preparazione (all'arrivo)

1. Prima di acquisizione della misura, verificare che il soggetto è a riposo in una posizione supina in una camera tranquilla, a temperatura controllata (22 ° C a 24 ° C) per circa 20 minuti per raggiungere uno stato stazionario emodinamico.
2. Collegare un 3 derivazioni in dell'arto standard di portare II posizione. Utilizzando la strumentazione standard americano, mettere il cavo di polarità bianco / negativo appena sotto la clavicola sulla spalla destra. Collegare il cavo di polarità nera / doppia al di sotto della clavicola sinistra vicino alla spalla e collegare il cavo di polarità rosso / positivosotto il muscolo pettorale sinistro nella base laterale del torace.
3. Estendere il braccio del soggetto lateralmente a circa 80 ° di abduzione della spalla e fissare l'avambraccio distale in un cuscino sottovuoto per mantenere la posizione precisa del braccio durante la misurazione (Figura 2).
4. Posizionare il bracciale avambraccio distale immediatamente al mediale e assicurarsi che nulla è a contatto con il bracciale, tra cui la seguente tabella (Figura 2).

3. Misurazioni basali

1. Mappatura l'arteria brachiale con la Ultrasuoni:
   1. Tenendo la sonda con la mano, posizionarlo trasversalmente e avviare la scansione del lato interno del braccio iniziando l'inserimento del bicipite e procedendo prossimalmente.
   2. All'interno di B-mode (scala di grigi), identificare le arterie e vasi collaterali brachiale e utilizzare la modalità di flusso di colore (CF) per aiutare a confermare la posizione dell'arteria. Interpretare il colore e pulsatilitàconsiderare attentamente la direzione del trasduttore garantire una valutazione dell'arteria e non la vena.
      NOTA: Con l'indicatore della sonda di fronte alla testa, colore rosso significa che il flusso verso il trasduttore (flusso arterioso), mentre i mezzi blu defluire (flusso venoso).
2. Identificazione brachiale:
   1. Dopo aver trovato l'arteria brachiale, ruotare la sonda 90 ° per scandire il braccio longitudinale. Ottenere l'immagine tra i 2 a 10 cm al di sopra della fossa antecubitale.
   2. Identificare punti di riferimento anatomici come vene e piani fasciali per valutazioni multiple nello stesso soggetto (Figura 3).
3. Protezione della sonda:
   1. Fissare la sonda nel supporto della sonda stereotassica. Confermare la sonda è opportunamente fissato al fine di evitare movimenti eccessivi. Con la sonda fissato nel supporto, assicurare che l'immagine è buono come l'immagine che è stata ottenuta manualmente senza supporto.
4. Ottimizzazione del Resolution dell'Immagine:
   1. Ottimizzare l'immagine utilizzando i controlli di guadagno di tempo (TGC di) con la sonda assicurato.
      NOTA: un'immagine ottimale si ottiene quando si ottiene l'immagine più chiara B-mode dalle interfacce anteriori e posteriori intimale tra il lume e la parete del serbatoio.
   2. Avere il tecnico regolare manualmente il guadagno, i punti focali, gamma dinamica, e armoniche per avere una chiara e definita immagine delle pareti vicine e lontane del endotelio.
5. Duplex Doppler Modalità:
   1. A seguito dell'acquisizione B-mode, procedere alla scansione duplex in modalità Doppler pulsato.
   2. Utilizzare un tallone alla punta approccio con la sonda all'interno del supporto oscillando trasduttore su un lato più dell'altro per regolare l'immagine arteria brachiale e ottenere un angolo di insonazione di 60 °.
6. Baseline acquisizione:
   1. Ottenere un immagine B-mode soddisfacente che identifica gli strati endoteliali con chiare pareti intima-intimale delle arterie. Ensure che il segnale Doppler appare suono nitido e chiaro senza muffole.
   2. Ripristinare il ciclo CINE ultrasuoni da congelamento e scongelamento l'immagine. Premere F1 per iniziare la registrazione dei dati sul software di immagine. registrare i dati di base per almeno 30 sec. Analizzare il diametro medio e la velocità del sangue per 30 sec per rappresentare valori basali. Nota: Differenti ultrasuoni e software di set-up possono richiedere diverse sequenze per ottenere l'azione richiesta.

4. Misure occlusione vascolare

1. Occlusione Avambraccio:
   1. Rapidamente gonfiare il bracciale avambraccio dell'occlusione, con aria compressa, a pressioni sovra-pressione sistolica (250 mm Hg) per 5 minuti per indurre occlusione arteriosa.
   2. Dopo 4 min e 30 sec dell'avambraccio occlusione, iniziare l'acquisizione dati.
      NOTA: Le misure occlusione saranno rappresentati dal ultimi 30 secondi di occlusione.

5. reattiva iperemia (Messaggio di polsino Stampa) Misure

1. Continuando di acquisire i dati da pre-polsino di rilascio:
   1. Sgonfiare il bracciale a 5 min.
   2. Mantenere la registrazione per due minuti dopo il rilascio della cuffia.
2. Dopo 2 minuti di registrazione rilascio posta bracciale, fermare e salvare le registrazioni. La massima 5 sec media intervallo durante il periodo di raccolta post-occlusione 2 min sarà usato per rappresentare il diametro iperemica picco.

6. Analisi dei risultati: Rilevamento Edge e monitoraggio muro

1. A causa della complessità di analisi afta epizootica, utilizzare edge-detection e software-tracking parete tutta test FMD per una maggiore riproducibilità secondo le istruzioni del produttore.
   NOTA: Questa analisi non in linea è meno operatore dipendente rispetto alla valutazione manuale e quindi migliora l'accuratezza dei dati FMD ^4,34-36. Inoltre, questo sistema di analisi off-line permette anche la sincronizzazione con l'ECG per l'identificazione di arteriosa telediastolicadiametri, evitando la distorsione dei cambiamenti impulsi legati di diametro ^4. Va notato che, sebbene l'uso di ECG è approvato per ridurre al minimo la variabilità pulsazioni, è anche possibile eseguire il protocollo FMD senza ECG gaiting ^37. Anche se non è raccomandato, se l'analisi assistita da computer bordo non è disponibile, attenta valutazione manuale sia di diametro e velocità devono essere raccolti ^36.
2. Per la valutazione del diametro dei vasi, è necessario ispezionare visivamente ogni frame per determinare il miglior posizionamento delle pinze ad ultrasuoni lungo l'immagine B-mode ^38.
   NOTA: Indipendentemente metodo di analisi dei dati, si raccomanda di raccogliere dati diametro e velocità ogni 4 secondi durante i primi 20 sec di iperemia reattiva ed ogni 5 secondi per il periodo restante occlusione messaggio ^4.

Risultati

Le caratteristiche di base di un gruppo di coorte apparentemente sani sono presentati nella tabella 1. Le variabili più comuni di test afta epizootica condotte presso il Laboratorio di Integrative Vascolare e fisiologia (LIVEP) sono presentati nella tabella 2. Le seguenti variabili sono considerati i principali parametri di FMD analizzare dalle pubblicati FMD Tutorial ⁴ e le linee guida ^36.

Discussione

Introdotta nel 1989 ^20, il test FMD è stato ampiamente utilizzato negli esseri umani come misura non invasiva della funzione endoteliale. L'afta epizootica non è stato dimostrato solo per predire il futuro vascolari legati rischio di malattia ^19,52,53, i valori più bassi di afta epizootica sono stati spettacolo correlare fortemente con i danni cardiovascolari ^24,25,54. Anche se ci sono altre tecniche per valutare la funzione endoteliale, sia invasiva (coronarografia) e in modo non...

Materiali

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